本發(fā)明涉及一種表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法，尤其涉及一種指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

通過(guò)機(jī)器代替人工采集指針式表盤(pán)圖像并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，從而獲得指針式表盤(pán)的讀數(shù)是目前研究的熱點(diǎn)之一。公開(kāi)號(hào)為cn103955907a，公開(kāi)日為2014年7月30號(hào)，名稱為“指針式sf6氣體密度表的遙測(cè)方法”的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種指針式sf6氣體密度表的遙測(cè)方法，其包括步驟：采集指針式sf6氣體密度表的圖像，并將圖像傳輸?shù)阶x取端；將采集到的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)楹诎讏D像；對(duì)黑白圖像進(jìn)行圖像規(guī)定化處理，以去除黑白圖像中因光照劇烈變化而引起的圖像灰度的劇烈變化；設(shè)定指針式sf6氣體密度表的指針識(shí)別區(qū)域，對(duì)指針識(shí)別區(qū)域內(nèi)的經(jīng)過(guò)處理的黑白圖像進(jìn)行圖像二值化；去除指針識(shí)別區(qū)域內(nèi)的斑塊噪聲；尋找指針識(shí)別區(qū)域內(nèi)指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的直線方程，并確定該直線方程的斜率；確定指針?biāo)阜较驅(qū)?yīng)的讀數(shù)。

上述中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)的指針式sf6氣體密度表的遙測(cè)方法中，其公開(kāi)的所述尋找指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的直線方程的方法是通過(guò)對(duì)指針識(shí)別區(qū)域內(nèi)的黑色像素進(jìn)行hough變換。hough變換在處理圖像的時(shí)候，主要是用來(lái)識(shí)別形狀明顯的直線，尤其是圖像中最長(zhǎng)的、有特點(diǎn)的直線，指針式sf6氣體密度表的指針比較粗且長(zhǎng)，且與表盤(pán)顏色相反，其經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)構(gòu)成的直線比較長(zhǎng)且明顯，因此比較適合用hough變換進(jìn)行處理。

實(shí)際上，由于不同儀表的規(guī)格不同，不同儀表中指針的形狀、粗細(xì)、長(zhǎng)短、顏色等物理特性會(huì)存在不一樣的情況，如果是指針寬度比較粗，且其顏色與表盤(pán)顏色相反，那么其經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)構(gòu)成的直線比較長(zhǎng)且明顯，比較容易處理；相反，如果指針比較細(xì)，或者其顏色與表盤(pán)的顏色比較接近，那么其經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)個(gè)數(shù)少且比較集中，不容易處理，甚至在預(yù)處理過(guò)程中就已經(jīng)被視為小面積的干擾噪聲區(qū)域而提前被清除掉了。

圖1顯示了經(jīng)一種指針式表盤(pán)的原圖轉(zhuǎn)化得到的一種指針式表盤(pán)的黑白圖像，圖2顯示了圖1經(jīng)預(yù)處理得到的圖像。如圖1所示，該指針式表盤(pán)的指針不僅非常細(xì)，而且顏色和作為背景的表盤(pán)顏色相近，僅有一小段是紅色，所以，如圖2所示，該指針式表盤(pán)的指針的紅色的一段在包括二值化和反相等預(yù)處理的過(guò)程中被識(shí)別了出來(lái)，而其他部分都沒(méi)有被識(shí)別出來(lái)。由此可見(jiàn)，如圖1這類指針比較細(xì)、顏色與表盤(pán)的顏色比較接近的指針在預(yù)處理后的識(shí)別特點(diǎn)是：可顯示的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)非常少，且這些像素點(diǎn)集中在一小部分區(qū)域。由于hough變換在處理圖像的時(shí)候，主要是用來(lái)識(shí)別形狀明顯的直線，尤其是圖像中最長(zhǎng)的、有特點(diǎn)的直線，因此對(duì)于圖1這類指針式表盤(pán)，hough變換很難起作用，不適合用來(lái)識(shí)別指針位置。

綜上所述，上述中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)的指針式sf6氣體密度表的遙測(cè)方法適用于經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)構(gòu)成的直線比較長(zhǎng)且明顯的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別，而不適用于經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別。

