化妆品纸质标签缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供一种化妆品纸质标签缺陷检测方法，包括判断标贴位置是否正确、汉字识别是否正确、日期位置是否正确和日期识别是否正确。本发明专利技术设计了化妆品标签中不同颜色信息的汉字提取算法和识别算法；设计了化妆品标签中机打字符的预处理算法及高精度识别算法。本发明专利技术算法稳定，便于系统的检修与维护，且在生产时只需调节相应控制参数，按下启动按钮后即可全部自动检测无需人工看守。

Cosmetic paper label defect detection method

The invention provides a defect detection method for paper label of cosmetics, including judging whether the label position is correct, whether the Chinese character recognition is correct, whether the date position is correct and whether the date recognition is correct. The invention designs a Chinese character extraction algorithm and recognition algorithm for different color information in cosmetic labels, and designs a pre-processing algorithm and a high-precision recognition algorithm for machine-typed characters in cosmetic labels. The algorithm of the invention is stable, convenient for the maintenance and maintenance of the system, and only the corresponding control parameters need to be adjusted during production, and all the automatic detection can be realized without manual guard after pressing the start button.

【技术实现步骤摘要】
化妆品纸质标签缺陷检测方法
本专利技术涉及一种化妆品纸质标签检测方法，属于计算机视觉领域，具体为一种化妆品纸质标签缺陷检测方法。
技术介绍
标签被用于商品的识别，具有标记产品名称、型号、性能、关键技术参数、使用说明、价格、成分等一些为消费者及经销商所关注的关键信息的作用，堪称商品的“身份证”。现如今，市面上如化妆品、药品、电器、文化用品、服装、食品等很多商品都带有标签。标签已成为企业跟踪产品、质量监控以及生产管理的有效载体，同时标签也是个人对产品质量进行核对的有效工具。尤其是出口外贸商品，产品标签的质量关系着出口经销商的第一印象，一个不合格的标签有可能导致客户对企业的产品质量及信誉产生质疑，从而给企业带来利益及其他不可估量的损失。因此在标签出厂前需要对其质量进行检测，将不合格的标签分拣出来尤为重要。化妆品纸质标签上的内容大部分是由印刷机在线印刷而成的，有一部分内容是先将产品信息印刷到不干胶标贴上，然后再贴到纸质标签上，生产日期则是喷墨喷上去的。在现代快速印刷环境下，标签在印刷、粘贴、喷墨等生产过程中会受到生产工艺、环境、设备等众多不确定因素的影响，生产出来的标签会存在各种缺陷及瑕疵，例如标签上不干胶标贴位置粘贴错位掩盖住其它信息、标贴的倾斜，生产日期的漏喷、位置偏移、倾斜、及其日期内容的正确与否，标贴印刷内容是否正确等。