CN113432531A - 一种瓶胚尺寸测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种瓶胚尺寸测量方法，包括以下步骤，S1：读取瓶胚图像并对瓶胚图像进行图像预处理；S2：以预处理过后的图像的中线为基准把图像划分为左右两个区域；S3：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰值，根据波峰值最大的四个位置，对应瓶胚左右各区域的支撑环、锁环和螺纹的位置；S4：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰上沿位置和瓶口位置；S5：根据左边区域图像和右边区域图像对应位置的坐标，计算对应位置坐标的距离即可得到瓶胚尺寸参数的检测值。该方案可以使瓶胚检测系统在保证测量精度的前提下，大大减少测量时间，简化测量流程，满足线下质检和抽检需求。
Description
技术领域
本发明涉及测量测绘技术领域，更具体地，涉及一种瓶胚尺寸测量方法。
背景技术
PET塑料(Polyethylene terephthalate)，中文名称为：聚对苯二甲酸乙二醇酯，具有强度高、卫生安全性高、透明性好、质量轻、不易破损、易生产加工等优点，是目前最主要的饮料、食用油包装方案。PET瓶的生产是由PET注塑生产企业将干燥的PET树脂颗粒加热至粘流态温度后，通过注塑机的注射喷嘴注射到模具型腔中形成PET瓶胚，PET吹塑生产企业则将PET瓶胚重新加热到非晶体态温度后，采用双向拉伸吹塑成型工艺最终产出PET瓶。PET瓶胚作为PET瓶的半成品，瓶胚口尺寸偏差直接影响到瓶口与瓶盖之间的配合，进而影响产品的密封质量。对瓶胚尺寸偏差进行检测，是PET瓶生产的一个重要环节，涉及到注塑磨具生产企业和PET注塑生产企业对瓶胚模具的质量验证，以及PET吹塑生产企业对PET注塑生产企业供应的PET瓶胚进行供货质检。传统的人工检测需要使用三坐标测量仪。三坐标测量仪测量精度高且测量项目多，设备标准化无需太多改动即可测量所有瓶胚种类，能够为模具工业提供质量保证。山东明佳科技有限公司提供了一种在线的星轮瓶胚检测机，可检测瓶胚口密封面、椭圆度、胚身污物、拉丝、起泡、注胚点过长等项目，测量速度可以达到很快，并且能够和注塑设备直接连接，可以实现其他视觉检测功能。对于基于机器视觉算法的PET瓶胚尺寸检测系统，国外已有公司实现提供离线的瓶胚尺寸测量系统，但价格昂贵且技术支持不及时。
现有的瓶胚尺寸测量技术主要有基于人工测量的三坐标测量仪和能够与生产设备连线的在线检测设备。三坐标测量仪精度高，测量项目多，但体积庞大、无法移动、安装复杂、技术工人需要具备相应的机器操作技术，无法满足日渐增长的线下质检和抽检需求。大批量的产品检测往往需要技术工人进行大量的高重复工作，存在检测速度慢、工序繁琐、劳动强度大等缺陷。在线检测设备检测速度可以达到很快，并且能够和注塑设备直接连接，可以实现其他视觉检测功能，但价格普遍较贵，占地面积大，很多设备测量尺寸的精度远不如三坐标测量仪，维护比较复杂，一些关键尺寸难以测量。现有的瓶胚尺寸检测系统大多是国外的产品，存在价格昂贵且技术支持不及时、测量精度不高、测量时间过长等缺陷。专利号为CN112504108A的中国发明专利于2021年3月6日公开了一种基于LVDT位移传感器的高精度全型号塑料瓶瓶口尺寸测量装置及方法，该方案是通过对塑料瓶标称尺寸的输入，即可实现对不同型号，不同尺寸塑料瓶的尺寸测量。但该方案的测量装置操作复杂，不便捷。鉴于此，我们提出一种高精度且方便操作的瓶胚尺寸测量方法。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的测量精度不高、技术支持不及时、测量时间过长等缺陷，提供一种高精度且方便操作的瓶胚尺寸测量方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种瓶胚尺寸测量方法，包括以下步骤：
