CN114663681A - 用于对指针式仪表进行读数的方法及其相关产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对指针式仪表进行读数的方法及其相关产品，该方法包括：获取所述指针式仪表的二值化图像；通过对所述二值化图像进行条件筛选，以用于提取所述指针式仪表中的指针特征信息；根据所述指针特征信息计算出所述指针的偏向角度；以及根据所述指针的偏向角度和所述指针式仪表的刻度偏向角度来确定所述指针式仪表的读数结果。通过利用本发明的方案，可以准确提取出指针式仪表图像中存在噪声和干扰信息情况下的指针刻度数，进而提高了读取指针式仪表中指针刻度数值的准确率。

Description

用于对指针式仪表进行读数的方法及其相关产品

技术领域

本发明一般地涉及仪表读数领域。更具体地，本发明涉及一种用于对指针式仪表进行读数的方法、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

指针式仪表作为一种测量仪器，具有抗电磁干扰、抗震、耐油污、防冻防水、价格低廉等特点，并且在电力、金融、化工、机械和电子等领域广泛使用。然而，指针式仪表的传统使用方法为依靠人工进行肉眼识别，该方法存在易出错、工作量大、效率低等缺点。因此，通过利用相机采集图像信息来对指针式仪表进行自动读数操作，相比于人工读数具有读数效率高、全天候、不受恶劣环境影响等优势。目前，现有的用于指针式仪表读数的方法考虑的都是在常规情况下对采集到的指针图像进行特征提取，通过简单方法即可提取出表现较为清晰突出指针特征。然而，在实际场景的某些情况下，由于相机拍摄角度、光线、表盘污损等的原因，相机所采集的表盘图像中会出现许多噪声和干扰信息。因此，用常规简单方法提取指针特征时容易出错，进而降低了读取指针式仪表指针数值的准确率。鉴于此，现有技术中需要一种能够准确提取出存在噪声和干扰信息的指针式仪表图像中指针特征的技术方案。

发明内容

为了至少解决上述背景技术中的一个或多个技术问题，本发明提出了一种用于对指针式仪表进行读数的方法及其相关产品。通过本发明的方案，可以实现在存在噪声和干扰信息的指针式仪表图像中，准确提取出该图像中的指针特征信息，进而实现对指针式仪表的精准读数。为此，本发明在如下的多个方面中提供解决方案。

在第一方面中，本发明公开了一种用于对指针式仪表进行读数的方法，其特征在于，包括：获取所述指针式仪表的二值化图像；通过对所述二值化图像进行条件筛选，以用于提取所述指针式仪表中的指针特征信息；根据所述指针特征信息计算出所述指针的偏向角度；以及根据所述指针的偏向角度和所述指针式仪表的刻度偏向角度来确定所述指针式仪表的读数结果。

在一个实施例中，其中获取所述指针式仪表的二值化图像包括获取所述指针式仪表图像，并且对所述指针式仪表图像进行图像校正；以及通过对校正后的所述指针式仪表图像进行图像预处理，以获得所述二值化图像。

在又一个实施例中，其中获取所述指针式仪表图像包括：获取所述指针式仪表的模板图像，并计算出所述模板图像的图像特征；获取所述指针式仪表的全景图像，并计算出所述全景图像的图像特征；通过将所述模板图像的图像特征与全景图像的图像特征进行匹配，以获取投影矩阵，其中投影矩阵用于将所述全景图像投影变换到所述模板图像中；以及利用所述投影矩阵将所述全景图像投影变换到所述模板图像中，以得到所述指针式仪表图像。

