CN113610041A - 一种用于指针式仪表的读数识别方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于指针式仪表的读数识别方法及设备，通过确定指针式仪表对应的待读数图像。将待读数图像划分为若干环形结构。其中，若干环形结构的圆心为同一圆心。按照预设规则，确定各环形结构中的指针片段。其中，指针片段为由指针在各环形结构中的像素点组成。根据各指针片段，确定待读数图像对应的当前仪表读数。通过上述方法，可以精确地确定指针式仪表的仪表读数，满足仪表读数的识别精确且快速的目的。

Description

一种用于指针式仪表的读数识别方法及设备

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种用于指针式仪表的读数识别方法及设备。

背景技术

由于指针式仪表具有结构简单、维护方便、反应灵敏、显示准确等特点，在各行各业中都被广泛应用。过去，指针式仪表在实际使用过程中，通常由人工进行读数，目前指针式仪表布置的数量越来越多，有些仪表布置在离地面较高的位置，这对人工读数造成影响。

随着图像识别技术的发展，为了节省人力资源、提高读表效率，人们开始通过图像识别技术进行识别指针式仪表上指针对应的读数。目前，一般通过图像识别技术识别出指针的轮廓，从而根据指针轮廓来确定仪表读数。然而在指针识别过程中，图像识别技术所识别出的指针的轮廓存在一定的误差，从而对识别出的指针对应的读数的准确性有一定影响，导致读数误差大、读数的精确度低等问题。

因此，为了提高指针式仪表的读数精确度，亟需一种提高指针式仪表的读数识别精确度的技术方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于指针式仪表的读数识别方法及设备，用于解决指针式仪表读数识别精确度低的技术问题。

一方面，本申请提供了一种用于指针式仪表的读数识别方法，该方法包括：

确定指针式仪表对应的待读数图像。将待读数图像划分为若干环形结构。其中，若干环形结构的圆心为同一圆心。按照预设规则，确定各环形结构中的指针片段。其中，指针片段为由指针在各环形结构中的像素点组成。根据各指针片段，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请的一种实现方式中，确定各指针片段在待读数图像中的位置信息。根据各指针片段中的像素点数量以及各指针片段的位置信息，生成指针像素序列。其中，指针像素序列中包括：按照指针片段的位置排列的像素点数量。确定指针像素序列中像素点数量的变化趋势。在变化趋势按照预设趋势变化的情况下，确定相应的指针指向。基于指针指向，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请的一种实现方式中，确定指针片段中的各像素点的位置数据。根据指针片段中的各像素点的位置数据，计算各指针片段的中心点的位置数据。基于最小二乘法，计算各指针片段的中心点的位置数据对应的经验公式。根据经验公式，确定指针对应的指针读数线。基于指针读数线，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请的一种实现方式中，确定待读数图像中，指针对应的指针读数线。沿预设方向，确定指针读数线，与预设的仪表起始刻度之间的角度值，作为指针角度值。根据指针角度值、量程角度值以及预设的指针式仪表量程，确定待读数图像对应的当前仪表读数。其中，量程角度值为按照预设方向，仪表起始刻度与预设的仪表终止刻度之间的角度值。

在本申请的一种实现方式中，获取指针式仪表的仪表图像以及仪表图像中各像素点的RGB分量值。基于预设公式，将仪表图像中各像素点的RGB分量值进行处理，以得到仪表图像对应的仪表灰度图像。基于仪表灰度图像中各像素点的灰度值以及预设自适应阈值算法，确定仪表灰度图像的分割阈值，以根据分割阈值，对仪表灰度图像进行二值化处理，确定待读数图像。其中，待读数图像为二值化图像。

在本申请的一种实现方式中，对仪表灰度图像分别进行中值滤波、均值滤波处理，以得到仪表灰度图像相应的中值滤波图像、均值滤波图像。根据仪表灰度图像、中值滤波图像、均值滤波图像，确定仪表三维直方图。对仪表三维直方图进行去噪处理，得到去噪图像。根据去噪图像以及预先创建的高斯尺度空间，对去噪图像进行背景去除，并根据伽马校正，对背景去除后的去噪图像进行图像校正处理，以得到待分割图像。根据最大类间方差法，计算待分割图像对应的分割阈值。

