CN115204333A - 基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法，涉及视觉标记识别技术领域。该基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法，将图像识别技术应用于废钢打包块，可以解决长久以来未解决的废钢打包块的溯源问题；同时利用网格划分以及颜色特征识别的方式，可以大大缩减算法的复杂程度，利于量产应用。
Description
技术领域
本发明涉及视觉标记识别技术领域，具体为基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法。
背景技术
废钢打包块是废钢行业中最常见的产品，但在废钢打包块的交易中经常会因为各个废钢打包块供货商的产品基本一致，因此难以对废钢打包块进行溯源。废钢打包块的溯源问题成了本行业一直以来没有解决的技术问题。
虽然现有技术中有较为成熟的视觉识别的方式，但一直没有在废钢打包块领域的应用。
于是，本申请人基于对废钢打包块的了解，以及废钢行业的多年经验，组织发明人团队利用废钢打包块表面图案的唯一性对废钢打包块进行标记与识别。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法，解决了以下技术问题：
1、废钢行业中废钢打包块由于产品近似因此难以溯源；
2、废钢打包块的表面图案虽然是唯一的，但现有的人工智能视觉识别技术算法复杂，程序过于庞大，而废钢打包块产品的量是相对较大的，因此采用高精度的算法不易于应用；
3、废钢在运输过程中表面容易磨损，因此直接喷涂或粘贴二维码容易导致二维码磨损后无法识别。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于二维码的金属打包块标记系统，用于金属打包块的特征标记；
所述标记系统包括图像采集模块、图像特征提取模块、二维码模块，所述图像采集模块与图像特征提取模块连接，所述图像特征提取模块与二维码模块连接；
所述图像采集模块用于记录金属打包块的表面图像；
所述图像特征提取模块用于将金属打包块的表面图像进行特征提取；
所述二维码模块用于将金属打包块的表面图像的特征记录于二维码；
所述二维码模块用于将二维码标记在金属打包块的表面；
当识别金属打包块表面标记的二维码时能够获得金属打包块的表面图像的特征。
优选的，所述二维码模块包括喷涂机，所述喷涂机用于将二维码喷涂在金属打包块的表面。
优选的，所述二维码模块包括二维码贴纸，所述二维码模块将金属打包块的表面图像的特征记录于二维码贴纸。
优选的，包括金属打包块，所述金属打包块上设置有用于二维码标记的凹槽。
一种基于二维码的金属打包块识别系统，用于金属打包块的二维码识别，包括一种基于二维码的金属打包块标记系统、识别系统和服务器，所述图像特征提取模块与服务器连接；
所述服务器用于接收并保存图像特征提取模块提取的金属打包块的表面图像的特征；
所述识别系统包括第二图像采集模块和特征对比模块，所述第二图像采集模块与特征对比模块连接；
所述第二图像采集模块用于将采集金属打包块上标记的二维码进行识别并获得二维码内所包含的金属打包块的表面图像的特征；
所述特征对比模块用于将第二图像采集模块获得的金属打包块的表面图像的特征与服务器内保存的金属打包块的表面图像的特征进行对比，判断第二图像采集模块获得的金属打包块的表面图像的特征是否存在于服务器内。
一种基于二维码的金属打包块的特征提取方法，用于金属打包块的特征提取与标记，包括一种基于二维码的金属打包块标记系统和如下步骤：
步骤一：将金属打包块的表面图像进行网格划分；
步骤二：记录网格点的位置与网格点的颜色特征信息；
步骤三：将网格点的位置与网格点的颜色特征信息记录于二维码。
优选的，所述颜色特征信息至少为灰度值、RGB值、CMYK值中的一种。
(三)有益效果
本发明提供了基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法。具备以下有益效果：
(1)、该基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法，将图像识别技术应用于废钢打包块，可以解决长久以来未解决的废钢打包块的溯源问题。
