CN107367514A - 一种基于机器视觉的pos机缺陷检测方法 - Google Patents

一种基于机器视觉的pos机缺陷检测方法 Download PDF

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张美杰
陈振州
张平
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
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Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,包括以下步骤:S1、待检测POS机定位,使待检测POS机的显示屏区域以及按键区域分别进入各自所对应相机的视野;S2、步骤S1所述对应的相机分别采集待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像;S3、对采集到的待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像进行灰度化处理;S4、对待检测POS机的显示屏区域进行缺陷检测;S5、对待检测POS机的按键区域进行缺陷检测。本发明通过机器视觉代替人工检测,同时解决POS机显示屏和按键字符的检测,成倍提高了检测效率,解放劳动力,并且使检测精度得到保证。

Description

一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及视觉检测的技术领域,尤其涉及到一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法。
背景技术
随着社会的发展,POS机的使用越来越普及。与此同时,客户对POS机的性能与质量要求也越来越高。
目前大部分POS机生产企业对表面缺陷的检测大都是采用人工目测法来实现,此种人工目测法不仅会影响生产速度,而且人眼长时间工作容易疲劳,易出现漏检现象,产品的质量难以得到保证。
如何高精度、高效在线检测POS机的缺陷,成为POS机生产厂家亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种检测精度高、效率高、解放劳动力的基于机器视觉的POS机缺陷检测方法。
为实现上述目的,本发明所提供的技术方案为:包括以下步骤:
S1、待检测POS机定位,使待检测POS机的显示屏区域以及按键区域分别进入各自所对应相机的视野;
S2、步骤S1所述对应的相机分别采集待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像;
S3、对采集到的待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像进行灰度化处理;
S4、对待检测POS机的显示屏区域进行缺陷检测;
S5、对待检测POS机的按键区域进行缺陷检测。
进一步地,步骤S2中,由于红外光波长,穿透力强,且在低角度环形光下划痕和背景对比度高,因此采集待检测POS机显示屏区域图像时使用红色环形低角度光源成像;而采集待检测POS机按键区域图像时使用白色条形光高角度照射,使得到均匀图像。
进一步地,步骤S4具体步骤如下:
S4-1、将显示屏区域转成频域图像,并将其与正弦带通滤波器作卷积运算,运算后的图像恢复到空间域处理;
S4-2、对间域图像分别定义两个二维变换矩阵,并对其作仿射变换;
S4-3、将两个经过仿射变换的图像作差,提取缺陷特征;
S4-4、由缺陷部分与背景图像的灰度差异性,分割缺陷部分。
进一步地,上述步骤S4-1具体步骤如下:
S4-1-1、频域转换
公式为:
其中,h(r,c)表示一幅图像,(r,c)和(k,l)表示像素点坐标,h表示图像的高,w表示图像的宽,频率(u,v)表示图像中每个像素的周期数;
S4-1-2、卷积运算
计算公式为:
其中,f表示图像函数,h表示正弦带通滤波器;(r,c)表示像素点坐标,(u,v)为频率,表示图像中每个像素的周期数;
S4-1-3、空间域转换
计算公式为:
进一步地,步骤S4-2对间域图像分别定义两个二维变换矩阵,并对其作仿射变换,公式如下:
其中,R1和R2表示两个经过仿射变换后的图像矩阵,(x1,y1)和(x2,y2)表示图像上一点坐标,α和β表示旋转角度。
进一步地,步骤S5具体步骤如下:
S5-1、局部阈值,分割出所有按键区域;
S5-2、对分割出的按键进行分类,将数字按键归为A类,汉字按键归为B类,特殊符号按键归为C类;
S5-3、分别对A、B、C类按键进行缺陷检测。
其中,步骤S5-3中检测A类数字按键的具体步骤如下:
A-1、选出A类按键并对其局部阈值,分割出按键表面OCR字符;
A-2、对分割出的OCR字符排序;
A-3、OCR字符识别,判断POS机A类按键是否有漏印和错印。
步骤S5-3中检测B类汉字按键的具体步骤如下:
B-1、选出B类按键并对其局部阈值,分割出按键表面汉字;
B-2、对分割出的汉字排序;
B-3、建立POS机良品按键表面汉字标准形状模板;
B-4、采用形状模版匹配,检测待测POS机汉字按键,由匹配得分判断POS机B类汉字按键是否有漏印和错印,具体为:
计算待测图像与模板图像的边缘像素点之间的相似度量S:
表示目标像素点的方向向量,i=1,2,3…n,(r,c)表示像素点坐标,表示点(r,c)的方向向量,p表示模板上一点,q表示待测图像上一点;
当相似度量S=1时,说明模板图像与待测图像匹配,即按键字符无缺陷;
当相似度量S≠1时,说明模板图像与待测图像不匹配,即按键字符有缺陷。
步骤S5-3中检测C类特殊按键包括如下步骤:
C-1、选出C类按键并对其局部阈值,分割出按键表面特殊符号;
C-2、对分割出的特殊符号排序;
C-3、建立POS机良品按键表面特殊符号标准形状模板;
C-4、将标准形状模板与待测按键图像作差,判断POS机C类按键是否有漏印和错印,具体步骤如下:
C-4-1、将标准形状模板S0和待测按键图像S1作差,得到差异区域Sd公式为:
Sd=S0-S1
C-4-2、对差异部分提取连通域;
C-4-3、选择连通域;在提取的连通域中选择面积大于20个像素的连通域,即为待测POS机特殊符号按键的缺陷部位。
与现有技术相比,本方案优点如下:
