刻度识别方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种刻度识别方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.在部分工业企业中，受限于行业的特殊性，要求巡检人员定期携带相关量具对特定的工业设备进行测量，以确保由于运行引起的磨损、跳动、变形等状况在合理的范围内不至于引起设备故障。
3.相关技术中，在对工业设备进行测量时，需要巡检人员人工读取并记录测量数据，然后拍照留存，便于复检人员通过记录的测量数据和存储的照片二次查看巡检测量内容，以防止由于疏漏引起的异常漏报。
4.但上述相关技术中，需要巡检人员人工读取测量数据，耗时耗力。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种刻度识别方法、装置、电子设备和存储介质。
6.本发明提供一种刻度识别方法，包括：
7.获取刻度盘图像；
8.将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值；
9.确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值；
10.基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数；
11.其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
12.根据本发明提供的一种刻度识别方法，在所述将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值之前，所述方法还包括：
13.对所述刻度盘图像进行角度矫正；
14.所述将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值，包括：
15.将角度矫正后的刻度盘图像输入至所述刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的所述第一测量值；
16.所述确定所述刻度盘图像中相邻主刻度之间的第二测量值，包括：
17.确定所述角度矫正后的刻度盘图像中相邻主刻度之间的所述第二测量值。
18.根据本发明提供的一种刻度识别方法，所述刻度盘图像包括以下之一：游标卡尺的刻度盘图像、千分表的刻度盘图像、百分表的刻度盘图像和螺旋测微器的刻度盘图像。
19.根据本发明提供的一种刻度识别方法，在所述刻度盘图像为所述游标卡尺的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为主尺的零刻度线位置与游标尺的零刻度线位置之间的距离，所述第二测量值为相邻主刻度之间的距离；
20.在所述刻度盘图像为所述螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为固定刻度尺的零刻度线位置与可动刻度尺在所述固定刻度尺上指示的当前位置之间的距离，所述第二测量值为相邻主刻度之间的距离；
21.在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为第一表盘的零刻度线位置，所述第二测量值为相邻主刻度对应的第一旋转角度。
22.根据本发明提供的一种刻度识别方法，所述基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数，包括：
23.在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，获取所述第一表盘的第一指针的转动圈数、所述第一指针的位置、所述第一表盘的圆心位置和所述第一表盘的半径；
24.基于所述第一表盘的圆心位置、所述第一指针的位置、所述第一表盘的零刻度线位置和所述第一表盘的半径确定所述第一表盘的零刻度线位置与所述第一指针之间的第二旋转角度；
25.基于所述第一旋转角度、所述第二旋转角度、每个主刻度对应的刻度值、每个副刻度对应的刻度值和所述转动圈数确定所述目标读数。
26.根据本发明提供的一种刻度识别方法，所述获取刻度盘图像，包括：
27.获取带有刻度的待识别图像；
28.将所述带有刻度的待识别图像输入至刻度盘检测模型中，得到所述刻度盘检测模型输出的刻度盘位置的标记信息；
29.基于所述刻度盘位置的标记信息对所述待识别图像进行裁剪，得到所述刻度盘图像；
30.其中，所述刻度盘检测模型是基于多个标记有刻度盘位置的第二图像样本训练得到的。
31.本发明还提供一种刻度识别装置，包括：
32.获取单元，用于获取刻度盘图像；
33.检测单元，用于将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值；
