[发明专利]一种实时圆形印刷图像缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体地说是一种实时圆形印刷图像缺陷检测方法。

背景技术

随着工业技术的发展，产品的生产已基本实现流水线作业，圆形印刷品例如瓶盖，徽章等，生产速度一般较快，但是由于设备、零件等的随机误差可能会导致部分产品出现缺陷。为提高产品的合格率及工业生产的自动化程度，急需一种可以实时实现的印刷缺陷检测方法。本发明从图像匹配的角度出发，根据在线实时图与标准模板图的相似度判断实时拍摄的产品是否存在印刷缺陷。

流水线上的实时图像与模板图像之间一般存在任意角度的旋转，给传统图像匹配方法的应用带来一定的困难。已有的圆形印刷图像缺陷检测方法是在确定了圆心、半径和实时图的旋转角度后，将实时图与模板图变换到同一方向下进行相似度比较。其中，圆心和半径是通过圆上点确定后根据三点定位圆的原理计算得出，因此圆上点的定位是关键。一般的方法通过二值图像中一行或一列的梯度变化，确定该行、列上的圆上点。这种方法要求计算整行或整列数据的梯度值，然后比较得出圆上点的位置坐标，计算量大。旋转角度的计算精度和速度，图像的旋转操作严重制约算法效率的提升。

针对已有检测方法的以上两个问题本发明提出了一种圆上点的快速定位方法和基于环形区域直方图特征的图像匹配方法。圆上点的快速定位方法根据圆内的参考点，指数性改变搜索步长寻找圆上点，大大减少参与计算的点数，提高了定位速度。环形区域直方图特征的旋转不变性可以避免旋转角度繁冗的计算过程，提升算法的性能和速度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种圆上点的快速定位方法和基于环形区域直方图特征的图像匹配方法。圆上点的快速定位方法根据圆内的参考点，指数性改变搜索步长寻找圆上点，大大减少参与计算的点数，提高了定位速度。环形区域直方图特征的旋转不变性可以避免旋转角度繁冗的计算过程，提升算法的性能和速度。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种实时圆形印刷图像缺陷检测方法，获取待检测目标的标准模板图和在线实时图；通过指数性改变搜索步长法获取圆上点坐标；根据三点定位圆方法计算标准模板图和在线实时图圆形区域的圆心和半径；将圆形区域分割成多个环形区域，并统计环形区域的灰度直方图特征；比较标准模板图和在线实时图的环形区域灰度直方图特征，完成图像缺陷检测。

指数性改变搜索步长法包括以下步骤：

对标准模板图和在线实时图进行自适应阈值二值化；

选取圆内任意点作为参考点，确定360度搜索方向；

确定搜索步长的初始值，进行指数性变化，获取圆上点坐标。

所述搜索方向优选为上、下、左、右四个搜索方向。

所述指数性变化过程为：

当满足指数增大条件时，搜索步长成指数性增大；

当不满足指数增大条件时，搜索步长成指数性减小。

所述指数增大条件为：

首先，当前点在图像范围内；

其次，当前点的灰度值满足圆内点的条件；

最后，当前点与参考点之间的所有点中圆内点所占的比例大于可信阈值。

所述环形区域与圆形区域圆心同心。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.根据参考点搜索圆上点时，搜索步长成指数性变化，大大降低了计算量，提高了圆上点的定位速度；

2.本发明所提出的环形区域直方图特征具有旋转不变性，克服了采用传统图像匹配方法必须计算模板图与实时图之间旋转角度的缺点，简化了检测过程。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的圆上点快速定位程序流程图；

图3是本发明实施例的啤酒瓶盖模板图；

图4是本发明实施例的有缺陷的啤酒瓶盖样图；

图5是本发明实施例的啤酒瓶盖模板图二值化结果图；

图6是本发明实施例的圆形区域同心环形分割结果图；

图7是本发明实施例的部分在线实时图与模板图其中a、b、c、e为有缺陷啤酒瓶盖在线实时图；d为啤酒瓶盖模板图；f、g、h为无缺陷啤酒瓶盖在线实时图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，以啤酒瓶盖缺陷检测为例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的圆形印刷图像缺陷检测方法的实现流程图。