[发明专利]一种基于投影法的刻度线读数自动检测方法

说明书

本发明属于仪表刻度线读数技术领域，具体公开一种基于投影法的刻度线读数自动检测方法，具体包括以下步骤：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，以及根据色彩训练结果进行的当前图像的色彩置信度计算；3)、基于水平投影发计算倾斜角并矫正图像；4)、基于垂直投影定位刻度线位置；5）、对刻度条属于暗刻度、亮刻度以及无刻度的识别判断，并统计刻度条总数目统计；本发明基于投影法处理仪表刻度盘图像，实现了仪表刻度盘刻度线的准确自动化读数。

技术领域

本发明属于仪表刻度线读数技术领域，具体公开一种基于投影法的刻度线读数自动检测方法。

背景技术

仪表盘是人们在获得设备仪器性能信息的重要门户渠道，通过仪表盘记录各种数据可以判断当下仪器设备状况和功能完备效率，提高设备和仪器的安全性和正确性。随着汽车检测研究技术的发展，对仪表信息的显示功能要求和标准也日趋严格规范化，如何快速检测判断汽车仪表显示车载信息正确性的研究方法就成为当代汽车检测技术的新研究内容。传统的仪表检测主要依靠于检测人员的主观判断，通过观测表针与刻度的匹配度来断定仪表精度误差是否合格。这种人工检测方法非常容易受到观测角度、距离范围的影响，同时检测人员的疲惫程度和工作经验也是引起检测误差的关键因素，所以此种校验方法的误差大，精准可靠性也极差。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于投影法的刻度线读数自动检测方法。

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)、匹配图像，定位刻度条：在模板图中截取刻度条图像，作为匹配的刻度条模板；将刻度条模板在当前图像中逐像素遍历，计算每个像素位置色彩值差异之和；差异最小的位置，是刻度条的精确位置；

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；

2.1)、色彩特征的训练

对刻度条区域的色彩分布，建立单一的高斯模型。为了得到用于训练的像素样本，采用人工采集的方案，提取像素：用鼠标在每个刻度线的中心区域，点击或者划线。将点击的位置，或者划线的位置，周边一定范围内的像素，作为训练样本；将训练样本的色彩值，变换到HSV空间；分别计算H、S、V三个色彩通道的均值和方差，作为训练结果；

2.2)、色彩置信度计算

在当前刻度条的彩色图像中，逐像素分析其色彩值，计算属于步骤2.1)中高斯模型的概率，即色彩置信度，得到当前图像的概率图，然后将当前图像的概率图进行亮度拉伸，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；

拍摄图片的相机，往往很容易出现细微的倾斜，导致刻度条并不是绝对的水平，而是出现一定的倾斜；此时需要对图像进行倾斜矫正，本发明采用遍历角度和水平投影的方法，来实现倾斜角的检测和图像倾斜矫正；

一般刻度条的倾斜角不会太大，因此可以限定倾斜角在[-30°，30°]之间。在该区间，对倾斜角进行遍历，每隔1°遍历一次，同时，针对被遍历角度，对图像进行旋转；

由于投影法可以降低噪声的干扰可以提高计算图像旋转角度的精度，所以对每次旋转后的刻度条图像进行水平投影得到投影曲线，根据投影曲线计算当前图像中刻度条倾斜角；

水平投影，具体为：计算刻度条图像中，每一行像素亮度的总和。