机器视觉的数显仪表读数研究及应用

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1、摘要机器视觉的数显仪表读数技术，是实现各种数显仪表互联和集成、更方便实现管控一体化技术、提高智能化管理水平的切入点之一。目前，国内对数字识别的研究主要集中在手写数字识别、印刷体数字识别以及车牌识别三方面，而对数显仪表自动读数的研究近几年才出现。本文以此为出发点，对LED、LCD数显仪表的自动读数进行一定的探索，主要完成的工作在于：一、研制一台数显仪表自动读数的图像处理系统该系统由VC++图像处理软件平台、单片机控制LED、LCD显示模块以及USB摄像头图像采集模块三部分组成。既可实现对数显仪表识别，也可通过测试标准图像提供识别率、误识率、拒识率以及识别时间的分类统计，为识别算法的现场使用提供

2、参考依据。二、研究了数显仪表自动读数的图像处理方法(1)LED识别算法：采用彩色图像分割法实现真彩色转灰度图；采用基于梯度矩阵的切割算法实现LED七段码目标区域与背景的分离；采用全局阈值法实现灰度图的二值化；字符切割得到LED数字串各字符的逻辑坐标：交线法实现整数LED识别，模板匹配法实现小数LED的识别；统计结果识别率接近100％，在AMDl．43GCPU下识别时问在70ms以内。(2)LCD识别算法：采用八叉树算法以及色彩系统变换法实现真彩色图到灰度图的转换；梯度矩阵切割法两次对灰度图进行切割，实现LCD数字区与背景区的切割分离；Canny边缘检测算子实现LCD七段码的边缘提取；数学形态

3、学闭运算或边缘跟踪补偿法实现对Canny边缘断点的补偿；种子填充对七段码封闭区域进行填充，实现灰度图的二值化：采用模板匹配法实现LCD的识别：平台提供调试统计结果识别率超过99％。三、通过实验，数显仪表自动读数图像处理系统工作正常，LED和LCD图像读数算法组合识别效果良好，具有实用和参考价值。完善了图像处理软件平台，采用VC++编写LED和LCD有关的特殊图￡奎三些查兰王兰堡圭耋鳘篓三像处理和识别算法。采用工程文件系统管理图像处理的调试过程；在提供单步和实时调试手段的同时，还提供了单片机控制的数显仪表识别实时调试手段，在实时调试状态下可给出实时调试统计结果；采用VC视图分割提供两个图像显示

4、框，使图像处理的调试过程更加直观、方便。关键词数显仪表自动读数；图像处理平台；算法组合：Canny算子；边缘补偿ⅡABSTRACTNumeralinstrumentrecognition(NIR)basedonmachinevisionisabreachforachievingin“jrconnectionofallinstrumentsandrealizingmanagement-controlintegrationandimprovingtheintelligentmanagementlevel．Atpresent，theresearchonnumeralrecognitionmostl

5、yfocusonhandwrittennumeralrecognitionandprintingnumeralrecognitionandlicenseplaterecognitionathome，butstudyonnumeralinstrumentrecognitionisseldomreported。So，thispaperhasfairlyexploredtherecognitionofLCDandLEDnumeralinstrument．Themainachievementcansummarizedasfollows：1．Anumeralinstrumentrecognitions

6、ystemofimageprocessinghasbeeninvented．ThissystemiscomposedofimageprocessingsoftwareplatformanddisplayingmoduleofLCDandLEDofsinglechipandimagesamplingmoduleItcanshowsomestatisticswhichincluderecognitionrateandrefuelrecognitionrateanderrorrecognitionratetoprovingtheperformanceofalgorithmcombinationof

7、imageprocessing．2．Analgorithmcombinationofimageprocessinghasbeenproposed．1)LEDrecognitionColorimagesegmentationcantransformthecolorimagetograyimage．IncisingalgorithmbasedonGradientmatrixdetachthenumberobjec