多光源图像采集方法、装置、存储介质及设备与流程

本申请涉及生产线智能制造领域，特别涉及一种多光源图像采集方法、装置、存储介质及设备。

背景技术：

因为产品质量追溯，在食品，药品，快消品，机械零件等各行业的广泛应用，二维码打印，采集在生产线的改造中将必不可少。有些产品的表面材质为有镜面反射的金属，比如在啤酒行业的皇冠盖(玻璃瓶装啤酒盖)的盖外和盖内都需要使用激光刻码。

行业技术特点，由于生产线速度快，所以需要采集清晰的二维码图像来提高解码速度。

在同一条生产线上不同品种啤酒瓶类产品高低不同，需要工业采集设备有大景深小光圈，所以光源选择必须亮度足够。在生产线二维码采集空间一般比较狭窄，光源非常靠近被摄物体，高亮度光源容易产生镜面反射光斑。

在某些应用场景下，二维码需要避开皇冠盖上的一些区域的底图，保证刻二维码后皇冠盖的美观，这时，二维码边缘离皇冠盖边缘非常靠近。

当光源放在不同位置，在被摄物体的不同位置会产生镜面反射。

现有技术方案中，尽量降低光照亮度，使镜面反射光斑变小，同时带来二维码图像噪点变多，影响解码效率。小反射光斑遮住二维码关键部分导致在指定时间不能解码时，剔除装置发起剔除动作。现有技术方案导致的结果为解码效率降低，错码率提高，产品剔除率高，降低生产线的生产效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的被采集物体的采集图像不清晰造成的产品剔除率高，解码效率低，以及生产线的生产效率低的问题，本申请主要提供一种多光源图像采集方法、装置、存储介质及设备。

为了实现上述目的，本申请采用的一个技术方案是：提供一种多光源图像采集方法，其包括：当检测设备检测到被采集物体到达采集位置时，将到达指令传输到工控中心；工控中心根据到达指令，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度照射被采集物体，并控制采集设备分别采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像，其中，n为不小于2的自然数；将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种多光源图像采集装置，其包括：检测模块，用于检测被采集物体的位置，当被采集物体到达采集位置时，将到达指令传输到工控中心；采集模块，用于根据到达指令，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度分别照射被采集物体，并控制采集设备分别采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像，其中，n为不小于2的自然数；合成模块，用于将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该计算机指令被操作以执行方案一中的多光源图像采集方法。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机设备，其包括处理器和存储器，存储器存储有计算机指令，该计算机指令被操作以执行方案一中的多光源图像采集方法。

本申请的技术方案可以达到的有益效果是：本申请设计了多光源图像采集方法、装置、存储介质及设备。该方法通过在多个不同位置以及不同角度的光源下，采集多个对应角度下被采集物体的图像，将多张图像进行合成得到一张清晰图像，以提高生产线上的解码效率，降低产品剔除率，提高生产线的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种多光源图像采集方法的一个具体实施方式的示意图；

图2是本申请一种多光源图像采集方法的执行设备硬件图；

图3是本申请一种多光源图像采集方法的控制流程图；

图4是本申请一种多光源图像采集装置的一个具体实施方式的示意图。

通过上述附图，已示出本申请确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

二维码拍照采集时需要的二维码图像是高对比度的，无高光反射破坏的二维码完整性的图像。将二维码打印到特殊有镜面反射材质时，比如打印到金属上，并且在金属边缘有弧度时，单一光源照射在材质表面。使用相机拍照采集二维码时，二维码的边缘有弧度部分容易产生高光反射。在现有技术中，一般通过降低光照亮度来减少镜面反射的面积，依然有镜面反射可能遮挡二维码内容，导致剔除率高，并且可能导致图像噪点增加，降低二维码的解码速度，同时必须增大采集设备的光圈，导致景深变浅，在被采集物体与采集设备的镜头有高低变化时还需要重新对焦。

本申请提供的多光源图像采集方法适用场景为：由于食品，药品，快消品，机械零件等各行业的技术特点，生产线上速度快，而采集在生产线上必不可少，并且需要采集清晰图像来提高效率。

本申请的发明构思是：本申请通过在采集位置上方安装多个光源设备，并且每个光源设备都有各自的照射角度，采集设备采集多个对应照射角度下被采集物体的图像，将多张图像进行合成得到一张清晰图像，以提高生产线上的解码效率，降低产品剔除率，提高生产线的生产效率。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1示出了本申请一种多光源图像采集方法的一个具体实施方式。

在图1所示的具体实施方式中，一种多光源图像采集方法主要包括当检测设备检测到被采集物体到达采集位置时，将到达指令传输到工控中心；工控中心根据到达指令，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度照射被采集物体，并控制采集设备分别采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像，其中，n为不小于2的自然数；将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像。

