仪器仪表数字图像的识别及其应用

基于计算机视觉的电子血压计数字识别算法研究与设计
吴响军;吴超;江鑫富;刘森林
【期刊名称】《医疗装备》
【年(卷),期】2022(35)9
【摘要】针对2020年国家药品监督管理局颁布的即将全面禁止使用水银血压计
相关规定和目前广泛采用的电子血压计需要定期接受检定和质量检测的现状,该研
究提出了一种基于数字图像处理和字符识别的智能算法,实现了在检定或质量检测
中自动获取电子血压计示值。

在硬件平台上,通过树莓派连接摄像头,获取电子血压
计的图像;在软件开发上,通过在树莓派上运行基于计算机视觉的OpenCV库,采用
尺度变换、灰度转换、高斯平滑和边缘检测等图像预处理方法,结合字符分割与识
别技术,实现了电子血压计示值的自动识别,有效避免了人为因素导致的误差或错误。

该数字识别算法的研究与设计为开发自动检定电子血压计的智能装置奠定了前期技术基础,且对于电子仪器仪表的字符识别或研制自动化的仪器示值记录装置具有一
定的借鉴价值。

【总页数】4页(P5-8)
【关键词】电子血压计;数字识别;计算机视觉;树莓派
【作者】吴响军;吴超;江鑫富;刘森林
【作者单位】惠州市第一人民医院医学工程部;惠州市中心人民医院医学工程部;惠
州市质量计量监督检测所
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.5
【相关文献】
1.基于计算机视觉技术的数字识别方法研究
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3.基于示波法的电子血压计设计探讨
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指针式仪表自动检定系统图像识别技术孙琳;王永东【摘要】将机器视觉技术应用到指针式仪表的检定系统中,可以改变传统的靠人工读数进行检定的方法,提高了指针式仪表检定的效率与精度.指针式仪表的识别与检定,关键就是通过指针示值的动态识别,来实现仪器仪表的读数和自动检定.针对指针式仪表示值的自动判读,提出了一种新的图像识别方法.该方法适合实际应用,检定精度高,准确性好.经实验数据证明,该识别方法简单、稳定且识别误差小.%The technology of machine vision is applied to the verification system of index meter, which can change the traditional manual reading verification method and improve the efficiency and precision of index meter. The recognition and verification of index meter are mainly to achieve reading and automatic verification through the dynamic recognition of the value. A new kind of image recognition method is proposed , which is suitable for practical applications, and has high accuracy and good verification. The experimental results show that the recognition method is simple, stable and has small recognition errors.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)008【总页数】4页(P101-104)【关键词】指针式仪表;图像传感器;图像识别;坐标变换;直线扫描【作者】孙琳;王永东【作者单位】辽宁信息职业技术学院,辽宁,辽阳,111000;辽宁信息职业技术学院,辽宁,辽阳,111000【正文语种】中文【中图分类】TN919-34;TP2160 引言指针式仪表结构简单、使用方便、价格便宜，目前仍大量应用于工农业生产和科学试验中。

智能仪器仪表技术的运用及发展摘要：最近几年，随着社会的飞速发展，我们国家的智能建筑也得到了很大的发展。

现代信息科技的发展，极大地促进了智能仪器仪表技术的发展。

随着信息技术在各个领域的普及，智能仪器仪表也在多方面引入新技术，以实现自身的优化升级。

智能通信、微机械、微电子等方面的研究成果被成功地引入到智能仪器仪表中，从而使其朝着网络化、智能化、可重构化的发展趋势迈进。

本文从智能仪器仪表的行业发展状况出发，对目前的使用状况进行了分析，并指出了今后的发展方向。

关键词：智能仪器仪表技术；运用；发展引言“十三五”时期，国民经济和社会经济发展对设备提出了更高的要求，使生产效率得到更大的提升。

在这样的情况下，智能自动化仪表应运而生。

每一种产业都会按照自己的发展需求来进行技术革新，运用科技来推动生产力的解放。

当前，智能自动化仪表在工业生产中的应用日益广泛。

所以，在科技转型的今天需要对智能自动化仪表进行更深入的探讨。

1智能仪器仪表行业发展现状智能仪表技术已深入到生活的各个方面。

目前，它在人类的生产和生活中得到了广泛的运用，它所涵盖的行业有工业、农业、电力、交通、国防、文教卫生等。

为人民的生活提供了很大的便利，对国家经济的发展起到了积极的推动作用。

例如，某公司自主开发并研制了一套自力式微压力控制系统（ZDF氮封装置），它的主要作用是维持容器顶部保护气（通常是氮气）的压力不变，从而防止容器中的物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，并对容器的安全起到了保护作用。