在又一个实施例中，其中对所述指针式仪表图像进行图像校正包括将所述指针式仪表图像中的倾斜和/或变形的读数表盘校正为规整的圆形读数表盘。

在又一个实施例中，其中对处理后的所述指针式仪表图像进行图像预处理包括图像滤波平滑、直方图均衡化、自适应阈值二值化以及形态学操作中的一项或多项操作。

在又一个实施例中，其中通过对所述二值化图像进行条件筛选包括对所述二值化图像中的第一特征块进行面积筛选，以筛选出满足预定面积的第一特征块作为第二特征块；对所述第二特征块进行重心距离筛选，以筛选出满足预定距离的第二特征块作为第三特征块，其中所述重心距离为所述指针式仪表的表盘圆心与所述第二特征块重心的距离；以及对所述第三特征块进行数量筛选，以筛选出满足预定数量的第三特征块作为第四特征块，其中所述第四特征块按照特征块面积从大到小排列并集合成所述指针特征信息。

在又一个实施例中，其中根据所述指针特征信息计算出所述指针的偏向角度包括：对所述指针特征信息中的第四特征块进行形态学细化操作，以获取所述第四特征块的图像骨架；以及通过利用常规方法对所述图像骨架进行直线检测，以计算出所述指针的偏向角度，其中所述偏向角度的数值记录以所述指针式仪表的表盘圆心为起始点。

在又一个实施例中，其中根据所述指针的偏向角度和所述指针式仪表的刻度偏向角度来确定所述指针式仪表的读数结果包括获取所述指针式仪表中最小刻度的偏向角度；获取所述指针式仪表中最大刻度的偏向角度；以及将所述指针的偏向角度与所述最小刻度的偏向角度和最大刻度的偏向角度进行对比，以计算出所述指针式仪表的读数结果。

在第二方面中，本发明公开了一种用于对指针式仪表进行读数的设备，其特征在于，包括：处理器；存储器，其存储有用于对指针式仪表进行读数的程序指令，当所述程序指令由所述处理器执行时，实现上述的方法步骤。

在第三方面中，本发明公开了一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储用于对指针式仪表进行读数的程序指令，当所述程序指令由处理器执行时，实现上述方法步骤。

通过利用本发明上述及其多个实施例中所讨论的方法，本发明可以通过条件筛选对二值化图像中的特征块进行一系列筛选，进而可以有效去除指针式仪表图像中存在的噪声特征块和干扰特征块。进一步，通过对筛选出的指针特征块进行形态学细化操作，可以获取指针式仪表中指针的偏向角度，并且通过将得到指针的偏向角度与指针式仪表中最大刻度的偏向角度和最小角度的偏向角度进行对比，可以获得指针式仪表的最终读数。因此，通过利用本发明的方法及其相关产品可以实现对指针式仪表的精准有效读取。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中：

图1是示出根据本发明实施例的用于对指针式仪表进行读数的方法的简化流程图；

图2是示出根据本发明实施例的用于对指针式仪表进行读数的方法的具体流程图；

图3是示例性示出根据本发明实施例的用于仪表读数的二值化指针式仪表图像的示意图；以及

图4是示出根据本发明实施例的用于对指针式仪表进行读数的设备的示意框图。

具体实施方式

现在将参考附图描述实施例。应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，本发明阐述了许多具体细节以便提供对本文所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊本文描述的实施例。而且，该描述不应被视为限制本文描述的实施例的范围。

图1是示出根据本发明实施例的用于对指针式仪表进行读数的方法100的简化流程图。首先，在步骤S102处，执行获取所述指针式仪表的二值化图像的操作。接着，在步骤S104中，通过对所述二值化图像进行条件筛选操作，可以提取出所述指针式仪表中的指针特征信息，其中，条件筛选可以包括面积筛选、重心距离筛选和/或数量筛选。在步骤S104中获取到指针特征信息后，流程前进到步骤S106。在步骤S106中，根据所述指针特征信息计算出所述指针的偏向角度。接着，在步骤S108中，根据计算出的指针偏向角度和所述指针式仪表的刻度偏向角度来确定所述指针式仪表的读数结果。