S1：读取瓶胚图像并对瓶胚图像进行图像预处理；
S2：以预处理过后的图像的中线为基准把图像划分为左右两个区域；
S3：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰值，根据波峰值最大的四个位置，对应瓶胚左右各区域的支撑环、锁环和螺纹的位置；
S4：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰上沿位置和瓶口位置；
S5：根据左边区域图像和右边区域图像对应位置的坐标，计算对应位置坐标的距离即可得到瓶胚尺寸参数的检测值。
上述方案中，该方案可以为瓶胚检测系统实现经济快速、小巧便捷、测量精度高、维护成本低、操作简易、提供算法支持等优点，能够准确快速的检测瓶胚的尺寸参数，如支撑环外径、锁环外径、螺纹外径、瓶口高度等，使得瓶胚检测系统能保证不牺牲测量精度的前提下，大大减少测量时间，简化测量流程，满足日渐增长得线下质检和抽检需求。
优选地，所述S1包括以下步骤：
S11：对所读取的原图进行灰度变换；
S12：对完成灰度变换处理后的图像进行图像剪裁；
S13：对剪裁过后的图像进行大津法二值化；
S14：对完成大津法二值化处理后的图像进行小面积区域去除处理。
上述方案中，对所读取的原图进行灰度变换可以改善画质，使图像的显示效果更加清晰；然后对进行过灰度变换处理的图像进行去除由光照引起的黑边的处理，可防止黑边对检测结果产生影响；再对剪裁后的图像进行大津法二值化处理，大津法二值化可以把灰度图像转换成二值图像，方便后续对图像的处理；最后对完成大津法二值化处理后的图像进行小面积区域去除处理，可以去掉图像中的干扰区域，保留瓶胚真正的图像。上述一系列的图像预处理可以规范化瓶胚图像，使测量出来的尺寸参数更准确。
优选地，在所述S11中，所述灰度变换的具体步骤为：对所读取的原图进行通道数判断，如果瓶胚图像的通道数为R、G、B三通道，则对瓶胚图像进行灰度变换；如果瓶胚图像的通道数为单通道，则保持原状。
上述方案中，对所读取的原图进行灰度变换可以改善画质，使图像的显示效果更加清晰。灰度图像的计算公式为：
img_gray＝0.299×R+0.587×G+0.114×B
其中，img_gray表示灰度变换后的灰度图像，R表示红色通道，G表示绿色通道，B表示蓝色通道。
优选地，所述S12中，所述图像剪裁具体步骤为：手工测量瓶胚到黑边的距离，把瓶胚图像的两边往中间收缩120像素，底部往上收缩480像素。
上述方案中，光照会引起图像产生黑边，对检测结果会产生影响，因此需要对图像进行图像剪裁。由于瓶胚图像黑边区域的位置相对固定，因此手工测量瓶胚到黑边的距离，把瓶胚图像的两边往中间收缩120像素，底部往上收缩480像素，即可得到剪裁后的图像。
优选地，所述S13中，所述大津法二值化具体步骤为：对于图像I(x,y)，前景和背景的分割阈值记作T，属于前景的像素点数占整幅图像的比例记为ω0，其平均灰度记为μ0；背景像素点数占整幅图像的比例为ω1，其平均灰度为μ1，图像的总平均灰度记为μ，类间方差记为g。图像大小为M×N，图像中的灰度值小于阈值T的像素个数记为N0，像素灰度大于阈值T的像素个数记为N1。则有：
N0+N1＝M×N
ω0+ω1＝1
μ＝ω0×μ0+ω1×μ1
g＝ω0×(μ0-μ)2+ω1×(μ1-μ)2
因此，类间方差为：
g＝ω0×ω1(μ0-μ1)2
采用遍历的方法得到使类间方差g最大的阈值T，根据阈值T把图像中像素值小于T的像素点设置为0，像素值大于T的像素点设置为1，完成二值化处理。
上述方案中，大津法二值化可以把灰度图像转换成二值图像，方便后续对图像的处理，因此采用遍历的方法得到使类间方差g最大的阈值T，根据阈值T把图像中像素值小于T的像素点设置为0，像素值大于T的像素点设置为1，完成二值化处理。
