一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置及其圖像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置及其圖像處理方法，以O(shè)MAPL138作為硬件平臺，圖像處理算法使用灰度化和均值濾波進(jìn)行圖像預(yù)處理，小波鈍化凸顯殘留物，其次使用支持向量機(jī)對小波鈍化與二值化后的圖像進(jìn)行判別有無殘留物，大大提高了準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置及其圖像處理方法
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置及其圖像處理方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002] 隨著工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)自動化作為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要方向，同時(shí)需要兼顧生產(chǎn) 的安全性和高效性，但目前塑料鑄件的過程為:注塑機(jī)控制器控制塑料模具合模，然后往模 腔內(nèi)注入熱熔狀的塑料液體，經(jīng)過一段時(shí)間后，控制器控制模具開模，然后頂針將工件頂 出，為了不損壞模腔，避免模腔損壞后鑄件會出現(xiàn)飛邊，形變等情況，注塑機(jī)旁一般都配備 一名工人，此時(shí)工人就要檢查模腔是否有殘留物，判斷沒有殘留物后操作注塑機(jī)控制器進(jìn) 行二次合模，此方法不能保證工人安全，且不具備工業(yè)生產(chǎn)自動化。
[0003] 目前，一般的模具保護(hù)裝置都是由一臺專門用于運(yùn)行圖像處理算法的工控機(jī)、一 套在工控機(jī)與注塑機(jī)控制器之間傳輸數(shù)據(jù)的圖像采集與控制設(shè)備組成，工控機(jī)通過圖像采 集與控制設(shè)備獲得圖像數(shù)據(jù)，然后運(yùn)行殘留物判斷算法，獲得結(jié)果通過通訊協(xié)議發(fā)給圖像 采集與控制設(shè)備，圖像采集與控制設(shè)備再根據(jù)分析結(jié)果與注塑機(jī)控制器通訊，傳送合模參 考信號，此方法需在生產(chǎn)現(xiàn)場安裝工控機(jī)，成本高，不適合大批量注塑機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)場，因此存 在一定的局限性。
[0004] 因此，如何克服上述存在的缺陷，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要課題。 [
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0005] 本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置 及其圖像處理方法，通過嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成的圖像處理裝置，完成圖像處理、與其他設(shè)備進(jìn)行 通訊以及報(bào)警等控制功能，大大提高了適用性和自動化。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：
[0007] -種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置，包括有外殼1，所述外殼1內(nèi)設(shè)有處理 注塑機(jī)模腔原始圖像和輸出控制信號的圖像處理與保護(hù)控制器2,所述圖像處理與保護(hù)控 制器2連接有用于拍攝注塑機(jī)模腔原始圖像的相機(jī)3、蜂鳴報(bào)警器4、用于與注塑機(jī)連接且將 報(bào)警信息傳輸?shù)阶⑺軝C(jī)的通訊器5,所述控制器2判斷圖像處理器4處理后的相機(jī)3拍攝模腔 圖像內(nèi)存在殘留物，則控制器2通過蜂鳴報(bào)警器4報(bào)警以及通過通訊器5將報(bào)警信息傳輸?shù)?注塑機(jī)。
[0008] 所述圖像處理與保護(hù)控制器2連接有LED報(bào)警器6。
[0009] 所述圖像處理與保護(hù)控制器2連接有用于緩存處理后圖像的圖像緩存器7。
