一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)，根據(jù)油溫表的指針線的幾何特征及油溫表表盤灰度信息分布特點，對油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算，得到哈爾響應圖，由于指針線區(qū)域相對于非指針區(qū)域有更高的哈爾響應值，因此本發(fā)明通過直方圖對哈爾響應值的分布進行統(tǒng)計，并將滿足預設要求的分位點對應的哈爾響應值作為閾值，篩選出哈爾響應圖中的局部極大值點；并通過直線擬合的方法，將哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線，最后根據(jù)指針線以及油溫表表盤圖像標記的刻度點，得到指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值。因此，本發(fā)明解放了人力，降低了安全隱患。
【專利說明】
一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及油溫表技術領域，更具體的說，涉及一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]油溫表是一種用來顯示目標油液溫度的儀表，通過對所述油溫表當前讀數(shù)的監(jiān)控可及時了解目標油箱內(nèi)的油液量，從而防止因目標油箱內(nèi)的油量過高而引發(fā)的一系列的問題。因此，對油溫表進行日常巡檢是變電站人工運維中非常重要的項目之一。
[0003]目前，主要通過人工巡檢的方式對油溫表指針的指示狀態(tài)進行檢測。但在通過人工巡檢存在巡檢不安全以及巡檢效率低等問題。因此，如何提供一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)來完成巡檢任務，以解放人力、降低安全隱患是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明公開一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)，以實現(xiàn)在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患。
[0005]—種油溫表的讀數(shù)方法，包括:
[0006]獲取油溫表圖像，根據(jù)油溫表表盤的梯度角度描述符信息，對所述油溫表圖像進行模板匹配操作，得到油溫表表盤圖像；
[0007]對所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖；
[0008]對所述哈爾響應圖中的各個哈爾響應值進行直方圖信息統(tǒng)計，查找到高數(shù)值的哈爾響應值數(shù)量占哈爾響應值總數(shù)量的百分比為預設百分比的分位點，將所述分位點對應的哈爾響應值作為閾值；
[0009]獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點；
[0010]對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線；
[0011]根據(jù)所述指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，確定所述指針線指向的刻度值。
[0012]優(yōu)選的，上述讀數(shù)方法中，所述對所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖，包括:
[0013]將所述油溫表表盤圖像的顏色從RGB顏色空間轉換為YCbCr顏色空間；
[0014]利用紅色分量值與亮度分量進行差分計算，得到對應的顏色差分圖；
[0015]對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0016]優(yōu)選的，上述讀數(shù)方法中，所述對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖的過程包括:
[0017]以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值；
[0018]依次選取每個所述像素點在不同旋轉角度下的最大的哈爾響應值，并將所述最大的哈爾響應值作為該像素點的最終哈爾響應值；
[0019]將各所述像素點的最終哈爾響應值進行組合，形成油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0020]優(yōu)選的，上述讀數(shù)方法中，所述獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點的過程包括:
[0021 ]遍歷所述哈爾響應圖，查找哈爾響應值大于所述閾值的像素點；
[0022]依次在每個所述像素點的局部鄰域內(nèi)，判斷該像素點對應的哈爾響應值是否為局部極大值點；
[0023]如果是，則將像素點和局部極大值點以對應關系的形式進行存儲。
[0024]優(yōu)選的，上述讀數(shù)方法中，所述對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線的過程包括:
[0025]采用隨機抽樣一致算法，從所有局部極大值點中，每次任選其中兩個局部極大值點進行直線擬合，得到初始直線；
[0026]利用剩余的到所述初始直線的距離小于所述閾值的局部極大值點，對所述初始直線進行擬合修正，得到一條候選直線；
