CN112102308B - 图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统 - Google Patents

图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统，其中，图像拼接方法包括：根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定系统相机的至少两处采样坐标；驱动系统相机移动至系统至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像；根据系统视野尺寸信息和系统至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域；根据系统至少两处采样坐标，以及系统至少两张检测子图像与系统至少两张检测图像的对应关系，拼接系统至少两张检测子图像，得到目标图像。本发明能够快速完成检测子图像的拼接。

Description

图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统。
背景技术
对于生产大型设备的厂商，特别是对于生产电视机的厂商来说，电视机背板区域的AOI(Automated Optical Inspection，自动光学检测)是必不可少的。因为电视机背板区域分布有电源板、机芯板以及大量的导电线等，为确保电视机正常开机工作，电源板的卡扣必须确保插牢，导电线必须用胶带贴牢，固定螺钉必须按要求把电源板机芯板紧固在背板上。
例如65寸电视机，其背板的尺寸约为1456mm*837mm，需要检测的胶带、卡扣、螺钉等检测项加起来常常有100多项，为了解决电视机背板人工检测难，容易出错的问题，因此引入了电视机背板检测设备替代人工进行检测的方案，用检测设备代替人工进行电视机背板检测，由设备对整个背板进行拍照，对检测项逐项进行识别，然后标记处电视机背板异常项给人工进行复判。
由于电视机的背板普遍较大，目前的工业相机没有如此大的视野能一张图把电视机的整个背板清晰的拍下来，因此采取的多相机拍摄多组图像进行检测的方案。而检测设备检测出来的异常项目前是需要由人工进行复判的，为了保证不遗漏任意检测项并提高检测效率，因此由多组相机拍摄出来的图像是有重叠部分的，如何将多相机拍摄出来的多组图像进行快速自动拼接成一张完整的图像，从而在完整图像上标注异常项以方便工人对检测项进行复检便成了一个急需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供的图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统，通过限定相机的运动轨迹，能够快速的确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域，从而能够快速的完成检测子图像的拼接。
第一方面，本发明提供一种图像拼接方法，包括：
根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标；
驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像；
根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域；
在所述至少两张检测图像中，去除n个相同的重叠区域中的n-1个重叠区域，以得到至少两张检测子图像，其中，n为大于1的整数；
根据所述至少两处采样坐标，以及所述至少两张检测子图像与所述至少两张检测图像的对应关系，拼接所述至少两张检测子图像，得到目标图像。
可选地，所述相机的数量至少为两个；
所述重叠区域包括：移动重叠区域，或所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域；
所述安装重叠区域为由不同相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域；
所述移动重叠区域为由同一相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域。
可选地，所述根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域，包括：
根据相邻的两个相机的视野尺寸信息，以及所述相邻的两个相机所对应的采样坐标，确定待测图像的安装重叠区域；
根据同一相机的视野尺寸信息，以及所述同一相机所对应的两处相邻的采样坐标，确定待测图像的移动重叠区域。
可选地，所述根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标，包括：
根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定相机沿第一方向移动的步长；
根据所述步长，确定所述相机的至少两处采样坐标。
可选地，所述驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像，包括：
根据所述步长驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
第二方面，本发明提供一种产品缺陷检测方法，包括：上述任一项所述的图像拼接方法；
所述产品缺陷检测方法还包括：根据所述目标图像，判断所述目标待测面是否存在缺陷。
第三方面，本发明提供一种图像拼接系统，包括：
第一确定模块，被配置为根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标；
驱动模块，被配置为驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像；
第二确定模块，被配置为根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域；
