专利名称：一种利用颜色快速识别仪表读数的方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域的一种方法，更具体的说，涉及的是一种利用颜色快速识别仪表读数的方法。
背景技术：
以往的仪表读数识别主要是基于字符识别的方法，其主要步骤是(1)图像采集；图像预处理；(3)字符定位；(4)字符分割；(5)字符识别。然而在以往的方法中，首先步骤(3)字符定位一般采用三种方法基于连通域的方法、基于纹理的方法和基于投影的方法，其中，基于连通域的方法自适应程度不够。基于纹理的方法其运算复杂度较高，直方图投影法主要应用在单字符位置的确定；其次，在以往的方法中，对于步骤(5)字符识别主要采用2种方法基于模板的匹配识别方法和基于P神 经网络的识别方法。而模板匹配识别方法虽然识别准确度高，但是运算量特别大，不适于仪表读数的快速识别方法。而P神经网络需要的学习时间也比较长，同样不适于仪表读数的快速识别方法。以往的仪表读数方法过程复杂、计算量大、识别速度慢、耗电量大。计算量大限制了仪表读数识别的速度，而且耗电量大也减少了干电池的使用寿命，因此以往的仪表读数识别方法不适于识别速度快，能耗要求低的情况，所以不适合采用干电池供电的抄表系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种具有精度高、算法简单、功耗低的利用颜色快速识别仪表读数的方法。为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是
一种利用颜色快速识别仪表读数的方法，其步骤包括如下
(1)、图像采集采用摄像头拍摄仪表，得到对仪表表盘读数的图像，该仪表表盘读数图像像素点个数为P，P=M*N,其中M为行向量中像素点个数，N为列向量中像素点个数；
(2)、图像滤波采用中值滤波的方法对步骤(I)得到的仪表表盘读数图像去噪，其具体步骤为
(2-1)将仪表表盘读数图像分成n个宏块，每个宏块含有5*5=25个像素点，图像的像素点个数记为P，其表达式为P=M*N，其中M为仪表表盘图像行向量个数，N为仪表表盘图像列向量个数；
(2-2)将5*5=25个像素点的像素值按照从小到大的顺序进行排序，排序后，将第13个像素点的像素值取代该宏块中5*5=25个像素点的像素值，得到排序后的图像，该图像的像素点个数仍为P ;
(3)、读数位区域分割将步骤(2)得到排序后的图像分成L个读数位区域Qi，I ( i彡L，每个读数位区域含有S个像素点，其表达式为S=M*N/L，其中M为行向量中像素点个数，N为列向量中像素点个数；(4)、背景像素点筛选步骤(3)得到的L个读数位区域Qi，设每个读数位区域包含读数像素点和背景像素点，其中A (X，y)为第i个读数位区域Q i中选取的一个像素点，其中I i L, A(x, y)表示读数位区域Q i中第x行,第y列的像素点；
判断像素点A(x，y)是否为背景像素点，如果像素点A (x，y)的R、G、B的三原色分量分别满足0≤R≤8且O≤G≤6且O≤B≤S，其中S为原色分量，取值范围是I≤ 6 ≤4,则像素点A为读数像素点,否则像素点A为背景像素点,依次类推,对第i个区域Q i中的所有像素点进行判断，判断是否为背景像素点，并且累计第i个区域Q i中所有背景像素点的个数Ki，其中KiSL;
(5)、计算第i个区域Qi中背景像素点的色相角Hi和第i个区域的色相角均值Si，其中I≤i≤L，其具体步骤如下
(5-1)、计算第i个区域Qi中背景像素点色相角Hi，其表达式为
权利要求
2.一种利用颜色快速识别仪表读数的方法，其特征在于，其步骤包括如下 (1)、图像采集采用摄像头拍摄仪表，得到仪表表盘读数的图像，该表盘读数图像像素点个数为P，P=M*N,其中M为行向量中像素点个数，N为列向量中像素点个数； (2)、图像滤波采用中值滤波的方法对步骤(I)得到的仪表表盘读数图像去噪，其具体步骤为 (2-1)、将仪表表盘读数图像分成n个宏块，每个宏块含有5*5=25个像素点，图像的像素点个数记为P，其表达式为P=M*N，其中M为仪表表盘图像行向量个数，N为仪表表盘图像列向量个数； (2-2)、将5*5=25个像素点的像素值按照从小到大的顺序进行排序，排序后，将第13个像素点的像素值取代该宏块中5*5=25个像素点的像素值，得到排序后的图像，该图像的像素点个数仍为P ; (3)、读数位区域分割将步骤(2)得到排序后的图像分成L个读数位区域Qi，I ( i彡L，每个读数位区域含有S个像素点，其表达式为S=M*N/L，其中M为行向量中像素点个数，N为列向量中像素点个数； (4)、背景像素点筛选步骤(3)得到的L个读数位区域Qi，设每个读数位区域包含读数像素点和背景像素点，其中A (X，y)为第i个读数位区域Q i中选取的一个像素点，其中I i L, A(x, y)表示读数位区域Q i中第x行,第y列的像素点； 