为了便于理解本文上述用于对指针式仪表进行读数的方法，下文将结合图2对该方法进行详细描述。图2是示出根据本发明实施例的用于对指针式仪表进行读数的方法的具体流程图。

如图2中所示，首先，在步骤S202中，采集关于指针式仪表的全景图像和准备关于指针式仪表的模板图像，其中指针式仪表模板图像可以根据不同指针仪表来采用不同的模板图像。在一个应用场景中，可以使用利用例如照相机来采集关于指针式仪表的全景图像，并且可以用于将该全景图像向外传递。接着，在步骤S204中，将获得的全景图像的图像特征与指针式仪表模板图像的图像特征进行匹配，以获取指针式仪表图像。在一个应用场景中，可以利用尺度不变特征变换算法(“Scale-Invariant Feature Transform”，简写为“SIFT”)、加速稳健特征算法(“Speeded Up Robust Features”，简写为“SURF”)和/或快速特征点提取和描述算法(“Oriented FAST and Rotated BRIEF”，简写为“ORB”)中的一项或多项来获取全景图像和指针式仪表模板图像的图像特征。

进一步，通过将两图像的特征进行匹配，可以获得由全景图像变换到模板图像的投影矩阵M，其中矩阵M可以具有如下的表达方式：

接着，通过利用获取的投影矩阵M将全景图像投影变换到预先准备的指针式仪表模板图像中，进而可以获取待识别的指针式仪表图像，具体计算公式如下：

其中(x_p,y_p)表示全景图像；(x_t,y_t)表示待识别的指针式仪表图像；(x_t′,y_t′)表示未进行缩放的投影变换后的图像坐标；k表示缩放因子。

之后，在步骤S206中，对获取的指针式仪表图像执行图像校正操作。需要理解的是，由于图像拍摄角度等原因，则经由投影变换获取的指针式仪表图像中的仪表表盘图像可能存在倾斜和/或变形等异常问题。因此，需要将仪表表盘校正为较为规整的圆形表盘，以便于后续指针特征信息的提取和仪表表盘的精度读数。在一个应用场景中，具体校正步骤如下：

1、标定待识别的指针式仪表图像中仪表表盘边缘的n(n≥6)个坐标，其中n个坐标比较均匀分布在仪表表盘边缘；

2、将获得的仪表表盘边缘的n个坐标利用最小二乘法拟合成椭圆，其中该椭圆的圆心坐标为(x_c,y_c)，最小外接矩形的对角线长度为2p，对角线与X轴夹角为α。进一步，根据上述椭圆的条件可以确定该椭圆的最小外接矩形的四个顶点坐标分别为：(x_c+pcosα,y_c-psinα)、(x_c+pcos(π-α),y_c-psin(π-α))、(x_c-pcosα,y_c+psinα)和(x_c-pcos(π-α),y_c+psin(π-α))。

3、规定指针式仪表图像中仪表表盘的图形经过校正后变为圆形，其中圆形半径设为r，且半径r的具体计算公式如下：

r＝t·p (3)

其中t为外接矩形大小调整比例，例如可以取t＝1.0。

由此可知，校正后的圆形的外接矩形四个顶点坐标可以确定为：(x_c+r,y_c-r)、(x_c+r,y_c+r)、(x_c-r,y_c+r)和(x_c-r,y_c-r)。

4、计算出将椭圆(即校正前的仪表表盘图形)最小外接矩形的四个顶点坐标依次投影变换到对应的圆形(即校正后的仪表表盘图形)的外接矩形的四个顶点坐标时的投影变换矩阵M_rt。

5、利用投影变换的方法(与上述全景图像的投影变换相类似)将待识别的指针式仪表图像可以进行投影变换，进而使得仪表表盘图形校正为规整的圆形表盘，其中投影变换具体计算公式如下：

其中，(x_o,y_o)表示投影变换前的仪表表盘图像；(x_n,y_n)表示投影变换后的图像；(x_n′,y_n′)表示未进行缩放的投影变换后的图像坐标；k_n表示缩放因子。

