本发明专利技术公开了一种指针式仪表测量值读取方法、装置及系统，方法包括：利用几何方法计算出仪表的中心位置；计算出第一质心；以所述第一质心为圆心在所述像素区域上创建第一掩膜图像；将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像；获取差值图像的孔洞填充图像，将孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运算得到仪表光学图像的圆盘图像；根据指针区域中像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长度；将第二掩膜图像与所述圆盘图像进行与运算，得到目标图像；获取目标图像中各个连通域区域的第二质心，根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量值。应用本发明专利技术，相对于人工读取，无需进行肉眼辨别过程，速度更快。速度更快。速度更快。
【技术实现步骤摘要】
一种指针式仪表测量值读取方法、装置及系统
[0001]本专利技术涉及图像处理
，更具体涉及一种指针式仪表测量值读取方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]指针式仪表以结构简单，价格低廉的优点被广泛的应用于石油化工、通暖设备、发电厂等各领域。但由于指针式仪表大多用在环境复杂的场合，尤其在化工生产中，化工生产流程中存在大量的诸如压力、温度、湿度、流体速度等参数的监控。如果完全依靠人工读取，一方面存在读取速度不高、容易出错，而且数据容易被伪造的问题。
[0003]因此，如何通过技术手段实现指针式仪表测量值的快速读取是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种指针式仪表测量值读取方法及装置，以实现指针式仪表测量值的快速读取。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0006]本专利技术提供了一种指针式仪表测量值读取方法，所述方法包括：
[0007]获取仪表指示区的光学图像，并对所述光学图像依次进行中值滤波、灰度填充以及Hough变换得到仪表的边缘信息，其中，所述仪表包括双金属仪表、磁电式仪表中的一种或组合；
[0008]根据所述边缘信息，利用几何方法计算出仪表的中心位置；
[0009]根据所述中心位置以及仪表的形状提取出仪表对应的像素区域，并对所述像素区域进行二值化处理，根据二值化图像计算出像素区域对应的第一质心；
[0010]以所述第一质心为圆心在所述像素区域上创建第一掩膜图像；将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像；对差值图像进行孔洞填充处理，得到孔洞填充图像，将孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运算得到仪表光学图像的圆盘图像；
[0011]利用连通域算法获取所述圆盘图像中指针区域，根据指针区域中像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长度；
[0012]以所述第一质心为圆心，指针长度为半径，创建第二掩膜图像，将第二掩膜图像与所述圆盘图像进行与运算，得到目标图像；获取目标图像中各个连通域区域的第二质心，根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量值。
[0013]可选的，所述获取仪表指示区的光学图像，包括：
[0014]将所述仪表的指示区置于相机的画面中心位置，并使用相机获取仪表指示区的光学图像。
[0015]可选的，所述根据二值化图像计算出像素区域对应的第一质心，包括：
[0016]利用公式，计算出像素区域对应的第一质心，其中，
[0017]x2为第一质心横坐标；A为二值化图像对应图像中像素点的数量；m为二值化图像对应图像中像素点的横坐标；∑为求和函数；G为二值化图像对应图像；n为二值化图像对应图像中像素点的纵坐标；y2为第一质心纵坐标。
[0018]可选的，所述将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像，包括：
[0019]利用公式，I3(x,y)＝I2(x,y)
‑
I1(x,y)，将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像，其中，
[0020]I3(x,y)为差值图像；I2(x,y)为灰度填充后的图像；I1(x,y)为光学图像。
[0021]可选的，所述根据指针区域Z(u,v)中像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长度，包括：
[0022]根据指针区域Z(u,v)利用公式，获取指针区域对应的指针长度，其中，
[0023]R2为指针长度；x3为指针区域Z(u,v)中距离第一质心(x2,y2)最远点的横坐标；y3为指针区域Z(u,v)中距离第一质心(x2,y2)最远点的纵坐标；x2为第一质心横坐标；y2为第一质心纵坐标。
[0024]可选的，所述第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角，包括：
[0025]利用公式，计算第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角，其中，
[0026]为对应起始刻度的连通域的第二质心与第一质心(x2,y2)之间第一直线L1的方向向量；a为目标图像F(p,q)中对应起始刻度的连通域的第二质心的横坐标；b为目标图像F(p,q)中对应起始刻度的连通域的第二质心的纵坐标；c为目标图像F(p,q)中对应测量值刻度的连通域的第二质心的横坐标；d为目标图像F(p,q)中对应测量值刻度的连通域的第二质心的纵坐标；为指针区域Z(u,v)中轴线的方向向量；为对应测量值刻度的连通域的第二质心与第一质心(x2,y2)之间第二直线L2的方向向量；arccos为反余弦函数；α为指针与第一直线L1之间的夹角；β为指针与第二直线L2之间的夹角。
[0027]可选的，所述根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量
值，包括：
