图片中仪表角度校正变换函数获取方法及装置、角度校正方法及装置、读数方法及装置，涉及计算机视觉领域。针对现有技术中存在的，在仪表内容识别阶段时，需要借助外部系统对仪表数字进行识别，造成效率的低下，另外一些方法设计了统一的流程对上述问题进行解决，在低质量图像上的识别率较低的问题，本发明专利技术提供的技术方案为：图片中仪表角度校正变换函数获取方法，方法包括：采集图片中仪表内轮廓标注；根据标注确认仪表内轮廓并将内轮廓所在的椭圆圆周上的四个顶点作为变换前基准点；拉长椭圆短轴，使椭圆变换，与椭圆的最小外接圆重合；根据变换过程得到变换矩阵；根据变换矩阵得到变换函数。适合应用于仪表读数识别工作。适合应用于仪表读数识别工作。适合应用于仪表读数识别工作。
【技术实现步骤摘要】
图片中仪表角度校正变换函数获取方法及装置、角度校正方法及装置、读数方法及装置
[0001]涉及计算机视觉领域，具体涉及仪表识别。
技术介绍
[0002]随着计算机视觉领域的发展，自动仪表读数系统逐渐被众多人工智能公司所开发，运用于变电站、工厂等实际环境中。在这些实际自然场景中，仪表的读数对于监测设备的运行状态显得至关重要，例如温度值、压力值、电流值等等。在传统方法中，往往需要借助于大量的人力对仪表的读数进行手工抄录，然而这样的做法不仅耗费大量的劳动力资源，并且会存在着读数不准、困难环境下难以读数等等情况。因此亟需设计一套自动化仪表读数系统，可以对自然环境下的仪表进行精准、快速的读数。自动化仪表读数系统的算法基于计算机视觉的相关知识进行开发，通过对系统拍摄到的仪表图片进行理解，可以实现仪表的读数获取功能。
[0003]目前变电站工厂中广泛存在的仪表类型主要为数字式仪表和指针式仪表。对于前者而言，可以使用标准的OCR系统对其读数进行识别，现技术已比较成熟，本专利暂不讨论。然而，关于指针式仪表的读数算法还存在诸多困难。由于在实际环境中，拍摄到的指针仪表图片往往会存在刻度不均匀，仪表角度畸变，指针模糊破损，分辨率低等情况，这些问题都会对指针式仪表的读数系统产生困难。同时，该领域缺少标准的数据集和评价系统，也给该领域的发展造成了困境。
[0004]根据文献调研，现有的指针仪表读数系统主要根据以下几个步骤进行：
[0005](1)仪表区域检测检测：使用传统图像处理方法或基于深度学习的目标检测技术在原始拍摄图像中检测出仪表的位置；
[0006](2)仪表形态表换：使用透视变换方法将仪表区域变形为标准位置(仪表区域面和人类视线垂直)；
[0007](3)仪表内容识别：构建仪表元素提取模块提取出仪表的指针和刻度，另外使用OCR技术识别仪表中的数字内容，最终利用角度换算的方法计算出指针仪表的读数。
[0008]以上提出的框架尽管可以对大部分情况下的指针仪表进行有效识别，然而依旧存在着如下问题：首先，该框架的训练速度以及测试速度都比较慢，由于框架中包含众多前处理和后处理过程。(例如仪表形态变换阶段需要对原始图像和模板图像进行特征点匹配)，同时在仪表内容识别阶段时，需要借助外部系统(OCR系统)对仪表数字进行识别，这也会造成效率的低下。另外一些方法使用传统图像处理的方法设计了统一的流程对上述问题进行解决，尽管在效率上得到了提升，然而在一些低质量图像上的识别率较低。
技术实现思路
[0009]针对现有技术中存在的，用于识别指针仪表的框架的训练速度以及测试速度都比较慢，同时在仪表内容识别阶段时，需要借助外部系统对仪表数字进行识别，造成效率的低
下，另外一些方法使用传统图像处理的方法设计了统一的流程对上述问题进行解决，尽管在效率上得到了提升，然而在一些低质量图像上的识别率较低的问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0010]图片中仪表角度校正变换函数获取方法，所述方法包括：
[0011]步骤1：采集所述图片中仪表内轮廓标注；
[0012]步骤2：根据所述标注确认所述仪表内轮廓并将所述内轮廓所在的椭圆圆周上的四个顶点作为变换前基准点；
[0013]步骤3：拉长所述椭圆短轴，使所述椭圆变换，与所述椭圆的最小外接圆重合；
[0014]步骤4：根据步骤4的变换过程得到变换矩阵；
[0015]步骤5：根据所述变换矩阵得到变换函数。
[0016]进一步，提供一个优选实施方式，所述内轮廓的获取方式为：采用边缘提取椭圆拟合的方式；所述变换矩阵的获取方式为：采用透视变换的方式。
[0017]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了图片中仪表角度校正变换函数获取装置，所述装置包括：
[0018]模块1：用于采集所述图像中仪表内轮廓标注；
[0019]模块2：用于根据所述标注确认所述仪表内轮廓并将所述内轮廓所在的椭圆圆周上的四个顶点作为变换前基准点；
[0020]模块3：用于拉长所述椭圆短轴，使所述椭圆变换，与所述椭圆的最小外接圆重合；
[0021]模块4：用于根据模块4的变换过程得到变换矩阵；
[0022]模块5：用于根据所述变换矩阵得到变换函数。
[0023]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了图片中仪表角度校正方法，所述方法包括：
