一种仪表表盘识别方法、装置及计算机存储介质与流程

本发明涉及图像识别技术领域，尤其涉及一种仪表表盘识别方法、装置及计算机存储介质。

背景技术：

在现代社会的生产生活中，指针式仪表表盘是广泛应用于各种领域的测量仪表，其价格便宜，数量巨大，种类繁多。近年来，机器视觉技术和数字图像处理技术发展迅速，基于机器视觉的各种检测系统在工业领域中逐步走向实用化。因此研究机器视觉实现指针式仪表表盘的表盘识别具有非常重大的应用价值和社会意义。

为解决人工读数过程中劳动量大，容易出错等问题，现有技术通常通过指针式仪表表盘自动识别技术来降低工人的劳动强度，同时提高仪表表盘刻度数读取的自动化程度。机器视觉读取指针仪表的读数，首先要通过图像处理方法获得指针仪表盘图像，然后再进行指针识别与读数。但是现有技术在进行识别读数时，经常出现由于表盘识别不够精准导致最终读数结果准确率不高的问题。

因此，如何提高机器对仪表表盘的识别精准度成为当前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例为了有效克服现有技术所存在的上述缺陷，创造性地提供一种仪表表盘识别方法，所述方法包括：获取原始表盘图像；对所述原始表盘图像进行降噪处理，得到第一表盘图像；对所述第一表盘图像进行第一边缘检测，得到第一边缘数据；根据所述第一表盘图像确定对应于所述第一边缘数据的调节参数；根据所述调节参数对所述第一表盘图像进行调节处理，得到目标表盘图像。

在一可实施方式中，在得到目标表盘图像之后，所述方法还包括：对所述目标表盘图像进行第二边缘检测，得到第二边缘数据；根据所述第二边缘数据提取所述目标表盘图像中的目标指针图像。

在一可实施方式中，所述方法还包括：通过寻找最大轮廓的方法对所述目标表盘进行第二边缘检测，得到第二边缘数据。

在一可实施方式中，所述对所述原始表盘图像进行降噪处理，得到第一表盘图像包括：提取所述原始表盘图像的表盘灰度图；对所述表盘灰度图进行降噪处理，得到第一表盘图像。

在一可实施方式中，所述对第一表盘图像进行第一边缘检测，得到第一边缘数据包括：识别所述第一表盘图像中的表盘区域；提取对应于所述第一表盘图像中的所述表盘区域的最外侧边缘数据，得到第一边缘数据。

在一可实施方式中，所述调节参数为收缩距离，所述根据调节参数对所述第一表盘图像进行调节处理，得到目标表盘图像包括：根据所述收缩距离对所述第一边缘数据进行收缩处理，得到修正后的第一边缘数据；根据所述修正后的第一边缘数据对所述第一表盘图像进行边缘裁切，得到目标表盘图像。

本发明一方面提供一种仪表表盘识别装置，所述装置包括：原始图像获取模块，用于获取原始表盘图像；降噪处理模块，用于对所述原始表盘图像进行降噪处理，得到第一表盘图像；第一边缘检测模块，用于对所述第一表盘图像进行第一边缘检测，得到第一边缘数据；调节参数确定模块，用于根据所述第一表盘图像确定对应于所述第一边缘数据的调节参数；调节处理模块，用于根据所述调节参数对所述第一表盘图像进行调节处理，得到目标表盘图像。

在一可实施方式中，所述装置还包括：第二边缘检测模块，用于对得到的所述目标表盘图像进行第二边缘检测，得到第二边缘数据；目标指针提取模块，用于根据所述第二边缘数据提取所述目标表盘图像中的目标指针图像。

在一可实施方式中，所述第一边缘检测模块包括：表盘区域识别单元，用于识别所述第一表盘图像中的表盘区域；第一边缘提取单元，用于提取对应于所述第一表盘图像中的所述表盘区域的最外侧边缘数据，得到第一边缘数据。

在一可实施方式中，所述调节参数为收缩距离，所述调节处理模块包括：第一修正单元，用于根据所述收缩距离对所述第一边缘数据进行收缩处理，得到修正后的第一边缘数据；目标裁切单元，用于根据所述修正后的第一边缘数据对所述第一表盘图像进行边缘裁切，得到目标表盘图像。