[0028]根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角，利用公式，识别出仪表的测量值，其中，
[0029]T为仪表的测量值；S为所述仪表的量程。
[0030]本专利技术还提供了一种指针式仪表测量值读取装置，所述装置包括：
[0031]获取模块，用于获取仪表指示区的光学图像，并对所述光学图像依次进行中值滤波、灰度填充以及Hough变换得到仪表的边缘信息，其中，所述仪表包括双金属仪表、磁电式仪表中的一种或组合；
[0032]计算模块，用于根据所述边缘信息，利用几何方法计算出仪表的中心位置；
[0033]处理模块，用于根据所述中心位置以及仪表的形状提取出仪表对应的像素区域，并对所述像素区域进行二值化处理，根据二值化图像计算出像素区域对应的第一质心；
[0034]求差模块，用于以所述第一质心为圆心在所述像素区域上创建第一掩膜图像；将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像；对差值图像进行孔洞填充处理，得到孔洞填充图像，将孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运算得到仪表光学图像的圆盘图像；
[0035]连通模块，英语利用连通域算法获取所述圆盘图像中指针区域，根据指针区域中像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长度；
[0036]识别模块，用于以所述第一质心为圆心，指针长度为半径，创建第二掩膜图像，将第二掩膜图像与所述圆盘图像进行与运算，得到目标图像；获取目标图像中各个连通域区域的第二质心，根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量值。
[0037]本专利技术还提供了一种指针式仪表测量值读取系统，所述系统包括：摄像机、计算机，其中，
[0038]所述摄像机用于拍摄仪表指示区的光学图像，并将所述光学图像发送至计算机；
[0039]所述计算机用于执行上述任一项所述方法。
[0040]可选的，所述系统还包括：通信设备、存储设备以及人机交互设备，其中，
[0041]所述通信设备用于将光学图像以及仪表测量值发送至存储设备；
[0042]所述存储设备用于存储所述光学图像和仪表测量值；
[0043]所述人机交互设备用于接收用户的查询指令，并根据所述查询指令从存储设备中获取对应的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种指针式仪表测量值读取方法，其特征在于，所述方法包括：获取仪表指示区的光学图像，并对所述光学图像依次进行中值滤波、灰度填充以及Hough变换得到仪表的边缘信息，其中，所述仪表包括双金属仪表、磁电式仪表中的一种或组合；根据所述边缘信息，利用几何方法计算出仪表的中心位置；根据所述中心位置以及仪表的形状提取出仪表对应的像素区域，并对所述像素区域进行二值化处理，根据二值化图像计算出像素区域对应的第一质心；以所述第一质心为圆心在所述像素区域上创建第一掩膜图像；将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像；对差值图像进行孔洞填充处理，得到孔洞填充图像，将孔洞填充图像与第一掩膜图像进行与运算得到仪表光学图像的圆盘图像；利用连通域算法获取所述圆盘图像中指针区域，根据指针区域中像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长度；以所述第一质心为圆心，指针长度为半径，创建第二掩膜图像，将第二掩膜图像与所述圆盘图像进行与运算，得到目标图像；获取目标图像中各个连通域区域的第二质心，根据第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角识别出仪表的测量值。2.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法，其特征在于，所述获取仪表指示区的光学图像，包括：将所述仪表的指示区置于相机的画面中心位置，并使用相机获取仪表指示区的光学图像。3.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法，其特征在于，所述根据二值化图像计算出像素区域对应的第一质心，包括：利用公式，计算出像素区域对应的第一质心，其中，x2为第一质心横坐标；A为二值化图像对应图像中像素点的数量；m为二值化图像对应图像中像素点的横坐标；∑为求和函数；G为二值化图像对应图像；n为二值化图像对应图像中像素点的纵坐标；y2为第一质心纵坐标。4.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法，其特征在于，所述将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像，包括：利用公式，I3(x,y)＝I2(x,y)
‑
I1(x,y)，将所述光学图像与灰度填充后的图像求差后得到差值图像，其中，I3(x,y)为差值图像；I2(x,y)为灰度填充后的图像；I1(x,y)为光学图像。5.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法，其特征在于，所述根据指针区域中像素点的分布特征获取指针区域对应的指针长度，包括：根据指针区域Z(u,v)利用公式，获取指针区域对应的指针长度，其中，R2为指针长度；x3为指针区域Z(u,v)中距离第一质心(x2,y2)最远点的横坐标；y3为指针
区域Z(u,v)中距离第一质心(x2,y2)最远点的纵坐标；x2为第一质心横坐标；y2为第一质心纵坐标。6.根据权利要求1所述的一种指针式仪表测量值读取方法，其特征在于，所述第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角，包括：利用公式，计算第一质心与各个第二质心的连线之间的夹角，其中，为...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵淮先，唐七星，王玉伟，程磊，刘路，廖娟，董萧，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：
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