它尤其适合于各类大型储罐的气封保护系统。

该产品节能，工作灵敏，工作可靠，使用和维护简单，在石油和化工行业得到了广泛的应用。

该氮气封闭装置的进料和出料压力设置容易，能实现连续生产。

压力检测膜片有较大的作用区域和较低的设置弹性，操作敏感，工作稳定；为了保证储罐的使用安全，必须在储罐顶部安装一个呼吸器，该呼吸器只作为一种安全型功能，从而克服了传统的储罐封闭系统中的供气阀门、排气阀门开闭次数多，容易发生故障的缺点。

人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用摘要：人工智能在当前阶段具有先进性，其作为一门技术科学，所研究内容比较宽泛，比如机器人、语言识别、图像识别等。

人工智能技术是产业变革的重要驱动力，可以在科技变革及产业变革过程中释放巨大能量。

近年来，仪器仪表的自动化和智能化程度不断提高，通过对这类仪器仪表的使用，不仅能够大幅提高生产效率，还可以提高生产产品质量，在推动我国现代化建设方面表现出积极意义，更好地满足当前社会及人类发展需求。

基于此，本文主要围绕人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用进行分析和探讨，以期为相关人员提供参考。

关键词：人工智能；仪器仪表；发展；应用引言：就现阶段实际情况来看，我国仪器仪表行业在发展过程中仍更多依赖传统技术，虽然大部分企业对此方面有所意识，并且积极采取相应应对措施，不断进行产品结构、人员配置的优化，但却仍然难以获取优异成果。

并且，近年来我国各仪表企业在市场中的竞争不断加剧，但仍有一些企业存在较多问题，比如产品稳定性较差、产品寿命短等，这将给仪器仪表行业的发展造成较为严重的限制，需相关企业领导层对此方面给予高度重视。

1人工智能技术种类分析人工智能是科学技术发展和进步的一个重要体现，其所涵盖内容非常广泛，并且所应用技术类型具有多样性及复杂性，主要能够划分成以下几方面：1.1弱人工智能技术其是人工智能技术发展初期阶段的一种技术类型，其主要指对某一专业或某一方面使用人工智能技术。

比如人工智能下棋，当该技术仅能够围绕下棋展开技术分析，对其他信息无法进行存储或读取。

1.2强人工智能技术该技术作为人工智能技术的重要组成部分，其具有较强先进性，和人类思维方式较为接近。

现阶段，强人工智能技术在一些产品中的应用，可以有效代替部分人的脑力劳动。

比如人工智能机器人，其能够与人类进行直接沟通，目前已经一定程度应用在银行、营业厅等地，可以辅助人类引导客户进行相关手续的办理。

然而强人工技术的开发难度较大，目前该技术的发展空间非常广。

仪表识别算法引言仪表识别算法是一种基于计算机视觉的技术，用于自动识别和分析仪器仪表上的各种指示和参数。

它通过对仪表图像进行分析和处理，提取出关键信息，并对其进行解读和理解。

仪表识别算法在工业自动化、能源管理、环境监测等领域有着广泛的应用。

仪表识别算法的基本原理仪表识别算法是基于计算机视觉和模式识别的技术。

其基本原理如下：1.图像采集：使用摄像头或其他图像采集设备获取仪表的图像。

2.图像预处理：对采集的图像进行预处理，包括去噪、增强、去除背景等操作，以提高图像质量。

3.特征提取：从预处理后的图像中提取出与仪表指示和参数相关的特征，例如线条、形状、颜色等。

4.特征匹配：将提取的特征与数据库中的标准特征进行匹配，以确定仪表的种类和状态。

5.参数解读：根据匹配结果，解读出仪表上的各种指示和参数，例如温度、压力、流量等。

6.结果输出：将解读出的参数输出到显示屏、数据库或其他设备，以供用户查看和使用。

仪表识别算法的关键技术要实现准确和高效的仪表识别，需要借助以下关键技术：特征提取特征提取是仪表识别算法的核心步骤。

常用的特征提取方法包括：1.边缘检测：通过检测图像中的边缘特征，提取出仪表指针和刻度线等线状结构。

2.颜色分析：利用颜色信息来识别仪表盘上的数字、文字和指示灯等。

3.形状分析：根据仪表的形状特征，提取出仪表盘和指针的位置和大小。

4.纹理分析：利用仪表盘表面的纹理信息，提取出仪表刻度线和数字的特征。

模式识别模式识别是仪表识别算法的重要组成部分。

常用的模式识别方法包括：1.模板匹配：将仪表图像与预先定义的模板进行比较，找出最佳匹配的模板。

2.统计分类：根据大量的训练样本，通过统计学方法建立分类模型，从而对新的仪表图像进行分类。

3.神经网络：利用人工神经网络模拟人脑的学习和分类能力，对仪表图像进行分类和识别。

视觉定位视觉定位是仪表识别算法中的重要环节。

通过视觉定位，可以确定仪表图像中的仪表盘和指针的位置和角度，从而准确提取仪表的信息。

《计算机技术在仪器仪表中的应用》随着科学技术的进一步发展，信息技术被广泛运用到生产生活的各个方面，仪器仪表的信息化应用，不仅可以显著提高仪器仪表的科学技术水平，还能尽可能精简仪器结构，切实降低仪器仪表的生产经营成本。

