一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法
【專利摘要】一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，包括照明取像系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、算法處理系統(tǒng)；所述照明取像系統(tǒng)采集已貼標(biāo)簽的酒瓶圖像；所述圖像處理系統(tǒng)依次通過：圖像對(duì)比度拉伸變換、圖像降噪處理、圖像閾值處理、圖像填充處理對(duì)所獲得的酒瓶圖像進(jìn)行預(yù)處理；所述算法處理系統(tǒng)，定位酒瓶瓶身和設(shè)定點(diǎn)在酒瓶圖像中的位置，并將標(biāo)簽正確粘貼時(shí)特殊點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系、和需要檢測(cè)的圖像中特殊點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系進(jìn)行對(duì)比，以此來判斷標(biāo)簽是否有粘貼缺陷。本發(fā)明可以檢測(cè)常用的標(biāo)簽檢測(cè)方法和一般的視覺檢測(cè)方法無法檢測(cè)的扁平酒瓶的標(biāo)簽粘貼缺陷。
【專利說明】一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，涉及包裝檢測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]因扁平玻璃酒瓶并非圓柱形回轉(zhuǎn)體，在其上粘貼標(biāo)簽時(shí)，需要確保標(biāo)簽與瓶身之間設(shè)定的相對(duì)位姿，若標(biāo)簽粘貼傾斜、偏移或漏貼，則該瓶酒將被視為次品。目前，相關(guān)生產(chǎn)廠家，如:勁酒等，一般通過大量人工在生產(chǎn)線上檢測(cè)瓶身標(biāo)簽的粘貼缺陷，工作強(qiáng)度大、易疲勞，效率低。目前，對(duì)于對(duì)稱回轉(zhuǎn)型玻璃制品標(biāo)簽粘貼質(zhì)量的檢測(cè)，已經(jīng)存在有效的自動(dòng)檢測(cè)方法如:啤酒瓶等。但由于對(duì)稱回轉(zhuǎn)型玻璃瓶上的標(biāo)簽，只需要滿足標(biāo)簽與瓶身之間的相對(duì)姿態(tài)，而對(duì)相對(duì)位置沒有嚴(yán)格要求。因而其所用的自動(dòng)檢測(cè)方法并不能勝任扁平玻璃瓶標(biāo)簽粘貼質(zhì)量的檢測(cè)，因而需要開發(fā)專門的自動(dòng)檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的標(biāo)簽粘貼缺陷檢測(cè)方法，不能有效的對(duì)扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷進(jìn)行檢測(cè)的問題。本發(fā)明提供一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，該方法能夠有效的檢測(cè)扁平酒瓶標(biāo)簽的粘貼缺陷。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，包括照明取像系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、缺陷判斷系統(tǒng)；
[0005]所述照明取像系統(tǒng)采集已貼標(biāo)簽或未貼標(biāo)簽的酒瓶的灰度圖像；
[0006]所述圖像處理系統(tǒng)依次通過圖像對(duì)比度拉伸變換、圖像降噪處理、圖像閾值處理、圖像填充處理對(duì)所獲得的酒瓶圖像進(jìn)行預(yù)處理；
[0007]所述缺陷判斷系統(tǒng)是在酒瓶圖像經(jīng)過預(yù)處理之后，首先檢測(cè)圖像中扁平酒瓶瓶蓋頂點(diǎn)、以及頂點(diǎn)正下方處于標(biāo)簽區(qū)域的三個(gè)設(shè)定點(diǎn)，然后計(jì)算設(shè)定點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系，從而以實(shí)際中標(biāo)簽正確粘貼時(shí)、扁平酒瓶上這些點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系與其進(jìn)行對(duì)比，來判斷圖像中標(biāo)簽的粘貼是否合格，以此來判斷標(biāo)簽是否有粘貼缺陷。
[0008]所述標(biāo)簽粘貼缺陷判斷過程的具體步驟如下:
[0009]1.尋找經(jīng)過預(yù)處理后酒瓶圖像的瓶蓋頂部邊緣，將其中心點(diǎn)設(shè)為酒瓶瓶蓋的頂占.[0010]2.以實(shí)際中瓶蓋區(qū)域與標(biāo)簽區(qū)域的位姿關(guān)系為基準(zhǔn)獲得酒瓶瓶蓋頂點(diǎn)正下方的處于標(biāo)簽區(qū)域內(nèi)的三個(gè)設(shè)定點(diǎn):定點(diǎn)A、定點(diǎn)B、定點(diǎn)C ；
