一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法，提出了针对轧钢板热喷字符串识别和喷印质量验证系统，而且进一步对存在喷印问题和识别问题的字符串的识别提出了基于图像对比的解决方法。该方法可以适用于无法剔除喷印有误产品的情况，有效提高生产自动化程度和生产效率。

A string recognition and verification system and method for hot rolled steel sheet

The invention discloses a system and method for identifying and validating the hot jet string of rolling steel plate, and puts forward the system of hot jet string recognition and injection printing quality verification for rolled steel plate, and a solution based on image contrast is proposed for the recognition of the string of the problem and recognition problem. The method can be applied to the situation that the products with incorrect printing and marking can not be eliminated, and the production automation and production efficiency can be effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法
本专利技术涉及轧钢板热喷字符串识别与验证
，特别是涉及一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法。
技术介绍
在我国的轧钢行业，热轧钢板的生产工艺流程基本上采用将钢锭加热至一定温度，经轧机轧制成轧钢板毛坯，在轧钢板表面喷印字符串。钢板表面上的喷印字符串是板材从生产加工到成品销售管理的唯一标识。目前，在国内的企业中轧钢板后续精整机械加工及品质检测的各个工位均依靠人工识别字符串，以此字符串在数据库中查询所对应的加工参数或工艺要求，生产出轧钢板成品，并对产品进行跟踪和管理。但依赖人工识别字符串时常出错，生产效率低，劳动力成本高。利用机器视觉技术自动识别字符串，可使轧钢企业减员增效。就应用于轧钢板生产线的机器视觉系统而言，在喷印设备工位点，实时识别所喷印的字符串并加以验证，对提高生产线各个工位点识别准确率至关重要。因此，生产中需要一个能够实时识别喷印字符，对喷印字符进行监测并记录以便查验的系统。在现有技术中都是针对在单一工位的字符识别和验证，没有考虑后续其他工位字符识别的需求，或者仅识别喷印字符或在发现喷印存在问题后直接剔除存在喷印问题的产品，没有考虑不适合直接剔除产品的情况。在存在喷印问题时，会使字符结果识别出现错误，在无法直接剔除喷印错误的产品时，无法应对。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法，适用于无法剔除喷印有误产品的情况，有效提高生产自动化程度和生产效率。本专利技术为解决其问题所采用的技术方案是：一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法，包括喷印工位和后续工位，所述喷印工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分、字符验证与喷印质量检测部分，所述后续工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分和字符判断部分；所述图像采集部分，用于使用图像采集设备采集并储存产品图像；所述预处理部分，用于对有图像采集设备采集到的视频信息进行预处理，获取所需识别的字符的清晰图像；所述字符提取部分，用于从预处理后的清晰图像中提取字符；所述字符识别部分，用于对提取出的字符进行OCR识别；所述字符验证与喷印质量检测部分，使用喷印时已知的所需喷印字符信息与字符识别结果对比，并将字符识别结果和字符图像保存到数据库中，使用标准的字符图像与采集到的字符图像对比，检测喷印质量，在出现喷印质量问题时予以提示；所述字符判断部分，用于将字符识别结果在数据库中检索，取得字符识别结果的图像信息，依据字符图像相似程度做二次验证，选取字符图像相似程度最高的作为识别结果，并在存在字符图像差异过大时予以警示，并请求人工判断。进一步地，所述图像采集部分使用工业摄像头进行采集，采集用于提取关键帧和训练分类器的原始图像。进一步地，所述预处理部分包括彩色图像灰度化、滤波降噪、提取关键帧、形态学操作的处理，其中关键帧的处理使用边缘检测的方法获取含有完整字符串的帧。进一步地，所述字符提取部分包括倾斜校正、形变校正、字符串定位、字符分割、字符大小归一化的处理，其中倾斜校正和形变校正通过对产品图像进行变换处理得到用于校正的相关参数。进一步地，所述字符识别部分包括特征提取、设计和训练分类器、分类的处理，所述字符识别部分通过不同字符之间特征的差异将字符进行分类以实现识别。进一步地，所述字符验证与喷印质量检测部分，针对笔画喷印缺失或多余的问题，对每个字符与标准字符做差分，并对差分图像进行水平方向的投影，当投影直方图在某一区间大量累积而相对其他区间较少时，则认为在该区间的笔画喷印出现缺失或多余的问题，并予以警示；针对笔画失真的问题，对识别错误的字符进行细化处理提取其骨架特征，检查是否出现交叉点数量异常，当确认异常则认为喷印笔画存在失真，并予以警示。进一步地，所述字符判断部分中二次验证时采用对每个字符图像差分比较的方式，判断字符图像的差异；当差分图像差异点数量小于阈值时认为识别结果正确，而在该识别结果下有多个可能的图像时应对每个图像做判断，选取差异最小的图像作为识别结果。采用权利要求1－7任一所述系统的轧钢板热喷字符串识别与验证方法，其特征在于：喷印工位包括以下步骤，步骤S1，采集生产线上的钢材图像；步骤S2，对钢材图像进行预处理，以得到所需识别的字符的清晰图像；步骤S3，从清晰图像中提取出字符；步骤S4，对提取的字符进行OCR识别，以识别字符；步骤S5，验证识别出的字符，并将字符识别结果和字符图像保存到数据库中，使用标准的字符图像与采集到的字符图像对比，检测喷印质量，并在出现字符喷印质量问题时予以提示；后续工位包括以下步骤，步骤T1至T4与喷印工位步骤S1至S4相同；步骤T5，在后续工位检测时，将字符识别结果通过比较数据库中字符喷印图像做二次判断。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用的一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统及方法，在已知喷印字符的时候对喷印字符进行识别、检测字符喷印是否有误，在喷印出现问题时提出警示并对喷印字符进行记录，以便后续工位的识别，实现在喷印后对喷印字符串的自动识别，喷印质量检测和监测，并在后续中生产流程中进行喷印字符串的识别，无需人眼观测，减轻人力劳动强度。附图说明图1是本专利技术在喷印工位的字符识别流程图；图2是本专利技术在后续工位的字符识别流程图；图3是本专利技术实施例中的钢材图像；图4是本专利技术实施例的灰度化处理结果；图5是本专利技术实施例的中值滤波处理结果；图6是本专利技术实施例的提取关键帧；图7是本专利技术实施例的二值化处理结果；图8(a)是本专利技术实施例的辊道辊轴图像原图；图8(b)是本专利技术实施例的霍夫变换检测得的直线；图9(a)是本专利技术实施例的字符串原图；图9(b)是本专利技术实施例的校正后结果；图10(a)是本专利技术实施例的水平方向投影；图10(b)是本专利技术实施例的垂直方向投影；图11是本专利技术实施例的垂直方向分割示意图；图12是本专利技术实施例的识别结果示例；图13(a)是笔画缺失例图；图13(b)是笔画缺失例水平方向投影直方图；具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。如图1－2所示，本专利技术提供一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统，包括喷印工位和后续工位，所述喷印工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分、字符验证与喷印质量检测部分，所述后续工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分和字符判断部分；所述图像采集部分，用于使用图像采集设备采集并储存产品图像；所述预处理部分，用于对有图像采集设备采集到的视频信息进行预处理，目的是取得有所需识别的字符的清晰图像；所述字符提取部分，用于从预处理后的图像中提取字符；所述字符识别部分，用于对提取出的字符进行OCR识别；所述字符验证与喷印质量检测部分，使用喷印时已知的所需喷印字符信息与字符识别结果对比，验证字符识别的准确性，并将字符识别结果和字符喷印图像保存到数据库中，使用标准的字符图像与采集到的字符图像对比，检测喷印质量，在出现喷印质量问题时予以提示；所述字符判断部分，用于将字符识别结果在数据库中检索，取得该识别结果的图像信息，依据图像相似程度做二次验证，选取图像相似程度最高的作为识别结果，并在存在图像差异过大时予以警示，并请求人工判断。由于在喷印工位处和后续工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统，其特征在于：包括喷印工位和后续工位，所述喷印工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分、字符验证与喷印质量检测部分，所述后续工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分和字符判断部分；所述图像采集部分，用于使用图像采集设备采集并储存产品图像；所述预处理部分，用于对有图像采集设备采集到的视频信息进行预处理，获取所需识别的字符的清晰图像；所述字符提取部分，用于从预处理后的清晰图像中提取字符；所述字符识别部分，用于对提取出的字符进行OCR识别；所述字符验证与喷印质量检测部分，使用喷印时已知的所需喷印字符信息与字符识别结果对比，并将字符识别结果和字符图像保存到数据库中，使用标准的字符图像与采集到的字符图像对比，检测喷印质量，在出现喷印质量问题时予以提示；所述字符判断部分，用于将字符识别结果在数据库中检索，取得字符识别结果的图像信息，依据字符图像相似程度做二次验证，选取字符图像相似程度最高的作为识别结果，并在存在字符图像差异过大时予以警示，并请求人工判断。