通过机器视觉代替人工检测,同时解决POS机显示屏和按键字符的检测,成倍提高了检测效率,解放劳动力,并且使检测精度得到保证。
附图说明
图1为本发明一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明:
参见附图1所示,本实施例所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,包括以下步骤:
S1、待检测POS机定位,使待检测POS机的显示屏区域以及按键区域分别进入各自所对应相机的视野;
S2、步骤S1所述对应的相机分别采集待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像;采集待检测POS机显示屏区域图像时使用红色环形低角度光源成像;采集待检测POS机按键区域图像时使用白色条形光高角度照射。
S3、对采集到的待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像进行灰度化处理;
S4、对待检测POS机的显示屏区域进行缺陷检测,具体步骤为:
S4-1、将显示屏区域转成频域图像,频域转换公式为:
其中,h(r,c)表示一幅图像,(r,c)和(k,l)表示像素点坐标,h表示图像的高,w表示图像的宽,频率(u,v)表示图像中每个像素的周期数;
频域转换后,将其与正弦带通滤波器作卷积运算,计算公式为:
其中,f表示图像函数,h表示正弦带通滤波器;(r,c)表示像素点坐标,(u,v)为频率,表示图像中每个像素的周期数;
运算后的图像恢复到空间域处理,公式为:
S4-2、对间域图像分别定义两个二维变换矩阵,并对其作仿射变换,公式如下:
其中,R1和R2表示两个经过仿射变换后的图像矩阵,(x1,y1)和(x2,y2)表示图像上一点坐标,α和β表示旋转角度。
S4-3、将两个经过仿射变换的图像作差,提取缺陷特征;
subimage=R1-R2
S4-4、由缺陷部分与背景图像的灰度差异性,分割缺陷部分。
S5、对待检测POS机的按键区域进行缺陷检测,具体步骤为:
S5-1、局部阈值,分割出所有按键区域:
先求取POS机按键区域每个像素点15x15窗口领域的平均值q(x,y);然后获取POS机按键区域中局部较暗的区域t1,公式为:
t1={(x,y)|p(x,y)-q(x,y)<-m}
其中,p(x,y)为当前像素的灰度值,m为设定阈值;
S5-2、对分割出的按键进行分类,将数字按键归为A类,汉字按键归为B类,特殊符号按键归为C类;
S5-3、分别对A、B、C类按键进行缺陷检测;
检测A类数字按键时,步骤为:
A-1、选出A类按键并对其局部阈值,分割出按键表面OCR字符;
A-2、对分割出的OCR字符排序;
A-3、OCR字符识别,判断POS机A类按键是否有漏印和错印。
检测B类汉字按键时,步骤为:
B-1、选出B类按键并对其局部阈值,分割出按键表面汉字;
B-2、对分割出的汉字排序;
B-3、建立POS机良品按键表面汉字标准形状模板;
B-4、采用形状模版匹配,检测待测POS机汉字按键,由匹配得分判断POS机B类汉字按键是否有漏印和错印,具体为:
计算待测图像与模板图像的边缘像素点之间的相似度量S:
表示目标像素点的方向向量,i=1,2,3…n,(r,c)表示像素点坐标,表示点(r,c)的方向向量,p表示模板上一点,q表示待测图像上一点;
当相似度量S=1时,说明模板图像与待测图像匹配,即按键字符无缺陷;
当相似度量S≠1时,说明模板图像与待测图像不匹配,即按键字符有缺陷。
检测C类特殊按键时,具体为:
C-1、选出C类按键并对其局部阈值,分割出按键表面特殊符号;
C-2、对分割出的特殊符号排序;
C-3、建立POS机良品按键表面特殊符号标准形状模板;
C-4、将标准形状模板与待测按键图像作差,判断POS机C类按键是否有漏印和错印,具体步骤如下:
C-4-1、将标准形状模板S0和待测按键图像S1作差,得到差异区域Sd公式为:
Sd=S0-S1
C-4-2、对差异部分提取连通域;
C-4-3、选择连通域;在提取的连通域中选择面积大于20个像素的连通域,即为待测POS机特殊符号按键的缺陷部位。
本实施例通过机器视觉代替人工检测,同时解决POS机显示屏和按键字符的检测,成倍提高了检测效率,解放劳动力,并且使检测精度得到保证。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、待检测POS机定位,使待检测POS机的显示屏区域以及按键区域分别进入各自所对应相机的视野;
S2、步骤S1所述对应的相机分别采集待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像;
S3、对采集到的待检测POS机显示屏区域以及按键区域的图像进行灰度化处理;
S4、对待检测POS机的显示屏区域进行缺陷检测;
S5、对待检测POS机的按键区域进行缺陷检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S2中,采集待检测POS机显示屏区域图像时使用红色环形低角度光源成像;采集待检测POS机按键区域图像时使用白色条形光高角度照射。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S4具体步骤如下:
S4-1、将显示屏区域转成频域图像,并将其与正弦带通滤波器作卷积运算,运算后的图像恢复到空间域处理;
S4-2、对间域图像分别定义两个二维变换矩阵,并对其作仿射变换;
S4-3、将两个经过仿射变换的图像作差,提取缺陷特征;
S4-4、由缺陷部分与背景图像的灰度差异性,分割缺陷部分。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S4-1具体步骤如下:
S4-1-1、频域转换
公式为:
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>H</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>v</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>h</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>w</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>k</mi> </msub> <mi>r</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>v</mi> <mn>1</mn> </msub> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>h</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>w</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mi>r</mi> <mo>/</mo> <mi>h</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mi>c</mi> <mo>/</mo> <mi>w</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>v</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>h</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>w</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>k</mi> </msub> <mi>r</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>v</mi> <mn>1</mn> </msub> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>h</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>w</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mi>r</mi> <mo>/</mo> <mi>h</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mi>c</mi> <mo>/</mo> <mi>w</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
其中,h(r,c)表示一幅图像,(r,c)和(k,l)表示像素点坐标,h表示图像的高,w表示图像的宽,频率(u,v)表示图像中每个像素的周期数;
S4-1-2、卷积运算
计算公式为:
<mrow> <mi>f</mi> <mo>*</mo> <mi>h</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>*</mo> <mi>h</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>r</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Integral;</mo> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;infin;</mi> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mi>&amp;infin;</mi> </mrow> </munderover> <munderover> <mo>&amp;Integral;</mo> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;infin;</mi> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mi>&amp;infin;</mi> </mrow> </munderover> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>u</mi> <mo>,</mo> <mi>v</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>h</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>r</mi> <mo>-</mo> <mi>u</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>-</mo> <mi>v</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>d</mi> <mi>u</mi> <mi>d</mi> <mi>v</mi> </mrow>
其中,f表示图像函数,h表示正弦带通滤波器;(r,c)表示像素点坐标,(u,v)为频率,表示图像中每个像素的周期数;
S4-1-3、空间域转换
公式为:
<mrow> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>w</mi> <mi>h</mi> </mrow> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>h</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>l</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mrow> <mi>w</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>H</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>l</mi> </mrow> </msub> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mi>r</mi> <mo>/</mo> <mi>h</mi> <mo>+</mo> <mi>l</mi> <mi>c</mi> <mo>/</mo> <mi>w</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>.</mo> </mrow>