优选地，所述S14中，所述小面积区域去除处理具体步骤为：使用贴标签算法去除小面积区域干扰区域，保留瓶胚区域。
上述方案中，贴标签算法的具体步骤为：根据图像的连通域区分不相连的区域并标上记号，计算每个连通域的面积并从大到小排序，保留最大的连通域，删除其他小面积的连通域，即可保留瓶胚对象。
优选地，所述步骤S1还包括步骤S15：对完成小面积区域去除后的图像进行倾斜校正。
上述方案中，瓶胚尺寸参数检测之前需要对瓶胚进行倾斜校正，因为瓶胚在放置的过程中会出现倾斜的情况。
优选地，所述S3的具体步骤为：基于左边区域图像，统计每一行黑色像素的个数；根据每一行黑色像素的数量求出若干波峰位置，并画出波峰图，其中波峰值最大的四个位置即为该瓶胚左边区域图像的支撑环、锁环和螺纹的位置；对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像支撑环、锁环和螺纹的位置。
上述方案中，基于左边区域图像，黑色像素为瓶胚区域，白色像素为背景，因为支撑环、锁环、螺纹的顶点位置的黑色像素个数是最多的；再根据黑色像素数量的分布，求出最大的四个波峰值及其对应位置，并画出波峰图。再对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像支撑环、锁环和螺纹的位置。
优选地，所述S4具体步骤为：计算左边区域图像的一阶导数，与左边区域图像的波峰图像相对应，取一阶导数图的前两个极大值点作为左边区域图像的波峰上沿；从一阶导数图的右边往左边找到第一个一阶导数最小值点，该点左侧第一个一阶导数接近0的位置为左边区域图像的瓶口位置；对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像的波峰上沿位置和瓶口位置。
上述方案中，通过观察左边区域图像发现图像存在黑色像素数量从下往上逐渐递增的情况，因此，计算左边区域图像黑色像素的一阶导数，从一阶导数图的左边往右边找到前两个波峰，以黑色像素变化率最大的地方作为波峰上沿；瓶口位置附近存在黑色像素数量逐渐递减的情况，从一阶导数图的右边往左边找到第一个一阶导数最小值，以该点为起始点，往图像顶部搜索一阶导数接近0的位置，该位置为瓶口位置。再对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像的波峰上沿位置和瓶口位置。
优选地，所述S5的具体步骤为：让左边区域图像和右边区域图像各对应波峰位置相减并取绝对值，得出的结果为该瓶胚的支撑环外径、锁环外径、螺纹外径；求出左边区域图像和右边区域图像分别计算得到的瓶口位置之间的距离，为该瓶胚的瓶口外径；根据右边区域图像的波峰上沿位置、瓶口位置和锁环位置得出该瓶胚的瓶口高度和锁环高度。
上述方案中，分别从图像的顶部往底部找到左右两边区域图像的四个最大的波峰位置，左右两边区域图像对应的第一个波峰位置之间的距离为支撑环外径；左右两边区域图像对应的第二个波峰位置之间的距离为锁环外径；左边区域图像第四个波峰位置与右边区域图像第三个波峰位置之间的水平距离为螺纹外径；根据步骤S4中的一阶导数图，从图像的右边往左边找到第一个一阶导数最小值点，以该点为起始点，往图像顶部搜索一阶导数接近0的位置，该位置为瓶口位置，左右两边区域图像的瓶口位置之间的距离为该瓶胚的瓶口外径；从一阶导数图的左边往右边找到第一个波峰上沿位置，再找到该位置左边的第一个一阶导数为0的点，该点与一阶导数最小值点之间的距离记为h1，瓶口位置与支撑环位置之间的垂直距离记为h2，h1与h2的平均值记为瓶口高度h12；一阶导数最小值点与第二个波峰上沿位置之间的距离记为h3，瓶口位置与锁环位置之间的垂直距离记为h4，h3与h4的平均值记为锁环高度h34，右边瓶坯区域的瓶口高度和锁环高度同理可得，再求出左右两边区域图像各对应高度的平均值即为该瓶胚的瓶口高度和锁环高度；若该瓶胚已经经过倾斜校正处理，则可以直接把左边区域图像或者右边区域图像的瓶口高度和锁环高度当作该瓶胚的瓶口高度和锁环高度。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供一种瓶胚尺寸测量方法，该方法可以使瓶胚检测系统能保证不牺牲测量精度的前提下，大大减少测量时间，简化测量流程，满足日渐增长得线下质检和抽检需求。
