專利名稱：在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對刀具打碼的數(shù)字化管理方法，尤其是一種在小直徑刀柄上自動(dòng) 進(jìn)行編碼標(biāo)刻和識別的方法，具體地說是一種在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，刀具是參與制造活動(dòng)的重要輔助工具，對制造系統(tǒng)的柔性、生產(chǎn)率起著 舉足輕重的作用；同時(shí)，刀具又是較昂貴的消耗性資源，并且數(shù)量巨大、信息繁多。這就迫切 需要對刀具進(jìn)行調(diào)度、管理，以實(shí)現(xiàn)刀具參數(shù)和刀具壽命管理，從而縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，降 低刀具庫存量，提高刀具利用率?，F(xiàn)有的刀具管理一般是通過紙質(zhì)標(biāo)簽并套袋的方法進(jìn)行 人工管理或者是采用直接激光標(biāo)刻條碼對刀具進(jìn)行直接標(biāo)識。顯而易見，人工管理的方法致使工作量大、易出錯(cuò)；而且存在刀具庫存查詢不方 便、管理繁瑣等問題，使得企業(yè)的管理水平低下，直接影響著生產(chǎn)效率的提高?；诩す鈽?biāo) 刻條碼技術(shù)對刀具進(jìn)行直接標(biāo)識很好地解決了刀具與標(biāo)記分離的問題，結(jié)合圖像式識讀器 的自動(dòng)識別技術(shù)，保證刀具識別可靠性和識別速度。采用識別系統(tǒng)和刀具管理系統(tǒng)相結(jié)合 的方式實(shí)現(xiàn)刀具出入庫操作自動(dòng)化，提高刀具管理效率。但是，基于激光標(biāo)刻條碼技術(shù)對刀具進(jìn)行直接標(biāo)識也有著明顯的缺點(diǎn)。目前，最小 可識別的二維條碼尺寸為4X 4mm2，小直徑刀具(Φ < 6mm)表面曲率大而表面積小，因而無 法直接在小直徑刀具上標(biāo)刻二維條碼。如果使用一維條碼技術(shù)，則會(huì)因?yàn)橐痪S條碼所需要 的標(biāo)刻面長，而一般小直徑旋轉(zhuǎn)刀具都不具備這么長的非裝夾面。所以基于激光標(biāo)刻條碼 技術(shù)在小直徑刀具上的應(yīng)用受到了很大的限制，這是目前迫切需要解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對直徑小于6毫米，尤其是最小的3毫米直徑的小直徑刀柄因 曲率大，使用二維碼或一維碼進(jìn)行標(biāo)識后因變形大，計(jì)算機(jī)自動(dòng)識別誤差率大，無法滿足自 動(dòng)化管理要求的問題，發(fā)明一種在小直徑整體硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)刀具上直接標(biāo)刻數(shù)字以便對刀 具進(jìn)行數(shù)字化管理的在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，以解決小直徑整體硬質(zhì)合 金旋轉(zhuǎn)刀具編碼的標(biāo)識難題。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，它包括在小直徑刀柄上進(jìn)行編碼 數(shù)字打標(biāo)的方法和圖像識別的方法，其特征是所述的編碼數(shù)字打標(biāo)方法為1)首先采用數(shù)碼管字體作為標(biāo)記用數(shù)字字體，并控制字符高度不大于0. 7mm,字 符總長不超過4mm，字符間距約為0. 26mm ；2)對遠(yuǎn)離照明中心的字符的底邊橫線進(jìn)行加粗處理，使所述需加粗橫線的線寬為 未加粗線寬的120% 140%，矯正由于圓柱面曲率造成的字體變形，提高圖像識別的準(zhǔn)確 率；
3)將經(jīng)過上述第2)步處理過的編碼數(shù)字輸入激光打碼機(jī)中，選擇打碼參數(shù)為I = 9. 3 9. 7A，ν = 1 4m/s，f = 17. 5 19KHz進(jìn)行激光打碼完成編碼數(shù)字的打標(biāo)；所述的編碼數(shù)字的識別方法為首先，利用CCD圖像傳感器獲得前述在小直徑刀柄上標(biāo)刻的字符圖像；識別時(shí)應(yīng) 根據(jù)攝像頭和照明的位置，調(diào)整攝像頭的位置或角度使攝取的字符圖像的起始線偏離刀柄 上照明形成的強(qiáng)反光帶0. 5 3個(gè)字符線寬；
