一種基于vbai模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法
【專利摘要】一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，將采集的原始圖像進(jìn)行圖形處理，對(duì)工件的目標(biāo)進(jìn)行模式匹配，然后基于此特征建立直角坐標(biāo)系，在直角坐標(biāo)系的特定區(qū)域內(nèi)找到目標(biāo)字符，利用VBAI提供的識(shí)別庫(kù)進(jìn)行字符訓(xùn)練和字符識(shí)別，識(shí)別后的字符可以存入數(shù)據(jù)庫(kù)，方便管理和使用，能夠快速地搭建號(hào)碼識(shí)別系統(tǒng)，顯著地提高工業(yè)生產(chǎn)效率，并且具有較高的識(shí)別率和較高的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】—種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，特別涉及一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用也遍及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等諸多領(lǐng)域。如今，越來(lái)越多的信息以圖像的形式出現(xiàn)，人們對(duì)字符的識(shí)別也進(jìn)行了廣泛的研究。在先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)中，需要對(duì)鑄件上的工件號(hào)進(jìn)行記錄，以便后期的質(zhì)量跟蹤調(diào)查。很多工廠對(duì)生產(chǎn)鑄件上的打碼工件號(hào)仍然采用人工識(shí)別的方式，對(duì)大量需要識(shí)別的工件，采用這種方法不但浪費(fèi)人力和時(shí)間，而且效率低，錯(cuò)誤率高。因此，考慮采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)提高工廠的整體生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平具有重要的實(shí)際使用價(jià)值。
[0003]VisionBuilderforAutomatedInspection (用于自動(dòng)檢測(cè)的視覺(jué)生成器)通常被稱之為VBAI，是NI推出的一款視覺(jué)檢查軟件產(chǎn)品，該程序是一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的程序，不需要依托LabVIEW，但是可以將寫好的VBAI程序生成LabVIEW代碼。VBAI作為一款視覺(jué)軟件，最大的特點(diǎn)在于其獨(dú)立運(yùn)行的能力和實(shí)時(shí)終端的可部署性，其功能強(qiáng)大，提供了豐富的與外部通信的接口，包括DIO接口、串口以及USB接口，并且通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，能夠快速地搭建號(hào)碼識(shí)別系統(tǒng)，顯著地提高工業(yè)生產(chǎn)效率，并且具有較高的識(shí)別率和較高的應(yīng)用價(jià)值。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其步驟如下:
[0007]步驟1:采集圖像:用工業(yè)相機(jī)采集工件的圖像作為原始圖像；
[0008]步驟2:圖像處理:對(duì)采集到的原始圖像進(jìn)行圖像處理，使需要被識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域或特征更加明顯；
[0009]步驟3:模式匹配:在工件上找到一個(gè)特征明顯的目標(biāo)，對(duì)工件上該目標(biāo)進(jìn)行模式匹配；
[0010]步驟4:以上述步驟3中找到的目標(biāo)為原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系；
[0011]步驟5:以建立的平面直角坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)注需要被識(shí)別的工件號(hào)碼區(qū)域，如果沒(méi)有識(shí)別字體的字符集，則需要先對(duì)該區(qū)域里面的號(hào)碼進(jìn)行字符訓(xùn)練；如果有識(shí)別字體的字符集，則直接顯示號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果；
[0012]步驟6:將最終圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果顯示在屏幕的某一特定區(qū)域，該特定區(qū)域能夠自由指定，方便觀察圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的效果。
[0013]所述原始圖像未經(jīng)過(guò)任何處理，格式包括彩色圖像。[0014]所述圖像處理方法包括灰度變換、二值化處理。
[0015]所述模式匹配技術(shù)包括歸一化互相關(guān)、比例不變與旋轉(zhuǎn)不變匹配、錐形匹配以及
圖像理解。
[0016]所述步驟2圖像處理能夠在步驟3模式匹配和步驟4之后進(jìn)行。
[0017]本發(fā)明采用基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，與其他現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法編程難度較小，編程效率高，采用圖形化編程，產(chǎn)生的圖像為框圖的形式，而非采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼行，不需要掌握復(fù)雜的圖像處理、相機(jī)校正、字符識(shí)別等專業(yè)知識(shí)，就能快速搭建號(hào)碼識(shí)別系統(tǒng)，并且具有較高的識(shí)別率，采用本發(fā)明方法能夠顯著提高工業(yè)生產(chǎn)效率，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明硬件連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明軟件程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例一:
[0022]步驟1:采集圖像:用工業(yè)相機(jī)采集工件的圖像作為原始圖像，本圖像為32位彩色圖像格式；
[0023]步驟2:模式匹配:由于步驟I采集的原始圖像為彩色圖像格式，彩色圖像像素特征明顯，故直接利用視覺(jué)助手工具VBAI在彩色圖像上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)不變匹配，使效果更加明顯，在工件旋轉(zhuǎn)、圖像采集存在模糊和噪聲的情況下，模式匹配仍然可以正常工作；
[0024]步驟3:以上述模型上以任意一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系；
[0025]步驟4:圖像處理:由于字符識(shí)別程序只能對(duì)灰度圖像進(jìn)行處理，利用視覺(jué)助手工具VBAI對(duì)采集到的彩色圖像進(jìn)行灰度變換，使需要被識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域或特征更加明顯，為字符識(shí)別做準(zhǔn)備；