針對(duì)圖2這類指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的類型，有一種讀數(shù)識(shí)別方法是，掃描整個(gè)有指針像素點(diǎn)的區(qū)域，并選出其中相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)是最左上角和最右下角的點(diǎn)，或者最右上角和最左下角的點(diǎn)兩種情況，然后基于該兩點(diǎn)的坐標(biāo)，求出其傾斜角，繼而得出讀數(shù)。這種方法也可以適用于指針顯示清晰完整的情況。該方法中，取最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)的原因是減小誤差。若所取的兩個(gè)點(diǎn)相互鄰近，則計(jì)算出的傾斜角主要為45°，90°，135°等這樣基本確定的值，誤差非常大。圖3為圖2的指針像素點(diǎn)區(qū)域的放大圖，如圖3所示，采用這種取最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)的方法掃描得到水平跨度為5個(gè)像素點(diǎn)，垂直跨度為9個(gè)像素點(diǎn)，獲取最左上角和最右下角的點(diǎn)為最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)，求得傾斜角正切值，進(jìn)而求得指針讀數(shù)。雖然這種取最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)的方法求得的結(jié)果與實(shí)際值也比較接近，但這種方法存在的誤差依然不小，主要原因就是提供的像素點(diǎn)樣本少，像素點(diǎn)區(qū)域小，這樣得出的值很容易受最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)的位置依然過(guò)于鄰近而呈現(xiàn)波動(dòng)的影響，出現(xiàn)所述基本確定的值，產(chǎn)生較大的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法，該方法適用于經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別。

根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法，其包括步驟：

(1)采集指針式表盤(pán)圖像；

(2)對(duì)所述指針式表盤(pán)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以獲得具有指針像素點(diǎn)和刻度盤(pán)像素點(diǎn)的像素圖；

(3)獲取每一個(gè)指針像素點(diǎn)的坐標(biāo)以及刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的坐標(biāo)；

(4)確定刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)和右邊界點(diǎn)的中點(diǎn)s，并獲取該中點(diǎn)s的坐標(biāo)；

(5)以中點(diǎn)s的橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，在所述像素圖中向靠近刻度盤(pán)的方向進(jìn)行掃描，當(dāng)掃描到第一個(gè)像素點(diǎn)時(shí)，將其設(shè)定為刻度盤(pán)像素點(diǎn)r；

(6)設(shè)左邊界點(diǎn)m或右邊界點(diǎn)n與中點(diǎn)s之間的線段長(zhǎng)度為p，刻度盤(pán)像素點(diǎn)r與中點(diǎn)s之間的線段長(zhǎng)度為q，根據(jù)下述模型確定從刻度盤(pán)的圓心o到刻度盤(pán)像素點(diǎn)r的距離r：

(7)根據(jù)r的值、中點(diǎn)s的坐標(biāo)以及q，獲得刻度盤(pán)的圓心o的坐標(biāo)；再結(jié)合刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的坐標(biāo)，得到刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的傾斜角，其分別對(duì)應(yīng)代表了指針的零刻度和滿刻度；

(8)將每一個(gè)指針像素點(diǎn)與刻度盤(pán)圓心o連接，以獲得所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角；

(9)求取所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角的平均值，將該平均值作為指針傾斜角；

(10)基于所述指針傾斜角和刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的傾斜角獲得指針式表盤(pán)的讀數(shù)。

本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法的構(gòu)思是通過(guò)獲得刻度盤(pán)的圓心o的坐標(biāo)，從而獲得所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角，以求取其平均值作為指針傾斜角，進(jìn)而獲得指針式表盤(pán)的讀數(shù)。具體來(lái)說(shuō)：