本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括一组计算机可执行指令，当所述指令被执行时用于执行上述中任一项所述的仪表表盘识别方法。

本发明实施例为提高机器对仪表表盘的识别精准度，特提供一种仪表表盘识别方法、装置及计算机存储介质，通过把机器所获取到的原始表盘图像进行初步图像处理，去除原始表盘图像中的周围背景噪声后，得到较易识别的第一表盘图像。然后通过提取第一表盘图像中的边缘数据，具体的，由于第一表盘图像中已经去除背景杂质，因此可以较为轻易的通过图像识别出仪表表盘的外边框，即得到第一边缘数据，然后根据第一表盘图像中的仪表表盘区域对所获得的第一边缘数据进行调节，确定对第一边缘数据的调节参数。具体的，当仪表表盘的边框较粗时，可以对应设定较大的调节参数，当仪表表盘的边框较细时，可以对应设定较小的调节参数。这里可以通过手动或自动的方法来确定调节参数。而当一些特殊情况下仪表表盘的内边框线与外边框线为不同的形状时，调节参数除了设定收缩参数外，还需针对特殊定位点进行边框重构参数的设定，以实现更好的保留仪表表盘内图像的效果。最后，根据所确定的调节参数对第一表盘图像进行调节处理，即裁剪掉根据调节参数调节后的边缘数据部分，便能得到去除边框后更利于表盘读数识别的目标表盘图像。本发明实施例通过初次检测表盘的边缘图像数据，然后再根据表盘图像对边缘范围进行二次调节并裁剪的方法，大大减少了目标表盘图像中的噪声，从而有利于提高机器对仪表表盘的识别精准度。

附图说明

图1为本发明一实施例所提供的一种仪表表盘识别方法的实现流程示意图；

图2为本发明一实施例所提供的一种原始表盘图像的一种示意图；

图3为本发明一实施例所提供的一种第一表盘图像的一种示意图；

图4为本发明一实施例所提供的一种第一边缘数据的一种示意图；

图5为本发明一实施例所提供的一种修正后的第一边缘数据的一种示意图；

图6为本发明一实施例所提供的一种目标表盘图像的一种示意图；

图7为本发明一实施例所提供的一种仪表表盘识别装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参考图1，本发明实施例一方面提供一种仪表表盘识别方法，方法包括：

步骤101，获取原始表盘图像；

步骤102，对原始表盘图像进行降噪处理，得到第一表盘图像；

步骤103，对第一表盘图像进行第一边缘检测，得到第一边缘数据；

步骤104，根据第一表盘图像确定对应于第一边缘数据的调节参数；

步骤105，根据调节参数对第一表盘图像进行调节处理，得到目标表盘图像。

本发明实施例为提高机器对仪表表盘的识别精准度，特提供一种仪表表盘识别方法，如图2，通过步骤101和步骤102把机器所获取到的原始表盘图像进行初步图像处理，去除原始表盘图像中的周围背景噪声后，得到较易识别的第一表盘图像，如图3。然后通过步骤103提取第一表盘图像中的边缘数据，具体的，由于第一表盘图像中已经去除背景杂质，因此可以较为轻易的通过图像识别出仪表表盘的外边框，即得到第一边缘数据，如图4所示；然后通过步骤104根据第一表盘图像中的仪表表盘区域对所获得的第一边缘数据进行调节，如图5所示，确定对第一边缘数据的调节参数。具体的，当仪表表盘的边框较粗时，可以对应设定较大的调节参数，当仪表表盘的边框较细时，可以对应设定较小的调节参数。这里可以通过手动或自动的方法来确定调节参数。而当一些特殊情况下仪表表盘的内边框线与外边框线为不同的形状时，调节参数除了设定收缩参数外，还需针对特殊定位点进行边框重构参数的设定，以实现更好的保留仪表表盘内图像的效果。最后，根据所确定的调节参数对第一表盘图像进行调节处理，即裁剪掉根据调节参数调节后的边缘数据部分，便能得到去除边框后更利于表盘读数识别的目标表盘图像，如图6。本发明实施例通过初次检测表盘的边缘图像数据，然后再根据表盘图像对边缘范围进行二次调节并裁剪的方法，大大减少了目标表盘图像中的噪声，从而有利于提高机器对仪表表盘的识别精准度。

