專利名稱：板材表面噴碼字符識(shí)別裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于字符識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種板材表面噴碼字符識(shí)別裝置及其方法，適用于冶金產(chǎn)成品板材表面噴碼字符的自動(dòng)識(shí)別。
背景技術(shù)：
鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)商會(huì)為每一塊產(chǎn)品編碼，并將編碼以各種介質(zhì)粘附在產(chǎn)品表面，這個(gè)過(guò)程稱為“打標(biāo)記”，粘附在產(chǎn)品上的編碼也稱為“標(biāo)記”。在板材的生產(chǎn)過(guò)程中，標(biāo)記是板材從生產(chǎn)到成品投放市場(chǎng)全過(guò)程跟蹤、管理以及質(zhì)量追溯的唯一標(biāo)識(shí)。目前，國(guó)內(nèi)大部分鋼鐵廠對(duì)于板材產(chǎn)品一般采用機(jī)械噴碼設(shè)備，在板材的上表面噴上字符標(biāo)記信息。而目前在鋼板倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，一般通過(guò)人工的方式檢查字符噴碼來(lái)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中的板材進(jìn)行跟蹤，采用人眼跟蹤識(shí)別的方式不僅效率低下，而且往往存在由于識(shí)別出錯(cuò)造成的物流信息與實(shí)物不相符的問(wèn)題。為了改善自動(dòng)化程度，提高物流信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，采用基于機(jī)器視覺(jué)的字符識(shí)別裝置實(shí)現(xiàn)平板表面噴碼信息的自動(dòng)讀取。中國(guó)專利局2008年公布的《手寫板坯號(hào)自動(dòng)識(shí)別方法及識(shí)別裝置》(CN101615244A)、2010年公布的《鋼坯號(hào)自動(dòng)識(shí)別方法》(CN101739556A)，可以看出目前鋼鐵廠已經(jīng)對(duì)冶金在制品的表面字符標(biāo)記采取自動(dòng)識(shí)別裝置識(shí)別，通過(guò)攝像機(jī)獲取鋼坯噴碼圖像，對(duì)鋼坯圖像進(jìn)行一系列預(yù)處理，包括圖像增強(qiáng)、濾波等，對(duì)圖像進(jìn)行二值化，分割單個(gè)字符，提取字符特征進(jìn)行模板匹配實(shí)現(xiàn)字符識(shí)別。但是相對(duì)于冶金在制品表面字符標(biāo)記比較固定單一，板材產(chǎn)品表面噴碼信息較多，并且在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，板材表面的字符標(biāo)記可能同時(shí)存在機(jī)械式自動(dòng)噴印和人工噴印兩種方式噴印，存在多格式多種類的噴印方式。同時(shí)，由于板材產(chǎn)品尺寸差異較大，給字符識(shí)別帶來(lái)新的難度。目前實(shí)際工作中研究字符識(shí)別的文獻(xiàn)較多，主要集中在車牌識(shí)別、郵政編號(hào)識(shí)別、票據(jù)識(shí)別等，這些字符識(shí)別技術(shù)比較成熟，都能解決各自問(wèn)題。但是目前并沒(méi)有一套通用的字符識(shí)別方法，能夠解決各種情況下的字符識(shí)別需要?，F(xiàn)有的這些字符識(shí)別方法，在板材表面噴碼自動(dòng)識(shí)別上，識(shí)別率和識(shí)別速度都不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用。因此，本發(fā)明針對(duì)鋼鐵產(chǎn)成品表面噴碼自動(dòng)識(shí)別的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，提供合適的圖像處理方法，并形成一套完整的冶金產(chǎn)品表面噴碼字符識(shí)別裝置，該裝置不僅能解決現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)成品表面噴碼信息自動(dòng)讀取問(wèn)題，而且大大提高現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化和信息化水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種板材表面噴碼字符識(shí)別裝置及其方法，自動(dòng)識(shí)別板材產(chǎn)品表面噴碼字符，實(shí)現(xiàn)輥道上板材表面噴碼字符的在線識(shí)別，實(shí)現(xiàn)輥道運(yùn)輸過(guò)程中板材的快速準(zhǔn)確識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果與上層系統(tǒng)做交互，利用反饋信息指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)后續(xù)操作。