[0027]在對所述局部極大值點遍歷結束后，將所有候選直線集合，得到包含多條候選直線的一組直線；
[0028]依次計算每條所述直線上像素點的哈爾響應值之和，并將所述哈爾響應值之和作為該直線的置信度，并將置信度最高的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。
[0029]一種油溫表的讀數(shù)系統(tǒng)，包括:
[0030]表盤圖像獲取單元，用于獲取油溫表圖像，根據(jù)油溫表表盤的梯度角度描述符信息，對所述油溫表圖像進行模板匹配操作，得到油溫表表盤圖像；
[0031]哈爾響應單元，用于所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖；
[0032]統(tǒng)計單元，用于對所述哈爾響應圖中的各個哈爾響應值進行直方圖信息統(tǒng)計，查找到高數(shù)值的哈爾響應值數(shù)量占哈爾響應值總數(shù)量的百分比為預設百分比的分位點，將所述分位點對應的哈爾響應值作為閾值；
[0033]局部極大值點獲取單元，用于獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點；
[0034]指針線獲取單元，用于對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線；
[0035]溫度值讀取單元，用于根據(jù)所述指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，確定所述指針線指向的刻度值。
[0036]優(yōu)選的，上述讀數(shù)系統(tǒng)中，所述哈爾響應單元，包括:
[0037]顏色轉換子單元，用于將所述油溫表表盤圖像的顏色從RGB顏色空間轉換為YCbCr顏色空間；
[0038]差分圖轉換單元，用于利用紅色分量值與亮度分量進行差分計算，得到對應的顏色差分圖；
[0039]子響應單元，用于對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0040]優(yōu)選的，上述讀數(shù)系統(tǒng)中，所述子響應單元包括:
[0041]哈爾響應值計算單元，用于以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值；
[0042]選取子單元，用于依次選取每個所述像素點在不同旋轉角度下的最大的哈爾響應值，并將所述最大的哈爾響應值作為該像素點的最終哈爾響應值；
[0043]組合子單元，用于將各所述像素點的最終哈爾響應值進行組合，形成油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0044]優(yōu)選的，上述讀數(shù)系統(tǒng)中，所述局部極大值點獲取單元包括:
[0045]查找子單元，用于遍歷所述哈爾響應圖，查找哈爾響應值大于所述閾值的像素點；
[0046]判斷子單元，用于依次在每個所述像素點的局部鄰域內(nèi)，判斷該像素點對應的哈爾響應值是否為局部極大值點，如果是，則執(zhí)行存儲子單元；
[0047]所述存儲子單元，用于將像素點和局部極大值點以對應關系的形式進行存儲。
[0048]優(yōu)選的，上述讀數(shù)系統(tǒng)中，所述指針線獲取單元包括:
[0049]直線擬合子單元，用于采用隨機抽樣一致算法，從所有局部極大值點中，每次任選其中兩個局部極大值點進行直線擬合，得到初始直線；
[0050]修正子單元，用于利用剩余的到所述初始直線的距離小于所述閾值的局部極大值點，對所述初始直線進行擬合修正，得到一條候選直線；
[0051 ]集合子單元，用于在對所述局部極大值點遍歷結束后，將所有候選直線集合，得到包含多條候選直線的一組直線；
[0052]指針線獲取子單元，用于依次計算每條所述直線上像素點的哈爾響應值之和，并將所述哈爾響應值之和作為該直線的置信度，并將置信度最高的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。
[0053]從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明公開了一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)，根據(jù)油溫表的指針線的幾何特征及油溫表表盤灰度信息分布特點，對油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算，得到對應的哈爾響應圖，由于指針線區(qū)域相對于非指針區(qū)域有更高的哈爾響應值，因此，本發(fā)明通過直方圖對哈爾響應值的分布進行統(tǒng)計，并將滿足預設要求的分位點對應的哈爾響應值作為閾值，篩選出哈爾響應圖中的局部極大值點。由于局部極大值點的集合中包含有指針線上一些作為直線擬合的點，因此，本發(fā)明通過直線擬合的方法，將哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線，最后根據(jù)指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，得到指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值?？梢钥闯?，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術而言，無需巡檢人員去現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，因此達到了在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患的目的。