34.第一确定单元，用于确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值；
35.第二确定单元，用于基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数；
36.其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
37.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述刻度识别方法的步骤。
38.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述刻度识别方法的步骤。
39.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述刻度识别方法的步骤。
40.本发明提供的一种刻度识别方法、装置、电子设备和存储介质，基于刻度检测模型确定刻度盘图像上的第一测量值，并确定刻度盘图像中相邻刻度对应的第二测量值，最后基于第一测量值、第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定刻度盘中的刻度盘的目标读数，实现了刻度盘的目标读数的自动获取，无需人工读数，省时省力。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本发明提供的刻度识别方法的流程示意图之一；
43.图2是本发明提供的刻度识别方法的场景示意图；
44.图3是本发明提供的刻度识别方法的流程示意图之二；
45.图4是本发明提供的刻度识别方法的流程示意图之三；
46.图5是本发明提供的刻度识别装置的结构示意图；
47.图6是本发明提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
48.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.下面结合图1-图4描述本发明的刻度识别方法。
50.图1是本发明提供的刻度识别方法的流程示意图之一，如图1所示，该方法包括：
51.步骤101、获取刻度盘图像。
52.其中，所述刻度盘图像包括以下之一：游标卡尺的刻度盘图像、千分表的刻度盘图像、百分表的刻度盘图像和螺旋测微器的刻度盘图像。
53.示例地，在需要读取刻度盘上的读数时，首先获取刻度盘图像。
54.需要说明的是，刻度盘图像中可以包括量具的整个刻度盘，例如，在刻度盘图像为游标卡尺的刻度盘图像时，需要在刻度盘图像中包括游标卡尺的主尺和游标尺的刻度盘；在刻度盘图像为千分表或者百分表的刻度盘图像时，需要在刻度盘图像中包括千分表或者百分表的大表盘和小表盘的刻度盘；在刻度盘图像为螺旋测微器的刻度盘图像时，需要在刻度盘图像中包括螺旋测微器的固定刻度尺和可动刻度尺的刻度盘。
55.步骤102、将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值。
56.其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
57.具体地，不论是哪种量具的刻度盘图像，都需要首先获取样本数据，即通过不同应用场景(例如对第一设备的测量场景和对第二设备的测量场景等)拍摄的不同角度的视频，对每个视频以第一预设帧(例如，第一预设帧为10帧)为步长的方式进行抽帧，得到所有的帧图像；然后在所有的帧图像中过滤掉模糊的帧图像和噪声较大的帧图像，最后得到剩余的帧图像，剩余的帧图像即为样本数据。
58.在得到样本数据时，根据不同量具的刻度盘图像，对于剩余的帧图像的目标标记也不同，具体如下：
59.在所述刻度盘图像为所述游标卡尺的刻度盘图像的情况下，目标标记为使用标注工具标定的每个剩余的帧图像中主尺的零刻度线位置和游标尺的零刻度线位置之间的真实距离。
60.在所述刻度盘图像为所述螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，目标标记为使用标注工具标定的每个剩余的帧图像中固定刻度尺的零刻度线位置与可动刻度尺在所述固定刻度尺上指示的当前位置之间的真实距离。
61.在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，目标标记为使用标注工具标定的每个剩余的帧图像中第一表盘的零刻度线位置。
62.刻度检测模型的具体训练过程如下：
