指针式仪表的读数方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种指针式仪表的读数方法及装置，用以解决现有指针式仪表的自动读数技术通用性较差，使用不灵活的问题。该方法包括获取所述指针式仪表的数字图像；基于预先学习到的指针式仪表表盘的整体图像特征，从获取到的数字图像中检测出所述指针式仪表表盘所在区域；根据检测到的指针式仪表表盘所在区域，进行所述指针式仪表的读数处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人工智能领域，尤其涉及一种指针式仪表的读数方法及装置。
技术介绍
通常仪表可分为数字式仪表和非数字式仪表两大类，其中数字式仪表显示的测量值为数字，因此具有读数简单、直观、准确的特点；非数字式仪表的外 观、读数方式多种多样，常见的非数字式仪表多为指针式仪表，例如家用水表、 汽车的速度指示表、指针式欧姆表等，指针式仪表中包含至少一个指针和与该 指针对应的刻度盘，通过人为判断指针与该指针对应的刻度盘的交点，结合交 点处刻度盘上的标识来进行读数。为了解决对指针式仪表进行读数时不直观、操作复杂的缺陷，现有技术提 出了 一种基于数字图像的指针式仪表自动读数方法，其基本实现原理为通过摄像头等图像获取设备获取指针式仪表的数字图像，并将获取到的数 字图像与预定的图像匹配模板进行比较，若比较结果一致，通过进一步分析表 针和刻度盘的位置来确定指针式仪表的读数，若比较结果不一致，则无法进行 读数。因此要求摄像头获取图像时的角度与获取预定图像匹配模板时相同，以 使指针式仪表表盘在获取到的图像中的位置应与指针式仪表表盘在预定的图 像匹配模板中的位置相同，否则就无法进行读数。由于不同指针式仪表的外观、结构均存在差异，根据上述现有技术的实现 原理，现有技术只能解决预定图像匹配模板对应类型的指针式仪表的读数问 题，通用性较差，而且使用不灵活
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种指针式仪表的读数方法及装置，用以解决现有指针 式仪表的自动读数技术通用性较差，使用不灵活的问题。本专利技术实施例提供的技术方案如下 一种指针式仪表的读数方法，包括 获取所述指针式仪表的数字图像；基于预先学习到的指针式仪表表盘的整体图像特征，从获取到的数字图像 中检测出所述指针式仪表表盘所在区域；根据检测到的指针式仪表表盘所在区域，进行所述指针式仪表的读数处理。一种指针式仪表的读数装置，包括图像获取单元，用于获取所述指针式仪表的数字图像；仪表表盘区域检测单元，用于基于预先学习到的指针式仪表表盘的整体图 像特征，从图像获取单元获取到的数字图像中检测出所述指针式仪表表盘所在 区域；读数单元，用于根据仪表表盘区域检测单元检测到的指针式仪表表盘所在 区域，进行所述指针式仪表的读数处理。本专利技术实施例基于预先学习到的指针式仪表表盘的整体图像特征，从获取 到的数字图像中检测出指针式仪表表盘所在区域，并根据检测出的指针式仪表 表盘所在区域，确定该仪表表盘所在区域中包含的所有内表表盘所在区域，进 一步根据内表表盘所在区域确定出各个内表读数以及各个内表读数之间的运 算关系，从而确定该指针式仪表的读数，该方案能够识别出多种外观和结构的 指针式仪表表盘，确定指针式仪表的读数，具有较佳的通用性。附图说明图1为本专利技术实施例的主要实现原理流程图2为本专利技术实施例中图像获取设备获取到的指针式仪表的数字图像；图3为本专利技术实施例获取指针式仪表所在区域时平移窗口的示意图4为本专利技术实施例获取指针式仪表所在区域时平移窗口后的效果示意图5为本专利技术实施例从指针式仪表的数字图像中检测出指针式仪表表盘所在区域的示意图6为本专利技术实施例中检测到的指针式仪表表盘所在区域的图像；图7为本专利技术实施例对检测到的指针式仪表表盘所在区域进行二值化处理后的图像；图8为本专利技术实施例对指针式仪表表盘所在区域进行二值化后的图像去除散点噪声后的图像；图9为本专利技术实施例中从如图8所示的图像中识别出表针的示意图； 图IO为本专利技术实施例中从如图8所示的图像中识别出刻度盘的示意图； 图11为本专利技术实施例中从如图8所示的图像中确定出内表表盘所在区域的示意图12为本专利技术实施例提出的指针式仪表的读数装置的结构示意图； 图13为本专利技术实施例提出的指针式仪表的读数装置中读数单元的结构示 意图14为本专利技术实施例提出的指针式仪表的读数装置中内表表盘区域检测 子单元的结构示意图。