在一可实施方式中，本发明实施例的方法在得到目标表盘图像之后，还包括：

对目标表盘图像进行第二边缘检测，得到第二边缘数据；

根据第二边缘数据提取目标表盘图像中的目标指针图像。

本发明实施例中，得到目标表盘图像之后，再进行第二次边缘检测，这里由于所检测的表盘图像已不包含边框，仅包含有指针刻度等内容，因此，对指针图像的查找可以先通过直线拟合或寻找最大轮廓等方式来提取第二边缘数据，即原始指针检测数据；然后根据检测到的第二边缘数据进行筛选判断，进一步识别得到目标指针图像，有效的提高了机器对仪表表盘和读数的识别精准度。其中，由于指针具有在仪表表盘中长度最长，而且通常位于底部中间或侧边的位置的特征，因此对所检测到的第二边缘数据进行筛选判断的方法可以为通过判断检测结果的长度、位置等信息是否符合设定条件来进行识别。方法简单可靠，所识别的目标指针图像准确率较高，有效解决了由于机器对表盘指针识别不够精准而导致最终读数结果准确率不高的问题，提高了机器对仪表表盘的识别精准度。

在一可实施方式中，通过寻找最大轮廓的方法对目标表盘进行第二边缘检测，得到第二边缘数据。

由于指针具有在表盘区域中轮廓最大的特点，因此本发明实施例中采用在表盘区域中寻找最大轮廓的方法能够直接检测到包含指针区域图像的第二边缘数据，并且无需再进行二次判断筛选，方法简单，而且能够有效提高指针识别准确率。

在一可实施方式中，对原始表盘图像进行降噪处理，得到第一表盘图像包括：

提取原始表盘图像的表盘灰度图；

对表盘灰度图进行降噪处理，得到第一表盘图像。

本发明实施例通过对所获得的原始表盘图像提取灰度图，不仅使得表盘图像中的指针和刻度等区域图像能够更明显，有利于提高识别准确率，而且还大大减小了计算机在后续图像处理中的工作量，有利于提高识别效率。提取得到表盘灰度图后再进行降噪处理，如进行高斯模糊处理、背景裁切、二值化处理等，得到噪声较少的第一表盘图像，有利于提高对表盘的识别准确率。

在一可实施方式中，对第一表盘图像进行第一边缘检测，得到第一边缘数据包括：

识别第一表盘图像中的表盘区域；

提取对应于第一表盘图像中的表盘区域的最外侧边缘数据，得到第一边缘数据。

本发明实施例中，通过先初次识别第一表盘图像中的表盘区域，然后提取对应于表盘区域最外侧边框的最外侧边缘区域作为第一边缘数据，能够粗略的先快速识别到仪表表盘的轮廓线，有利于根据仪表表盘的轮廓线进行如轮廓收缩调整等的二次调节措施并降低噪声。

在一可实施方式中，调节参数为收缩距离。

本发明实施例中，具体的，可以通过对第一表盘图像中的相框宽度进行识别的方法来确定对应于第一边缘数据的收缩距离。具体的，如当计算机识别到本表盘图像中相框宽度为5cm时，便可以将收缩距离确定为周向收缩5cm，或者适当增加一些宽裕距离，将收缩距离确定为周向收缩5cm；而当相框长宽不一，如长度方向宽为6cm，宽度方向宽为4cm时，便可以将收缩距离确定为长度方向收缩6cm，宽度方向收缩4cm，或者将收缩距离确定为长度方向收缩7cm，宽度方向收缩5cm。根据这样得到的收缩距离对第一边缘数据进行调整，便能完整去除仪表表盘上的边框，从而帮助减少噪声，提高机器对仪表表盘的识别准确率。

在一可实施方式中，根据调节参数对第一表盘图像进行调节处理，得到目标表盘图像包括：

根据收缩距离对第一边缘数据进行收缩处理，得到修正后的第一边缘数据；

根据修正后的第一边缘数据对第一表盘图像进行边缘裁切，得到目标表盘图像。

本发明实施例中，对第一表盘图像的调节方法包括将第一边缘数据根据收缩距离参数进行收缩调整，得到修正后的第一边缘数据，即表盘边框内边缘数据；然后根据修正后的第一边缘数据对第一表盘图像进行边缘裁切，便能从表盘边框内边缘开始，将图像中的边框部分完全去除，从而留下仅包括指针以及刻度线等有用区域的目标表盘图像，有利于帮助机器识别。