本發(fā)明采用先進(jìn)的視感檢測(cè)技術(shù)對(duì)輥道上的板材入庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控，獲取輥道上板材表面噴碼圖像。利用字符圖像識(shí)別系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行處理，得到板材上表面噴碼信息，將識(shí)別結(jié)果存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)作交互，確定實(shí)物信息并進(jìn)行后續(xù)操作。
本發(fā)明的裝置包括控制器1、圖像采集單元2、圖像識(shí)別處理終端3、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4、聲光報(bào)警5、識(shí)別結(jié)果顯示6、人機(jī)交互7、上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8、CXD相機(jī)9、探測(cè)器10。探測(cè)器10與控制器I相連，構(gòu)成底層探測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)輥道上板材；控制器I與CXD相機(jī)9相連，CXD相機(jī)9與圖像采集單元2相連，構(gòu)成圖像抓拍系統(tǒng)，用于獲取輥道上板材圖像；圖像采集單元2與圖像識(shí)別終端3相連，圖像識(shí)別終端3分別與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4、聲光報(bào)警5、識(shí)別結(jié)果顯示6、人機(jī)交互7相連，構(gòu)成字符識(shí)別處理系統(tǒng)，用于板材表面噴碼字符識(shí)別及處理；圖像識(shí)別終端3通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8相連，上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4，實(shí)現(xiàn)識(shí)別系統(tǒng)與上層庫(kù)管系統(tǒng)之間實(shí)時(shí)信息交互。本發(fā)明的板材表面噴碼字符識(shí)別方法:板材通過(guò)輥道運(yùn)輸進(jìn)入庫(kù)區(qū)，探測(cè)器10檢測(cè)到板材到來(lái)信息，發(fā)送信號(hào)到控制器1，控制器I觸發(fā)CXD相機(jī)9獲取輥道上板材圖像，圖像采集單元2獲取圖像，并將圖像傳輸?shù)綀D像識(shí)別處理終端3進(jìn)行圖像字符自動(dòng)識(shí)別處理，圖像識(shí)別處理終端3對(duì)圖像進(jìn)行一系列處理，獲取噴碼信息，并將識(shí)別結(jié)果存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4，同時(shí)識(shí)別結(jié)果顯示6顯示板材表面噴碼鋼板號(hào)，圖像識(shí)別終端3通過(guò)以太網(wǎng)與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8做交互，獲取MES庫(kù)管系統(tǒng)中的該板材相關(guān)信息，指導(dǎo)后續(xù)操作。上層MES庫(kù)管系統(tǒng)也可以訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4獲取入庫(kù)板材信息。當(dāng)圖像識(shí)別終端3對(duì)圖像處理失敗或者識(shí)別結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，控制聲光報(bào)警5工作。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)提供人機(jī)交互7便于現(xiàn)場(chǎng)工人人工對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行修改，通過(guò)圖像識(shí)別終端3訪問(wèn)上層MES庫(kù)管系統(tǒng)。所述的圖像識(shí)別終端3對(duì)抓拍的輥道上板材圖像，采用一系列圖像處理方法，得到板材表面噴碼字符信息。圖像識(shí)別處理終端(3)對(duì)圖像字符識(shí)別處理的步驟如下:(I)針對(duì)抓拍的輥道上板材圖像，首先通過(guò)中值濾波、直方圖非線性變換、RGB轉(zhuǎn)灰度等方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，減少圖像的噪聲干擾，增強(qiáng)圖像效果。其次，由于板材產(chǎn)品尺寸寬度在100(T5000mm之間，板材位于輥道上位置區(qū)域不定，為了便于后續(xù)圖像處理，這里采用背景差分方法，通過(guò)采集的輥道背景圖像與目標(biāo)圖像作差分，可得到板材圖像Rk (X，y)。 