基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，首先獲取待檢測(cè)的條碼圖像；然后對(duì)條碼區(qū)域進(jìn)行定位，確定條碼圖像中的條碼區(qū)域；再利用仿射變換法對(duì)條碼圖像進(jìn)行校正，調(diào)整圖像中條碼的位置和角度；最后用水平投射求灰度均值法定位圖像中的條碼缺陷。本發(fā)明的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，能夠有效的識(shí)別各類缺陷條碼，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，減輕管理人員的負(fù)擔(dān)，而且具有很高的魯棒性，同時(shí)，針對(duì)不同的缺陷類型提供了不同的定位方法，對(duì)每一種缺陷類型都有很好的檢測(cè)效果，識(shí)別正確率高，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】
基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 條碼缺陷檢測(cè)是一門用于檢測(cè)條碼印刷質(zhì)量的技術(shù)，是圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 之一。在藥品條碼的印刷過(guò)程中，由于印刷的機(jī)械精度的限制和印刷方法的局限，印刷的條 碼總會(huì)出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問(wèn)題。由于藥品的條碼中包括許多重要的信息，比如制造地，生 產(chǎn)商，原料，保質(zhì)期，出廠時(shí)間，許可地域等，條碼的錯(cuò)誤檢測(cè)將會(huì)造成藥品信息紊亂，對(duì)于 藥品的監(jiān)管非常不利。
[0003] 實(shí)施藥品包裝電子監(jiān)管條碼印刷是保障用藥安全重要手段之一。國(guó)內(nèi)許多印刷企 業(yè)仍然采用脫機(jī)式人工檢測(cè)的方法進(jìn)行條碼質(zhì)量檢測(cè)，這種傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法需要工人 使用檢測(cè)工具對(duì)隨機(jī)抽取的條碼樣本進(jìn)行測(cè)量，存在以下幾點(diǎn)不足：（1)有些指標(biāo)仍然依靠 人類目視檢測(cè)，誤差大；（2)需要大量的人力物力資源，效率低；（3)人工檢測(cè)控制周期長(zhǎng)，榮 易造成印刷材料的浪費(fèi)。目前也有一些利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行條碼缺陷檢測(cè)的方法，但是 都存在實(shí)時(shí)性差，計(jì)算量大，圖像細(xì)節(jié)退化等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼 缺陷檢測(cè)方法，可以有效的識(shí)別各類缺陷條碼，同時(shí)具有很高的魯棒性，極具工程應(yīng)用價(jià) 值。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0007] A，獲取待檢測(cè)的條碼圖像；
[0008] B，確定條碼圖像中的條碼區(qū)域；
[0009] C，對(duì)條碼圖像進(jìn)行校正，調(diào)整圖像中條碼的位置和角度；
[0010] D，對(duì)上一步所得的圖像的進(jìn)行條碼缺陷定位。
[0011] 前述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟B中確定條 碼圖像中的條碼區(qū)域的方法包括如下步驟：
[0012] B1，利用感興趣區(qū)域提取算子提取圖像中的條碼區(qū)域；
[0013] B2,對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理后，利用條碼檢測(cè)模型尋找并識(shí)別條碼，獲得 粗定位的條碼圖像；
[0014] B3,對(duì)圖像的感興趣區(qū)域進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算和閾值運(yùn)算；
[0015] B4,將上一步的運(yùn)算結(jié)果與粗定位的條碼圖像進(jìn)行與運(yùn)算，獲得精確定位的條碼 圖像。