判断像素点A(x，y)是否为背景像素点，如果像素点A (x，y)的R、G、B的三原色分量分别满足0彡R彡8且O彡G彡6且O彡B彡S，其中S为原色分量，取值范围是I 6 4,则像素点A为读数像素点,否则像素点A为背景像素点,依次类推,对第i个区域Q i中的所有像素点进行判断，判断是否为背景像素点，并且累计第i个区域Q i中所有背景像素点的个数Ki，其中KiSL; (5)、分别计算第i个区域Qi中背景像素点的色相角Hi和第i个区域的色相角均值Si ,其中I彡i彡L，其具体步骤如下 (5-1)、计算第i个区域Qi中背景像素点色相角Hi，其表达式为O0..........if max = mm 60° x ~~ + O0,.. if max = and, g >h maz-iran Hi =*= 60° x~~^——+ 3600...!/ max =r,and,g <h(I) max-mm 60° y-'~~~ +120°...if max = g maE—mm60° x ~~~ + 2400…if max =b . rnaz-irm 其中，r、g和b分别是第i个区域中背景像素点的R、G和B归一化的值，max为第i个区域中背景像素点的R，G和B的最大值，min为R，G和B的最小值； (5-2)、计算第i个区域的色相角均值S1，其表达式为^ = (2)J-O 其中，Hi为第i个区域Q i中背景像素点色相角，Ki为第i个区域的背景像素点个数；(6)、设置仪表表盘读数分别为0，1、2，3，--------8，9，根据步骤(5)所述的第i个区域的色相角均值S1识别仪表表盘的背景像素点区域的颜色，确定仪表表盘颜色所对应的仪表表盘数字，实现了利用颜色快速识别仪表读数，其具体步骤如下 如果第i个区域的色相角均值ffi满足0彡S1彡5，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为0 ; 如果第i个区域的色相角均值S1满足25彡Si彡35，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为I ; 如果第i个区域的色相角均值S1满足55 Sffi < 65，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为2 ； 如果第i个区域的色相角均值ffi满足85 ^ H1 ^ 95，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为3 ； 如果第i个区域的色相角均值ffi满足135 ^H1 ( 145，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为4 ； 如果第i个区域的色相角均值S1满足175 ^ H1 ^ 185，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为5 ； 如果第i个区域的色相角均值S1满足205 ^Hi ^ 215，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为6 ； 如果第i个区域的色相角均值H1满足235 ^Hi ^ 245，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为7 ； 如果第i个区域的色相角均值Si满足265 ^H1 ^ 275，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为8 ； 如果第i个区域的色相角均值S1满足Si ^ 295，则将仪表表盘图像第i个区域Q i的颜色识别为9, 通过第i个区域的色相角均值S1值识别仪表表盘的背景像素点区域的颜色，确定仪表表盘图像第i个区域Q i颜色所对应的数字，其中I < i < L。
全文摘要
本发明公开了一种利用颜色快速识别仪表读数的方法，其步骤(1)采用摄像头拍摄仪表，得到表盘读数图像；(2)采用中值滤波对表盘读数图像去噪；(3)将步骤(2)得到排序后的图像分成L个读数位区域Ωi；(4)从第i个读数位区域Ωi中筛选出所有背景像素点；(5)分别计算第i个区域Ωi中背景像素点的色相角Hi和第i个区域的色相角均值；(6)设置仪表表盘读数分别为0，1、2，3，┉8，9，根据步骤(5)所述第i个区域的色相角均值识别表盘的背景像素点区域的颜色，确定表盘颜色所对应的表盘数字，实现了利用颜色快速识别仪表读数。该方法利用仪表表盘读数背景的颜色不同，快速、方便的将仪表读数识别出，是一种有效快速抄表方法。
文档编号G06K9/00GK102799861SQ201210219240
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者严军, 王红梅, 杨建国, 洪慧 申请人:上海大学