具体实施例方式通常指针式仪表的外观、结构多种多样，而现有的基于数字图像的指针式 仪表自动读数方法由于只能够识别出预定的指针式仪表的图像，因此只适用于 对单一类型的指针式仪表进行自动读数。本专利技术实施例提出的方案，基于机器 学习方法，根据预先标定的样本图像训练出分类器，所述分类器能够从摄像头 等图像获取设备获取到的数字图像中识别出多种类型的指针式仪表所在的区域，并将所述区域分割出来；基于二值化方法和哈夫变换，进一步从分割出的 指针式仪表所在区域中分割出各个内表，并确定各个内表之间的相互关系，根 据各个内表的读数和各个内表之间的相互关系确定指针式仪表的读数，解决了 现有基于数字图像的指针式仪表自动读数方法通用性不佳的问题。下面结合各个附图对本专利技术实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方 式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。请参照附图1,本专利技术实施例的主要实现原理流程如下步骤10,通过摄像头等图像获取设备获取指针式仪表的数字图像；步骤20,基于预先训练得到的指针式仪表表盘的分类器从步骤10获取到的 数字图像中检测出指针式仪表表盘所在区域，所述分类器中包含学习到的指针 式仪表的整体图像特征；步骤30，进一步，在步骤20检测到的指针式仪表表盘所在区域中检测出 各个内表表盘所在区域；步骤40，确定步骤30检测出的各个内表表盘所在区域对应的内表读数， 以及各个内表读数的运算关系；步骤50,根据步骤40确定出的各个内表表盘所在区域对应的内表的读数， 结合确定出的各个内表读数的运算关系，确定所述指针式仪表的读数。下面将依据本专利技术上述专利技术原理，详细介绍一个实施例来对本专利技术方法的 主要实现原理进行详细的阐述和说明。第一步，通过摄像头等图像获取设备获取指针式仪表的数字图像，请参照 附图2,为本专利技术实施例获取到的指针式仪表的数字图像。为了保证摄像头等 图像获取设备拍摄到的数字图像的分辨率满足后续处理的要求，应选择精度较 高的图像获取设备。另外，为了提高拍摄到的数字图像的质量，还可以采取在 摄像头附件设置主动光源等措施。第二步，第一步获取到的数字图像中除了指针式仪表表盘所在区域之外， 还可能存在无关背景区域，基于预先训练出的分类器，从第一步获取到的数字图像中检测出指针式仪表表盘所在区域；由于指针式仪表的图像具有包含弧形或圆形刻度盘、刻度线和表针等特 点，因此可以根据上述特点，采用基于几何特征的方法、基于统计信息的方法 等技术在数字图像中检测出指针式仪表所在区域，也可以采用模式分类中的 Adaboost方法、支持向量机(SVM， Support Vector Machine )等方法构建分类 器，利用分类器在数字图像中检测出指针式仪表所在区域。在本实施例中，基于才莫式分类领域中的Adaboost方法，构建Adaboost分 类器。构建Adaboost分类器的具体方法为选取多幅包含各种外观或结构的指 针式仪表影像的数字图像，并对数字图像中指针式仪表表盘所在的区域进行人 工标定，计算已标定的仪表表盘所在区域图像的Harr特征、Hog特征、LBP 特征等弱特征，将已标定的指针式仪表表盘所在区域图像的弱特征作为正样 本。同时，选择一些不包含指针式仪表影像的数字图像，分割为不包含仪表表 盘的多个图像区域，计算这些图像区域的上述弱特征，并将其作为反样本。利 用上述正、反样本，经过训练得到Adaboost分类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指针式仪表的读数方法，其特征在于，包括：　获取所述指针式仪表的数字图像；　基于预先学习到的指针式仪表表盘的整体图像特征，从获取到的数字图像中检测出所述指针式仪表表盘所在区域；　根据检测到的指针式仪表表盘所在区域，进行所 述指针式仪表的读数处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊艳，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]