CN108682014A - 图像配准方法、装置、存储介质和图像印刷流水线设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种图像配准方法、装置、存储介质和图像印刷流水线设备，属于图像配准技术领域。该图像配准方法包括步骤：控制标准图像与待配准图像重叠；控制标准图像相对于待配准图像进行多次平移操作并记录每次平移操作的结果；从所有的平移操作中选择最优的平移操作；控制标准图像执行最优的平移操作；控制标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作并记录每次多维微调操作的结果；从所有的多维微调操作中选择最优的多维微调操作；控制标准图像执行最优的多维微调操作。该图像配准方法不需要循环进行平移操作和多维微调操作，节省了大量运算量和配准时间，提高了图像配准效率。

Description

图像配准方法、装置、存储介质和图像印刷流水线设备

技术领域

本公开涉及图像配准技术领域，尤其涉及一种图像配准方法、装置、存储介质和图像印刷流水线设备。

背景技术

随着机器视觉技术在工业生产领域的大量应用，图像配准技术广泛应用在生产流水线上的不同工位。例如，在生产流水线的检测工位可以设置工业相机，工业相机采集的图片经过图像配准后用于判断检测工位上的产品是否合格。

现有的图像配准方法包括交互信息法、序贯相似检测算法、相位相关法等，这些配准方法没有充分考虑生产流水线上的产品姿态的特点，导致其运算量大，图像配准速度比较慢，难以适应生产流水的运行节拍。

因此，有必要寻找一种充分考虑生产流水线上的产品姿态的特点的图像配准方法，提高图像配准效率。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种图像配准方法、装置、存储介质和图像印刷流水线设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，提供一种图像配准方法，用于标准图像与待配准图像之间的配准，所述图像配准方法包括：

控制所述标准图像与所述待配准图像重叠；

控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果；

从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作；

控制所述标准图像执行所述最优的平移操作；

控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作并记录每次所述多维微调操作的结果；

从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作；

控制所述标准图像执行所述最优的多维微调操作。

在本公开的一种示例性实施例中，控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果包括：

控制所述标准图像相对于所述待配准图像按照预设平移路径进行平移操作，使得所述标准图像遍历所述待配准图像范围内的所有位置；

记录每次所述平移操作的结果。

在本公开的一种示例性实施例中，从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作包括：

计算每次所述平移操作的结果的所述标准图像与所述待配准图像重合区域的像素灰度差的和；

从所有的所述像素灰度差的和中选择最小的像素灰度差的和；

获得所述最小的像素灰度差的和对应的所述平移操作。

在本公开的一种示例性实施例中，所述多维微调操作包括：

控制所述标准图像以其重心为中心按照预设角度进行旋转；

控制所述标准图像按照预设横向距离进行横向方向的平移；

控制所述标准图像按照预设竖向距离进行竖向方向的平移。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设角度不大于5°；所述预设横向距离不大于15个像素；所述预设竖向距离不大于15个像素。

在本公开的一种示例性实施例中，一预设角度集合中包括多个不同的所述预设角度，按照大小排序后相邻两个所述预设角度之间相差0.3°～0.6°；所述控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作遍历所述预设角度集合中的每一个所述预设角度；

一预设横向距离集合中包括多个不同的所述预设横向距离，按照大小排序后相邻两个所述预设横向距离之间相差1～2个像素；所述控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作遍历所述预设横向距离集合中的每一个所述预设横向距离；

一预设竖向距离集合中包括多个不同的所述预设竖向距离，按照大小排序后相邻两个所述预设竖向距离之间相差1～2个像素；所述控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作遍历所述预设竖向距离集合中的每一个所述预设竖向距离。

在本公开的一种示例性实施例中，从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作包括：

计算每次所述多维微调操作的结果的所述标准图像与所述待配准图像重合区域的像素灰度差的和；

从所有的所述像素灰度差的和中选择最小的像素灰度差的和；

获得所述最小的像素灰度差的和对应的所述多维微调操作。

根据本公开的第二个方面，提供一种图像配准装置，用于标准图像与待配准图像之间的配准，所述图像配准装置包括：

重叠单元，用于控制所述标准图像与所述待配准图像重叠；

平移操作单元，用于接收重叠单元的结果，控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果；

平移筛选单元，用于接收平移操作单元的结果，从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作；

平移执行单元，用于接收平移筛选单元的结果，控制所述标准图像执行所述最优的平移操作；

多维微调操作单元，用于接收平移执行单元的结果，控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作并记录每次多维微调操作的结果；

多维微调筛选单元，用于接收多维微调操作单元的结果，从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作；

