TWI595452B

TWI595452B - Combined with fuzzy control of the rolling edge of the image edge recognition method

Info

Publication number: TWI595452B
Application number: TW101134589A
Authority: TW
Inventors: yuan-liang Xu
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2017-08-11
Also published as: TW201413654A

Description

結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法

本發明係關於一種軋延件影像辨識方法，特別係關於一種結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法。

習知熱軋製程中的鋼胚及鋼帶因受到軋延溫度及軋延尺寸控制不當的影響，經常會產出偏移中心軋延或是外觀歪扭變形的產品。因此，若能即時辨識出軋延異常發生時的鋼帶邊緣及中心位置，就能利用軋延設備進行自動校正，以降低不良品的發生比例。

圖1顯示習知熱軋鋼帶外形影像擷取系統之示意圖。圖2顯示習知鋼帶邊緣偵測原理之示意圖。圖3顯示習知鋼帶邊緣偵測之關鍵參數示意圖。請參閱圖1，習知熱軋鋼帶外形影像擷取系統主要是先利用安裝於軋機(圖未繪出)上之一數位攝影機C，擷取高速行進中的鋼帶影像及背景環境影像。之後，請參閱圖2及圖3，利用鋼帶影像與背景環境影像的亮度差異(如圖2所示)及圖3所示之辨識機制，找出鋼帶的邊緣位置。

惟，上述辨識方法在遭遇環境發生變異或鋼帶本身亮度出現變化時，經常會發生無法辨識或是辨識結果漂移及不穩定的情況。

圖4A至4C顯示習知不同環境變異下所擷取之鋼帶影像。如圖4A至4C所示，當鋼帶的背景環境亮度因天候及照明設備等因素發生變化時，將加劇鋼帶邊緣辨識的困難度。

此外，在控制鋼帶完軋溫度時，不同機械性質之鋼帶易受冷卻水量及軋延速度調控的影響，以致其表面影像亮度大幅衰減，進而增加鋼帶外形辨識的困難度。

有鑑於此，有必要提供一創新且具進步性之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，以解決上述問題。

本發明提供一種結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，該方法包括以下步驟：(a)進行一取像區設置步驟，係分別在一軋延件及該軋延件之一背景上設置一第一取像區及一第二取像區；(b)擷取該第一取像區之一軋延件影像及該第二取像區之一背景影像；(c)灰階化該軋延件影像及該背景影像，並依不同灰階區間，將該灰階化軋延件影像分割成複數個第一亮度區塊及將該灰階化背景影像分割成複數個第二亮度區塊；(d)模糊化該等第一亮度區塊及該等第二亮度區塊，以分別形成複數個第一模糊聚集及複數個第二模糊聚集；(e)比對該等第一模糊聚集及該等第二模糊聚集彼此間的亮度，並依據所比對之亮度差異，找出一可辨識軋延件邊緣之最佳門檻值；以及(f)依據該最佳門檻值辨識軋延件影像邊緣。

本發明係結合模糊控制技術找出該最佳門檻值，藉由該最佳門檻值可順利辨識出軋延件影像邊緣，進而能即時判斷軋延件之偏移及歪扭狀況，並回報給軋延設備進行自動校正，藉此，可有效降低不良品的發生比例。

為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明所述目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

圖5顯示本發明結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法之流程圖。圖6顯示本發明結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法之步驟示意圖。請配合參閱圖5之步驟S51及圖6，進行一取像區設置步驟，係分別在一軋延件10及該軋延件10之一背景20上設置一第一取像區31及一第二取像區32。在本實施例中，該軋延件10係位於一軋機(圖未繪出)上，且該軋延件10係可選自如下的一種：鋼胚、鋼帶、熱軋鋼板、冷軋鋼板及其它金屬材料。此外，為提高影像邊緣辨識效果，較佳地，該第二取像區32之尺寸係與該第一取像區31之尺寸相同。

請配合參閱圖5之步驟S52及圖6，擷取該第一取像區31之一軋延件影像及該第二取像區32之一背景影像。在本實施例中，該軋延件影像及該背景影像係透過至少一數位攝影機(圖未繪出)擷取。此外，由於該第二取像區32之尺寸係與該第一取像區31之尺寸相同，因此，所擷取之該背景影像之尺寸亦會與該軋延件影像之尺寸相同。

