面向疊層紙張數(shù)量測量的線檢測與圖像拼接算法研究.pdf

1、在包裝印刷行業(yè)，對高端紙張印刷產(chǎn)品的數(shù)量進行準(zhǔn)確統(tǒng)計具有重要意義，其計數(shù)精度將直接影響企業(yè)經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)測高、稱重等物理參數(shù)測量方法存在誤差大、效率低等缺陷，而基于視覺成像的計數(shù)方法因其非接觸、無物理損傷、實時測量等優(yōu)點，在高端印刷產(chǎn)品質(zhì)量控制中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　機器視覺紙張數(shù)量檢測技術(shù)發(fā)展面臨兩大難題：(1)在保持不降低成像分辨率前提下，滿足高疊層紙張測量需求；(2)復(fù)雜成像條件：顏色差異、光照不均、排列不齊、傾斜等所造成

2、的檢測難題。針對上述高疊層紙張測量難題，設(shè)計了一種雙相機陣列方案；為改善復(fù)雜成像條件下紙張數(shù)量檢測，采用并改進了一種水平線方向引導(dǎo)增長的直線段提取算法，以提高單張紙張識別精度；最后在重疊區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了線特征圖像拼接和頻率數(shù)統(tǒng)計。具體研究內(nèi)容包括：
　　(1)為滿足高疊層紙張計數(shù)和實時測量需求，搭建了一個穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)成像平臺。對視覺成像系統(tǒng)中的鏡頭、工業(yè)相機、光源、工控機、支撐平臺等核心組件選型，組成了一個完整的雙相機陣列成像系統(tǒng)。<

3、br>　　(2)針對復(fù)雜成像條件下的紙張端面圖像檢測難題，詳細(xì)介紹了一種改進LSD線檢測算法。首先通過具有相似梯度方向直線支持區(qū)域的梯度場方向進行判斷，并引入單向梯度算子，消除了同一條紋多重響應(yīng)的問題；然后組合梯度幅值和水平線方向信息，根據(jù)區(qū)域增長和概率誤差控制等步驟，改善線支持區(qū)域增長，將每一張疊層紙張條紋提取出來；最后結(jié)合Bresenham算法對斷裂的線段進行連接分析，彌補條紋局部斷裂異常，填補局部間隔，得到完整疊層條紋。
　

4、　(3)根據(jù)疊層紙張端面線條紋特點，設(shè)計了基于線特征的圖像拼接和加權(quán)數(shù)投票統(tǒng)計方法。其中對雙相機陣列錯位問題，使用了自動對齊預(yù)處理。介紹了重疊區(qū)域定位、線特征提取及拼接方法，并通過實驗分析驗證了本文方法性能。此外，計數(shù)統(tǒng)計采用了頻率直方圖加權(quán)統(tǒng)計方法得到了最終計數(shù)結(jié)果。
　　目前該儀器已成功投入到工廠車間檢測應(yīng)用中，通過大量不同類型印刷紙張的實際測量實驗結(jié)果表明：長期測量誤差小于0.75‰，并可對多種不同顏色和厚度的疊層紙張進行計