Rk (X，y) = {(X，y) | fk (x, y) -f0 (x, y)，(x, y) G M}式中M為圖像的總像素，fk、f0分別為目標(biāo)圖像和背景圖像像素點(diǎn)。(2)對(duì)于切割出來(lái)的板材表面圖像，需要對(duì)圖像進(jìn)行二值化，便于提取板材表面噴碼字符信息。為了克服現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜光照的干擾，以及板材產(chǎn)品自身由于反光和噴印效果較差導(dǎo)致的字符圖像與背景圖像對(duì)比度較小的問(wèn)題，采用改進(jìn)的OTSU算法，利用多次迭代OTSU算法，對(duì)板材圖像進(jìn)行二值化。(3) 二值化后的板材圖像一般只包含表面噴碼字符信息以及一些噪聲干擾信息，采取中值濾波算法對(duì)圖像進(jìn)行濾波。由于板材通過(guò)輥道運(yùn)輸過(guò)程中，板材位置相對(duì)輥道一般存在小角度的傾斜，這將導(dǎo)致二值化板材圖像上字符區(qū)域同樣存在傾斜，因此，利用最小二乘擬合方法計(jì)算平板圖像上字符區(qū)域的傾斜角度，進(jìn)行傾斜校正得到校正后的字符區(qū)域。(4)利用水平垂直投影法對(duì)二值化板材表面圖像上字符區(qū)域進(jìn)行定位和分割，提取字符區(qū)域圖像。采取基于經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)的字符分裂合并算法分割出單個(gè)字符，對(duì)單個(gè)字符進(jìn)行邊框歸一化，用于后續(xù)字符識(shí)別。(5)在對(duì)圖像進(jìn)行定位分割的過(guò)程中，基于先驗(yàn)知識(shí)，判斷原始板材表面噴碼字符的格式，針對(duì)不同格式，采用不同的模板進(jìn)行匹配。(6)提取分割并歸一化的字符的特征向量，與模板庫(kù)中對(duì)應(yīng)格式的模板進(jìn)行模板匹配，選出最佳識(shí)別結(jié)果，整體圖像識(shí)別完成后，輸出識(shí)別結(jié)果。圖像處理過(guò)程包括:針對(duì)輥道上板材位置區(qū)域不定，因此首先需要定位輥道上板材圖像區(qū)域，采用背景差分的方法，定位出板材表面圖像區(qū)域；針對(duì)復(fù)雜光照條件、板材表面反光區(qū)域多變情況下，板材表面圖像的二值化，采用改進(jìn)的多次迭代OTSU方法，通過(guò)設(shè)立終止條件，得到滿足后續(xù)識(shí)別需求的二值化圖像；針對(duì)輥道上板材運(yùn)輸傾斜造成的二值化圖像字符區(qū)域傾斜，通過(guò)最小二乘擬合方法，計(jì)算出字符區(qū)域的傾斜角度，利用傾斜角度校正字符區(qū)域；對(duì)于定位出的字符區(qū)域，由于機(jī)械噴印或人工噴印過(guò)程中，噴印效果不理想，導(dǎo)致最終二值化圖像上字符出現(xiàn)粘連和分離的現(xiàn)象，采取基于經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)的字符分裂合并處理的分割方法，準(zhǔn)確分割出單個(gè)字符；對(duì)單個(gè)字符，先進(jìn)行歸一化，然后提取字符特征，并與特征模板進(jìn)行匹配，給出識(shí)別結(jié)果。本發(fā)明提出的是針對(duì)冶金板材產(chǎn)品表面字符噴碼信息的識(shí)別，與目前用于鋼鐵行業(yè)的字符識(shí)別系統(tǒng)不同之處在于識(shí)別對(duì)象為入庫(kù)輥道上板材表面噴碼字符。二者識(shí)別對(duì)象、識(shí)別環(huán)節(jié)以及識(shí)別難點(diǎn)都有較大不同，主要表現(xiàn)在板材產(chǎn)品規(guī)格尺寸變化較大，長(zhǎng)度變化為200(T20000mm，寬度變化為100(T5000mm，這些差異給字符圖像的獲取以及圖像處理增加很大難度，而鋼坯尺寸比較固定；板材產(chǎn)品經(jīng)過(guò)軋制修磨而成，表面比較光滑，但反光區(qū)域位置不定，而鋼坯表面比較粗糙，基本不反光，在鋼鐵廠復(fù)雜光照條件下，板材表面字符圖像的處理更加困難；板材為產(chǎn)成品，表面噴碼信息內(nèi)容較多，不僅可能有鋼板規(guī)格信息，而且一般包含合約號(hào)和鋼板號(hào)，以及廠標(biāo)等信息，而鋼坯一般只在端面噴印鋼坯號(hào)，字符信息較少；板材產(chǎn)品表面噴印字符信息格式多變，存在人工噴印和機(jī)械噴印兩種方式，噴印格式存在筆劃式和點(diǎn)陣式，筆劃式可能存在多字體格式，點(diǎn)陣式又可能存在單點(diǎn)陣式和多點(diǎn)陣式，因此板材產(chǎn)品字符識(shí)別對(duì)象格式較多，存在多字體識(shí)別。本專利針對(duì)板材表面噴碼字符識(shí)別的特殊情況，提出一套板材表面噴碼字符自動(dòng)識(shí)別裝置。