首先獲取指針式表盤(pán)圖像，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，以獲得具有指針像素點(diǎn)和刻度盤(pán)像素點(diǎn)的像素圖；所述預(yù)處理包括對(duì)所述指針式表盤(pán)圖像旋轉(zhuǎn)校正，使得刻度盤(pán)左、右邊界點(diǎn)的縱坐標(biāo)是一致的，只有橫坐標(biāo)不同；然后對(duì)該像素圖進(jìn)行掃描，獲取每一個(gè)指針像素點(diǎn)的坐標(biāo)以及刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的坐標(biāo)；求出線段mn的中點(diǎn)s的橫坐標(biāo)；之后以中點(diǎn)s的橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，在所述像素圖中向靠近刻度盤(pán)的方向進(jìn)行掃描，當(dāng)掃描到第一個(gè)像素點(diǎn)r時(shí)，即確定了該像素點(diǎn)r是刻度盤(pán)上的一個(gè)點(diǎn)，且這個(gè)點(diǎn)與刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n都處在同一個(gè)圓弧上；

本發(fā)明方法要求刻度盤(pán)的圓心與指針旋轉(zhuǎn)的圓心為同一個(gè)點(diǎn)，事實(shí)上，如果這兩個(gè)圓心不重合，那么指針在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候必然會(huì)出現(xiàn)指針的指尖部分有時(shí)在刻度盤(pán)下方，有時(shí)在刻度盤(pán)上方，呈不均勻變動(dòng)，而實(shí)際中沒(méi)有見(jiàn)到這樣的情況，因此刻度盤(pán)的圓心與指針旋轉(zhuǎn)的圓心一定為同一個(gè)點(diǎn)。由于點(diǎn)s為線段mn的中點(diǎn)，且點(diǎn)r與點(diǎn)s橫坐標(biāo)一致，m、n縱坐標(biāo)一致，因此直線rs是線段mn的垂直平分線。假設(shè)刻度盤(pán)圓心為點(diǎn)o，那么線段om、or的長(zhǎng)度均為半徑r。設(shè)線段ms的長(zhǎng)度為p，線段rs的長(zhǎng)度為q，那么線段os的長(zhǎng)度為(r-q)。由于直線rs是線段mn的垂直平分線，所以三角形osm是直角三角形，其邊長(zhǎng)滿足勾股定理p²+(r-q)²＝r²，展開(kāi)括號(hào)得p²-2rq+q²＝0，化簡(jiǎn)得：

這樣就得到了半徑r的值，結(jié)合中點(diǎn)s的坐標(biāo)及線段rs的長(zhǎng)度q，就可以求出刻度盤(pán)圓心o的坐標(biāo)；再結(jié)合刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的坐標(biāo)，得到刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的傾斜角，其分別對(duì)應(yīng)代表了指針的零刻度和滿刻度；

接著，將每一個(gè)指針像素點(diǎn)與刻度盤(pán)圓心o連接，以獲得所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角；然后求取所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角的平均值，將該平均值作為指針傾斜角；最后基于所述指針傾斜角和刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的傾斜角獲得指針式表盤(pán)的讀數(shù)。

在經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的情況下，由于指針像素點(diǎn)在真實(shí)指針位置附近波動(dòng)，用所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角的平均值作為指針傾斜角的方法使得所述波動(dòng)被大部分抵消，因此接近真實(shí)值，所以本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法適用于經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法中，所述步驟(2)具體包括：

將采集到的指針式表盤(pán)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)楹诎讏D像；

對(duì)黑白圖像進(jìn)行圖像規(guī)定化處理，以去除黑白圖像中因光照劇烈變化而引起的圖像灰度的劇烈變化；

選取目標(biāo)識(shí)別區(qū)域，對(duì)目標(biāo)識(shí)別區(qū)域內(nèi)的經(jīng)過(guò)處理的黑白圖像進(jìn)行圖像二值化，所述目標(biāo)識(shí)別區(qū)域包括指針和刻度盤(pán)。

