本文以变电站复杂背景下的指针式仪表为研究对象,基于图像处理设计机器视觉下的示数识读算法。针对指针式仪表的特殊性和典型性设计有效的目标提取、刻度重构以及示数识读算法。指针式仪表的特殊性体现在表盘盘面有圆有方有扇形,形状各异;其典型性体现在组成结构:单头旋转的指针、环形间隔分布的刻度线以及与刻度线紧密相邻的数字标识。但是,其安装环境复杂和使用时间长久以及拍摄条件限制导致仪表图像质量过低,严重影响仪表示数的可读性,降低电网侧自动巡检的效率。针对上述特点,本文针对压力表、温度计、电流表、电压表、功率表这五类表盘识的示数别过程中的每一个环节设计有效的处理算法。针对安装环境复杂,拍摄条件导致表盘不清晰,对比度不高等问题,在预处理阶段先设计了基于canny算子的多方向边缘检测算法。凸显主要轮廓、去除背景设备、天空等区域以准确提取表盘。然后根据刻度环形分布的典型性设计了周向刻度增强算法,提高刻度与盘面背景的对比度。在盘面提取阶段通过盘面填充以及huogh圆检测确定旋转中心点,获取纯净的盘面图及盘面的架构中心点。针对盘面刻度淡化不清晰或缺损的情况,充分利用刻度的典型性设计了基于Fourier变换的刻度定位、刻度重构方法。该方法将空域分析转化为频域分析,主要包括以下几个方面:1)搭建多因子插值映射模型。该模型将刻度的环形分布映射为线形分布,提高了刻度聚集度,便于对刻度进行描述。2)设计通过频域分析定位刻度带的方法。将映射图像有序分隔,进行Fourier变换,定义有序区域能量。通过分析映射后的盘面情况与区域能量曲线对应关系设计刻度带定位算法。该定位算法将刻度、数字、指针列为一体,大大减少了分步提取特征的计算量。当最大允许误差为0.05,即重叠率ζ>90.91%时,该定位方法的定位成功率在90%以上。3)设计刻度重构模型。该模型描述了刻度与数值的一一对应关系,能有效降低刻度缺失、刻度分布不均对读数的影响。最后通过重构模型以及指针在映射图中的相对位置识别出表盘示数。本课题的设计在实际应用中取得了较好的识别效果,具有较强的普适性,可以用于不同形状表盘的示数识读。