实验一自动读出仪表指示的读数总结范文.doc

实验一自动读出仪表指示的读数 一、实验内容 对于给定的仪表，自动读出仪表指示的读数，要求选取合适的图像处理与识别方法，写出实验步骤以及处理过程。 图一 仪表图 实验意义 指针式仪表是目前生产过程中应用非常普遍的测量仪表之一，不仅种类多，而且生产的数量大。如：百分表、千分表、压力表、汽车仪表、航空仪表等等。这些精密测量仪器在我国工业生产中发挥着举足轻重的作用。仪表生产企业和计量检定部门，需要在生产和使用过程中对百分表和千分表的示值误差进行定期检定，以检测仪表是否满足生产要求和国家检测局的规定准确度，以判断是否合格。到目前为止，传统的检测机构对这类仪表的检定方法，主要是采用组合不同长度的标准量块组为尺度基准，或采用具有刻度的高精度微机构为长度基准，然后用人工观测、记录、分析仪表盘的示值读数。这种检定方法存在的问题是1、人工目测示值读数的精度低，可靠性差，重复性差；2、检定人员劳动强度大，检定时间长，工作效率低；3、只能进行有限位置上的定点的检测，灵活性和通用性差。4、手工计算效率低，而且一次只能给出单点的误差值，无法得到完整的误差分析。因此，针对我国目前所普遍采用的传统检定方法，尽快研制出一种能够快速、准确、稳定的全自动指针式仪表的自动检定系统，将对我国的仪表生产和检定起到巨大的推动作用。数字图像处理技术(Digital Image Processing Techn0109y)是一门通过数字化的方法利用计算机对图像进行处理(包括图像的输入、输出，图像的增强、调整、变换，图像的特征提取，图像的分析与识别等)的新技术。通常所说的数字图像处理是指计算机进行的处理，因此也称为计算机图像处理(conlputer Image Processing)。 数字图像处理研究的主要内容包括： (1)图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大，因此，往往采用各种图像变换的方法(如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术)将空间域的处理转换为变换域的处理。图像变换不仅可减少计算量，而且可使图像获得更有效的处理(如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理1。目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。 (2)图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量(即比特数)，以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。 （3）图像增强和复原图像增强和复原的最的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显，强化低频分量可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，一般讲应根据降质过程建立“降质模型，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。 （4）图像分割图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来。有意义的特征一般有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。因此，对图像分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的热点之一。 (5)图像描述图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。随着图像处理研究的深入发展，己经开始进行三维物体描述的研究，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述【”】等方法。 （6）图像识别图像识别属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，进而对提取的特征进行判决分类。图像分类常采用经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法(结构)模式分类。近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。 三、实验思路 自动读出时钟的指针关键在于找出指针，在实验过程中考虑到时钟是圆形的，所以可以进行坐标变换将图片xy坐标转换成极坐标表示，这样就可以将指针表示成直线，方便求取。 四、实验步骤 利用孤立点检测法，构造相应的掩膜滤波器，对图像扫描，识别仪表盘的圆心。 当压力为0Pa时，指针会指向0刻度，此时，利用线检测法，构造相应的掩膜滤波器检测指针，例如：方向为↙ 0 -1 -1 -1 0 -1 1 1 0 既可以检测出指针位置，又可以检测出0刻度位置。 使压力表的读数变为满刻度0.4MPa，用上