63.在标记好目标标记后，就得到了多个标记有目标标记的第一图像样本，将多个第一图像样本输入至构建的第一初始模型中，得到第一初始模型输出的预测值；基于输出的预测值和之前标记的目标标记的相似度构建第一损失函数。具体地，在目标标记为主尺的零刻度线位置和游标尺的零刻度线位置之间的真实距离时，预测值为预测距离，则基于预测距离和之前标记的主尺的零刻度线位置和游标尺的零刻度线位置之间的真实距离的相似度构建第一损失函数；在目标标记为固定刻度尺的零刻度线位置与可动刻度尺在固定刻度尺上指示的当前位置之间的真实距离时，预测值也为预测距离，则基于预测距离与之前标记的固定刻度尺的零刻度线位置与可动刻度尺在固定刻度尺上指示的当前位置之间的真实距离的相似度构建第一损失函数；在目标标记为第一表盘的零刻度线位置时，预测值为第一表盘的预测零刻度线位置，则基于预测零刻度线位置和之前标记的第一表盘的零刻度线位置的相似度构建第一损失函数。
64.在构建好第一损失函数后，基于第一损失函数对第一初始模型的模型参数进行优化，直至第一初始模型达到收敛条件，得到刻度检测模型。
65.需要说明的是，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像时，第一初始模型可以为yolov5模型；在刻度盘图像为千分表或者百分表的刻度盘图像时，第一初始模型可以为光学字符识别(optical character recognition，ocr)模型。
66.需要说明的是，基于不同量具的刻度盘图像，由于目标标记的不同，最后得到的刻度检测模型也不同。在刻度盘图像为游标卡尺的刻度盘图像的情况下，得到的是游标卡尺对应的刻度检测模型；在刻度盘图像为螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，得到的是螺旋测微器对应的刻度检测模型；在刻度盘图像为千分表的刻度盘图像或者百分表的刻度盘图像的情况下，得到的是千分表活百分表对应的刻度检测模型。
67.进一步地，在所述刻度盘图像为所述游标卡尺的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为主尺的零刻度线位置与游标尺的零刻度线位置之间的距离。
68.由于受到拍摄角度和像素的影响，游标尺与主尺对齐的刻度线很难通过图像进行识别。所以，本发明将游标尺与主尺对齐的刻度线的识别巧妙地转换为游标尺的零刻度线的识别，将主尺的零刻度线位置与游标尺的零刻度线的位置之间的第一测量值作为后面需要读取的目标读数；通过实验证明，将主尺的零刻度线位置与游标尺的零刻度线的位置之间的第一测量值直接作为后面需要读取的目标读数，比常规的将主尺刻度读数与游标尺与主尺对齐位置的读数加和的读数误差更小，提高了目标读数读取的准确性。
69.在所述刻度盘图像为所述螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为固定刻度尺的零刻度线位置与可动刻度尺在所述固定刻度尺上指示的当前位置之间的距离。图2是本发明提供的刻度识别方法的场景示意图，图2中的刻度盘图像为螺旋测微器的刻度盘图像，如图2所示，可动刻度尺在所述固定刻度尺上指示的当前位置为虚线所指的位置。即本发明将螺旋测微器的固定刻度尺的读数和可动刻度尺的读数加和的计算，转换为固定刻度尺中的零刻度线与可动刻度尺在固定刻度尺上指示的当前位置之间的第一测量值；将该第一测量值作为后面需要读取的目标读数，无需分别读取固定刻度尺的读数和可动刻度尺的读数，简化了读数方法。
70.在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为第一表盘(大表盘)的零刻度线位置。
71.步骤103、确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值。
72.其中，在所述刻度盘图像为所述游标卡尺的刻度盘图像的情况下，所述第二测量值为相邻主刻度之间的距离，即为主尺相邻刻度之间的距离。
73.在所述刻度盘图像为所述螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，所述第二测量值为相邻主刻度之间的距离，即为固定刻度尺相邻刻度之间的距离。
74.在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，所述第二测量值为相邻主刻度对应的第一旋转角度，即第一旋转角度为360度除以第一表盘的所有刻度份数，例如第一表盘的所有刻度份数为200份，则第一旋转角度为1.8度。
75.步骤104、基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数。
76.示例地，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，在得到第二测量值和第一测量值时，可以将第二测量值指示的像素距离和第一测量值指示的像素距离转换为刻度盘读数，实现刻度的换算。即基于第二测量值、第一测量值和每个主刻度对应的刻度值确定刻度盘图像中的刻度盘测量待测量部件的目标读数；例如，在刻度盘图像为游标卡尺的刻度盘图像时，目标读数可通过以下公式(1)计算目标读数。
[0077][0078]
