本發(fā)明屬于視覺(jué)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于點(diǎn)陣的噴碼清晰度機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

目前，在藥品、食品等行業(yè)的產(chǎn)品中，普遍使用激光或噴墨式噴碼設(shè)備在產(chǎn)品包裝上噴印產(chǎn)品批號(hào)、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、有效期等標(biāo)識(shí)。噴碼設(shè)備作為一種非接觸式的標(biāo)識(shí)設(shè)備可以提供字符的噴印，其在噴碼過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)噴碼字符不清楚的問(wèn)題，噴碼字符不清楚會(huì)影響商品的信譽(yù)和使用，因此，生產(chǎn)廠家在出廠前要對(duì)產(chǎn)品包裝上的噴碼進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是采用人工檢測(cè)，但是采用人工檢測(cè)方法會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)漏檢。同時(shí)，隨著生產(chǎn)速度的提高，人眼已經(jīng)跟不上產(chǎn)品的運(yùn)行速度了。近年來(lái)，噴碼字符圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)得到了一定的應(yīng)用，但是，由于噴印字符的字形、顏色、背景、字形傾斜度以及快速移動(dòng)中的其他干擾因素的影響，經(jīng)常會(huì)造成識(shí)別錯(cuò)誤或無(wú)法識(shí)別的情況出現(xiàn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，即使能識(shí)別出字符，并不代表字符是清晰的；同時(shí)，由于噴印過(guò)程中字符的變形，比如傾斜，伸縮，造成無(wú)法自動(dòng)識(shí)別，這種情況，又不能斷定字符不清晰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、精度高且能夠提高工作效率的基于點(diǎn)陣的噴碼清晰度機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于點(diǎn)陣的噴碼清晰度機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1、通過(guò)人機(jī)交互裝置設(shè)定、調(diào)整字符串圖像的測(cè)量區(qū)域，并將設(shè)定結(jié)果傳送給智能相機(jī)；

步驟2、智能相機(jī)獲取包裝品噴碼字符的字符串圖像；

步驟3、智能相機(jī)分別提取測(cè)量區(qū)域內(nèi)所有字符的所有點(diǎn)陣內(nèi)的像素指定顏色灰度值，并進(jìn)行如下判斷：

如果該像素灰度值小于顏色灰度白閾值，則將該像素點(diǎn)標(biāo)注為白像素并累計(jì)點(diǎn)陣內(nèi)白像素的數(shù)量；

如果該像素灰度值大于顏色灰度黑閾值，則將該像素點(diǎn)標(biāo)注為黑像素并累計(jì)點(diǎn)陣內(nèi)黑像素的數(shù)量；

如果該像素灰度值為其他值，則將該像素點(diǎn)標(biāo)注為模糊像素并累計(jì)點(diǎn)陣內(nèi)模糊像素的數(shù)量；

步驟4、智能相機(jī)分別計(jì)算測(cè)量區(qū)域內(nèi)所有字符的所有點(diǎn)陣的顏色面積，并進(jìn)行如下判斷：

如果黑像素面積加上模糊像素面積小于顏色面積空白閾值，則將該點(diǎn)標(biāo)注為0；

如果黑像素面積大于顏色面積實(shí)黑閾值，則將該點(diǎn)標(biāo)注為1；

如果為其他值，則將該點(diǎn)標(biāo)注為模糊；

步驟5、智能相機(jī)按下述方法進(jìn)行清晰度判定：

如果測(cè)量區(qū)域的點(diǎn)陣內(nèi)任一個(gè)點(diǎn)被標(biāo)注為模糊，則判定該點(diǎn)陣字符為不清晰；

如果沒(méi)有被標(biāo)注為模糊的點(diǎn)，則將標(biāo)注為0和1的點(diǎn)陣與標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)點(diǎn)陣比較，如果能在標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中匹配到完全吻合的字符，則判定該點(diǎn)陣清晰，否則判定為不清晰；

步驟6、智能相機(jī)向剔除機(jī)構(gòu)發(fā)出控制命令并由剔除機(jī)構(gòu)將噴碼字符不清晰的產(chǎn)品剔除。

所述步驟1的具體方法包括以下步驟：

⑴將標(biāo)準(zhǔn)字符串圖像輸入并顯示；

⑵輸入字符點(diǎn)陣數(shù)、字符字體及字符顏色；

⑶按點(diǎn)陣數(shù)自動(dòng)生成點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域，該測(cè)量區(qū)域被分成間隔的四邊形區(qū)域；