[0016] 前述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟C中對(duì)條碼 圖像進(jìn)行校正時(shí)通過(guò)仿射變換方法進(jìn)行對(duì)圖像進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)，調(diào)整圖像中條碼的位置和 角度。
[0017] 前述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟D進(jìn)行條碼 缺陷定位時(shí)，利用水平投射求灰度均值法定位圖像中的條碼缺陷，包括如下步驟：
[0018] D1，遍歷圖像，通過(guò)如下公式計(jì)算每一行的灰度平均值：
[0020] 其中，i、j為正整數(shù)，Gi表示第i行的灰度均值，表示第i行的第j列的像素的灰度 值，N表示每行的像素總數(shù)；
[0021] D2,尋找條碼區(qū)首行；
[0022] D3，舍棄條碼區(qū)第一行交界處；
[0023] D4，缺陷定位，定位多行缺失的條碼和微小缺陷。
[0024] 前述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟D2尋找條 碼區(qū)首行時(shí)，當(dāng)?shù)趇行的灰度均值61滿足如下條件時(shí)，確認(rèn)該行為條碼區(qū)的首行：
[0025] l)GL<Gi<GH；
[0026] 2)GL<Gi+i<GH；
[0027] 3) |Gi-Gi+i| <AbsH；
[0028] 其中，G1+1為第i+1行的灰度投影均值，Gl為條碼首行判決下限，Gh為條碼首行判決 上限，Abs H為相鄰兩個(gè)投影均值之間的差。
[0029] 前述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，
[0030] 所述步驟D4定位多行缺失的條碼的具體方法為，當(dāng)遍歷完所有行，發(fā)現(xiàn)遍歷的行 數(shù)I<Mmin，即可知該條碼缺失多行，其中，Mmin表示行數(shù)最小值，滿足條件
P為 條碼類型參數(shù)，〇為允許的誤差范圍；
[0031] 定位微小缺陷的具體方法為，每一行灰度均值的平均值，當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件之 一時(shí)被認(rèn)為是缺陷：
[0032] l)D>Dmaxl；
[0033] 2)D>Dmax2&AbSmax>A;
[0034] 其中，Dmaxl為灰度均值標(biāo)準(zhǔn)差絕對(duì)判決條件，Dm-為灰度均值標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)判決條 件，A為行間差判決下限，D為每行灰度均值的標(biāo)準(zhǔn)差，Abs max為最大行間差的絕對(duì)值，D通過(guò) 如下公式計(jì)算：
[0036] M表示條碼的行數(shù)，Gi表示第i行的灰度均值，Mean表示每一行灰度均值的平均值， 計(jì)算方法如下：
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，先利用條碼 識(shí)別模型進(jìn)行粗糙定位，再利用"與運(yùn)算"進(jìn)行精確定位;然后通過(guò)采用仿射變換對(duì)條碼進(jìn) 行修正；最后利用灰度均值進(jìn)行條碼缺陷定位，有效的識(shí)別各類缺陷條碼，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)識(shí) 另IJ，提高了識(shí)別效率，減輕管理人員的負(fù)擔(dān)，而且具有很高的魯棒性，實(shí)時(shí)性，同時(shí)，針對(duì)不 同的缺陷類型提供了不同的定位方法，對(duì)每一種缺陷類型都有很好的檢測(cè)效果，識(shí)別正確 率高，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1是本發(fā)明的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法的整體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041] 基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，流程圖如圖1所示，包括如下步驟：
[0042] A，獲取待檢測(cè)的條碼圖像。
