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標題: 基于數(shù)字圖像處理的表盤指針讀數(shù)的matlab實驗程序 [打印本頁]

作者: annni 時間: 2019-1-5 23:02
標題: 基于數(shù)字圖像處理的表盤指針讀數(shù)的matlab實驗程序
數(shù)字圖像處理Matlab實驗——儀器表盤識別
1. 實驗背景
指針式機械表盤具有安裝維護方便、結構簡單、防電磁干擾等諸多優(yōu)點，目前廣泛應用于工礦企業(yè)、能源及計量等部門。隨著儀表數(shù)量的增加及精密儀表技術的發(fā)展，人工判讀已經不能滿足實際應用需求。隨著計算機技術和圖像處理技術的不斷發(fā)展，指針式機械表自動讀表技術應運而生。該技術提高了表盤識別的自動化程度及實時性，將代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)儀表的讀取方式得到廣泛應用。
2. 實驗目的
（1）了解機械式表盤自動讀表技術的基本原理。
（2）了解儀器表盤識別技術的基本方法和相關算法。
（3）學會利用MATLAB實現(xiàn)對圖像的邊緣檢測、圖像邊緣銳化、二值化處理、Hough變換等圖像處理技術。
3. 實驗原理
根據機械式表盤的圖像特征，采用圖像邊緣點法線方向計數(shù)累加的圓心定位方法及過定點的直線檢測算法，達到表盤識別的目標。儀表刻度檢測流程如下: 攝像頭采集表盤圖像，送入計算機進行預處理及邊緣檢測操作；計算機檢測出表盤回轉中心及半徑，并定位出表盤的有效顯示區(qū)域；在此區(qū)域內，利用過定點( 回轉中心)的Hough 直線變換，基于特征點對應角度的峰值搜索算法識別出指針中心線，從而輸出檢測結果。
參考資料：
 《數(shù)字圖像處理》（第三版）岡薩雷斯電子工業(yè)出版社
 《數(shù)字圖像處理的MATLAB實現(xiàn)》（第二版）岡薩雷斯  清華大學出版社
 《MATLAB數(shù)字圖像處理》（第二版）張德豐機械工業(yè)出版社
 參考文獻：陳繼華, 李勇, 田增國, & 李磊. (2015). 基于機器視覺的機械式表盤自動讀表技術的實現(xiàn). 鄭州大學學報（工學版）, 36(3), 101-105.
4. 實驗要求
（1）自選一副儀表圖片。讀入圖像，對圖像進行預處理及邊緣檢測操作。
（2）采用平滑濾波法對圖像進行處理，濾波的同時銳化圖像的邊緣。
（3）通過對讀入的儀表圖像進行處理，能清楚的識別表盤指針指數(shù)，且具有較準確的識別精度。
5.實驗報告要求
描述實驗的基本步驟，用數(shù)據和圖片給出各個步驟中取得的實驗結果，并進行必要的討論，必須包括原始圖像及其計算/處理后的圖像。
7. 實驗程序

RGB=imread('14.jpg');
figure,imshow(RGB);    title('RGB')
GRAY=rgb2gray(RGB);
figure,imshow(GRAY); title('GRAY')
threshold=graythresh(GRAY);
BW=im2bw(GRAY,threshold);
figure,imshow(BW);    title('BW')
BW=~BW;
figure,imshow(BW);    title('~BW')
BW=bwmorph(BW,'thin',Inf);
figure,imshow(BW);    title('BWMORPH')
[M,N]=size(BW);
[H,T,R] = hough(BW);
figure;
imshow(H,[],'XData',T,'YData',R,'InitialMagnification','fit');
   xlabel('\theta'), ylabel('\rho');
   axis on, axis normal, hold on;
   P  = houghpeaks(H,1,'threshold',ceil(0.3*max(H(:))));
   x = T(P(:,2));
   y = R(P(:,1));
   plot(x,y,'s','color','white');
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Find lines and plot them%%%%%%%%%%%%%%
   lines = houghlines(BW,T,R,P,'FillGap',5,'MinLength',7);
   hold on;
      figure, imshow(RGB), hold on
   max_len = 0;
   for k = 1:length(lines)
      xy = [lines(k).point1; lines(k).point2];
      plot(xy(:,1),xy(:,2),'LineWidth',2,'Color','green');
%%%%%%%%%% plot beginnings and ends of lines%%%%%%%%%%%%%%%%%%
      plot(xy(1,1),xy(1,2),'x','LineWidth',2,'Color','yellow'); plot(xy(2,1),xy(2,2),'x','LineWidth',2,'Color','red');
%%%% determine the endpoints of the longest line segment %%%%
      len = norm(lines(k).point1 - lines(k).point2);
      if ( len > max_len)
         max_len = len;
         xy_long = xy;
      end
   end
%%%%%%%%%%%%% highlight the longest line segment%%%%%%%%%%%%%%
   plot(xy_long(:,1),xy_long(:,2),'LineWidth',2,'Color','cyan');
   k=(xy(2,2)-xy(1,2))/(xy(2,1)-xy(1,1));
   theta=pi/2+atan(k);
   if((xy(1,1)+xy(2,1))/2<=N/2)
            q=(theta+pi)*180/3.14;
   else
         q=theta*180/3.14;
   end
         shishu=q*6/2700-0.2;
   disp (theta);
   disp (q);
   disp (shishu);

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