⑷采用伸縮、傾斜的方法對(duì)點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域調(diào)整，使之與實(shí)際字符圖像點(diǎn)陣吻合；

⑸設(shè)定像素的顏色灰度白閾值、顏色灰度黑閾值，設(shè)定點(diǎn)陣的顏色面積空白閾值、顏色面積實(shí)黑閾值；

⑹按點(diǎn)陣讀取個(gè)別字符或圖像，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符或圖案，單獨(dú)以點(diǎn)陣方式建立模型；

⑺將設(shè)定結(jié)果傳送給智能相機(jī)。

所述字符串圖像包括漢字、字母、數(shù)字、固定字符和空白符。

所述步驟⑶生成生成點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域的方法為：首先生成一個(gè)字符矩形點(diǎn)陣，然后拖拉矩形的四個(gè)角，將該字符覆蓋，直至將字符串中的所有字符覆蓋，從而得到指定的點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域，該點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域按行將字符串自動(dòng)分隔，并將每個(gè)字符單獨(dú)按噴碼字庫(kù)劃分成小點(diǎn)陣。

所述字符點(diǎn)陣為5×5至32×20之間的矩形點(diǎn)陣。

所述顏色灰度白閾值、顏色灰度黑閾值取值范圍為0～255，該顏色灰度白閾值和顏色灰度黑閾值分別設(shè)為25和230；所述顏色面積空白閾值和顏色面積實(shí)黑閾值設(shè)為10％和90％。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本發(fā)明通過(guò)人機(jī)交互裝置按點(diǎn)陣數(shù)自動(dòng)生成點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域并可根據(jù)字符串圖像調(diào)整測(cè)量區(qū)域，智能相機(jī)根據(jù)測(cè)量區(qū)域內(nèi)所有字符的所有點(diǎn)陣內(nèi)的像素指定顏色灰度值及點(diǎn)陣的顏色面積進(jìn)行清晰度判斷，能夠準(zhǔn)確可靠地完成對(duì)包裝品噴碼字符的識(shí)別判斷，并將噴碼字符不清晰的產(chǎn)品剔除，具有判斷準(zhǔn)確、工作效率高、使用方便等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接圖；

圖2為本發(fā)明的字符點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(7行X5列)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：

一種基于點(diǎn)陣的噴碼清晰度機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法，是在如圖1所示的識(shí)別系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的，該識(shí)別系統(tǒng)包括智能相機(jī)1、人機(jī)交互裝置2和剔除機(jī)構(gòu)3，智能相機(jī)和人機(jī)交互裝置及剔除機(jī)構(gòu)相連接。智能相機(jī)用于獲取噴碼字符圖像、進(jìn)行噴碼字符清晰度判定并向剔除機(jī)構(gòu)發(fā)出剔除控制命令；人機(jī)交互裝置用于字符串圖像顯示、測(cè)量區(qū)域設(shè)定及調(diào)整并向智能相機(jī)傳送；剔除機(jī)構(gòu)接收智能相機(jī)的控制命令并將噴碼字符不清晰的產(chǎn)品剔除。

本發(fā)明包括以下步驟：

步驟1、通過(guò)人機(jī)交互裝置設(shè)定、調(diào)整字符串圖像的測(cè)量區(qū)域，并將設(shè)定結(jié)果傳送給智能相機(jī)。具體方法包括以下處理過(guò)程：

(1)字符串圖像輸入并顯示

在本步驟中，將本批次需要檢測(cè)噴碼字符的清晰字符串圖像輸入到人機(jī)交互裝置中并進(jìn)行顯示。字符串圖像輸入可以通過(guò)智能相機(jī)進(jìn)行圖像獲取并傳送給人機(jī)交互裝置，并由人機(jī)交互裝置進(jìn)行顯示。

字符串包括：漢字、字母、數(shù)字、固定字符和空白符。

(2)輸入字符點(diǎn)陣數(shù)、字符字體及字符顏色

在本步驟中，將每個(gè)字符設(shè)定為5×5至32×20之間的矩形點(diǎn)陣。本實(shí)施例以7X5點(diǎn)陣為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖2左側(cè)顯示的矩形點(diǎn)陣。

(3)按點(diǎn)陣數(shù)自動(dòng)生成點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域：測(cè)量區(qū)域里面被分成間隔的四邊形區(qū)域。

