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原文传递一种包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法

专利名称：	一种包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法
摘要：	本发明涉及视觉检测技术领域，是一种包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法。所使用的硬件由工业相机、传送带以及计算机组成。该方法的流程为：首先离线构建标签区域特征参数库、喷码区域特征参数库以及喷码区域与标签区域相对姿态参数库等；其次采用工业相机在线循环采集包装盒图像，当获得的包装盒图像的标签区域符合形状匹配要求，则对标签区域进行目标喷码区域的定位分割；然后将喷码字符串进行单个字符分割，并将分割后的字符送入神经网络分类器进行识别；最后通过对喷码字符识别的结果是否符合预设要求来判断标签的合格性，并将判断结果输出至成像软件界面显示。该方法具有速度快、算法适应性强、操作方便等特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海大学
发明人：	杨傲雷;任海燕;陈灵;费敏锐;杨帮华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910013660.6
公开号：	CN109724990A
代理机构：	上海上大专利事务所(普通合伙)
代理人：	陆聪明
分类号：	G01N21/898(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	200444 上海市宝山区上大路99号
主权项：	1.一种包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：包装盒标签合格样品特征参数库的离线构建；步骤二：在线视觉采集与精细视觉处理的触发；步骤三：标签区域的定位与特征参数提取；步骤四：喷码区域的定位与分割；步骤五：喷码区域的信息识别及数据库信息匹配。 2.根据权利要求1所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述步骤一中的合格样品特征参数库主要包括四个方面：合格样品中待测标签区域特征参数库Adb、喷码区域特征参数库Bdb、喷码区域与标签区域之间的相对姿态参数库Cdb以及待识别字符特征参数库Ddb；这四个参数库为后续步骤中包装盒图像上标签检测、标签中喷码区域定位、喷码信息检测做前期准备；详细步骤为： 1.1：选择一个标准包装盒标签合格样品，并放置到工业相机正下方； 1.2：调整相机镜头焦距、光圈、曝光时间，使相机采集的包装盒图像在成像软件中清晰显示； 1.3：根据待测标签的规则几何形状特征，采用拖动鼠标按键的人机交互方式在成像软件中框住并剪切出标签的外接矩形，生成标签区域R1temp，然后计算R1temp的几何特征参数，包括中心点位置坐标、区域面积、几何形状参数，并据此构建出标签区域的特征参数库Adb； 1.4：再次采用拖动鼠标按键的交互方式，在标签区域R1temp中，采用矩形框的形式框住并分割出目标喷码区域，生成喷码区域R2temp，计算喷码区域R2temp的几何特征参数，包括中心点位置坐标、区域面积、几何形状参数、姿态偏转角、R2temp外接矩形的坐标顶点，并据此构建出喷码区域的特征参数库Bdb； 1.5：根据R2temp相对于R1temp的偏移特征参数，包括R2temp相对于R1temp的偏移距离、偏移角度，构建喷码区域与标签区域之间的相对姿态参数库Cdb； 1.6：获取标签区域中待识别喷码字符的特征参数，包括字符的个数、字符串的具体内容、字符的编码规则，并据此构建出喷码区域的待识别字符特征参数库Ddb； 1.7：保存步骤1.3至步骤1.6中获取的标签区域特征参数库Adb、喷码区域的特征参数库Bdb、相对姿态参数库Cdb、字符特征参数库Ddb，为后续步骤做准备。 3.根据权利要求2所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述规则几何形状指的是能够通过参数化特征定义或表示的图像几何区域，其典型特征包括：区域中心点坐标、区域面积、区域长短半轴、区域偏转角、区域外形关键点坐标。 4.根据权利要求2所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述采用拖动鼠标按键的人机交互方式具体为：按住鼠标左键并移动到目标位置，然后松开鼠标左键，这样就记录了鼠标起始点击和终点释放的位置坐标，据此确定一个矩形区域。 5.根据权利要求1所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述步骤二在线视觉采集与精细视觉处理的触发具体步骤为： 2.1：按照步骤1.2中调整的参数设置在线视觉采集的工业相机，包括相机镜头焦距、光圈、曝光时间，使包装盒表面图像在成像软件界面上清晰显示； 2.2：使用工业相机在线循环采集传送带上移动包装盒的图像，并基于步骤一中构建的标签特征参数库Adb进行快速粗略的形状匹配； 2.3：若不符合构建的标签形状匹配要求，则按照设定的频率继续循环采集包装盒上标签图像，若符合构建的标签形状匹配要求，则触发进入后续步骤的精细视觉处理。 6.根据权利要求1所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述步骤三的标签区域的定位与特征参数提取具体步骤为： 3.1：定位出标签区域，并提取标签的轮廓，去除标签图像的背景，进而从整幅图像中分割出标签区域R1；提取标签区域R1的特征参数，包括标签区域中心在包装盒图像中的位置、标签区域偏转角、标签区域面积； 3.2：从标签区域R1中，按照步骤一中获取的标签特征参数库Adb对区域R1进行标准化几何变换，主要包括：将R1偏转角度变换成0rad或πrad、放大或缩小R1使其最小外接矩形面积与R1temp面积近似相等，进而生成待进一步检验的标准化标签区域R1’。 7.根据权利要求1所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述步骤四的喷码区域的定位与分割具体步骤为：按照步骤一中构建的喷码区域与标签区域之间的相对姿态参数库Cdb，从标准化标签区域R1’中定位并分割出目标喷码区域R2，具体是根据相对姿态参数库Cdb中R2temp中心点相对于R1temp中心点的偏移距离、偏转角度定位并分割出标准化喷码区域R2’。 8.根据权利要求1所述的包装盒标签中喷码区域的快速定位与检测方法，其特征在于，所述步骤五的喷码区域的信息识别及数据库信息匹配，根据待识别字符特征参数库Ddb进行喷码区域的信息识别以及数据库信息匹配，以判断标签的目标喷码区域R2’字符是否合格，具体步骤如下： 5.1：对获取的标准化喷码区域R2’进行预处理，包括区域滤波降噪、对比度增强、字符串姿态校正、形态学处理、参数库特征匹配以及字符串分割； 5.2：将处理后的喷码字符送入已训练的神经网络分类器中进行识别，得到识别字符个数和具体字符串内容； 5.3：将识别的字符结果和待识别字符特征参数库Ddb的信息进行合格喷码字符内容判定，以确认包装盒标签喷码是否合格，并将判定结果存储到数据库中，同时输出至成像软件界面；如果标签喷码合格，进行后续包装盒标签喷码的判定，如果标签喷码不合格，在不合格的标签上通过某种方式打上不合格标记，以便于后续剔除。
所属类别：	发明专利