其次，將所獲得的圖像送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行光照校正和高帽變換對比度增強(qiáng)處理；第三，進(jìn)行二值化、采用逐行白色像素點(diǎn)總和累加和顏色突變次數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法去 除強(qiáng)反光帶、通過水平投影和垂直投影方法進(jìn)行字符定位和分割；最終，通過多模版匹配的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字字符識別，并最終得出所述小直徑刀柄上 的數(shù)字編碼。所述的小直徑刀柄是指直徑為3-6毫米的刀柄。所述的光照校正是指通過計(jì)算小塊圖像區(qū)域的平均亮度來估計(jì)整個(gè)圖像的亮度 變化，然后用這個(gè)圖像減去估計(jì)的背景亮度，最后，對光照校正的圖像進(jìn)行直方圖增強(qiáng)；以 彌補(bǔ)非均勻光照條件又提高圖像的對比度；所述的高帽變換對比度增強(qiáng)處理是基于形態(tài)學(xué) 的圖像處理方法，即在較亮的背景中求較暗的像素集或在較暗的背景中求較亮的像素集； 所述的二值化是通過最大類別方差法確定圖像閾值ο，將數(shù)字圖像經(jīng)灰度化處理并進(jìn)行對 比度擴(kuò)展之后的像素表示值在區(qū)域
內(nèi)的像素點(diǎn)表示值均置為0，其余的像素表示值 均置為1 ；所述的中值濾波法去除噪聲是指采用NXN的模塊，計(jì)算時(shí)用到所有的N2個(gè)像 素，N取值在2 4間；所述的去除強(qiáng)反光帶是指累加圖像每行像素值為1 (白色)的像素 點(diǎn)個(gè)數(shù)總和同時(shí)統(tǒng)計(jì)每行像素值跳變的次數(shù)總和(包括像素值從1跳變?yōu)?或者從0跳變 為1)，如果某行白色像素點(diǎn)總和大于該行像素點(diǎn)總數(shù)的7/10 (對大量圖像處理的經(jīng)驗(yàn)值) 或者像素跳變次數(shù)小于6大于40時(shí)(對大量圖像處理的經(jīng)驗(yàn)值)，則將該行的元素全部置 為0(全為背景)；握權(quán)這的多模版匹配是指使同一個(gè)字符擁有多個(gè)模板，在進(jìn)行字符識別 時(shí)，逐個(gè)計(jì)算字符圖片與10個(gè)字符的所有模板的差值，分別取對應(yīng)10個(gè)字符的所有模板差 值的最小值，而后取出上述10個(gè)最小差值中的最小值并獲得其所對應(yīng)的字符，該字符就是 該字符圖片的識別結(jié)果。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過字符的變換處理直接在刀具表面標(biāo)刻數(shù)字編碼字符，有效解決了小直 徑旋轉(zhuǎn)刀具條碼技術(shù)無法有效標(biāo)識以及條碼表達(dá)信息抽象等難題。針對小直徑刀具表面字 符通過CCD圖像傳感器捕獲到的圖像變形大、圖像預(yù)處理時(shí)易斷裂的特點(diǎn)，提出了適合小 直徑刀具表面激光標(biāo)刻的數(shù)碼管字體改進(jìn)以及刀具表面數(shù)字字符識別方法。利用本發(fā)明的 方法，刀具管理人員無須進(jìn)行任何的人工操作并可解決刀具日常管理過程中的標(biāo)識難題， 省去了刀具管理過程中的人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了刀具身份的自動(dòng)識別。有利于提高高精加工設(shè) 備的自動(dòng)化水平，尤其是機(jī)床刀庫的自動(dòng)化管理水平。同時(shí)本發(fā)明還可直接用于刀庫物流 管理，提高自動(dòng)化管理水平。


圖1是本發(fā)明的打標(biāo)字符在刀具圓柱表面變形示意圖。
圖2是本發(fā)明使用數(shù)碼管字體在YG6銑刀片上標(biāo)識結(jié)果圖片。圖3是本發(fā)明使用數(shù)碼管字體在YG6材料Φ3立銑刀圓柱面標(biāo)識的結(jié)果圖片。圖4是本發(fā)明使用的數(shù)碼管字體和改進(jìn)后的數(shù)碼管字體的各數(shù)字字符圖片。圖5是利用本發(fā)明的方法在小直徑刀柄上所打字符的效果圖。圖6是本發(fā)明識讀過程中經(jīng)原圖、灰度化、光照校正、高帽變換對比度增強(qiáng)處理后 的圖片效果。圖7分別是中值濾波、閉運(yùn)算、傾斜校正、去除強(qiáng)反光帶處理后圖片效果。圖8是定位處理后的圖像效果。