在本申请的一种实现方式中，根据环形结构，确定环形结构所对应的各像素点的像素值。将环形结构所对应的像素点中，像素值在预设范围内的像素点，作为环形结构对应的指针片段的待定像素点。确定待定像素点中所形成的闭合区域内的像素点数量是否处于预设阈值范围。将像素点数量处于预设阈值范围的闭合区域，作为各环形结构中的指针片段。

在本申请的一种实现方式中，根据待读数图像，确定与待读数图像对应的仪表坐标系。其中，仪表坐标系以指针式仪表的指针转轴中心点为原点。根据仪表坐标系，将待读数图像划分为若干环形结构，且各环形结构的圆心均为仪表坐标系的原点。根据各指针片段，确定待读数图像对应的当前仪表读数，具体包括：根据各指针片段以及仪表坐标系，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请的一种实现方式中，确定采集待读数图像的图像采集设备的身份信息。其中，图像采集设备与指针式仪表相对设置。根据图像采集设备的身份信息，从预先存储的数据库中，确定待读数图像相应的仪表坐标系。

另一方面，本申请提供了一种用于指针式仪表的读数识别设备，该设备包括：

至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器。其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

确定指针式仪表对应的待读数图像。将待读数图像划分为若干环形结构。其中，若干环形结构的圆心为同一圆心。按照预设规则，确定各环形结构中的指针片段。其中，指针片段为由指针在各环形结构中的像素点组成。根据各指针片段，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

本申请根据指针式仪表对应的待读数图像，确定待读数图像中划分的若干环形结构所对应的指针片段，指针片段为环形结构中指针像素点组成的像素片段。根据指针片段，确定待读数图像的当前仪表读数。通过上述方案，本申请可以精确且快速地确定指针式仪表的当前仪表读数，本申请降低了计算资源，提高了计算效率，并提高了确定指针所对应读数的精确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的一种流程示意图；

图2为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的指针式仪表的一种示意图；

图3为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的指针式仪表的另一种示意图；

图4为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的另一种流程示意图；

图5为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的指针式仪表的另一种示意图；

图6为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的指针式仪表的另一种示意图；

图7为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的另一种流程示意图；

图8为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的另一种流程示意图；

图9为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的另一种示意图；

图10为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的另一种示意图；

图11为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别方法的另一种流程示意图；

图12为本申请实施例中一种用于指针式仪表的读数识别设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

指针式仪表作为一种常见仪表，其所具有的结构简单、维护方便、反应灵敏、显示准确等特点，在各行各业中都被广泛应用。但是，随着社会发展以及经济水平的提高，过去的人工抄表方式过于浪费人力资源，通过目前的图像识别技术即可实现指针式仪表的抄表，且相较于人工抄表的方式更为高效、便捷。通过图像识别指针式仪表的读数，成为了本技术领域一大热点问题，现有技术通常识别指针轮廓，进而确定指针式仪表的读数。但识别指针轮廓后，并不能准确地确定当前指针式仪表的准确读数，仪表读数识别精确度低，这是现有识别技术上的存在的不足之处。

基于此，本申请实施例提供了一种用于指针式仪表的读数识别方法及设备，用来解决指针式仪表读数识别精确度低的技术问题。

以下结合附图，详细说明本申请的各个实施例。

本申请实施例提供了一种用于指针式仪表的读数识别方法，如图1所示，具体可以包括步骤S101-S104：

S101、服务器确定指针式仪表对应的待读数图像。

在本申请实施例中，待读数图像可以是图像采集设备(如高清摄像头、相机等)采集到的指针式仪表的图像(如图2)。该图像可以是未经过图像处理的彩色图像，也可以是经过如灰度处理、二值化处理等处理后，并存储于预设的图像库中的图像(如图3)。