其中，scalevalue1表示游标卡尺的目标读数，也就是游标卡尺的真实测量值，dd表示第一测量值，dr表示第二测量值，t表示游标卡尺中每个刻度代表的刻度值。
[0079]
需要说明的是，在刻度盘图像为螺旋测微器的刻度盘图像时，计算目标读数的方
法与刻度盘图像为游标卡尺的刻度盘图像的计算目标读数的方法类似，具体可参考上述公式(1)，本发明在此不再赘述。
[0080]
可选地，在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，图1中的步骤104可通过以下方式实现：
[0081]
获取所述第一表盘的第一指针的转动圈数、所述第一指针的位置、所述第一表盘的圆心位置和所述第一表盘的半径；基于所述第一表盘的圆心位置、所述第一指针的位置、所述第一表盘的零刻度线位置和所述第一表盘的半径确定所述第一表盘的零刻度线位置与所述第一指针之间的第二旋转角度；基于所述第一旋转角度、所述第二旋转角度、每个主刻度对应的刻度值、每个副刻度对应的刻度值和所述转动圈数确定所述目标读数。
[0082]
示例地，在刻度盘图像为千分表的刻度盘图像或者百分表的刻度盘图像时，除了需要确定第二测量值、第一测量值和每个主刻度对应的刻度值之外，还需要确定千分表或者百分表中的第二表盘(小表盘)所指示的第一表盘中第一指针的转动圈数，具体转动圈数的确定方法为：通过ocr识别技术，在第二表盘的第二指针沿着第二表盘的零刻度方向，确定与第二指针最近的数字，将与第二指针最近的数字确定为转动圈数。
[0083]
进一步地，还需要将通过霍夫圆分离出的千分表或者百分表的第一表盘图像进行轮廓检测，得到至少一个第一轮廓；然后计算每个第一轮廓的内接矩形的目标比例，其中，目标比例为内接矩形的相互垂直的第一边和第二边的长度比值(例如，内接矩形的第一边用宽来指示，第二边用高来指示，则目标比例的宽高比)；再将每个目标比例与预设比例进行比较，将大于预设比例的目标比例对应的第一轮廓进行过滤，得到过滤后剩余的至少一个第一目标轮廓；计算所有的第一目标轮廓的内接矩形的中心坐标和对角线值，最后将所有的中心坐标的均值确定为第一表盘的圆心位置；将所有对角线值的均值的一半确定为第一表盘的半径。
[0084]
另外，再利用kmean函数对第一表盘图像进行二值化后，模拟一条直线，以第一表盘的圆心位置为旋转轴进行旋转360
°
，当该直线和第一表盘的第一指针的像素点重合最大时，将该直线确定为第一表盘图像的指针位置，即可确定第一指针在第一表盘所在的圆上的位置，就是第一指针的位置。
[0085]
在得到第一指针的位置、第一表盘的圆心位置、第一表盘的零刻度线位置和第一表盘的半径时，则第一指针的位置、第一表盘的圆心位置、第一表盘的零刻度线位置三点之间可以构成一个等腰三角形，等腰三角形的腰长即为第一表盘的半径，等腰三角形的底边长度即为第一指针的位置和第一表盘的零刻度线位置之间的距离，从而基于第一表盘的半径和第一指针的位置和第一表盘的零刻度线位置之间的距离确定出第二旋转角度。具体可基于以下公式(2)计算第二旋转角度。
[0086][0087]
其中，θ1表示第二旋转角度，(x1,y1)表示第一表盘的零刻度线位置的坐标，(x2,y2)表示第一指针的位置的坐标，r表示第一表盘的半径。
[0088]
在计算得到第二旋转角度后，可通过以下公式(3)计算千分表或者百分表的目标读数。
[0089][0090]
其中，scalevalue2表示千分表或者百分表的目标读数，即千分表或者百分表的真实测量值，n表示转动圈数，m表示第二表盘中每个副刻度代表的刻度值，k表示第一表盘中每个主刻度代表的刻度值，θ2表示第一旋转角度。
[0091]
本发明提供的一种刻度识别方法，基于刻度检测模型确定刻度盘图像上的第一测量值，并确定刻度盘图像中相邻刻度对应的第二测量值，最后基于第一测量值、第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定刻度盘中的刻度盘的目标读数，实现了刻度盘的目标读数的自动获取，无需人工读数，省时省力；另外，本发明的刻度识别方法可适用于游标卡尺、千分表、百分表或者螺旋测微器的读数的自动读取，应用场景较广。
[0092]
图3是本发明提供的刻度识别方法的流程示意图之二，如图3所示，在执行图1中步骤102之前，该方法还包括：
[0093]
步骤105、对所述刻度盘图像进行角度矫正。
[0094]
可选地，对所述刻度盘图像进行角度矫正可通过以下方式实现：
[0095]
对所述刻度盘图像进行灰度处理；将灰度处理后的刻度盘图像进行二值化处理；将二值化处理后的刻度盘图像进行轮廓检测，得到第二轮廓；基于所述第二轮廓的包围矩阵确定目标角度；基于所述目标角度对所述刻度盘图像进行角度矫正。
[0096]