多维微调执行单元，用于接收多维微调筛选单元的结果，控制所述标准图像执行所述最优的多维微调操作。

根据本公开的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的图像配准方法。

根据本公开的第四个方面，提供一种图像印刷流水线设备，包括：

传输装置，依次设置有印刷工位、图像采集工位和次品剔除工位；

工装夹具，用于固定印刷基底，设于所述传输装置上并能按照预设路径依次通过所述印刷工位、所述图像采集工位和所述次品剔除工位；

印刷装置，设于所述印刷工位，能向停留在印刷工位上的印刷基底上印刷预设图像；

图像采集装置，设于图像采集工位，能采集停留在图像采集工位上的印刷基底上的图像；

图像配准装置，用于接收图像采集装置采集的印刷图像，配准所述印刷图像与所述标准图像；

控制装置，用于接收所述图像配准装置的结果并判断所述印刷图像是否合格；若判断所述印刷图像不合格，则判断所述印刷图像对应的印刷基底为次品，当所述次品到达次品剔除工位时，发出次品剔除指令；

次品剔除装置，设于次品剔除工位，能接收所述控制装置发出的次品剔除指令，在所述次品剔除工位将所述次品从所述工装夹具上移除。

本公开实施方式提供的图像配准方法，先通过平移操作将标准图像平移至待配准图像上的最接近的位置，然后通过多维微调操作实现待配准图像与标准图像的配准；在多维微调操作中，相对于以标准图像的几何中心进行操作，以标准图像的重心为中心进行操作能在进行旋转操作时获得更高地配准效率，在相同的运算量下获得更高地配准精度，或者可以以更小的运算量和运算耗时达成设计要求的配准精度。本公开实施方式提供的图像配准方法，其只需要依次完成平移操作和多维微调操作就可以完成图像配准，不需要循环进行平移操作和多维微调操作，节省了大量运算量和配准时间，提高了图像配准效率；尤其是对于生产流水线上采集的图像，由于采集的待配准图像与标准图像之间仅存在轻微的平移偏差和角度偏差，因此依次完成平移操作和多维微调操作就可以获得很高地配准精度，不仅可以降低图像配准节奏对生产节拍的限制，而且可以使用更简单的处理器实现图像配准，降低图像配准的硬件成本。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本公开实施方式提供的图像配准方法流程示意图。

图2是本公开的控制标准图像相对于待配准图像进行多次平移操作并记录每次平移操作的结果的流程示意图。

图3是本公开的从所有的平移操作中选择最优的平移操作的流程示意图。

图4是本公开的多维微调操作的流程示意图。

图5是标准图像结构示意图。

图6是待配准图像结构示意图。

图7是标准图像与待配准图像重叠示意图。

图8是本公开实施方式中执行最优的平移操作的结果示意图。

图9是本公开实施方式中以标准图像的重心为中心进行旋转操作的结果图。

图10是本公开实施方式中以标准图像的几何中心为中心进行旋转操作的结果图。

图11是本公开实施方式的图像配准装置结构示意图。

图12是本公开实施方式的电子设备结构示意图。

图13是本公开实施方式的程序产品结构示意图。

图14是本公开实施方式的图像印刷流水线设备结构示意图。

图中附图标记说明包括：

500、标准图像；510、标准图像的重心；520、标准图像的几何中心；600、待配准图像；610、待配准的特征部分；700、图像配准装置；710重叠单元；720、平移操作单元；730、平移筛选单元；740、平移执行单元；750、多维微调操作单元；760、多维微调筛选单元；770、多维微调执行单元；800、电子设备；900、程序产品；1010、传输装置；1020、工装夹具；1030印刷装置；1040图像采集装置；1050次品剔除装置；1060控制装置；1070、烘干装置。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

相关技术中，产品零部件可以固定在节拍式流水生产线上的等间距的工装夹具上，在流水线静止节拍，工装夹具停留在某一工位上，该工位上的机构对产品零部件执行相应的功能操作，例如执行安装、印刷、图像采集、拆卸等操作。

由于工装夹具在流水上的位置和姿态相对固定，因此工业相机每次进行图像采集时的拍摄距离和光照条件基本一致。但是由于各个工装夹具的位置和姿态由于安装偏差会存在微小的差异，具体而言工装夹具可能会相对于理想安装位置出现微小的平移偏差和微小的安装角度偏差，这会导致工业相机每次采集的图像与标准图像500之间存在微小的平移偏差和旋转偏差。针对工业相机每次采集的图像的偏差很小的特点，本公开提供了一种图像配准方法，以便快速、高效实现图像工业相机采集的待配准图像600与标准图像500之间的配准，进而可以实现对产品的缺陷瑕疵进行检测。例如，可以实现标准LOGO图像与采集的印刷LOGO图像之间的配准，从而可以进行产品零部件上的LOGO符号的缺陷瑕疵的检测。

