自發光式消除圖像背景陰影的裝置的製作方法

2023-09-22 16:24:35 2

專利名稱：自發光式消除圖像背景陰影的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於物流裝備技術領域，具體涉及一種用於消除物料流系統攝像過程中，由於物料間歇遮擋照明光線而在線陣攝像機圖像背景上形成的陰影，以提高圖像質量的自發光式消除圖像背景陰影的裝置。
背景技術：
隨著計算機技術，光學技術，光電技術和微電子技術的飛速發展，基於圖像特徵信息的物料分類或目標辨別技術已經在軍事、交通、監控、工業檢測、農產品分級及雜質剔除等方面得到了越來越廣泛的應用。通常一個典型的圖像識別系統包括光源、光學系統、攝像機、圖像採集與數位化系統、圖像處理系統等幾個部分。在圖像識別系統中，所獲取圖像質量的優劣是整個系統成敗的基礎和關鍵所在。對圖像質量造成影響的因素很多，有光源光照強度、光源光波波長範圍、背景顏色和亮度、攝像機鏡頭光學性能、攝像機光電元件分辨精度和性能等。在目前很多圖像系統中，為了得到較高質量的圖像，使用的方法主要是採用(光照均勻性、穩定性、顯色性、光照強度、使用壽命等方面)更好的光源，藉助於計算機硬體及軟體技術，進行諸如濾波、傅立葉變換等，去除圖像中噪聲幹擾。而很少在背景上採取措施，特別是工業檢測、農產品分級及雜質剔除等背景可以人為設置和控制的場合，通過對背景的正確設置和處理，對圖像去噪往往可以取得事半功倍的效果。在這類系統中，光源既用來照亮物料也用來照亮背景，當物料通過時，光源發出的光線就會部分或全部地被物料遮擋，背景就不會被照亮或照亮不均勻，背景的亮度很低，因此背景的亮度就出現了時亮時暗的情況，在背景不被照亮時，因物料遮擋光線在背景上形成陰影，特別是在背景與物料投影的邊界上，陰影的影響尤為明顯，它會直接導致這些像素點的特徵信息失真，從而使後續的基於特徵量(如顏色、亮度等)的判別出現差錯，為此，本設計人經過潛心研究，研製開發了一種可以有效地消除背景陰影，提高圖像質量，以便為後續的數據處理提供真實準確信息的自發光式消除圖像背景陰影的裝置，試驗證明，應用效果良好。
發明創造內容1、要解決的技術問題本實用新型的目的在於提供一種結構簡單，安裝使用方便，可以有效地消除圖像背景上陰影上的自發光式消除圖像背景陰影的裝置。
2、技術方案本實用新型的目的是這樣實現的在檢測區域的上、下方對稱地設置一組角度可調的物料照明光源固定於支架上，攝像機的檢測線沿各組物料照明光源之間通過，在物料照明光源的前面垂直於輸送機傳輸方向設置條狀透光窗，在透光窗的兩側分別設置遮光板，透光窗後部中心區縱向設置背景條，背景條後部設置背景光源，背景光源外部設置光源罩。
3、有益效果由於本實用新型採用了專用背景光源進行高亮度照射，通過調整物料照明光源的照射角度，配合遮光板的作用，避免了物料光源照射到背景條上，使得不論檢測區有無物料通過，背景條的照度都能維持相對穩定不變，在有物料通過時，物料留在背景條上形成投影，在物料投影與背景的邊界區域，光照度比較均勻沒有突變，從而可很好地消除陰影，提高圖像的質量。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型不限於附圖所示。