返回到流程中，在完成步骤S206中的图像校正步骤之后，流程前进到步骤S208中。在步骤S208中，对校正后的指针式仪表图像进行图像预处理，进而可以得到关于指针式仪表图像的二值化图像，其中二值化图像可以是校正后的指针式仪表图像经由图像滤波平滑、直方图均衡化、自适应阈值二值化以及形态学操作中的一项和/或多项操作得到。接着，在步骤S210中，对二值化图像中的特征块进行筛选提取操作，其中筛选过程可以包括面积筛选、重心距离筛选以及数量筛选。需要理解的是，通过面积筛选能够筛选出满足预定面积的第一特征块作为第二特征块，进而可以除去特征块面积小于第一预定值的第一特征块。在一个应用场景中，通过面积筛选可以除去大部分小的图像噪声信息，进而在后续的指针特征块筛选操作中减少不必要的计算和比较。进一步，通过面积筛选还可以除去面积大于第二预定值的第一特征块。例如，通过面积筛选可以去除二值化图像中除去指针其他部件的干扰信息，其中干扰信息可以包括二值化图像中由于光线问题而产生的大面积暗面或亮面特征块。

具体地，关于面积筛选的步骤可以包括计算出二值化图像中的每个特征块的面积S_i(i＝1,2,…，K_all)，并且提取特征块面积在面积阈值范围内的K_S个第一特征块，其中面积阈值可以具有如下计算方式：

S_{th_min}＝t_{S_min}P_XP_Y (5)

S_{th_max}＝t_{S_max}P_XP_Y (6)

其中，S_{th_min}表示面积阈值的最小值(即第一预定值)；S_{th_max}表示面积阈值的最大值(即第二预定值)；P_X、P_Y分别为二值化图像的水平、垂直方向像素数；t_{S_min}、t_{S_max}分别为面积阈值比例的最小值和最大值，其中t_{S_min}和t_{S_max}的取值根据具体仪表图像选取。在一个应用场景中，通过将特征块面积值与面积阈值进行比较，可以除去大部分面积小于S_{th_min}的图像噪声特征块。同时，还可以除去面积大于S_{th_max}的由于光线问题而产生的大面积暗面或亮面特征块，进而可以筛选出满足预定面积的K_S个第一特征块作为第二特征块。

进一步，对第二特征块进行重心距离筛选，以筛选出满足预定距离的第二特征块作为第三特征块，其中重心距离为指针式仪表图像中仪表表盘的圆心与第二特征块重心的距离。需要理解的是，指针式仪表中的指针是以仪表表盘的圆心为定点来进行旋转的，则指针式仪表中指针特征块的重心与圆心具有较短的距离，表盘框等仪表中其他部件的特征块和其他噪声特征块的重心则与圆心具有较长的距离。因此，可以通过重心距离筛选除去由于与指针的特征块面积相差不大而在面积筛选步骤中未能删除掉的噪声特征块和干扰信息特征块。

具体地，通过利用重心距离条件属性来对第二特征块进行特征块提取可以包括计算出经由面积筛选出的K_S个第二特征块的重心(x_bi,y_bi)(i＝1,2,…，K_S)，并且计算出重心(x_bi,y_bi)与指针式仪表图像中仪表表盘的圆心(x_c,y_c)(如前文所述的圆心坐标)的欧式距离D_i。进一步，通过将该欧式距离D_i与距离阈值进行比较，可以实现对K_S个第二特征块的重心距离筛选操作，进而可以得到满足距离阈值的K_D个第三特征块，其中距离阈值的具体计算公式如下：

其中，t_D为距离阈值比例，该取值根据具体仪表图像特点进行选取，一般不超过1。在一个应用场景中，可以通过将K_S个第二特征块的欧式距离D_i与距离阈值进行比较，进而除去与指针式仪表图像中仪表表盘的圆心具有较大欧式距离的特征块。例如指针式仪表图像中的表盘框特征块、仪表中其他部件特征块以及其他噪声特征块，进而可以筛选出满足距离阈值的K_D个第三特征块。

