基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法与系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法与系统，通过提取图片的特征值并得出图形形状、颜色、表盘等多维度的权重值，并将多维度的权重值进行降维合并得分，将合并后的得分和图片库进行轮询比较，取最优得分，再通过指针值和角度用计算的方式得出最终的方位角，解决现有技术中当更换一个其他表盘就需要在代码层面进行参数的变更，要进行二次开发才能适配特定功能的问题。本发明专利技术通过构建识别库，将多维度特征分析和建库，在后续的识别过程中通过多维度特征匹配和相似度判断选取出最优结果，快速确定表盘识别结果。对识别到的结果直接输出，对于未识别到的则加入到识别库中，实时更新识别库，利于后续更精准的比对。

【技术实现步骤摘要】
基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法与系统
本专利技术涉及图片处理
，尤其是目标检测，具体而言涉及一种基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法与系统。
技术介绍
在药厂、环境恶劣、高危操作的行业条件下，需要对各种环境下的环境数据以及工业过程监控数据进行监控、表征和识别，例如压力表、温度表等，通常采用指针式表盘设计，但在现场环境下，存在高温、高光等环境干扰，对表盘的远程识别存在障碍。现有技术中在进行指针式表盘进行识别时，对表盘的指针和圆心进行计算时，每次都要进行参数的调整，更换其他指针式表盘都需要参数的重新的设定；表盘中指针和圆心的线条通过现有技术查找出来的范围和精准度偏差较大，还要经过二次处理才能得到比较精准的范围和精准度，在直接使用现有技术上实现起来不能很好的匹配项目上的功能。现有的指针式表盘的识别，虽然能够识别出指针和圆心等参数，但当更换一个其他表盘就需要在代码层面进行参数的变更。要进行二次开发才能适配特定功能，现有识别技术不能很好的解决这个问题，具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n创建指针式表盘识别库；/n对已识别的指针式表盘建立识别数据并存储到所述识别库中，其中识别数据为每一个指针式表盘及其对应的表盘图片指定表盘ID，将表盘ID与表盘图片关联，所述识别数据中还包括对表盘图片的多维度的结构化识别数据，所述结构化识别数据包括对指针式表盘的形状、颜色、刻度和指针特征按照预设规则赋予权重值而获得的加权权重Ai以及指针式表盘的表盘结构属性和坐标，i=1,2,3,...m，m表示识别库存储的指针式表盘的总数；/n在指针式表盘识别过程中，接收输入的待识别的表盘图片；/n对接收的表盘图片进行预处理，得到纯净...

【技术特征摘要】
1.一种基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
创建指针式表盘识别库；
对已识别的指针式表盘建立识别数据并存储到所述识别库中，其中识别数据为每一个指针式表盘及其对应的表盘图片指定表盘ID，将表盘ID与表盘图片关联，所述识别数据中还包括对表盘图片的多维度的结构化识别数据，所述结构化识别数据包括对指针式表盘的形状、颜色、刻度和指针特征按照预设规则赋予权重值而获得的加权权重Ai以及指针式表盘的表盘结构属性和坐标，i=1,2,3,...m，m表示识别库存储的指针式表盘的总数；
在指针式表盘识别过程中，接收输入的待识别的表盘图片；
对接收的表盘图片进行预处理，得到纯净图片；
对降噪后的纯净图片采用目标检测算法检测图片中的表盘的形状、颜色、刻度和指针，并根据预设规则对识别到的表盘的形状、颜色、刻度、指针分别获取权重值；
对获取的权重值进行加权计算获得加权权重A；
将获取的加权权重A与识别库中的加权权重Am进行轮训比对，并对二者差值的绝对值Dm进行排序，获得绝对值最小值对应的加权权重An以及所对应的表盘ID与表盘图片，n≤m；
获取接收图片检测的表盘图片与加权权重An对应的表盘的相似度值similarity；
响应于相似度值similarity超过设定的相似度阈值，输出加权权重An以及所对应的表盘ID作为指针式表盘识别结果；
响应于相似度值similarity未达到设定的相似度阈值，判定为新指针式表盘，则为指针式表盘指定唯一的表盘ID，并与所获得的表盘图片以及计算得到的加权权重相关联，存入所述识别库；以及
对输入的表盘图片执行表盘结构属性识别和坐标定位，并将表盘结构属性和坐标存入所述识别库，与对应的表盘ID关联。


2.根据权利要求1所述的基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法，其特征在于，所述预处理包括高斯模糊降噪处理，具体包括：
使用高斯模糊算法将表盘图片中的亮点进行RGB三通道进行修正，其中使用梯度百分比进行检测，检测到亮点后通过中值滤波进行修正，最后基于修正的RGB进行透明度混合运算，根据透明度进行修正的RGB的混合，其中：
当Alpha=50%时，
r=r1/2+r2/2;
g=g1/2+g2/2;
b=b1/2+b2/2;
当Alpha<50%时，
r=r1-r1/ALPHA+r2/ALPHA;
g=g1-g1/ALPHA+g2/ALPHA;
b=b1-b1/ALPHA+b2/ALPHA;
当Alpha>50%时，
r=r1/ALPHA+r2-r2/ALPHA;
g=g1/ALPHA+g2-g2/ALPHA;
b=b1/ALPHA+b2-b2/ALPHA；
前述公式中，Alpha为指针图片的透明度，r,g,b为最终输出的颜色值，r1,g1,b1分别为前置色的颜色值；r2,g2,b2分别为背景色的颜色值。


3.根据权利要求1所述的基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法，其特征在于，所述方法中，所述预处理还包括对高斯模糊降噪处理后的表盘图片进行边缘检测，剔除边缘信息，获得指针式表盘的轮廓结构。


4.根据权利要求1所述的基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法，其特征在于，所述方法中，相似度值similarity的获取方式如下：
相似度值similarity=获取的加权权重A/识别库中绝对值最小值对应的加权权重An。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的基于多维度特征分析的指针式表盘识别方法，其特征在于，所述方法中，所述表盘结构属性识别和坐标定位包括：
基于霍夫圆检测来定位圆心的坐标（Cx,Cy）；
基于霍夫直线检测定位指针点坐标（Zx，Zy）；以及
根据圆心的坐标和指针点坐标确定指针方位角，其中将预处理后的表盘图片拆分成四个象限，分0~90°、90~180°、180~270°、270~360°；然后以圆心的坐标为圆点，以指针点坐标作为指针的头，以圆心的坐标作为指针的尾，计算坐标增量dx和dy，dx=Zx-Cx，dy=Zy-Cy；
若dx,dy都不为零，首先计算a=arcatn(|dy/dx|)，然后根据dx,dy的范围确定指针方位角：
当dx>0、dy>0时，指针方位角=a；
当dx<0、dy>0时，指针方位角=180-a；
当dx<0、dy<0时，指针方位角=180+a；负范围为a-pi
当dx>0、dy<0时，指针方位角=360-a；负范围为-a
输出指针方位角信息，并响应于超出预设刻度范围进行实时报警。


6.一种基于多维度特征分析的指针式表盘识别系统，其特征在于，包括：
用于创建指针式表盘识别库的模块；
用于对已经识别的指针式表盘建立识别数据并存储到所述识别库的模块，其中识别数据中为每一个指针式表盘及其对应的表盘图片指定表盘ID，将表盘I...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗琰，骆德龙，侯鹏，胥晓冬，马庆辉，
申请(专利权)人：南京嘉环科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32