需要说明的是，服务器作为用于指针式仪表的读数识别方法的执行主体，仅为示例性存在，执行主体不仅限于服务器，本申请对此不作具体限定。

在本申请的一个实施例中，若待读数图像为经过处理后的图像时，本申请实施例在执行步骤S101之前，还需要对图像采集设备采集的指针式仪表的仪表图像进行预处理。如图4所示，在执行步骤S101之前，还需要对图像采集设备采集的指针式仪表的仪表图像进行预处理，具体可以包括步骤S401-S403：

S401、服务器获取指针式仪表的仪表图像以及仪表图像中各像素点的RGB分量值。

指针式仪表的仪表图像为未经过处理的图像，可以是图像采集设备直接采集到的指针式仪表的图像。服务器可以在获取到指针式仪表的仪表图像后，确定该仪表图像中各像素点的RGB分量值，以进行下一步处理。

S402、服务器基于预设公式，将仪表图像中各像素点的RGB分量值进行处理，以得到仪表图像对应的仪表灰度图像。

服务器在确定仪表图像中各像素点的RGB分量值之后，可以根据以下公式进行计算处理：

Grgy＝R*0.299+G*0.587+B*0.114

其中，Grgy表示某一像素点(例如T像素点)的灰度值，R、G、B分别为某一像素点(例如T像素点)的RGB分量值。本申请也可以根据其他方式将仪表图像的各像素点转换为灰度像素点，得到仪表图像对应的仪表灰度图像。

需要说明的是，本申请提供上述公式，以根据上述公式得到仪表图像对应的仪表灰度图像，仅为示例性存在。为了提高仪表图像转换为灰度图像的准确度以及提高后续处理的便捷性，也可以根据其他方式，例如加入伽马校正等处理仪表图像，对得到仪表图像对应的仪表灰度图像的方式，本申请不作具体限定。

S403、服务器基于仪表灰度图像中各像素点的灰度值以及预设自适应阈值算法，确定仪表灰度图像的分割阈值，以根据分割阈值，对仪表灰度图像进行二值化处理，确定待读数图像。

其中，待读数图像为二值化图像。

为了更准确地得到仪表指针读数，本申请需要减少仪表图像中对读数识别的不利影响，例如阳光影响、亮度明暗影响、污垢影响因素，因此需要进一步处理仪表灰度图像。本申请可以采用自适应阈值算法分割的方式，对仪表灰度图像进行分割，自适应阈值分割的优点即为处理图像中包含噪声、非均匀光照。

服务器在得到仪表灰度图像后，可以确定仪表灰度图像中各像素点对应的灰度值，根据预设自适应阈值算法，服务器计算得到仪表灰度图像的分割阈值，根据该分割阈值，服务器将仪表灰度图像进行二值化处理，得到只包含两种灰度值的图像，例如只包含黑(0)与白(255)灰度值的图像，将该图像作为待读数图像，以进行进一步地读数操作。

在本申请的一个实施例中，预设自适应阈值算法还可以通过以下实施例，得到分割阈值，具体如下：

首先，服务器对仪表灰度图像分别进行中值滤波、均值滤波处理，以得到仪表灰度图像相应的中值滤波图像、均值滤波图像。

其次，服务器根据仪表灰度图像、中值滤波图像、均值滤波图像，确定仪表三维直方图。

再次，服务器根据三维直方图以及预设规则，对仪表三维直方图进行去噪处理，得到去噪图像。

服务器先得到仪表灰度图像对应的中值滤波图像、均值滤波图像，然后得到仪表灰度图像对应的三维直方图，根据三维直方图中的像素值三元组(例如(ui,uj,uk)其中，ui为灰度值，uj为中值，uk为均值)，对像素值进行处理。具体地，像素值三元组的(ui,uj,uk)满足|uj-ui|>|uk-ui|且|uj-uk|>|uk-ui|，1<i,j,k<3并且i≠j≠k，