(2)、该基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法利用网格划分以及颜色特征识别的方式，可以大大缩减算法的复杂程度，利于量产应用。
附图说明
图1为本发明标记系统示意图；
图2为本发明识别系统示意图；
图3为本发明中采用的带有凹槽的金属打包块结构示意图；
图4为本发明流程图；
图5为废钢照片与网格示意图(灰度)；
图6为废钢照片与网格示意图(8位RGB)；
图7为废钢照片与网格示意图(CMYK)。
具体实施方式
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。
实施例1：实现本发明标记功能的最基本单元
一种基于二维码的金属打包块标记系统，用于金属打包块的特征标记，
所述标记系统包括图像采集模块、图像特征提取模块、二维码模块，所述图像采集模块与图像特征提取模块连接，所述图像特征提取模块与二维码模块连接；
所述图像采集模块用于记录金属打包块的表面图像；
所述图像特征提取模块用于将金属打包块的表面图像进行特征提取；
所述二维码模块用于将金属打包块的表面图像的特征记录于二维码；
所述二维码模块用于将二维码标记在金属打包块的表面；
当识别金属打包块表面标记的二维码时能够获得金属打包块的表面图像的特征。
其中：
特征提取为现有技术的图像特征提取方法，在本实施例中只是将现有技术的图像特征识别应用于金属打包块，从而解决金属打包块的溯源问题，具体算法不是本实施例要解决的技术问题，因此不再赘述。
为了提高识别精度，可以对金属打包块的多个面进行表面图像的特征提起，当然二维码也可以在金属打包块的多个面上设置。
实施例2：二维码喷涂方式
与实施例1的区别在于：所述二维码模块包括喷涂机，所述喷涂机用于将二维码喷涂在金属打包块的表面。
实施例3：二维码粘贴方式
与实施例2的区别在于：所述二维码模块包括二维码贴纸，所述二维码模块将金属打包块的表面图像的特征记录于二维码贴纸。
在实施例2和实施例3中的二维码可以是提前预设好的二维码，也可以是另外生成的二维码。
实施例4：为了防止二维码被磨损
与实施例1的区别在于：包括金属打包块，所述金属打包块上设置有用于二维码标记的凹槽。
金属打包块上存在凹槽的结构并非现有技术，但本领域技术人员可以根据本发明的需要而选择金属打包块上凹槽的加工方式。
二维码可以喷涂在凹槽内，如选择二维码贴纸则可以把二维码贴纸贴在凹槽内。
实施例5：本发明识别功能的最基本单元
一种基于二维码的金属打包块识别系统，用于金属打包块的特征识别，包括实施例1～4中任意一个实施例中任意一个实施例的一种基于二维码的金属打包块标记系统、识别系统和服务器，所述图像特征提取模块与服务器连接；
所述服务器用于接收并保存图像特征提取模块提取的金属打包块的表面图像的特征；
所述识别系统包括第二图像采集模块和特征对比模块，所述第二图像采集模块与特征对比模块连接；
所述第二图像采集模块用于将采集金属打包块上标记的二维码进行识别并获得二维码内所包含的金属打包块的表面图像的特征；
所述特征对比模块将第二图像采集模块获得的金属打包块的表面图像的特征与服务器内保存的金属打包块的表面图像的特征进行对比，判断第二图像采集模块获得的金属打包块的表面图像的特征是否存在于服务器内。
实施例6：特征提取方法
一种基于二维码的金属打包块的特征提取方法，用于金属打包块的特征标记，包括一种基于二维码的金属打包块标记系统和如下步骤：
步骤一：将金属打包块的表面图像进行网格划分；
步骤二：记录网格点的位置与网格点的颜色特征信息；
步骤三：将网格点的位置与网格点的颜色特征信息记录于二维码。
其中：
网格划分方法可以采用直角坐标网格，也可以采用极坐标网格或斜坐标网格，但注意在后续的识别过程中可以采用相同的坐标网格进行对应识别，也可以将不同的坐标类型进行转化为相同的坐标后再进行识别。
照相机拍摄时可以将金属打包块放在绿幕或百幕上进行拍摄，然后将金属打包块从拍摄图像中抠出再进行网格划分。将金属打包块的图像从拍摄图像中抠出为成熟的现有技术，也可以人工利用照片软件将金属打包块的图像抠出(俗称抠图)。
实施例6.1～实施例6.3中均采用直角坐标网格，为了方便描述以下实施例仅以第一网格点和第二网格点作为特征信息来描述，RGB为八位RGB。
在实际使用过程中可以考虑金属打包块的数量而变化网格点的密度，或颜色识别的精度，如果金属打包块的数量巨大，则建议提高网格点的密度或颜色识别的精度以便对更多的金属打包块进行特征识别与记录。相反在金属打包块数量较少的情况下，可以降低网格点的密度或颜色识别的精度。
