一种数显仪表指示值图案处理方法技术

本发明专利技术公开了一种数显仪表指示值图案处理方法，用图像采集设备获取包含数显仪表指示值图案的一组图像，计算图像的图元特征量，将两幅图的元特征量差作为图差并进行分类，类别数至少包括三种类别，然后将图差按单个数字分割出来并得到单个数字的图差几何特征和图差特征值。用它得出指示值的字符几何特征和字符特征值或与标准模板的模板几何特征和模板特征量进行匹配，从而得出指示值图案中对应的数字。该方法不需对指示值图案用阈值进行二值化处理，特别适用于低反差指示值图案并兼容非低反差图案。反差图案。反差图案。

【技术实现步骤摘要】
一种数显仪表指示值图案处理方法


[0001]本专利技术涉及一种图像处理领域，更具体地说，它涉及一种数显仪表指示值图案处理方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，越来越多的测试/检测/校准/检定装置和方法通过获取被检测数显仪表的显示器图形，对获取的指示值图案图形进行预处理并二值化，然后转变为ASCII编码表示的仪表读数(或指示值)并生成相应的测试报告/检测报告/校准证书/检定证书，其共同特点为在同一幅图像平面内对指示值图案进行处理。
[0003]但是，在被检测仪表的显示器中存在低反差显示器，主要是电池供电的LCD显示器，由于显示器的反差低，环境杂乱的背景、以及摄像头在显示器表面的成像使采集的图像中包含不均匀灰度并对后续处理带来明显影响，对该类低反差指示值图案二值化后进行数字字符识别是极其困难的；故此避开对低反差图像进行二值化，并将数显仪表指示值的数字字符识别出来是目前需解决的问题。
[0004]本专利技术与单纯图形图像处理的新颖性在于：利用在测试/检测/校准/检定进行中可以方便地抓取(多幅)数显仪表指示值变化前后的图案制作为指示值图差并得出指示值变化前后的数值，对指示值图差具体处理中优选地避免用阈值对图差进行划分(类似二值化)，而是利用图差的幅值特性从(多幅)图差中提取“特征种子”，不仅利用图差(和/或图像)的空间相关性在“特征种子”邻近扩大该“特征类”范围，而且还可利用图差(和/或图像)在时域的周期性扩大“特征类”范围，在空间域与时间域三维空间内进行相关性关联运算处理，该方法特别适用于低反差指示值图案并兼容非低反差图案。
[0005]针对测试/检测/校准/检定这个特定领域中的专业项目，充分利用被检测仪表的型号作为预设条件、被检测仪表的显示器为先验信息这些优势，可容易且非常简单地将包含数显仪表指示值图案的区域分割出，所述可以利用的“预设条件”、“先验信息”包括如下特征；
[0006](1)当图像采集设备获取包含数显仪表指示值的一组图像时，数显仪表的显示器类型为已知条件且与数显仪表型号关联，显示窗的几何尺寸与数显仪表几何关系固定，显示器的光学特性固定(例如：
①
字符高亮度型——LED笔段式/点阵式/图案式、使用背光照明的LCD显示器等)；
②
字符低亮度型——无源反光式LCD笔段式/点阵式/字符式/数显仪表指示值图案式、以及高亮度背景中显示的低亮度的前景的显示器等)；
③
字符色差型——使用彩色LCD图像显示器等)。
[0007](2)在稳定的影响量条件下，需要间隔获取数显仪表指示值，指示值有一定规律性，常常用平均值、变异系数等指标进行考核；
[0008](3)改变影响量，获取新的指示值；
[0009](4)剂量当量仪，电度表，自来水表，天然气表等累积量测量仪表(以下统称为：累积量测量仪)，其指示值在某些条件下与施加影响量的时间成比例关系；
[0010](5)在测试/检测/校准/检定进行中图像采集设备与仪表显示器的几何位置可以不变；
[0011](6)指示值图案中局部会呈现可视消隐交替出现；
[0012](7)检测实验室相对固定且同一型号被检测仪表会多次出现，从既往图像中学习出实验室背景、被检测仪表的特征及几何关系，不仅可将图像中数显仪表指示值的图案“圈出”，或将显示窗以外的图像抠除，而且还可得到指示值的数字字符的“字符几何特征”。
[0013]上述特征为数显仪表指示值图案处理方法提供了充分的数据资源，为本专利技术奠定了坚实基础，在测试/检测/校准/检定进行中可以方便地抓取数显仪表指示值变化前后的图案制作为指示值图差并得出指示值变化前后的数值，这种方法可避免对数显仪表指示值图案二值化。