另外，还可以对第三特征块进行数量筛选，以筛选出满足预定数量的第三特征块作为第四特征块，其中第四特征块按照特征块面积从大到小排列并集合成指针特征信息。需要理解的是，通过数量筛选可以提取出第三特征块中最大面积的主体特征块，以便于为后续的特征块细化和角度计算等操作获取更精准的结果，并且可以通过设置特征块阈值作为数量筛选的条件。进一步，由于不同的仪表具有不同的指针形态，进而可以通过灵活设置特征块阈值来从K_D个第三特征块中提取出满足特征块阈值的K_res个第四特征块，其中获得K_res个第四特征块的具体公式如下：

其中K_res代表第四特征块的数量，即为最终提取获得的指针特征信息；K_th代表特征块阈值。在一些应用场景中，响应于某些仪表的指针实体材质一致且完整，则该特征块阈值K_th通常可设置为1；响应于而某些仪表的指针实体与圆心附近材质等有差异，则K_th可以设置为2，以便可以实现对指针实体和圆心附近材质的操作进行独立处理。

返回到流程中，在完成上述特征块提取操作之后，流程前进到步骤S212中。在步骤S212中，可以根据指针特征信息计算出指针的偏向角度。在一个实施例中，关于计算出指针的偏向角度可以通过对指针特征信息中的第四特征块进行形态学细化操作，进而可以获取第四特征块的图像骨架。进一步，可以通过利用常规方法对图像骨架进行直线检测，以计算出指针的偏向角度，其中偏向角度的数值记录以指针式仪表的表盘圆心为起始点。

在一个应用场景中，常规方法可以是霍夫变换直线检测，并且通过利用霍夫变换直线检测来对第四特征块的图像骨架(即指针的图像骨架)进行直线检测，可以计算出指针的偏向角度。接着，在步骤S214中，可以根据指针的偏向角度和指针式仪表的刻度偏向角度来获取指针式仪表的读数结果。在一个实施例中，关于获取指针式仪表的读数结果可以通过将指针的偏向角度与获取的指针式仪表中最小刻度的偏向角度和最大刻度的偏向角度进行对比，可以计算出指针式仪表的读数结果。

综上所述，本发明公开了一种具有更强适用性和更高鲁棒性的用于对指针式仪表进行读数的方法，该方法既可以识别常规具有良好质量的指针式仪表图像，也可以识别存在较大噪声和干扰信息的质量不佳的指针式仪表图像，提高了对指针识别的准确性和通用性。具体地，本发明用于对指针式仪表进行读数的方法可以包括仪表定位操作、图像预处理操作、指针识别操作以及读数获取操作。进一步，通过利用仪表定位操作和图像预处理操作可以实现对采集的图像进行二值化，进而可以减少图像中的数据量，为后续指针识别操作减少数据筛选。另外，通过指针识别操作，可以对特征块进行一系列的条件筛选操作，进而可以排除噪声特征块和干扰特征块。同时，还可以从二值化图像中提取出指针特征信息(即第四特征块)，以便实现对指针式仪表的指针数值的读取。

图3是示例性示出根据本发明实施例的用于仪表读数的二值化指针式仪表图像的示意图。可以理解，在图像预处理中，通过对图像进行二值化处理，可以使得图像上点的灰度值为0或255，即整个图像呈现出明显的黑白效果。如图3中所示，本发明的指针式仪表图像经过图像二值化处理，可以得到如图所示的具有明显黑白效果的图像。进一步，为保证可以通过二值化图像反映图像的整体和局部特征，可以将所有灰度大于或等于阈值的像素判定为特定物体，并且将其灰度值设置为255。作为举例，可以判定指针、表盘刻度以及表盘框为特定物体，进而可以将指针式仪表图像中的指针、表盘刻度以及表盘框的图像区域的灰度值设为255，即图中白色区域所示。反之，可以将排除在特定物体之外的其余像素点区域的灰度值设为0，以表示背景或者例外的物体区域，即图中黑色区域所示。