圖9是字符切割后的圖像效果。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。一種在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，它包括在小直徑刀柄上進(jìn)行編碼 數(shù)字打標(biāo)的方法和圖像識別的方法，其中所述的編碼數(shù)字打標(biāo)方法為1)首先采用數(shù)碼管字體作為標(biāo)記用數(shù)字字體，并控制字符高度不大于0. 7mm,字 符總長不超過4mm，字符間距約為0. 26mm ；2)對遠(yuǎn)離照明中心的字符的底邊橫線進(jìn)行加粗處理，使所述需加粗橫線的線寬為 未加粗線寬的120% 140%，矯正由于圓柱面曲率造成的字體變形，提高圖像識別的準(zhǔn)確 率；具體實(shí)施時(shí)還可根據(jù)以下公式計(jì)算加粗后的線寬以刀具標(biāo)刻字符向下避開反光帶為例(可使用斜照明方案作為系統(tǒng)光源)，字符 底部與刀具中心平面夾角θ = arcsin(/s +/fa1 單位為角度，
R字符底部橫線線寬根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算
L =R sin0-R.sinC^-i·—) mR 3. 14其中θ為字符底部與刀具中心平面夾角(單位為角度)，1&為一側(cè)反光帶寬度， Iiw為反光帶與字符間距，為字符總高，R為刀具半徑，IlilS字符底部橫線寬度，Im為字 符底部橫線弧長即原長(如圖1所示)，刀具標(biāo)刻字符向上避開反光帶時(shí)計(jì)算公式類似；為保證字符底部橫線線寬和字符其他位置線寬相等時(shí)對應(yīng)的1^值，并將其用于 數(shù)碼管字體相應(yīng)字符的改進(jìn)中(當(dāng)?shù)毒邩?biāo)刻字符向下避開反光帶時(shí)，則需要改變數(shù)碼管字 符0、1、2、3、5、6、8的底部橫線線寬值；當(dāng)?shù)毒邩?biāo)刻字符向上避開反光帶時(shí)，則需要改變數(shù) 碼管字符0，1，2，3，5，7，8，9的頂部橫線線寬值)3)將經(jīng)過上述第2)步處理過的編碼數(shù)字輸入激光打碼機(jī)中，選擇打碼參數(shù)為I = 9. 3 9. 7Α，ν = 1 4m/s，f = 17. 5 19KHz進(jìn)行激光打碼完成編碼數(shù)字的打標(biāo)；所述的編碼數(shù)字的識別方法為首先，利用CCD圖像傳感器獲得前述在小直徑刀柄上標(biāo)刻的字符圖像；識別時(shí)應(yīng) 根據(jù)攝像頭和照明的位置，調(diào)整攝像頭的位置或角度使攝取的字符圖像的起始線偏離刀柄上照明形成的強(qiáng)反光帶0. 5 3個(gè)字符線寬(即未作變粗處理的字符線的線寬)，如圖3、6所示，從圖3和圖6可以看出，強(qiáng)反光帶的寬度一般不會(huì)超過字符的高度；為了提高識讀的 準(zhǔn)確性，在保證攝取圖像的高度的同時(shí)，離開反光帶的距離以大于一個(gè)字符線寬為佳，離開 的距離的上限以獲取清晰完整的圖像為佳，但不宜超過3個(gè)字符線寬。其次，將所獲得的圖像送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行光照校正和高帽變換對比度增強(qiáng)處理；第三，進(jìn)行二值化、采用逐行白色像素點(diǎn)總和累加和顏色突變次數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法去 除強(qiáng)反光帶、通過水平投影和垂直投影方法進(jìn)行字符定位和分割；最終，通過多模版匹配的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字字符識別，并最終得出所述小直徑刀柄上 的數(shù)字編碼。具體的識別步驟細(xì)化如下①使用CCD圖像傳感器和計(jì)算機(jī)采集圖像，并進(jìn)行灰度化預(yù)處理；②光照校正首先通過計(jì)算小塊圖像區(qū)域的平均亮度來估計(jì)整個(gè)圖像的亮度變 化，然后用這個(gè)圖像減去估計(jì)的背景亮度，最后，對光照校正的圖像進(jìn)行直方圖增強(qiáng)。這樣 的處理即彌補(bǔ)了非均勻光照條件又提高了圖像的對比度；③高帽變換對比度增強(qiáng)處理基于形態(tài)學(xué)的圖像處理方法，對在較亮的背景中求 較暗的像素集或在較暗的背景中求較亮的像素集非常有效；④二值化通過最大類別方差法確定圖像閾值ο，將數(shù)字圖像經(jīng)灰度化處理并進(jìn) 行對比度擴(kuò)展之后的像素表示值在區(qū)域
