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基于机器视觉的指针式压力表读数识别算法研究

基于机器视觉的指针式压力表读数识别算法研究

摘要：随着科技的发展，指针式压力表已经广泛应用于工

业、医疗等领域。然而，由于人类读数的不确定性和主观性，

传统的读数方法存在一定的局限性。为了解决这一问题，本文

基于机器视觉技术，提出了一种用于识别指针式压力表读数的

算法。该算法首先通过图像预处理对压力表图像进行了处理和

优化，然后采用了特征提取、特征匹配和分类器训练等步骤来

实现读数的自动识别。实验结果表明，该算法可以准确、快速

地识别出指针式压力表的读数，并且在不同环境下具有较好的

鲁棒性和稳定性。

关键词：机器视觉；指针式压力表；读数识别；图像预处

理；特征提取；特征匹配；分类器训练

1.引言

随着工业自动化水平的提高，指针式压力表作为一种常见

的测量设备被广泛应用于各个领域。传统的压力表读数方法依

赖于人的主观判断和读数技巧，存在一定的误差和主观性。因

此，研究一种基于机器视觉技术的指针式压力表读数识别算法

具有重要意义。

2.算法框架

本文提出的算法主要包括图像预处理、特征提取、特征匹

配和分类器训练四个步骤。

2.1图像预处理

图像预处理是指对采集到的压力表图像进行处理和优化，

以便更好地提取图像中的特征。首先，对图像进行灰度化处理，

将彩色图片转化为灰度图。然后，采用均值滤波和高斯滤波等

方法对图像进行平滑处理，去除噪声和细节。最后，通过二值

化将图像转化为二值图，以便于后续的特征提取和分析。

2.2特征提取

特征提取是指从预处理后的图像中提取出能够代表压力表

读数的关键特征。本文采用了基于边缘检测的特征提取方法。

首先，利用Sobel、Canny等算子进行边缘检测，将压力表图

像中的指针和刻度线提取出来。然后，通过霍夫变换将指针的

位置和角度估计出来，以便后续进行刻度读数的准确定位。

2.3特征匹配

特征匹配是指将提取出来的特征与模板进行匹配，以确定

读数的具体数值。本文采用了基于形状匹配的特征匹配方法。

首先，生成一组标准的刻度线图像，并提取出其对应的特征向

量。然后，通过计算待测压力表图像的特征向量与模板特征向

量的相似性，确定压力表的读数。

2.4分类器训练

分类器训练是指使用机器学习的方法，根据已知的标注数

据训练出一个能够自动识别压力表读数的分类器。本文采用了

支持向量机（SVM）作为分类器，利用已知的压力表读数数据

进行训练。在训练过程中，首先需要对训练样本进行特征提取

和特征选择，然后利用支持向量机算法进行模型训练和参数优

化。

3.实验结果

本文在自行搭建的压力表读数识别平台上进行了一系列的

实验。实验结果表明，所提出的算法可以在不同环境下准确、

快速地识别出指针式压力表的读数。同时，该算法在面对一定

的干扰和噪声时，仍然具有较好的鲁棒性和稳定性。

4.结论

本文基于机器视觉技术，提出了一种用于识别指针式压力

表读数的算法。实验证明，该算法在不同环境下具有较好的鲁

棒性和稳定性，能够准确、快速地识别出压力表的读数。随着

机器视觉技术的进一步发展，相信该算法将在实际应用中发挥

重要作用，并有望推动指针式压力表读数的自动化识别进一步

提升

本文基于机器视觉技术，提出了一种用于识别指针式压力

表读数的算法。实验结果表明，所提出的算法在不同环境下能

够准确、快速地识别出压力表的读数，并具有较好的鲁棒性和

稳定性。通过特征提取和特征选择的方法，可以有效地提取出

压力表图像的特征向量，并利用支持向量机算法进行分类器训

练，从而实现自动识别。随着机器视觉技术的不断发展，该算

法有望在实际应用中起到重要的作用，并推动指针式压力表读

数的自动化识别进一步提升