圖1是板材表面噴碼字符自動(dòng)識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)圖，其中，探測(cè)器10、控制器1、CCD相機(jī)9、圖像采集單元2、圖像識(shí)別處理終端3、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4、聲光報(bào)警5、識(shí)別結(jié)果顯示6、人機(jī)交互7、上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8。圖2是輥道上板材圖像字符識(shí)別流程。通過(guò)對(duì)抓拍輥道上板材圖像進(jìn)行預(yù)處理，定位切割出板材圖像，對(duì)圖像二值化，字符區(qū)域定位，并進(jìn)行傾斜校正，對(duì)校正后的字符圖像進(jìn)行分割，分割出的單字符歸一化，提取字符特征，并通過(guò)對(duì)字符處理過(guò)程分析，判斷噴碼圖像格式，采用模板匹配方式，給出識(shí)別結(jié)果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的的裝置包括控制器1、圖像采集單元2、圖像識(shí)別終端3、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4、聲光報(bào)警5、識(shí)別結(jié)果顯示6、人機(jī)交互7、上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8、CXD相機(jī)9、探測(cè)器10。探測(cè)器10與控制器I相連，構(gòu)成底層探測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)輥道上板材；控制器I與CXD相機(jī)9相連，CXD相機(jī)9與圖像采集單元2相連，構(gòu)成圖像抓拍系統(tǒng)，用于獲取輥道上板材圖像；圖像采集單元2與圖像識(shí)別終端3相連，圖像識(shí)別終端3分別與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4、聲光報(bào)警5、識(shí)別結(jié)果顯示6、人機(jī)交互7相連，構(gòu)成字符識(shí)別處理系統(tǒng)，用于板材表面噴碼字符識(shí)別及處理；圖像識(shí)別終端3通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8相連，上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4，實(shí)現(xiàn)識(shí)別系統(tǒng)與上層庫(kù)管系統(tǒng)之間實(shí)時(shí)信息交互。具體操作流程是:板材11通過(guò)輥道運(yùn)輸進(jìn)入庫(kù)區(qū)，探測(cè)器10檢測(cè)到板材到來(lái)信息，發(fā)送信號(hào)到控制器1，控制器I觸發(fā)CXD相機(jī)9獲取輥道上板材圖像，圖像采集單元2獲取圖像，并將圖像傳輸?shù)綀D像識(shí)別處理終端3進(jìn)行圖像字符自動(dòng)識(shí)別處理，圖像識(shí)別處理終端3對(duì)圖像進(jìn)行一系列處理，獲取噴碼信息，并將識(shí)別結(jié)果存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4，同時(shí)識(shí)別結(jié)果顯示6顯示板材表面噴碼鋼板號(hào)，圖像識(shí)別終端3通過(guò)以太網(wǎng)與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)8做交互，獲取MES庫(kù)管系統(tǒng)中的該板材相關(guān)信息，指導(dǎo)后續(xù)操作。上層MES庫(kù)管系統(tǒng)也可以訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)4獲取入庫(kù)板材信息。當(dāng)圖像識(shí)別終端3對(duì)圖像處理失敗或者識(shí)別結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，控制聲光報(bào)警5工作。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)提供人機(jī)交互7便于現(xiàn)場(chǎng)工人人工對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行修改，通過(guò)圖像識(shí)別終端3訪問(wèn)上層MES庫(kù)管系統(tǒng)。圖像識(shí)別處理終端3對(duì)輥道上板材圖像的處理過(guò)程為:(I)圖像預(yù)處理單元，對(duì)抓拍的輥道上板材圖像，采取RGB轉(zhuǎn)灰度圖、中值濾波、直方圖非線性變換等算法，去除圖像噪聲干擾，增強(qiáng)圖像效果，便于后續(xù)處理。(2)板材圖像定位切割單元，由于板材產(chǎn)品尺寸規(guī)格差別較大，為了便于后續(xù)圖像處理，只提取板材表面圖像作為后續(xù)處理圖像，因此采取背景差分方法，獲取輥道背景圖像與目標(biāo)圖像做差分，得到只包含板材圖像。在實(shí)際操作過(guò)程，為了盡量減少光照變化等干擾，采取實(shí)時(shí)更新背景圖像的方式。(3)圖像二值化單元，現(xiàn)場(chǎng)由于光照條件比較復(fù)雜，且板材表面反光區(qū)域不一致，表面噴碼字符與板材表面背景圖像的對(duì)比度不明顯，因此采取改進(jìn)的OTSU算法，改善圖像
