基于halcon的乳制品箱體噴碼字符識別方法研究

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1、基于HALCON的乳制品箱體噴碼字符識別方法研究StudyofprintcharacterrecognitionofdairyboxbatchinformationbasedonHALCON郭佳寅，岳秀江，吳雙，田博，劉堃，姜彬GUOJia-yin，YUEXiu-jiang，WUShuang，TIANBo，LIUKun，JIANGBin（北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所，北京100120）摘要：大規(guī)模自動化流水線生產(chǎn)的乳制品，其批次信息對倉儲管理系統(tǒng)至關(guān)重要，因此有必要研究一種運(yùn)行速度快、識別率高和魯棒性好的箱體噴碼字符識別系統(tǒng)。本文介紹了基于HALCO

2、N機(jī)器視覺軟件的批次信息采集系統(tǒng)的構(gòu)建和針對乳制品批次信息的圖像處理關(guān)鍵技術(shù)，包括灰度值調(diào)整、分割圖像、訓(xùn)練OCR和識別對象。關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺；圖像處理；HALCON；批次信息檢測；光學(xué)字符識別中圖分類號：TP315文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1009-0134(2013)02(上)-0021-03Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2013.02(上).060引言倉庫的管理系統(tǒng)需要將托盤號信息與托盤上批次信息綁定，因此批次信息的識別及時率和準(zhǔn)確率機(jī)器視覺，又稱計算機(jī)視覺，是用機(jī)器代替對管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。人眼實現(xiàn)人的視

3、覺功能，即用機(jī)器代替人眼來做現(xiàn)階段絕大多數(shù)生產(chǎn)線使用人工將托盤上批測量和判斷。機(jī)器視覺目前應(yīng)用極其廣泛，例如次信息摘抄并與托盤號綁定。此種方式浪費(fèi)人利用人臉、虹膜、指紋等識別技術(shù)來實現(xiàn)安保功力，效率低，出錯率高，且危險性大。若采用批能；利用視覺監(jiān)控系統(tǒng)識別環(huán)境中發(fā)生的異常事次信息自動采集方式，可大大提高效率，降低人件，如陌生人的侵入、異常行動；利用視頻監(jiān)控力成本，為立體倉庫管理系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、及時的技術(shù)的智能交通管理系統(tǒng)、視頻檢索；用于軍事[1]信息。目的的自動目標(biāo)檢測等，都應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)來解決問題。正如視覺是人類在自然環(huán)境與社會環(huán)2圖像處理步驟

4、境生存不可缺少的最重要感知器官，機(jī)器視覺也對于批次信息的識別，采用HALCON軟件中是信息技術(shù)中一門至關(guān)重要的技術(shù)。的OCR（OpticalCharacterRecognition）光學(xué)字符德國MVtec公司的圖像處理軟件HALCON，識別方法閱讀和識別符號信息。其基本步驟為：是世界公認(rèn)具有最佳效能的極其視覺軟件。它發(fā)獲取圖像、圖像預(yù)處理、分割圖像、訓(xùn)練OCR、源自學(xué)術(shù)界，由一千多個各自獨立的函數(shù)，以及讀取圖片和顯示結(jié)果[2,3]。底層的數(shù)據(jù)管理核心組成。其中包含了各類濾2.1獲取圖像波、色彩分析及幾何、數(shù)學(xué)變換、形態(tài)學(xué)計算分HALCON軟件中提

5、供open_framegrabber算子，析、校正、分類、辨識、形狀搜索等等基本的幾通過此算子可訪問圖像采集設(shè)備，后調(diào)用grab_image何及圖像計算功能。本文利用HALCON機(jī)器視覺算子進(jìn)行圖像采集。采集到的圖像如圖1所示。軟件實現(xiàn)對乳制品箱體噴碼字符識別。1生產(chǎn)線作業(yè)流程介紹自動化生產(chǎn)線上的乳制品單品，經(jīng)過封箱機(jī)時包裝成整箱。噴碼機(jī)在箱體表面噴上批次信息，由箱式輸送線運(yùn)送至整理臺上計數(shù)、轉(zhuǎn)向。整理好后，碼垛機(jī)器人將箱體碼放在托盤上。最終運(yùn)至自動化立體倉庫中儲存。由于自動化立體圖1采集到的圖像收稿日期：2012-11-21作者簡介：郭佳寅（1

6、986-），男，北京人，研究生在讀，研究方向為控制理論與控制工程。第35卷第2期2013-02(上)【21】2.2圖像預(yù)處理2.2.1傾斜角度調(diào)整由于噴碼機(jī)噴碼角度、箱體移動速度等因素影響，噴碼字體有可能歪斜，或者呈現(xiàn)波浪形，因此為了更好的進(jìn)行字符識別，圖像預(yù)處理第一步就是將歪斜的字形水平化。調(diào)用text_line_orientation算子計算出采集圖像中字符的角度，并圖4字符分割后的圖像調(diào)用rotate_image算子對圖像依照計算出的角度進(jìn)2.3訓(xùn)練OCR行旋轉(zhuǎn)。如圖2所示。OCR的實質(zhì)，即是根據(jù)字符所提取的特征，與系統(tǒng)中的模板相比對，將置

7、信度最大的值返回，以[4]此到達(dá)識別的目的。HALCON中自帶了多種字體模板，在許多情況下可以直接使用。但我們發(fā)現(xiàn)利用軟件自帶字庫對于小寫字母的識別率與預(yù)期有所差距，所以需要對處理后的字符進(jìn)行訓(xùn)練。2.3.1生成訓(xùn)練文件圖2旋轉(zhuǎn)后的圖像首先定義要訓(xùn)練的字體，調(diào)用2.2.2灰度值調(diào)整TrainingNames算子，TrainingNames：=為了得到更清晰的噴碼批次信息，我們需要['2'，'0'，'1'，'2'，'0'，'4'，'0'，'6'，'B'，'3'，'3'，將批次信息從背景中提取出來，消除噪聲，以'A'，'/'，'W'，'B'，'/'，

8、'0'，'5'，'/'，'/'，'S'，'b'，'降低后續(xù)步驟的難度。調(diào)用threshold算子調(diào)節(jié)灰C'，'1']；定義Trainin