附图说明
图1为算法关键思路图；
图2为瓶胚图像预处理流程图；
图3为瓶胚左边区域图像的波峰图；
图4为瓶胚左边区域图像的一阶导数图；
图5为瓶胚右边区域图像的波峰图；
图6为瓶胚右边区域图像的一阶导数图；
图7为分割瓶胚图像示意图；
图8为分割瓶胚图像后示意图；图8(a)为左边瓶胚区域，图8(b)为右边瓶胚区域；
图9为瓶胚参数的关键点位置图；
图10为算法流程图；
图11为图像裁剪前后示意图；
图12为去除小面积区域前后示意图；
图13为倾斜校正示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种瓶胚尺寸测量方法，包括以下步骤，如图1所示：
S1：读取瓶胚图像并对瓶胚图像进行图像预处理；
S2：以预处理过后的图像的中线为基准把图像划分为左右两个区域；
S3：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰值，根据波峰值最大的四个位置，对应瓶胚左右各区域的支撑环、锁环和螺纹的位置；
S4：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰上沿位置和瓶口位置；
S5：根据左边区域图像和右边区域图像对应位置的坐标，计算对应位置坐标的距离即可得到瓶胚尺寸参数的检测值。
在具体实施过程中，该方案可以为瓶胚检测系统实现经济快速、小巧便捷、测量精度高、维护成本低、操作简易、提供算法支持等优点，能够准确快速的检测瓶胚的尺寸参数，如支撑环外径、锁环外径、螺纹外径、瓶口高度等，使得瓶胚检测系统能保证不牺牲测量精度的前提下，大大减少测量时间，简化测量流程，满足日渐增长得线下质检和抽检需求。
实施例2
所述S1包括以下步骤，如图2所示：
S11：对所读取的原图进行灰度变换；
S12：对完成灰度变换处理后的图像进行图像剪裁；
S13：对剪裁过后的图像进行大津法二值化；
S14：对完成大津法二值化处理后的图像进行小面积区域去除处理。
在具体实施过程中，对所读取的原图进行灰度变换可以改善画质，使图像的显示效果更加清晰；然后对进行过灰度变换处理的图像进行去除由光照引起的黑边的处理，可防止黑边对检测结果产生影响；再对剪裁后的图像进行大津法二值化处理，大津法二值化可以把灰度图像转换成二值图像，方便后续对图像的处理；最后对完成大津法二值化处理后的图像进行小面积区域去除处理，可以去掉图像中的干扰区域，保留瓶胚真正的图像。上述一系列的图像预处理可以规范化瓶胚图像，使测量出来的尺寸参数更准确。
所述S11中，所述灰度变换的具体步骤为：对所读取的原图进行通道数判断，如果瓶胚图像的通道数为R、G、B三通道，则对瓶胚图像进行灰度变换；如果瓶胚图像的通道数为单通道，则保持原状。
在具体实施过程中，对所读取的原图进行灰度变换可以改善画质，使图像的显示效果更加清晰。灰度图像的计算公式为：
img_gray＝0.299×R+0.587×G+0.114×B
其中，img_gray表示灰度变换后的灰度图像，R表示红色通道，G表示绿色通道，B表示蓝色通道。
所述S12中，所述图像剪裁具体步骤为：手工测量瓶胚到黑边的距离，把瓶胚图像的两边往中间收缩120像素，底部往上收缩480像素。
在具体实施过程中，光照会引起图像产生黑边，对检测结果会产生影响，因此需要对图像进行图像剪裁，如图11所示。由于瓶胚图像黑边区域的位置相对固定，因此手工测量瓶胚到黑边的距离，把瓶胚图像的两边往中间收缩120像素，底部往上收缩480像素，即可得到剪裁后的图像。
