【技术实现步骤摘要】
一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法
本专利技术涉及基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法。
技术介绍
随着液晶仪表的广泛应用及大批量自动化生产,出厂前对其进行质量检测已成为关键的一个生产环节。质量检测的重点在于仪表液晶屏的图案检测,即在给定输入信号下,检测液晶屏显示图案信息是否正确。基于机器视觉的液晶仪表图案检测可以在很大程度上代替传统的人工检测,这就需要针对液晶屏图案和视觉检测系统的特点,提出一种通用、高效、准确的检测方法。目前对液晶仪表图案的检测大多采用基于灰度的模板匹配法,即预先存储正确显示的模板图像,将采集到的图像与模板图像进行灰度匹配,基本思想为:以统计的观点将图像视为二维信号,采用统计相关的方法寻找信号间的相关匹配,利用两个信号的相关函数评价它们的相似性,根据匹配度(百分比)来判断显示图像的正确与否。这种方法最接近人眼检测的方法,易于理解,但灰度匹配存在的问题也较明显:(1)过于依赖精确的图像坐标,即如果被检图像有轻微的旋转和缩放,即使人眼判断无差别,但计算得到的相关匹配度也会有较大的变化,从而导致误检测率较高;(2)灵活性差,传统灰度匹配算法较为固定,实际应用中可做出的调整单一,对多变的实际情况适应性差。而实际检测环境下,被检测仪表的机械装夹误差必然导致图像的旋转及缩放,这就需要一种准确、鲁棒性强的检测方法,同时,实际检测环境的多变要求算法具有足够的灵活性,即对不同的跨行业的视觉检测环境都具有良好的适应能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决图像灰度匹配存在的问题中误检测率较高、灵活性差 ...
【技术保护点】
一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法,其特征在于:一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法具体是按照以下步骤进行的:步骤一、从相机采集待检测整体图像,根据待检测整体图像信息设定所需检测的图案,设定图像的ROI,截取所检测区域的子图像,并将子图像灰度化,作为待检测图像;从数据库中读取相应的模板图像;步骤二、将待检测图像和模板图像填充成正方图像,并将检测图像和模板图像的重心平移到正方图像的中心,进行平移归一化生成平移待检测图像和平移模板图像;步骤三、采用快速算法计算平移待检图像和平移模板图像的Zernike矩;步骤四、对计算所得的平移待检图像和平移模板图像的Zernike矩进行尺度归一化生成尺度归一化矩Znm;步骤五、根据尺度归一化矩Znm构造矩向量Zsrc和Ztem,其中Zsrc为待检测图像向量,Ztem为模板灰度化图像向量;步骤六、针对矩向量Zsrc和Ztem中的每一个元素,计算矩向量Zsrc和Ztem的相对匹配百分比,并将矩向量Zsrc和Ztem的相对匹配百分比存储在判定特征向量J中,构造判定特征向量J;步骤七、采用归一化相关系数匹 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法,其特征在于:一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法具体是按照以下步骤进行的:步骤一、从相机采集待检测整体图像,根据待检测整体图像信息设定所需检测的图案,设定图像的ROI,截取所检测区域的子图像,并将子图像灰度化,作为待检测图像;从数据库中读取相应的模板图像;步骤二、将待检测图像和模板图像填充成正方图像,并将检测图像和模板图像的重心平移到正方图像的中心,进行平移归一化生成平移待检测图像和平移模板图像;步骤三、采用快速算法计算平移待检图像和平移模板图像的Zernike矩;步骤四、对计算所得的平移待检图像和平移模板图像的Zernike矩进行尺度归一化生成尺度归一化矩Znm;步骤五、根据尺度归一化矩Znm构造矩向量Zsrc和Ztem,其中Zsrc为待检测图像向量,Ztem为模板灰度化图像向量;步骤六、针对矩向量Zsrc和Ztem中的每一个元素,计算矩向量Zsrc和Ztem的相对匹配百分比,并将矩向量Zsrc和Ztem的相对匹配百分比存储在判定特征向量J中,构造判定特征向量J;步骤七、采用归一化相关系数匹配法计算待检图像与模板图像的灰度匹配度,并转化成百分比即得到灰度匹配度;步骤八、将灰度匹配度match作为新元素赋值给判定特征向量J,得到更新后的判定特征向量J′;步骤九、计算判定特征向量J'中各元素的加权算术平均值,得到相似度的百分比Match_result;步骤十、比较Match_result与设定阈值Threshold,得到检测结果;若Match_result的值大于设定阈值Threshold即认为检测合格;即完成了一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法。2.根据权利要求1所述一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法,其特征在于:步骤二中将待检测图像和模板图像填充成正方图像,并将检测图像和模板图像的重心平移到正方图像的中心,进行平移归一化生成平移待检测图像和平移模板图像的具体过程为:(1)判断每幅图像自身的宽和高是否相等,若不相等,则对图像进行正方化:比较每幅图像宽和高,选择宽和高较大者作为正方图像的边长,并保证边长的长度为奇数,构造正方图像,并设置正方图像的像素为0,即正方图像为黑色;(2)根据几何矩计算待检测整体图像重心将正方图像中心移至原图像重心处。3.根据权利要求1所述一种基于归一Zernike矩和灰度匹配的液晶仪表图案视觉检测方法,其特征在于:步骤三中采用快速算法计算待检图像和模板图像的Zernike矩具体过程为:(1)、采用方-圆变换将正方形图像g(x,y)转换到极坐标f(γ,ξ)下,γ,ξ由下式得到:γ=max{|x|,|y|},若|x|=γ,则若|y|=γ,则像素(γ,ξ)对应的归一化极坐标为:r=2γ/N,θ=πξ/4γ,其中N为正方图像的边长...
【专利技术属性】
技术研发人员:于金泳,张焯然,高会军,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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