[0010] 所述圖像處理與保護(hù)控制器2連接VGA顯示器8。
[0011] -種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置的圖像處理方法，其步驟如下：
[0012] a、圖像處理與保護(hù)控制器2通過相機(jī)3獲取注塑機(jī)模腔的原始圖像；
[0013] b、通過圖像處理與保護(hù)控制器2將原始圖像進(jìn)行灰度化處理，分析獲取原始圖像 中每個(gè)像素點(diǎn)的的R、G和B分量，將每個(gè)像素點(diǎn)的R、G和B分量代入如下公式運(yùn)算:temp =(r* 299+g*587+b*114+500)/1000,計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的temp值，并將每個(gè)像素點(diǎn)的temp值覆蓋原 始圖像像素點(diǎn)，得出灰度化圖像；
[0014] c、圖像處理與保護(hù)控制器2對灰度圖像進(jìn)行中值濾波處理，以3個(gè)像素點(diǎn)*3個(gè)像素 點(diǎn)劃分灰度化圖像為多個(gè)灰度圖像模塊，從而獲得灰度圖像模塊中9個(gè)像素點(diǎn)的灰度值，將 每個(gè)灰度圖像模塊中的9個(gè)像素點(diǎn)灰度值分別進(jìn)行如下公式運(yùn)算:gx，y=med{f (x-k，y-l)， (k，1 e W)}，式中的med為中值運(yùn)算，即把W矩陣中的像素點(diǎn)先進(jìn)行大小排序，再求出W矩陣中 像素點(diǎn)的中值，并用求得的中值代替每個(gè)灰度圖像模塊中心點(diǎn)的像素值，得到中值濾波圖 像；
[0015] d、圖像處理與保護(hù)控制器2對中值濾波圖像進(jìn)行3層小波變換處理，通過小波基函數(shù)
，其中a為伸縮因子，τ為平移因子，令W(x，y)表示二維基本小 波，那么二維連續(xù)小波定義為:=〈/k.v),.V}〉=去 JJ/(.χ,
其中，
表示W(wǎng)(x，y)的尺度伸縮和二維位移，為了保證小 波變換前后其能量不變而引入的歸一化因子，得到3層小波變換圖像；
[0016] e、圖像處理與保護(hù)控制器2對3層小波變換圖像進(jìn)行小波鈍化處理，即分別對3層 小波變換圖像的低頻分解系數(shù)進(jìn)行增強(qiáng)處理、高頻分解系數(shù)進(jìn)行衰減處理，當(dāng)分解系數(shù)c (i)>405時(shí)，則進(jìn)行低頻分解系數(shù)增強(qiáng)處理，對其權(quán)重增加4倍，即c(i)=4*c(i);當(dāng)c(i)< 405時(shí)，則進(jìn)行高頻系數(shù)衰減處理，對其權(quán)重衰減為原來的0.1，即c (i) = 0. l*c (i)，得到小 波鈍化圖像；
[0017] f、圖像處理與保護(hù)控制器2對小波鈍化圖像進(jìn)行二值化處理，經(jīng)過小波分解與重構(gòu) 后的圖像記為f(x，y)，那么經(jīng)過二值化后的圖像為= ， 其中threshold是二值化選取的閾值，得到二值化圖像；
[0018] g、圖像處理與保護(hù)控制器2對二值化圖像進(jìn)行像素 0與1的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，并將此統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)組進(jìn)行儲存；
[0019] h、對于同一注塑機(jī)模腔拍攝多張?jiān)紙D像，并將各原始圖像進(jìn)行步驟1-7圖像處 理，獲得每張圖片的數(shù)組，將各數(shù)組輸入線性核函數(shù):K( Xl，Xj) = Xl ·幻，將獲得兩類樣本Xl， yi，其中i = l，2,. . .n，n為獲得的樣本數(shù)，當(dāng)Xi為含有殘留物的樣本類wi時(shí)，yi = l，當(dāng)Xi為不 含殘留物的樣本類w2時(shí)，yi = -l，即含有殘留物的數(shù)組特性標(biāo)記為1，無殘留物的數(shù)組特性標(biāo) η 記為-1，并且訓(xùn)練支持向量機(jī)，即求得分類模型：/(.υ)=咽1 !Σ.Υ) + &丨中的參數(shù)a' /=1 b*;