本公开实施方式中提供一种图像配准方法，用于标准图像500与待配准图像600之间的配准；标准图像500与待配准图像600之间存在平移和微小的旋转偏移。

其中，如图5所示，标准图像500可以为预先采集的图像或通过计算机程序模拟生成的图像，也可以为前述两种图像的相关图像；其中，相关图像可以为预先采集的图像或通过计算机程序模拟生成的图像经过梯度运算后得到的图像。当通过预先采集的方式获得标准图像500时，标准图像500的采集条件需要与待配准图像600的采集条件基本一致，例如被拍照实体距离图像采集装置的距离、图像采集环境的光照等基本一致，标准图像500对应的被拍照实体的姿态也应该与待测标准图像500对应的被拍照实体的姿态基本一致。不仅如此，可以通过人工裁剪提取特征部分的方式从采集的图像中获得标准图像500，即所得标准图像500可以仅具有特征部分。如图6所示，待配准图像600可以为图像采集装置采集的被拍照实体的图像，待配准图像600中具有待配准的特征部分610。

举例而言，在一种LOGO符号印刷流水线上，将已经具有合格的LOGO符号的产品固定在LOGO符号印刷流水线的检测工位上的工装夹具上，固定方式采用该LOGO符号印刷流水线上固定产品的标准方法；在固定的拍摄距离、固定的光照条件下，由该LOGO符号印刷流水线上的工业相机对该产品拍摄，所得照片经过人工剪裁以提取LOGO符号部分图像，作为标准图像500。在LOGO符号印刷流水线工作时，待检测产品按照标准方法固定在工装夹具上，当该待检测产品到达LOGO符号印刷流水线的检测工位时，图像采集装置按照前述的固定的拍摄距离和固定的光照条件进行图像采集，采集的图像作为待配准图像600。由于工装夹具的安装存在一定的安装误差，以及标准图像500经过人工裁剪，因此，一般而言，标准图像500的尺寸小于待配准图像600。

如图1所示，该图像配准方法包括：

步骤S110，控制标准图像500与待配准图像600重叠；

步骤S120，控制标准图像500相对于待配准图像600进行多次平移操作并记录每次平移操作的结果；

步骤S130，从所有的平移操作中选择最优的平移操作；

步骤S140，控制标准图像500执行最优的平移操作；

步骤S150，控制标准图像500以标准图像的重心510为中心进行多次多维微调操作并记录每次多维微调操作的结果；

步骤S160，从所有的多维微调操作中选择最优的多维微调操作；

步骤S170，控制标准图像500执行最优的多维微调操作。

本公开实施方式提供的图像配准方法，先通过平移操作将标准图像平移至待配准图像600上的最接近的位置，然后通过多维微调操作实现待配准图像600与标准图像500的配准；在多维微调操作中，相对于以标准图像的几何中心520进行操作，以标准图像的重心510为中心进行操作能在进行旋转操作时获得更高地配准效率，在相同的运算量下获得更高地配准精度，或者可以以更小的运算量和运算耗时达成设计要求的配准精度。本公开实施方式提供的图像配准方法，其只需要依次完成平移操作和多维微调操作就可以完成图像配准，不需要循环进行平移操作和多维微调操作，节省了大量运算量和配准时间，提高了图像配准效率；尤其是对于生产流水线上采集的图像，由于采集的待配准图像600与标准图像500之间存在轻微的平移偏差和角度偏差，因此依次完成平移操作和多维微调操作就可以获得很高的配准精度，不仅可以降低图像配准节奏对生产节拍的限制，而且可以使用更简单的处理器实现图像配准，降低图像配准的硬件成本。

下面结合附图对本公开实施方式提供的图像配准方法的各个步骤进行详细说明：

如图7所示，在本公开的实施方式中，步骤S110的目的是使得标准图像500和待配准图像600置于同一参考坐标下，以便进行配准操作。该步骤可以包括导入标准图像500和待配准图像600，以便将两者重叠。技术人员应该清楚，由于标准图像500和待配准图像600在大小和形状上可能存在差异，因此，不应以标准图像500和待配准图像600的重合为目标。所述重叠，指的是两幅图像之间存在部分的重合区域。

在步骤S110中，可以直接将标准图像500和待配准图像600不进行任何旋转操作而置于同一坐标下且使得两者具有部分的重合区域，也可以通过旋转等使得两者的重合区域面积最大化。举例而言，可以直接将标准图像500的最左上角的像素与待配准图像600的最左上角的像素对准，实现标准图像500和待配准图像600之间的重叠。

