基于种子填充的指针式仪表自动识别算法

《基于种子填充的指针式仪表自动识别算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于种子填充的指针式仪表自动识别算法　　摘要　　针对指针式仪表自动识别中的指针提取，提出了一种基于种子填充的指针式仪表自动识别方法。算法主要由基于种子填充的指针提取算法和基于改进Hough变换的指针识别算法组成。算法首先运用差影法获取种子点，然后采用行扫描法提取指针，最后通过改进的Hough变换对指针式仪表进行读数识别。实验表明，种子填充法有效提取了指针特征，为后续获取较好的识别效果奠定了基础，整个算法高效快速，获

2、得了较好的识别效果。　　【关键词】指针式仪表种子填充Hough变换　　指针式仪表由于其结构简单、价格低廉、使用和维护方便等特点，在各行各业中得到广泛应用。目前，工业生产中指针式仪表大多是由人工进行读数，但当工作环境恶劣时，工作人员将无法长时间停留。因此，实现指针式仪表自动识别具有重要意义。　　目前许多学者对指针式仪表读数问题进行研究，指针式仪表识别包括指针提取和仪表读数识别两部分。常见的指针提取算法主要有基于阈值法、基于边缘法、基于差影法、基于颜色提取法。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教

3、育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　薛建荣等[2]提出了基于阈值法的指针提取算法，算法通过设置一个或多个合适的阈值将指针和背景区分开，但该方法适用于单一类型的指针仪表。陈杰来等[3]采用小波变换算法对图像边缘进行检测，通过边缘确定指针位置，此方法计算量较大，易受噪声干扰，可能会检测出大量无用边缘，进而影响后续读数识别的准确性。LI[5]提出了一种基于最大灰度相减法的识别方法，算法通过实际图像与模板

4、图像相减得到指针位置，该方法简单快速但适用于背景变化不大且指针修长的仪表。冀辰宇等[6]提出了基于颜色的仪表指针提取方法，算法通过使用彩色提取和形态学图像处理技术，成功提取了携带彩色信息的指针，此方法算法简单，提取效果良好，但适用于彩色指针式仪表。孙凤杰等[7]提出了主色提取法，此方法对较差光照条件下的彩色指针区域具有良好的提取效果，但不适用于非彩色指针仪表。　　指针式仪表识别已经有很多方法，并取得了一定的成果，但是还存在一些问题，如上述的指针提取算法往往适用于某类特定指针式仪表。因此，本文依据指针式仪表的指针均经过轴心这一特点，将轴心作为种子点，规定种子的生长规则，运用行扫描法实现了指针

5、的提取。基于种子填充的指针提取算法具有一定的通用性，对于大多数仪表而言，只需要确定种子点位置，就可用该算法提取指针。　　1基于种子填充的指针提取为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　本文指针提取算法流程图如图1所示，主要由以下几个步骤组成：选取种子的、种子生长、提取

6、感兴趣区域等。　　种子填充算法原理　　种子填充算法又称为边界填充算法，其基本思想是：从多边形区域的一个或一组点开始，由内向外将与种子特点相似的邻域像素点附加到种子上，不断重复生长，直到满足特定的条件为止。种子填充算法常用四连通域和八连通域进行填充。图2为种子填充的过程。　　种子点的选取　　本文采用差影法获取种子点，首先使用模板图像与实际图像相减得到指针位置，通过Hough变换检测出两条直线，两条直线的交点即为种子点。如图3所示的差影法种子点选取。　　种子填充　　填充过程中，搜索填充区域需要一定的时间和空间开销，为了减少这些开销，本文采用行扫描法进行搜索填充，即在填充过程中，将每一行中所有满

7、足生长规则的像素进行填充，行扫描法的过程如下。　　选取种子点，获取其像素特点，并将此种子点压入堆栈；　　从堆栈中取出一个像素，将该像素的左右邻域像素与其进行比较，若满足生长规则，则填充像素，并在填充过程中判断每个填充位置的上、下两行中邻域像素是否满足规则，将需要填充的邻域像素压入堆栈；为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育