【附圖說明】
[0054]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)公開的附圖獲得其他的附圖。
[0055]圖1為本發(fā)明實施例公開的一種油溫表的讀數(shù)方法流程圖；
[0056]圖2為本發(fā)明實施例公開的一種油溫表的讀數(shù)系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0057]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0058]本發(fā)明實施例公開了一種油溫表的讀數(shù)方法及系統(tǒng)，以實現(xiàn)在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患。
[0059]本發(fā)明的基本方案為:基于油溫表指示狀態(tài)檢測需求，首先確定油溫表在獲取的油溫表圖像中的位置;然后待油溫表對象確定后，在油溫表表盤范圍內(nèi)尋找指針線位置;最后根據(jù)表盤讀數(shù)規(guī)則，計算油溫表的當前指示狀態(tài)。
[0060]具體方案如下:
[0061]參見圖1，本發(fā)明實施例公開的一種油溫表的讀數(shù)方法流程圖，包括步驟:
[0062]步驟S11、獲取油溫表圖像，根據(jù)油溫表表盤的梯度角度描述符信息，對所述油溫表圖像進行模板匹配操作，得到油溫表表盤圖像；
[0063]其中，油溫表圖像采用攝像機獲取。
[0064]梯度角度描述符是一種描述圖像細節(jié)的特征，在訓練階段獲取。
[0065]梯度角度描述符的獲取過程具體如下:
[0066](I)利用攝像機獲取油溫表的訓練圖像，并從該訓練圖像中獲取僅包含油溫表表盤的表盤對象區(qū)域；
[0067](2)申請一塊和訓練圖像大小一致的內(nèi)存空間，用于存放根據(jù)訓練圖像得到的模板圖像(即Mask圖)，該模板圖像為一張黑白二值圖像，白色區(qū)域表示表盤對象區(qū)域，黑色區(qū)域表示表盤對象區(qū)域以外的其他背景區(qū)域；
[0068](3)對于表盤對象區(qū)域，按從左到右，再從上到下的順序，依次計算每個像素點的梯度值和角度值，由此獲取油溫表表盤的梯度角度描述符信息，并保存至內(nèi)存中。
[0069]步驟S12、對所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖；
[0070]需要說明的是，哈爾響應圖中的哈爾特征(haar)由哈爾模板黑色填充區(qū)域所覆蓋的像素值之和sum(黑)與白色填充區(qū)域所覆蓋的像素值之和sum(白)的差值來表示:
[0071 ] sum(黑)_sum(白)或sum(白)_sum(黑)。
[0072 ]步驟S13、根據(jù)所述哈爾響應圖獲取閾值；
[0073]具體的，對所述哈爾響應圖中的各個哈爾響應值進行直方圖信息統(tǒng)計，查找到高數(shù)值的哈爾響應值數(shù)量占哈爾響應值總數(shù)量的百分比為預設百分比的分位點，將所述分位點對應的哈爾響應值作為閾值；
[0074]其中，預設百分比的數(shù)值具體依據(jù)實際需要而定，例如75%，本發(fā)明在此不做限定。
[0075 ]步驟S14、獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點；
[0076]需要說明的是，步驟S13和步驟S14在實際執(zhí)行過程中，沒有固定先后順序，可以先執(zhí)行步驟S13，后執(zhí)行步驟S14，或是先執(zhí)行步驟S14，后執(zhí)行步驟S13，或是兩個步驟同時執(zhí)行。
[0077]步驟S15、根據(jù)局部極大值點和閾值獲取油溫表表盤圖像中的指針線；
[0078]具體的，對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。
[0079]步驟S16、根據(jù)所述指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，確定所述指針線指向的刻度值。
[0080]其中，當所述油溫表表盤的刻度點呈半圓形或小于半圓形的圓周分布，或呈一行或一列的方式分布時，此時得到的指針線只穿過一個表盤上的刻度點，該刻度點對應的刻度值即為油溫表當前的讀數(shù)值，因此，可通過所述述指針線的位置以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點直接確定油溫表的讀數(shù)(即刻度值)。
[0081]當所述油溫表表盤的刻度點呈圓形或大于半圓形的圓周分布時，此時所述指針線可能會穿過兩個刻度值，因此，為了確定所述指針對應的真實刻度值需要確定指針的方向，針對于此，所述步驟S16具體可以包括:步驟S161、步驟S162和步驟S163;
[0082]步驟S161、獲取指針線的起點位置和終點位置；
[0083]具體的，獲取垂直于所述指針線的連續(xù)的且哈爾響應值大于所述閾值的像素點的個數(shù)，將具有最多像素點的指針線的位置作為指針的起點位置，將具有最少像素點的位置作為指針的終點位置;或者隨機截取所述指針線上的兩個不同的位置點，記為第一位置點和第二位置點，獲取垂直于所述指針線且穿過所述第一位置點和第二位置點的直線上的連續(xù)的哈爾響應值大于所述閾值的像素點的個數(shù)，判斷與所述第一位置點對應的像素點的個數(shù)和第二位置點對應的像素點的個數(shù)的大小，將像素點數(shù)量較少的位置點作為指針的終點位置，將像素點數(shù)量較多的位置點作為指針的起點位置。