笔者就目前信息技术在仪器仪表中的运用及现状进行了分析，并指出了其与国外先进国家的存在的差距，旨在全面推进仪器仪表技术的发展。

【关键词】信息技术仪器仪表计算机控制1 信息技术在仪器仪表中的应用1.1 自动化仪表及控制系统信息技术在这个领域的应用主要表现在以下几个方面：（1）能对较弱信号进行有效处理，高精度模拟信号数字转换技术，从而最大限度的实现数字模拟化。

（2）充分利用计算机软硬件设施，切实实现仪器仪表的自诊断、自校验、自调整、自动补偿技术，实现仪器仪表的智能化。

（3）先进控制算法优化控制软件、组态软件、工业过程控制软件，将其运用到工程项目实例中，从而组建成先进的、科学的仪表控制系统。

（4）现场总线协议软件硬件技术、现代数字通讯技术，提高仪表的网络化水平。

目前，现场总线在我国仍处于发展的初级阶段，在实际运用中要从实际情况出发，将市场需求和国民经济现状作为根本出发点，在充分分析我国国情的前提下，确定现场总线发展的总部署和规划。

同时，我国要加强国际交流与合作，与国外现场总线基金会建立起长远关系，以最低的成本消耗获取最成熟的总线技术。

清华大学自动化系统总线系统集成实验室的重要组成部分即包括Plant Wet结构的控制系统和费希尔-罗斯蒙特公司的基金会现场总线，它与其他现场总线的Internet、局域网、总线网络等有机的结合起来。

这是目前国内通过现场总线基金会认证的第一套仪表和系统。

1.2 电工仪器仪表信息技术在这个领域的应用主要包括以下几种：（1）弱信号获得数字化处理技术，实现仪表数字化，切实提高仪器仪表的准确度。

（2）为了尽可能提高仪表的处理高速信息的能力和实时测量速度，可以广泛采用高速数采技术。

图像识别技术在变电站设备监测中的应用摘要：伴随当前图像识别的技术快速发展，很多学者开始在视频监控当中应用图像识别技术，将图像识别与视频监控有机的融合成为当前研究的一个热点。

变电站设备的视频监控和图像识别技术逐步兴起，这种技术可以在实际操作过程中对变电站的运行状况进行实时检测，做好故障诊断和分析工作，节省大量的人力物力，具有非常广阔的应用前景。

本文重点对图像识别技术在变电站设备监测中的应用进行分析研究，以供参考。

关键词：图像识别；远程监控；变电站；报警；设备监测1 图像识别技术在变电站设备监测中的重要价值传统的视频监控利用摄像头在变电站区域布防，只能在显示终端实时播放并记录现场图像，具有视频检索和显示历史图像的功能。

由于视频监控系统极大的依赖于人力的持续观察与判断，需要监控人员长时间的专注于视频画面的内容，很容易导致工作效率和有效性的降低。

数字视频监控与图像识别系统的结合，能够接收远程现场获得的视频信号，并且将其向监控中心当中进行传送，在传送的过程中对远程摄像机的动作进行控制，依照需要分析数字视频图像。

在此过程中，整个系统主要通过数字图像识别技术和数字视频监控技术两个部分组成，相互之间是独立的，然而当前通信技术、数字化技术的快速发展使两个部分之间能够有机结合，很多变电站、电厂等都安装了视频监控系统，可以远程进行现场的监控。

然而，先前安装的视频监控系统具有视频监控功能，无法进行视频图像采集，为了将监控的作用充分的发挥出来，依照要求判断事故现场出现的报警因素，通过远程数据视频监控与数据图像识别系统的结合，加强预警信号的图像识别，为事故检测提供了新的方案。

2 电力设备监测和总体方案分析如图所示，以当前的视频监控系统为基础，有机的融入图像识别和分析技术之后，能够让电力设备的自动检测能力提升。

图1 图像识别和实时监测分析系统在进行图像监测的过程中，CCD是安装在电力设备附近的传感器，可以将设备的运行状况转化成光信号，利用数字摄像机在监控计算机当中对静态图像进行输入，设备可以有效的分析图像判断电力设备是否出现异常。

