[發明專利]一種流水作業平臺煙條自動視覺檢測與計數方法

有效

• 申請號: 201710044136.6
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106803259B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 彭真明;李夢雪;王璟璟;田明;盧耀坤;李健;張蘭丹;曹思穎;張萍;蒲恬
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李春芳;馬林中

本發明公開了面向物流車間的一種流水作業平臺煙條自動視覺檢測與計數方法，屬于機器視覺工業應用領域，解決流水作業平臺監控視頻中煙條的分割計數問題，并準確定位煙條四個頂點，為后續煙條類型識別提供可靠依據。包括設置初始信息；循環讀取視頻圖像，提取局部區域，進行非均勻光照矯正處理；使用彩色圖像閾值分割提取前景；根據前景中連通區域的面積進行雙閾值處理，去除噪聲的同時，將連通域分成兩類；若存在小面積區域，則進行區域生長，并再次提取圖像的連通域信息；若只存在大連通區域，則結合當前幀區域位置信息及前一幀分割結果的位置信息依次處理每個區域，得到當前幀分割結果。用于對流水作業平臺煙條進行自動視覺檢測與計數。

技術領域

一種流水作業平臺煙條自動視覺檢測與計數方法，用于精確分割物流車間分揀線上每個煙條的區域，并統計實時采集視頻中經過數據采集區域的條煙總數，屬于機器視覺工業應用領域。

背景技術

“機器視覺”是人工智能正在快速發展的一個分支。簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

基于流水作業平臺的物流車間煙條自動視覺檢測與計數，是機器視覺在工業應用中的一個重要分支。在煙草行業中的物流中心，每天都需要根據用戶訂單分揀煙條。目前煙草行業中的物流中心分揀線，普遍使用機械自動分揀貨物，在人工核對訂單準確性。然而傳動平臺運行速度快，流量大，人工核對訂單困難且準確度低。因此，可以使用機器視覺的方法自動檢測條煙信息，將檢測結果傳送給圖像識別模塊進一步處理，完成訂單的核對。

然而在在拍攝的視頻中，會遇到很多不同類型的煙條，煙條間存在不同的擺放狀態。所以研究人員們在設計算法時，既要克服單個煙條區域特征的變化、還要克服條煙間相互連接帶來的分割困難。

近些年來有不少的研究機構和企業對轉動平臺條煙的識別進行研究，其中從圖像中檢測出煙條的具體位置信息是特征提取與類別判斷的基礎。然而現有的研究主要集中在特征提取與類別判斷上，缺乏對煙條檢測與計數的研究；目前僅有的是基于Hough直線檢測的方法，該方法也僅僅討論了視野中僅有一條獨立的煙存在的情況，且算法耗時多，準確率較低，不易推廣使用。

發明內容

本發明針對上述不足之處提供了一種流水作業平臺煙條自動視覺檢測與計數方法，解決現有技術無法適應煙條擺放復雜的狀況，特別是對于基于特征提取、邊緣識別類方法，當煙條在高速傳送帶上密集排布時有煙條區域邊界重合的情況，現有方法因通過煙條線條邊緣特征進行檢測而容易受到提取和識別效果的嚴重影響以導致不能夠正確區分多個煙條并清楚地計數煙條，并且其算法存在耗時高、準確性差的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種流水作業平臺煙條自動視覺檢測方法，獲取背景差分后二值煙條圖像幀的連通域，再按幀序依次將每個二值煙條圖像幀的連通域分為存在相對大小的類、按類取連通域的外接矩形、對相對小類進行區域增長得到完整的存在條煙的區域，接著分別根據相對大類連通域面積大小設置對應的閾值條件，然后由閾值條件滿足情況選擇地分割相對大類的連通域，確定計數條煙區域的頂點信息并累計煙條數量，最后獲得視頻中通過的所有煙條數量及煙條所在區域頂點信息。

進一步地，還包括以下步驟：

步驟1：設置初始參數，讀入背景圖像g(x,y),并進行非均勻光照校正處理，得到增強的背景圖像g'(x,y)；

步驟2：循環讀入視頻圖像f(x,y)，根據所選取的初始參數獲得與背景圖像相同位置的局部圖像f₁(x,y)，再進行非均勻光照校正處理得到增強的局部圖像f₁'(x,y)；