內(nèi)的像素點(diǎn)表示值均置為0，其余的像素表 示值均置為1 ；⑤利用中值濾波法去除噪聲采用的是NXN的模塊，計(jì)算時(shí)用到所有的N2個(gè)像 素，N取值在2 4間；⑥使用Radon變換方法對圖像進(jìn)行傾斜校正；⑦去除強(qiáng)反光帶累加圖像每行像素值為1 (白色)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)總和同時(shí)統(tǒng)計(jì)每 行像素值跳變的次數(shù)總和(包括像素值從1跳變?yōu)?或者從0跳變?yōu)?)，如果某行白色像 素點(diǎn)總和大于該行像素點(diǎn)總數(shù)的7/10 (對大量圖像處理的經(jīng)驗(yàn)值)或者像素跳變次數(shù)小于 6大于40時(shí)(對大量圖像處理的經(jīng)驗(yàn)值)，則將該行的元素全部置為0 (全為背景)；⑧對圖像進(jìn)行矩形框的閉運(yùn)算使用矩形窗的閉運(yùn)算，解決圖片在二值化過程中 可能出現(xiàn)的字符斷裂現(xiàn)象；⑨字符定位計(jì)算水平投影，寬度最大的水平投影即為字符部分；⑩字符分割計(jì)算垂直投影，獲取各字符的中心位置以及各字符寬度，取字符寬度 的最大值并進(jìn)行適當(dāng)放大(加2)，以上面的獲得的切割寬度進(jìn)行字符分割； 利用多模版匹配的方法進(jìn)行字符識別為了提高識別的可靠性，采用多模版匹 配的方法，即同一個(gè)字符在擁有多個(gè)模板，在進(jìn)行字符識別時(shí)，逐個(gè)計(jì)算字符圖片與10個(gè) 字符的所有模板的差值，分別取對應(yīng)10個(gè)字符的所有模板差值的最小值，而后取出上述10 個(gè)最小差值中的最小值并獲得其所對應(yīng)的字符，該字符就是該字符圖片的識別結(jié)果。下面以在3毫米直徑上進(jìn)行數(shù)字編碼打標(biāo)和識別為例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，對于 其它尺寸的刀柄可參照本實(shí)施例進(jìn)行。如圖1-9所示。一、首先對需進(jìn)行打標(biāo)的數(shù)字進(jìn)行變形處理，改進(jìn)過程如下
①在YG6銑刀片平面和Φ 3立銑刀圓柱面進(jìn)行6位數(shù)碼管字體激光標(biāo)刻；②利用CXD圖像傳感器分別獲得銑刀片平面和Φ3立銑刀圓柱面的標(biāo)刻字符圖像分別如圖2和圖3所示，從圖3中可以看到Φ3立銑刀圓柱面有一條很亮的反光帶，圖3中 刀具標(biāo)刻字符向下避開反光帶；③圖2中字符8底邊橫線線寬Im為0· 1176mm,圖3中對應(yīng)圖1中的1反
為0. 2206mm, 1間為0. 1470mm, 1總髙為0. 6323mm, R為1. 5mm,根據(jù)附圖1可計(jì)算出
Λ . ,0.2206 + 0.1470 + 0.6323、^。。
θ = arcsin(—-) = 41.8
1.5字符底部線寬/底=1.5 sin41.8°-1.5*Sin(41.8°-^^^^iOgOS變形為
22. 78% ；④為了保證字符底部線寬近似和字符其他線寬(0. 1176mm)相等，即變形不超過 10%時(shí)(這是為了滿足圖像識別正確率所必須的值，大于此值，識讀的正確率會(huì)下降)，反 求出字符底部橫線線寬范圍為0. 1366 0. 1657mm，是原線寬的120% 140%，因?yàn)闃?biāo)刻字 符向下避開反光帶，所以只需要將數(shù)碼管字體文件中0、1、2、3、5、6、8字符底部橫線線寬修 改為原長的120% 140%，保存修改過的字體文件，圖4是數(shù)碼管字體和改進(jìn)數(shù)碼管字體 各數(shù)字字符圖片。