通过现场调研发现，在标签印刷流水线上，工人是通过人眼对比的方法检测标签的质量，并将质量合格的标签贴到化妆品包装盒上，丢弃不合格的标签。这样则存在很多局限性和问题：(1)工人既要检测标贴和日期的位置又要检测标贴内容和日期正确与否，这样导致检测速度较慢，难以满足目前的生产速度和要求；(2)检验人员长时间进行集中注意力的作业，极易造成人的眼疲劳，眼花等不良反应；(3)检验结果易受质检人员的主观情绪所影响，导致检测同一产品在不同检测人员的眼中也会有所差异；(4)人工无误检率较高，随机性较大，没有量化标准，且成本较高。随着计算机软件、电子通信技术和硬件技术、图像处理及与人类视觉相关技术的发展，基于机器视觉的表面缺陷检测技术得到了的快速发展。本检测算法最终要应用于化妆品纸质标签表面缺陷的在线检测。由于要识别标签内用汉字和数字表达的重要信息，且标签印刷字体较小，所以采用高分辨率的CCD面阵相机进行成像，而且标签的表面缺陷检测一般要求在快速的生产情况下能够准确的检出各种类型的缺陷。因而既对硬件提出了高性能、高分辨率的要求，又对图像分析与处理算法提出了高稳定性、高效率、鲁棒性强的要求，但是在计算机视觉检测中，算法的时效性、准确性和鲁棒性难以同时实现。因此根据化妆品制造工艺及实际印刷情况，针对化妆品标签表面缺陷检测算法的研究，本专利将化妆品表面缺陷分为两类并采用模板匹配和神经网络技术设计相应的缺陷检测及识别算法。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效的化妆品纸质标签缺陷检测方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种化妆品纸质标签缺陷检测方法，包括以下步骤：步骤(1)：获取图像G，执行步骤(2)；步骤(2)：对获取的图像G进行角度旋转，使图像前景与水平方向垂直，得到图像F，执行步骤(3)；步骤(3)：提取图像F中的前景图像中的不干胶标贴区域R1，判断其位置及相对于水平位置的倾斜角度Phi2；执行步骤(4)；步骤(4)：判断不干胶标贴所占区域R1的位置相对于标签的位置是否正确，若位置不正确则结束检测，判为不合格产品；若位置正确则执行步骤(5)；步骤(5)：将汉字图像从图像F中提取出来，得到图像W；步骤(6)：对图像W的汉字字符进行分割处理，得到交集区域R4；步骤(7)：训练BP神经网络；步骤(8)：将交集区域R4用步骤(7.2)训练好的BP神经网络进行识别，然后将识别出的汉字与预先输入的汉字信息进行比较，如果相同，执行步骤(9)；否则，判定不合格，结束检测；步骤(9)：提取图像F中日期在标签上所对应的区域Rd；步骤(10)：对区域Rd作最小外接矩形，并求出相应的质心坐标(x2,y2)、区域Rd的宽高Dw、Dh及其相对于水平位置的倾斜角度Phi3，从而确定日期位置；步骤(11)：判断日期所占区域Rd的位置相对于标签的位置是否正确，若位置不正确，判为不合格产品，结束检测；若位置正确则执行步骤(12)；步骤(12)：求区域Rd的最小外接矩形区域Rd1，根据矩形区域Rd1的坐标从图像F中提取出相对应的日期图像，得到图像D；步骤(13)：对图像D的日期字符做分割处理，得到分割开的日期字符区域RS，步骤(14)：用步骤(7)中保存的训练好的神经网络，对分割开的日期字符区域RS进行识别；步骤(15)：将步骤(14)识别出来的字母与数字与预先输入的字母与数字相比较，若信息相同，则判为产品合格，结束检测；否则，判为不合格产品，结束检测。作为对本专利技术化妆品纸质标签缺陷检测方法的改进，步骤(2)包括以下步骤：步骤(2.1)：对图像G进行OTSU阈值分割，将标签与背景分割开来，得出相应的前景所占区域R；步骤(2.2)：遍历区域R的像素，统计出区域R包含的N个像素坐标(xi，yi)(i＝1，2，...