所述S13中，所述大津法二值化具体步骤为：对于图像I(x,y)，前景和背景的分割阈值记作T，属于前景的像素点数占整幅图像的比例记为ω0，其平均灰度记为μ0；背景像素点数占整幅图像的比例为ω1，其平均灰度为μ1，图像的总平均灰度记为μ，类间方差记为g。图像大小为M×N，图像中的灰度值小于阈值T的像素个数记为N0，像素灰度大于阈值T的像素个数记为N1。则有：
N0+N1＝M×N
ω0+ω1＝1
μ＝ω0×μ0+ω1×μ1
g＝ω0×(μ0-μ)2+ω1×(μ1-μ)2
因此，类间方差为：
g＝ω0×ω1(μ0-μ1)2
采用遍历的方法得到使类间方差g最大的阈值T，根据阈值T把图像中像素值小于T的像素点设置为0，像素值大于T的像素点设置为1，完成二值化处理。
在具体实施过程中，大津法二值化可以把灰度图像转换成二值图像，方便后续对图像的处理，因此采用遍历的方法得到使类间方差g最大的阈值T，根据阈值T把图像中像素值小于T的像素点设置为0，像素值大于T的像素点设置为1，完成二值化处理。
所述S14中，所述小面积区域去除处理具体步骤为：使用贴标签算法去除小面积区域干扰区域，保留瓶胚区域。
在具体实施过程中，贴标签算法的具体步骤为：根据图像的连通域区分不相连的区域并标上记号，计算每个连通域的面积并从大到小排序，保留最大的连通域，删除其他小面积的连通域，即可保留瓶胚对象，如图12所示。
所述步骤S1还包括步骤S15：对完成小面积区域去除后的图像进行倾斜校正。
在具体实施过程中，瓶胚尺寸参数检测之前需要对瓶胚进行倾斜校正，因为瓶胚在放置的过程中会出现倾斜的情况。
在上述方案中，如图9所示，取图9中的点5作为倾斜校正的参考坐标，记左边点5的坐标为(x1,y1)，右边点5的坐标为(x2,y2)。如图13所示，假设y1<y2，以图像的垂直中线为轴，得到(x1,y1)的对称点(x1′,y1′)，有：
a＝x1′-x1
b＝y2-y1′
其中θ为倾斜角度，a为(x1,y1)和(x′1,y1′)的水平距离，b为(x2,y2)和(x′1,y1′)的垂直距离。根据计算得到的倾斜角度，即可对瓶胚对象进行倾斜校正。
所述S3的具体步骤为：基于左边区域图像，统计每一行黑色像素的个数；根据每一行黑色像素的数量求出若干波峰位置，并画出波峰图，其中波峰值最大的四个位置即为该瓶胚左边区域图像的支撑环、锁环和螺纹的位置；对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像支撑环、锁环和螺纹的位置。
在具体实施过程中，基于左边区域图像，黑色像素为瓶胚区域，白色像素为背景，因为支撑环、锁环、螺纹的顶点位置的黑色像素个数是最多的；再根据黑色像素数量的分布，求出最大的四个波峰值及其对应位置，并画出波峰图。再对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像支撑环、锁环和螺纹的位置。
在上述方案中，基于左边区域图像，如图8(a)为例，统计每一行黑色像素的个数，统计结果如图3所示，横坐标对应各位置的高度，单位为像素，在图3中，计算得到的波峰值最大的四个位置；基于右边区域图像，如图8(b)为例，统计每一行黑色像素的个数，统计结果如图5所示，横坐标对应各位置的高度，单位为像素，在图5中，计算得到的波峰值最大的四个位置。
所述S4具体步骤为：计算左边区域图像的一阶导数，与左边区域图像的波峰图像相对应，取一阶导数图的前两个极大值点作为左边区域图像的波峰上沿；从一阶导数图的右边往左边找到第一个一阶导数最小值点，该点左侧第一个一阶导数接近0的位置为左边区域图像的瓶口位置；对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像的波峰上沿位置和瓶口位置。