[0084]步驟S162、根據(jù)所述起點位置和所述終點位置，計算得到所述指針線的斜率和截距；
[0085]步驟S163、根據(jù)訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，以及指針線的參數(shù)信息，計算得到所述指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值。
[0086]指針線的參數(shù)信息包括:起點位置、終點位置、斜率和截距。
[0087]其中，訓練階段在油溫表表盤圖像標記刻度點的過程為:在油溫表的訓練圖像上標記表盤中的刻度點，并將各刻度點的位置進行記錄，然后，根據(jù)標記的刻度點，人工輸入對應的刻度值，并進行保存。
[0088]綜上可以看出，本發(fā)明根據(jù)油溫表的指針線的幾何特征及油溫表表盤灰度信息分布特點，對油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算，得到對應的哈爾響應圖，初步過濾背景干擾；由于指針線區(qū)域相對于非指針區(qū)域有更高的哈爾響應值，因此，本發(fā)明通過直方圖對哈爾響應值的分布進行統(tǒng)計，并將滿足預設要求的分位點對應的哈爾響應值作為閾值，篩選出哈爾響應圖中的局部極大值點，進一步過濾背景干擾；由于局部極大值點的集合中包含有指針線上一些作為直線擬合的點，因此，本發(fā)明通過直線擬合的方法，將哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線，最后根據(jù)指針線及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，得到指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值?？梢钥闯?，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術而言，無需巡檢人員去現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，因此達到了在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患的目的。
[0089]當然可以理解的是，如果油溫過低或過高時，可能會影響設備的正常使用，因此，當油溫過低或過高時，為了能夠對用戶及時作出提醒，所述步驟S16之后，還可以包括:判斷所述指針線在油溫表表盤中所指向的刻度值是否在預設范圍內(nèi)，如果否，輸出告警信號。
[0090]為進一步優(yōu)化上述實施例，步驟SI2具體包括:
[0091]步驟S121、將油溫表表盤圖像的顏色從RGB(紅綠藍)顏色空間轉換為YCbCr顏色空間；
[0092]其中，YCbCr有時候會被寫作:YCBCR或是Y’ CBCR，是色彩空間的一種，通常會用于影片中的影像連續(xù)處理，或是數(shù)字攝影系統(tǒng)中。Y’為顏色的亮度(Iuma)成分、而CB和CR則為藍色和紅色的濃度偏移量成份。Y’和Y是不同的，而Y就是所謂的流明，表示光的濃度且為非線性，使用伽馬修正(gamma correct1n)編碼處理。
[0093]步驟S122、利用紅色分量值與亮度分量進行差分計算，得到對應的顏色差分圖；
[0094]步驟S123、對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0095]為進一步優(yōu)化上述實施例，步驟SI23具體包括:
[0096]步驟S1231、以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值；
[0097]所述預設角度的數(shù)值具體依據(jù)實際需要而定，例如10°。
[0098]需要說明的是，實際變電站現(xiàn)場的油溫表指針可能指向任意角度，為了能夠讓指針線與哈爾模板匹配，可以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值。
[0099]步驟SI232、依次選取每個所述像素點在不同旋轉角度下的最大的哈爾響應值，并將所述最大的哈爾響應值作為該像素點的最終哈爾響應值；
[0100]步驟S1233、將各所述像素點的最終哈爾響應值進行組合，形成油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0101 ]為進一步優(yōu)化上述實施例，步驟S14具體包括:
[0102]步驟S141、遍歷哈爾響應圖，查找哈爾響應值大于閾值的像素點；
[0103]步驟S142、依次在每個所述像素點的局部鄰域內(nèi)，判斷該像素點對應的哈爾響應值是否為局部極大值點，如果是，則執(zhí)行步驟S143;
[0104]步驟S143、將像素點和局部極大值點以對應關系的形式進行存儲。
[0105]需要說明的是，當像素點對應的哈爾響應值不是局部極大值點時，則排除該像素點。
[0106]為進一步優(yōu)化上述實施例，步驟SI5具體包括:
[0107]步驟S151、采用隨機抽樣一致算法，從所有局部極大值點中，每次任選其中兩個局部極大值點進行直線擬合，得到初始直線；
[0108]其中，隨機抽樣一致算法(RANdom Sample Consensus，RANSAC)是一種根據(jù)一組包含異常數(shù)據(jù)的樣本數(shù)據(jù)集，計算出數(shù)據(jù)的數(shù)學模型參數(shù)，得到有效樣本數(shù)據(jù)的算法。