上述處理步驟中，由采集到的圖像轉(zhuǎn)變來(lái)的所述黑白圖像是灰度圖像，灰度范圍為0～255，共256個(gè)等級(jí)；所述圖像規(guī)定化處理得到的新圖像的各灰度級(jí)將具有事先規(guī)定的概率密度，因此可以去除所述黑白圖像中因光照劇烈變化而引起的圖像灰度的劇烈變化；將包括指針和刻度盤(pán)的區(qū)域設(shè)為目標(biāo)識(shí)別區(qū)域，后續(xù)的算法處理僅針對(duì)該區(qū)域進(jìn)行處理，該區(qū)域以外的全部設(shè)定為白色像素；圖像的二值化就是將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過(guò)適當(dāng)?shù)拈撝颠x取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像，圖像的二值化有利于圖像的進(jìn)一步處理，使圖像變得簡(jiǎn)單，而且數(shù)據(jù)量減小，能凸顯出感興趣的目標(biāo)的輪廓，所有灰度大于或等于閾值的像素被判定為屬于特定物體，其灰度值為255，否則這些像素點(diǎn)灰度值為0，表示背景或者例外的物體區(qū)域，從而使得整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。

優(yōu)選地，在上述指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法中，采用自適應(yīng)閾值分割法進(jìn)行所述圖像二值化。

目前圖像分割中最為常用的分割方法是最大方差閾值法。當(dāng)圖像中的目標(biāo)部分和背景之間的灰度差較小，即灰度直方圖的雙峰特性不明顯時(shí)，直接用直方圖就不太容易確定一個(gè)合適的閾值。而由ostu提出的最大類間方差法是選擇分割兩類區(qū)域的閾值方法，當(dāng)圖像灰度直方圖的形狀有雙峰但無(wú)明顯低谷或者是雙峰與低谷都不明顯，采用最大方差自適應(yīng)閾值法往往能得到較為滿意的結(jié)果，同時(shí)該方法較為簡(jiǎn)單，是一種廣泛應(yīng)用的閾值選擇方法。本發(fā)明中基于ostu算法，同時(shí)考慮閾值選擇的自適應(yīng)度，將利用自適應(yīng)閾值分割算法進(jìn)行圖像分割，具體如下：

設(shè)某個(gè)圖像的灰度直方圖包含兩個(gè)區(qū)域，t為分離兩個(gè)區(qū)域的閾值。

區(qū)域1占整個(gè)圖像的面積比：

區(qū)域2占整個(gè)圖像的面積比：

整幅圖像的平均灰度：

區(qū)域1的平均灰度：

區(qū)域2的平均灰度：

整幅圖像的平均灰度于區(qū)域1、區(qū)域2的平均灰度值之間的關(guān)系為：

μ＝μ1θ1+μ2θ2

如果同一區(qū)域具有灰度相似特性，而不同區(qū)域之間表現(xiàn)為明顯的灰度差異，當(dāng)被閾值t分離的兩個(gè)區(qū)域間灰度差較大時(shí)，兩個(gè)區(qū)域的平均灰度μ1、μ2與整幅圖像的平均灰度μ之差也較大，區(qū)域間的方差就是描述這種差異的有效參數(shù)，其表達(dá)式為：

式中：表示了圖像被閾值t分割后兩個(gè)區(qū)域之間的方差。顯然，有不同的t值，就會(huì)得到不同的區(qū)域間方差。被分割的兩區(qū)域間方差達(dá)最大時(shí)，被認(rèn)為是兩區(qū)域的最佳分離狀態(tài)，由此確定閾值t：

以最大方差決定閾值不需要人為設(shè)定其他參數(shù)，是一種自動(dòng)選擇閾值的方法。

上述基于迭代的閾值能區(qū)分處圖像的前景和背景的主要區(qū)域所在，迭代運(yùn)算所得的閾值對(duì)圖像的分割效果良好，可以滿足儀表盤(pán)二值化的要求。

優(yōu)選地，在上述指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法中，采用直方圖規(guī)定化方法對(duì)所述黑白圖像進(jìn)行圖像規(guī)定化處理。

直方圖的規(guī)定化是使直方圖按照指定規(guī)律分布的處理過(guò)程。對(duì)灰度圖像中每一灰度級(jí)與其出現(xiàn)的像素?cái)?shù)(處于該灰度級(jí)的像素的數(shù)目)間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系進(jìn)行畫(huà)圖，用橫坐標(biāo)表示灰度級(jí)，縱坐標(biāo)表示像素?cái)?shù)，則得到該灰度圖像的灰度直方圖(表征灰度分布概率密度)。經(jīng)圖像直方圖的規(guī)定化處理后的圖像具有和某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像具有相似的灰度直方圖形狀，這樣可以克服光照的劇烈變化。

