一种基于模板滤波的指针定位方法技术

本发明专利技术公开一种基于模板滤波的指针定位方法，包括如下步骤：输入标定表盘图像，将表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像；将展开的表盘图像进行二值化处理；截取表盘图像中刻度线至指针可能扫过的区域中表盘文字之间的区域；在截取区域中采用预先标定指针宽度截取指针覆盖区域；依据指针覆盖区域，生成模板滤波模板；输入待定位指针图像，通过在检测区域应用模板滤波模板求解，获取响应曲线，根据响应曲线获取指针位置。本发明专利技术将表盘图像转换为矩形图像，可使图像当中所有的刻度线变为相互平行的位置关系，便于应用模板滤波进行映射；通过指针覆盖区域进行分析、处理，可排除复杂背景的指针式仪表对分析过程的影响，提高识别精确度，计算也相对简便。计算也相对简便。计算也相对简便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模板滤波的指针定位方法


[0001]本专利技术涉及指针式仪表
，尤其涉及一种基于模板滤波的指针定位方法。

技术介绍

[0002]在工业实际当中，电表的存在非常普遍，需要大量人力物力进行抄表工作，虽然电子仪表的出现大大减少了相关工作，但是目前在很多工厂中大部分仍然是传统的物理式指针仪表，物理式指针仪表有着精确，抗干扰等优势，而且大范围替代传统指针式仪表需要耗费大量资金。
[0003]在一些特殊工况下，人员不方便进行现场读取数值，并且人工读数工作量大，存在误读等不确定因数，虽针对指针式仪表的自动读数也有一些研究方法，但是现有针对指针式仪表自动读数方法多采用Hough变换直线检测指针与刻度线，由于，该方法的计算量较大，并且针对污渍、破损或表盘背景复杂的仪表，该方法对于指针与刻度线的定位不够准确，会直接影响读数的准确性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于模板滤波的指针定位方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于模板滤波的指针定位方法，包括如下步骤：
[0007]输入标定表盘图像，将表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像；
[0008]将展开的表盘图像进行二值化处理；
[0009]截取表盘图像中刻度线至指针可能扫过的区域中表盘文字之间的区域；
[0010]在截取区域中采用预先标定指针宽度截取指针覆盖区域，其中，所述指针覆盖区域的宽度大于指针的宽度，指针覆盖区域高度等于截取区域的高度，指针覆盖区域中心与指针的中心重合；
[0011]依据指针覆盖区域，生成模板滤波模板；
[0012]输入待定位指针图像，通过在检测区域应用模板滤波模板求解，获取响应曲线，根据响应曲线获取指针位置。
[0013]优选地，所述响应曲线的最大值位置即为表计指针指向位置。
[0014]优选地，所述依据指针覆盖区域，生成模板滤波模板，具体包括如下步骤：计算指针覆盖区域中像素值，将像素值为255记为1.0，像素值为0的记为
‑
1.0，构建图像矩阵。
[0015]优选地，所述将表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像，具体包括如下步骤：
[0016]选取表盘图像中刻度线的两条刻度线，并沿刻度线方向做延长线，且两条延长线等长；
[0017]将两条延长线构建的梯形进行矩形变换即可将表盘图像中两条刻度线的区域沿刻度线展开；
[0018]重复上述步骤应用至表盘图像中的每个刻度，即可将整个表盘图像沿刻度区域展
开。
[0019]优选地，所述延长线的长度为指针长度的25％
‑
35％。
[0020]优选地，所述检测区域的生成方法，具体包括如下步骤：
[0021]输入待定位表盘图像，将待定位表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像；
[0022]将展开的待定位的表盘图像二值化；
[0023]截取待定位的表盘图像中刻度线与指针可能扫过的区域中表盘文字间的区域即为检测区域。
[0024]优选地，所述二值化处理采用bernsen算法、niblack算法、sauvola算法、triangle算法或otsu算法。
[0025]基于上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术将表盘图像转换为矩形图像，可使图像当中所有的刻度线变为相互平行的位置关系，便于应用模板滤波进行映射，获取指针与刻度之间的位置关系；通过对表盘图像中刻度线至指针可能扫过的区域中表盘文字之间的区域进行分析、处理，可有效排除污渍、破损或表盘复杂背景等对分析过程的影响，提高读数的精确度，计算也相对简便。
附图说明
[0026]图1是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中模板滤波模板生成流程图；