技术实现思路

[0014]本专利技术目的在于提供一种数显仪表指示值图案处理方法，适用于测试/检测/校准/检定领域中处理低反差指示值图案，经该方法处理后可得出数显仪表指示值以ASCII编码表示的数值。
[0015]所述一种数显仪表指示值图案处理方法包括以下步骤：
[0016]S1，用图像采集设备获取包含数显仪表指示值图案的一组图像，其中所述一组图像至少包括2幅图像，图像按采集顺序排列的序号称为图序；
[0017]通常图像按采集顺序排列，第n幅图像用Pn表示，常常n又称为图序；
[0018]S2，计算图像的图元特征量；
[0019]所述图元特征量为描述图元特征的参量，包括图元所包含像素的光学特征量；所述图元是像素集合的名字；通常这一类像素具有某种共同的特征，例如在时间域同时变为可视或不可视，或/和在空间域相邻等；所述像素的光学特征量是由RGB构成的函数；所述由RGB构成的函数包括可通过RGB转换为灰度(即：灰度是由RGB构成的函数，下同)、或可通过RGB转换为亮度、或可通过RGB转换为色饱和度、或可通过RGB转换为色度或用各种分量表示的的光学特征量；
[0020]S3，计算图差，所述图差为两幅图像相同位置处的图元特征量的差；
[0021]S4，对图差进行分类，类别数至少包括三种类别；
[0022]三种类别可具体分别用0特征类、1特征类、﹣1特征类表示，也可具体地分别用A、B、C表示，表示方法不受限制；
[0023]此外还可存在未知特征类(用
×
特征类表示)等类别，为方便叙述，图差未被分类前用
×
特征类表示；对图差分类完成时有可能不存在1特征类、或/和﹣1特征类；
[0024]S5，将图差按指示值图案中的单个数字分割出来；
[0025]S6，得出单个数字的图差几何特征和图差特征值，所述图差特征值至少包括三种取值。
[0026]图差几何特征可使用不同表示方法，例如：直观地，对于等效发光型LED图差特征值可用“未变化”、“点亮”、“熄灭”表示三种取值；更普遍地，适用性和表述合理性扩大到包括不发光的LCD时，图差特征值用“未变化”、”可视”、“消隐”表示三种取值；抽象地，图差特征值用整数“0”、“1”和、“﹣1”表示三种取值；更实用地，图差特征值采用包含0的正整数编码
“
1”、“2”和、“0”表示三种取值等(前述整数取值+1)等。
[0027]当然，还可能有暂时不用关心的第四、第五状态，如：“未识别状态”、“未赋值状态”、“无法识别状态”、“NULL状态”等。
[0028]进一步，步骤S4对图差进行分类时，三种类别具体分别用0特征类、1特征类、﹣1特征类表示，所述﹣1特征类对应的图差数值为负数；所述1特征类对应的图差数值为正数。
[0029]更进一步，对图差进行分类时具体包括Y41A、Y41B、Y41C中的任意一种、或两种或全部；其中，
[0030]Y41A为图差数值处于第一正阈值pT1和第一负阈值nT1区间内被标记为0特征类，所述nT1≤0，pT1≥0；
[0031]nT1＝﹣pT1表示用正负对称阈值将图差标记为0特征类；约定：当阈值pT1＝nT1＝0时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数显仪表指示值图案处理方法，其特征在于包括以下步骤：S1，用图像采集设备获取包含数显仪表指示值图案的一组图像，其中所述一组图像至少包括2幅图像，图像按采集顺序排列的序号称为图序；S2，计算图像的图元特征量，其中所述图元特征量为描述图元特征的参量，包括图元所包含像素的光学特征量，所述图元是像素集合的名字，所述像素的光学特征量是由RGB构成的函数；S3，计算图差，所述图差为两幅图像相同位置处的图元特征量的差；S4，对图差进行分类，类别数至少包括三种类别；S5，将图差按指示值图案中的单个数字分割出来；S6，得出单个数字的图差几何特征和图差特征值，所述图差特征值至少包括三种取值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S4对图差进行分类时，三种类别具体分别用0特征类、1特征类、﹣1特征类表示，所述﹣1特征类对应的图差数值为负数；所述1特征类对应的图差数值为正数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于对图差进行分类时具体包括Y41A、Y41B、Y41C中的任意一种、或两种或全部；其中，Y41A为图差数值处于第一正阈值pT1和第一负阈值nT1区间内被标记为0特征类，所述nT1≤0，pT1≥0；Y41B为图差数值不低于第二正阈值pT2被标记为1特征类，所述pT2≥pT1；Y41C为图差数值不超过第二负阈值nT2被标记为﹣1特征类，所述nT2≤nT1。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于包括将特征微分量按图序排列成特征微分量VS图序曲线并将该曲线上1特征类与﹣1特征类之间的特征微分量标记为0特征类，所述特征微分量为图序相邻的两幅图像相同位置处的图元特征量的差。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于包括对非0特征类的图差进行增强处理，所述增强处理包括将图差的绝对值增大。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括Y43A、Y43B、Y43C中的任意一种、或任意二种或全部处理方法；其中，Y43A为按特征类进行膨胀处理；Y43B为按特征类进行收缩处理；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，但玉娟，于兵，
申请(专利权)人：中国测试技术研究院辐射研究所，
类型：发明
国别省市：