[0020] i、當(dāng)圖像處理與保護(hù)控制器2判斷數(shù)組特性標(biāo)記為1，即模腔內(nèi)含有殘留物時(shí)，圖 像處理與保護(hù)控制器2通過通訊器5將含有殘留物信息反饋到注塑機(jī)控制器中，并通過蜂鳴 報(bào)警器4進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)控制器2判斷數(shù)組特性標(biāo)記為1，即模腔內(nèi)不存在殘留物時(shí)，控制器2不 動作。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：
[0022] 1、本發(fā)明只由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成的圖像處理裝置，就能完成圖像處理、與其他設(shè)備 進(jìn)行通訊、報(bào)警等控制功能，比一般由作為上位機(jī)進(jìn)行圖像處理的工控機(jī)和作為下位機(jī)的 控制電路組成的圖像處理裝置更加緊湊，所需生產(chǎn)現(xiàn)場空間小、能更好的適應(yīng)不同的工作 環(huán)境，比傳統(tǒng)的模具保護(hù)系統(tǒng)要安裝工控機(jī)節(jié)約了不少成本；
[0023] 2、使用小波鈍化將灰度后的圖像進(jìn)行鈍化處理，突顯出模腔的輪廓，同時(shí)，避免了 目前普遍采用的差影法和匹配法等圖像處理算法需要預(yù)先進(jìn)行圖像校準(zhǔn)的苛刻要求，提高 了算法的實(shí)時(shí)性和精度，有利于后期判斷模腔內(nèi)部是否存在殘留物；
[0024] 3、使用統(tǒng)計(jì)二值化后圖像的0和1像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的方法進(jìn)行判斷模腔是否含有殘留 物，比一般采用采集到的圖片與樣本圖片的每個(gè)像素點(diǎn)逐點(diǎn)對比的判斷方式更迅速，同時(shí) 對圖像處理系統(tǒng)的存儲容量要求更低，符合嵌入式系統(tǒng)的特性；
[0025] 4、在訓(xùn)練模式時(shí)使用支持向量機(jī)，訓(xùn)練出是否含有殘留物的二分類模型，在運(yùn)用 模式時(shí)使用此二分類模型判斷采集到的模腔圖像中是否含有殘留物。
[0026] 5、實(shí)現(xiàn)非接觸全自動地實(shí)現(xiàn)模具保護(hù)功能，提高注塑機(jī)生產(chǎn)的安全性和全自主 性。
[【附圖說明】]
[0027]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明圖像處理與保護(hù)控制器電路圖之一；
[0029]圖3為本發(fā)明圖像處理與保護(hù)控制器電路圖之二；
[0030]圖4為本發(fā)明圖像處理與保護(hù)控制器電路圖之三；
[0031]圖5為本發(fā)明圖像處理與保護(hù)控制器電路圖之四；
[0032]圖6為本發(fā)明通訊器電路圖；
[0033]圖7為本發(fā)明圖像緩存器電路圖之一；
[0034] 圖8為本發(fā)明圖像緩存器電路圖之二；
[0035] 圖9為本發(fā)明VGA顯不器電路圖；
[0036] 圖10為本發(fā)明蜂鳴報(bào)警器和LED報(bào)警器電路圖；
[0037] 圖11為模具腔原始圖像；
[0038] 圖12為模具灰度化和中值濾波后的模腔圖像；
[0039] 圖13為小波鈍化與二值后的模腔圖像。
[【具體實(shí)施方式】]
[0040] 以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便 于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：
[0041]如圖1所示，一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置，包括有外殼1，所述外殼1 內(nèi)設(shè)有處理注塑機(jī)模腔原始圖像和輸出控制信號的圖像處理與保護(hù)控制器2,所述圖像處 理與保護(hù)控制器2連接有用于拍攝注塑機(jī)模腔原始圖像的相機(jī)3、蜂鳴報(bào)警器4、用于與注塑 機(jī)連接且將報(bào)警信息傳輸?shù)阶⑺軝C(jī)的通訊器5,所述控制器2判斷圖像處理器4處理后的相 機(jī)3拍攝模腔圖像內(nèi)存在殘留物，則控制器2通過蜂鳴報(bào)警器4報(bào)警以及通過通訊器5將報(bào)警 信息傳輸?shù)阶⑺軝C(jī)。