去除模块，被配置为在所述至少两张检测图像中，去除n个相同的重叠区域中的n-1个重叠区域，以得到至少两张检测子图像，其中，n为大于1的整数；
拼接模块，被配置为根据所述至少两处采样坐标，以及所述至少两张检测子图像与所述至少两张检测图像的对应关系，拼接所述至少两张检测子图像，得到目标图像。
可选地，所述相机的数量至少为两个；
所述重叠区域包括：移动重叠区域，或所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域；
所述安装重叠区域为由不同相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域；
所述移动重叠区域为由同一相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域。
所述第二确定模块包括：
第一确定子模块，被配置为根据相邻的两个相机的视野尺寸信息，以及所述相邻的两个相机所对应的采样坐标，确定待测图像的安装重叠区域；
第二确定子模块，被配置为根据同一相机的视野尺寸信息，以及所述同一相机所对应的两处相邻的采样坐标，确定待测图像的移动重叠区域。
可选地，所述第一确定模块包括：
第三确定子模块，被配置为根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定相机沿第一方向移动的步长；
第四确定子模块，被配置为根据所述步长，确定所述相机的至少两处采样坐标；
所述驱动模块，进一步被配置为根据所述步长驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
第四方面，本发明提供一种产品缺陷检测系统，包括：如上任一项所述的图像拼接系统；
所述产品缺陷检测系统还包括：判断模块，被配置为根据所述目标图像，判断所述目标待测面是否存在缺陷。
本发明实施例提供的图像拼接方法及系统、产品缺陷检测方法及系统，其中，图像拼接方法通过限定相机的运动轨迹，并根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息能够快速的确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域，从而能够快速的完成检测子图像的拼接。
附图说明
图1为本申请一实施例的图像拼接方法的示意性流程图；
图2为本申请一实施例的CAM1和CAM2完成对电视机的背板进行拍摄后，各待测图像相对位置的示意图；
图3为本申请一实施例的CAM1和CAM2完成对电视机的背板进行拍摄后，为体现各待测图像重合区域的爆炸图；
图4为本申请一实施例的CAM1和CAM2完成对电视机的背板进行拍摄后，为体现如何去除各待测子图像重合区域的爆炸图；
图5为本申请一实施例的由待测子图像拼接成的目标图像的示意图；
图6为本申请一实施例的图像拼接系统的示意性结构图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一方面，本实施例提供一种图像拼接方法，结合图1，所述图像拼接方法包括步骤S101至步骤S105：
步骤S101：根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标。
在一种可选的实施例中，所述根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标，包括：根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定相机沿第一方向移动的步长；根据所述步长，确定所述相机的至少两处采样坐标。其中，视野尺寸信息由相机设置的相关参数以及相机相对待测面的相对距离决定。
步骤S102：驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
在一种可选的实施例中，所述驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像，包括：根据所述步长，由相应的驱动机构驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
在确定步长的过程中，只需要保证该组的检测图像与上一组的检测图像有重合的部分即可，即相机移动的步长小于相机对目标待测面进行拍摄的视野在移动方向上的长度。
步骤S103：根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域。
在一种可选的实施例中，所述相机的数量至少为两个。所述重叠区域包括：移动重叠区域，或所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域。所述安装重叠区域为由不同相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域。所述移动重叠区域为由同一相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域。
在一种可选的实施例中，所述根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域，包括：根据相邻的两个相机的视野尺寸信息，以及所述相邻的两个相机所对应的采样坐标，确定待测图像的安装重叠区域；根据同一相机的视野尺寸信息，以及所述同一相机所对应的两处相邻的采样坐标，确定待测图像的移动重叠区域。
在本实施例中，驱动机构同时驱动两台相机，即CAM1和CAM2，沿水平方向移动，且两台相机沿竖直方向排列。其中，两台相机在同一时刻拍摄的两张待测图像沿竖直方向重叠的，而沿竖直方向重叠的区域即为安装重叠区域；同一台相机在相邻的采样坐标位置处拍摄的两张待测图像沿水平方向重叠，而沿水平方向重叠的区域即为移动重叠区域。
步骤S104：在所述至少两张检测图像中，去除n个相同的重叠区域中的n-1个重叠区域，以得到至少两张检测子图像，其中，n为大于1的整数。