[0109]RANSAC算法的基本假設是樣本中包含正確數(shù)據(jù)(inliers，可以被模型描述的數(shù)據(jù))，也包含異常數(shù)據(jù)(outliers，偏離正常范圍很遠、無法適應數(shù)學模型的數(shù)據(jù))，即數(shù)據(jù)集中含有噪聲。這些異常數(shù)據(jù)可能是由于錯誤的測量、錯誤的假設、錯誤的計算等產(chǎn)生的。同時RANSAC也假設，給定一組正確的數(shù)據(jù)，存在可以計算出符合這些數(shù)據(jù)的模型參數(shù)的方法。
[0110]步驟S152、利用剩余的到所述初始直線的距離小于所述閾值的局部極大值點，對所述初始直線進行擬合修正，得到一條候選直線；
[0111]其中，通過判斷局部極大值點到初始直線的距離是否小于閾值，來判斷該局部極大值點是否在初始直線上。
[0112]步驟S153、在對所述局部極大值點遍歷結束后，將所有候選直線集合，得到包含多條候選直線的一組直線；
[0113]步驟S154、依次計算每條所述直線上像素點的哈爾響應值之和，并將所述哈爾響應值之和作為該直線的置信度，并將置信度最高的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。
[0114]綜上可以看出，本發(fā)明根據(jù)油溫表的指針線的幾何特征及油溫表表盤灰度信息分布特點，對進行顏色空間轉換后的油溫表表盤進行哈爾響應計算，得到對應的哈爾響應圖，初步過濾背景干擾；由于指針線區(qū)域相對于非指針區(qū)域有更高的哈爾響應值，因此，本發(fā)明通過直方圖對哈爾響應值的分布進行統(tǒng)計，并將滿足預設要求的分位點對應的哈爾響應值作為閾值，篩選出哈爾響應圖中的局部極大值點，進一步過濾背景干擾；由于局部極大值點的集合中包含有指針線上一些作為直線擬合的點，因此，本發(fā)明通過直線擬合的方法，將哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線，最后根據(jù)指針線的起點位置、終點位置、斜率、截距以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，得到指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值?？梢钥闯?，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術而言，無需巡檢人員去現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，因此達到了在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患的目的。
[0115]與上述方法實施例相對應，本發(fā)明還公開了一種油溫表的讀數(shù)系統(tǒng)。
[0116]參見圖2，本發(fā)明實施例公開的一種油溫表的讀數(shù)系統(tǒng)的結構示意圖，包括:
[0117]表盤圖像獲取單元21，用于獲取油溫表圖像，根據(jù)油溫表表盤的梯度角度描述符信息，對所述油溫表圖像進行模板匹配操作，得到油溫表表盤圖像；
[0118]其中，油溫表圖像采用攝像機獲取。
[0119]梯度角度描述符是一種描述圖像細節(jié)的特征，在訓練階段獲取。
[0120]梯度角度描述符的獲取過程具體如下:
[0121](I)利用攝像機獲取油溫表的訓練圖像，并從該訓練圖像中獲取僅包含油溫表表盤的表盤對象區(qū)域；
[0122](2)申請一塊和訓練圖像大小一致的內(nèi)存空間，用于存放根據(jù)訓練圖像得到的模板圖像(即Mask圖)，該模板圖像為一張黑白二值圖像，白色區(qū)域表示表盤對象區(qū)域，黑色區(qū)域表示表盤對象區(qū)域以外的其他背景區(qū)域；
[0123](3)對于表盤對象區(qū)域，按從左到右，再從上到下的順序，依次計算每個像素點的梯度值和角度值，由此獲取油溫表表盤的梯度角度描述符信息，并保存至內(nèi)存中。
[0124]哈爾響應單元22，用于所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖；
[0125]需要說明的是，哈爾響應圖中的哈爾特征(haar)由哈爾模板黑色填充區(qū)域所覆蓋的像素值之和sum(黑)與白色填充區(qū)域所覆蓋的像素值之和sum(白)的差值來表示:
[0126]sum(黑)_sum(白)或sum(白)_sum(黑)。
[0127]統(tǒng)計單元23，用于對所述哈爾響應圖中的各個哈爾響應值進行直方圖信息統(tǒng)計，查找到高數(shù)值的哈爾響應值數(shù)量占哈爾響應值總數(shù)量的百分比為預設百分比的分位點，將所述分位點對應的哈爾響應值作為閾值；
[0128]其中，預設百分比的數(shù)值具體依據(jù)實際需要而定，例如75%，本發(fā)明在此不做限定。
[0129]局部極大值點獲取單元24，用于獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點；
[0130]指針線獲取單元25，用于對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線；
[0131]溫度值讀取單元26，用于根據(jù)所述指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，確定所述指針線指向的刻度值；