更進(jìn)一步地，在上述指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法中，所述直方圖規(guī)定化方法包括步驟：

采用直方圖均衡化對(duì)黑白圖像進(jìn)行均衡化處理，得到灰度級(jí)s；

根據(jù)希望得到的黑白圖像的灰度級(jí)概率密度函數(shù)，求出變換函數(shù)g(z)；

采用變換函數(shù)g(z)將灰度級(jí)s進(jìn)行逆變換z＝g^-1(s)。

上述步驟的具體推導(dǎo)過(guò)程是：

假設(shè)pr(r)和pz(z)分別表示歸一化了的原始圖像的灰度分布概率密度函數(shù)和希望得到的圖像的灰度分布概率密度函數(shù)。首先對(duì)原始圖像進(jìn)行直方圖均衡化處理，即求原始圖像的均勻灰度級(jí)s對(duì)原始圖像的灰度級(jí)r的變換函數(shù)：

假設(shè)希望得到的圖像的灰度級(jí)也可以利用下列變換函數(shù)均衡化

其逆過(guò)程是z＝g^-1(v)，即由希望圖像的均勻灰度級(jí)v得到希望圖像的灰度級(jí)z。因?yàn)閷?duì)原始圖像和希望圖像都作了均衡化處理，所以ps(s)和pz(z)具有同樣的均勻密度。因此，如果能夠從原始圖像中得到的均勻灰度級(jí)s來(lái)代替逆過(guò)程中的希望圖像的均勻灰度級(jí)v，其結(jié)果希望圖像的灰度級(jí)z＝g-1(s)將具有所要求的希望圖像的概率密度。

根據(jù)上述原理，得到直方圖規(guī)定化處理的過(guò)程：

(a)利用直方圖均衡化對(duì)原圖像進(jìn)行均衡化處理；

(b)根據(jù)希望得到的圖像的灰度級(jí)概率密度函數(shù)pz(z)，求出變換函數(shù)g(z)；

(c)利用步驟(a)得到的灰度級(jí)s作逆變換z＝g^-1(s)。

用這種方法得到的新圖像的灰度級(jí)z將具有事先規(guī)定的概率密度pz(z)?？梢詫蓚€(gè)變換函數(shù)t(r)和g^-1(s)組合成一個(gè)函數(shù)關(guān)系，即

z＝g^-1[t(r)]

利用此式它可以從原始圖像產(chǎn)生希望的灰度級(jí)分布。

此外，當(dāng)

g^-1[t(r)]＝t(r)

時(shí)，直方圖規(guī)定化增強(qiáng)處理就簡(jiǎn)化為直方圖均衡化處理。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法中，采用圖像傳感器采集所述指針式表盤(pán)圖像。

更進(jìn)一步地，在上述指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法中，采用cmos(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器采集所述指針式表盤(pán)圖像。

本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法，適用于經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)相應(yīng)的指針式表盤(pán)難以識(shí)別讀數(shù)的缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1為一種指針式表盤(pán)的黑白圖像。

圖2為圖1經(jīng)預(yù)處理得到的圖像。

圖3為圖2的指針像素點(diǎn)區(qū)域的放大圖。

圖4為本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖4為本發(fā)明所述的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法的原理圖。

結(jié)合參考圖4，本發(fā)明的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法的一種實(shí)施方式是，其對(duì)指針式表盤(pán)的讀數(shù)進(jìn)行識(shí)別，包括步驟：

(1)采集指針式表盤(pán)圖像；

(2)對(duì)所述指針式表盤(pán)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以獲得具有指針像素點(diǎn)和刻度盤(pán)像素點(diǎn)的像素圖；該步驟具體包括：

將采集到的指針式表盤(pán)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)楹诎讏D像，其具體變換方法是，設(shè)定圖像中一個(gè)像素點(diǎn)的紅綠藍(lán)分量分別是r、g、b，則該像素點(diǎn)的灰度值的計(jì)算方法為g＝0.299r+0.587g+0.114b，圖像中每個(gè)像素按照該方式轉(zhuǎn)換，獲得灰度圖像(黑白圖像)；