在该具体实施方式中，检测设备包括但不限于光电传感器，工控中心包括但不限于工控计算机，光源设备包括但不限于灯，采集设备包括但不限于采集相机。工控中心用于控制检测设备、采集设备以及光源设备。当检测设备检测到被采集物体到达指定的采集位置时，检测设备发送到达指令给工控中心，工控中心接收到达指令，并根据到达指令做出一系列指令，工控中心控制n个光源设备依次以各自对应的照射角度照亮被采集物体，并在每个光源设备照亮被采集物体的同时，工控中心控制采集设备采集被采集物体的具有高光位置的图像，工控中心控制采集设备采集n张具有不同高光区域的位置的图像，并将n张图像进行合成，得到一张被采集物体的无高光的清晰图像。通过多个光源设备以不同的照射角度照亮被采集物体，不需要降低其光照亮度，可提高生产效率；当被采集物体与采集设备的镜头有高低变化时，本申请不需要重新对焦，不影响生产线上的生产效率；n张图像合成后的一张无高光图像的内容清晰完整，图像噪点少，解码速度快，可以在高速生产线上应用。n的取值为大于等于2，表示光源设备的数量至少有两个。

在图1所示的一个具体实施方式中，多光源图像采集方法主要包括步骤s101，当检测设备检测到被采集物体到达采集位置时，将到达指令传输到工控中心。

在该具体实施方式中，被采集物体只有到达采集位置才能被采集设备采集到图像，其中，采集位置可以是在生产线上位于采集设备正下方的地方，也可以是在采集设备视野范围内的生产线上的一段短距离；当被采集物体进入走出采集设备的视野范围时，检测设备将被采集物体的实时位置传输给工控中心，方便工控中心控制各个设备。

在图1所示的一个具体实施方式中，多光源图像采集方法主要包括步骤s102，工控中心根据到达指令，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度照射被采集物体，并控制采集设备分别采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像，其中，n为不小于2的自然数。

在该具体实施方式中，工控中心一接收到检测设备发送的到达指令，工控中心控制n个光源设备以各自对应的照射角度独立照亮被采集物体，同时控制采集设备分别采集被采集物体的图像，每张图像具有各自对应位置的高光。工控中心控制n个光源设备轮流照亮被采集物体，并控制采集设备采集到对应的图像，不需要降低光源设备的光照亮度，并且采集设备的光圈小，景深大，被采集物体与采集设备的镜头有高低变化时，采集设备不需要重新对焦，提高了生产线上的生产效率。

在本申请的一个具体实施例中，光源设备的数量n的取值根据被采集物体的面积进行确定，其中，面积越大，数量n的取值越大。

在该具体实施例中，当被采集物体的面积更大时，为确保被采集物体能被照射到，需要增加光源设备的数量，可能使用三个或三个以上的光源设备，有助于完成有高光缺陷图像的合并修补。

在本申请的一个具体实施例中，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度照射被采集物体，并控制采集设备采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像的过程具体包括，工控中心控制第n光源设备以第n照射角度照射被采集物体，控制采集设备采集被采集物体的第n图像；在第n图像采集完毕后，工控中心关闭第n光源设备，并控制第n+1光源设备以第n+1照射角度照射被采集物体，控制采集设备采集被采集物体的第n+1图像，其中，n为不小于1且小于n的自然数。

在该具体实施例中，工控中心控制通过轮流控制第n光源设备和第n+1光源设备分别以各自对应的第n照射角度和第n+1照射角度照亮被采集物体，同时控制采集设备轮流采集第n图像和第n+1图像，使得第n图像和第n+1图像的高光位置均不同，便于后续的合并修补。

在本申请的一个具体实例中，当n取值为2，n取值为1时，工控中心控制第一光源设备以其对应的第一照射角度照亮被采集物体，同时并控制采集设备进行采集，当前图像采集完成后，工控中心控制第一光源设备关闭，并控制第二光源设备以其对应的第二照射角度照亮被采集物体，同时并控制采集设备进行采集，当前图像采集完成后，工控中心控制第二设备关闭。

在本申请的一个具体实施例中，采集设备布置在采集位置的上方，n个光源设备分别环绕在采集设备的四周，以保证采集设备采集的n张图像的高光区域的位置均不同。

在该具体实施例中，n个光源设备环绕在采集设备的四周，并且n个光源设备均有各自对应的照射角度，每个照射角度都是环绕采集设备正下方的位置照射，使得每个光源设备的光照都能照亮被采集物体，形成不同位置的高光。

图2是本申请一种多光源图像采集方法的执行设备硬件图。

在图2所示的一个具体实例中，n的取值为2。在图2中，检测设备为光电传感器，工控中心为工控计算机，两个光源设备分别为光源a和光源b，采集设备为采集相机。光电传感器安置在光源a的一侧，光源a和光源b分别安置在采集相机的两侧，工控计算机与光电传感器、采集相机、光源a和光源b之间的通信均可以使用有线方式，采集相机的视野范围囊括其下方的一箱产品。