[0132]其中，當所述油溫表表盤的刻度點呈半圓形或小于半圓形的圓周分布，或呈一行或一列的方式分布時，此時得到的指針線只穿過一個表盤上的刻度點，該刻度點對應的刻度值即為油溫表當前的讀數(shù)值，因此，溫度值讀取單元26可通過所述述指針線的位置以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點直接確定油溫表的讀數(shù)(即刻度值)。
[0133]當所述油溫表表盤的刻度點呈圓形或大于半圓形的圓周分布時，此時所述指針線可能會穿過兩個刻度值，因此，為了確定所述指針對應的真實刻度值需要確定指針的方向，針對于此，所述溫度值讀取單元26具體可以包括:指針位置獲取單元261、第一計算單元262和第二計算單元263 ；
[0134]所述指針位置獲取單元261，用于獲取垂直于所述指針線的連續(xù)的且哈爾響應值大于所述閾值的像素點的個數(shù)，將具有最多像素點的位置作為指針的起點位置，將具有最少像素點的位置作為指針的終點位置；
[0135]所述第一計算單元262，用于根據(jù)所述起點位置和所述終點位置，計算得到所述指針線的斜率和截距；
[0136]所述第二計算單元263，用于根據(jù)訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，以及所述起點位置、所述終點位置、所述斜率和所述截距，計算得到所述指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值。
[0137]其中，訓練階段在油溫表表盤圖像標記刻度點的過程為:在油溫表的訓練圖像上標記表盤中的刻度點，并將各刻度點的位置進行記錄，然后，根據(jù)標記的刻度點，人工輸入對應的刻度值，并進行保存。
[0138]綜上可以看出，本發(fā)明根據(jù)油溫表的指針線的幾何特征及油溫表表盤灰度信息分布特點，對進行顏色空間轉換后的油溫表表盤進行哈爾響應計算，得到對應的哈爾響應圖，初步過濾背景干擾；由于指針線區(qū)域相對于非指針區(qū)域有更高的哈爾響應值，因此，本發(fā)明通過直方圖對哈爾響應值的分布進行統(tǒng)計，并將滿足預設要求的分位點對應的哈爾響應值作為閾值，篩選出哈爾響應圖中的局部極大值點，進一步過濾背景干擾；由于局部極大值點的集合中包含有指針線上一些作為直線擬合的點，因此，本發(fā)明通過直線擬合的方法，將哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線，最后根據(jù)指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，得到指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值?？梢钥闯?，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術而言，無需巡檢人員去現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，因此達到了在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患的目的。
[0139]為了進一步優(yōu)化上述實施例，上述系統(tǒng)中，還可以包括:
[0140]告警單元，所述告警單元用于判斷所述指針線指向的刻度值是否在預設范圍內(nèi)，如果否，輸出告警信號。
[0141 ]為進一步優(yōu)化上述實施例，哈爾響應單元22包括:
[0142]顏色轉換子單元221，用于將所述油溫表表盤圖像的顏色從RGB顏色空間轉換為YCbCr顏色空間；
[0143]第一計算子單元222，用于利用紅色分量值與亮度分量進行差分計算，得到對應的顏色差分圖；
[0144]子響應單元223，用于對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。。
[0145]為進一步優(yōu)化上述實施例，子響應單元223包括:
[0146]第二計算子單元2231，用于以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值；
[0147]預設角度的數(shù)值具體依據(jù)實際需要而定，例如10°。
[0148]需要說明的是，實際變電站現(xiàn)場的油溫表指針可能指向任意角度，為了能夠讓指針線與哈爾模板匹配，可以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值。
[0149]選取子單元2232，用于依次選取每個所述像素點在不同旋轉角度下的最大的哈爾響應值，并將所述最大的哈爾響應值作為該像素點的最終哈爾響應值；
[0150]組合子單元2233，用于將各所述像素點的最終哈爾響應值進行組合，形成油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。
[0151 ]為進一步優(yōu)化上述實施例，局部極大值點獲取單元24包括:
[0152]查找子單元241，用于遍歷所述哈爾響應圖，查找哈爾響應值大于所述閾值的像素占.V ，
[0153]判斷子單元242，用于依次在每個所述像素點的局部鄰域內(nèi)，判斷該像素點對應的哈爾響應值是否為局部極大值點，如果是，則執(zhí)行存儲子單元243;
[0154]存儲子單元243，用于將像素點和局部極大值點以對應關系的形式進行存儲。
[0155]需要說明的是，當像素點對應的哈爾響應值不是局部極大值點時，則排除該像素點。
[0156]為進一步優(yōu)化上述實施例，指針線獲取單元25包括:
[0157]直線擬合子單元251，用于采用隨機抽樣一致算法，從所有局部極大值點中，每次任選其中兩個局部極大值點進行直線擬合，得到初始直線；
[0158]其中，隨機抽樣一致算法(RANdom Sample Consensus，RANSAC)是一種根據(jù)一組包含異常數(shù)據(jù)的樣本數(shù)據(jù)集，計算出數(shù)據(jù)的數(shù)學模型參數(shù)，得到有效樣本數(shù)據(jù)的算法。
[0159]RANSAC算法的基本假設是樣本中包含正確數(shù)據(jù)(inliers，可以被模型描述的數(shù)據(jù))，也包含異常數(shù)據(jù)(outliers，偏離正常范圍很遠、無法適應數(shù)學模型的數(shù)據(jù))，即數(shù)據(jù)集中含有噪聲。這些異常數(shù)據(jù)可能是由于錯誤的測量、錯誤的假設、錯誤的計算等產(chǎn)生的。同時RANSAC也假設，給定一組正確的數(shù)據(jù)，存在可以計算出符合這些數(shù)據(jù)的模型參數(shù)的方法。
[0160]修正子單元252，用于利用剩余的到所述初始直線的距離小于所述閾值的局部極大值點，對所述初始直線進行擬合修正，得到一條候選直線；
[0161]其中，通過判斷局部極大值點到初始直線的距離是否小于閾值，來判斷該局部極大值點是否在初始直線上。
[0162]集合子單元253，用于在對所述局部極大值點遍歷結束后，將所有候選直線集合，得到包含多條候選直線的一組直線；
[0163]指針線獲取子單元254，用于依次計算每條所述直線上像素點的哈爾響應值之和，并將所述哈爾響應值之和作為該直線的置信度，并將置信度最高的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。
[0164]綜上可以看出，本發(fā)明根據(jù)油溫表的指針線的幾何特征及油溫表表盤灰度信息分布特點，對進行顏色空間轉換后的油溫表表盤進行哈爾響應計算，得到對應的哈爾響應圖，初步過濾背景干擾；由于指針線區(qū)域相對于非指針區(qū)域有更高的哈爾響應值，因此，本發(fā)明通過直方圖對哈爾響應值的分布進行統(tǒng)計，并將滿足預設要求的分位點對應的哈爾響應值作為閾值，篩選出哈爾響應圖中的局部極大值點，進一步過濾背景干擾；由于局部極大值點的集合中包含有指針線上一些作為直線擬合的點，因此，本發(fā)明通過直線擬合的方法，將哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線，最后根據(jù)指針線的起點位置、終點位置、斜率、截距以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，得到指針線在油溫表表盤圖像中指向的刻度值?？梢钥闯觯景l(fā)明相比現(xiàn)有技術而言，無需巡檢人員去現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，因此達到了在完成巡檢任務的同時，解放人力，降低安全隱患的目的。
[0165]需要說明的是，系統(tǒng)實施例中，各組成部分的具體工作原理請參見方法實施例對應部分，此處不再贅述。
[0166]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0167]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0168]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種油溫表的讀數(shù)方法，其特征在于，包括: 獲取油溫表圖像，根據(jù)油溫表表盤的梯度角度描述符信息，對所述油溫表圖像進行模板匹配操作，得到油溫表表盤圖像； 對所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖； 對所述哈爾響應圖中的各個哈爾響應值進行直方圖信息統(tǒng)計，查找到高數(shù)值的哈爾響應值數(shù)量占哈爾響應值總數(shù)量的百分比為預設百分比的分位點，將所述分位點對應的哈爾響應值作為閾值； 獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點； 對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線； 根據(jù)所述指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，確定所述指針線指向的刻度值。2.根據(jù)權利要求1所述的讀數(shù)方法，其特征在于，所述對所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖，包括: 將所述油溫表表盤圖像的顏色從RGB顏色空間轉換為YCbCr顏色空間； 利用紅色分量值與亮度分量進行差分計算，得到對應的顏色差分圖； 對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。3.根據(jù)權利要求2所述的讀數(shù)方法，其特征在于，所述對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖的過程包括: 以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值； 依次選取每個所述像素點在不同旋轉角度下的最大的哈爾響應值，并將所述最大的哈爾響應值作為該像素點的最終哈爾響應值； 將各所述像素點的最終哈爾響應值進行組合，形成油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。