[0042]其中，所述圖像處理與保護(hù)控制器2連接有LED報(bào)警器6,所述圖像處理與保護(hù)控制 器2連接有用于緩存處理后圖像的圖像緩存器7,所述圖像處理與保護(hù)控制器2連接VGA顯示 器8〇
[0043] 如圖2、圖3、圖4和圖5所示，圖像處理與保護(hù)控制器2為0MAPL138主控芯片。
[0044] 如圖6所示，通訊器5采用異步串行總線通訊方式與注塑機(jī)進(jìn)行通訊，將處理結(jié)果 反饋給注塑機(jī)。
[0045] 如圖7和圖8所示，圖像緩存器8包括兩個(gè)部分，一個(gè)是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行算法 處理時(shí)需要用到的DDR2，其存儲每次運(yùn)算過程中的圖像數(shù)據(jù)，另一個(gè)是FLASH，存儲運(yùn)算后 的每張圖片的像素〇和1的個(gè)數(shù)，保證系統(tǒng)掉電后，本系統(tǒng)的算法以及支持向量機(jī)的訓(xùn)練樣 本庫不丟失。
[0046] 如圖9所示，VGA顯示器9主要是將每次算法運(yùn)算后圖像處理的結(jié)果顯示。
[0047]如圖10所示，報(bào)警模塊由蜂鳴報(bào)警器4和LED報(bào)警器6組成，當(dāng)算法判斷出此時(shí)的模 腔內(nèi)具有殘留物就驅(qū)動蜂鳴器電路進(jìn)行報(bào)警和LED閃爍。
[0048] 工作時(shí)，包括以下步驟：
[0049] 步驟A:當(dāng)外部設(shè)備通過TTL電平給圖2中的D4引腳輸入一個(gè)高電平時(shí)，0MAPL138將 通過從圖5中的引腳W19VP_DIN[0]、W18VP_DIN[ 1 ]、W17VP_DIN[2]、V7VP_DIN[3]、W16VP_DIN [4]、R14VP_DIN[5]、V16VP_DIN[6]、U18VP_DIN[7]、P17VP_DIN[8]、R15VP_DIN[9]、R19VP_ DIN[10]、R18VP_DIN[11]、T16VP_DIN[12]、U19VP_DIN[13]、V19VP_DIN[14]、V18VP_DIN[15] 獲得圖像數(shù)據(jù)；
[0050] 步驟B:通過圖5中的引腳U15DDR_D[0]、U1DDR_D[1]、V14DDR_D[2]、U13DDR_D[3]、 V13DDR_D[4]、V12DDR_D[5]、W12DDR_D[6]、W11DDR_D[7]、T13DDR_D[8]、T11DDR_D[9]、 T10DDR_D[10]、T12DDR_D[11]、U10DDR_D[12]、V10DDR_D[13]、U11DDR_D[14]、W10DDR_D[15] 緩存一組即時(shí)的圖像數(shù)據(jù)到DDR2中；
[0051] 步驟C:調(diào)用圖像處理算法，處理圖像數(shù)據(jù)，處理的結(jié)果緩存到DDR2中，在算法統(tǒng)計(jì) 完圖像0和1像素的個(gè)數(shù)后，將結(jié)果通過圖4中引腳G17SPI_SM)和H17SPI_S0MI保存到FLASH 中；
[0052]步驟D:通過圖像處理算法判斷出模腔是否含有殘留物的結(jié)果后，通過圖4中的引 腳F17UART_RXD和F16UART_TXD將結(jié)果發(fā)送給外部的注塑機(jī)控制器；
[0053]步驟E:如果判斷出模腔含有殘留物將通過圖2中的引腳B3GPI00[5]驅(qū)動報(bào)警電路 報(bào)警和通過引腳C3GP100 [ 1 ]驅(qū)動LED閃爍電路警示。
[0054] 一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置的圖像處理方法，其步驟如下：
[0055] a、圖像處理與保護(hù)控制器2通過相機(jī)3獲取注塑機(jī)模腔的原始圖像，以7套800*400 像素的模具腔圖像為例子，如圖11為第五套模具腔的原始圖像，圖11左邊為有殘留物的模 腔圖像，在模腔正中間塑料成形模腔內(nèi)放置了本模具的一塊塑料成品，圖11右邊為無殘留 物模腔圖像。