[0011]3.檢測(cè)三個(gè)設(shè)定點(diǎn)中是否有一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的圖像像素值和瓶蓋頂點(diǎn)的圖像像素值相同，若相同，則判定標(biāo)簽沒有漏貼；若都不同，則判定為標(biāo)簽漏貼；
[0012]4.分別計(jì)算圖像中三個(gè)設(shè)定點(diǎn)到標(biāo)簽左邊緣的距離、以這三個(gè)距離相互之間的比值r，u，V來判斷標(biāo)簽是否傾斜，若比值中有一個(gè)值或多個(gè)值為“1”，則判定未傾斜；
[0013]5.計(jì)算定點(diǎn)A到標(biāo)簽左、右邊緣的距離r和L、以這兩個(gè)距離的比值t和指定的閾值進(jìn)行對(duì)比來判斷標(biāo)簽是否左右偏移；[0014]6.尋找瓶蓋頂點(diǎn)到標(biāo)簽上、下邊緣的豎直距離m和n，并計(jì)算這兩個(gè)距離的比值h，再用這個(gè)比值和指定的閾值對(duì)比來判斷標(biāo)簽是否有上下偏移。
[0015]所述設(shè)定點(diǎn)A、B、C，是以實(shí)際中標(biāo)簽正確粘貼時(shí)，瓶蓋區(qū)域與標(biāo)簽區(qū)域的位姿關(guān)系為基準(zhǔn)所確定的位于標(biāo)簽區(qū)域內(nèi)部的固定點(diǎn)。不會(huì)根據(jù)其他被檢測(cè)圖像中標(biāo)簽區(qū)域的位置變動(dòng)而產(chǎn)生位置變動(dòng)。
[0016]所述閾值，是以實(shí)際檢測(cè)環(huán)境下，扁平酒瓶標(biāo)簽正確粘貼時(shí)，設(shè)定點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系為基準(zhǔn)的，這樣以實(shí)際條件為基準(zhǔn)設(shè)定閾值將會(huì)使檢測(cè)時(shí)的結(jié)果判定更為精確，檢測(cè)具有確定性。設(shè)定點(diǎn)無需在實(shí)物上進(jìn)行標(biāo)記，只需在圖像區(qū)域內(nèi)設(shè)定其坐標(biāo)即可，符合工業(yè)流水線上的生產(chǎn)要求。
[0017]所述標(biāo)簽區(qū)域，若被檢測(cè)酒瓶圖像中存在標(biāo)簽，則經(jīng)過預(yù)處理后，其標(biāo)簽區(qū)域中的三個(gè)設(shè)定點(diǎn)A、B、C中至少有一個(gè)點(diǎn)的圖像像素值將與瓶蓋區(qū)域像素值相同；若不存在標(biāo)簽，則經(jīng)過預(yù)處理后，其標(biāo)簽區(qū)域中的三個(gè)設(shè)定點(diǎn)A、B、C的圖像像素值都將與瓶蓋區(qū)域像素值不同；這種標(biāo)簽區(qū)域和瓶蓋區(qū)域之間像素值的關(guān)系可以判斷標(biāo)簽是否漏貼。
[0018]所述距離的比值，是按照?qǐng)D像中各距離的像素長(zhǎng)度為基準(zhǔn)進(jìn)行比較的，避免需要對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。
[0019]所述定點(diǎn)A、定點(diǎn)B、定點(diǎn)C，是以實(shí)際中標(biāo)簽正確粘貼時(shí)瓶蓋區(qū)域與標(biāo)簽區(qū)域的位置關(guān)系為基準(zhǔn)所確定的位于標(biāo)簽區(qū)域內(nèi)部的固定點(diǎn)。不會(huì)根據(jù)其他被檢測(cè)圖像中標(biāo)簽區(qū)域的位置變動(dòng)而產(chǎn)生位置變動(dòng)。通過計(jì)算這三個(gè)設(shè)定點(diǎn)與標(biāo)簽之間的位姿關(guān)系才能夠正確判定標(biāo)簽的粘貼缺陷。
[0020]所述照明取像系統(tǒng)使用同軸照明的照明方式，其光源使用環(huán)形的LED燈，使用白色光。因所測(cè)酒瓶為高度反光的玻璃制品，而使用同軸照明的照明方式能夠有效的減少和抑制采集圖像過程中的反光區(qū)域。環(huán)形LED燈對(duì)標(biāo)簽所在的微凸表面有更均勻的照明效果，并能有效減少反光區(qū)域。
[0021]本發(fā)明一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，有益效果如下:
[0022]由于所使用的算法類型基于圖像中最基本的元素——點(diǎn)之間的位置關(guān)系，所以可以檢測(cè)常用的基于面積關(guān)系和區(qū)域關(guān)系的標(biāo)簽檢測(cè)方法和視覺檢測(cè)方法無法檢測(cè)的扁平酒瓶的標(biāo)簽粘貼缺陷。并且本發(fā)明具有“眼見為實(shí)”、靈活、可移植、可復(fù)用、速度快等特點(diǎn)，且無需對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，可以根據(jù)工業(yè)要求進(jìn)行改進(jìn)，以滿足其他不同類型的非圓柱回轉(zhuǎn)體酒瓶的標(biāo)簽檢測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0024]圖1是本發(fā)明照明取像系統(tǒng)流程圖；