4.根據(jù)權利要求1所述的讀數(shù)方法，其特征在于，所述獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點的過程包括: 遍歷所述哈爾響應圖，查找哈爾響應值大于所述閾值的像素點； 依次在每個所述像素點的局部鄰域內(nèi)，判斷該像素點對應的哈爾響應值是否為局部極大值點； 如果是，則將像素點和局部極大值點以對應關系的形式進行存儲。5.根據(jù)權利要求1所述的讀數(shù)方法，其特征在于，所述對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線的過程包括: 采用隨機抽樣一致算法，從所有局部極大值點中，每次任選其中兩個局部極大值點進行直線擬合，得到初始直線； 利用剩余的到所述初始直線的距離小于所述閾值的局部極大值點，對所述初始直線進行擬合修正，得到一條候選直線； 在對所述局部極大值點遍歷結束后，將所有候選直線集合，得到包含多條候選直線的一組直線； 依次計算每條所述直線上像素點的哈爾響應值之和，并將所述哈爾響應值之和作為該直線的置信度，并將置信度最高的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。6.一種油溫表的讀數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 表盤圖像獲取單元，用于獲取油溫表圖像，根據(jù)油溫表表盤的梯度角度描述符信息，對所述油溫表圖像進行模板匹配操作，得到油溫表表盤圖像； 哈爾響應單元，用于所述油溫表表盤圖像進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖； 統(tǒng)計單元，用于對所述哈爾響應圖中的各個哈爾響應值進行直方圖信息統(tǒng)計，查找到高數(shù)值的哈爾響應值數(shù)量占哈爾響應值總數(shù)量的百分比為預設百分比的分位點，將所述分位點對應的哈爾響應值作為閾值； 局部極大值點獲取單元，用于獲取所述哈爾響應圖中的各個局部極大值點； 指針線獲取單元，用于對各所述局部極大值點采用直線擬合方法得到各個初始直線，根據(jù)所述閾值對各所述初始直線進行擬合修正，得到一組直線，將各所述直線中像素點的哈爾響應值之和最大的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線； 溫度值讀取單元，用于根據(jù)所述指針線以及訓練階段預先在油溫表表盤圖像標記的刻度點，確定所述指針線指向的刻度值。7.根據(jù)權利要求6所述的讀數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述哈爾響應單元，包括: 顏色轉換子單元，用于將所述油溫表表盤圖像的顏色從RGB顏色空間轉換為YCbCr顏色空間； 差分圖轉換單元，用于利用紅色分量值與亮度分量進行差分計算，得到對應的顏色差分圖； 子響應單元，用于對所述顏色差分圖進行哈爾響應計算，得到油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。8.根據(jù)權利要求7所述的讀數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述子響應單元包括: 哈爾響應值計算單元，用于以預設角度為步長，對所述顏色差分圖進行旋轉，并對每個旋轉角度的顏色差分圖像進行一次遍歷，計算得到各個像素點的哈爾響應值； 選取子單元，用于依次選取每個所述像素點在不同旋轉角度下的最大的哈爾響應值，并將所述最大的哈爾響應值作為該像素點的最終哈爾響應值； 組合子單元，用于將各所述像素點的最終哈爾響應值進行組合，形成油溫表表盤圖像的哈爾響應圖。9.根據(jù)權利要求6所述的讀數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述局部極大值點獲取單元包括: 查找子單元，用于遍歷所述哈爾響應圖，查找哈爾響應值大于所述閾值的像素點； 判斷子單元，用于依次在每個所述像素點的局部鄰域內(nèi)，判斷該像素點對應的哈爾響應值是否為局部極大值點，如果是，則執(zhí)行存儲子單元； 所述存儲子單元，用于將像素點和局部極大值點以對應關系的形式進行存儲。10.根據(jù)權利要求6所述的讀數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述指針線獲取單元包括: 直線擬合子單元，用于采用隨機抽樣一致算法，從所有局部極大值點中，每次任選其中兩個局部極大值點進行直線擬合，得到初始直線； 修正子單元，用于利用剩余的到所述初始直線的距離小于所述閾值的局部極大值點，對所述初始直線進行擬合修正，得到一條候選直線； 集合子單元，用于在對所述局部極大值點遍歷結束后，將所有候選直線集合，得到包含多條候選直線的一組直線； 指針線獲取子單元，用于依次計算每條所述直線上像素點的哈爾響應值之和，并將所述哈爾響應值之和作為該直線的置信度，并將置信度最高的直線作為油溫表表盤圖像中的指針線。
【文檔編號】G06K9/62GK105893938SQ201610185684
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】秦俊寧, 孫志能, 徐曉忠, 王磊, 莫建國
【申請人】國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司, 國家電網(wǎng)公司