根据上述公式，得到仪表灰度图像的矫正图像，矫正图像可以提高自适应分割算法的抗噪性能。得到矫正图像后，根据以下公式得到去噪图像：

其中，W(x,y)为去噪图像中(x,y)像素点的像素值，f(x,y)为仪表灰度图像在(x,y)像素点对应的像素值，h(x,y)为中值滤波图像在(x,y)像素点对应的像素值，g(x,y)为均值滤波图像在(x,y)像素点对应的像素值。

服务器根据去噪图像以及预先创建的高斯尺度空间，对去噪图像进行背景去除，并根据伽马校正，对背景去除后的去噪图像进行图像校正处理，以得到待分割图像。

预先创建的高斯尺度空间可以是：

其中，G(x,y,σ)为尺度因子σ下，(x,y)像素点对应的高斯尺度空间。

根据高斯尺度空间，确定去噪图像中的背景图像，然后对去噪图像进行背景去除。

背景图像对应公式如下：

L(x,y,σ)＝G(x,y,σ)*W(x,y)

其中，L(x,y,σ)为背景图像对应公式。

根据以下方式确定去除背景图像的去噪图像：

D_i(x,y)＝|I(x,y)-L_i(x,y,σ_i)|

其中，D_i(x,y)为第i层消除背景图像的去噪图像，L_i(x,y,σ_i)为第i层背景图像。

根据各层目标图像所占权重

确定最终去除背景图像的去噪图像，即：

其中，D(x,y)为最终去除背景图像的去噪图像。

再根据伽马校正的方式，对图像进行图像校正处理，得到待分割图像：

其中，0<γ<1，D′(x,y)为经过伽马校正处理后的待分割图像。

服务器根据最大类间方差法，计算待分割图像对应的分割阈值。

服务器得到的待分割图像已去除光照、噪声等因素的干扰，根据最大类间方差法，服务器可以计算待分割图像对应的分割阈值。

通过上述方案，将影响指针式仪表进行读数的噪声、光照等干扰因素消除，可以保证下述步骤中对指针式仪表进行精确地读数，为接下来步骤处理奠定了良好的基础。

S102、服务器将待读数图像划分为若干环形结构。

其中，若干环形结构的圆心为同一圆心。

在本申请实施例中，服务器可以在待读数图像中，确定若干数量的环形结构，该环形结构可以是圆形的环形，在待读数图像中椭圆、方形的环形结构在一定程度上也可以进行指针式仪表读数识别方法，因此在可以进行读数识别的前提下，环形结构的具体形状不作限定。环形结构的生成可以是在待读数图像中，生成一坐标系，作为该仪表的仪表坐标系。该坐标系可以是预先存储在数据库中的坐标系模板，也可以是服务器得到待读数图像之后，生成的坐标系。

服务器根据待读数图像，确定与待读数图像对应的仪表坐标系。其中，仪表坐标系以指针式仪表的指针转轴中心点为原点。仪表坐标系图像可以如图5所示。其中，点A为仪表起始刻度，点B为仪表终止刻度，点O为原点，点P为指针方向上一坐标，可作为仪表读数坐标。在本申请实施例中仪表坐标系的横轴与纵轴的方向不作具体限定，本申请仅以图5中坐标系作为示例性存在，实际使用过程中，坐标系方向、建立方式可以任意选定，本申请不作具体限定。

在本申请的一个实施例中，若仪表坐标系为预先存储于数据库中，由于指针式仪表存在不同种类，其对应的仪表坐标系存在差异，本申请可以根据以下方式确定仪表坐标系，具体如下：

服务器确定采集待读数图像的图像采集设备的身份信息。其中，图像采集设备与指针式仪表相对设置。

服务器根据图像采集设备的身份信息，从预先存储的数据库中，确定待读数图像相应的仪表坐标系。

服务器可以通过获取图像采集设备的身份信息，例如ID号：111111，根据该图像采集设备的ID号可以从数据库中确定，与该ID号对应的仪表坐标系。本申请中图像采集设备与所采集的指针式仪表相对应，若图像采集设备与采集的指针式仪表不对应，可以根据图像采集设备在采集待读数图像时的采集位置，确定相应的仪表坐标系。本申请对此不作具体限定。

