基于多层次图像定位的图像处理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多层次图像定位的图像处理系统和方法，该系统包括依次连接的图像采集装置、图像定位装置和图像处理装置，图像采集装置采集相同帧的标准样本图像和目标图像，图像定位装置根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在所述帧的标准样本图像中设定特征图像和搜索范围，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像匹配处理，图像处理装置进行数据处理得到特征图像的偏移量，利用数字图像处理技术将采集的相同帧的目标图像和标准样本图像进行图像比对，再将比对结果进行分析以完成图像处理。本发明专利技术所述系统和方法能够全局定位，将目标图像和标准样本图像完全对准，提高了图像处理的准确度和印版检测精度。

【技术实现步骤摘要】
基于多层次图像定位的图像处理系统和方法
本专利技术涉及基于机器视觉技术的质量检测领域，特别是一种基于多层次图像定位的图像处理系统和方法。
技术介绍
为实现人民币可自由兑换远景目标，保证其印品质量是重要前提，而钞券胶凹印原版及印版质量是根本保证印品质量的基础，其中任何一项出现质量问题，都会对印品质量产生严重影响。检测的印版包括多种胶印原版、胶印印版、凹印原版、凹印印版等。检测对象幅面大、检测精度要求极高、检测速度必须较快。对各种印版进行人工检测的方式受人为主观因素影响大，效率较低，出现漏检的情况时有发生，随着科技的发展以及人力成本的提高逐步出现了印版质量检测系统来替代人工进行检测，现有的检测系统是利用机器视觉技术对采集的目标图像与标准样本图像进行像素点比对和分析，其中，采集目标图像和标准样本图像通常采用相机拍摄的方式，尽管每次拍摄尽可能按照约定的位置，但因为机械误差、电气运动误差、检测对象摆放有微小角度、震动等因素，每次拍摄的目标图像和标准样本图像并不能100％地对准。若目标图像和标准样本图像没有对准，则两者进行像素点比对会存在偏差，影响后续图像处理结果，进而影响印品质量检测精度。目前已有的图像定位方式有采用印版滚筒、控制器和检测头等部件构成的定位印刷装置进行目标图像的定位，该定位方式结构复杂，定位精度低；也有通过图像匹配技术进行定位和图像处理的，这种定位方式都是采用单一固定的定位技术进行图像匹配定位，由于检测的对象复杂多变，有的地方图像密集，有的地方图像稀疏，有的图纹较粗，有的图纹较细，采用单一图像匹配定位技术无法针对所有检测对象完成精确定位，使得图像处理结果存在误差，不能满足对印版检测精度的要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有的检测系统无法针对所有检测对象精确定位进而不能满足对印版检测精度的要求的问题，提供一种基于多层次图像定位的图像处理系统，能够全局定位，将目标图像和标准样本图像完全对准，确保后续图像处理的准确度，提高了印版检测精度。本专利技术还涉及一种基于多层次图像定位的图像处理的方法。本专利技术的技术方案如下：一种基于多层次图像定位的图像处理系统，其特征在于，包括依次连接的图像采集装置、图像定位装置和图像处理装置，所述图像采集装置采集相同帧的标准样本图像和目标图像，所述图像定位装置根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在所述帧的标准样本图像中设定特征图像和搜索范围，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像匹配处理，所述图像处理装置根据图像定位装置得到的特征图像匹配结果进行数据处理得到特征图像的偏移量，并根据所述特征图像的偏移量采用数字图像处理技术将采集的相同帧的目标图像和标准样本图像进行图像比对，再将比对结果进行分析以完成图像处理。所述图像定位装置在采集的相同帧的目标图像内基于灰度和/或梯度的图像距离和/或匹配系数进行特征图像匹配处理。所述图像定位装置根据采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征将目标图像的全部或大部分设定为特征图像，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像的全局匹配处理。所述图像定位装置将采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征鲜明的图像设定为特征图像，在采集的相同帧的目标图像内大范围搜索特征图像以进行特征图像匹配处理。所述图像定位装置将采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征鲜明的图像设定为特征图像，所述目标图像内具有重复的特征图像，在采集的相同帧的目标图像内小范围搜索特征图像以进行特征图像局部匹配处理。所述图像定位装置在采集的标准样本图像的不同区域内根据图像的灰度和/或梯度特征设定不同的特征图像和搜索范围，并在采集的相同帧的目标图像内分别进行各特征图像的全局匹配处理和/或大范围搜索各特征图像以进行特征图像匹配处理和/或小范围搜索各特征图像以进行特征图像局部匹配处理。所述图像处理装置根据图像定位装置得到的特征图像匹配结果进行数据处理，并在特征图像匹配结果包含多个值时进行规范化处理，按照灰度和/或梯度的图像距离和/或匹配系数的权重系数进行加权和处理得到特征图像的偏移量。一种基于多层次图像定位的图像处理方法，其特征在于，先采集相同帧的标准样本图像和目标图像，并根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在所述帧的标准样本图像中设定特征图像和搜索范围，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像匹配处理，然后根据得到的特征图像匹配结果进行数据处理得到特征图像的偏移量，并根据所述特征图像的偏移量采用数字图像处理技术将采集的相同帧的目标图像和标准样本图像进行图像比对，再将比对结果进行分析以完成图像处理。在采集的标准样本图像的不同区域内根据图像的灰度和/或梯度特征设定一个或多个特征图像以及与所述特征图像对应的搜索范围，并在采集的相同帧的目标图像内基于灰度和/或梯度的图像距离和/或匹配系数进行特征图像匹配处理。