在具体实施过程中，通过观察左边区域图像发现图像存在黑色像素数量从下往上逐渐递增的情况，因此，计算左边区域图像黑色像素的一阶导数，如图4所示，从一阶导数图的左边往右边找到前两个波峰，以黑色像素变化率最大的地方作为波峰上沿；瓶口位置附近存在黑色像素数量逐渐递减的情况，从一阶导数图的右边往左边找到第一个一阶导数最小值，以该点为起始点，往图像顶部搜索一阶导数接近0的位置，该位置为瓶口位置。再对右边区域图像执行相同操作，如图6所示，得到该瓶胚右边区域图像的波峰上沿位置和瓶口位置。
所述S5的具体步骤为：让左边区域图像和右边区域图像各对应波峰位置相减并取绝对值，得出的结果为该瓶胚的支撑环外径、锁环外径、螺纹外径；求出左边区域图像和右边区域图像分别计算得到的瓶口位置之间的距离，为该瓶胚的瓶口外径；根据右边区域图像的波峰上沿位置、瓶口位置和锁环位置得出该瓶胚的瓶口高度和锁环高度。
在具体实施过程中，分别从图像的顶部往底部找到左右两边区域图像的四个最大的波峰位置，左右两边区域图像对应的第一个波峰位置之间的距离为支撑环外径；左右两边区域图像对应的第二个波峰位置之间的距离为锁环外径；左边区域图像第四个波峰位置与右边区域图像第三个波峰位置之间的水平距离为螺纹外径；根据步骤S4中的一阶导数图，从图像的右边往左边找到第一个一阶导数最小值点，以该点为起始点，往图像顶部搜索一阶导数接近0的位置，该位置为瓶口位置，左右两边区域图像的瓶口位置之间的距离为该瓶胚的瓶口外径；从一阶导数图的左边往右边找到第一个波峰上沿位置，再找到该位置左边的第一个一阶导数为0的点，该点与一阶导数最小值点之间的距离记为h1，瓶口位置与支撑环位置之间的垂直距离记为h2，h1与h2的平均值记为瓶口高度h12；一阶导数最小值点与第二个波峰上沿位置之间的距离记为h3，瓶口位置与锁环位置之间的垂直距离记为h4，h3与h4的平均值记为锁环高度h34，右边瓶坯区域的瓶口高度和锁环高度同理可得，再求出左右两边区域图像各对应高度的平均值即为该瓶胚的瓶口高度和锁环高度；若该瓶胚已经经过倾斜校正处理，则可以直接把左边区域图像或者右边区域图像的瓶口高度和锁环高度当作该瓶胚的瓶口高度和锁环高度。
在上述方案中，根据左边区域图像和右边区域图像计算得到的支撑环位置、锁环位置、螺纹位置和瓶口位置，如图9所示，在相应尺寸参数的关键点的位置之间相减，即可得到该尺寸参数的距离。支撑环外径为点1的距离，锁环外径为点2的距离，螺纹外径为左边点4与右边点3的水平距离，瓶口外径为点6之间的距离，瓶口高度为右边点5和点9的垂直距离与右边点6和点7的垂直距离的平均值，锁环高度为右边点5和点8的垂直距离与右边点6和点2的垂直距离的平均值。
在上述方案中，整个方法步骤如下：
如图10所示，首先经过工业相机对瓶胚成像，对瓶胚图像进行灰度变换、图像剪裁、大津法二值化、去除小面积区域、倾斜校正，再分割瓶胚图像，把图像分为左右两边，分别计算左边区域图像和右边区域图像的尺寸参数坐标，然后基于左右两边的参数位置坐标进行瓶胚尺寸参数的计算，并输出各参数的值。本发明对瓶胚尺寸参数的检测精度≤0.02mm，符合包装行业标准规范，且检测成功率不低于95％。
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：读取瓶胚图像并对瓶胚图像进行图像预处理；
S2：以预处理过后的图像的中线为基准把图像划分为左右两个区域；
S3：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰值，根据波峰值最大的四个位置，对应瓶胚左右各区域的支撑环、锁环和螺纹的位置；
S4：分别求出左边区域图像和右边区域图像的若干波峰上沿位置和瓶口位置；
S5：根据左边区域图像和右边区域图像对应位置的坐标，计算对应位置坐标的距离即可得到瓶胚尺寸参数的检测值。
2.根据权利要求1所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：
S11：对所读取的原图进行灰度变换；