服务器根据仪表坐标系，将待读数图像划分为若干环形结构，且各环形结构的圆心均为仪表坐标系的原点。环形结构如图6所示，图6中包含有两个环形结构：第一环形结构、第二环形结构。点A为仪表起始刻度对应的起始点，点B为仪表终止刻度对应的终止点。

在本申请的另一个实施例中，服务器将待读数图像划分为若干环形结构也可以不根据坐标系进行划分，也可以在识别到待读数图像中的指针转轴中心点位置后，以指针转轴中心点为环形结构的圆心，进而划分待读数图像。

若干环形结构的半径不同，若干环形结构内径与外径的差值相等，在本申请实施例中，也可以看做环形结构从原点，依次增大预设像素点数量(例如一个像素点)的半径，得到了若干环形结构。由于表盘的大小有限，本申请可以预先设置有一边界点，例如图6中点A和/或点B作为边界点。在环形结构与边界点相交的情况下，不再继续增大环形结构半径。

S103、服务器按照预设规则，确定各环形结构中的指针片段。

其中，指针片段为由指针在各环形结构中的像素点组成。

在本申请实施例中，服务器可以根据环形结构，确定环形结构所对应的各像素点的像素值。

环形结构所对应的像素点就是在环形结构覆盖区域上的像素点，即环形结构内径至外径之间区域内的像素点。

服务器将环形结构所对应的像素点中，像素值在预设范围内的像素点，作为环形结构对应的指针片段的待定像素点。

像素值在预设范围内的像素点，具体地，若以二值化图像为例，预设范围可能为像素值小于一阈值如10的区间范围；若以彩色图像为例，预设范围可能是提前获取彩色图像中，指针所在像素点的像素值均值，以该像素值均值为中间值确定一预设范围。例如像素值均值为100，预设范围为[100-25,100+25]。服务器将像素值在预设范围内的像素点，作为指针片段的待定像素点。

服务器确定待定像素点中所形成的闭合区域内的像素点数量是否处于预设阈值范围。该闭合区域即为环形结构所覆盖区域中，由连续的像素点生成的区域。

服务器将像素点数量处于预设阈值范围的闭合区域，作为各环形结构中的指针片段。例如，指针片段如图6中：第一片段、第二片段、第三片段，均为指针片段，它们均为闭合区域。

上述预设阈值范围可以是服务器在统计整理历史记录中，待读数图像的环形结构闭合区域内的像素点数量之后，进行数值分析(例如平均数量等)得到的一阈值范围。

此外，本申请还可以确定闭合区域的形状，确定闭合区域的形状是否与环形结构的部分形状吻合，进而根据吻合程度，确定该闭合区域为环形结构中的指针片段。

通过环形结构所对应的闭合区域以及闭合区域的形状，进而确定指针片段的技术方案，可以简单、快速且准确地确定指针片段，降低了指针位置识别存在的误差，可以进一步提高指针式仪表的读数识别精确度。

S104、服务器根据各指针片段，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请的一个实施例中，可以根据指针片段，确定指针在待读数图像中的指向，根据指针指向可以确定当前仪表读数，如图7所示，具体包括以下步骤：

S701、服务器确定各指针片段在待读数图像中的位置信息。

服务器可以确定指针片段位于待读数图像中的位置，该位置可以根据该待读数图像所对应的指针式仪表，提前存储的记录数据，如指针片段位置在记录数据的位置c1、指针片段位置在记录数据的位置d1。

S702、服务器根据各指针片段中的像素点数量以及各指针片段的位置信息，生成指针像素序列。

其中，指针像素序列中包括：按照指针片段的位置排列的像素点数量。

在本申请实施例中，根据各指针片段中的像素点数量以及各指针片段的位置信息，服务器可以按照指针片段的位置，排列指针片段的像素点数量。如位置信息为c1、c2、c3、c4、c5、c6，指针片段的各位置信息及与之对应的像素点数量的对应关系分别为c1-x1，c2-x2、c3-x3、c4-x4、c5-x5、c6-x6，各指针片段中的像素点数量按照位置信息依次排序，得到指针像素序列[x1，x2，x3，x4，x5，x6]。