請配合參閱圖5之步驟S53及圖6，灰階化該軋延件影像及該背景影像，並依不同灰階區間，將該灰階化軋延件影像分割成複數個第一亮度區塊41~45及將該灰階化背景影像分割成複數個第二亮度區塊51~55。在本實施例中，該等第一亮度區塊41~45係包括暗、灰暗、灰、灰亮及亮等區塊。同樣地，該等第二亮度區塊51~55亦包括暗、灰暗、灰、灰亮及亮等區塊。

請配合參閱圖5之步驟S54及圖6，模糊化該等第一亮度區塊41~45及該等第二亮度區塊51~55，以分別形成複數個第一模糊聚集61~65及複數個第二模糊聚集71~75。在本實施例中，係以一組預先設定好之影像灰階模糊化標準模板(圖未繪出)模糊化該等第一亮度區塊41~45及該等第二亮度區塊51~55，而該影像灰階模糊化標準模板之形狀係可選自如下的一種：三角形、梯形及其它幾何形狀。

此外，在本實施例中，該等第一模糊聚集61~65及該等第二模糊聚集71~75係可依據不同標準化需求設計成各種整數數目的叢集。

請配合參閱圖5之步驟S55及圖6，比對該等第一模糊聚集61~65及該等第二模糊聚集71~75彼此間的亮度，並依據所比對之亮度差異，找出一可辨識軋延件邊緣之最佳門檻值。

請配合參閱圖5之步驟S56，依據該最佳門檻值辨識軋延件影像邊緣。在本實施例中，該最佳門檻值適用於如下的任一種變化：軋延件至背景的模糊聚集變化、背景至軋延件所產生的上升變化及背景至軋延件所產生的下降變化。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

10‧‧‧軋延件

20‧‧‧背景

31‧‧‧第一取像區

32‧‧‧第二取像區

41~45‧‧‧第一亮度區塊

51~55‧‧‧第二亮度區塊

61~65‧‧‧第一模糊聚集

71~75‧‧‧第二模糊聚集

C‧‧‧數位攝影機

圖1顯示習知熱軋鋼帶外形影像擷取系統之示意圖；圖2顯示習知鋼帶邊緣偵測原理之示意圖；圖3顯示習知鋼帶邊緣偵測之關鍵參數示意圖；圖4A至4C顯示習知不同環境變異下所擷取之鋼帶影像；圖5顯示本發明結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法之流程圖；及圖6顯示本發明結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法之步驟示意圖。

Claims

一種結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，該方法包括以下步驟：(a)進行一取像區設置步驟，係分別在一軋延件及該軋延件之一背景上設置一第一取像區及一第二取像區；(b)擷取該第一取像區之一軋延件影像及該第二取像區之一背景影像；(c)灰階化該軋延件影像及該背景影像，並依不同灰階區間，將該灰階化軋延件影像分割成複數個第一亮度區塊及將該灰階化背景影像分割成複數個第二亮度區塊；(d)模糊化該等第一亮度區塊及該等第二亮度區塊，以分別形成複數個第一模糊聚集及複數個第二模糊聚集；(e)比對該等第一模糊聚集及該等第二模糊聚集彼此間的亮度，並依據所比對之亮度差異，找出一可辨識該軋延件邊緣之最佳門檻值；以及(f)依據該最佳門檻值辨識該軋延件影像邊緣。
如請求項1所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中步驟(a)之該軋延件選自如下的一種：鋼胚、鋼帶、熱軋鋼板、冷軋鋼板及其它金屬材料。
如請求項1所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中步驟(a)之該第二取像區之尺寸係與該第一取像區之尺寸相同。
如請求項1所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中步驟(c)之該等第一亮度區塊係包括暗、灰暗、灰、灰亮及亮等區塊。
如請求項1所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中步驟(c)之該等第二亮度區塊係包括暗、灰暗、灰、灰亮及亮等區塊。
如請求項1所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中步驟(d)係以一組預先設定好之影像灰階模糊化標準模板模糊化該等第一亮度區塊及該等第二亮度區塊。
如請求項6所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中該影像灰階模糊化標準模板之形狀選自如下的一種：三角形、梯形及其它幾何形狀。
如請求項1所述之結合模糊控制之軋延件影像邊緣辨識方法，其中步驟(d)之該等第一模糊聚集及該等第二模糊聚集係可依據不同標準化需求設計成各種整數數目的叢集。