[0043] B，確定條碼圖像中的條碼區(qū)域。實(shí)際生產(chǎn)中，條碼并非布滿整幅印品，只分布在整 幅印品的某些固定的已知的位置，且只占版面中很小的面積。版面上條碼以外的內(nèi)容與條 碼缺陷檢測(cè)無(wú)關(guān)，在進(jìn)行條碼缺陷檢測(cè)之前，準(zhǔn)確找出條碼區(qū)域，可以提高運(yùn)算速度與檢測(cè) 精度，所以，進(jìn)行缺陷檢測(cè)前，通過(guò)如下步驟對(duì)條碼區(qū)域進(jìn)行定位：
[0044] B1，利用感興趣區(qū)域提取算子提取圖像的感興趣區(qū)域，即包含條碼的區(qū)域，首先定 位包含條碼的矩形區(qū)域，然后再進(jìn)行截??；
[0045] B2,對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理后，利用條碼檢測(cè)模型尋找并識(shí)別條碼，獲得 粗定位的條碼圖像；
[0046] B3，對(duì)圖像的感興趣區(qū)域進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算和閾值運(yùn)算；
[0047] B4,將上一步的運(yùn)算結(jié)果與粗定位的條碼圖像進(jìn)行與運(yùn)算，獲得精確定位的條碼 圖像，利用條碼檢測(cè)模型在識(shí)別條碼的時(shí)候有邊緣缺陷，通過(guò)與運(yùn)算后，可以解決邊緣缺陷 的問(wèn)題。
[0048] C，通過(guò)仿射變換方法進(jìn)行對(duì)圖像進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)，調(diào)整圖像中條碼的位置和角度。 由于藥品條碼的位置和旋轉(zhuǎn)角度不能保持恒定，或者攝像機(jī)和條碼之間的距離發(fā)生變化導(dǎo) 致檢測(cè)到的圖像的尺寸發(fā)生變化。為了檢測(cè)的適用性，精確定位條碼位置后，截取條碼所在 區(qū)域進(jìn)行仿射變換，對(duì)圖像進(jìn)行平移和角度修正，從而使條碼每行像素的灰度平均值能在 水平線上進(jìn)行投射，利用灰度平均值來(lái)定位有缺陷的條碼區(qū)。
[0049] D，利用水平投射求灰度均值法定位圖像中的條碼缺陷。條碼本身具有明顯的方向 特性，條和空有規(guī)則的排列在水平方向上，條碼每一行的灰度分布具有相似性，即，每一行 的灰度總量幾乎相同。水平投射求灰度均值法就是利用條碼的此特性進(jìn)行缺陷檢測(cè)的。先 將條碼的灰度進(jìn)行水平方向的均值投影，再通過(guò)投影之后的灰度均值分布來(lái)定位缺陷。具 體包括如下步驟：
[0050] D1，遍歷圖像，通過(guò)如下公式計(jì)算每一行的灰度平均值：
[0052]其中，i、j為正整數(shù)，Gi表示第i行的灰度均值，幻表示第i行的第j列的像素的灰度 值，N表示每行的像素總數(shù)；
[0053] D2,尋找條碼區(qū)首行，當(dāng)?shù)趇行的灰度均值61滿足如下條件時(shí)，確認(rèn)該行為條碼區(qū) 的首行：
[0054] GL<Gi<GH；
[0055] GL<Gi+i<GH;
[0056] Gi~Gi+i | <AbsH；
[0057]其中，G1+1為第i+1行的灰度投影均值，Gl為條碼首行判決下限，Gh為條碼首行判決 上限，AbSH為相鄰兩個(gè)投影均值之間的差。
[0058] D3,舍棄條碼區(qū)第一行交界處。本發(fā)明雖然通過(guò)仿射變換法對(duì)條碼區(qū)進(jìn)行了修正， 實(shí)際效果仍是會(huì)有一點(diǎn)偏差，所以舍棄條碼開(kāi)頭的誤差部分。
[0059] D4，缺陷定位，定位多行缺失的條碼和微小缺陷。
[0060] 定位多行缺失的條碼的具體方法為，當(dāng)遍歷完所有行，發(fā)現(xiàn)遍歷的行數(shù)I<Mmin，即
可知該條碼缺失多行，其中，Mmin表示行數(shù)最小值，滿足條件 ，P為條碼類型參 數(shù)，〇為允許的誤差范圍。
[0061] 定位微小缺陷的具體方法為，每一行灰度均值的平均值，當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件之 一時(shí)被認(rèn)為是缺陷：
[0062] l)D>Dmaxl；
[0063] 2)D>Dmax2&AbSmax>A;
[0064] 其中，Dmaxl為灰度均值標(biāo)準(zhǔn)差絕對(duì)判決條件，Dm-為灰度均值標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)判決條 件，A為行間差判決下限，D為每行灰度均值的標(biāo)準(zhǔn)差，Abs max為最大行間差的絕對(duì)值，D通過(guò) 如下公式計(jì)算：
[0066] M表示條碼的行數(shù)，Gi表示第i行的灰度均值，Mean表示每一行灰度均值的平均值， 計(jì)算方法如下：
