(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210574025.7 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 天津大学四川创新研究院 地址 610000 四川省成 都市天府新经济产 业园B6号楼13层 (72)发明人 刘宇驰　谢宇涛　白一川　江熠　 刘子祯　郭丰瑞　唐铭　丁姝言　 李国良　宋乐　 (74)专利代理 机构 成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 专利代理师 袁英 (51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 3/00(2006.01)G06T 5/00(2006.01) G06T 5/30(2006.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/70(2017.01) G06V 10/774(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 一种温湿度表的示数识别系统和方法 (57)摘要 本发明公开了一种温湿度表的示数识别系 统和方法， 包括模型训练模块、 图像处理模块和 示数计算模块， 其中模型训练模块包括标注子模 块和训练子模块； 图像处理模块包括轮廓提取、 图形拟合和图片裁剪子模块； 示数计算模块包括 直线筛选子模块和角度计算子模块。 本发明使用 计算机视觉技术和深度学习技术， 可准确识别出 温湿度计示数的模型， 有助于大型工厂经营者以 较低的成本实时获取工厂环境的温湿度， 在环境 出现异常时及时发现与处理， 规避可能到来的意 外情况。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114663680 A 2022.06.24 CN 114663680 A 1.一种温湿度表的示数识别系统， 其特 征在于， 包括： 模型训练模块， 将不同时间下从摄像头采集的含有温湿度表的摄像图片作为训练数据 代入温湿度表识别模型， 对所述温湿度表识别模型进行训练， 以便在摄像图片 中精确的识 别出温湿度表的位置； 图像处理模块， 包括轮廓 提取子模块、 图形拟合子模块和图片裁剪子模块； 所述轮廓提 取子模块用于对温湿度表图片进行处理， 得到正圆的温湿度表图片； 所述图形拟合子模块 用于对正圆的温湿度表图片进行处理， 得到摆正的温湿度表图片； 所述图片裁剪子模块用 于将图片裁 剪成只有指针区域的部分； 示数计算模块， 用于识别筛 选直线， 获取指针角度， 并计算出温湿度表指针示数。 2.根据权利要求1所述的一种温湿度表的示数识别系统， 其特征在于， 所述模型训练模 块包括以下子模块： 标注子模块， 使用标注工具将摄 像图片中温湿度表的位置进行 标注； 训练子模块， 将标注后摄像图片作为训练数据集输入到轻量化YOLOv5中， 进行模型训 练， 建立温湿度表 识别模型。 3.根据权利要求1所述的一种温湿度表的示数识别系统， 其特征在于， 所述轮廓 提取子 模块， 进一 步包括以下子模块： 图片提取子模块， 采用所述温湿度表 识别模型提取 出温湿度表的图片； 统一化子模块， 利用opencv图片处理工具， 将所有温湿度表图片尺寸统一化， 方便之后 的处理； 边缘检测子模块， 采用Canny边缘检测算法， 对图像进行高斯滤波去噪、 计算梯度矢量、 过滤非最大值， 调整梯度的上 下阈值， 直至得到图像的合理边 缘点集； 正圆子模块， 采用findContours工具检索图像中的轮廓， fitEllipse筛选出最大的椭 圆作为表盘， 计算出变换矩阵， 利用仿射变换将椭圆短轴拉伸成正圆。 4.根据权利要求1所述的一种温湿度表的示数识别系统， 其特征在于， 所述图形拟合子 模块， 进一 步包括以下子模块： 卷积处理子模块， 对正圆后温湿度表图片二值图进行高斯滤波、 膨胀与腐蚀处理， 去除 刻度噪点， 使得显示 示数的条 带变细； 圆心位置标记子模块， 利用霍夫圆形检测提取出两示数带的圆心坐标即为表针旋转 圆 心坐标， 温度和湿度指针都看作从该圆心处出发； 摆正子模块， 根据两个坐标计算出角度使用旋转变换将温湿度表摆正。 5.根据权利要求1所述的一种温湿度表的示数识别系统， 其特征在于， 所述示数计算模 块包括以下子模块： 直线筛选子模块， 使用霍夫直线检测， 通过修改参数识别出大量符合指针的直线， 再对 其进行筛 选， 得到筛选后的直线； 角度计算子模块， 通过最小二乘法拟合成一条直线， 计算出指针角度， 根据与轴线的角 度计算出相对应的指针示数值。 6.一种温湿度表的示数识别方法， 其特 征在于， 包括： 模型训练步骤， 将不同时间下从摄像头采集的含有温湿度表的摄像图片作为训练数据 代入温湿度表识别模型， 对所述温湿度表识别模型进行训练， 以便在摄像图片 中精确的识权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114663680 A 2别出温湿度表的位置； 图像处理步骤， 包括轮廓提取子步骤、 图形拟合子步骤和图片裁 剪子步骤， 所述轮廓提取子步骤用于对温湿度表图片进行处 理， 得到正圆的温湿度表图片； 所述图形拟合子步骤用于对正圆的温湿度表图片进行处理， 得到摆正的温湿度表图 片； 所述图片裁 剪子步骤将图片裁 剪成只有指针区域的部分； 示数计算 步骤， 用于识别筛 选直线， 获取指针角度， 并计算出温湿度表指针示数。 7.根据权利要求6所述的一种温湿度表的示数识别方法， 其特征在于， 所述模型训练步 骤包括以下子步骤： 标注子步骤， 使用标注工具将摄 像图片中温湿度表的位置进行 标注； 训练子步骤， 将标注后摄像图片作为训练数据集输入到轻量化YOLOv5中， 进行模型训 练， 建立温湿度表 识别模型。 8.根据权利要求6所述的一种温湿度表的示数识别方法， 其特征在于， 所述轮廓 提取子 步骤， 进一 步包括以下子步骤： 图片提取子步骤， 采用所述温湿度表 识别模型提取 出温湿度表的图片； 统一化子步骤， 利用opencv图片处理工具， 将所有温湿度表图片尺寸统一化， 方便之后 的处理； 边缘检测子步骤， 采用Canny边缘检测算法， 对图像进行高斯滤波去噪、 计算梯度矢量、 过滤非最大值， 调整梯度的上 下阈值， 直至得到图像的合理边 缘点集； 正圆子步骤， 采用findContours工具检索图像中的轮廓， fitEllipse筛选出最大的椭 圆作为表盘， 计算出变换矩阵， 利用仿射变换将椭圆短轴拉伸成正圆。 9.根据权利要求6所述的一种温湿度表的示数识别方法， 其特征在于， 所述图形拟合子 步骤， 进一 步包括以下子步骤： 卷积处理子步骤， 对正圆后温湿度表图片二值图进行高斯滤波、 膨胀与腐蚀处理， 去除 刻度噪点， 使得显示 示数的条 带变细； 圆心位置标记步骤， 利用霍夫圆形检测提取出两示数带的圆心坐标即为表针旋转圆心 坐标， 温度和湿度指针都看作从该圆心处出发； 摆正子步骤， 根据两个坐标计算出角度使用旋转变换将温湿度表摆正。 10.根据权利要求6所述的一种温湿度表的示数识别方法， 其特征在于， 所述示数计算 步骤包括以下子步骤： 直线筛选子步骤， 使用霍夫直线检测， 通过修改参数识别出大量符合指针的直线， 再对 其进行筛 选， 得到筛选后的直线； 角度计算子步骤， 通过最小二乘法拟合成一条直线， 计算出指针角度， 根据与轴线的角 度计算出相对应的指针示数值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114663680 A 3