[0027]图2是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中表盘转换过程示意图；
[0028]图3是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中表盘转换后的示意图；
[0029]图4是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中二值化后示意图；
[0030]图5是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中区域M示意图；
[0031]图6是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中指针覆盖区域示意图；
[0032]图7是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中指针定位流程图；
[0033]图8是一个实施例中一种基于模板滤波的指针定位方法中待定位图像结果展示示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0035]如图1至8所示，本实施例提供一种基于模板滤波的指针定位方法，包括如下步骤：
[0036]一、模板滤波模板生成步骤
[0037]步骤101、输入标定表盘图像，将表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像，所述矩形图像中所有的刻度线变为相互平行的位置关系。
[0038]如图2所示,本实施例中，首先，在选取表盘图像中选取两条刻度线，并沿刻度线方向做延长线AC、BD，其AC、BD长度均为指针长度的30％，及AC＝BD；
[0039]然后，求解ABCD至A
’
B
’
C
’
D
’
的相似变换即可将表盘的AB刻度区域沿刻度线展开；
[0040]最后，重复上述步骤应用该方法至每个刻度，将整个表盘沿刻度区域展开，获取表盘图像展开后的矩形图像，如图3所示。
[0041]步骤102、将展开的表盘图像进行二值化处理，如图4所示；
[0042]本实施例中，二值化处理方法包括但不限于bernsen算法、niblack算法、sauvola算法、triangle算法或otsu算法等方法。
[0043]步骤103、截取表盘图像中刻度线至指针可能扫过的区域中表盘文字之间的区域M(污渍、破损或表盘复杂背景等干扰最少的区域)，如图5所示；
[0044]步骤104、在区域M中采用预先标定指针宽度截取指针覆盖区域，其中，所述指针覆盖区域的宽度大于指针的宽度，指针覆盖区域高度等于截取区域M的高度，指针覆盖区域中心与指针的中心重合，如图6所示；
[0045]步骤105、依据指针覆盖区域，生成模板滤波模板kernel，其伪代码为：
[0046]Kernel＝指针覆盖区域
[0047]Kernel[Kerner＝＝255]＝1.0
[0048]Kernel[Kerner＝＝0]＝
‑
1.0
[0049]二、如图7、8所示，指针定位具体包括如下步骤：
[0050]步骤201、输入待定位表盘图像，将待定位表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像；
[0051]步骤202、应用二值化算法，将展开的待定位的表盘图像二值化；
[0052]步骤203、截取待定位的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模板滤波的指针定位方法，其特征在于，包括如下步骤：输入标定表盘图像，将表盘图像沿刻度线展开呈矩形图像；将展开的表盘图像进行二值化处理；截取表盘图像中刻度线至指针可能扫过的区域中表盘文字之间的区域；在截取区域中采用预先标定指针宽度截取指针覆盖区域，其中，所述指针覆盖区域的宽度大于指针的宽度，指针覆盖区域高度等于截取区域的高度，指针覆盖区域中心与指针的中心重合；依据指针覆盖区域，生成模板滤波模板；输入待定位指针图像，通过在检测区域应用模板滤波模板求解，获取响应曲线，根据响应曲线获取指针位置。2.根据权利要求1所述的一种基于模板滤波的指针定位方法，其特征在于，所述响应曲线的最大值位置即为表计指针指向位置。3.根据权利要求1所述的一种基于模板滤波的指针定位方法，其特征在于，所述依据指针覆盖区域，生成模板滤波模板，具体包括如下步骤：计算指针覆盖区域中像素值，将像素值为255记为1.0，将像素值为0的记为
‑
1.0，构建图像矩阵。4.根据权利要求1所述的一种基于模板滤波的指针定位方...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷天悟，
申请(专利权)人：佳源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：