在本公开的实施方式中，在步骤S120中，平移操作指的是标准图像500与待配准图像600之间的夹角不发生变化，而两者的相对位置发生相对变化。为了能够在S120中不漏掉可能的配准区域，可以将标准图像500在待配准图像600上进行平移使得标准图像500遍历待配准图像600的每一个可能的位置。实现标准图像500遍历每个位置的方法有很多，包括向量矩阵法、预设路径法等，本公开实施方式不进行一一列举。

举例而言，如图2所示，S120可以采用如下具体方案实现：

步骤S210，控制标准图像500相对于待配准图像600按照平移路径进行平移操作。平移路径可以根据步骤S110中的重叠位置进行规划，或根据标准图像500和待配准图像600的形状进行预设。举例而言，标准图像500整体边缘呈矩形形状，待配准图像600呈矩形，则平移路径可以进行如下预设：每次平移操作是在上一次平移操作的基础上进行，在起始位置，标准图像500的左上角像素与待配准图像600的左上角像素对齐，然后每次平移操作均是将标准图像500向右平移一个像素，直至标准图像500的右边缘与待配准图像600的右边缘重合，然后将标准图像500向下平移一个像素且向左移动至标准图像500的左边缘与待配准图像600的左边缘重合，然后每次平移操作均是将标准图像500向右平移一个像素，直至标准图像500的右边缘与待配准图像600的右边缘重合，如此往复，直至标准图像500的右下角像素与待配准图像600的右下角像素对齐。

通过执行预设平移路径，标准图像500可以遍历待配准图像600范围内的所有位置，避免遗漏可能的配准区域。

步骤S220，记录每次平移操作的结果。

在本公开的实施方式中，在步骤S130中，可以按照预设的评价标准对每一次平移操作的结果进行评价，然后从所有评价中选择最优评价，找到该最优评价对应的平移操作，作为最优的平移操作。需要说明的是，并不需要步骤S120完全结束，即所有平移操作均全部完成后才进行步骤S130，两者之间在时间上可以存在部分的重叠；例如，在步骤S210中每进行一次平移操作，则步骤S220可以保存该平移操作的结果，步骤S130可以对该平移操作进行评价和筛选比对。对于每一次平移操作而言，步骤S120和步骤S130之间存在明显的时序关系，但是鉴于步骤S120包括多个平移操作，则步骤S120和步骤S130之间可以存在时间上的重叠，以便减小整体配准耗时。

举例而言，如图3所示，步骤S130可以通过如下方法实现：

步骤S310，对每一次平移操作的结果按照预设标准进行评价，获得评价值。评价值可以是标准图像500与待配准图像600重合区域的像素灰度差的和。在计算的时间顺序上，既可以在所有平移操作的结果均被保存之后再计算，也可以在每一次平移操作完成且其结果被保存后，直接计算该次平移操作结果的标准图像500与待配准图像600重合区域的像素灰度差的和。

步骤S320，从所有的评价值中选择最优的评价值。可以从所有的像素灰度差的和中选择最小的像素灰度差的和作为最优的评价值。该步骤可以通过简单的排序或对比实现，本公开实施方式不进行一一列举。举例而言，当通过比较法进行选择时，将平移操作起始位置的评价值作为候选评价值，然后将第一次平移操作的评价值与候选评价值进行比较，选其小者更新候选评价值，如此每次平移操作均与候选评价值比较且选其小者更新候选评价值，直至所有的平移操作均参与比较，最后的候选评价值作为最优的评价值。

步骤S330，获得最优的评价值对应的平移操作。可以获取最小的像素灰度差的和对应的平移操作作为最优的平移操作。可以通过建立映射表等方法将每一次平移操作及其结果和评价值进行映射，然后根据评价值寻找对应的平移操作。

在本公开的实施方式中，通过执行步骤S140，所得到的结果如图8所示。为了便于区分图8中未重叠部分的归属，图8所展示的为平移操作的结果的标准图像500和待配准图像600的像素灰度差分布图，即标准图像500和待配准的特征部分610重合部分的像素灰度差为0，呈白色展现；标准图像500和待配准的特征部分610未重合部分不为0，用黑色展现。根据图8可以看出，通过执行步骤S140后，标准图像500和待配准的特征部分610基本位于同一区域，存在一定的平移偏差和角度偏差，需要做进一步的配准。