S703、服务器确定指针像素序列中像素点数量的变化趋势。

服务器可以确定指针像素序列中像素点数量的变化趋势，在本申请中，环形结构的半径未大于指针转轴中心点的半径时，得到的指针片段的像素点数量很小，可能造成服务器判断的影响。因此，本申请中，可以将指针转轴中心点处得到的环形结构去除；也可以保留转轴中心点处得到的环形结构，在处理指针像素序列时，对此类数据进行识别，确定其对应的指针片段是否为转轴中心处得到的指针片段。

在实际使用过程中，指针式仪表的指针一般为一端粗，一端细的指针，本申请实施例可以根据此特性，确定指针像素序列的变化趋势，该变化趋势例如数值递减、数值递增、数值先递增后递减等。或者，可以根据预先处理得到的一变化趋势，如：x、x-1、x+2、x-3、x+4、x-5等，此类规律的预设变化趋势，确定指针像素序列是否满足该预设变化趋势。由于指针式仪表的多样性，根据指针式仪表的指针像素序列，以及通过确定指针式仪表的指针像素序列的变化趋势，确定指针的指向。

S704、服务器在变化趋势按照预设趋势变化的情况下，确定相应的指针指向。

在本申请中，指针式仪表的指针可以是一端粗，一端细的指针，则预设趋势变化为由大变小的数值递减趋势，服务器确定数值变化趋势为减小的方向为指针指向。或者指针式仪表的指针可以是两端细中端粗，且有一端细的变化率比另一端细的变化率要大，则预设趋势变化为由小缓慢变大再急剧变小的数值变化趋势，服务器确定变化趋势为先缓慢增大后急剧减小的方向为指针指向。

S705、服务器基于指针指向，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请实施例中，服务器确定指针指向后，可以根据提前存储的记录数据，如指针指向对应的记录数据为20或者指针指向对应的记录数据为50等。服务器也可以根据指针指向，进一步确定指针的指示读数，提供更为精确的指针式仪表的当前仪表读数。

在本申请的另一实施例中，服务器可以根据以下实施例，精确地确定指针式仪表的当前仪表读数。

服务器可以根据各指针片段以及仪表坐标系，确定待读数图像对应的当前仪表读数。根据仪表坐标系，确定指针的坐标，可以提高定位指针的准确度，提高计算指针指向读数的精确度。该仪表坐标系可以与建立环形结构的仪表坐标系不同，具体可以根据计算的简易度，可以由本领域技术人员自行选择绘制。

本申请可以根据进行以下处理，确定待读数图像对应的当前仪表读数。如图8所示，具体包括S801-S805：

S801、服务器确定指针片段中的各像素点的位置数据。

在仪表坐标系中，服务器可以确定在指针片段中的每个像素点所对应的位置数据，该位置数据可以是根据任意坐标系得到的坐标，以进行下一步。

S802、服务器根据指针片段中的各像素点的位置数据，计算各指针片段的中心点的位置数据。

根据指针片段中各像素点的位置数据，计算各指针片段的中心点的位置数据，例如两个指针片段如图9、图10所示，计算这两个指针片段的中心点的位置数据可以得到分别为(a₂,b₂)，

该指针片段可能为不规则图形，在计算中心点的过程中，可以通过预设的图形进行比对的方式，确定中心点。

S803、服务器基于最小二乘法，计算各指针片段的中心点的位置数据对应的经验公式。

服务器根据最小二乘法以及各个指针片段中心点的位置数据，可以得到经验公式，以根据经验公式确定一条拟合直线，该直线即为指针读数线。

S804、服务器根据经验公式，确定指针对应的指针读数线。

通过经验公式，本申请可以得到指针对应的直线方程，根据该直线方程可以在待读数图像中作出指针读数线。

S805、服务器基于指针读数线，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

在本申请实施例中，服务器可以根据指针读数线来确定待读数图像对应的当前仪表读数，指针读数线指向位置的读数即为当前仪表读数。在此，也可以通过S704得到的指针指向，确定指针读数线方向，进而简单、精确地确定指针读数线指向于表盘中的读数位置。