二、激光打標(biāo)工藝使用武漢楚天工業(yè)CT-LMK50-B型號的激光器進(jìn)行打標(biāo)，在刀具柄部打上基于改進(jìn)數(shù)碼管字體的小直徑刀具的編碼。激光能量(工作電流)、重復(fù)頻率、打標(biāo)速度是影響激光打標(biāo)質(zhì)量(標(biāo)記對比度、 寬度、深度)的主要因素，經(jīng)過單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，最佳打標(biāo)參數(shù)確定為打標(biāo)電流I =9. 3 9. 7A，打標(biāo)速度ν = 1 4m/s，重復(fù)頻率f = 17. 5 19kHz，在YG6硬質(zhì)合金Φ 3銑刀上打 標(biāo)效果如圖5所示。三、采用改進(jìn)數(shù)碼管字體進(jìn)行激光標(biāo)刻，利用CCD圖像傳感器獲得立銑刀圓柱面 的標(biāo)刻字符圖像，圖像尺寸控制在0. 7X4毫米之內(nèi)，對圖片進(jìn)行預(yù)處理、定位和分割、并最 終識別出字符，具體過程如下所示①原圖使用MATLAB自帶的灰度化函數(shù)進(jìn)行灰度化；②計(jì)算[30 40]小塊圖像區(qū)域的平均亮度估計(jì)整個(gè)圖像的亮度變化，然后用原灰 度圖像減去估計(jì)的背景亮度，接著對光照校正后的圖像進(jìn)行直方圖增強(qiáng)；③對進(jìn)行光照校正后的圖像接著進(jìn)行StrelC disk'，12)結(jié)構(gòu)元素的高帽變 換，原圖、灰度化、光照校正、高帽變換對比度增強(qiáng)后圖片效果如圖6所示；④通過最大類別方差法確定圖像閾值為86，將圖像進(jìn)行二值化；⑤采用3X3的模塊對圖像進(jìn)行中值濾波，去除噪聲；⑥采用Randon變換方法對圖像進(jìn)行傾斜校正；⑦采用逐行白色像素點(diǎn)總和累加和顏色突變次數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法，如果累加總和或者 顏色突變次數(shù)在給定的范圍內(nèi)，則將該行的所有像素點(diǎn)值全部置為0 (黑色)，去噪、閉運(yùn) 算、傾斜校正、去除強(qiáng)反光帶后圖像分別如圖7所示；⑧使用矩形框[3 5]對圖像進(jìn)行閉運(yùn)算；
⑨通過水平投影法和垂直投影法對字符進(jìn)行定位和分割，處理結(jié)果分別如圖8和圖9所示；利用多模板匹配進(jìn)行字符識別，以最后一個(gè)字符(字符9)圖片為例說明，該圖片 與十個(gè)字符(0，1，2，3，4，5，6，7，8，9)的所有模板差值的最小值分別為99，140，205，166， 116，94，75，171，77，35，因?yàn)樵谄渲兴姓`差中35最小，對應(yīng)的字符為9，所以最后一個(gè)字 符識別為9。經(jīng)最終人工確認(rèn)，激光機(jī)所打編碼與計(jì)算機(jī)最后識讀出的編碼完全相同。此外，申請人還通過利用本發(fā)明的方法在直徑分別為4. 5、5、5. 5、6毫米的刀柄進(jìn) 行編碼標(biāo)示和識讀，并進(jìn)行人工比對，準(zhǔn)確率為100%。證明本發(fā)明的方法切實(shí)可行。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，它包括在小直徑刀柄上進(jìn)行編碼數(shù)字打標(biāo)的方法和圖像識別的方法，其特征是所述的編碼數(shù)字打標(biāo)方法為1)首先采用數(shù)碼管字體作為標(biāo)記用數(shù)字字體，并控制字符高度不大于0.7mm，字符總長不超過4mm，字符間距約為0.26mm；2)對遠(yuǎn)離照明中心的字符的底邊橫線進(jìn)行加粗處理，使所述需加粗橫線的線寬為未加粗線寬的120％～140％，矯正由于圓柱面曲率造成的字體變形，提高圖像識別的準(zhǔn)確率；3)將經(jīng)過上述第2)步處理過的編碼數(shù)字輸入激光打碼機(jī)中，選擇打碼參數(shù)為I＝9.3～9.7A，v＝1～4m/s，f＝17.5～19KHz進(jìn)行激光打碼完成編碼數(shù)字的打標(biāo)；所述的編碼數(shù)字的識別方法為首先，利用CCD圖像傳感器獲得前述在小直徑刀柄上標(biāo)刻的字符圖像；識別時(shí)應(yīng)根據(jù)攝像頭和照明的位置，調(diào)整攝像頭的位置或角度使攝取的字符圖像的起始線偏離刀柄上照明形成的強(qiáng)反光帶0.5～