S12：对完成灰度变换处理后的图像进行图像剪裁；
S13：对剪裁过后的图像进行大津法二值化；
S14：对完成大津法二值化处理后的图像进行小面积区域去除处理。
3.根据权利要求2所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，在所述S11中，所述灰度变换的具体步骤为：
对所读取的原图进行通道数判断，如果瓶胚图像的通道数为R、G、B三通道，则对瓶胚图像进行灰度变换；如果瓶胚图像的通道数为单通道，则保持原状。
4.根据权利要求2所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S12中，所述图像剪裁具体步骤为：
手工测量瓶胚到黑边的距离，把瓶胚图像的两边往中间收缩120像素，底部往上收缩480像素。
5.根据权利要求4所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S13中，所述大津法二值化具体步骤为：
对于图像I(x,y)，前景和背景的分割阈值记作T，属于前景的像素点数占整幅图像的比例记为ω0，其平均灰度记为μ0；背景像素点数占整幅图像的比例为ω1，其平均灰度为μ1，图像的总平均灰度记为μ，类间方差记为g；图像大小为M×N，图像中的灰度值小于阈值T的像素个数记为N0，像素灰度大于阈值T的像素个数记为N1；则有：
N0+N1＝M×N
ω0+ω1＝1
μ＝ω0×μ0+ω1×μ1
g＝ω0×(μ0-μ)2+ω1×(μ1-μ)2
因此，类间方差为：
g＝ω0×ω1(μ0-μ1)2
采用遍历的方法得到使类间方差g最大的阈值T，根据阈值T把图像中像素值小于T的像素点设置为0，像素值大于T的像素点设置为1，完成二值化处理。
6.根据权利要求5所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S14中，所述小面积区域去除处理具体步骤为：
使用贴标签算法去除小面积区域干扰区域，保留瓶胚区域。
7.根据权利要求6所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S1还包括步骤S15：对完成小面积区域去除处理后的图像进行倾斜校正。
8.根据权利要求7所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S3的具体步骤为：
基于左边区域图像，统计每一行黑色像素的个数；根据每一行黑色像素的数量求出若干波峰位置，并画出波峰图，其中波峰值最大的四个位置即为该瓶胚左边区域图像的支撑环、锁环和螺纹的位置；
对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像支撑环、锁环和螺纹的位置。
9.根据权利要求8所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S4具体步骤为：
计算左边区域图像的一阶导数，与左边区域图像的波峰图像相对应，取一阶导数图的前两个极大值点作为左边区域图像的波峰上沿；从一阶导数图的右边往左边找到第一个一阶导数最小值点，该点左侧第一个一阶导数接近0的位置为左边区域图像的瓶口位置；
对右边区域图像执行相同操作，得到该瓶胚右边区域图像的波峰上沿位置和瓶口位置。
10.根据权利要求9所述的一种瓶胚尺寸测量方法，其特征在于，所述S5的具体步骤为：
让左边区域图像和右边区域图像各对应波峰位置相减并取绝对值，得出的结果为该瓶胚的支撑环外径、锁环外径、螺纹外径；
求出左边区域图像和右边区域图像分别计算得到的瓶口位置之间的距离，为该瓶胚的瓶口外径；
根据右边区域图像的波峰上沿位置、瓶口位置和锁环位置得出该瓶胚的瓶口高度和锁环高度。
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