在图1所示的一个具体实施方式中，多光源图像采集方法主要包括步骤s103，将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像。

在该具体实施方式中，由于n张图像各自具有不同的高光区域的位置，根据n张图像中每张图像的清晰内容可以进行合并修补，得到一张被采集物体的无高光的清晰图像，有利于降低生产线上的剔除率。

在本申请的一个具体实施例中，将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像的具体过程包括，识别第一图像的第一高光区域，获取第一图像的第一高光区域坐标，确定第一图像的第一空缺区域；根据第一图像的第一高光区域坐标，将第二图像中与第一高光区域坐标对应的坐标区域中的图像内容填充到第一图像中的第一空缺区域中，得到第一新图像；识别第m新图像的第m新高光区域，获取第m新图像的第m新高光区域坐标，确定第m新图像的第m新空缺区域；根据第m新图像的第m新高光区域坐标，将第i图像中与第m新高光区域坐标相对应的坐标区域中的图像内容填充到第m新图像中的第m新空缺区域中，得到第m+1新图像，其中m为不小于1且小于n的自然数，i为不小于3且不大于n的自然数。

在该具体实施例中，根据第一图像的第一高光区域，获取的第一图像的第一高光区域坐标，利用第一高光区域坐标得到第一图像中的第一空缺区域；利用第一图像的第一高光区域坐标，将其第一高光区域坐标代入第二图像中，得到第二图像中对应的第二区域，并将第二图像中的第二区域对应的图像内容填充到第一图像中的第一空缺区域中，得到第一新图像，并利用此方法对第一新图像进行高光区域识别、获取第一新高光区域坐标以及确定第一新空缺区域，并利用第一新高光区域坐标将第三图像中对应的图像内容填充到第一新图像中的第一新空缺区域，得到第二新图像，此过程一直重复到n张图像全部填充合并完成，通过n张图像的补充得到一张无高光的完整清晰图像，从而提高解码效率，降低错码率，降低产品剔除率，提高生产线的生产效率。

在本申请的一个具体实施例中，获取第一图像的第一高光区域坐标，确定第一图像的第一空缺区域的具体过程包括，根据获取的第一图像的第一高光区域坐标，将第一图像的第一高光区域中的图像内容剔除，得到第一图像的第一空缺区域。

在该具体实施例中，当n为2时，首先识别第一图像的第一高光区域，获取第一图像的第一高光区域坐标，然后根据第一图像的第一高光区域坐标，将第一图像上的第一高光区域坐标中的图像内容剔除，得到第一图像中的第一空缺区域，即第一空缺区域没有任何图像内容。当n为3时，首先根据第一图像和第二图像合并修补得到第一新图像，然后识别第一新图像的第一新高光区域，获取第一新图像的第一新高光区域坐标，并根据第一新图像的第一新高光区域坐标，将第一新图像上第一新高光区域坐标中的图像内容剔除，得到第一新图像中的第一新空缺区域，即第一新空缺区域没有任何图像内容。

在本申请的一个具体实施例中，识别第一图像的第一高光区域，获取第一图像的第一高光区域坐标的具体过程包括，根据第一图像对应的光源设备的照射角度，识别预先设定的第一高光区域，并获取第一高光区域对应的第一高光区域坐标，其中，识别第一高光区域的过程又包括，通过调试第一图像的第一高光区域的范围，测试第一图像中的图像内容的解码效率；当解码效率在预定阈值范围内时，确定第一图像的第一高光区域。

在该具体实施例中，采集设备以及工控中心在初始化时，配置采集图像的镜面反射高光区域，并根据光源设备的安装位置以及照射角度，预先勾选出高光区域，即识别高光区域。不同的采集设备之间的光源参数差异较大，为了确定第一图像的第一高光区域及其第一高光区域坐标，需要在现场调试第一图像的第一高光区域的范围，通过一直不断测试其第一高光区域的大小，测试第一图像中的图像内容的解码效率，直到第一图像可以顺利解码时，确定出第一图像的第一高光区域，其中，当解码效率达到预定阈值范围内时，第一图像可以顺利解码，优选的，预定阈值范围在两秒内，第一图像均可顺利解码。

