一種數顯儀表指示值圖案處理方法技術

本發明專利技術公開了一種數顯儀表指示值圖案處理方法，用圖像采集設備獲取包含數顯儀表指示值圖案的一組圖像，計算圖像的圖元特征量，將兩幅圖的元特征量差作為圖差并進行分類，類別數至少包括三種類別，然后將圖差按單個數字分割出來并得到單個數字的圖差幾何特征和圖差特征值。用它得出指示值的字符幾何特征和字符特征值或與標準模板的模板幾何特征和模板特征量進行匹配，從而得出指示值圖案中對應的數字。該方法不需對指示值圖案用閾值進行二值化處理，特別適用于低反差指示值圖案并兼容非低反差圖案。反差圖案。反差圖案。

【技術實現步驟摘要】
一種數顯儀表指示值圖案處理方法


[0001]本專利技術涉及一種圖像處理領域，更具體地說，它涉及一種數顯儀表指示值圖案處理方法。

技術介紹

[0002]在現有技術中，越來越多的測試/檢測/校準/檢定裝置和方法通過獲取被檢測數顯儀表的顯示器圖形，對獲取的指示值圖案圖形進行預處理并二值化，然后轉變為ASCII編碼表示的儀表讀數(或指示值)并生成相應的測試報告/檢測報告/校準證書/檢定證書，其共同特點為在同一幅圖像平面內對指示值圖案進行處理。
[0003]但是，在被檢測儀表的顯示器中存在低反差顯示器，主要是電池供電的LCD顯示器，由于顯示器的反差低，環境雜亂的背景、以及攝像頭在顯示器表面的成像使采集的圖像中包含不均勻灰度并對后續處理帶來明顯影響，對該類低反差指示值圖案二值化后進行數字字符識別是極其困難的；故此避開對低反差圖像進行二值化，并將數顯儀表指示值的數字字符識別出來是目前需解決的問題。
[0004]本專利技術與單純圖形圖像處理的新穎性在于：利用在測試/檢測/校準/檢定進行中可以方便地抓取(多幅)數顯儀表指示值變化前后的圖案制作為指示值圖差并得出指示值變化前后的數值，對指示值圖差具體處理中優選地避免用閾值對圖差進行劃分(類似二值化)，而是利用圖差的幅值特性從(多幅)圖差中提取“特征種子”，不僅利用圖差(和/或圖像)的空間相關性在“特征種子”鄰近擴大該“特征類”范圍，而且還可利用圖差(和/或圖像)在時域的周期性擴大“特征類”范圍，在空間域與時間域三維空間內進行相關性關聯運算處理，該方法特別適用于低反差指示值圖案并兼容非低反差圖案。
[0005]針對測試/檢測/校準/檢定這個特定領域中的專業項目，充分利用被檢測儀表的型號作為預設條件、被檢測儀表的顯示器為先驗信息這些優勢，可容易且非常簡單地將包含數顯儀表指示值圖案的區域分割出，所述可以利用的“預設條件”、“先驗信息”包括如下特征；
[0006](1)當圖像采集設備獲取包含數顯儀表指示值的一組圖像時，數顯儀表的顯示器類型為已知條件且與數顯儀表型號關聯，顯示窗的幾何尺寸與數顯儀表幾何關系固定，顯示器的光學特性固定(例如：
①
字符高亮度型——LED筆段式/點陣式/圖案式、使用背光照明的LCD顯示器等)；
②
字符低亮度型——無源反光式LCD筆段式/點陣式/字符式/數顯儀表指示值圖案式、以及高亮度背景中顯示的低亮度的前景的顯示器等)；
③
字符色差型——使用彩色LCD圖像顯示器等)。
[0007](2)在穩定的影響量條件下，需要間隔獲取數顯儀表指示值，指示值有一定規律性，常常用平均值、變異系數等指標進行考核；
[0008](3)改變影響量，獲取新的指示值；
[0009](4)劑量當量儀，電度表，自來水表，天然氣表等累積量測量儀表(以下統稱為：累積量測量儀)，其指示值在某些條件下與施加影響量的時間成比例關系；
[0010](5)在測試/檢測/校準/檢定進行中圖像采集設備與儀表顯示器的幾何位置可以不變；
[0011](6)指示值圖案中局部會呈現可視消隱交替出現；
[0012](7)檢測實驗室相對固定且同一型號被檢測儀表會多次出現，從既往圖像中學習出實驗室背景、被檢測儀表的特征及幾何關系，不僅可將圖像中數顯儀表指示值的圖案“圈出”，或將顯示窗以外的圖像摳除，而且還可得到指示值的數字字符的“字符幾何特征”。
[0013]上述特征為數顯儀表指示值圖案處理方法提供了充分的數據資源，為本專利技術奠定了堅實基礎，在測試/檢測/校準/檢定進行中可以方便地抓取數顯儀表指示值變化前后的圖案制作為指示值圖差并得出指示值變化前后的數值，這種方法可避免對數顯儀表指示值圖案二值化。