示例地，在获取到刻度盘图像时，可以基于opencv中的轮廓检测算法对刻度盘图像进行图像预处理，图像预处理的目的是解决刻度盘图像中刻度盘倾斜导致最终目标读数不准确的问题，具体处理步骤即为：首先对刻度盘图像进行灰度处理；将灰度处理后的刻度盘图像进行二值化处理，即将刻度盘图像采用黑白色进行表示；再对二值化处理后的刻度盘图像进行轮廓检测，得到第二轮廓；之后再寻找第二轮廓的包围矩阵，基于第二轮廓的包围矩阵确定目标角度；进而根据确定的目标角度对刻度盘图像中的刻度盘进行角度矫正，使得角度矫正后的刻度盘图像中的刻度盘不倾斜。
[0097]
可以理解的是，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，需要对刻度盘图像进行角度矫正；在刻度盘图像为千分表或者百分表的刻度盘图像的情况下，由于千分表和百分表本身就是圆形，所以无需对刻度盘图像进行角度矫正。
[0098]
进一步地，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，在对刻度盘图像进行角度矫正之后，确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值具体为：
[0099]
确定角度矫正后的刻度盘图像中相邻刻度之间的第二测量值。
[0100]
可选地，对角度矫正后的刻度盘图像进行轮廓检测，得到至少一个第三轮廓；确定每个所述第三轮廓的内接矩形的目标比例；基于所述目标比例和预设比例在所述至少一个第三轮廓中确定出至少一个第二目标轮廓；将所述至少一个第二目标轮廓按照第一边的长度从小到大进行排序；分别确定前两个所述第二目标轮廓的内接矩形的中心坐标；将前两个所述第二目标轮廓的中心坐标的差值确定为所述第二测量值。
[0101]
其中，所述目标比例为所述内接矩形的相互垂直的第一边和第二边的长度比值。
[0102]
示例地，在对刻度盘图像中的刻度盘进行角度矫正之后，基于轮廓检测的方法(例如，基于opencv中的findcontours函数)确定刻度盘图像中相邻刻度之间的第二测量值，具
体确定第二测量值的方法为：首先对角度矫正后的刻度盘图像进行轮廓检测，得到多个第三轮廓(第三轮廓的形状可以为圆形)；然后计算每个第三轮廓的内接矩形的目标比例，该目标比例为内接矩形的相互垂直的第一边和第二边的长度比值；再将每个目标比例与预设比例进行比较，将大于预设比例的目标比例对应的第三轮廓进行过滤，得到过滤后剩余的至少一个第二目标轮廓；将所有的第二目标轮廓按照第一边的长度(例如，宽度)从小到大进行排序，在排序结果中确定前两个第二目标轮廓(第一边的长度最小的两个第二目标轮廓)的内接矩形的中心坐标；最后将这两个中心坐标的差值确定为刻度盘图像中相邻刻度之间的第二测量值。
[0103]
本发明提供的刻度识别方法，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，对刻度盘图像先进行角度矫正，然后再确定角度矫正后的刻度盘图像中相邻刻度对应的第二测量值，避免了刻度盘图像中刻度盘倾斜导致确定的第二测量值的误差增大的问题，从而提高了确定的第二测量值的准确性；而且解决了人工拍摄带有刻度的待识别图像的耗时耗力的问题，用户在拍摄时，需要考虑繁琐的量具的拍摄规范，仅要求拍摄清晰即可。
[0104]
可以理解的是，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，在对刻度盘图像进行角度矫正之后，将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值具体为：
[0105]
将所述角度矫正后的刻度盘图像输入至所述刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的所述第一测量值。即输入刻度检测模型中的也为角度矫正后的刻度盘图像，也能够提高刻度检测模型预测得到的第一测量值的准确性，最终提高了目标读数的准确性。
[0106]
可选地，图4是本发明提供的刻度识别方法的流程示意图之三，如图4所示，图1中步骤101具体可通过以下步骤实现：
[0107]
步骤1011、获取带有刻度的待识别图像。
[0108]
示例地，巡检人员在对设备进行测量时，首先按照量具的使用方法，将量具设置在设备的待测量部件上，以实现对待测量部件的测量；此时可以对设置在待测量部件上的量具进行拍摄，得到包括量具刻度的待识别图像。
[0109]
步骤1012、将所述带有刻度的待识别图像输入至刻度盘检测模型中，得到所述刻度盘检测模型输出的刻度盘位置的标记信息。
[0110]
其中，所述刻度盘检测模型是基于多个标记有刻度盘位置的第二图像样本训练得到的。
[0111]
示例地，刻度盘检测模型的具体训练方法如下：
[0112]
获取通过不同应用场景拍摄的不同角度的视频，对每个视频以第二预设帧(例如，预设帧为10帧)为步长的方式进行抽帧，得到所有的帧图像；然后在所有的帧图像中过滤掉模糊的帧图像和噪声较大的帧图像，最后得到剩余的帧图像；使用标注工具标定每个剩余的帧图像中刻度盘所在的位置，从而得到多个标记有刻度盘位置的第二图像样本。