图3是本申请一种多光源图像采集方法的控制流程图。

在图3所示的控制流程中，n的取值为2，其利用了两个光源设备实现高光缺陷图像的合并修补。被采集物体为产品物体，如玻璃瓶装啤酒盖，检测设备使用光电传感器，工控中心使用工控计算机，两个光源设备分别使用光源a和光源b，采集设备使用采集相机。光电传感器检测到产品物体，将产品物体的到达指令发送给工控计算机，工控计算机接收到到达指令后，控制光源a以对应的照射角度打开后，控制采集相机拍照，并将采集到的当前图像命名为a1，工控计算机控制光源a关闭后，控制光源b以对应的照射角度打开后，控制采集相机拍照，并将采集到的当前图像命名为b1。在工控计算机初始化时，根据光源a安装的位置，工控计算机可以预先勾选出高光区域，获取图像a1中的高光区域坐标area1，并将图像a1中的高光区域坐标area1区域中的内容剔除，工控计算机根据图像a1中的高光区域坐标area1获取图像b1中的相对应区域，并填补到图像a1中，合成为一张无镜面反射的清晰图像，并由工控计算机解码二维码信息。

在本申请的一个具体实例中，当n的取值为4时，工控计算机预先勾选第一图像的第一高光区域，获取第一图像的第一高光区域坐标，并将第一图像中的第一高光区域坐标中的图像内容剔除，得到第一图像的第一空缺区域，将第二图像中与第一高光区域坐标相对应的图像内容填充到第一图像中的第一空缺区域，得到第一新图像；工控计算机识别第一新图像的第一新高光区域，获取第一新图像的第一新高光区域坐标，并将第一新图像中的第一新高光区域坐标中的图像内容剔除，得到第一新图像的第一新空缺区域，将第三图像中与第一新高光区域坐标相对应的图像内容填充到第一新图像中的第一新空缺区域，得到第二新图像；工控计算机识别第二新图像的第二新高光区域，获取第二新图像的第二新高光区域坐标，并将第二新图像中的第二新高光区域坐标中的图像内容剔除，得到第二新图像的第二新空缺区域，将第四图像中与第二新高光区域坐标相对应的图像内容填充到第二新图像中，得到第三新图像；由于在本实例共采集4张图像，所以第三新图像为4张图像合成的一张被采集物体的无高光清新图像。

图4示出了本申请一种多光源图像采集装置的具体实施方式。

在图4所示的具体实施方式中，多光源图像采集装置主要包括检测模块，用于检测被采集物体的位置，当被采集物体到达采集位置时，将到达指令传输到工控中心；采集模块，用于根据到达指令，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度分别照射被采集物体，并控制采集设备分别采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像，其中，n为不小于2的自然数；合成模块，用于将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像。

在该具体实施方式中，检测模块由检测设备和工控中心组成，采集模块由光源设备、采集设备以及工控中心组成，合成模块由工控中心组成。工控中心用于控制检测设备、采集设备以及光源设备。当检测设备检测到被采集物体到达指定的采集位置时，检测设备发送到达指令给工控中心，工控中心接收到达指令，并根据到达指令做出一系列指令，工控中心控制n个光源设备依次以各自对应的照射角度照亮被采集物体，并在每个光源设备照亮被采集物体的同时，工控中心控制采集设备采集被采集物体的具有高光位置的图像，工控中心控制采集设备采集n张具有不同高光位置的图像，并将n张图像进行合成，得到一张无高光的清晰图像。通过多个光源设备以不同的照射角度照亮被采集物体，不需要降低其光照亮度，可提高生产效率；当被采集物体与采集设备的镜头有高低变化时，本申请不需要重新对焦，不影响生产线上的生产效率；n张图像合成后的一张无高光图像的内容清晰完整，图像噪点少，解码速度快，可以在高速生产线上应用。

在图4所示的一个具体实施方式中，多光源图像采集装置主要包括模块401，检测模块，用于用于检测被采集物体的位置，当被采集物体到达采集位置时，将到达指令传输到工控中心。

在图4所示的一个具体实施方式中，多光源图像采集装置主要包括模块402，采集模块，用于根据到达指令，分别控制n个光源设备以对应的n个照射角度分别照射被采集物体，并控制采集设备分别采集被采集物体的具有n个不同高光区域的n张图像，其中，n为不小于2的自然数。

在图4所示的一个具体实施方式中，多光源图像采集装置主要包括模块403，合成模块，用于将n张图像进行合成，得到被采集物体的清晰图像。

本申请提供的多光源图像采集装置，可用于执行上述任一实施例描述的多光源图像采集方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在本申请的一个具体实施例中，本申请一种多光源图像采集装置中各功能模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。

软件模块可驻留在ram存储器、快闪存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、cd-rom或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。

处理器可以是中央处理单元(英文：centralprocessingunit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digitalsignalprocessor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：applicationspecificintegratedcircuit，简称：asic)、现场可编程门阵列(英文：fieldprogrammablegatearray，简称：fpga)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。

在本申请的另一个具体实施方式中，一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，计算机指令被操作以执行任一实施例中的多光源图像采集方法。

在本申请的另一个具体实施方式中，一种计算机设备，其包括处理器和存储器，存储器存储有计算机指令，该计算机指令被操作以执行任一实施例中的多光源图像采集方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。