二值化效果。(4)字符區(qū)域定位，傾斜校正，對(duì)于二值化后的板材圖像，由于輥道上板材位置不固定，且一般板材在輥道上存在小角度傾斜，導(dǎo)致二值圖像上字符區(qū)域整體存在傾斜，通過(guò)檢測(cè)字符區(qū)域傾斜角，進(jìn)行傾斜校正，定位字符區(qū)域。(5)字符分割及歸一化，對(duì)于提取的字符區(qū)域，需要將每個(gè)字符分割開來(lái)，由于識(shí)別對(duì)象是板材表面噴印的鋼板號(hào)信息，因此需要先切分出鋼板號(hào)字符串，然后分割出單個(gè)字符。對(duì)于分割出的單個(gè)字符，采用尺寸歸一化，便于后續(xù)識(shí)別需要。(6)字符特征提取，為了滿足現(xiàn)場(chǎng)字符識(shí)別實(shí)時(shí)性的需求，采取提取字符特征的方式，識(shí)別字符。提取分割并歸一化字符的特征，存入特征向量組。(7)噴碼格式判斷，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，板材表面噴碼方式可能有人工噴碼和機(jī)器噴碼兩種，實(shí)際字符噴印格式有筆劃式和點(diǎn)陣式，這些不同格式字符如果統(tǒng)一識(shí)別時(shí)，會(huì)降低字符識(shí)別率。因此通過(guò)先驗(yàn)知識(shí)指導(dǎo)，提前判斷噴碼格式，并針對(duì)不同噴碼格式，采取不同的目標(biāo)模板進(jìn)行模板匹配。(8)模板匹配，傳統(tǒng)模板匹配是對(duì)整個(gè)字符的全部像素點(diǎn)進(jìn)行匹配，比較相似度，這里，通過(guò)提取目標(biāo)字符和模板字符的特征，通過(guò)匹配比較目標(biāo)字符特征向量和模板字符特征向量，得到識(shí)別結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種板材表面噴碼字符識(shí)別裝置，包括控制器(I)、圖像采集單元(2)、圖像識(shí)別處理終端(3)、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)(4)、聲光報(bào)警單元(5)、識(shí)別結(jié)果顯示單元(6)、人機(jī)交互單元(7)、上層MES庫(kù)管系統(tǒng)(8)、C⑶相機(jī)(9)、探測(cè)器(10);探測(cè)器(10)與控制器(I)相連，構(gòu)成底層探測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)輥道上板材到來(lái)；控制器(I)與CXD相機(jī)(9)相連，CXD相機(jī)(9)與圖像采集單元(2)相連，共同構(gòu)成圖像抓拍系統(tǒng)，用于獲取輥道上板材圖像；圖像采集單元(2)與圖像識(shí)別處理終端(3)相連，圖像識(shí)別處理終端(3)又分別與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)(4)、聲光報(bào)警單元(5)、識(shí)別結(jié)果顯示單元(6)、人機(jī)交互單元(7)相連，共同構(gòu)成字符識(shí)別處理系統(tǒng)，用于板材表面噴碼字符識(shí)別及處理；圖像識(shí)別終端(3)通過(guò)以太網(wǎng)與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)(8)相連，上層MES庫(kù)管系統(tǒng)(8)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)(4)相連，構(gòu)成識(shí)別信息交互平臺(tái)。
2.一種采用權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行板材表面噴碼字符自動(dòng)識(shí)別的方法，其特征在于，板材(11)通過(guò)輥道運(yùn)輸進(jìn)入庫(kù)區(qū)，探測(cè)器(10)檢測(cè)到板材到來(lái)信息，發(fā)送信號(hào)到控制器(1)，控制器(I)接收信號(hào)后觸發(fā)CXD相機(jī)(9)拍照，圖像采集單元(2)獲取輥道上板材表面圖像，并將圖像傳輸?shù)綀D像識(shí)別處理終端(3)進(jìn)行圖像字符識(shí)別處理；所獲得的識(shí)別結(jié)果存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)(4)，同時(shí)將識(shí)別結(jié)果顯示在識(shí)別結(jié)果顯示單元(6)，圖像識(shí)別處理終端(3)將識(shí)別結(jié)果與