具体的，n可以为2、3和4。在驱动机构驱动一台相机进行拍照的情况下，此时，重叠区域仅包括移动重叠区域，n为2；在驱动机构沿不同的步长驱动两台相机进行拍照的情况下，具体的，CAM1的步长为100mm，CAM2的步长为200mm，此时，所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域，且存在n为3和4的情况；其中，在n为3时，CAM1拍摄的两张相邻的检测图像相对的边角同时与CAM2安装重叠区域中的一部分重叠。
步骤S105：根据所述至少两处采样坐标，以及所述至少两张检测子图像与所述至少两张检测图像的对应关系，拼接所述至少两张检测子图像，得到目标图像。
该图像拼接方法通过在拍照前限定相机的运动轨迹，并根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息能够快速的确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域，从而能够快速的完成检测子图像的拼接。在不改变两个相机之间位置关系以及相机移动拍照的步长的情况，无论转产任意型号电视机，均可实现8副大尺寸图像快速自动拼接，从而满足产线的日常生产要求，操作简单，适用性强。
第二方面，本实施例提供一种图像拼接方法，具体如下：
采用两台相机进行拍照，即A相机和B相机，其中，两台相机沿从左至右的方向移动，且两台相机沿上下方向排列；两台相机拍摄的图像像素分辨率为3648*5472，即行像素一共有5472，列像素一共有3648，相机的视野尺寸为448.8mm*299mm，而电视机的背板尺寸为1456mm*837mm。为了确保两台相机的拍摄的区域能完全覆盖电视机的背板，采用两台相机移动三次拍四组图像的方案，且两台相机每次移动的步长均为290mm。其中，步长与移动重叠区域的宽度负相关，在本发明中不作具体限定，本领域技术人员可以根据具体情况进行调整；结合图2和图3，A相机命名为CAM1，移动三次拍四组得到的待测图像分别为[A0，A1，A2，A3]；B相机命名为CAM2，移动三次拍四组得到的待测图像分别为[B0，B1，B2，B3]。结合图4和图5，经过仿射变换矩阵得到的待测子图像分别为[A0’，A1’，A2’，A3’，B0’，B1’，B2’，B3’]，将上述八张待测子图像拼接形成目标图像。
八个待测图像通过仿射变换矩阵得到相应的待测子图像的过程如下，其中，r1和r2指的是行像素信息，r1指的是行像素开始位置，r2指的是行像素结束位置；c1和c2指的是列像素信息，c1指的是列像素开始位置，c2指的是列像素结束位置：
结合图3和图4，根据电视机的背板的待测面的尺寸，以及CAM1和CAM2的视野的尺寸，从A0中得到A0’的区域，A0’在A0上的区域坐标为r1＝2000，c1＝0，r2＝5472，c2＝3648，从B0中得到B0’的区域，B0’在B0上的区域坐标为r1＝0，c1＝0，r2＝5472，c2＝3648；根据步长，从A1中得到A1’的区域，A1’在A1上的区域坐标为r1＝2000，c1＝300，r2＝5472，c2＝3648，从B1中得到B1’的区域，B1’在B1上的区域坐标为r1＝0，c1＝300，r2＝5472，c2＝3648；根据步长，从A2中得到A2’的区域，A2’在A2上的区域坐标为r1＝2000，c1＝300，r2＝5472，c2＝3648，从B2中得到B2’的区域，B2’在B2上的区域坐标为r1＝0，c1＝300，r2＝5472，c2＝3648；根据步长，从A3中得到A3’的区域，A3’在A3上的区域坐标为r1＝2000，c1＝300，r2＝5472，c2＝3648，从B3中得到B3’的区域，B3’在B3上的区域坐标为r1＝0，c1＝300，r2＝5472，c2＝3648。
在一种可选的实施例中，驱动机构驱动A相机从左至右的方向，并驱动B相机从右至左的方向移动，在A相机和B相机交叉相遇后继续沿各自移动的方向移动；或，驱动机构驱动A相机、B相机和相机C移动，其中，A相机和B相机沿水平方向移动，二相机C沿从上至下的方向移动。本发明由于相机的数量和移动轨迹可以根据实际情况作出相应的调整，本实施例不做过多赘述。
第三方面，本实施例提供一种产品缺陷检测方法，包括：上述任一项所述的图像拼接方法。
所述产品缺陷检测方法还包括：根据所述目标图像，判断所述目标待测面是否存在缺陷。
第四方面，结合图6，本实施例提供一种图像拼接系统，所述图像拼接系统600包括：
第一确定模601，被配置为根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标。
驱动模块602，被配置为驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
第二确定模块603，被配置为根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域。
去除模块604，被配置为在所述至少两张检测图像中，去除n个相同的重叠区域中的n-1个重叠区域，以得到至少两张检测子图像，其中，n为大于1的整数。
拼接模块605，被配置为根据所述至少两处采样坐标，以及所述至少两张检测子图像与所述至少两张检测图像的对应关系，拼接所述至少两张检测子图像，得到目标图像。
在一种可选的实施例中，所述相机的数量至少为两个。
所述重叠区域包括：移动重叠区域；或所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域。
所述安装重叠区域为由不同相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域。
所述移动重叠区域为由同一相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域。
所述第二确定模块603包括：
第一确定子模块，被配置为根据相邻的两个相机的视野尺寸信息，以及所述相邻的两个相机所对应的采样坐标，确定待测图像的安装重叠区域。
