K级容错计数算法的设计与实现
!""#$%&计算机工程与应用
%在线视觉计数过程
在线视觉棒材计数系统是对棒材生产线上移动的棒材进
行准确计数!以满足标准化打捆包装生产工艺要求的计数装置"由于生产线情况复杂!目前我国仿国外生产线的机械计数装置满足不了要求!绝大多数都处于闲置状态"不得不沿用手工计数的老办法"这一现状与日益提高的生产效率极为矛盾!成为必需解决的瓶颈问题"
考虑到棒材生产工艺连续运动特点!现场检测不能采用接触式的检测方法"生产线上移动的棒材一般是紧密排列!甚至相互重叠!因此无法采用简单的光电计数装置进行脉冲计数"鉴于以上条件的限制!必须采用实时图像处理和对象识别新技术来解决复杂计数技术问题"
来自定尺剪切机的成批棒材间歇送到传送链条上!通过视频摄像获得一帧帧棒材端部图像!实时检测每帧画面中各支棒材的中心坐标位置数据!并根据各帧位置数据判断棒材的对应关系!然后对移过检测范围的棒材进行计数"当计数值达到每捆棒材的包装支数时!控制传送链条停止运动!指出最后一支棒材的位置!控制分钢机分钢!交打捆包装设备打包成捆"
!问题的提出
在每个采样周期内!控制摄像头采集图像到计算机"通过
棒材端部图像模式匹配可以准确地识别每幅画面中所有棒材的位置!但在连续计数场合!计数是一个帧与帧之间数据比较过程"还要保证处理每一帧画面数据时不漏计#也不重计每一根棒材!并具有防止意外干扰的功能"为此!要解决的问题在于$
%%&本帧中的棒材分别与上帧中哪些棒材一一对应’%!&需要确定一帧中哪些棒材是已经计数!哪些棒材尚未计数’
%’&如何排除现场光斑#飞扬杂物等意外干扰因素影响!是计数过程具有高的可靠性"
为此笔者提出了一种动态预测校对容错计数智能算法"其基本思想是预测每根棒材运动位移量!按知识规则逐级对位!只有当棒材在监视窗口中出现!次后!才予以确认并纳入计数值"
’棒材对位策略’$%移动量检测
考虑到棒材在传送链条上主要是水平方向移动!因此棒材对位首先应检测出水平移动量"#"在理想情况下!通过对一帧摄像电视画面进行图像处理和对象识别后!获得某棒材的位置坐标$%#!%&数据!从对应时刻&!当前帧图像得到的中各支棒材构成一个数据集合($’&
(’)%!(*&)!通过与上一帧图像获得的棒材坐标值($+&,%
*++%!(*&,%)比较"注意到棒材端部均为不规则
的类圆形!同一棒材两帧图像变化很小!不同棒材间存在一定的形状差异!可以采用图像匹配计算技术逐一检查棒材的对应关系!进一步获得帧间的位移量"#"
对于将以$’&
为中心的!-!!-%-为棒材半径&的局部图像作为棒材图像模板%.%#!%&(#"-#’&
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!级容错计数算法的设计与实现
罗三定
李弟平
!中南大学信息科学与工程学院"长沙#%""/’#
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摘
要
在线视觉棒材计数系统通过实时处理运动对象视频信息进行计数"为了排除干扰$提高棒材计数准确率"文章
针对流水线视频监测信号对连续运动物体计数提出了一种=级容错计数算法"并采用链表数据结构实现该算法%实验表明该算法效果显著%关键词
容错算法
链表结构
计数
对像识别
移动量检测
概率
文章编号%""!,/’’%,&!""##%&,"">#,"’文献标识码?中图分类号@A’"%$&
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%B844;C;8D E ;<$.6(2.$@I;:87 基金项目!国家/&’高技术研究发展计划)链钢BETH 示范工程项目*资助 作者简介!罗三定%%>UU,&!男!教授!主要研究方向为图像处理和智能信息处理"李弟平%%>V&,&!男!硕士研究生!研究方向为图像处理" !"万方数据