请参考图7，本发明另一方面提供一种仪表表盘识别装置，装置包括：

原始图像获取模块201，用于获取原始表盘图像；

降噪处理模块202，用于对原始表盘图像进行降噪处理，得到第一表盘图像；

第一边缘检测模块203，用于对第一表盘图像进行第一边缘检测，得到第一边缘数据；

调节参数确定模块204，用于根据第一表盘图像确定对应于第一边缘数据的调节参数；

调节处理模块205，用于根据调节参数对第一表盘图像进行调节处理，得到目标表盘图像。

本发明实施例为提高机器对仪表表盘的识别精准度，特提供一种仪表表盘识别方法，通过原始图像获取模块201和降噪处理模块202把机器所获取到的原始表盘图像进行初步图像处理，去除原始表盘图像中的周围背景噪声后，得到较易识别的第一表盘图像。然后通过第一边缘检测模块203提取第一表盘图像中的边缘数据，具体的，由于第一表盘图像中已经去除背景杂质，因此可以较为轻易的通过图像识别出仪表表盘的外边框，即得到第一边缘数据，然后通过调节参数确定模块204根据第一表盘图像中的仪表表盘区域对所获得的第一边缘数据进行调节，确定对第一边缘数据的调节参数。具体的，当仪表表盘的边框较粗时，可以对应设定较大的调节参数，当仪表表盘的边框较细时，可以对应设定较小的调节参数。这里可以通过手动或自动的方法来确定调节参数。而当一些特殊情况下仪表表盘的内边框线与外边框线为不同的形状时，调节参数除了设定收缩参数外，还需针对特殊定位点进行边框重构参数的设定，以实现更好的保留仪表表盘内图像的效果。最后，通过调节处理模块205根据所确定的调节参数对第一表盘图像进行调节处理，即裁剪掉根据调节参数调节后的边缘数据部分，便能得到去除边框后更利于表盘读数识别的目标表盘图像。本发明实施例通过初次检测表盘的边缘图像数据，然后再根据表盘图像对边缘范围进行二次调节并裁剪的方法，大大减少了目标表盘图像中的噪声，从而有利于提高机器对仪表表盘的识别精准度。

在一可实施方式中，仪表表盘识别装置还包括：

第二边缘检测模块，用于对得到的目标表盘图像进行第二边缘检测，得到第二边缘数据；

目标指针提取模块，用于根据第二边缘数据提取目标表盘图像中的目标指针图像。

本发明实施例中，得到目标表盘图像之后，再利用第二边缘检测模块进行第二次边缘检测，这里由于所检测的表盘图像已不包含边框，仅包含有指针刻度等内容，因此，对指针图像的查找可以先通过直线拟合或寻找最大轮廓等方式来提取第二边缘数据，即原始指针检测数据；然后根据检测到的第二边缘数据进行筛选判断，进一步识别得到目标指针图像，有效的提高了提高机器对仪表表盘和读数的识别精准度。其中，由于指针具有在仪表表盘中长度最长，而且通常位于底部中间或侧边的位置的特征，因此对所检测到的第二边缘数据进行筛选判断的方法可以为通过判断检测结果的长度、位置等信息是否符合设定条件来进行识别。方法简单可靠，所识别的目标指针图像准确率较高，有效解决了由于机器对表盘指针识别不够精准而导致最终读数结果准确率不高的问题，提高了机器对仪表表盘的识别精准度。

在一可实施方式中，通过寻找最大轮廓的方法对目标表盘进行第二边缘检测，得到第二边缘数据。

由于指针具有在表盘区域中轮廓最大的特点，因此本发明实施例中采用在表盘区域中寻找最大轮廓的方法能够直接检测到包含指针区域图像的第二边缘数据，并且无需再进行二次判断筛选，方法简单，而且能够有效提高指针识别准确率。

在一可实施方式中，降噪处理模块202包括：

灰度图提取单元，用于提取原始表盘图像的表盘灰度图；

降噪单元，用于对表盘灰度图进行降噪处理，得到第一表盘图像。

本发明实施例通过灰度图提取单元对所获得的原始表盘图像提取灰度图，不仅使得表盘图像中的指针和刻度等区域图像能够更明显，有利于提高识别准确率，而且还大大减小了计算机在后续图像处理中的工作量，有利于提高识别效率。提取得到表盘灰度图后再通过降噪单元进行降噪处理，如进行高斯模糊处理、背景裁切、二值化处理等，得到噪声较少的第一表盘图像，有利于提高对表盘的识别准确率。