[0068]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟： A，獲取待檢測(cè)的條碼圖像； B，確定條碼圖像中的條碼區(qū)域； C，對(duì)條碼圖像進(jìn)行校正，調(diào)整圖像中條碼的位置和角度； D，對(duì)上一步所得的圖像的進(jìn)行條碼缺陷定位。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步 驟B中確定條碼圖像中的條碼區(qū)域的方法包括如下步驟： Bl，利用感興趣區(qū)域提取算子提取圖像中的條碼區(qū)域； B2,對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理后，利用條碼檢測(cè)模型尋找并識(shí)別條碼，獲得粗定 位的條碼圖像； B3,對(duì)圖像的感興趣區(qū)域進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算和閾值運(yùn)算； B4,將上一步的運(yùn)算結(jié)果與粗定位的條碼圖像進(jìn)行與運(yùn)算，獲得精確定位的條碼圖像。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步 驟C中對(duì)條碼圖像進(jìn)行校正時(shí)通過(guò)仿射變換方法進(jìn)行對(duì)圖像進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)，調(diào)整圖像中條 碼的位置和角度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步 驟D進(jìn)行條碼缺陷定位時(shí)，利用水平投射求灰度均值法定位圖像中的條碼缺陷，包括如下步 驟： Dl，遍歷圖像，通過(guò)如下公式計(jì)算每一行的灰度平均值：其中，i、j為正整數(shù)，G1表示第i行的灰度均值，表示第i行的第j列的像素的灰度值，N 表示每行的像素總數(shù)； D2,尋找條碼區(qū)首行； D3，舍棄條碼區(qū)第一行交界處； D4,缺陷定位，定位多行缺失的條碼和微小缺陷。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步 驟D2尋找條碼區(qū)首行時(shí)，當(dāng)?shù)趇行的灰度均值6 1滿足如下條件時(shí)，確認(rèn)該行為條碼區(qū)的首 行： 1. GL<Gi<GH； 2. GL<Gi+i<GH； 3) |Gi-Gi+i| <AbsH； 其中，G1+1為第i+1行的灰度投影均值，Gl為條碼首行判決下限，Gh為條碼首行判決上限， AbSH為相鄰兩個(gè)投影均值之間的差。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于統(tǒng)計(jì)分析的藥品條碼缺陷檢測(cè)方法，其特征在于， 所述步驟D4定位多行缺失的條碼的具體方法為，當(dāng)遍歷完所有行，發(fā)現(xiàn)遍歷的行數(shù)I < Mmin，即可知該條碼缺失多行，其中，Mmin表示行數(shù)最小值，滿足條件，PS條碼類 型參數(shù)，σ為允許的誤差范圍；定位微小缺陷的具體方法為，每一行灰度均值的平均值，當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件之一時(shí) 被認(rèn)為是缺陷： 1 )D〉Dmaxl; 2. D〉Dmax2&Ab Smax〉A(chǔ) ; 其中，Dmaxl為灰度均值標(biāo)準(zhǔn)差絕對(duì)判決條件，Dmax2為灰度均值標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)判決條件，A為 行間差判決下限，D為每行灰度均值的標(biāo)準(zhǔn)差，Absmax為最大行間差的絕對(duì)值，D通過(guò)如下公 式計(jì)算：M表示條碼的行數(shù)，G1表示第i行的灰度均值，Mean表示每一行灰度均值的平均值，計(jì)算 方法如下：
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK105930840SQ201610240706
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】牟麗, 徐曉龍, 李敏, 張卓, 許海燕, 謝迎娟, 張學(xué)武
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)