【技术特征摘要】
1.一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统，其特征在于：包括喷印工位和后续工位，所述喷印工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分、字符验证与喷印质量检测部分，所述后续工位设有图像采集部分、预处理部分、字符提取部分、字符识别部分和字符判断部分；所述图像采集部分，用于使用图像采集设备采集并储存产品图像；所述预处理部分，用于对有图像采集设备采集到的视频信息进行预处理，获取所需识别的字符的清晰图像；所述字符提取部分，用于从预处理后的清晰图像中提取字符；所述字符识别部分，用于对提取出的字符进行OCR识别；所述字符验证与喷印质量检测部分，使用喷印时已知的所需喷印字符信息与字符识别结果对比，并将字符识别结果和字符图像保存到数据库中，使用标准的字符图像与采集到的字符图像对比，检测喷印质量，在出现喷印质量问题时予以提示；所述字符判断部分，用于将字符识别结果在数据库中检索，取得字符识别结果的图像信息，依据字符图像相似程度做二次验证，选取字符图像相似程度最高的作为识别结果，并在存在字符图像差异过大时予以警示，并请求人工判断。2.根据权利要求1所述的一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统，其特征在于：所述图像采集部分使用工业摄像头进行采集，采集用于提取关键帧和训练分类器的原始图像。3.根据权利要求1所述的一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统，其特征在于：所述预处理部分包括彩色图像灰度化、滤波降噪、提取关键帧、形态学操作的处理，其中关键帧的处理使用边缘检测的方法获取含有完整字符串的帧。4.根据权利要求1所述的一种轧钢板热喷字符串识别与验证系统，其特征在于：所述字符提取部分包括倾斜校正、形变校正、字符串定位、字符分割、字符大小归一化的处理，其中倾斜校正和形变校正通过对产品图像进行变换处理得到用于校正的相关参数。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王语聪，张东，
申请(专利权)人：佛山市顺德区中山大学研究院，广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44