[0056] b、通過圖像處理與保護(hù)控制器2將原始圖像進(jìn)行灰度化處理，分析獲取原始圖像 中每個(gè)像素點(diǎn)的的R、G和B分量，將每個(gè)像素點(diǎn)的R、G和B分量代入如下公式運(yùn)算:temp =(r* 299+g*587+b*114+500)/1000,計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的temp值，并將每個(gè)像素點(diǎn)的temp值覆蓋原 始圖像像素點(diǎn)，得出灰度化圖像；
[0057] c、圖像處理與保護(hù)控制器2對灰度圖像進(jìn)行中值濾波處理，以3個(gè)像素點(diǎn)*3個(gè)像素 點(diǎn)劃分灰度化圖像為多個(gè)灰度圖像模塊，從而獲得灰度圖像模塊中9個(gè)像素點(diǎn)的灰度值，將 每個(gè)灰度圖像模塊中的9個(gè)像素點(diǎn)灰度值分別進(jìn)行如下公式運(yùn)算:gx，y=med{f (x-k，y-l)， (k，1 e W)}，式中的med為中值運(yùn)算，即把W矩陣中的像素點(diǎn)先進(jìn)行大小排序，再求出W矩陣中 像素點(diǎn)的中值，并用求得的中值代替每個(gè)灰度圖像模塊中心點(diǎn)的像素值，得到中值濾波圖 像，圖12為第5套模具灰度化和中值濾波后的效果圖，其中圖12左邊為有殘留物的模具灰度 化和中值濾波后效果圖，圖12右邊為無殘留物的模具灰度化和中值濾波后效果圖；
[0058] d、圖像處理與保護(hù)控制器2對中值濾波圖像進(jìn)行3層小波變換處理，通過小波基函數(shù)
αγ e f 0，其中a為伸縮因子，τ為平移因子，令Ψ(χ，γ)表示二維基本小波， 那么二維連續(xù)小波定義為：
其中，
表示w(x，y)的尺度伸縮和二維位移，為了保證小
波變換前后其能量不變而引入的歸一化因子，得到3層小波變換圖像；
[0059] e、圖像處理與保護(hù)控制器2對3層小波變換圖像進(jìn)行小波鈍化處理，即分別對3層 小波變換圖像的低頻分解系數(shù)進(jìn)行增強(qiáng)處理、高頻分解系數(shù)進(jìn)行衰減處理，當(dāng)分解系數(shù)c (i)>405時(shí)，則進(jìn)行低頻分解系數(shù)增強(qiáng)處理，對其權(quán)重增加4倍，即c(i)=4*c(i);當(dāng)c(i)< 405時(shí)，則進(jìn)行高頻系數(shù)衰減處理，對其權(quán)重衰減為原來的0.1，即c (i) = 0. l*c (i)，得到小 波鈍化圖像；
[0060] f、圖像處理與保護(hù)控制器2對小波鈍化圖像進(jìn)行二值化處理，經(jīng)過小波分解與重構(gòu) 后的圖像記為f(x，y)，那么經(jīng)過二值化后的圖像為， 其中threshold是二值化選取的閾值，得到二值化圖像；
[0061] g、圖像處理與保護(hù)控制器2對二值化圖像進(jìn)行像素0與1的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，并將此統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)組進(jìn)行儲存，圖13為第5套模具的小波鈍化和二值化后的效果圖，其中圖13 左邊為有殘留物的小波鈍化和二值化后的效果圖，殘留物的輪廓能夠很好的辨別出來，由 于模腔的凹凸不平的物理特性，使得圖像中還有一些模腔的輪廓，但是對殘留物判別的影 響不大，圖13右邊為沒殘留物的小波鈍化和二值化后的效果圖，統(tǒng)計(jì)得到有殘留物的0和1 像素的值分別為4523和315477;無殘留物的0和1像素的值分別為2023和317177;
[0062] h、對于同一注塑機(jī)模腔拍攝多張?jiān)紙D像，并將各原始圖像進(jìn)行步驟1-7圖像處 理，獲得每張圖片的數(shù)組，將各數(shù)組輸入線性核函數(shù):K( Xl，Xj) = Xl ·幻，將獲得兩類樣本Xl， yi，其中i = l，2,. . .n，n為獲得的樣本數(shù)，當(dāng)Xi為含有殘留物的樣本類wi時(shí)，yi = l，當(dāng)Xi為不 含殘留物的樣本類w2時(shí)，yi = -l，即含有殘留物的數(shù)組特性標(biāo)記為1，無殘留物的數(shù)組特性標(biāo) 記為-1，并且訓(xùn)練支持向量機(jī)，即求得分類模型：/(^ = sgn ?t AX(.V.r) + &丨中的參數(shù) /=1 b%獲得此模腔多張圖像的像素統(tǒng)計(jì)值后，使用其對基于于線性核函數(shù)的支持向量機(jī)進(jìn)行 訓(xùn)練，獲得準(zhǔn)確率為91.66 % ;