在本公开的实施方式中，在步骤S150中，多维微调操作可以是调整的幅度小、调整的维度多的操作，包括旋转操作和平移操作，平移操作还可以进一步拆分为横向平移操作和竖向平移操作。多维微调操作的主要目的是校正工装夹具的安装误差导致的平移偏差和角度偏差，由于平移偏差和角度偏差比较小(大的偏差可以直接通过修正工装夹具的安装来避免)，因此在图像校准时可以采用微调操作，减小操纵和计算量，提高图像配准效率。

举例而言，如图4所示，每一次的多维微调操作可以通过如下方法实现：

步骤S410，控制标准图像以标准图像的重心510为中心按照预设角度进行旋转。

标准图像500在进行旋转时，可以选择标准图像的重心510进行旋转，也可以选择标准图像的几何中心520进行旋转。图9为以标准图像的重心510进行旋转的结果，图10为以标准图像的几何中心520进行旋转的结果，展示的均为平移操作的结果的标准图像500和待配准图像600的像素灰度差分布图，即标准图像500和待配准的特征部分610重合部分的像素灰度差为0，呈白色展现；标准图像500和待配准的特征部分610未重合部分不为0，用黑色展现。图9和图10的对比可以明显的发现，图9的配准的精确度更高，图10的精确度低于图9。相较于以标准图像的几何中心520为中心进行旋转，当以标准图像的重心510为中心进行旋转时，在旋转相同的角度条件下，标准图像500的特征部分更多的区域产生的位移比较小；当两次旋转之间存在一定的偏差角度时，标准图像500的特征部分更多的区域产生相应的位移偏差更小。这表明，当需要通过设置多个呈一定间隔的预设角度以便遍历可能的旋转范围时，在相同的预设角度间隔条件下，当以标准图像的重心510为中心进行旋转时，标准图像500的特征部分更多的区域获得更大的位移变化密度。而对多维微调操作结果进行评价时，标准图像500的特征部分更多的区域所占用的权重更大，如此，通过以标准图像的重心510为中心进行旋转将获得更为精细的评价结果。同样的，为了达成某一精度的评价结果，以标准图像的重心510为中心进行旋转所需要的旋转角度密度更小，将减小多维微调操作的数量，减小计算量，提高配准效率。

在进行旋转时，旋转的方向可以为顺时针或逆时针，预设角度可以根据工装夹具的安装精度进行调整或设置。一般而言，预设角度不大于5°，超过5°的偏差可以通过对工装夹具的校正予以消除或降低至5°以内。在整个步骤S150中，进行了多次多维微调操作，每次多维微调操作均包括一次旋转操作，且该旋转操作的预设角度可以为0(即不旋转)。所有这些多维微调操作所旋转的角度中，可以包括多个不同的预设角度，这些预设角度的大小可以都不大于5°；这些预设角度按照大小顺序排序后，相邻两个预设角度之间相差0.3°～0.6°。当然，为了实现更高地配准精度，可以缩小相邻两个预设角度之间的差值；同理，如果对图像配准精度要求不高，可以扩大两个相邻预设角度之间的差值。

由于旋转时可以向两个不同的方向旋转，可以通过“+”“-”表示预设角度的方向，例如+3°表示顺时针旋转3°，-4°表示逆时针旋转4°；尽管“+”“-”表示旋转的方向而非其大小，在将预设角度按照大小进行排序时，仍然可以将其视为“正”“负”而表示大小进行排序，例如-4°小于-3°，+4°大于+3°，-4°与-3°之间相差1°，-4°与+3°之间相差7°等；即便采用“+”“-”表示旋转的方向，本公开实施方式中不明确在角度之前标明“+”“-”时，均表示不预设方向的角度。例如，当限定预设角度不大于5°时，意思是预设角度的范围为-5°～+5°。

举例而言，在-5°～+5°内每隔0.3°～0.6°设置一个预设角度，所有这些预设角度组成一预设角度集合；每次执行步骤S410之前，从预设角度集合选择一预设角度并按照该选择的预设角度执行步骤S410，在完成整个步骤S150后，预设角度集合中的每一个预设角度均被执行。

步骤S420，控制标准图像500按照预设横向距离进行横向方向的平移。

在进行横向方向的平移时，可以向左或向右平移，预设横向距离可以根据工装夹具的安装精度进行调整或设置。一般而言，预设横向距离不大于15个像素，超过15个像素的偏差(大约1.5毫米)可以通过对工装夹具的校正予以消除或降低至15个像素以内。在整个步骤S150中，进行了多次多维微调操作，每次多维微调操作均包括一次横向方向的平移操作，且该横向方向的平移操作的横向平移距离可以为0(即不进行横向方向的平移)。所有这些多维微调操作包括多个不同的预设横向距离，这些预设横向距离的大小可以都不大于15个像素；这些预设横向距离按照大小顺序排序后，相邻两个预设横向距离之间相差1～2个像素。当然，为了实现更高地配准精度，可以缩小相邻两个预设横向距离之间的差值；同理，如果对图像配准精度要求不高，可以扩大两个相邻预设横向距离之间的差值。

