Hough变换的改进及其在指针式水表识别过程中的应用.pdf

《Hough变换的改进及其在指针式水表识别过程中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、北京石油化工学院学报第23卷第1期Vo1．23NO．1JournalofBeijingInstituteof2015年3月Mar．2015Petro—chemicalTechnologyHough变换的改进及其在指针式水表识别过程中的应用李静，张宁，张岩，时慧。(1．北京化工大学，北京100029；2．北京石油化工学院，北京102617；3．河北省计量监督检测院，河北石家庄050000)摘要：在图像处理中，Hough变换广泛地应用于图像空间图形的检测，是从图像中识别几何图形的基本方法之一，但是其对于除直线之外的检测基本都会涉及3个甚至3个以

2、上的参数，导致变换过程中所使用的存储空间大，计算时间长。针对传统Hough变换的算法缺点，提出一种改进的Hough变换算法，首先对原图像进行灰度化、滤波等图像预处理，然后结合图像的结构信息缩小变换像素点所处的范围，从而大大减少计算时间。进一步再将改进的Hough变换应用于图像特征提取，即圆和指针的提取。最后根据圆心连线与指针的角度来对指针的读数进行判别。关键词：图像处理；Hough变换；指针式水表；角度判读中图分类号：TP391．4文献标志码：A在电力、水利等行业中，指针式仪表因其结1Hough变换的原理构简单、直观、操作容易、成本低等优点

3、广泛被应用。水表基本也都是采用指针式仪表来测量经典的Hough变换的本质其实是线一点用水量。目前该工作中的表盘获取主要由人来变换，就是基于2种不同参数空间的映射。如完成，这种采用人工读取和记录表盘数据的方一条直线的方程为y=：=kx+6(忌为直线斜率，b式劳动强度大、工作效率低口]。为截距，忌、b均存在)，此直线上有无数个点，令指针式水表自动识别的关键技术就是表盘参数空间为fD—XCOS+sin0(p为原点到直线上的圆以及指针的提取。而Hough变换就是的垂直距离，0为直线的法线方向与轴间的夹对于指针式水表特征提取的一种经典算法，虽角)，—

4、空问直线上的任意一点对应到0一l0然Hough变换可以较好地提取直线，具有对随平面上为1条类似正弦的曲线，直线上的很多机噪声和部分遮盖现象不敏感等优势，但针对个点映射到参数空间为很多条类正弦曲线。不同形状的检测尤其是3个参数及其以上的图在—y空间中，如果一条直线确定，则其形检测具有运算量大、所需存储空间大等劣势，对应的直线斜率志以及截距b均为确定值，而所以很多学者都在研究指针式仪表自动识别的为直线的方位与轴问的夹角，即过程中基于Hough变换改进。笔者基于一些是一一即0一一arctan÷(1)改进算法同时结合图像的结构信息以及指针的p为原点

5、到直线的垂直距离，根据点到直颜色特征提出了一种两次运用Hough变换算线的距离公式可以推导出原点到直线y—kx+法进行读数识别的角度判读法。b的距离为：P一这样就能根据确定的直线方程的截距和斜收稿日期：2014—09—14作者简介：李静(1988一)，女，硕士生，E—mail：919305331@率确定出原点到直线的距离．D，因此，直线上所qqc．om。有的点映射到参数空间上时，都会在参数平面64北京石油化工学院学报2015年第23卷数字图像圆上的像素点的灰度级先进行筛选，科学技术与工程，2005，5(2)：82—85．快速提取有效的像素信

6、息，选出符合条件的像[4]宋人杰，赵立亚．Hough变换的改进及其在电厂指针式仪表自动识别中的应用[J]．东北电力大素后再基于其进行快速Hough变换识别圆，大学学报，2011，31(3)：42—46．大减少了需要变换的数据量。由于水表的各个[5]戴亚文，王三武，王晓良．基于灰度信息的多特征子表盘分为1O个刻度，每36。才会进行1次刻模版匹配法[J]．电测与仪表，2004，41(460)：度变化，不存在中间读取值，由此读取的数字图56—58．像的精确度毋庸置疑，而且其运算速度也是传[6]倪刚．指针式电力仪表图像嵌入式识别技术的研统算法的3倍

7、左右，设计的指针式水表的图像究[D]．成都：电子科技大学，2010：18—27．处理精度较高，运算时间短，具有较好的快[7]戴亚文．数字图像处理技术在水表读数识别系统速性。中的应用研究[D]．武汉：武汉理工大学，2003：1．[8]黄颖怡，汪仁煌，岳利军．机器视觉仪表识别方法参考文献的研究进展[J]．自动化仪表，2009，30(8)：58—60．[9]刘迪，毕笃彦，李权合，等．非均匀光照下指针式仪表自动判读算法设计[J]．计算机应用与软件，[1]张艰，赵玉明，陈德权．分时电表表盘数字读数的2013，30(9)：47—48．自动识别系统[J]

8、．计算机工程，2005，31(5)：[1O]辛凤鸣．指针式仪表自动检定算法研究[D]．沈l78一l8O．阳：东北大学，2009：56—58．[2]王成福．电厂指针式仪表的自动识别