[发明专利]一种基于视觉检测的空管复合滤棒段长测量方法

摘要

本发明公开了一种基于视觉检测的空管复合滤棒段长测量方法，包括以下步骤：(1)图像采集以及预处理；(2)滤棒区域粗定位：通过固定阈值分割、水平方向累加、自适应阈值分割得到滤棒区域的上下限；(3)滤棒区域精确定位；(4)使用滤棒区域内归一化水平近邻差分响应均值构造稀疏矩阵，并在复合滤棒的不同区域选择种子线配合稀疏矩阵构造线性方程组，通过线性方程组的解对滤棒区域进行段标记，找出段标记的分界线位置；(5)在上一步找出的段分界处选取一小段图像重复上一步操作，寻找新的段准分界线位置；(6)确定的最终的分界线位置；本发明测量速度快，精度高，对样品无损伤且照明和安装方式简单，可轻松集成于现有滤棒生产线之上。

主权项

1.一种基于视觉检测的空管复合滤棒段长测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集空管复合滤棒在蓝色背光照明下的原始图像，并对原始图像进行滤波处理；步骤2：对经步骤1滤波后的滤波图像进行二值化处理，在垂直方向上粗定位空管复合滤棒所在二值化图像中的垂直坐标区间[y₁,y₂]；步骤3：获取原始图像中滤棒区的旋转角度，并进行相应的旋转矫正；从经步骤1滤波后的滤波图像I_o中取出垂直坐标区间[y₁,y₂]对应的第一精定位子图I₀₁，并对第一精定位子图进行边缘点提取，利用提取的边缘点进行直线拟合，获取拟合直线与水平轴的夹角，并对滤波图像I_o进行反向夹角旋转矫正，获得旋转矫正图I_ro；步骤4：从旋转矫正图像I_ro中定位空管复合滤棒上边界和下边界；从旋转矫正图像I_ro中分别在垂直坐标区间[y₁‑(y₂‑y₁)/2,y₂‑(y₂‑y₁)/2]和[y₁+(y₂‑y₁)/2,y₂+(y₂‑y₁)/2]的空管复合滤棒上边界和下边界区域子图I_r1和I_r2，并在空管复合滤棒上边界和下边界区域子图I_r1和I_r2图中计算纵向Sobel边缘响应并进行水平方向累积，提取累积最大值位置作为空管复合滤棒上边界和下边界步骤5：从滤波图像I_o中提取垂直坐标区间的第二精定位子图I_lr，并利用积分函数的二阶差分响应极值求取第二精定位子图I_lr中空管复合滤棒的左边界和右边界步骤6：以空管复合滤棒的上、下、左、右边界从滤波图像I_o中提取空管复合滤棒区域I_dc，并对空管复合滤棒区域进行初始段标记；以空管复合滤棒区域内每一列像素的归一化水平近邻差分响应均值构造稀疏矩阵，并在空管复合滤棒的不同区域随机选择种子线配合稀疏矩阵构造线性方程组；以种子线在图I_dc中的列号p在线性方程组的解的第p个位置处插入零，形成行向量X_m，m为种子线编号，将所有X_m按顺序写入标记矩阵Mar中，标记矩阵Mar的大小为S为种子线数量；在标记矩阵Mar中求每一列的最大值，记录最大值所在的行号为flag(i)；取flag的跃变点所对应的图像上横坐标位置作为第一次分界位置；以第一次分界位置对空管复合滤棒区域进行初始段标记；步骤7：构建准分界线矩阵；以第一次分界位置两侧等宽区域内每一列的归一化水平近邻差分响应均值重新构造稀疏矩阵，并结合区域两侧边界为新的种子线构造线性方程组，求解线性方程组在第一次分界位置两侧分别获得两个新的准分界位置，作为第二次分界位置，以第一次分界位置和第二次分界位置，构建准分界线矩阵；步骤8：在准分界线矩阵中，从同一列的准分界线位置中选取近邻块差分绝对值最大的位置作为精准分界线位置，完成对空管复合滤棒的精准段标记，并获得各段的长度测量值。