，N)，计算区域的中心坐标(x0，y0)：区域R与水平方向的夹角Phi：(7)式中M11、M02和M20是区域R的二阶矩；步骤(2.3)：以中心坐标(x0，y0)为基准点，(Phi1-Phi)为旋转角度对原图像进行旋转变换，得到仿射变换后的图像F；构造齐次旋转变换矩阵H：(8)式中phi1＝rad(90°)是旋转后图像与水平方向的夹角；则有：F＝H*G(9)(9)式中F为仿射变换后的图像。作为对本专利技术化妆品纸质标签缺陷检测方法的进一步改进，步骤(3)包括以下步骤：步骤(3.1)：对图像F进行OTSU双阈值分割，提取出不干胶标贴区域R1；步骤(3.2)：对提取出的不干胶标贴区域R1作最小外接矩形，求出区域R1的质心位置(x1，y1)、标贴的宽高DW，DH及其相对于水平位置的倾斜角度Phi2；区域R1的(i+j)阶几何矩mi，j公式为：(10)式中(r，c)表示区域R1内点的坐标，i，j表示行列坐标的次幂；区域R1的质心坐标(x1，y1)为：(11)式中m10，m01是区域R1的一阶矩，m00是区域R1的零阶矩；区域R1的宽DW和高DH：其中有：区域R1的方向角度Phi2：以上(12)和(13)式中的m20、m02、m11是区域R1的二阶距。作为对本专利技术化妆品纸质标签缺陷检测方法的进一步改进，步骤(4)包括以下步骤：步骤(4.1)：根据步骤(3.2)所得区域R1的倾斜角度Phi2与步骤(2.4)中的角度Phil，来判定不干胶标贴的倾斜角度是否达到产品参数要求：其中R_Angle为相应角度技术参数；步骤(4.2)：判断不干胶标贴在竖直方向上是否覆盖住标签上其它描述产品信息内容的汉字及字符：其中x0、x1分别由步骤(2.2)和步骤(3.2)获得，R_DistanceL和R_DistanceH为相应的竖直方向位置技术参数；步骤(4.3)：判断不干胶标贴在水平方向上的位置是否达到相关参数要求：其中y0、y1分别由步骤(2.2)和步骤(3.2)获得，C_Distance为相应水平方向上位置技术参数。作为对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.化妆品纸质标签缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：获取图像G，执行步骤(2)；步骤(2)：对获取的图像G进行角度旋转，使图像前景与水平方向垂直，得到图像F，执行步骤(3)；步骤(3)：提取图像F中的前景图像中的不干胶标贴区域R1，判断其位置及相对于水平位置的倾斜角度Phi2；执行步骤(4)；步骤(4)：判断不干胶标贴所占区域R1的位置相对于标签的位置是否正确，若位置不正确则结束检测，判为不合格产品；若位置正确则执行步骤(5)；步骤(5)：将汉字图像从图像F中提取出来，得到图像W；步骤(6)：对图像W的汉字字符进行分割处理，得到交集区域R4；步骤(7)：训练BP神经网络；步骤(8)：将交集区域R4用步骤(7.2)训练好的BP神经网络进行识别，然后将识别出的汉字与预先输入的汉字信息进行比较，如果相同，执行步骤(9)；否则，判定不合格，结束检测；步骤(9)：提取图像F中日期在标签上所对应的区域Rd；步骤(10)：对区域Rd作最小外接矩形，并求出相应的质心坐标(x2，y2)、区域Rd的宽高Dw、Dh及其相对于水平位置的倾斜角度Phi3，从而确定日期位置；步骤(11)：判断日期所占区域Rd的位置相对于标签的位置是否正确，若位置不正确，判为不合格产品，结束检测；若位置正确则执行步骤(12)；步骤(12)：求区域Rd的最小外接矩形区域Rd1，根据矩形区域Rd1的坐标从图像F中提取出相对应的日期图像，得到图像D；步骤(13)：对图像D的日期字符做分割处理，得到分割开的日期字符区域Rs，步骤(14)：用步骤(7)中保存的训练好的神经网络，对分割开的日期字符区域RS进行识别；步骤(15)：将步骤(14)识别出来的字母与数字与预先输入的字母与数字相比较，若信息相同，则判为产品合格，结束检测；否则，判为不合格产品，结束检测。...