[0063] i、當(dāng)圖像處理與保護(hù)控制器2判斷數(shù)組特性標(biāo)記為1，即模腔內(nèi)含有殘留物時(shí)，圖 像處理與保護(hù)控制器2通過通訊器5將含有殘留物信息反饋到注塑機(jī)控制器中，并通過蜂鳴 報(bào)警器4進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)控制器2判斷數(shù)組特性標(biāo)記為1，即模腔內(nèi)不存在殘留物時(shí)，控制器2不 動作。
[0064]為驗(yàn)證算法性能，采用7套800*400像素的模具腔圖像進(jìn)行驗(yàn)證。每套模具中有10 張有殘留物的模腔圖像，10張無殘留物的圖像，其中提取4張有殘留物和4張無殘留物的圖 像作為訓(xùn)練支持向量機(jī)的模板，剩余12張用作算法論證樣本。同時(shí)采用相同的實(shí)驗(yàn)條件，以 灰度共生矩陣匹配算法、差影法作為性能對比算法，得到三種算法檢測殘留物的準(zhǔn)確率如 表1所示，各算法運(yùn)行耗時(shí)如表2所示。
[0065]表1模腔殘留物檢測準(zhǔn)確率
[0067]表2模腔殘留物檢出耗時(shí)
[0069] 本方案算法運(yùn)用于第1、4、5、6和7套模具時(shí)，準(zhǔn)確率都維持在90%以上，第2套和第 3套準(zhǔn)確率較低，通過對這兩套圖像分析，可得分析其原因，主要是圖像采集過程中光照強(qiáng) 度不一樣，導(dǎo)致有殘留物和無殘留物模腔圖像進(jìn)行小波變換與二值化后〇和1像素個(gè)數(shù)比較 接近，下一步算法優(yōu)化，只需對這種情況進(jìn)行光度補(bǔ)償即可。
[0070] 根據(jù)表1和表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本方案算法比灰度共生矩陣匹配算法和差影法具有更高 的準(zhǔn)確率和更低的耗時(shí)。
[0071] 如上所述，本案保護(hù)的是一種基于小波鈍化的嵌入式模具保護(hù)裝置及其圖像處理 方法，一切與本案相同或相近的技術(shù)方案都應(yīng)示為落入本案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于小波純化的嵌入式模具保護(hù)裝置，其特征在于:包括有外殼（1)，所述外殼 (1)內(nèi)設(shè)有處理注塑機(jī)模腔原始圖像和輸出控制信號的圖像處理與保護(hù)控制器(2)，所述圖 像處理與保護(hù)控制器(2)連接有用于拍攝注塑機(jī)模腔原始圖像的相機(jī)(3)、蜂鳴報(bào)警器(4)、 用于與注塑機(jī)連接且將報(bào)警信息傳輸?shù)阶⑺軝C(jī)的通訊器(5)，所述控制器(2)判斷圖像處理 器(4)處理后的相機(jī)(3)拍攝模腔圖像內(nèi)存在殘留物，則控制器(2)通過蜂鳴報(bào)警器(4)報(bào)警 W及通過通訊器(5)將報(bào)警信息傳輸?shù)阶⑺軝C(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于小波純化的嵌入式模具保護(hù)裝置，其特征在于:所述 圖像處理與保護(hù)控制器(2)連接有L邸報(bào)警器(6)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于小波純化的嵌入式模具保護(hù)裝置，其特征在于:所述 圖像處理與保護(hù)控制器(2)連接有用于緩存處理后圖像的圖像緩存器(7)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于小波純化的嵌入式模具保護(hù)裝置，其特征在于:所述 圖像處理與保護(hù)控制器(2)連接VGA顯示器(8)。