1、圖像識別技術在棒材計數中的應用 圖像識別技術在棒材計數中的應用 【摘要】:隨著計算機技術和光電技術的飛速開展，數字圖像處理技術得到了迅速開展和廣泛應用，其中數字圖像檢測就是其重要應用。采用這種自動成像檢測系統能克服人工檢測帶來的不利因素，提高檢測精度和效率，降低生產本錢。目前棒材自動計數還是該領域的難題,大多數棒材生產線打捆之前都采用人工計數,勞動強度大且效率較低、容易出錯。采用機器視覺的在線自動計數系統能夠滿足實時性要求。本文著重介紹了該系統的軟件組成。 【關鍵詞】:棒材 機器視覺 自動計數 中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號： 引言 我國棒材生產的傳統工藝都是依據產品的實

2、際重量來包裝的,而在一般情況下,用戶要求的是以棒材的根數來作為計量單位,特別是在鋼材市場上,也希望得到固定支數包裝的棒材。同時,生產廠家如果按負公差組織生產,也必須得到成品棒材的根數這一重要數據。然而,成品棒材打捆時的計數和定支數包裝,是個一直都沒有得到很好解決的問題。目前軋鋼生產中常使用的機械式和光電脈沖式棒材計數裝置,由于軋鋼生產工藝條件限制,一束或一捆棒材在通過此類計數裝置時是連續向前移動并且存在抖動或者交叉重疊現象,計數裝置受自身的組成機構和工作原理制約,對該條件下棒材空間位置的分辨能力和時間響應能力均不理想,特別是在機組產量超出計數裝置的允許范圍時,會帶來較大計數誤差。 一在棒材計數

3、中圖像識別技術的重要地位 在棒材生產企業中棒材自動計數長期是處于一種懸而未決的位置。企業目前大多在最后定支包裝任務上采取人工完成棒材的方式, 但是這樣又存在一些缺點，有時對一批棒材需要工作量很大的定期核實、計數，由于人工作業是長時間的直觀視覺計數，對眼睛的勞損度過高, 長時間作業后極易產生誤差。因此, 開發棒材的自動計數系統是一個迫切需要解決的問題。同時棒材在惡劣的環境下采集,加上不均勻的光照，最后獲得的圖像常常噪音過大,十分不清晰，而且形成質量較差棒材端面圖像,出現比擬嚴重的棒材端面重疊粘連現象,這些都給棒材計數的最終識別增加了一定的困難。但是伴隨著計算機視覺、模式識別技術和圖像處理的高速開

4、展,在計算機視覺技術根底之上的棒材計數方法國內外均進行了例如腐蝕法、基于圓周模板匹配方法、圖像距離法等的多種良性的研發。但盡管如此，棒材的斷面圖像是否能良好預處理，任然是實行幾乎所有的計數方法的實用性和準確性的最根本問題。本文探討了在棒材支數自動計數的技術如何利用數字圖像處理技術,它對解決軋鋼生產線上棒材自動計數這一難題,有一定的有益幫助。 二、數字圖像處理技術概述 微型圖像處理系統的高速傳播，是隨著微型機性能的腳穩步提升的。最根本的微型圖像處理系統是由配以圖像卡及顯示設備的主機為PC機的設備構成的。圖像處理系統中常用的圖像輸入設備是攝像機。通常圖像采集卡安裝于計算機主板擴展槽中,主要包括圖像

5、存儲器單元、顯示查找表單元、攝像頭接口、監視器接口和PC機總線接口單元。圖像處理系統的輸出設備可采用很多形式, 最常用的設備打印機和監視器。“Digital Image Processing是數字圖像處理的英文名稱。Computer Image Processing，即通常所說的數字圖像處理，為計算機圖像處理指用計算機進行的處理。利用其他數字硬件或者數字計算機為數字圖像處理，為了提高圖像的使用性，而通過某些數學運算對從圖像信息轉換而得的電信號進行處理。這樣做的好處是：1) 方便簡潔，精度高。2) 圖像大小能用度高。3) 良好的再現性。 三傳統點擴散算法 點擴散法具有閾值抖動和誤差擴散的優點。它

6、使用一個參數矩陣來決定處理像素的順序。其具體步驟如下： 1.對于一個連續調圖像，設是其中的像素點，將所有像素點按照的方法分成× 個等級。 2.設X是對連續調圖像像素進行的閾值操作，取閾值為0.5，為像素點的等級，當時，對所有等級為的像素點進行處理： X ， 對于一個固定的等級，讓所有等級為的像素點通過公式進行半色調處理： 3.考慮此點的個鄰域點，定義誤差X，對八鄰域點內等級高于當前點而且未被半色調處理的點按下面的規那么進行像素值調整：如果此鄰域點垂直于當前點那么調整為X，如果此鄰域點處于對角線位置那么調整為X，其中為誤差的 累加。 4.繼續按相同方法處理下一個等級，即的像素點，依次處

7、理完圖像所有的點，最后獲得原始圖像的半色調圖像。 四在線計數系統中的棒材應用實例 1. 工業現場檢測控制系統 包括輸入子系統、處理子系統和輸出控制子系統的系統是在計算機視覺根底之上的工業現場檢測控制系統。它們三者又是一下局部構成，圖像采集模塊、工業高速攝像機、圖像采集模塊和工業控制圖像處理器構成輸入子系統，它們之前相關聯運作。螺紋鋼跟蹤計數模塊、識別結果融合模塊和棒材識別模塊構成處理子系統。結果顯示模塊和鏈床控制模塊構成輸出控制子系統包括。 2工業現場檢測控制系統的軟件組成 棒材計數系統軟件可大致以以下五個模塊來劃分:圖像采集模塊、計數模塊和棒材跟蹤、棒材識別模塊和圖像預處理、結果顯示模塊和鏈

8、床控制模塊。 視頻圖像采集模塊; 圖像的采集模塊的主要軟件功能是現場采集清晰、實時、位置適宜的圖像,便于棒材識別模塊和圖像預處理進行后面的處理工作。 棒材識別模塊和圖像預處理;利用圖像采集卡, 現場的由攝像頭拍攝的在線情景,再交由采集卡輸入工控機,方便以后的圖片處理工作。棒材識別模塊和圖像預處理主要功能分別是最終識別出棒材及其中心位置和分割出要識別的棒材目標。 計數模塊和棒材跟蹤; 對位跟蹤相鄰幀圖像中識別的棒材是計數模塊和棒材跟蹤的主要功能,并在適宜的時候對棒材進行計數。進一步跟蹤棒材之前，需要識別得到棒材中心坐標點,然后再計算出經過當前視窗范圍的棒材數目,從而到達最終的目的，棒材計數。 鏈

9、床控制模塊;它是根據當前的設定和計數值和對每捆棒材根數控制中間鏈床運動和入口鏈床。當計數值到達額定值,為了快速準確的完成端頭分鋼，需要等待停止中間鏈運動, 一定時間后，分鋼窗口左邊分鋼停止,; 當計數值未滿一捆值時,協調中間鏈運動、控制入口鏈,從而使棒材堆疊情況減少。 結果顯示模塊;當前幀圖像中已計數螺紋鋼、當前計數值、已識別但未確認的棒材構成計數狀態。它用于實時顯示系統運行時計數狀態。 結語 綜上所述,研究復雜工況條件下的基于機器視覺在線棒材自動計數具有非常巨大的技術研究價值和實際應用價值。在技術研究方面,本課題雖是針對棒材計數而提出的,但其原理和方法卻能適應其他場合,有廣闊的應用價值。 參考文獻 【1】宋強, 等.基于圖像處理的棒材自動計數技術J.鋼鐵.