由于在横向方向平移时可以向两个不同的方向平移，可以通过“+”“-”表示平移的方向，例如+3个像素表示向右平移3个像素，-4个像素表示向左平移4个像素；尽管“+”“-”表示平移的方向而非其大小，在将预设横向距离按照大小进行排序时，仍然可以将其视为“正”“负”而表示大小进行排序，例如-4个像素小于-3个像素，+4个像素大于+3个像素，-4个像素与-3个像素之间相差1个像素，-4个像素与+3个像素之间相差7个像素等；即便采用“+”“-”表示平移的方向，本公开实施方式中不明确在距离之前标明“+”“-”时，均表示不预设方向的平移距离。例如，当限定预设横向距离不大于15个像素时，意思是预设横向距离的范围为-15个像素～+15个像素。

举例而言，在-15个像素～+15个像素内依次设置多个预设横向距离，相邻两个预设横向距离之间相差1～2个像素，所有这些预设横向距离组成一预设横向距离集合；每次执行步骤S420之前，从预设横向距离集合选择一预设横向距离并按照该选择的预设横向距离执行步骤S420，在完成整个步骤S150后，预设横向距离集合中的每一个预设横向距离均被执行。

步骤S430，控制标准图像500按照预设竖向距离进行竖向方向的平移。

在进行竖向方向的平移时，可以向上或向下平移，预设竖向距离可以根据工装夹具的安装精度进行调整或设置。一般而言，预设竖向距离不大于15个像素，超过15个像素的偏差(大约1.5毫米)可以通过对工装夹具的校正予以消除或降低至15个像素以内。在整个步骤S150中，进行了多次多维微调操作，每次多维微调操作均包括一次竖向方向的平移操作，且该竖向方向的平移操作的竖向平移距离可以为0(即不进行竖向方向的平移)。所有这些多维微调操作包括多个不同的预设竖向距离，这些预设竖向距离的大小可以都不大于15个像素；这些预设竖向距离按照大小顺序排序后，相邻两个预设竖向距离之间相差1～2个像素。当然，为了实现更高地配准精度，可以缩小相邻两个预设竖向距离之间的差值；同理，如果对图像配准精度要求不高，可以扩大两个相邻预设竖向距离之间的差值。

由于竖向方向平移可以向两个不同的方向平移，可以通过“+”“-”表示平移的方向，例如+3个像素表示向上平移3个像素，-4个像素表示向下平移4个像素；尽管“+”“-”表示平移的方向而非其大小，在将预设竖向距离按照大小进行排序时，仍然可以将其视为“正”“负”而表示大小进行排序，例如-4个像素小于-3个像素，+4个像素大于+3个像素，-4个像素与-3个像素之间相差1个像素，-4个像素与+3个像素之间相差7个像素等；即便采用“+”“-”表示平移的方向，本公开实施方式中不明确在距离之前标明“+”“-”时，均表示不预设方向的距离。例如，当限定预设竖向距离不大于15个像素时，意思是预设竖向距离的范围为-15个像素～+15个像素。

举例而言，在-15个像素～+15个像素内依次设置多个预设竖向距离，相邻两个预设竖向距离之间相差1～2个像素，所有这些预设竖向距离组成一预设竖向距离集合；每次执行步骤S430之前，从预设竖向距离集合选择一预设竖向距离并按照该选择的预设竖向距离执行步骤S430，在完成整个步骤S150后，预设竖向距离集合中的每一个预设竖向距离均被执行。

在本公开的其他实施方式中，可以先执行步骤S430再执行步骤S420。

在本公开的其他实施方式中，步骤S420和步骤S430可以同时执行，例如可以将预设竖向距离集合与预设横向距离集合的笛卡尔乘积作为微调平移集合，每一次多维微调操作中执行一次步骤S410，并从微调平移集合中取一元素作为微调平移参数进行横向和竖向方向的平移。

在本公开的其他实施方式中，预设角度集合可以与预设横向距离集合相乘并与预设竖向距离集合相乘，所得的笛卡尔乘积作为多维微调操作参数集合，多维微调操作参数集合中的每一个元素均为一个三维的变量：(预设角度，预设横向距离，预设竖向距离)。在每次进行多维微调操作前，从多维微调操作参数集合中选择一个元素并依照该元素中的预设角度、预设横向距离和预设竖向距离执行步骤S410、步骤S420和步骤S430；步骤S150遍历多维微调操作参数集合中的每一个元素。如此，可以保证步骤S150中多次多维微调操作不遗漏可能的最优配准情形。

