[发明专利]一种实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法

权利要求书

1.一种实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，其特征在于，包括：

图像采集，通过工业线扫描相机对传送带上的实木锯材进行图像采集，获得线扫图像数据；

锯材图像拼接，将线扫图像数据依次进行帧缓冲处理、有效候选帧确定及帧拼接处理以完成实木锯材图像的自动拼接完整；

锯材图像抠取，对自动拼接后的图像，根据线扫实木锯材的形状和纹理特点，综合多项图像处理技术，实现锯材图像的稳定抠取；

对自动拼接后的图像，根据线扫实木锯材的形状和纹理特点，综合多项图像处理技术，实现锯材图像的稳定抠取，具体包括：

对拼接后图像灰度化处理，将直方图统计范围为7-120的像素作为锯材抠图的依据，利用此依据二值化处理图像，对二值图像边缘检测，并对提取出的边缘用boundingrect函数计算轮廓外接矩形，所得矩形边长作为锯材初步的长度与宽度；

制定锯材轮廓在宽度方向的抖动优化策略；

制定锯材轮廓长度方向的倾角修正策略；

制定锯材轮廓在宽度方向的抖动优化策略， 具体如下：

将抠取出的二值化图，由上至下均匀地取20行，读取每一行宽度上的白点个数，即图像的宽度，然后，再将每一行获得的白点个数排序，最后，按照排序结果取中值，将所述中值作为修正后的锯材宽度；

制定锯材轮廓长度方向的倾角修正策略， 具体如下：

设木材左上角为原点，x方向向右，y方向向下，从左至右，上部最顶端一行两个端点坐标为P1(x1,y1)，P2(x2,y2)，最下端两个端点为P3(x3,y3)，P4(x4,y4)；采用如下方法计算倾角theta：

设d＝(|x3-x1|+|x4-x2|)/2，当d大于设定阈值时，计算h＝(|y3-y1|+|y4-y2|)/2，theta＝actan(d/y)；d表示x方向倾斜阈值，h表示y方向倾斜阈值；

则实际锯材长度为L＝h/cos(theta)。

2.根据权利要求1所述的实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，其特征在于，所述工业线扫相机能够调整设置扫描频率和采样ROI；所述传送带采用黑色亚光面材料，速度恒定，并设定所述工业线扫相机扫描的频率与所述传送带的输送频率一致。

3.根据权利要求1所述的实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，其特征在于，所述帧缓冲处理，具体包括：

把每次线扫的500行像素组成一幅小图像，作为候选拼接帧；在内存中为每一个候选帧分配一个缓存，按照顺序标号，根据锯材长度的不同，8-15个缓冲可以满足锯材30m/min的传送速度。

4.根据权利要求1所述的实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，其特征在于，所述有效候选帧确定，具体包括：

利用图像二值化对候选帧处理，扫描与传送带等宽范围的像素；读取图像上白色像素的数量，只要任意一行有超过1/3的白色像素，认定为木材，该候选帧为有效帧。

5.根据权利要求1所述的实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，其特征在于，所述帧拼接处理，具体包括：

根据木材在有效帧中出现的位置确定图像帧的种类，若某帧图像的前半部分无木材，而后半部分有木材，判断为开始帧，表示线扫相机已经发现木材，后续的一系列图像帧为正在检测的木材；当发现某帧前半部分有木材，而后半部分无木材则是结束帧；在头帧之前和尾帧之后各增加一帧，并按照从头至尾的顺序依次拼接成图像；拼接完成后，清空内存中的缓冲区。

6.根据权利要求1所述的实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，其特征在于，每次线扫图像的采样间隔设置为2秒及以上，采样间隔用于图像拼接和处理。