[发明专利]基于标定与精确几何结构的瓶体标签稳定高质量拼接方法

说明书

本发明公开了计算机视觉领域内的基于标定与精确几何结构的瓶体标签稳定高质量拼接方法，包括离线数据建立：对瓶体建立坐标系模型，假设瓶体处于四相机平台的几何中心；建立瓶体模板，进行模板匹配；在线算法建立：确定真实的瓶体轴线；瓶体体表面点采样，在各相机最优观测位置上获取标签图像上像素点的灰度值，赋值给瓶体标签展开图像上对应的像素；图像拼接，首先将处理后标签部分图像进行匹配定位裁剪，然后利用NCC优化调整后，将四幅图像拼接成一幅标签展开图，并统一拼接时的起始位置图像，本发明大大提高建立模板的速度，降低建立模板对操作人员的技术要求，相比于四图像普通拼接效果更精确平滑，并提高了圆柱标签检测的准确率和稳定性。

技术领域

本发明涉及计算机视觉处理技术领域，特别涉及一种瓶体标签拼接方法。

背景技术

目前，国内外在产品标签质量检测上严格把控。我国海克斯康制造智能 提供瓶体柔性自动检测专机，实现自动化检测塑料材质与玻璃材质的多种产 品的瓶体标签检测。美国生产Tabasco辣椒酱的Mcllhenny公司采用四摄像 头全身扫描代替原来的红外线和摄像眼相结合的标签检测，其方法不仅能统 一标签是否粘贴在正确的位置，而且还能统一标签本身与该批次产品是否一 致和匹配。近年来，有学者在这方面进行相关研究。张树君[1]和杨海明[2] 都对圆柱产品标签检测系统做了相应的研究。前者采用以增量为90度放置的 4相机对产品同步采集，对四幅图像进行自动排列调整，与预先设定好的完 整图像进行对比，效果粗糙，只能检测标签的有无和偏移。后者采用折返光 路结构和时分异步采集模式同时结合多种背光及前置光架构实现360°无盲 区全方位检测，该系统采用6相机采集图像设备成本比较高，而且机器安装 精度要求比较高。

[1]张树君,辛莹莹,陈大千.基于机器视觉的饮料瓶标签检测设备[J]. 食品研究与开发,2014(3):134-136。

[2]杨海明,苟岩岩.饮料瓶标签360°全方位检测系统研究[J].包装与 食品机械,2017,35(3):41-45。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于标定与精确几何结 构的瓶体标签稳定高质量拼接方法，通过建立检测目标的离线数据和在线算 法从而实现显著提高周标检测的稳定性和准确性，大大减少了传统人工检测 圆柱标签缺陷的成本。

本发明的目的是这样实现的：一种基于标定与精确几何结构的瓶体标签 稳定高质量拼接方法，包括离线数据建立与在线算法建立两个过程；

离线数据建立：

步骤S1：设置四组相机，采用张正友标定板法对相机进行四目标定，通 过相机两两标定，得到四个相机间的实际内参和相机间位姿传递关系；

步骤S2：设定周标瓶体的半径，并设置像素的物理尺寸；

步骤S3：对瓶体建立坐标系模型，假设瓶体处于四相机平台的几何中心；

步骤S4：建立瓶体模板，进行模板匹配；

在线算法建立：

步骤S5：确定真实的瓶体轴线，首先利用瓶盖模板匹配方法提取标签在 图像中的边缘点；然后根据扰动矩阵迭代优化剔除的误差较大的图像点，即 可确定真实的瓶体轴线；

步骤S6：瓶体体表面点采样，在各相机最优观测位置上获取标签图像上 像素点的灰度值，赋值给瓶体标签展开图像上对应的像素；

步骤S7：图像拼接，首先将处理后标签部分图像进行匹配定位裁剪，然 后对四幅图像普通拼接成一幅标签展开图，并统一拼接时的起始位置图像； 再采用NCC匹配算法对拼接图像进行调整，在优化调整后可拼接成一幅连续、 无错位、清晰的、完整的高质量的圆周标签展开拼接图，并统一优化后的标 签起始位置。

作为本发明的进一步限定，步骤S1具体为：