在本申请的一个实施例中，得到指针读数线后，可以根据角度法，确定当前仪表读数，如图11所示，具体包括以下步骤：

S1101、服务器确定所述待读数图像中，指针对应的指针读数线。

该指针读数线可以是根据步骤S804中得到的。

S1102、服务器沿预设方向，确定指针读数线与预设的仪表起始刻度之间的角度值，作为指针角度值。

在本申请实施例中，服务器可以确定指针读数线，与仪表起始刻度所处的起始线之间，沿预设方向(如顺时针)的角度。例如通过计算直线方程相交的角度，或者利用在指针读数线上任一点(如图5中，位于指针读数线上的仪表读数坐标P)以及仪表起始刻度的坐标如图6中(点A)可以计算指针读数线与仪表起始刻度的起始线的角度值。计算方法可以采用余弦定理等计算，计算公式不在此处赘述。

S1103、服务器根据指针角度值、量程角度值以及预设的指针式仪表量程，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

其中，量程角度值为按照预设方向，仪表起始刻度与预设的仪表终止刻度之间的角度值。

具体地，得到量程角度值θ，指针角度值α，以及指针式仪表量程M之后，服务器根据以下读数计算公式：

其中，R为待读数图像对应的当前仪表读数。

以图5为例，在本申请实施例中，已知A、B、O的坐标，可以计算∠AOB，量程角度值θ＝360°-∠AOB，α＝∠AOP，已知指针式仪表量程M＝10，就可以代入上述读数计算公式，得到当前仪表读数。

通过上述方案，将指针式仪表对应的待读数图像进行处理，并通过设置在待读数图像中的若干环形结构，确定指针的位置，并根据计算角度的方式，确定当前仪表读数。本申请能够精确、快速地得到仪表读数，本申请本身的计算量小，能够节省计算资源，并且处理方式严谨周密，可精确得到当前仪表读数。此外，本申请可以避免指针式仪表图像中存在干扰因素的情况下，如阳光照射等，仪表读数不够精确。

对于现有技术中，通过识别指针轮廓来确定指针读数的技术方案，存在识别到的指针轮廓存在误差，导致指针读数识别误差较大的问题。通过本申请的技术方案，可以精确、高效且简单地确定指针对应的读数位置，相较于现有技术，本申请也提高了计算效率，节省了计算资源，降低了指针读数识别的误差。

图12为本申请提供的一种用于指针式仪表的读数识别设备，该设备包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

确定指针式仪表对应的待读数图像。将待读数图像划分为若干环形结构；其中，若干环形结构的圆心为同一圆心。按照预设规则，确定各环形结构中的指针片段。其中，指针片段为由指针在各环形结构中的像素点组成。根据各指针片段，确定待读数图像对应的当前仪表读数。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备与方法是一一对应的，因此，设备也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备的有益技术效果。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于指针式仪表的读数识别方法，其特征在于，所述方法包括：

