图像采集方法技术

采集布置在支撑表面(4)上的物体(3)的图像的方法包括：提供物体(3)的具有光轴(V；V)的至少一个光学图像采集设备(2；102)；在光学设备(2；102)的工作步骤中，处理所采集的图像以校正图像的可能透视失真，且从处理后的图像提取所述物体(3)的至少一个特征。该方法进一步包括：使已知参考平面与物体(3)相关联且在所述工作步骤之前的所述光学设备(2；102)的配置步骤中，获得参考平面与光轴(V)之间的对应倾斜度；处理所采集的图像实际上包括识别根据对应倾斜度确定的处理模式并且应用该预设的处理模式来校正可能透视失真。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像采集方法
本专利技术涉及一种由包括至少一个光学设备的图像采集系统实现的采集物体的图像的方法，所述至少一个光学设备能够处理所采集的图像以便从所述物体提取至少一个特征。具体地，本专利技术涉及包括如下光学设备的采集系统，所述光学设备能够采集静止的和/或在可移动传送装置上处于运输的物体的图像。本专利技术进一步还涉及包括如下可移动光学设备的采集系统，即所述可移动光学设备连接到支撑底座，可随时间在多个不同位置之间连续移动，并且能够采集静止物体的图像。所述光学设备特别地连续改变空间中的取向以采集物体的图像。
技术介绍
在本说明书中以及随后的权利要求书中，表述“用于采集图像的光学设备”是指如下一种设备，其能够采集布置在支撑表面中的物体的图像，特别地，其能够采集所述物体的几何特征和/或形状特征，或者与所述物体相关联的光学信息。表述“光学信息”是指构成信息(不论经编码还是未经编码)的任何图形表示。经编码信息的一个示例是线性或二维光学代码，在其中对识别与光学代码相关联的物体的数据进行编码。通过由光元件(通常是白色空间)分离的暗(通常是黑)色的预设形状(例如，正方形、矩形或六边形)的元素的适当组合对信息进行编码，条形码、堆栈码和二维码(一般来说，彩色码等)是已知的。术语“光学信息”进一步包括(更一般来说)其它图形形状，其包括印刷或手写字符(字母、数字等)和特定形状(所谓的“图案”)，比如戳记、标志、签名、指纹等，以及任何可检测的图形表示，不仅在可见光区域而且沿着包含在红外线与紫外线之间的整个波长。在现有技术中，在图像采集系统中，所谓的“无人看管扫描系统”是已知的，其包括数码相机，用于采集通常是静止的和/或在传送带上或在其它支撑装置和/或处理和运输装置上处于运输的包装或物体的图像，且通过数码相机解码其上印刷或施加的光学信息。此类数码相机(其包括光电传感器)可以包括光电传感器的一维或二维阵列。表述“图像处理”是指对所采集的图像执行初始二维分析以便能够随后更详细处理该图像。这个随后处理的目标是“正确提取该物体的感兴趣特征”。换句话说，前一表述是指使光学信息能够被正确读取和解码(不论如何取向，与物体关联和/或与待识别的物体相关联的轮廓或字符相关联)的图像识别算法。已知的图像采集系统通常包括光学设备、与此设备相关联的至少一个发光装置、用于配置采集系统的用户接口图形装置以及用于管理发光装置和光学设备本身的控制装置。此采集系统的一个典型问题在于以下事实：由于物体与光学设备之间的对应定位，光学设备采集的物体的图像通常透视失真。实际上，并非始终可能或推荐将设备的光轴布置成与待检查的物体相对，垂直于物体的设置有经编码信息的表面，或更一般来说，有必要采集图像的表面。如果发光装置并入到光学设备中且围绕光学设备，则(例如)有必要使待分析的表面倾斜，以避免光学设备上的直接反射。在具有固定光学设备的图像采集系统的情况下，缺少适于固定到静止底座的空间或点约束了光学设备相对于待采集的物体的定位，使得此定位从所采集的图像的视点来看通常并非最佳(其可能透视失真)。另一方面，在具有可移动光学设备(例如，安装在用于“拾放”应用的机械臂上)的图像采集系统的情况下，光学设备持续改变空间中的取向，从而与机械臂一体移动。在这些系统中，光学设备相对于物体的布置不由针对图像的最佳采集的需要决定，而是由机械臂的需要决定。因此，所采集的图像会透视失真。所采集的图像中的物体的透视失真使图像识别和解码算法更加复杂且低效，因此用于解码图像的处理时间较长。此外，图像的失真可以引入解码错误，因为图像中的光学信息被不正确解释。举例来说，再现文本中的字符的图形符号可能被光学字符识别(OCR)算法不正确地解释。类似地，如果第一特性必须从定位在第一感兴趣区域中的可由开始于第二感兴趣区域的几何参数识别的图像提取，则可能发生解码错误。由于透视失真而导致的该几何参数(例如，第一感兴趣区域和/或第二感兴趣区域之间的距离和/或取向)的改变可能在解码步骤期间引起错误，因为第一感兴趣区域可能在待解码特征不存在的区域中被识别。