[0025]圖2是本發(fā)明圖像處理系統(tǒng)流程圖；
[0026]圖3是本發(fā)明檢測(cè)流程圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例原理圖；
[0028]圖5是本發(fā)明經(jīng)CXD相機(jī)所采集的灰度圖；
[0029]圖6是本發(fā)明經(jīng)閾值處理所獲得的二值圖；
[0030]圖7是本發(fā)明經(jīng)填充處理所獲得的二值圖；[0031]圖8是本發(fā)明經(jīng)圖像處理系統(tǒng)及算法處理系統(tǒng)處理后的結(jié)果圖。
[0032]其中圖1中:1為環(huán)形光源，2為小孔，3為扁平酒瓶；
[0033]4為圖像采集卡，5為工業(yè)CXD相機(jī)，6為計(jì)算機(jī)。
[0034]其中圖4中:7為瓶蓋頂點(diǎn)，8為定點(diǎn)A，9為定點(diǎn)B，10為定點(diǎn)C，11為標(biāo)簽范圍；
[0035]12為定點(diǎn)A到標(biāo)簽左邊緣距離r;
[0036]13為定點(diǎn)B到標(biāo)簽左邊緣距離u ；
[0037]14為定點(diǎn)C到標(biāo)簽左邊緣距離距離V ；
[0038]15為定點(diǎn)A到標(biāo)簽右邊緣距離L ;
[0039]16為瓶蓋頂點(diǎn)到標(biāo)簽上邊緣點(diǎn)17的豎直距離m，
[0040]17為標(biāo)簽上邊緣點(diǎn)；
[0041]18為瓶蓋頂點(diǎn)到標(biāo)簽下邊緣點(diǎn)19的豎直距離n，
[0042]19為標(biāo)簽下邊緣點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]如圖1、圖2所示，一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，包括照明取像系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、缺陷判斷系統(tǒng)；
[0044]如圖5所示，所述照明取像系統(tǒng)采集已貼標(biāo)簽的酒瓶的灰度圖像；
[0045]所述圖像處理系統(tǒng)依次通過圖像對(duì)比度拉伸變換、圖像降噪處理、圖像閾值處理、圖像填充處理對(duì)所獲得的酒瓶圖像進(jìn)行預(yù)處理，其中:
[0046]圖像對(duì)比度拉伸變換:對(duì)比度拉伸變換是進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍處理的基本工具，能夠加強(qiáng)圖像中某些過于灰暗的點(diǎn)的對(duì)比度。其函數(shù)由公式I所表達(dá):
【權(quán)利要求】
1.一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，包括照明取像系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、缺陷判斷系統(tǒng)； 所述照明取像系統(tǒng)采集已貼標(biāo)簽或未貼標(biāo)簽的酒瓶的灰度圖像； 所述圖像處理系統(tǒng)依次通過:圖像對(duì)比度拉伸變換、圖像降噪處理、圖像閾值處理、圖像填充處理對(duì)所獲得的酒瓶圖像進(jìn)行預(yù)處理； 所述缺陷判斷系統(tǒng)是在酒瓶圖像經(jīng)過預(yù)處理之后，首先檢測(cè)圖像中扁平酒瓶瓶蓋頂點(diǎn)、以及頂點(diǎn)正下方處于標(biāo)簽區(qū)域的三個(gè)設(shè)定點(diǎn)，然后計(jì)算設(shè)定點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系，從而以實(shí)際中標(biāo)簽正確粘貼時(shí)、扁平酒瓶上這些點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系與其進(jìn)行對(duì)比，來判斷圖像中標(biāo)簽的粘貼是否合格，以此來判斷標(biāo)簽是否有粘貼缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，定位需要檢測(cè)圖像中扁平酒瓶瓶蓋頂點(diǎn)(7)、以及頂點(diǎn)正下方處于標(biāo)簽區(qū)域(11)的三個(gè)設(shè)定點(diǎn)A、B、C，計(jì)算它們與標(biāo)簽的位姿關(guān)系，再以實(shí)際中標(biāo)簽正確粘貼時(shí)、扁平酒瓶上這些點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系與其進(jìn)行對(duì)比，來判斷圖像中標(biāo)簽的粘貼是否合格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，通過圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行處理后，若原始圖像中存在標(biāo)簽，則其瓶蓋區(qū)域、部分扁平酒瓶邊緣區(qū)域以及標(biāo)簽區(qū)域的圖像像素灰度值將相同，記為“1”，其他圖像區(qū)域圖像像素灰度值記為“O”；若原始圖像中不存在標(biāo)簽，則其瓶蓋區(qū)域、部分扁平酒瓶邊緣區(qū)域的圖像像素灰度值將相同，記為“ 1”，標(biāo)簽區(qū)域和其他圖像區(qū)域圖像像素灰度值記為“O”。