技術實現思路

[0014]本專利技術目的在于提供一種數顯儀表指示值圖案處理方法，適用于測試/檢測/校準/檢定領域中處理低反差指示值圖案，經該方法處理后可得出數顯儀表指示值以ASCII編碼表示的數值。
[0015]所述一種數顯儀表指示值圖案處理方法包括以下步驟：
[0016]S1，用圖像采集設備獲取包含數顯儀表指示值圖案的一組圖像，其中所述一組圖像至少包括2幅圖像，圖像按采集順序排列的序號稱為圖序；
[0017]通常圖像按采集順序排列，第n幅圖像用Pn表示，常常n又稱為圖序；
[0018]S2，計算圖像的圖元特征量；
[0019]所述圖元特征量為描述圖元特征的參量，包括圖元所包含像素的光學特征量；所述圖元是像素集合的名字；通常這一類像素具有某種共同的特征，例如在時間域同時變為可視或不可視，或/和在空間域相鄰等；所述像素的光學特征量是由RGB構成的函數；所述由RGB構成的函數包括可通過RGB轉換為灰度(即：灰度是由RGB構成的函數，下同)、或可通過RGB轉換為亮度、或可通過RGB轉換為色飽和度、或可通過RGB轉換為色度或用各種分量表示的的光學特征量；
[0020]S3，計算圖差，所述圖差為兩幅圖像相同位置處的圖元特征量的差；
[0021]S4，對圖差進行分類，類別數至少包括三種類別；
[0022]三種類別可具體分別用0特征類、1特征類、﹣1特征類表示，也可具體地分別用A、B、C表示，表示方法不受限制；
[0023]此外還可存在未知特征類(用
×
特征類表示)等類別，為方便敘述，圖差未被分類前用
×
特征類表示；對圖差分類完成時有可能不存在1特征類、或/和﹣1特征類；
[0024]S5，將圖差按指示值圖案中的單個數字分割出來；
[0025]S6，得出單個數字的圖差幾何特征和圖差特征值，所述圖差特征值至少包括三種取值。
[0026]圖差幾何特征可使用不同表示方法，例如：直觀地，對于等效發光型LED圖差特征值可用“未變化”、“點亮”、“熄滅”表示三種取值；更普遍地，適用性和表述合理性擴大到包括不發光的LCD時，圖差特征值用“未變化”、”可視”、“消隱”表示三種取值；抽象地，圖差特征值用整數“0”、“1”和、“﹣1”表示三種取值；更實用地，圖差特征值采用包含0的正整數編碼
“
1”、“2”和、“0”表示三種取值等(前述整數取值+1)等。
[0027]當然，還可能有暫時不用關心的第四、第五狀態，如：“未識別狀態”、“未賦值狀態”、“無法識別狀態”、“NULL狀態”等。
[0028]進一步，步驟S4對圖差進行分類時，三種類別具體分別用0特征類、1特征類、﹣1特征類表示，所述﹣1特征類對應的圖差數值為負數；所述1特征類對應的圖差數值為正數。
[0029]更進一步，對圖差進行分類時具體包括Y41A、Y41B、Y41C中的任意一種、或兩種或全部；其中，
[0030]Y41A為圖差數值處于第一正閾值pT1和第一負閾值nT1區間內被標記為0特征類，所述nT1≤0，pT1≥0；
[0031]nT1＝﹣pT1表示用正負對稱閾值將圖差標記為0特征類；約定：當閾值pT1＝nT1＝0時本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種數顯儀表指示值圖案處理方法，其特征在于包括以下步驟：S1，用圖像采集設備獲取包含數顯儀表指示值圖案的一組圖像，其中所述一組圖像至少包括2幅圖像，圖像按采集順序排列的序號稱為圖序；S2，計算圖像的圖元特征量，其中所述圖元特征量為描述圖元特征的參量，包括圖元所包含像素的光學特征量，所述圖元是像素集合的名字，所述像素的光學特征量是由RGB構成的函數；S3，計算圖差，所述圖差為兩幅圖像相同位置處的圖元特征量的差；S4，對圖差進行分類，類別數至少包括三種類別；S5，將圖差按指示值圖案中的單個數字分割出來；S6，得出單個數字的圖差幾何特征和圖差特征值，所述圖差特征值至少包括三種取值。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟S4對圖差進行分類時，三種類別具體分別用0特征類、1特征類、﹣1特征類表示，所述﹣1特征類對應的圖差數值為負數；所述1特征類對應的圖差數值為正數。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于對圖差進行分類時具體包括Y41A、Y41B、Y41C中的任意一種、或兩種或全部；其中，Y41A為圖差數值處于第一正閾值pT1和第一負閾值nT1區間內被標記為0特征類，所述nT1≤0，pT1≥0；Y41B為圖差數值不低于第二正閾值pT2被標記為1特征類，所述pT2≥pT1；Y41C為圖差數值不超過第二負閾值nT2被標記為﹣1特征類，所述nT2≤nT1。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于包括將特征微分量按圖序排列成特征微分量VS圖序曲線并將該曲線上1特征類與﹣1特征類之間的特征微分量標記為0特征類，所述特征微分量為圖序相鄰的兩幅圖像相同位置處的圖元特征量的差。5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于包括對非0特征類的圖差進行增強處理，所述增強處理包括將圖差的絕對值增大。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于還包括Y43A、Y43B、Y43C中的任意一種、或任意二種或全部處理方法；其中，Y43A為按特征類進行膨脹處理；Y43B為按特征類進行收縮處理；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志宏，但玉娟，于兵，
申請(專利權)人：中國測試技術研究院輻射研究所，
類型：發明
國別省市：