【技术特征摘要】
1.化妆品纸质标签缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：获取图像G，执行步骤(2)；步骤(2)：对获取的图像G进行角度旋转，使图像前景与水平方向垂直，得到图像F，执行步骤(3)；步骤(3)：提取图像F中的前景图像中的不干胶标贴区域R1，判断其位置及相对于水平位置的倾斜角度Phi2；执行步骤(4)；步骤(4)：判断不干胶标贴所占区域R1的位置相对于标签的位置是否正确，若位置不正确则结束检测，判为不合格产品；若位置正确则执行步骤(5)；步骤(5)：将汉字图像从图像F中提取出来，得到图像W；步骤(6)：对图像W的汉字字符进行分割处理，得到交集区域R4；步骤(7)：训练BP神经网络；步骤(8)：将交集区域R4用步骤(7.2)训练好的BP神经网络进行识别，然后将识别出的汉字与预先输入的汉字信息进行比较，如果相同，执行步骤(9)；否则，判定不合格，结束检测；步骤(9)：提取图像F中日期在标签上所对应的区域Rd；步骤(10)：对区域Rd作最小外接矩形，并求出相应的质心坐标(x2，y2)、区域Rd的宽高Dw、Dh及其相对于水平位置的倾斜角度Phi3，从而确定日期位置；步骤(11)：判断日期所占区域Rd的位置相对于标签的位置是否正确，若位置不正确，判为不合格产品，结束检测；若位置正确则执行步骤(12)；步骤(12)：求区域Rd的最小外接矩形区域Rd1，根据矩形区域Rd1的坐标从图像F中提取出相对应的日期图像，得到图像D；步骤(13)：对图像D的日期字符做分割处理，得到分割开的日期字符区域Rs，步骤(14)：用步骤(7)中保存的训练好的神经网络，对分割开的日期字符区域RS进行识别；步骤(15)：将步骤(14)识别出来的字母与数字与预先输入的字母与数字相比较，若信息相同，则判为产品合格，结束检测；否则，判为不合格产品，结束检测。2.根据权利要求1所述的化妆品纸质标签缺陷检测方法，其特征在于，步骤(2)包括以下步骤：步骤(21)：对图像G进行OTSU阈值分割，将标签与背景分割开来，得出相应的前景所占区域R；步骤(2.2)：遍历区域R的像素，统计出区域R包含的N个像素坐标(xi，yi)(i＝1，2，...，N)，计算区域的中心坐标(x0，y0)：区域R与水平方向的夹角Phi：(7)式中M11、M02和M20是区域R的二阶矩；步骤(23)：以中心坐标(x0，y0)为基准点，(Phi1-Phi)为旋转角度对原图像进行旋转变换，得到仿射变换后的图像F；构造齐次旋转变换矩阵H：(8)式中phi1＝rad(90°)是旋转后图像与水平方向的夹角；则有：F＝H*G(9)(9)式中F为仿射变换后的图像。3.根据权利要求2所述的化妆品纸质标签缺陷检测方法，其特征在于，步骤(3)包括以下步骤：步骤(3.1)：对图像F进行OTSU双阈值分割，提取出不干胶标贴区域R1；步骤(3.2)：对提取出的不干胶标贴区域R1作最小外接矩形，求出区域R1的质心位置(x1，y1)、标贴的宽高DW，DH及其相对于水平位置的倾斜角度Phi2；区域R1的(i+j)阶几何矩mi，j公式为：(10)式中(r，c)表示区域R1内点的坐标，i，j表示行列坐标的次幂；区域R1的质心坐标(x1，y1)为：(11)式中m10，m01是区域R1的一阶矩，m00是区域R1的零阶矩；区域R1的宽DW和高DH：其中有：区域R1的方向角度Phi2：以上(12)和(13)式中的m20、m02、m11是区域R1的二阶矩。4.根据权利要求3所述的化妆品纸质标签缺陷检测方法，其特征在于，步骤(4)包括以下步骤：步骤(4.1)：根据步骤(32)所得区域R1的倾斜角度Phi2与步骤(24)中的角度Phi1，来判定不干胶标贴的倾斜角度是否达到产品参数要求：其中R_Angle为相应角度技术参数；步骤(42)：判断不干胶标贴在竖直方向上是否覆盖住标签上其它描述产品信息内容的汉字及字符：其中x0、x1分别由步骤(2.2)和步骤(3.2)获得，R_DistanceL和R_DistanceH为相应的竖直方向位置技术参数；步骤(4.3)：判断不干胶标贴在水平方向上的位置是否达到相关参数要求：其中y0、y1分别由步骤(2.2)和步骤(3.2)获得，C_Distance为相应水平方向上位置技...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊峰，刘鹏，戴文战，柳锋，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33