在本步驟中，點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域的具體生成方法為：首先生成一個(gè)7X5＝35的字符矩形點(diǎn)陣，然后拖拉矩形的四個(gè)角，將該字符覆蓋，直至將字符串中的所有字符覆蓋(包括空字符)，得到指定的點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域。實(shí)際上，點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域按行將字符串自動(dòng)分隔，并將每個(gè)字符單獨(dú)按噴碼字庫(kù)劃分成小點(diǎn)陣。點(diǎn)陣圖顯示在測(cè)量區(qū)域內(nèi)，點(diǎn)陣圖也可以移動(dòng)，以適應(yīng)每個(gè)字符的位置。

(4)點(diǎn)陣測(cè)量區(qū)域調(diào)整：伸縮、傾斜單個(gè)字符的測(cè)量區(qū)域，使之與實(shí)際字符圖像點(diǎn)陣吻合。

測(cè)量區(qū)域內(nèi)的四個(gè)點(diǎn)，可以任意拖拉，里面的點(diǎn)陣隨著拖拉自動(dòng)變形。在本步驟中，根據(jù)字符圖像的大小、角度以及變形，調(diào)整測(cè)量區(qū)域的寬度、長(zhǎng)度以及傾斜角度，從而將把字符覆蓋住。由于噴碼字符有可能為傾斜字符，因此，對(duì)于傾斜字符，可以將矩形進(jìn)行伸縮、傾斜，得到如圖2右側(cè)所示的傾斜的矩形點(diǎn)陣。

在進(jìn)行測(cè)量區(qū)域調(diào)整時(shí)，每個(gè)列都可以單獨(dú)設(shè)定傾斜角度，列內(nèi)每個(gè)間隔都可以單獨(dú)調(diào)整長(zhǎng)度。原則上每個(gè)字符的傾斜度一樣。

(5)按點(diǎn)陣讀取個(gè)別字符或圖像：對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符或圖案，可以單獨(dú)以點(diǎn)陣方式建立模型。

(6)設(shè)定像素的顏色灰度白閾值、顏色灰度黑閾值；設(shè)定點(diǎn)陣的顏色面積空白閾值、顏色面積實(shí)黑閾值。

顏色灰度白閾值、顏色灰度黑閾值可以為0～255，在本實(shí)施例中，顏色灰度白閾值和顏色灰度黑閾值設(shè)為25和230。顏色面積空白閾值、顏色面積實(shí)黑閾值設(shè)為10％和90％，即設(shè)定點(diǎn)陣值為1時(shí)，灰度占點(diǎn)陣面積比例為90％。

(7)將設(shè)定后的測(cè)量區(qū)域及測(cè)量參數(shù)傳送給智能相機(jī)。

步驟2、智能相機(jī)獲取包裝品噴碼字符的字符串圖像；

步驟3、智能相機(jī)分別提取測(cè)量區(qū)域內(nèi)所有字符的所有點(diǎn)陣內(nèi)的像素指定顏色灰度值，并進(jìn)行如下判斷：

(1)如果該像素灰度值小于顏色灰度白閾值，則將該像素點(diǎn)標(biāo)注為白像素；累計(jì)點(diǎn)陣內(nèi)白像素的數(shù)量；

(2)如果該像素灰度值大于顏色灰度黑閾值，則將該像素點(diǎn)標(biāo)注為黑像素；累計(jì)點(diǎn)陣內(nèi)黑像素的數(shù)量；

(3)如果該像素灰度值為其他值，則將該像素點(diǎn)標(biāo)注為模糊像素，累計(jì)點(diǎn)陣內(nèi)模糊像素的數(shù)量。

步驟4、智能相機(jī)分別計(jì)算測(cè)量區(qū)域內(nèi)所有字符的所有點(diǎn)陣的顏色面積，并進(jìn)行如下判斷：

(1)如果黑像素面積+模糊像素面積小于顏色面積空白閾值，則將該點(diǎn)標(biāo)注為0；

(2)如果黑像素面積大于顏色面積實(shí)黑閾值，則將該點(diǎn)標(biāo)注為1；

(3)如果為其他值，則將該點(diǎn)標(biāo)注為模糊。

步驟5、智能相機(jī)進(jìn)行清晰度判定

(1)測(cè)量區(qū)域的點(diǎn)陣內(nèi)任一個(gè)點(diǎn)被標(biāo)注為模糊，則判定該點(diǎn)陣字符為不清晰；

(2)若沒(méi)有被標(biāo)注為模糊的點(diǎn)，則將標(biāo)注為0和1的點(diǎn)陣，同標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)點(diǎn)陣比較，如果能在字庫(kù)中匹配到完全吻合的字符，則判定該點(diǎn)陣清晰，否則判定為不清晰。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。