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1、编号：_2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项申报材料项目名称：基于计算机视觉的标签自动检测系统申报学院：电子工程与自动化学院项目申报成员：王磊、熊文英、林飞、周君颖、 车秩柳、韦代文 二一四年十一月A、申报者情况申 报 者 情 况姓名王磊性别男出生年月1992.06.08现学历 A A大学本科 B硕士研究生申报单位桂林电子科技大学电子工程与自动化学院专业光电信息工程学号1200860124学制4 年作品全称基于计算机视觉的标签自动检测系统合 作 者 情 况姓名性别学号电话所在单位备注熊文英男120082012613471253814电子工程
2、与自动化学院有无合作者请在此说明： 有 无林飞男120081012813457686108电子工程与自动化学院周君颖女120085010313788588283电子工程与自动化学院车秩柳男120081010715007737210电子工程与自动化学院韦代文男120082043118607835327电子工程与自动化学院说明：1、必须有申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）或集体作品填写一文学历最高的代表。2、本部分中的各学院签章视为对申报者情况的确认。B、科技发明制作 申报作品情况作品全称 基于计算机视觉的标签自动检测系统作品分类（在选
3、项上画）A. 信息技术(包括计算机.电信.通信.电子等)B. 机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等)C.数理(包括数学、物理、地球与空间科学等)D生命科学(包括生物、食品等)E.能源化工(包括能源、材料、生态、环保等)F.外观设计(包括电脑艺术设计、机械CAD等)作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标目的： 本系统通过自动控制，图像识别以及光机电一体化实现对标签的自动检测。思路：设计的系统包含机械一维移动平台、光学照明、数字摄像、自动控制及数字图像处理五部分组成。 机械平台采用传送平台和自动分类两部分组成，商品在平台上可由传送移动，镜头位于传送
4、平台出口位置，对位于数字摄像镜头正前方的商品标签进行光学照明以提高数字摄像镜头对商品标签采集的清晰度，采集到的图像发送到计算机通过图像降噪处理、图像配准算法，标签图像缺陷检测算法、标签图像缺陷分类算法等处理来判别检测标签正确与否，计算机将处理结果转化为控制信号控制机械平台分类装置，对于标签正确的的商品送往商品出口处，非正确商品送回待回收处。其中重点设计在于机械自动平台控制与数字图像处理部分。创新：对于目前绝大部分企业生产过程中的检测标签工作，都由人来完成，本系统能较好的替代以上人为标签检测工作，能较好的的节约人力资源的投入，并且对于准确性和效率都有很大的提高。 关键技术：数字图像识别，机械平台
5、自动控制。技术指标：标签正确识别率达99%以上，根据opencv处理算法耗时、拍照时间速度以及大小为8*8的商品标签每分钟能准确识别15个左右。作品的科学性先进性(必须说明与现有技术相比.该作品是否有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性说明和参考文献资料)整个系统实现自动控制，包括控制机械平台的准确移动：将贴有标签的的的商品从入口到镜头再到出口，以及从出口回到入口的平台移动。镜头提取商品标签后 经过图像降噪处理、图像配准算法，标签图像缺陷检测算法、标签图像缺陷分类算法等处理来判别检测标签正确与否，并及时将错误标签经行分类处理。整个过程都由本系统自动完成。本检测系统在很大程度上提高了标签
6、质量 检测的准确性，具有检测速度快，检测精度高等优点，同时检测结果客观不会受 到人为因素的影响，降低了工人的劳动强度。该系统具有很好的工业应用价值。作品所处阶段A实验阶段 B 中试阶段 C 生产阶段 D_(自填) 作品所展示的形式 实物 产品 模型图纸 磁盘现场 演示图片 样品 录像 使用说明及该作品的技术特点和优势,提供该产品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测使用说明：在工业生产流水线上，本系统可固定安装于标签印刷机后位置，能及时对有错误标签处理掉，避免了其他的不必要资源的投入，对于印刷完标签后的商品，本系统通过机械移动平台将商品从入口到镜头再到出口逐个移动，机械平台不
7、停的运转，在商品通过镜头期间，镜头读取标签图像将数据送往计算机，计算机通过算法处理与模板标签经行标准匹配，将匹配结果转化为控制信号控制分类平台的移动，从而完成一系列检测和控制过程的的工作。技术特点：该系统可以检测标签中常见的各种缺陷，如烫金漏白、极细的地对比度刀丝、污点、起雾、条纹、重影、缺字等差别进行准确区分。优势：成本和质量是企业核心竞争力最关键的两个因素，有效的成本控制能够降低企业的成本，提高竞争力，过硬的产品质量可以使企业获得极高的客户满意度，赢得客户的信任。自动质量检测设备能有效地帮助企业实现以上两点，为客户开辟新的市场机遇奠定坚实的基础。运用前景：由于人工在检测过程中具有很大的不确