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，標(biāo)簽粘貼缺陷檢測(cè)步驟依次如下: 圖像預(yù)處理后，對(duì)圖像自頂而下逐行掃描，當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)某行灰度值有由“O”到“I”再至lj“0”的跳變，則該行為`瓶蓋頂部邊緣所在行，該行內(nèi)灰度值為“I”的區(qū)域內(nèi)中心點(diǎn)即為酒瓶的瓶蓋頂點(diǎn)(7)； 以實(shí)際中瓶蓋區(qū)域與標(biāo)簽區(qū)域的位姿關(guān)系為基準(zhǔn)獲得酒瓶瓶蓋頂點(diǎn)正下方的處于標(biāo)簽區(qū)域內(nèi)的三個(gè)設(shè)定點(diǎn):定點(diǎn)A、定點(diǎn)B、定點(diǎn)C ； 檢測(cè)三個(gè)設(shè)定點(diǎn)中是否有一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)的圖像像素值和瓶蓋頂點(diǎn)(7)的圖像像素值相同，若相同，則判定標(biāo)簽沒有漏貼；若都不同，則判定為標(biāo)簽漏貼； 分別計(jì)算圖像中三個(gè)設(shè)定點(diǎn):定點(diǎn)A、定點(diǎn)B、定點(diǎn)C，到標(biāo)簽左邊緣的距離、以這三個(gè)距離相互之間的比值r，U，V來判斷標(biāo)簽是否傾斜，若比值中有一個(gè)值或多個(gè)值為“ 1”，則判定未傾斜； 計(jì)算定點(diǎn)A到標(biāo)簽左、右邊緣的距離r和L、以這兩個(gè)距離的比值t和指定的閾值進(jìn)行對(duì)比來判斷標(biāo)簽是否左右偏移； 尋找瓶蓋頂點(diǎn)(7)到標(biāo)簽上、下邊緣的豎直距離m和n，并計(jì)算這兩個(gè)距離的比值h，再用這個(gè)比值和指定的閾值對(duì)比來判斷標(biāo)簽是否有上下偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述設(shè)定點(diǎn)A、B、C，是以實(shí)際中標(biāo)簽正確粘貼時(shí)，瓶蓋區(qū)域與標(biāo)簽區(qū)域的位姿關(guān)系為基準(zhǔn)所確定的位于標(biāo)簽區(qū)域(11)內(nèi)部的固定點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述閾值，是以實(shí)際檢測(cè)環(huán)境下，扁平酒瓶標(biāo)簽正確粘貼時(shí)，設(shè)定點(diǎn)與標(biāo)簽的位姿關(guān)系為標(biāo)準(zhǔn)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述距離的比值是按照?qǐng)D像中各距離的像素長(zhǎng)度為基準(zhǔn)進(jìn)行比較的。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述照明取像系統(tǒng)使用同軸照明的照明方式，其光源使用環(huán)形的LED燈，使用白色光。
9.一種扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟:由LED環(huán)形燈(I)發(fā)出白色光經(jīng)過小孔(2)，照射在扁平酒瓶(3)上，再由CXD攝像機(jī)通過反射光獲取圖像，然后計(jì)算機(jī)(6)對(duì)所獲得的圖像進(jìn)行預(yù)處理，最后計(jì)算預(yù)處理后的圖像中特殊點(diǎn)與標(biāo)簽之間的位姿關(guān)系，并與實(shí)際中特殊點(diǎn)與標(biāo)簽之間正確的位姿關(guān)系進(jìn)行對(duì)比。
10.如權(quán)利要求1~9任意一項(xiàng)扁平酒瓶標(biāo)簽粘貼缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，該方法用于檢測(cè)扁平酒瓶標(biāo)簽的粘貼缺陷 。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103698337SQ201310703385
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】陳從平, 鄒雷, 黃正, 吳剛 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)