一種新型指針儀表識(shí)別方法研究

???????? 本文在簡(jiǎn)單介紹指針式儀表及其常用識(shí)別方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于最大灰度相減法的新型識(shí)別方法。然后詳細(xì)介紹了這一方法的工作過程，著重闡述了幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)所用到的圖像處理算法。最后，給出了試驗(yàn)的結(jié)果及分析，指出了優(yōu)化的途徑。
關(guān)鍵詞：指針式儀表 最大灰度相減法 Hough 變換 邊緣提取
?????????指針式儀表由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、性能穩(wěn)定、成本較低等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來在工業(yè)控制、汽車船舶、航空航天等領(lǐng)域，以及我們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的人工肉眼識(shí)別受到太多人為因素的影響，容易產(chǎn)生誤差，存在著可靠性差的隱
患。特別是在許多需要對(duì)儀表進(jìn)行長(zhǎng)期的、持續(xù)的識(shí)別的場(chǎng)合，由于長(zhǎng)期工作引起的視覺疲勞，將不可避免的導(dǎo)致讀取誤差的產(chǎn)生。而且肉眼識(shí)別也存在效率低的缺點(diǎn)。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，由攝像頭代替人眼對(duì)儀表圖像進(jìn)行采集，繼而利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理，識(shí)別出儀表示數(shù)的方法，越來越受到人們的重視。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于指針式儀表的圖像處理與識(shí)別研究較少，且大多采用單純的目標(biāo)定位
提取與識(shí)別方法，具有一定的局限性。文獻(xiàn)[2]使用基于霍夫(hough)變換的水表指針角度識(shí)別，該算法首先利用canny 算子檢測(cè)邊緣，然后運(yùn)用圖像灰度特征及hough 變換檢測(cè)各個(gè)子表盤的刻度線相對(duì)于表盤中心的角度。該算法存在實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，指針識(shí)別時(shí)間達(dá)2秒以上，其應(yīng)用范圍受到限制。國(guó)外相關(guān)問題研究[1, 3]也僅僅限于對(duì)線形目標(biāo)的識(shí)別，并用hough 變換提取線形目標(biāo)特征。
???????? 有鑒于此，本文對(duì)指針圖像的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出一種綜合利用圖像處理和識(shí)別方法在指針式儀表中提取和識(shí)別指針角度的方案，即最大灰度相減法。實(shí)踐證明了該算法的魯棒性和準(zhǔn)確性，并且有很好的實(shí)時(shí)性。