[0026]步驟5:以建立的平面直角坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)注需要被識(shí)別的工件號(hào)碼區(qū)域，如果沒(méi)有識(shí)別字體的字符集，則需要先對(duì)該區(qū)域里面的號(hào)碼進(jìn)行字符訓(xùn)練，訓(xùn)練過(guò)程如下:在灰度圖像上選定需要被識(shí)別的字符區(qū)域，通過(guò)修改識(shí)別字體的像素的閾值、尺寸大小、讀取選項(xiàng)值，使字體區(qū)域內(nèi)每個(gè)需要被識(shí)別的字母都可以從背景圖像中一一分離，方便對(duì)單個(gè)字符進(jìn)行訓(xùn)練，為每個(gè)分段的字符指定一個(gè)字符集，為每個(gè)字符類分配一個(gè)參考字符，保存字符集為字符集文件，進(jìn)行字符識(shí)別；如果有識(shí)別字體的字符集，則直接顯示號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果;
[0027]步驟6:將最終圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果顯示在屏幕的某一區(qū)域，該特定區(qū)域能夠自由指定，方便觀察圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的效果；
[0028]其中，所述字符訓(xùn)練主要是提取每個(gè)字符的特征，將字符的特征保存成字符集，該字符集保存每個(gè)分割字符的字符值，這個(gè)字符是獨(dú)一無(wú)二的以代表每個(gè)分割的字符，在以后的字符識(shí)別中可以用來(lái)識(shí)別工件上的號(hào)碼。訓(xùn)練字符的次數(shù)越多，字符的識(shí)別率就越高。
[0029]所述字符識(shí)別就是將需要被識(shí)別的字符的特征與字符集中的特征相匹配，找到兩者特征最匹配的一項(xiàng)，該結(jié)果即為字符識(shí)別的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1:采集圖像:用工業(yè)相機(jī)采集工件的圖像作為原始圖像； 步驟2:圖像處理:對(duì)采集到的原始圖像進(jìn)行圖像處理，使需要被識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域或特征更加明顯； 步驟3:模式匹配:在工件上找到一個(gè)特征明顯的目標(biāo)，對(duì)工件上該目標(biāo)進(jìn)行模式匹配； 步驟4:以上述步驟3中找到的目標(biāo)為原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系； 步驟5:以建立的平面直角坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)注需要被識(shí)別的工件號(hào)碼區(qū)域，如果沒(méi)有識(shí)別字體的字符集，則需要先對(duì)該區(qū)域里面的號(hào)碼進(jìn)行字符訓(xùn)練；如果有識(shí)別字體的字符集，則直接顯示號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果； 步驟6:將最終圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果顯示在屏幕的某一特定區(qū)域，該特定區(qū)域能夠自由指定，方便觀察圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1:采集圖像:用工業(yè)相機(jī)采集工件的圖像作為原始圖像，本圖像為32位彩色圖像格式； 步驟2:模式匹配:由于步驟I采集的原始圖像為彩色圖像格式，彩色圖像像素特征明顯，故直接利用視覺(jué)助手工具VBAI在彩色圖像上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)不變匹配，使效果更加明顯，在工件旋轉(zhuǎn)、圖像采集存在模糊和噪聲的情況下，模式匹配仍然可以正常工作； 步驟3:以上述模型上以任意一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系； 步驟4:圖像處理:由于字符識(shí)別程序只能對(duì)灰度圖像進(jìn)行處理，利用視覺(jué)助手工具VBAI對(duì)采集到的彩色圖像進(jìn)行灰度變換，使需要被識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域或特征更加明顯，為字符識(shí)別做準(zhǔn)備； 步驟5:以建立的平面直角坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)注需要被識(shí)別的工件號(hào)碼區(qū)域，如果沒(méi)有識(shí)別字體的字符集，則需要先對(duì)該區(qū)域里面的號(hào)碼進(jìn)行字符訓(xùn)練，訓(xùn)練過(guò)程如下:在灰度圖像上選定需要被識(shí)別的字符區(qū)域，通過(guò)修改識(shí)別字體的像素的閾值、尺寸大小、讀取選項(xiàng)值，使字體區(qū)域內(nèi)每個(gè)需要被識(shí)別的字母都可以從背景圖像中一一分離，方便對(duì)單個(gè)字符進(jìn)行訓(xùn)練，為每個(gè)分段的字符指定一個(gè)字符集，為每個(gè)字符類分配一個(gè)參考字符，保存字符集為字符集文件，進(jìn)行字符識(shí)別；如果有識(shí)別字體的字符集，則直接顯示號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果； 步驟6:將最終圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的結(jié)果顯示在屏幕的某一區(qū)域，該特定區(qū)域能夠自由指定，方便觀察圖像處理以及號(hào)碼識(shí)別的效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其特征在于，所述原始圖像未經(jīng)過(guò)任何處理，格式包括彩色圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其特征在于，所述圖像處理方法包括灰度變換、二值化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其特征在于，所述模式匹配技術(shù)包括歸一化互相關(guān)、比例不變與旋轉(zhuǎn)不變匹配、錐形匹配以及圖像理解。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于VBAI模板匹配的工件號(hào)碼識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟2圖像處理 能夠在步驟3模式匹配和步驟4之后進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】G06K9/62GK103870844SQ201410113919
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】李光明, 張濤, 張巧麗, 殷波, 李慧宇 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)