[0113]
在得到多个标记有刻度盘位置的第二图像样本时，将多个标记有刻度盘位置的第二图像样本输入至构建的第二初始模型中，得到第二初始模型输出的刻度盘位置的预测图像；在基于输出的刻度盘位置的预测图像与之前标记有刻度盘位置的第二图像样本的相似度构建第二损失函数，基于第二损失函数对第二初始模型的模型参数进行优化，直至第二
初始模型达到收敛条件，得到刻度盘检测模型。
[0114]
需要说明的是，在刻度盘图像为游标卡尺或者螺旋测微器的刻度盘图像时，第二初始模型可以为yolov5模型；在刻度盘图像为千分表或者百分表的刻度盘图像时，第二初始模型可以为霍夫圆检测。
[0115]
步骤1013、基于所述刻度盘位置的标记信息对所述待识别图像进行裁剪，得到所述刻度盘图像。
[0116]
示例地，在获取到带有刻度的待识别图像时，将带有刻度的待识别图像输入至刻度盘检测模型中，由刻度盘检测模型对带有刻度的待识别图像中刻度盘的位置进行预测，输出刻度盘位置的标记信息，此时基于刻度盘位置的标记信息将带有刻度的待识别图像中的刻度盘进行裁剪，得到刻度盘图像。
[0117]
需要说明的是，在获取到带有刻度的待识别图像时，可以对带有刻度的待识别图像进行图像识别，确定待识别图像中的刻度对应的量具，然后调用该量具对应的刻度识别方法，对该量具的刻度进行读数；例如，若确定待识别图像中的刻度对应的量具为游标卡尺时，则调用游标卡尺对应的刻度识别方法；若确定待识别图像中的刻度对应的量具为千分表时，则调用千分表对应的刻度识别方法；若确定待识别图像中的刻度对应的量具为百分表时，则调用百分表对应的刻度识别方法；若确定待识别图像中的刻度对应的量具为螺旋测微器时，则调用螺旋测微器对应的刻度识别方法。
[0118]
需要说明的是，上述每种量具的刻度识别方法的整体思路类似，区别在于刻度盘检测模型和刻度检测模型的样本数据不同，还有目标读数的计算公式的不同。
[0119]
本发明提供的刻度识别方法，在获取到带有刻度的待识别图像时，先对带有刻度的待识别图像的刻度盘位置进行裁剪，最后基于裁剪得到的刻度盘图像执行后续的刻度识别步骤，以避免其他非刻度盘图像对目标读数读取的干扰，提高了目标读数读取的准确性。
[0120]
另外，本发明提供的刻度识别方法，在不需要辅助设备的基础上可以完成游标卡尺、千分表、百分表或者螺旋测微器的自动读数，减少了辅助工具造成的误差问题，同时省去了辅助工具等的复杂修理问题；而且，本发明提供的刻度识别方法可以部署在服务器端，便于复检人员基于目标读数对设备测量进行复检；也可以部署在终端设备端，便于巡检人员读取目标读数，极大地提高了巡检人员和复检人员的工作效率。
[0121]
下面对本发明提供的刻度识别装置进行描述，下文描述的刻度识别装置与上文描述的刻度识别方法可相互对应参照。
[0122]
图5是本发明提供的刻度识别装置的结构示意图，如图5所示，该刻度识别装置包括获取单元501、检测单元502、第一确定单元503和第二确定单元504；其中：
[0123]
获取单元501，用于获取刻度盘图像；
[0124]
检测单元502，用于将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值；
[0125]
第一确定单元503，用于确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值；
[0126]
第二确定单元504，用于基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数；
[0127]
其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
[0128]
本发明提供的一种刻度识别装置，基于刻度检测模型确定刻度盘图像上的第一测量值，并确定刻度盘图像中相邻刻度对应的第二测量值，最后基于第一测量值、第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定刻度盘中的刻度盘的目标读数，实现了刻度盘的目标读数的自动获取，无需人工读数，省时省力。
[0129]
基于上述任一实施例，所述刻度识别装置还包括矫正单元；
[0130]
矫正单元，用于对所述刻度盘图像进行角度矫正；
[0131]
检测单元502具体用于：
[0132]
将角度矫正后的刻度盘图像输入至所述刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的所述第一测量值；
[0133]
第一确定单元503具体用于：
[0134]
确定所述角度矫正后的刻度盘图像中相邻主刻度之间的所述第二测量值。
[0135]
基于上述任一实施例，所述刻度盘图像包括以下之一：游标卡尺的刻度盘图像、千分表的刻度盘图像、百分表的刻度盘图像和螺旋测微器的刻度盘图像。