8、定性，不同的时间、不同的环境、不同的心情都可能造成好的标签被丢弃，而不良品却流入到客户处的情况发生；其次人工品检也必然存在漏检和错检的情况，尤其是对于一些比较细小的缺陷；第三人工检测的效率低下，一般只有每分钟十米左右的速度；而且质检员工的流动性大，培养一名熟练的质检工周期长，造成质检队伍素质参差不齐，最为关键的是管理数量庞大的质检队伍也是企业的一大难题。自动质量检测速度快，效率高，并且能够实现100的质量检测，所以我们认为自动质量检测在标签企业的使用才刚刚开始，必然有广阔的发展前景。专利申报情况 提出专利申报申报号_ 申报日期： 年 月 日 已获专利权批准批准号_批准日期： 年 月 日 未提出
9、专利申请说明: 1、必须由申报者本人填写；2、本表可以附有研究报告,并提供图表、曲线、实验数据、原理结构图、外观图(照片),也可以附鉴定证书和应用证书；3、作品分类请按照作品发明或创新点所在类别填表。2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项作品说明书目录第1章概述811研究背景812国内外研究现状913研究意义914主要研究内容1015 研究方案11第2章标签检测系统总体设计1121 系统设计要求及难点分析11第3章 捕获图像预处理算法1231 图像降噪处理12311常见噪声分析12312常见噪声类型1232 图像常用降噪算法1433 标准标签
10、制作方法1934 本章小结19第4章 标签图像检测与缺陷分类1941标签图像检测算法设计19411 图像差分20412 剔除轮廓伪影20413 图像分割21414 形态学处理2242 标签图像缺陷目标标记23421基于区域生长的目标标记算法24422 基于等价类行程的目标标记算法24第五章 标签自动检测系统的实现255.1 系统硬件实现255.1.1整个系统的硬件包括以下几部分255.1.2整个硬件系统26第6章 总结与应用前景28参考文献29第1章 概述11 研究背景标签最早于1700年出现在欧洲，当时印制了用在药品和布匹上作为商品识别的第一批标签。现如今，随着经济和科技的进步，市面上流动着
11、越来越多的商品，标签也因为记录了商品的许多重要信息，成为分辨商品属性的重要依据。尤其在冰箱、空调等工业设施上的电气属性标签，在使用和维护当中起着重要的作用，同时标签也成为了企业跟踪产品、质量监控以及生产管理的有效载体，也是个人对产品质量进行核对的有效工具。 目前家电产品标签上的内容主要是由印刷机印刷而成的，故又可称为印刷标签或称为印刷品。在现代快速印刷环境下，标签在印刷生产的过程中会受到生产工艺、环境、设备等众多不确定因素的影响，生产出来的标签会存在各种缺陷及瑕疵，例如标签破损、印刷不良包括字符多印、少印、缺划、有划痕、有污渍等。这些生产出来的不合格标签如果未经检测就跟随着产品流入市场，势必会
12、给产品生产厂家带来严重的损失，甚至会造成厂家名誉受损，也会给消费者购买产品带来不必要的麻烦。因此，在跟随产品流入市场之前，厂家需要对这些标志产品的标签进行严格的质量检测，以保证消费者能很好地通过标签准确地获取产品的重要信息。 本作品是根据生活中会遇到购买的商品标签粘贴褶皱、歪斜、有污渍、信息错误或缺少甚至缺少标签等实际情况制作。经网络查询相关资料后发现，大部分产品的标签由人工粘贴，比如铭牌、合格证、能效标识卡等标签。在普通产品的生产流水线上是工人检测产品合格后人工粘贴标签，在检测环节，通常是用人工检测是否合格，当检测大量产品的标签或产品流动速度过快时，会造成人眼的疲劳，从而降低检测精度。本产品
13、的应用将提高标签的检测精度减少企业人工的开支。12国内外研究现状目前在标签印刷企业，对于印刷过程中的质量监测主要采取人工看样、定样，借助静止画面（频闪仪）和随机抽样的方法来控制，虽在一定程度上能控制产品质量，但由于我国在标签印制方面主要采取凸版等印刷工艺，在印刷过程存在着很多的不确定性，印版局部损坏、脏点、停车印、擦版等诸多问题，仅靠传统的方式已不能有效的控制产品的质量，印刷过程中成卷的废品，很多的随机印刷缺陷造成后端品检工作量加大，这些情况在标签印刷企业中屡见不鲜；在后道质量检测中，主要采用人工品检的方式，故在产值超千万元的标签印刷企业中后道品检人数动辄十几人甚至几十人。当然我国标签企业在质
14、量监测和检测方面水平参差不齐，高端企业和中小型企业之间存在明显的差距，一些企业已经意识到控制成本和提高质量的重要性，纷纷采取自动检测的方式。13研究意义成本和质量是企业核心竞争力最关键的两个因素，有效的成本控制能够降低企业的成本，提高竞争力，过硬的产品质量可以使企业获得极高的客户满意度，赢得客户的信任。自动质量检测设备能有效地帮助企业实现以上两点，为客户开辟新的市场机遇奠定坚实的基础。在线质量监测能即时发现印刷过程中产生的缺陷，避免大量废品产生；而且工人不用担心由于高速印刷而无法有效监控产品质量的情形，能有效地提高生产速度，提高生产率。离线质量检测目前主要依靠人工品检的方式，由于人工在检测过程中具有很大的不确定性，不同的时间、不同的环境、不同的心情都可能造成好的标签被丢弃，而不良品却流入到客户处的情况发生；其次人工品检也必然存在漏检和错检的情况，尤其是对于一些比较细小的缺陷；第三人工检测的效率低下，一般只有每分钟十米左右的速度；而且质检员工的流动性大，培养一名熟练的质检