图4是示出根据本发明实施例的用于对指针式仪表进行读数的设备400的示意框图。该设备400可以包括根据本发明实施例的读数设备401以及其外围设备和外部网络，其中读数设备401用于获取所述指针式仪表的二值化图像，并且通过对二值化图像进行条件筛选，以用于提取指针式仪表中的指针特征信息。进一步，根据指针特征信息计算出指针的偏向角度，并且根据指针的偏向角度和指针式仪表的刻度偏向角度来确定指针式仪表的读数结果，以实现前述结合图1-图3的本发明的用于对指针式仪表进行读数的方法。

如图4中所示，读数设备401可以包括CPU 4011，其可以是通用CPU、专用CPU或者其他信息处理以及程序运行的执行单元。进一步，读数设备401还可以包括大容量存储器4012和只读存储器ROM 4013，其中大容量存储器4012可以配置用于存储各类数据。在本发明中，包括关于指针式仪表图像的指针特征信息、指针偏向角度数据以及指针式仪表的读数结果或者本发明使用到的各种公式的相关数据等。另外，ROM 4013可以配置成存储读数设备401的中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统所需的数据。

进一步，用于对指针式仪表进行读数的设备400还包括其他的硬件平台或组件，例如示出的张量处理单元(TPU)4014、图像处理单元(GPU)4015、现场可编程门阵列(FPGA)4016和机器学习单元(MLU)4017。可以理解的是，尽管在用于对指针式仪表进行读数的设备400中示出了多种硬件平台或组件，但这里仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员可以根据实际需要增加或移除相应的硬件。

本发明的读数设备401还包括通信接口4018，从而可以通过该通信接口4018连接到局域网/无线局域网(LAN/WLAN)405，进而可以通过LAN/WLAN连接到本地服务器406或连接到因特网(“Internet”)405。替代地或附加地，本发明的读数设备401还可以通过通信接口4018基于无线通信技术直接连接到因特网或蜂窝网络，例如基于第三代(“3G”)、第四代(“4G”)或第五代(“5G”)的无线通信技术。在一些应用场景中，本发明的读数设备401还可以根据需要访问外部网络的服务器408以及可能的数据库409，以便获得各种已知的可以例如本发明的预先准备的指针式仪表的模板图像数据，并且可以远程地存储经由公式计算出的各种数据。

读数设备401的外围设备可以包括显示装置402、输入装置403以及数据传输接口404。在一个实施例中，显示装置402可以例如包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示器，其配置用于对本发明测试设备的运算过程或者最终结果进行语音提示和/或图像视频显示。输入装置403可以包括例如键盘、鼠标、麦克风、姿势捕捉相机，或其他输入按钮或控件，其配置用于接收测试数据的输入或用户指令。数据传输接口404可以包括例如串行接口、并行接口或通用串行总线接口(“USB”)、小型计算机系统接口(“SCSI”)、串行ATA、火线(“FireWire”)、PCI Express和高清多媒体接口(“HDMI”)等，其配置用于与其他设备或系统的数据传输和交互。根据本发明的方案，该数据传输接口404可以接收指针式仪表的全景图像和指针式仪表的模板图像。本发明的读数设备401的上述CPU 4011、大容量存储器4012、只读存储器ROM 4013、TPU 4014、GPU4015、FPGA 4016、MLU 4017和通信接口4018可以通过总线4019相互连接，并且通过该总线与外围设备实现数据交互。在一个实施例中，通过该总线4019，CPU 4011可以控制读数设备401中的其他硬件组件及其外围设备。