[0136]
基于上述任一实施例，在所述刻度盘图像为所述游标卡尺的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为主尺的零刻度线位置与游标尺的零刻度线位置之间的距离，所述第二测量值为相邻主刻度之间的距离；
[0137]
在所述刻度盘图像为所述螺旋测微器的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为固定刻度尺的零刻度线位置与可动刻度尺在所述固定刻度尺上指示的当前位置之间的距离，所述第二测量值为相邻主刻度之间的距离；
[0138]
在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，所述第一测量值为第一表盘的零刻度线位置，所述第二测量值为相邻主刻度对应的第一旋转角度。
[0139]
基于上述任一实施例，所述第二确定单元504具体用于：
[0140]
在所述刻度盘图像为所述千分表的刻度盘图像或者所述百分表的刻度盘图像的情况下，获取所述第一表盘的第一指针的转动圈数、所述第一指针的位置、所述第一表盘的圆心位置和所述第一表盘的半径；
[0141]
基于所述第一表盘的圆心位置、所述第一指针的位置、所述第一表盘的零刻度线位置和所述第一表盘的半径确定所述第一表盘的零刻度线位置与所述第一指针之间的第二旋转角度；
[0142]
基于所述第一旋转角度、所述第二旋转角度、每个主刻度对应的刻度值、每个副刻度对应的刻度值和所述转动圈数确定所述目标读数。
[0143]
基于上述任一实施例，所述获取单元501具体用于：
[0144]
获取带有刻度的待识别图像；
[0145]
将所述带有刻度的待识别图像输入至刻度盘检测模型中，得到所述刻度盘检测模型输出的刻度盘位置的标记信息；
[0146]
基于所述刻度盘位置的标记信息对所述待识别图像进行裁剪，得到所述刻度盘图像；
[0147]
其中，所述刻度盘检测模型是基于多个标记有刻度盘位置的第二图像样本训练得到的。
[0148]
图6是本发明提供的电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行刻度识别方法，该方法包括：获取刻度盘图像；
[0149]
将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值；
[0150]
确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值；
[0151]
基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数；
[0152]
其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
[0153]
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0154]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的刻度识别方法，该方法包括：获取刻度盘图像；
[0155]
将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值；
[0156]
确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值；
[0157]
基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数；
[0158]
其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
[0159]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的刻度识别方法，该方法包括：获取刻度盘图像；
[0160]
将所述刻度盘图像输入至刻度检测模型中，得到所述刻度检测模型输出的第一测量值；
[0161]
确定所述刻度盘图像中相邻主刻度对应的第二测量值；
[0162]
基于所述第一测量值、所述第二测量值和每个主刻度对应的刻度值确定所述刻度盘图像中的刻度盘的目标读数；
[0163]
其中，所述刻度检测模型是基于多个包括刻度盘、且在所述刻度盘上标记有目标
标记的第一图像样本训练得到的；所述目标标记与所述第一测量值相对应。
[0164]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0165]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0166]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。