(03)基于数字图像处理技术的指针式仪表自动判读系统框架

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1、维普资讯http://www.cqvip.com甘肃电力技术39基于数字图像处理技术的指针式仪表自动判读系统框架魏钰(甘肃电力科学研究院甘肃省兰州市730050)【摘要】将检定技术与图像处理技术相结合，通过CCD摄像头获取但表图像，由计算机处理，实现指针式仪表的自动检定．【关键词】图像处理指针式自动判读hough变换。1引言真彩色卡，从采集图像的速度方面可分为动态采集卡和静态采集卡等。在电测仪表中，指针式仪表由于结构简单、指2．3图像的表达示明显、价格低廉，在低等级测量中仍然应用广泛，自然界在人眼中呈现的图像都是连续的模拟图产量也较大，因此实现自动检定

2、很有必要。像，可以用下面连续二维函数表示：本文运用图像处理技术，提出了指针式仪表自动判读系统的设计方案。把工业摄像头作为传感器_，1={-，．、}【1)代替目视，经过光电转换、采样、图像处理、分析，●其中、厂

3、嗍、分别表示红、绿、蓝3识别等一系列的操作，根据需要提取特征，最后对种成分，都是空间的连续函数，即在连续空间的每得到的特征进行分析理解，得出识别结果，就可以达到指针式仪表自动判读的目的。一个点都有一个精确的值与之对应。如果图像中不含有彩色，则称灰度图像。这时．2数字图像的采集与表达f(x、y)表示图像空间某一个点的灰度值。灰度图用工业摄像镜头获得

4、指针式仪表的表盘图像，像是指物体点二维光强度函数将视频信号送入图像采集卡，采集图像得到数字图_，1If)≤_，1

5、，而2．1图像传感器相应的矩阵中元索的值表示出该点的灰度级。如果CCD是电荷耦合器件的英文缩写。CCD摄像器件具有惰性小、灵敏度高、抗强光照射、几何失真小、灰度级仅为黑白两种，则称为二值图像。均匀性好、寿命长等优点，而且易于和微机接口。3图像预处理2．2图像采集卡图像采集卡是目前计算机图像处理系统中使用3．i图像平滑最广泛的图像数字化装置。图像采集卡种类很多，各类图像系统中图像的传送和转换(如成像、从处理图像的色彩角度可分为黑白卡、伪彩色卡和复制、扫描、传输、显示等)总要造成图像的降质。维普资讯http://www.cqvip.com基于数字图像处理技

6、术的指针式仪表自动判读系统框架必须对这些降质的图像进行预处理，主要是去除随输出图像和输入图像相同；当fA=-1、=255时、机噪声干扰。清除噪声的操作也称为图像平滑。输出图像的灰度正好反转。噪声点在图像上常常表现为孤立像素点。噪声采用灰度的线性变换可使原图象灰度级集中的的存在将影响到对目标边缘点的确定。本例图像处区域拉开或使灰度分布均匀，从而增大反差，使图理在空间域进行，采用邻域平均滤波和中值滤波。像的细节清晰。邻域平均法相对较为简单，其基本实现是：以3．3二值化处理像点及其附近点的平均值替代该像点的灰度值。这为了直观地看出目标物体，我们对图像进行二种

7、方法计算速度快，它的主要缺点是在降低噪声的值化处理，使待识别物体和其背景分离。二值化的同时使图像产生模糊，特别在边缘和细节处，邻域过程如下：分别赋予灰度值大于此阈值的像素点和越大，模糊越厉害。灰度值小于此灰度的像素点一个新的灰度值，使得中值滤波是一种非线性处理技术，可用来抑制整幅图像只有两个灰度级。图像中的噪声而不使边缘模糊。中值滤波法是对一阈值大小通过实验计算确定通过直方图可以个滑动窗口内诸像素灰度排序，用中值代替窗口中找出图像二值化的闽值。图像的背景是浅色，图像心像素的原来灰度，作为中值滤波的输出。上的物体是深色，则直方图上的灰度值较小的区域对于二

8、维情况，中值滤波的窗口形状和尺寸对的峰值表示物体，灰度值大的区域的峰值表示背景。滤波器效果影响很大。不同图像内容和不同应用要双峰之间的谷底处即为图像二值化阈值的最佳取求往往选用不同的窗口形状和尺寸。中值滤波对随值。机噪声的抑制效果良好，并且边缘模糊效应较弱。3．4数学形态学处理中值滤波能保持目标图像的信息，优化图像的质量，数学形态学是分析几何形状和结构的数学方去除中型噪声，阶跃状灰度变化保持较好法，基本的形态学运算子有：腐蚀、膨胀、开运算3．2图像增强和闭运算。噪声在图像背景中产生小的斑块，在物当图像中部分背景曝光不足时，背景与目标物体内部产生了洞，在

9、物体边缘产生锯齿状变形。在体的灰度值差别不大，容易在图像分割时被误当作图像处理的过程中，利用开