采用直方圖規(guī)定化方法對(duì)黑白圖像進(jìn)行圖像規(guī)定化處理，以去除黑白圖像中因光照劇烈變化而引起的圖像灰度的劇烈變化；該直方圖規(guī)定化方法包括步驟：采用直方圖均衡化對(duì)黑白圖像進(jìn)行均衡化處理，得到原始圖像均勻灰度級(jí)s；根據(jù)希望得到的黑白圖像的灰度級(jí)概率密度函數(shù)，求出變換函數(shù)g(z)；采用變換函數(shù)g(z)將原始圖像均勻灰度級(jí)s進(jìn)行逆變換得到希望得到的黑白圖像的灰度級(jí)z＝g^-1(s)；

選取包括指針和刻度盤(pán)的目標(biāo)識(shí)別區(qū)域，對(duì)目標(biāo)識(shí)別區(qū)域內(nèi)的經(jīng)過(guò)處理的黑白圖像采用自適應(yīng)迭代法閾值分割法進(jìn)行圖像二值化；

預(yù)處理包括對(duì)所述指針式表盤(pán)圖像旋轉(zhuǎn)校正，使得刻度盤(pán)左、右邊界點(diǎn)的縱坐標(biāo)是一致的，只有橫坐標(biāo)不同；

(3)對(duì)上述像素圖進(jìn)行掃描，獲取每一個(gè)指針像素點(diǎn)的坐標(biāo)以及刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m的坐標(biāo)和右邊界點(diǎn)n的坐標(biāo)；

(4)確定刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的中點(diǎn)s，求出線段mn的中點(diǎn)s的橫坐標(biāo)，從而獲取該中點(diǎn)s的坐標(biāo)；

(5)以中點(diǎn)s的橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，在像素圖中向靠近刻度盤(pán)的方向進(jìn)行掃描，當(dāng)掃描到第一個(gè)像素點(diǎn)時(shí)，將其設(shè)定為刻度盤(pán)像素點(diǎn)r，其與刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n都處在同一個(gè)圓弧上；

(6)設(shè)左邊界點(diǎn)m或右邊界點(diǎn)n與中點(diǎn)s之間的線段長(zhǎng)度為p，刻度盤(pán)像素點(diǎn)r與中點(diǎn)s之間的線段長(zhǎng)度為q，根據(jù)下述模型確定從刻度盤(pán)的圓心o到刻度盤(pán)像素點(diǎn)r的距離r，則：

(7)根據(jù)r的值、中點(diǎn)s的坐標(biāo)以及q，獲得刻度盤(pán)的圓心o的坐標(biāo)；再結(jié)合刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的坐標(biāo)，得到刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m的傾斜角和右邊界點(diǎn)n的傾斜角，其分別對(duì)應(yīng)代表了指針的零刻度和滿刻度；

(8)將每一個(gè)指針像素點(diǎn)與刻度盤(pán)圓心o連接，以獲得所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角；

(9)求取所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角的平均值，將該平均值作為指針傾斜角；

(10)基于所述指針傾斜角和刻度盤(pán)的左邊界點(diǎn)m和右邊界點(diǎn)n的傾斜角獲得指針式表盤(pán)的讀數(shù)。

本實(shí)施例的上述步驟可以通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)，其中步驟(1)通過(guò)帶cmos圖像傳感器的圖像采集終端實(shí)現(xiàn)，步驟(2)-(10)可以通過(guò)與該圖像采集終端連接的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例在經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的情況下，由于指針像素點(diǎn)在真實(shí)指針位置附近波動(dòng)，用所有指針像素點(diǎn)所表征的傾斜角的平均值作為指針傾斜角的方法使得所述波動(dòng)被大部分抵消，因此接近真實(shí)值，所以本實(shí)施例的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別方法適用于經(jīng)預(yù)處理后的圖像中的指針像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)少且比較集中的指針式表盤(pán)讀數(shù)的識(shí)別。