确定所述指针式仪表对应的待读数图像；

将所述待读数图像划分为若干环形结构；其中，若干所述环形结构的圆心为同一圆心；

按照预设规则，确定各所述环形结构中的指针片段；其中，所述指针片段为由所述指针在各所述环形结构中的像素点组成；

根据各所述指针片段，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数，具体包括：

确定各所述指针片段在所述待读数图像中的位置信息；

根据各所述指针片段中的像素点数量以及各所述指针片段的所述位置信息，生成指针像素序列；其中，所述指针像素序列中包括：按照所述指针片段的位置排列的像素点数量；

确定所述指针像素序列中像素点数量的变化趋势；

在所述变化趋势按照预设趋势变化的情况下，确定相应的指针指向；

基于所述指针指向，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数，具体包括：

确定所述指针片段中的各像素点的位置数据；

根据所述指针片段中的各像素点的位置数据，计算各所述指针片段的中心点的位置数据；

基于最小二乘法，计算各所述指针片段的中心点的位置数据对应的经验公式；

根据所述经验公式，确定所述指针对应的指针读数线；

基于所述指针读数线，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数，具体包括：

确定所述待读数图像中所述指针对应的指针读数线；

沿预设方向，确定所述指针读数线，与预设的仪表起始刻度之间的角度值，作为指针角度值；

根据所述指针角度值、量程角度值以及预设的指针式仪表量程，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数；其中，所述量程角度值为按照所述预设方向，所述仪表起始刻度与预设的仪表终止刻度之间的角度值。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，确定所述指针式仪表对应的待读数图像，具体包括：

获取所述指针式仪表的仪表图像以及所述仪表图像中各像素点的RGB分量值；

基于预设公式，将所述仪表图像中各像素点的RGB分量值进行处理，以得到所述仪表图像对应的仪表灰度图像；

基于所述仪表灰度图像中各像素点的灰度值以及预设自适应阈值算法，确定所述仪表灰度图像的分割阈值，以根据所述分割阈值，对所述仪表灰度图像进行二值化处理，确定所述待读数图像；其中，所述待读数图像为二值化图像。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，基于所述仪表灰度图像中各像素点的灰度值以及预设自适应阈值算法，确定分割所述仪表灰度图像的分割阈值，具体包括：

对所述仪表灰度图像分别进行中值滤波、均值滤波处理，以得到所述仪表灰度图像相应的中值滤波图像、均值滤波图像；

根据所述仪表灰度图像、所述中值滤波图像、所述均值滤波图像，确定仪表三维直方图；

对所述仪表三维直方图进行去噪处理，得到去噪图像；

根据所述去噪图像以及预先创建的高斯尺度空间，对所述去噪图像进行背景去除，并根据伽马校正，对所述背景去除后的所述去噪图像进行图像校正处理，以得到待分割图像；

根据最大类间方差法，计算所述待分割图像对应的分割阈值。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，按照预设规则，确定各所述环形结构中的指针片段，具体包括：

根据所述环形结构，确定所述环形结构所对应的各像素点的像素值；

将所述环形结构所对应的像素点中，像素值在预设范围内的像素点，作为所述环形结构对应的所述指针片段的待定像素点；

确定所述待定像素点中所形成的闭合区域内的像素点数量是否处于预设阈值范围；

将像素点数量处于预设阈值范围的所述闭合区域，作为各所述环形结构中的所述指针片段。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，将所述待读数图像划分为若干环形结构，具体包括：

根据所述待读数图像，确定与所述待读数图像对应的仪表坐标系；其中，所述仪表坐标系以所述指针式仪表的指针转轴中心点为原点；

根据所述仪表坐标系，将所述待读数图像划分为若干所述环形结构，且各所述环形结构的圆心均为所述仪表坐标系的原点；

所述根据各所述指针片段，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数，具体包括：

根据各所述指针片段以及所述仪表坐标系，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，根据所述待读数图像，确定与所述待读数图像对应的仪表坐标系，具体包括：

确定采集所述待读数图像的图像采集设备的身份信息；其中，所述图像采集设备与所述指针式仪表相对设置；

根据所述图像采集设备的身份信息，从预先存储的数据库中，确定所述待读数图像相应的所述仪表坐标系。

10.一种用于指针式仪表的读数识别设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

确定所述指针式仪表对应的待读数图像；

将所述待读数图像划分为若干环形结构；其中，若干所述环形结构的圆心为同一圆心；

按照预设规则，确定各所述环形结构中的指针片段；其中，所述指针片段为由所述指针在各所述环形结构中的像素点组成；

根据各所述指针片段，确定所述待读数图像对应的当前仪表读数。

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