所述特征图像匹配处理包括特征图像的全局匹配处理和/或大范围搜索特征图像以进行特征图像匹配处理和/或小范围搜索特征图像以进行特征图像局部匹配处理；所述全局匹配处理是根据采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征将目标图像的全部或大部分设定为特征图像，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像的全局匹配处理；所述大范围搜索特征图像以进行特征图像匹配处理是将采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征鲜明的图像设定为特征图像，在采集的相同帧的目标图像内大范围搜索特征图像以进行特征图像匹配处理；所述小范围搜索特征图像以进行特征图像局部匹配处理是将采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征鲜明的图像设定为特征图像，所述目标图像内具有重复的特征图像，在采集的相同帧的目标图像内小范围搜索特征图像以进行特征图像局部匹配处理。在特征图像匹配结果包含多个值时进行规范化处理，按照灰度和/或梯度的图像距离和/或匹配系数选取最优定位结果，或综合部分或全部定位结果作为最终定位结果。本专利技术的技术效果如下：本专利技术涉及一种基于多层次图像定位的图像处理系统，设置依次连接的图像采集装置、图像定位装置和图像处理装置，图像定位装置根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在所述帧的标准样本图像中设定特征图像和搜索范围，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像匹配处理，图像处理装置根据图像定位装置得到的特征图像匹配结果进行数据处理得到特征图像的偏移量，并完成后续图像处理。即图像定位装置根据采集的每一帧标准样本图像的实际图形情况来设定特征图像和搜索范围，并利用图像匹配技术进行特征图像匹配，结合图像处理装置将匹配结果进行数据处理准确得到特征图像偏移量，从而能够实现目标图像和标准样本图像完全对准，为后续图像处理提供了基础，标准样本图像的灰度和/或梯度特征动态灵活设定特征图像和搜索范围，实现图像的多层次全局定位，确保了图像处理的准确度，进一步提高了印版检测精度，省去了现有定位方式所采用的结构复杂的定位印刷装置，更重要的是解决了现有的检测系统无法针对所有检测对象精确定位进而不能满足对印版检测精度的要求的问题。本专利技术所述系统即使在检测对象的图像密集疏密不均以及图纹粗细不均等复杂多变的情况下，也能通过图像定位装置直接根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在该帧标准样本图像中手动或自动设定特征图像和搜索范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多层次图像定位的图像处理系统，其特征在于，包括依次连接的图像采集装置、图像定位装置和图像处理装置，所述图像采集装置采集相同帧的标准样本图像和目标图像，所述图像定位装置根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在所述帧的标准样本图像中设定特征图像和搜索范围，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像匹配处理，所述图像处理装置根据图像定位装置得到的特征图像匹配结果进行数据处理得到特征图像的偏移量，并根据所述特征图像的偏移量采用数字图像处理技术将采集的相同帧的目标图像和标准样本图像进行图像比对，再将比对结果进行分析以完成图像处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于多层次图像定位的图像处理系统，其特征在于，包括依次连接的图像采集装置、图像定位装置和图像处理装置，所述图像采集装置采集相同帧的标准样本图像和目标图像，所述图像定位装置根据采集的每一帧标准样本图像的灰度和/或梯度特征在所述帧的标准样本图像中设定特征图像和搜索范围，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像匹配处理，所述图像处理装置根据图像定位装置得到的特征图像匹配结果进行数据处理得到特征图像的偏移量，并根据所述特征图像的偏移量采用数字图像处理技术将采集的相同帧的目标图像和标准样本图像进行图像比对，再将比对结果进行分析以完成图像处理；所述图像定位装置在采集的标准样本图像的不同区域内根据图像的灰度和/或梯度特征设定不同的特征图像和搜索范围，并在采集的相同帧的目标图像内分别进行各特征图像的全局匹配处理和/或大范围搜索各特征图像以进行特征图像匹配处理和/或小范围搜索各特征图像以进行特征图像局部匹配处理。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像定位装置在采集的相同帧的目标图像内基于灰度和/或梯度的图像距离和/或匹配系数进行特征图像匹配处理。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述图像定位装置根据采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征将目标图像的全部或大部分设定为特征图像，进而在采集的相同帧的目标图像内进行特征图像的全局匹配处理。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述图像定位装置将采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征鲜明的图像设定为特征图像，在采集的相同帧的目标图像内大范围搜索特征图像以进行特征图像匹配处理。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述图像定位装置将采集的标准样本图像的灰度和/或梯度特征鲜明的图像设定为特征图像，所述目标图像内具有重复的特征图像，在采集的相同帧的目标图像内小范围搜索特征图像以进行特征图像局部匹配处理。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像处理装置根据图像定位装置得到的特征图像匹配结果进行数据处理，并在特征图...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永江，杜旭东，毕明，张健，冯礼，刘李泉，王真，龙成，张克俭，王雪，
申请(专利权)人：北京中钞钞券设计制版有限公司，中国人民银行印制科学技术研究所，中国印钞造币总公司，
类型：发明
国别省市：