还应当理解，本发明示例的执行指令的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备(可移除的)和/或不可移动的)例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性，可移动和不可移动介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有程序指令，程序指令适于由处理器加载并执行：获取指针式仪表的二值化图像；通过对所述二值化图像进行条件筛选，以用于提取指针式仪表中的指针特征信息；根据指针特征信息计算出指针的偏向角度；以及根据指针的偏向角度和指针式仪表的刻度偏向角度来确定指针式仪表的读数结果。基于此，当本发明的方案以软件产品(计算机可读存储介质)的形式体现时，该软件产品可以存储在存储器中，其可以包括若干指令用以使得计算机设备(例如个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明实施例所述方法的部分或全部步骤。前述的存储器可以包括但不限于U盘、闪存盘、只读存储器ROM、随机存取存储器(“Random Access Memory”，简写为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应当理解，本发明披露的权利要求、说明书及附图中的可能术语“第一”或“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本发明披露。如在本发明披露说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

虽然本发明的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本发明而采用的实施例，并非用以限定本发明的范围和应用场景。任何本发明所述技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于对指针式仪表进行读数的方法，其特征在于，包括：

获取所述指针式仪表的二值化图像；

通过对所述二值化图像进行条件筛选，以用于提取所述指针式仪表中的指针特征信息；

根据所述指针特征信息计算出所述指针的偏向角度；以及

根据所述指针的偏向角度和所述指针式仪表的刻度偏向角度来确定所述指针式仪表的读数结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中获取所述指针式仪表的二值化图像包括：

获取所述指针式仪表图像，并且对所述指针式仪表图像进行图像校正；以及

通过对校正后的所述指针式仪表图像进行图像预处理，以获得所述二值化图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中获取所述指针式仪表图像包括：

获取所述指针式仪表的模板图像，并计算出所述模板图像的图像特征；

获取所述指针式仪表的全景图像，并计算出所述全景图像的图像特征；

通过将所述模板图像的图像特征与全景图像的图像特征进行匹配，以获取投影矩阵，其中投影矩阵用于将所述全景图像投影变换到所述模板图像中；以及

利用所述投影矩阵将所述全景图像投影变换到所述模板图像中，以得到所述指针式仪表图像。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中对所述指针式仪表图像进行图像校正包括将所述指针式仪表图像中的倾斜和/或变形的读数表盘校正为规整的圆形读数表盘。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中对处理后的所述指针式仪表图像进行图像预处理包括图像滤波平滑、直方图均衡化、自适应阈值二值化以及形态学操作中的一项或多项操作。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中通过对所述二值化图像进行条件筛选包括：

对所述二值化图像中的第一特征块进行面积筛选，以筛选出满足预定面积的第一特征块作为第二特征块；

对所述第二特征块进行重心距离筛选，以筛选出满足预定距离的第二特征块作为第三特征块，其中所述重心距离为所述指针式仪表的表盘圆心与所述第二特征块重心的距离；以及

对所述第三特征块进行数量筛选，以筛选出满足预定数量的第三特征块作为第四特征块，其中所述第四特征块按照特征块面积从大到小排列并集合成所述指针特征信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中根据所述指针特征信息计算出所述指针的偏向角度包括：

对所述指针特征信息中的第四特征块进行形态学细化操作，以获取所述第四特征块的图像骨架；以及

通过利用常规方法对所述图像骨架进行直线检测，以计算出所述指针的偏向角度，其中所述偏向角度的数值记录以所述指针式仪表的表盘圆心为起始点。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中根据所述指针的偏向角度和所述指针式仪表的刻度偏向角度来确定所述指针式仪表的读数结果包括：

获取所述指针式仪表中最小刻度的偏向角度；

获取所述指针式仪表中最大刻度的偏向角度；以及

将所述指针的偏向角度与所述最小刻度的偏向角度和最大刻度的偏向角度进行对比，以计算出所述指针式仪表的读数结果。

9.一种用于对指针式仪表进行读数的设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，其存储有用于对指针式仪表进行读数的程序指令，当所述程序指令由所述处理器执行时，实现根据权利要求1-8的任意一项所述的方法步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储用于对指针式仪表进行读数的程序指令，当所述程序指令由处理器执行时，实现根据权利要求1-8的任意一项所述的方法步骤。

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