專利名稱：自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于物流裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于消除物料流系統(tǒng)攝像過程中，由于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(zhì)量的自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置。
背景技術(shù)：
隨著計算機技術(shù)，光學(xué)技術(shù)，光電技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于圖像特征信息的物料分類或目標辨別技術(shù)已經(jīng)在軍事、交通、監(jiān)控、工業(yè)檢測、農(nóng)產(chǎn)品分級及雜質(zhì)剔除等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通常一個典型的圖像識別系統(tǒng)包括光源、光學(xué)系統(tǒng)、攝像機、圖像采集與數(shù)字化系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)等幾個部分。在圖像識別系統(tǒng)中，所獲取圖像質(zhì)量的優(yōu)劣是整個系統(tǒng)成敗的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在。對圖像質(zhì)量造成影響的因素很多，有光源光照強度、光源光波波長范圍、背景顏色和亮度、攝像機鏡頭光學(xué)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(tǒng)中，為了得到較高質(zhì)量的圖像，使用的方法主要是采用(光照均勻性、穩(wěn)定性、顯色性、光照強度、使用壽命等方面)更好的光源，借助于計算機硬件及軟件技術(shù)，進行諸如濾波、傅立葉變換等，去除圖像中噪聲干擾。而很少在背景上采取措施，特別是工業(yè)檢測、農(nóng)產(chǎn)品分級及雜質(zhì)剔除等背景可以人為設(shè)置和控制的場合，通過對背景的正確設(shè)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(tǒng)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(fā)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(xiàn)了時亮?xí)r暗的情況，在背景不被照亮?xí)r，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(dǎo)致這些像素點的特征信息失真，從而使后續(xù)的基于特征量(如顏色、亮度等)的判別出現(xiàn)差錯，為此，本設(shè)計人經(jīng)過潛心研究，研制開發(fā)了一種可以有效地消除背景陰影，提高圖像質(zhì)量，以便為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供真實準確信息的自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置，試驗證明，應(yīng)用效果良好。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容1、要解決的技術(shù)問題本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)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(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置。
2、技術(shù)方案本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在檢測區(qū)域的上、下方對稱地設(shè)置一組角度可調(diào)的物料照明光源固定于支架上，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于輸送機傳輸方向設(shè)置條狀透光窗，在透光窗的兩側(cè)分別設(shè)置遮光板，透光窗后部中心區(qū)縱向設(shè)置背景條，背景條后部設(shè)置背景光源，背景光源外部設(shè)置光源罩。
3、有益效果由于本實用新型采用了專用背景光源進行高亮度照射，通過調(diào)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(qū)有無物料通過，背景條的照度都能維持相對穩(wěn)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(qū)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(zhì)量。
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型不限于附圖所示。


圖1為本實用新型在工作狀態(tài)下的整體結(jié)構(gòu)主視示意圖；圖2為圖1之光源部俯視旋轉(zhuǎn)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(qū)域1上、下方對稱地設(shè)置一組角度可調(diào)的物料照明光源2固定于支架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的前面垂直于輸送機12傳輸方向設(shè)置條狀透光窗4，在透光窗4的兩側(cè)分別設(shè)置遮光板5，透光窗4后部中心區(qū)縱向設(shè)置背景條6，背景條6后部設(shè)置背景光源7，背景光源7外部設(shè)置光源罩8。
在輸送機12的下方，下部物料照明光源的后部設(shè)置托風(fēng)裝置，托風(fēng)口10的下沿與下透光窗平齊，其上設(shè)置托風(fēng)調(diào)節(jié)板11。平行改變調(diào)節(jié)板11的位置可以調(diào)整托風(fēng)口氣流的方向性。
如圖2-圖4所示，物料照明光源2安裝于光源支架17上，并設(shè)置有調(diào)節(jié)機構(gòu)，每一條狀光源的兩端均有手輪支架14安裝調(diào)節(jié)手輪15和鎖緊螺母16，并通過光源支架17實現(xiàn)對物料照明光源2的調(diào)控。
圖5-圖7示出了背景條照明光源組件的結(jié)構(gòu)關(guān)系。設(shè)置背景光源7外部的發(fā)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，并且不遮擋同側(cè)物料照明光源對檢測區(qū)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(diào)的全彩色LED條狀)的顏色來調(diào)控背景條的顏色，即背景光源為顏色可控可調(diào)的全彩色LED光源，均不影響本實用新型目的的實現(xiàn)。
透光窗兩側(cè)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(diào)整物料照明光源的角度，并適當調(diào)整上下透光窗兩側(cè)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(qū)域。對背景條另采用條狀專用光源進行高亮度照射，這樣，不論檢測區(qū)域有無物料流通過，背景條的照度都能維持相對穩(wěn)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(qū)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(zhì)量較高，能比較真實地反應(yīng)物料流的固有特征。
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(tài)，并以5-7m/s的速度穩(wěn)定通過檢測區(qū)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(jù)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(diào)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，并分別調(diào)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。改變托風(fēng)調(diào)節(jié)板11的位置調(diào)整氣流的方向，防止物料流帶來的灰塵污染下透光窗，影響圖像的質(zhì)量。按上述步驟調(diào)整好后，即可進入實時監(jiān)控工作狀態(tài)。
本實用新型的特點1、結(jié)構(gòu)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(zhì)量的情況發(fā)生，為下一道數(shù)據(jù)處理提供更為準確的信息。
權(quán)利要求1.一種自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置，在檢測區(qū)域(1)的上、下方各對稱設(shè)置一組角度可調(diào)的物料照明光源(2)固定于支架(3)上，攝像機(13)的檢測線沿各組物料照明光源(2)之間通過，其特征是物料照明光源(2)的前面垂直于輸送機(12)傳輸方向設(shè)置條狀透光窗(4)，在透光窗(4)的兩側(cè)分別設(shè)置遮光板(5)，透光窗(4)后部中心區(qū)縱向設(shè)置背景條(6)，背景條(6)后部設(shè)置背景光源(7)，背景光源(7)外部設(shè)置光源罩(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置，其特征是在輸送機(20)的下方，下部物料照明光源的后部設(shè)置托風(fēng)裝置，托風(fēng)口(10)的下沿與下透光窗平齊，其上設(shè)置托風(fēng)調(diào)節(jié)板(11)。
3.如權(quán)利要求1所述的自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置，其特征是物料照明光源(2)安裝于光源支架(17)上，并設(shè)置有調(diào)節(jié)機構(gòu)，每一條狀光源的兩端均有手輪支架(14)安裝調(diào)節(jié)手輪(15)和鎖緊螺母(16)，并通過光源支架(17)實現(xiàn)對物料照明光源(2)的調(diào)控。
4.如權(quán)利要求1所述的自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置，其特征是背景光源(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(quán)利要求1或4所述的自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置，其特征是背景光源(7)為顏色可控可調(diào)的全彩色LED光源。
專利摘要本實用新型公開了一種自發(fā)光式消除圖像背景陰影的裝置。物料照明光源(2)的前面垂直于輸送機(12)傳輸方向設(shè)置條狀透光窗(4)，在透光窗(4)的兩側(cè)分別設(shè)置遮光板(5)，透光窗(4)中心縱向設(shè)置背景條(6)，背景條(6)后部設(shè)置背景光源(7)，其外部設(shè)置光源罩(8)。本實用新型不論檢測區(qū)有無物料通過，背景條是照度都能維持相對穩(wěn)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(zhì)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(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者張勇, 唐向陽, 李江有, 黃崗, 關(guān)宏, 楊曉華 申請人:云南昆船設(shè)計研究院