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)(8)做交互，獲取系統(tǒng)中該板材相關(guān)信息，指導(dǎo)后續(xù)操作；上層MES庫(kù)管系統(tǒng)(8)訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)(4)獲取入庫(kù)板材信息；當(dāng)圖像識(shí)別處理終端(3)對(duì)抓拍圖像處理識(shí)別或識(shí)別結(jié)果出錯(cuò)時(shí)，將控制聲光報(bào)警單元(5)工作，同時(shí)，提供人機(jī)交互單元(7)便于現(xiàn)場(chǎng)工人修改識(shí)別結(jié)果，或者通過(guò)圖像識(shí)別處理終端(3)訪問(wèn)上層MES庫(kù)管系統(tǒng)(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，圖像識(shí)別處理終端(3)對(duì)圖像字符識(shí)別處理的步驟如下: (1)針對(duì)抓拍的輥道上板材圖像，首先通過(guò)中值濾波、直方圖非線性變換、RGB轉(zhuǎn)灰度方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，減少圖像的噪聲干擾，增強(qiáng)圖像效果；通過(guò)采集的輥道背景圖像與目標(biāo)圖像作差分，得到板材圖像Rk(x，y)； Rk (X，y) = {(X，y) I fk (x, y) -f0 (x, y)，(x, y) G M} 式中M為圖像的總像素，fk、f0分別為目標(biāo)圖像和背景圖像像素點(diǎn)； (2)對(duì)于切割出來(lái)的板材表面圖像，需要對(duì)圖像進(jìn)行二值化，便于提取板材表面噴碼字符信息；采用OTSU算法，利用多次迭代OTSU算法，對(duì)板材圖像進(jìn)行二值化； (3)二值化后的板材圖像一般只包含表面噴碼字符信息以及一些噪聲干擾信息，采取中值濾波算法對(duì)圖像進(jìn)行濾波；利用最小二乘擬合方法計(jì)算平板圖像上字符區(qū)域的傾斜角度，進(jìn)行傾斜校正得到校正后的字符區(qū)域； (4)利用水平垂直投影法對(duì)二值化板材表面圖像上字符區(qū)域進(jìn)行定位和分割，提取字符區(qū)域圖像；采取基于經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)的字符分裂合并算法分割出單個(gè)字符，對(duì)單個(gè)字符進(jìn)行邊框歸一化，用于后續(xù)字符識(shí)別； (5)在對(duì)圖像進(jìn)行定位分割的過(guò)程中，基于先驗(yàn)知識(shí)，判斷原始板材表面噴碼字符的格式，針對(duì)不同格式，采用不同的模板進(jìn)行匹配； (6 )提取分割并歸一化的字符的特征向量,與模板庫(kù)中對(duì)應(yīng)格式的模板進(jìn)行模板匹配，選出最佳識(shí)別結(jié)果，整體圖像識(shí)別完成后，輸出識(shí)別結(jié)果。
全文摘要
一種板材表面噴碼字符識(shí)別裝置及其方法，屬于字符識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。探測(cè)器、控制器、CCD相機(jī)、圖像采集單元、圖像識(shí)別處理終端、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、聲光報(bào)警、識(shí)別結(jié)果顯示、人機(jī)交互、上層MES庫(kù)管系統(tǒng)。探測(cè)器與控制器相連，構(gòu)成底層探測(cè)系統(tǒng)；控制器與CCD相機(jī)相連，CCD相機(jī)與圖像采集單元相連，構(gòu)成圖像抓拍系統(tǒng)；圖像采集單元與圖像識(shí)別處理終端相連，圖像識(shí)別處理終端分別與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、聲光報(bào)警、識(shí)別結(jié)果顯示、人機(jī)交互相連，構(gòu)成字符識(shí)別處理系統(tǒng)；圖像識(shí)別處理終端通過(guò)以太網(wǎng)與上層MES庫(kù)管系統(tǒng)相連，上層MES庫(kù)管系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)相連，構(gòu)成字符信息交互平臺(tái)。優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)輥道運(yùn)輸過(guò)程中板材的快速準(zhǔn)確識(shí)別。
文檔編號(hào)G06K9/00GK103150564SQ20131010344
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者蘆永明, 于立業(yè), 段卓然, 李潘, 楊曉軍 申請(qǐng)人:冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院