在一可实施方式中，第一边缘检测模块203包括：

表盘区域识别单元，用于识别第一表盘图像中的表盘区域；

第一边缘提取单元，用于提取对应于第一表盘图像中的表盘区域的最外侧边缘数据，得到第一边缘数据。

本发明实施例中，通过表盘区域识别单元先初次识别第一表盘图像中的表盘区域，然后通过第一边缘提取单元提取对应于表盘区域最外侧边框的最外侧边缘区域作为第一边缘数据，能够粗略的先快速识别到仪表表盘的轮廓线，有利于根据仪表表盘的轮廓线进行如轮廓收缩调整等的二次调节措施并降低噪声。

在一可实施方式中，调节参数为收缩距离。

本发明实施例中，具体的，可以通过对第一表盘图像中的相框宽度进行识别的方法来确定对应于第一边缘数据的收缩距离。具体的，如当计算机识别到本表盘图像中相框宽度为5cm时，便可以将收缩距离确定为周向收缩5cm，或者适当增加一些宽裕距离，将收缩距离确定为周向收缩5cm；而当相框长宽不一，如长度方向宽为6cm，宽度方向宽为4cm时，便可以将收缩距离确定为长度方向收缩6cm，宽度方向收缩4cm，或者将收缩距离确定为长度方向收缩7cm，宽度方向收缩5cm。根据这样得到的收缩距离对第一边缘数据进行调整，便能完整去除仪表表盘上的边框，从而帮助减少噪声，提高机器对仪表表盘的识别准确率。

在一可实施方式中，调节处理模块205包括：

第一修正单元，用于根据调节参数收缩距离对第一边缘数据进行收缩处理，得到修正后的第一边缘数据；

目标裁切单元，用于根据修正后的第一边缘数据对第一表盘图像进行边缘裁切，得到目标表盘图像。

本发明实施例中，对第一表盘图像的调节方法包括先通过第一修正单元将第一边缘数据根据收缩距离参数进行收缩调整，得到修正后的第一边缘数据，即表盘边框内边缘数据；然后通过目标裁切单元根据修正后的第一边缘数据对第一表盘图像进行边缘裁切，便能从表盘边框内边缘开始，将图像中的边框部分完全去除，从而留下仅包括指针以及刻度线等有用区域的目标表盘图像，有利于帮助机器识别。

本发明又一方面提供一种计算机可读存储介质，存储介质包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时用于执行上述任一项的仪表表盘识别方法。

本发明实施例为提高机器对仪表表盘的识别精准度，特提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机存储介质中包括有可用于执行仪表表盘识别方法的计算机可执行指令。其中，方法包括：通过把机器所获取到的原始表盘图像进行初步图像处理，去除原始表盘图像中的周围背景噪声后，得到较易识别的第一表盘图像。然后通过提取第一表盘图像中的边缘数据，具体的，由于第一表盘图像中已经去除背景杂质，因此可以较为轻易的通过图像识别出仪表表盘的外边框，即得到第一边缘数据，然后根据第一表盘图像中的仪表表盘区域对所获得的第一边缘数据进行调节，确定对第一边缘数据的调节参数。具体的，当仪表表盘的边框较粗时，可以对应设定较大的调节参数，当仪表表盘的边框较细时，可以对应设定较小的调节参数。这里可以通过手动或自动的方法来确定调节参数。而当一些特殊情况下仪表表盘的内边框线与外边框线为不同的形状时，调节参数除了设定收缩参数外，还需针对特殊定位点进行边框重构参数的设定，以实现更好的保留仪表表盘内图像的效果。最后，根据所确定的调节参数对第一表盘图像进行调节处理，即裁剪掉根据调节参数调节后的边缘数据部分，便能得到去除边框后更利于表盘读数识别的目标表盘图像。本发明实施例通过初次检测表盘的边缘图像数据，然后再根据表盘图像对边缘范围进行二次调节并裁剪的方法，大大减少了目标表盘图像中的噪声，从而有利于提高机器对仪表表盘的识别精准度。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。