5. -種基于小波純化的嵌入式模具保護(hù)裝置的圖像處理方法，其步驟如下： a、 圖像處理與保護(hù)控制器(2)通過相機(jī)(3)獲取注塑機(jī)模腔的原始圖像； b、 通過圖像處理與保護(hù)控制器(2)將原始圖像進(jìn)行灰度化處理，分析獲取原始圖像中 每個(gè)像素點(diǎn)的的R、G和B分量，將每個(gè)像素點(diǎn)的R、G和B分量代入如下公式運(yùn)算：temp = (r* 299+g*587+b*114+500)/1000,計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的temp值，并將每個(gè)像素點(diǎn)的temp值覆蓋原 始圖像像素點(diǎn)，得出灰度化圖像； C、圖像處理與保護(hù)控制器(2)對灰度圖像進(jìn)行中值濾波處理，W3個(gè)像素點(diǎn)*3個(gè)像素點(diǎn) 劃分灰度化圖像為多個(gè)灰度圖像模塊，從而獲得灰度圖像模塊中9個(gè)像素點(diǎn)的灰度值，將每 個(gè)灰度圖像模塊中的9個(gè)像素點(diǎn)灰度值分別進(jìn)行如下公式運(yùn)算:g(x，y)=med{f(x-k，y-l), 化，1EW)}，式中的med為中值運(yùn)算，即把W矩陣中的像素點(diǎn)先進(jìn)行大小排序，再求出W矩陣中 像素點(diǎn)的中值，并用求得的中值代替每個(gè)灰度圖像模塊中屯、點(diǎn)的像素值，得到中值濾波圖 像； d、 圖像處理與保護(hù)控制器(2)對中值濾波圖像進(jìn)行3層小波變換處理，通過小波基函數(shù)J，τER;a〉0，其中a為伸縮因子，τ為平移因子，令Ψ(χ，y)表示二維基本小 波，那么二維連續(xù)小波定義為：其中： I示W(wǎng)(x，y)的尺度伸縮和二維位移，i為了保證小 任 波變換前后其能量不變而引入的歸一化因子，得到3層小波變換圖像； e、 圖像處理與保護(hù)控制器(2)對3層小波變換圖像進(jìn)行小波純化處理，即分別對3層小 波變換圖像的低頻分解系數(shù)進(jìn)行增強(qiáng)處理、高頻分解系數(shù)進(jìn)行衰減處理，當(dāng)分解系數(shù)c(i)〉 405時(shí)，則進(jìn)行低頻分解系數(shù)增強(qiáng)處理，對其權(quán)重增加4倍，即c(i) = 4*c(i);當(dāng)c(i)《405 時(shí)，則進(jìn)行高頻系數(shù)衰減處理，對其權(quán)重衰減為原來的0.1，即c(i)=0.1*c(i)，得到小波純 化圖像； f、 圖像處理與保護(hù)控制器(2)對小波純化圖像進(jìn)行二值化處理，經(jīng)過小波分解與重構(gòu) 后的圖像記為f(x，y)，那么經(jīng)過二值化后的圖像為，其中t虹eshold是二值化選取的闊值，得到二值化圖像； g、 圖像處理與保護(hù)控制器(2)對二值化圖像進(jìn)行像素0與1的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，并將此統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)作為一個(gè)數(shù)組進(jìn)行儲存； h、 對于同一注塑機(jī)模腔拍攝多張?jiān)紙D像，并將各原始圖像進(jìn)行步驟1-7圖像處理，獲 得每張圖片的數(shù)組，將各數(shù)組輸入線性核函數(shù):Κ(Χι，^)=Χι ·刮，將獲得兩類樣本(xi，yi)， 其中i = l，2, . . .n，n為獲得的樣本數(shù)，當(dāng)xi為含有殘留物的樣本類W1時(shí)，yi = l，當(dāng)xi為不含 殘留物的樣本類W2時(shí)，yi = -l，即含有殘留物的數(shù)組特性標(biāo)記為1，無殘留物的數(shù)組特性標(biāo)記 為-1，并且訓(xùn)練支持向量機(jī)，即求得分類模型中的參數(shù) i、 當(dāng)圖像處理與保護(hù)控制器(2)判斷數(shù)組特性標(biāo)記為1，即模腔內(nèi)含有殘留物時(shí)，圖像 處理與保護(hù)控制器(2)通過通訊器(5)將含有殘留物信息反饋到注塑機(jī)控制器中，并通過蜂 鳴報(bào)警器(4)進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)控制器(2)判斷數(shù)組特性標(biāo)記為1，即模腔內(nèi)不存在殘留物時(shí)，控 制器(2)不動作。
【文檔編號】B29C45/84GK106079338SQ201610459520
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】周文輝, 謝清新, 宋曉莉, 朱春媚, 黎冬媛
【申請人】電子科技大學(xué)中山學(xué)院