为克服此问题，已知有执行图像处理步骤，由能够将图像返回到其实际非失真比例的算法对所采集的图像进行几何变换，从而例如提取由所采集的图像变换和未变换的图像的物体的感兴趣特征。这种几何变换提供了例如基于如下假设使用算法：失真图像的每一点可以被引用到实际图像的对应点。几何变换算法需要能够定义失真图像中以及变换后的图像中识别的某些适当选定的点的坐标。因此，在光学设备配置步骤期间，操作者必须进行干预，使得光学设备能够定义几何变换算法。操作者实际上自行处置(athisdisposal)图像，其中对光学校准图像(也称为测试图案(testpattern))进行编码并且通过多次采集提供有测试图案的这类图像来定义几何变换算法。在光学设备的这个配置步骤中识别的该算法随后被用在工作步骤中以处理图像(该图像可以在这个配置步骤之后、同时或之前进行采集)，从而将图像变换为不同图像，随后提取物体的特征并且因此解码图像。因此，图像采集系统要求光学设备的配置步骤先于工作步骤，在配置步骤期间进行测试图案的多次采集，和/或例如借助用户接口图形装置针对图像采集系统的操作设定其它操作参数(例如，还已知有使用测试图案来确定用于将像素转换为mm的因子)。由于测试图案的多次采集，这个配置程序对于操作者来说较费力，并且还需要不少时间，在这些时间内，图像采集系统不能自动使用，因为其处于配置步骤中。在可移动光学设备的情况下，如果有必要识别设备本身的所有可能的工作位置并且针对每个位置定义对应的几何变换，则这个配置时间变得关键。在每个可能的工作位置中，不得不通过测试图案重复测试图案的多次采集，因此，配置步骤更加复杂且时间长。此外，为了正确定义几何变换算法且因此为了有效解决透视失真，有必要以较大准确性识别光学图案之间的相关性。图像透视失真越多，则这越有必要。在仅存在几个测试图案的情况下，只有光学信息在具有平坦表面的物体上(例如，布置在盒状主体的表面上的标签)，才能正确定义几何变换。在此特定情况下，特定是限制条件下，仅一个测试图案可足以定义几何变换。然而，如果物体具有弯曲外部表面，则定义这个几何变换的执行时间变得更长且难以解决。实际上，在物体具有弯曲乃至不规则外部表面的情况下，不仅必须利用测试图案对校准图像进行多次采集，而且还有必要从空间中的若干位置采集此类图像。所采集的第一校准图像用于识别参考表面上的校准图像，且另一方面通过感兴趣工作体积内的不同空间位置采集随后测试图案，直到此时，通过随后采集的测试图案的校准图像(其可能在采集期间透视变形)与所采集的第一校准图像的测试图案之间的比较，由此可以定义几何变换。操作者配置光学设备以及因此配置图像采集系统所必需的时间更进一步增加。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是克服用于采集已知类型的图像的方法的缺点。另一目标是提供一种采集图像的方法，所述方法使得能够采集图像且通过对所采集的图像的几何变换校正可能的透视失真，但简化了几何变换本身的定义和识别。又一目标是提供一种采集图像的方法，所述方法使得能够采集图像且通过对所采集的图像的几何变换校正可能的透视失真，且确保在不需要较长时间配置的情况下较大精确度的几何变换。再一目标是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采集布置在支撑表面(4)上的物体(3)的图像的方法，其包括：提供所述物体(3)的具有光轴(V；V')的至少一个光学图像采集设备(2；102)；在所述光学设备(2；102)的工作步骤中，处理所采集的图像以校正所述图像的可能的透视失真；从处理后的图像提取所述物体(3)的至少一个特征；其特征在于，所述方法包括：使已知参考平面与所述物体(3)相关联，并且在所述工作步骤之前所述光学设备(2；102)的配置步骤中，获得所述参考平面与所述光轴(V)之间的相对倾斜度；所述处理包括根据所述相对倾斜度识别预设的处理模式以及应用所述预设的处理模式来校正所述可能的透视失真。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.04 IT MO2011A000280;2011.11.04 IT MO2011A01.一种采集布置在支撑表面(4)上的物体(3)的图像的方法，其包括：提供所述物体(3)的具有光轴(V；V')的至少一个光学图像采集设备(2；102)；在所述光学设备(2；102)的工作步骤中，处理所采集的图像以校正所述图像的可能的透视失真；从处理后的图像提取所述物体(3)的至少一个特征；其特征在于，所述方法包括：使已知参考平面与所述物体(3)相关联，并且在所述工作步骤之前所述光学设备(2；102)的配置步骤中，获得所述参考平面与所述光轴(V)之间的相对倾斜度；所述处理包括根据所述相对倾斜度识别预设的处理模式以及应用所述预设的处理模式来校正所述可能的透视失真；将所述相对倾斜度与最小阈值水平进行比较，并且其中如果所述相对倾斜度大于所述最小阈值水平或与所述最小阈值水平相同，则执行识别所述处理模式，其中识别预设的处理模式包括从多个不同处理模式中选择处理模式，并且使不同几何变换与每一处理模式相关联。