5.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S4-2对间域图像分别定义两个二维变换矩阵,并对其作仿射变换,公式如下:
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>sin</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>cos</mi> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
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其中,R1和R2表示两个经过仿射变换后的图像矩阵,(x1,y1)和(x2,y2)表示图像上一点坐标,α和β表示旋转角度。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S5具体步骤如下:
S5-1、局部阈值,分割出所有按键区域;
S5-2、对分割出的按键进行分类,将数字按键归为A类,汉字按键归为B类,特殊符号按键归为C类;
S5-3、分别对A、B、C类按键进行缺陷检测。
7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S5-3中检测A类数字按键的具体步骤如下:
A-1、选出A类按键并对其局部阈值,分割出按键表面OCR字符;
A-2、对分割出的OCR字符排序;
A-3、OCR字符识别,判断POS机A类按键是否有漏印和错印。
8.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S5-3中检测B类汉字按键的具体步骤如下:
B-1、选出B类按键并对其局部阈值,分割出按键表面汉字;
B-2、对分割出的汉字排序;
B-3、建立POS机良品按键表面汉字标准形状模板;
B-4、采用形状模版匹配,检测待测POS机汉字按键,由匹配得分判断POS机B类汉字按键是否有漏印和错印。
9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤B-4的具体步骤如下:
计算待测图像与模板图像的边缘像素点之间的相似度量S,计算公式为:
<mrow> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mi>T</mi> </mrow> </msubsup> <msub> <mi>e</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mo>+</mo> <msup> <mi>p</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msubsup> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mi>T</mi> </mrow> </msubsup> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>e</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mo>+</mo> <msup> <mi>p</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mrow> </msub> <mo>|</mo> <mo>|</mo> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>n</mi> </mfrac> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>u</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msqrt> <mrow> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>u</mi> <mi>i</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> </mrow> </msqrt> <msqrt> <mrow> <msubsup> <mi>v</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>r</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> </msqrt> </mrow> </mfrac> </mrow> 2
其中,表示目标像素点的方向向量,i=1,2,3…n,(r,c)表示像素点坐标,表示点(r,c)的方向向量,p′表示模板上一点,q表示待测图像上一点;
当相似度量S=1时,说明模板图像与待测图像匹配,即按键字符无缺陷;
当相似度量S≠1时,说明模板图像与待测图像不匹配,即按键字符有缺陷。
10.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的POS机缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤S5-3中检测C类特殊按键包括如下步骤:
C-1、选出C类按键并对其局部阈值,分割出按键表面特殊符号;
C-2、对分割出的特殊符号排序;
C-3、建立POS机良品按键表面特殊符号标准形状模板;
C-4、将标准形状模板与待测按键图像作差,判断POS机C类按键是否有漏印和错印,具体步骤如下:
C-4-1、将标准形状模板S0和待测按键图像S1作差,得到差异区域Sd公式为:
Sd=S0-S1
C-4-2、对差异部分提取连通域;
C-4-3、选择连通域。
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