3個(gè)字符線寬；其次，將所獲得的圖像送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行光照校正和高帽變換對比度增強(qiáng)處理；第三，進(jìn)行二值化、采用逐行白色像素點(diǎn)總和累加和顏色突變次數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法去除強(qiáng)反光帶、通過水平投影和垂直投影方法進(jìn)行字符定位和分割；最終，通過多模版匹配的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字字符識別，并最終得出所述小直徑刀柄上的數(shù)字編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，其特征是所述的 小直徑刀柄是指直徑為3-6毫米的刀柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，其特征是所述的 光照校正是指通過計(jì)算小塊圖像區(qū)域的平均亮度來估計(jì)整個(gè)圖像的亮度變化，然后用這個(gè) 圖像減去估計(jì)的背景亮度，最后，對光照校正的圖像進(jìn)行直方圖增強(qiáng)；以彌補(bǔ)非均勻光照條 件又提高圖像的對比度；所述的高帽變換對比度增強(qiáng)處理是基于形態(tài)學(xué)的圖像處理方法， 即在較亮的背景中求較暗的像素集或在較暗的背景中求較亮的像素集；所述的二值化是通 過最大類別方差法確定圖像閾值σ，將數(shù)字圖像經(jīng)灰度化處理并進(jìn)行對比度擴(kuò)展之后的像 素表示值在區(qū)域W，σ ]內(nèi)的像素點(diǎn)表示值均置為0，其余的像素表示值均置為1 ；所述的 中值濾波法去除噪聲是指采用NXN的模塊，計(jì)算時(shí)用到所有的N2個(gè)像素，N取值在2 4間；所述的去除強(qiáng)反光帶是指累加圖像每行像素值為1的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)總和同時(shí)統(tǒng)計(jì)每 行像素值跳變的次數(shù)總和，如果某行白色像素點(diǎn)總和大于該行像素點(diǎn)總數(shù)的7/10或者像 素跳變次數(shù)小于6大于40時(shí)，則將該行的元素全部置為0 ；所述的多模版匹配是指使同一 個(gè)字符擁有多個(gè)模板，在進(jìn)行字符識別時(shí)，逐個(gè)計(jì)算字符圖片與10個(gè)字符的所有模板的差 值，分別取對應(yīng)10個(gè)字符的所有模板差值的最小值，而后取出上述10個(gè)最小差值中的最小 值并獲得其所對應(yīng)的字符，該字符就是該字符圖片的識別結(jié)果。
全文摘要
一種在小直徑刀具上進(jìn)行激光數(shù)字標(biāo)識的方法，通過對比曲面上字符相對于平面上字符的橫線線寬變形，對字符中變形較大的橫線進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)并將其運(yùn)用到激光標(biāo)刻中；通過CCD圖像傳感器獲得標(biāo)刻字符圖像，經(jīng)過光照校正，高帽變換對比度增強(qiáng)處理后進(jìn)行二值化、采用逐行白色像素點(diǎn)總和累加和顏色突變次數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法去除強(qiáng)反光帶、通過水平投影和垂直投影方法進(jìn)行字符定位和分割、最終通過多模版匹配的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字字符識別。本發(fā)明具有識讀準(zhǔn)確率高，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，它解決了小直徑上數(shù)碼標(biāo)識的難題，為小直徑刀柄的自動(dòng)化管理提供了基礎(chǔ)。
文檔編號B41J3/407GK101804744SQ201010132128
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者盧文壯, 吳小軍, 孫來鑫, 左敦穩(wěn), 龐存辰, 張馳, 彭雪濤, 徐鋒, 王艷, 經(jīng)建峰 申請人:南京航空航天大學(xué)