在本公开的实施方式中，步骤S160可以采用与步骤S130类似的方法，采用预设标准对每次多维微调操作的结果进行评价，从所有评价中选择最优的评价值，并选择最优评价值对应的多维微调操作作为最优多为微调操作。可以每进行一次多维微调操作则对其结果进行评价，可以采用比较法获得最优的评价值。步骤S160的方法和原理与步骤S130类似，在此不再进行赘述。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。

本公开还提供了一种图像配准装置700，用于标准图像与待配准图像之间的配准。如图11所示，所述图像配准装置700包括：

重叠单元710，用于控制所述标准图像与所述待配准图像重叠；

平移操作单元720，用于接收重叠单元710的结果，控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果；

平移筛选单元730，用于接收平移操作单元720的结果，从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作；

平移执行单元740，用于接收平移筛选单元730的结果，控制所述标准图像执行所述最优的平移操作；

多维微调操作单元750，用于接收平移执行单元740的结果，控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作并记录每次多维微调操作的结果；

多维微调筛选单元760，用于接收多维微调操作单元750的结果，从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作；

多维微调执行单元770，用于接收多维微调筛选单元760的结果，控制所述标准图像执行所述最优的多维微调操作。

上述中各虚拟对象传送装置模块的具体细节已经在对应的虚拟对象传送方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了图像配准装置700的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本公开还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图12来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备800。图12显示的电子设备800仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图12所示，电子设备800以通用计算设备的形式表现。电子设备800的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元810、上述至少一个存储单元820、连接不同系统组件(包括存储单元820和处理单元810)的总线830。

其中，所述存储单元820存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元810执行，使得所述处理单元810执行本说明书上述“图像配准方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。

存储单元820可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)8201和/或高速缓存存储单元8202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)8203。

存储单元820还可以包括具有一组(至少一个)程序模块8205的程序/实用工具8204，这样的程序模块8205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线830可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备800也可以与一个或多个外部设备450(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备800交互的设备通信，和/或与使得该电子设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口840进行。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。

在本公开的实施方式中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。

参考图13所示，描述了根据本发明的实施例的用于实现上述方法的程序产品900，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本公开实施方式还提供了一种图像印刷流水线设备，包括：

传输装置1010，依次设置有印刷工位、图像采集工位和次品剔除工位；

工装夹具1020，用于固定印刷基底，设于所述传输装置1010上并能按照预设路径依次通过所述印刷工位、所述图像采集工位和所述次品剔除工位；

印刷装置1030，设于所述印刷工位，能向停留在印刷工位上的印刷基底上印刷预设图像；图像采集装置1040，设于图像采集工位，能采集停留在图像采集工位上的印刷基底上的图像；

本公开实施方式提供的图像配准装置700，用于接收图像采集装置1040采集的印刷图像，配准所述印刷图像与所述标准图像；

控制装置1060，用于接收所述图像配准装置700的结果并判断所述印刷图像是否合格；若判断所述印刷图像不合格，则判断所述印刷图像对应的印刷基底为次品，当所述次品到达次品剔除工位时，发出次品剔除指令；

次品剔除装置1050，设于次品剔除工位，能接收所述控制装置1060发出的次品剔除指令，在所述次品剔除工位将所述次品从工装夹具1020上移除。

该图像印刷流水线设备在工作时，印刷基底固定在工装夹具1020上，工装夹具1020按照预设路径依次通过所述印刷工位、所述图像采集工位和所述次品剔除工位，且按照传输装置1010设置的流水节拍依次在各个工位停留。当印刷基底在印刷工位停留时，印刷装置1030可以向印刷基底上印刷预设图像；印刷基底然后传输到图像采集工位并停留，图像采集装置1040采集停留在图像采集工位上的印刷基底上的图像，并将采集的图像传输给图像配准装置700，图像配准装置700配准印刷图像与标准图像，并将配准结果传输给控制装置1060；控制装置1060判断所述印刷图像是否存在瑕疵，若图像不合格，则根据流水节拍计算该印刷基底到达次品剔除工位的时刻，并在该印刷基底到达次品剔除工位并停留时，控制装置1060发出次品剔除指令，次品剔除装置1050接收该次品剔除指令后执行剔除动作，将该印刷基底从工装夹具1020上移除。该图像印刷流水线设备实现了印刷、检测全自动化，无需人工检查每个印刷基底上的图像是否合格，且相较于人工检验效率高、准确率高。