[0024]步骤6：采集图片；
[0025]步骤7：根据校正变换函数和所述图片，得到校正变换矩阵；
[0026]步骤8：根据所述校正变换矩阵，得到校正后的仪表图像；
[0027]所述步骤7中，所述的校正变换函数为所述的图片中仪表角度校正变换函数获取方法获得。
[0028]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了图片中仪表角度校正装置，所述装置包括：
[0029]模块6：用于采集图片；
[0030]模块7：用于根据校正变换函数和所述图片，得到校正变换矩阵；
[0031]模块8：用于根据所述校正变换矩阵，得到校正后的仪表图像；
[0032]所述模块7中，所述的校正变换函数为所述的图片中仪表角度校正变换函数获取装置获得。
[0033]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了图片中仪表读数方法，所述方法包括：
[0034]步骤9：采集校正后的所述图片中的仪表图像；
[0035]步骤10：根据步骤9的结果，得到所述图片中仪表的读数。
[0036]所述的步骤9中，校正所述图片中的仪表图像的方法为：所述的图片中仪表角度校正方法。
[0037]进一步，提供一个优选实施方式，所述步骤10中，得到所述图片中仪表的读数的方法具体为：
[0038]包括：
[0039]步骤11：采集所述图片中仪表的指针位置和预设关键刻度位置；
[0040]步骤12：采集所述图片中仪表预设关键数字；
[0041]步骤13：根据所述步骤11和步骤12的结果，得到所述图片中仪表的读数。
[0042]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了图片中仪表读数装置，所述装置包括：
[0043]模块9：用于采集校正后的所述图片中的仪表图像；
[0044]模块10：用于根据模块9的结果，得到所述图片中仪表的读数。
[0045]所述的模块9中，校正所述图片中的仪表图像的方法为：通过所述的图片中仪表角度校正装置实现。
[0046]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述储存介质中储存的计算机程序被计算机的处理器读取时，所述计算机执行所述的图片中仪表角度校正变换函数获取方法或所述的图片中仪表角度校正方法或所述的图片中仪表读数方法。
[0047]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机，包括处理器和储存介质，所述储存介质用于储存计算机程序，当所述储存介质中储存的计算机程序被所述的处理器读取时，所述计算机执行所述的图片中仪表角度校正变换函数获取方法或所述的图片中仪表角度校正本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.图片中仪表角度校正变换函数获取方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：采集所述图片中仪表内轮廓标注；步骤2：根据所述标注确认所述仪表内轮廓并将所述内轮廓所在的椭圆圆周上的四个顶点作为变换前基准点；步骤3：拉长所述椭圆短轴，使所述椭圆变换，与所述椭圆的最小外接圆重合；步骤4：根据步骤4的变换过程得到变换矩阵；步骤5：根据所述变换矩阵得到变换函数。2.根据权利要求1所述的图片中仪表角度校正变换函数获取方法，其特征在于，所述内轮廓的获取方式为：采用边缘提取椭圆拟合的方式；所述变换矩阵的获取方式为：采用透视变换的方式。3.图片中仪表角度校正变换函数获取装置，其特征在于，所述装置包括：模块1：用于采集所述图像中仪表内轮廓标注；模块2：用于根据所述标注确认所述仪表内轮廓并将所述内轮廓所在的椭圆圆周上的四个顶点作为变换前基准点；模块3：用于拉长所述椭圆短轴，使所述椭圆变换，与所述椭圆的最小外接圆重合；模块4：用于根据模块4的变换过程得到变换矩阵；模块5：用于根据所述变换矩阵得到变换函数。4.图片中仪表角度校正方法，其特征在于，所述方法包括：步骤6：采集图片；步骤7：根据校正变换函数和所述图片，得到校正变换矩阵；步骤8：根据所述校正变换矩阵，得到校正后的仪表图像；所述步骤7中，所述的校正变换函数为权利要求1所述的图片中仪表角度校正变换函数获取方法获得。5.图片中仪表角度校正装置，其特征在于，所述装置包括：模块6：用于采集图片；模块7：用于根据校正变换函数和所述图片，得到校正变换矩阵；模块8：用于根据所述校正变换矩阵，得到校正后的仪表图像；所述模块7中，所述的校正变换函数为权利要求3所述的图片中仪表角度校正变换函数获取装置获得。6.图片中仪表读数方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘绍辉，舒言，徐洪磊，姜峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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