2.根据权利要求1所述的方法，其包括使相应处理阈值与每一处理模式相关联，并且将所述相对倾斜度与所述多个处理阈值进行比较以识别所述预设的处理模式。3.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述几何变换完全应用于所述所采集的图像，以校正所述所采集的图像并从透视校正后的整个图像提取所述特征。4.根据权利要求1所述的方法，其包括识别所述所采集的图像的感兴趣区域所位于的地区，将所述几何变换应用于所述地区用于透视校正所述地区，并且其中所述方法包括从透视校正后的所述地区提取所述特征。5.根据权利要求1所述的方法，其包括识别所述所采集的图像的感兴趣第一区域所位于的第一部分，从所述感兴趣注第一区域导出定位参考，将所述几何变换应用于所述定位参考，用于通过所述定位参考定位所述所采集的图像的感兴趣第二区域所位于的第二部分。6.根据权利要求5所述的方法，其包括将所述几何变换应用于所述第二部分以透视校正所述第二部分，并且其中所述方法包括从透视校正后的所述第二部分提取所述特征。7.根据权利要求5所述的方法，其包括从所述第二部分提取变形特征，并且基于所述相对倾斜度校正所述变形特征以获得透视校正后的特征。8.一种采集布置在支撑表面(4)上的物体(3)的图像的方法，其包括：提供所述物体(3)的具有光轴(V；V')的至少一个光学图像采集设备(2；102)；在所述光学设备(2；102)的工作步骤中，处理所采集的图像以校正所述图像的可能的透视失真；从处理后的图像提取所述物体(3)的至少一个特征；其特征在于，所述方法包括：使已知参考平面与所述物体(3)相关联，并且在所述工作步骤之前所述光学设备(2；102)的配置步骤中，获得所述参考平面与所述光轴(V)之间的相对倾斜度；所述处理包括根据所述相对倾斜度识别预设的处理模式以及应用所述预设的处理模式来校正所述可能的透视失真，其中获得相对倾斜度包括获得所述参考平面相对于重力以及所述光轴(V)相对于重力的相应倾斜度，并且从所述相应倾斜度计算所述相对倾斜度。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述物体(3)为盒状主体，其具备彼此垂直的上表面(3a)和侧表面(3b、3c)，所述参考平面与所述盒状主体的表面(3a、3b、3c)有关。10.根据权利要求9所述的方法，其中获得所述参考平面的所述倾斜度包括通过在图形用户接口装置(7)的屏幕(8)中进行手动设置来获得感兴趣的所述表面(3a、3b、3c)和/或所述支撑表面(4)的倾斜度值，或者当所述光学设备(2)由操作者搁置在这种参考平面和/或这种支撑表面(4)上时，获得从以一体或合并方式与所述光学设备(2)相关联的倾斜检测构件接收的值。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述支撑表面(4)是水平的，所述相对倾斜度对应于所述光轴(V)相对于重力的所述倾斜度，并且在笛卡尔参考系中，所述倾斜度仅由所述光轴与垂直轴Z之间的预设角(α)定义，且所述方法包括如果所述预设角(α)小于相应阈值，特别是45°，则应用与所述预设角(α)有关的几何变换，以采集所述物体的横向前表面(3b)的图像。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述支撑表面(4)是水平的，所述相对倾斜度从所述光轴(V)相对于重力的所述倾斜度获得，且在笛卡尔参考系中，所述倾斜度专门由所述光轴(V)与垂直轴Z之间的预设角(α)定义，并且所述方法包括如果所述预设角(α)大于相应阈值，特别是45°，或与之相同，则考虑所述预设角(α)的互补角(β)并应用与所述互补角(β)有关的几何变换，以采集所述上表面(3a)的图像。13.根据权利要求8所述的方法，其中接收所述光轴(V)的所述倾斜度包括获得在图形用户接口装置(7)的屏幕(8)中手动设置的值，或获得由以一体或合并方式与所述光学设备(2；102)相关联的倾斜检测构件接收的值。14.根据权利要求8所述的方法，其中所述物体是具备至少一个弯曲外部表面的弯曲形主体，并且其中所述参考平面对应于与所述弯曲表面相切的平面。15.一种采集布置在支...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·本德缇，R·木斯阿尼，
申请(专利权)人：得利捷IP科技有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT