[發明專利]一種基于圖像處理的吸管計數方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202111194929.9
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113643290B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 徐建海;王美蘭
• 申請（專利權）人: 寧波昌亞新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/66;G06T5/00;G06T5/30;G06V10/74;G06K9/62;G06T7/90
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 閆冬

本發明提供了一種基于圖像處理的吸管計數方法、裝置及存儲介質，方法包括：獲取端面圖像，所述端面圖像包括待計數的多個吸管的端面；根據場景圖像灰度增強算法和灰度形態學增強算法對所述端面圖像進行聯合增強預處理，獲得預處理后的圖像；根據形態學孔洞填充算法提取所述預處理后的圖像中所述吸管的封閉邊緣輪廓；根據所述封閉邊緣輪廓生成樣本集；根據所述樣本集進行形態學重構，生成權值模板集合，所述權值模板集合包括多個吸管匹配模板；將所述權值模板集合中的所述吸管匹配模板與所述預處理后的圖像中的所述封閉邊緣輪廓進行匹配，根據匹配結果確定所述吸管的數量。本發明提高了吸管計數的準確度。

技術領域

本發明涉及吸管生產技術領域，具體而言，涉及一種基于圖像處理的吸管計數方法、裝置及存儲介質。

背景技術

傳統的吸管包裝過程中，一般采用人工計數或稱重法對吸管數量進行計數。但是人工計數勞動量大、計數效率低；稱重法則計數準確性較差。

隨著圖像處理技術的不斷發展，目前已有通過圖像處理技術進行吸管計數，常用的圖像處理方法包括基于塊的檢測計數方法，基于霍夫（Hough）變換的圓檢測方法和基于最小二乘圓擬合的計數方法等。

基于塊的檢測計數方法是將吸管橫截面圖像區域當作一個個獨立的塊，通過相應的增強處理和形態學操作對目標進行分割，然后計算圖像中獨立塊的個數，即得到吸管的數量。基于塊的檢測計數方法運算速度較快，但對于吸管因擠壓變形等情景下的吸管檢測和計數效果不理想。

基于霍夫變換的圓檢測方法是檢測圓或橢圓的一種實用有效的方法，其實質是將圖像的空間問題轉換為參數空間的映射問題，將空間中難以全局檢測的問題轉換為參數空間中的簡單峰值問題，表現為從空間坐標系向極坐標系的變換。但基于霍夫變換的圓檢測方法存在如下缺點：一是占用內存大，不適合于工業生產線上吸管的快速計數；二是吸管壁薄容易擠壓變形，而基于霍夫變換的圓檢測方法對不規則的類圓物體檢測效果不佳。

基于最小二乘橢圓擬合的計數方法該種方法是較為常見的橢圓擬合方法。最小二乘法是在隨機誤差為正態分布時，由最大似然法推出的一個最優估計方法，它可使測量誤差的平方和最小。吸管計數中采用的擬合方法是對提取的吸管邊緣圖像點進行函數擬合，來檢測所測邊緣是否為待檢測的邊緣，通過檢查每一條邊，確定正確的邊緣個數，得到吸管的根數。對模型的橢圓方程進行擬合，由連續的邊緣點構建該邊緣的橢圓擬合函數。若擬合函數得到的橢圓參數判斷為橢圓，則方程解得的參數得到橢圓的描述參數。但這樣會將包含較大誤差樣本點在內的所有樣本點直接用最小二乘法進行橢圓擬合，誤差較大。

這些方法在對吸管進行計數時，計數準確度都不太高。

發明內容

本發明解決的問題是如何提高吸管計數的準確度。

為解決上述問題，本發明提供一種基于圖像處理的吸管計數方法、裝置及存儲介質。

第一方面，本發明提供了一種基于圖像處理的吸管計數方法，包括：

獲取端面圖像，所述端面圖像包括待計數的多個吸管的端面；

根據場景圖像灰度增強算法和灰度形態學增強算法對所述端面圖像進行聯合增強預處理，獲得預處理后的圖像；

根據形態學孔洞填充算法提取所述預處理后的圖像中所述吸管的封閉邊緣輪廓；

根據所述封閉邊緣輪廓生成樣本集，所述樣本集包括各個所述封閉邊緣輪廓的幾何參數；

根據所述樣本集進行形態學重構，生成權值模板集合，所述權值模板集合包括多個吸管匹配模板；

將所述權值模板集合中的各個所述吸管匹配模板分別與所述預處理后的圖像中的所述封閉邊緣輪廓進行匹配，根據匹配結果確定所述吸管的數量。

可選地，所述根據場景圖像灰度增強算法和灰度形態學增強算法對所述端面圖像進行聯合增強預處理包括：