在本公开的其他实施方式中，传输装置1010上可以设置烘干工位；图像印刷流水线设备还可以包括烘干装置1070，设于所述烘干工位，能对停留在烘干工位上的所述印刷基底上的印刷图像进行烘干；完成图像印刷后的基底在烘干工位停留时，烘干装置1070对印刷图像进行烘干。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种图像配准方法，用于标准图像与待配准图像之间的配准，其特征在于，所述图像配准方法包括：

控制所述标准图像与所述待配准图像重叠；

控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果；

从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作；

控制所述标准图像执行所述最优的平移操作；

控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作并记录每次所述多维微调操作的结果；

从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作；

控制所述标准图像执行所述最优的多维微调操作。

2.根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果包括：

控制所述标准图像相对于所述待配准图像按照预设平移路径进行平移操作，使得所述标准图像遍历所述待配准图像范围内的所有位置；

记录每次所述平移操作的结果。

3.根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作包括：

计算每次所述平移操作的结果的所述标准图像与所述待配准图像重合区域的像素灰度差的和；

从所有的所述像素灰度差的和中选择最小的像素灰度差的和；

获得所述最小的像素灰度差的和对应的所述平移操作。

4.根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，所述多维微调操作包括：

控制所述标准图像以其重心为中心按照预设角度进行旋转；

控制所述标准图像按照预设横向距离进行横向方向的平移；

控制所述标准图像按照预设竖向距离进行竖向方向的平移。

5.根据权利要求4所述的图像配准方法，其特征在于，所述预设角度不大于5°；所述预设横向距离不大于15个像素；所述预设竖向距离不大于15个像素。

6.根据权利要求5所述的图像配准方法，其特征在于，

一预设角度集合中包括多个不同的所述预设角度，按照大小排序后相邻两个所述预设角度之间相差0.3°～0.6°；所述控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作遍历所述预设角度集合中的每一个所述预设角度；

一预设横向距离集合中包括多个不同的所述预设横向距离，按照大小排序后相邻两个所述预设横向距离之间相差1～2个像素；所述控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作遍历所述预设横向距离集合中的每一个所述预设横向距离；

一预设竖向距离集合中包括多个不同的所述预设竖向距离，按照大小排序后相邻两个所述预设竖向距离之间相差1～2个像素；所述控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作遍历所述预设竖向距离集合中的每一个所述预设竖向距离。

7.根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作包括：

计算每次所述多维微调操作的结果的所述标准图像与所述待配准图像重合区域的像素灰度差的和；

从所有的所述像素灰度差的和中选择最小的像素灰度差的和；

获得所述最小的像素灰度差的和对应的所述多维微调操作。

8.一种图像配准装置，用于标准图像与待配准图像之间的配准，其特征在于，所述图像配准装置包括：

重叠单元，用于控制所述标准图像与所述待配准图像重叠；

平移操作单元，用于接收重叠单元的结果，控制所述标准图像相对于所述待配准图像进行多次平移操作并记录每次所述平移操作的结果；

平移筛选单元，用于接收平移操作单元的结果，从所有的所述平移操作中选择最优的平移操作；

平移执行单元，用于接收平移筛选单元的结果，控制所述标准图像执行所述最优的平移操作；

多维微调操作单元，用于接收平移执行单元的结果，控制所述标准图像以其重心为中心进行多次多维微调操作并记录每次多维微调操作的结果；

多维微调筛选单元，用于接收多维微调操作单元的结果，从所有的所述多维微调操作中选择最优的多维微调操作；

多维微调执行单元，用于接收多维微调筛选单元的结果，控制所述标准图像执行所述最优的多维微调操作。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述的方法。

10.一种图像印刷流水线设备，其特征在于，包括：

传输装置，依次设置有印刷工位、图像采集工位和次品剔除工位；

工装夹具，用于固定印刷基底，设于所述传输装置上并能按照预设路径依次通过所述印刷工位、所述图像采集工位和所述次品剔除工位；

印刷装置，设于所述印刷工位，能向停留在印刷工位上的印刷基底上印刷预设图像；

图像采集装置，设于图像采集工位，能采集停留在图像采集工位上的印刷基底上的图像；

权利要求8所述的图像配准装置，用于接收图像采集装置采集的印刷图像，配准所述印刷图像与所述标准图像；

控制装置，用于接收所述图像配准装置的结果并判断所述印刷图像是否合格；若判断所述印刷图像不合格，则判断所述印刷图像对应的印刷基底为次品，当所述次品到达次品剔除工位时，发出次品剔除指令；

次品剔除装置，设于次品剔除工位，能接收所述控制装置发出的次品剔除指令，在所述次品剔除工位将所述次品从所述工装夹具上移除。