圖1為本實用新型在工作狀態下的整體結構主視示意圖；圖2為圖1之光源部俯視旋轉視圖；圖3為圖2之AA向視圖；圖4為圖2之BB向視圖；圖5為背景條照明組件俯視圖；圖6為背景條照明組件仰視圖；圖7為圖6之CC向視圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型系在檢測區域1上、下方對稱地設置一組角度可調的物料照明光源2固定於支架3上，攝像機13的檢測線沿各組物料照明光源2之間通過，物料照明光源2的前面垂直於輸送機12傳輸方向設置條狀透光窗4，在透光窗4的兩側分別設置遮光板5，透光窗4後部中心區縱向設置背景條6，背景條6後部設置背景光源7，背景光源7外部設置光源罩8。
在輸送機12的下方，下部物料照明光源的後部設置託風裝置，託風口10的下沿與下透光窗平齊，其上設置託風調節板11。平行改變調節板11的位置可以調整託風口氣流的方向性。
如圖2-圖4所示，物料照明光源2安裝於光源支架17上，並設置有調節機構，每一條狀光源的兩端均有手輪支架14安裝調節手輪15和鎖緊螺母16，並通過光源支架17實現對物料照明光源2的調控。
圖5-圖7示出了背景條照明光源組件的結構關係。設置背景光源7外部的發光源罩8通過安裝架9與邊框18固接成整體，再由壓條19固定安裝透光窗4，光源罩8緊貼透光窗4。
背景條6的位置以相對位置的攝像機的檢測線可以掃描到，並且不遮擋同側物料照明光源對檢測區域的照明為宜。
背景條可以為各種需要的顏色，也可以是無色的，通過其照明光源(如顏色可控可調的全彩色LED條狀)的顏色來調控背景條的顏色，即背景光源為顏色可控可調的全彩色LED光源，均不影響本實用新型目的的實現。
透光窗兩側的遮光板可以用遮光紙來代替，不影響遮光效果即可。
本實用新型的工作原理通過調整物料照明光源的角度，並適當調整上下透光窗兩側遮光板的位置，使物料照明光源的光線不會照亮上下攝像機的背景條，而只照亮物料的檢測區域。對背景條另採用條狀專用光源進行高亮度照射，這樣，不論檢測區域有無物料流通過，背景條的照度都能維持相對穩定不變。所以在有物料流通過的情況下，因物料流遮擋光線就會在背景條上形成投影，在物料流投影與背景的邊界區域，光照強度比較均勻沒有突變，從而可很好地消除陰影，使攝取到的圖像質量較高，能比較真實地反應物料流的固有特徵。
本實用新型的工作過程通過輸送機的物料被充分散開攤薄，使之呈單層狀態，並以5-7m/s的速度穩定通過檢測區域，接著上下兩面均用線陣攝像機對其進行實時圖像檢測。根據圖像處理的需要選擇背景條或背景光源的顏色，打開背景光源照亮背景條；調整上下物料照明光源的照射角度，使同一面的兩條光源剛好匯聚在線陣攝像機的掃描線附近，並分別調整上下透光窗的遮光板的位置，以使上、下光源分別不會照到下、上背景條為宜。改變託風調節板11的位置調整氣流的方向，防止物料流帶來的灰塵汙染下透光窗，影響圖像的質量。按上述步驟調整好後，即可進入實時監控工作狀態。
本實用新型的特點1、結構簡單，安裝使用方便，配套性好；2、有效地避免了背景條形成陰影而影響圖像質量的情況發生，為下一道數據處理提供更為準確的信息。
權利要求1.一種自發光式消除圖像背景陰影的裝置，在檢測區域(1)的上、下方各對稱設置一組角度可調的物料照明光源(2)固定於支架(3)上，攝像機(13)的檢測線沿各組物料照明光源(2)之間通過，其特徵是物料照明光源(2)的前面垂直於輸送機(12)傳輸方向設置條狀透光窗(4)，在透光窗(4)的兩側分別設置遮光板(5)，透光窗(4)後部中心區縱向設置背景條(6)，背景條(6)後部設置背景光源(7)，背景光源(7)外部設置光源罩(8)。
2.如權利要求1所述的自發光式消除圖像背景陰影的裝置，其特徵是在輸送機(20)的下方，下部物料照明光源的後部設置託風裝置，託風口(10)的下沿與下透光窗平齊，其上設置託風調節板(11)。
3.如權利要求1所述的自發光式消除圖像背景陰影的裝置，其特徵是物料照明光源(2)安裝於光源支架(17)上，並設置有調節機構，每一條狀光源的兩端均有手輪支架(14)安裝調節手輪(15)和鎖緊螺母(16)，並通過光源支架(17)實現對物料照明光源(2)的調控。
4.如權利要求1所述的自發光式消除圖像背景陰影的裝置，其特徵是背景光源(7)外部的光源罩(8)通過安裝架(9)與邊框(18)固接成整體，再由壓條(19)固定安裝透光窗(4)，光源罩(8)緊貼透光窗(4)。
5.如權利要求1或4所述的自發光式消除圖像背景陰影的裝置，其特徵是背景光源(7)為顏色可控可調的全彩色LED光源。
專利摘要本實用新型公開了一種自發光式消除圖像背景陰影的裝置。物料照明光源(2)的前面垂直於輸送機(12)傳輸方向設置條狀透光窗(4)，在透光窗(4)的兩側分別設置遮光板(5)，透光窗(4)中心縱向設置背景條(6)，背景條(6)後部設置背景光源(7)，其外部設置光源罩(8)。本實用新型不論檢測區有無物料通過，背景條是照度都能維持相對穩定不變，從而可很好地消除圖像背景上的陰影，有效地提高圖像質量。
文檔編號H04N5/225GK2651780SQ0323496
公開日2004年10月27日 申請日期2003年6月11日 優先權日2003年6月11日
發明者張勇, 唐向陽, 李江有, 黃崗, 關宏, 楊曉華 申請人:雲南昆船設計研究院