[发明专利]一种基于投影法的刻度线读数自动检测方法

权利要求书

1.一种基于投影法的刻度线读数自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、匹配刻度条模板图和当前图像，定位刻度条；

2）、刻度条色彩特征训练，以及当前图像的色彩置信度计算和基于置信度的图像归一化处理：提取刻度条像素，对其区域色彩分布进行高斯建模，逐像素分析当前图像色彩置信度，基于色彩置信度将最大亮度值和最小亮度值分别归一化为255和0，实现当前图像的色彩特征提取，得到色彩置信度图像；

3)、遍历倾斜角并旋转色彩置信度图像，每次旋转后的图像水平投影，根据投影曲线计算刻度条倾斜角，根据倾斜角矫正图像；

4)、将矫正后的刻度条图像进行垂直投影，得到投影曲线，基于投影曲线进行刻度条起始位置以及线宽遍历，确定起始位置参数以及线宽参数，对起始位置参数以及线宽参数组合确定的刻度条进行高斯曲线形状拟合，并根据高斯模型拟合总误差进行刻度线定位，总误差最小的参数组合对应的参数位置，是最终的刻度线定位位置；

5）、对刻度条属于暗刻度、亮刻度以及无刻度进行识别判断，并统计刻度条总数目统计。

2.根据权利要求1所述的基于投影法的刻度线读数自动检测方法，其特征在于，步骤3）中所述的根据投影曲线计算当前图像中刻度条倾斜角是指根据通过投影曲线的能量集中度计算计算倾斜角，具体计算方法如下：

a)、统计投影曲线值的最大值minVal和最小值maxVal；

b)、计算分界阈值：阈值的计算公式：th = 0.8 * minVal + 0.2 * maxVal；

c)、刻度条上下边界计算：从上往下遍历刻度条投影曲线，投影曲线值从阈值下变为阈值之上的位置，就是上边界；从下往上遍历刻度条投影曲线，投影曲线值从阈值下变为阈值之上的位置，就是下边界；

d)、能量集中度的计算：统计上下边界之间，投影曲线值的平均值，作为能量集中度；

e)、搜索最优倾斜角：能量集中度最高情形所对应的角度值就是刻度条的倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的基于投影法的刻度线读数自动检测方法，其特征在于，步骤4）中所述的高斯曲线形状拟合方法如下：

a)、根据起始位置参数设置以及宽度参数设置，计算该设置对应的刻度线的左右边界和中间线坐标；

b)、提取该刻度下的左右边界之间的垂直投影曲线值；

c)、随机设定高斯曲线的均值和方差初始参数：均值的初始值设定为中间线坐标；方差随机设定；

d)、利用粒子群优化算法，搜索得到最合适的高斯曲线参数；

e)、统计所有的刻度线的高斯曲线拟合误差之和；

f)、找到最小拟合误差对应的参数组合。

4.根据权利要求1所述的基于投影法的刻度线读数自动检测方法，其特征在于，步骤5）中所述的刻度条属于暗刻度、亮刻度以及无刻度的识别判断是指先进行有刻度和无刻度的判断，在进行暗刻度和亮刻度判断。

5.根据权利要求1所述的基于投影法的刻度线读数自动检测方法，其特征在于，步骤5）中在进行刻度条总数目统计之前还包括根据度条上刻度线的分布位置规律进行的判断结果验证步骤。