基于图像识别的数字温湿度计自动校准装置分析摘要：随着各行各业应用温湿度计愈发广泛，为解决大批量校准的需耗费过长时间的问题，本文以传统模式下的温湿度校准装置与方法为切入点对基于图像识别的数字温湿度自动校准装置进行设计与研究，分析以往的温湿度计校准装置的不足，提出特别设计带有恒温试验箱、温湿度标准春传感器控制模块以及PC 机等单元模块的一种数字温湿度计，以此提高校准效率，减少校准过程中的重复性工作。

关键词：图像识别；数字温湿度计；自动校准装置前言：因为数字温湿度计具有精度高、便阅读的显著优势，所以已经逐渐取代了传统的温湿度计，在各行各业应用愈发广泛，由于当前时期对于自动化校准需求较为迫切，以传统的校准装置为基本导向，在其上方增添样本支架、高分辨率工业相机以及条形光源等设备，促使其具备自动数据识别与校准、图像处理与原始记录生成等功能，以此保障校准工作效率与准确性。

一、数字温湿度计自动校准装置背景技术当前时期，由于工业化建设与发展的高速化，智能自动化设备的可应用领域愈发广泛，数显仪表数码管作为自动化仪表的重要显示设备，可以准确显示出温度、湿度等核心的参数数据。

通常来说，要特别设计数字仪表中和计算机连接的串口，这一环节需要投入较高的成本投入，所以仍主要采取人工读数的方式，存在众多问题。

数字温湿度计在科研院所、空调系统以及印刷工程中起到十分重要的作用，因为上述地点对室内温湿度有着较为严格的控制要求，则周期性校准所用的温湿度计十分有必要，但是由于重复性校准的巡回时间较长，校准装置十分依赖于人工参与，当同步校准多个数量的数字温湿度计，则温湿度校准箱内的数值会产生很大变动，对校准结果造成不良影响[1]。

二、立足于图像识别的数字温湿度计自动校准装置设计（一）以往的装置设计方案传统模式下所设计的温湿度计校准装置，虽然具备了语音采集功能，但是读数这项工作仍是需要由人力来负责，仅仅只是在原本的基础上减少了一定的记录工作总量，而没有明显提升校准效率。

基于Hough变换的指针式仪表的自动判读李凯南【摘要】提出了一种利用计算机视觉技术和模式识别解决指针式仪表判读的方法.由摄像头获取仪表盘图像,将其转换成数字信号,再利用相关的图像处理方法对表盘图像进行中值滤波、图像的增强和锐化、二值化处理,然后根据Hough变换提取目标信息,确定出指针式仪表的读数.经实验结果表明,该算法具有较高的精度.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)014【总页数】3页(P18-19,26)【关键词】计算机视觉;Hough变换;指针式仪表;模式识别【作者】李凯南【作者单位】邵阳学院,湖南,邵阳,422004【正文语种】中文【中图分类】TP3在我国的电力、石油、化工行业及交通运输飞机、轮船、汽车中，指针式仪表由于结构简单，安装维护方便，具有防尘、防水、防寒，不受电磁场干扰，可靠性高，价格便宜等优点，目前还在大量使用。

但是由于指针式仪表不是数字信号，不便于被采集进数字计算机系统。

如何能对指针式仪表进行自动判读并转换为数字信号，就成为自动控制、智能驾驶迫切需要解决的问题。

1 判读系统组成指针式仪表自动判读系统如图1所示。

图1 系统组成CCD摄像机由自动扫描装置控制经云台带动，完成对被判读仪表的瞄准及摄像。

监视器用以实时显示被判读仪表的图像处理过程，并可远程监控。

而表盘图像的数据处理由主机完成，自动判读系统完成对仪表表盘的摄像和读数的识别。

2 表盘图像处理2.1 建立仪表库现实工业生产中的仪表各式各样，形状有方有圆，仪表盘刻度值起始位置也各不相同。

若只按照一种仪表盘作为基准，其应用范围相当狭窄。

因此建立了一个仪表库，如图2所示。

图2 系统仪表库将工业上应用广泛的各种仪表盘收集起来，具体用哪一种仪表时就将他们调出，作为初始模板，其各个参数作为系统的初始参数。

这样使得算法比较简单。

2.2 图像预处理主要包括中值滤波、图像的增强和锐化、二值化。

采用中值滤波主要是为了抑制噪声，图像锐化用于增强图像的边缘及灰度跳变部分，由于仪表判读系统正是要将仪表和背景分别开，所以锐化是很有意义且必要的一项工作。