第二确定子模块，被配置为根据同一相机的视野尺寸信息，以及所述同一相机所对应的两处相邻的采样坐标，确定待测图像的移动重叠区域。
在一种可选的实施例中，所述第一确定模块601包括：
第三确定子模块，被配置为根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定相机沿第一方向移动的步长。
第四确定子模块，被配置为根据所述步长，确定所述相机的至少两处采样坐标。
所述驱动模块，进一步被配置为根据所述步长驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
第四方面，本实施例提供一种产品缺陷检测系统，包括：如上任一项所述的图像拼接系统。
所述产品缺陷检测系统还包括：判断模块，被配置为根据所述目标图像，判断所述目标待测面是否存在缺陷。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种图像拼接方法，其特征在于，包括：
根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标；
驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像；
根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域；所述重叠区域包括：移动重叠区域，或所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域；所述安装重叠区域为由不同相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域；所述移动重叠区域为由同一相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域；所述根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域，包括：根据相邻的两个相机的视野尺寸信息，以及所述相邻的两个相机所对应的采样坐标，确定待测图像的安装重叠区域；根据同一相机的视野尺寸信息，以及所述同一相机所对应的两处相邻的采样坐标，确定待测图像的移动重叠区域；
在所述至少两张检测图像中，去除n个相同的重叠区域中的n-1个重叠区域，以得到至少两张检测子图像，其中，n为大于1的整数；
根据所述至少两处采样坐标，以及所述至少两张检测子图像与所述至少两张检测图像的对应关系，拼接所述至少两张检测子图像，得到目标图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标，包括：
根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定相机沿第一方向移动的步长；
根据所述步长，确定所述相机的至少两处采样坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像，包括：
根据所述步长驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
4.一种产品缺陷检测方法，其特征在于，包括：如权利要求1至3任一项所述的图像拼接方法；
所述产品缺陷检测方法还包括：根据所述目标图像，判断所述目标待测面是否存在缺陷。
5.一种图像拼接系统，其特征在于，包括：
第一确定模块，被配置为根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定所述相机的至少两处采样坐标；
驱动模块，被配置为驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像；
第二确定模块，被配置为根据所述视野尺寸信息和所述至少两处采样坐标，确定每张检测图像与相邻的检测图像的重叠区域；所述重叠区域包括：移动重叠区域，或所述重叠区域包括：安装重叠区域和移动重叠区域；所述安装重叠区域为由不同相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域；所述移动重叠区域为由同一相机拍照得到的，且相邻的待测图像上相互重叠的区域；所述第二确定模块包括：第一确定子模块，被配置为根据相邻的两个相机的视野尺寸信息，以及所述相邻的两个相机所对应的采样坐标，确定待测图像的安装重叠区域；第二确定子模块，被配置为根据同一相机的视野尺寸信息，以及所述同一相机所对应的两处相邻的采样坐标，确定待测图像的移动重叠区域；
去除模块，被配置为在所述至少两张检测图像中，去除n个相同的重叠区域中的n-1个重叠区域，以得到至少两张检测子图像，其中，n为大于1的整数；
拼接模块，被配置为根据所述至少两处采样坐标，以及所述至少两张检测子图像与所述至少两张检测图像的对应关系，拼接所述至少两张检测子图像，得到目标图像。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相机的数量至少为两个。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一确定模块包括：
第三确定子模块，被配置为根据相机对目标待测面进行拍摄的视野尺寸信息，以及目标待测面的尺寸信息，确定相机沿第一方向移动的步长；
第四确定子模块，被配置为根据所述步长，确定所述相机的至少两处采样坐标；
所述驱动模块，进一步被配置为根据所述步长驱动所述相机移动至所述至少两处采样坐标的位置处，分别对目标待测面进行拍照，得到至少两张检测图像。
8.一种产品缺陷检测系统，其特征在于，包括：如权利要求5至7任一项所述的图像拼接系统；
所述产品缺陷检测系统还包括：判断模块，被配置为根据所述目标图像，判断所述目标待测面是否存在缺陷。
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