每个供货商在生产完金属打包块后需要利用标记系统对金属打包块的某个面进行识别并贴上二维码以方便后续的溯源识别。
实施例6.1：灰度特征提取
如图5，二维码中的信息包括第一网格点的位置为(1，1)，灰度为62％，第二网格点的位置为(2，1)，灰度为32％，上述二维码的信息也同步保存在服务器中。
在后续识别过程中可以读取二维码的信息，将二维码的信息与服务器中的信息进行对比寻找，当找到信息相同的信息条时则可以确定该金属打包块属于哪家供货商。
在灰度特征提取前可以将拍摄的金属打包块照片先转换为黑白照片后再进行灰度提取。
实施例6.2：RGB特征提取
与实施例6.1的区别在于：如图6，第一网格点的颜色信息为R:117,G:100,B:93；第二网格点的颜色信息为R:160,G:150,B:148。
实施例6.3：CMYK特征提取
与实施例6.1的区别在于：如图7，第一网格点的颜色信息为C:54％,M:52％,Y:56％,K:57％；第二网格点的颜色信息为C:47％,M:37％,Y:55％,K:16％。
从实施例6.1～实施例6.3可以看出，在选用不同提取模式时，二维码的信息量会发生变化，特征值也会对应变化，比如再选择CMYK特征提取时，特征值要比RGB和灰度要高，因此CMYK特征提取与后续识别的精度会高于RGB和灰度。
综上所述，该基于二维码的金属打包块标记、识别系统及特征提取方法，将图像识别技术应用于废钢打包块，可以解决长久以来未解决的废钢打包块的溯源问题；同时利用网格划分以及颜色特征识别的方式，可以大大缩减算法的复杂程度，利于量产应用。
需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (7)
1.一种基于二维码的金属打包块标记系统，用于金属打包块的特征标记，其特征在于：
所述标记系统包括图像采集模块、图像特征提取模块、二维码模块，所述图像采集模块与图像特征提取模块连接，所述图像特征提取模块与二维码模块连接；
所述图像采集模块用于记录金属打包块的表面图像；
所述图像特征提取模块用于将金属打包块的表面图像进行特征提取；
所述二维码模块用于将金属打包块的表面图像的特征记录于二维码；
所述二维码模块用于将二维码标记在金属打包块的表面；
当识别金属打包块表面标记的二维码时能够获得金属打包块的表面图像的特征。
2.根据权利要求1所述的一种基于二维码的金属打包块标记系统，其特征在于：所述二维码模块包括喷涂机，所述喷涂机用于将二维码喷涂在金属打包块的表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于二维码的金属打包块标记系统，其特征在于：所述二维码模块包括二维码贴纸，所述二维码模块将金属打包块的表面图像的特征记录于二维码贴纸。
4.根据权利要求1所述的一种基于二维码的金属打包块标记系统，其特征在于：包括金属打包块，所述金属打包块上设置有用于二维码标记的凹槽。
5.一种基于二维码的金属打包块识别系统，用于金属打包块的特征识别，其特征在于：包括权利要求1～4中任意一项权利要求所述的一种基于二维码的金属打包块标记系统、识别系统和服务器，所述图像特征提取模块与服务器连接；
所述服务器用于接收并保存图像特征提取模块提取的金属打包块的表面图像的特征；
所述识别系统包括第二图像采集模块和特征对比模块，所述第二图像采集模块与特征对比模块连接；
所述第二图像采集模块用于将采集金属打包块上标记的二维码进行识别并获得二维码内所包含的金属打包块的表面图像的特征；
所述特征对比模块将第二图像采集模块获得的金属打包块的表面图像的特征与服务器内保存的金属打包块的表面图像的特征进行对比，判断第二图像采集模块获得的金属打包块的表面图像的特征是否存在于服务器内。
6.一种基于二维码的金属打包块的特征提取方法，用于金属打包块的特征提取与标记，其特征在于：包括权利要求1所述的一种基于二维码的金属打包块标记系统和如下步骤：
步骤一：将金属打包块的表面图像进行网格划分；
步骤二：记录网格点的位置与网格点的颜色特征信息；
步骤三：将网格点的位置与网格点的颜色特征信息记录于二维码。
7.根据权利要求6所述的一种基于二维码的金属打包块的特征提取方法，其特征在于：所述颜色特征信息至少为灰度值、RGB值、CMYK值中的一种。
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