基于摄像头的Tips位置信息识别方法及终端与流程

基于摄像头的tips位置信息识别方法及终端
技术领域
1.本发明属于机器视觉检测技术领域，具体涉及一种基于摄像头的tips位置信息识别方法及终端。


背景技术：

2.在现有的一种治具板上设置有若干个孔洞，每一个孔洞都有可能载有tips，在向tips注射试剂或样本前，应先确定治具板上哪些位置上载有tips，哪些位置上没有。若是不进行tips的确认，则会向空载的孔洞注射试剂或样本，这会造成操作环境生化污染。
3.现有技术是依靠人工确定是否全载，如有空载则需要手动指定空载位置，这不仅增加了操作人员的工作强度，同时，也会人为误判而造成设备生化污染问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供了一种基于摄像头的tips位置信息识别方法及终端，以实现tips位置信息的自动化识别，从而避免人工识别所造成的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明公开了基于摄像头的tips位置信息识别方法，包括：
6.获取治具板的初始图像；
7.将所述初始图像转换成双色调图像；
8.将所述双色调图像按照所述治具板的孔洞分布情况进行区域划分；
9.根据每一个区域内预设颜色像素点的数量判断所述区域内的孔洞是否载有tip，得到并输出判断结果，所述预设颜色像素点为含有所述双色调中其中一种颜色的像素点。
10.进一步地，所述获取治具板的初始图像包括：
11.根据处于空载情况的治具板与拍摄环境的色差截取所述治具板的位置信息；
12.基于所述治具板的位置信息截取出初始图像。
13.进一步地，所述根据处于空载情况的治具板与拍摄环境的色差截取所述治具板的位置信息包括：
14.获取处于空载情况的治具板的调试图像，所述调试图像是处于空载情况的治具板位于与治具板颜色相区别的环境色下所拍摄的图像；
15.对所述调试图像进行颜色聚类，所述聚类的数量为2且颜色初值分别为处于空载情况的治具板颜色和拍摄环境的环境色；
16.提取聚类为治具板颜色的所有像素中的坐标极值，得到所述治具板的位置信息。
17.进一步地，所述将所述初始图像转换成双色调图像包括：
18.将所述初始图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
19.将所述灰度图像按照预设的两种颜色进行处理，得到双色调图像。
20.进一步地，所述将所述灰度图像按照预设的两种颜色进行处理，得到双色调图像包括：
21.获取所述灰度图像的平均灰度值，将所述平均灰度值作为灰度阈值；
22.将所述灰度图像上每一个像素点的颜色根据其灰度值是否大于灰度阈值来转换成所预设的两种颜色，得到双色调图像。
23.进一步地，所述将所述双色调图像按照所述治具板的孔洞分布情况进行区域划分之前还包括：
24.对所述双色调图像进行开运算，所述开运算的形态结构元素为tips的横截面形状。
25.进一步地，所述将所述双色调图像按照所述治具板的孔洞分布情况进行区域划分包括：
26.将所述双色调图像按照所述治具板的孔洞分布情况进行均分为与所述孔洞数量一致的矩形区域。
27.进一步地，所述根据每一个区域内预设颜色像素点的数量判断所述区域内的孔洞是否载有tip包括：
28.根据每一个区域内预设颜色像素点的数量是否大于数量阈值来判断所述区域内的孔洞是否载有tip，所述数量阈值通过所述区域像素数量的百分比来设定。
29.进一步地，所述双色调图像为黑白图像。
30.为了解决上述技术问题，本发明还公开了基于摄像头的tips位置信息识别终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实施上述基于摄像头的tips位置信息识别方法。
31.本项发明通过获取治具板的初始图像，将初始图像转换成双色调图像，将双色调图像按照治具板的孔洞分布情况进行区域划分，最后根据每一个区域内预设颜色像素点的数量判断区域内的孔洞是否载有tip，从而实现tips位置信息的自动化识别，从而避免人工识别所造成的问题。
附图说明
32.图1为本发明实施例的基于摄像头的tips位置信息识别方法的流程示意图；
33.图2为本发明实施例涉及的灰度图像的示意图；
34.图3为本发明实施例涉及的黑白图像的示意图；
35.图4为本发明实施例涉及的判断结果在黑白模式下的示意图；
36.图5为本发明实施例的基于摄像头的tips位置信息识别终端的结构示意图。
37.标号说明：
38.1、基于摄像头的tips位置信息识别终端；2、处理器；3、存储器。
具体实施方式
39.下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
40.应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
41.本发明的具体实施例可以应用在：需要对治具板上的tips进行诸如注射试剂、注
射样本等等操作时。本发明可以帮助其准确获取治具板上载有tips的位置信息。
42.实施例一
43.在本实施例中，为了拍摄治具板的图像，需要在原先的设备的安装摄像头，因此对于安装的摄像头的说明如下：
44.(1)摄像头安装位置：摄像头直接安装在试剂注射臂上，由此，无需增加新的固定部件来固定摄像头，避免干扰试剂注射臂的移动。
45.(2)摄像头拍摄方向：正下方或者说正对着治具板的方向。
46.(3)摄像头拍摄高度：10cm～15cm，保证治具板全貌进入视野，治具板边沿无显著形变。
47.(4)拍摄时机：待注射的治具板首次注射前，注射臂移动至治具板正上方时，稍做停顿，进行拍摄。
48.(5)拍摄环境：普通白光照明，但背景颜色不选用白色，且应与治具板板的颜色有明显差异。
49.如图2至4可知，本实施例中的治具板为96孔板，其上有96个孔洞，在其他实施例中，可根据用户需求放置对应的治具板。
50.由此，结合图1至图4，本实施例提供的一种基于摄像头的tips位置信息识别方法，包括：
51.步骤s1、获取治具板的初始图像；
52.在本实施例中，步骤s1包括：
53.步骤s11、根据处于空载情况的治具板与拍摄环境的色差截取治具板的位置信息；
54.其中，步骤s11包括：
55.步骤s111、获取处于空载情况的治具板的调试图像，调试图像是处于空载情况的治具板位于与治具板颜色相区别的环境色下所拍摄的图像；
56.步骤s112、对调试图像进行颜色聚类，聚类的数量为2且颜色初值分别为处于空载情况的治具板颜色和拍摄环境的环境色；
57.步骤s113、提取聚类为治具板颜色的所有像素中的坐标极值，得到治具板的位置信息。
58.其中，坐标极值包括(minx,miny)，(minx,maxy)，(maxx,miny)，(maxx,maxy)，从而截取到的初始图像为矩形图片。
59.其中，在批量生产设备时，由于生产调试过程中不可避免会存在少许误差，使得每台设备都略有不同，在出厂应前先执行步骤s11，以减少生产企业技术人员的工作强度
60.步骤s12、基于治具板的位置信息截取出初始图像。
61.由于在每次检测时，同一设备上的摄像头和拍摄对象的相对位置关系是固定的，拍摄对象的尺寸也是固定的，因此裁剪的顶点位置也是固定的，可以在调试过程中以固定的顶点坐标截取矩形图片，即在步骤s11得到96孔板的顶点坐标后，交付给用户进行使用，使得出厂后用户在使用过程中只需要执行步骤s12即可，从而避免不可预知的用户使用环境导致故障。
62.应当说明的是，在本实施例中，96孔板在初始图像中为蓝色或者深绿色。
63.步骤s2、将初始图像转换成双色调图像；
64.在本实施例中，步骤s2包括：
65.步骤s21、将初始图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
66.应当说明的是，在本实施例中，96孔板在初始图像中为蓝色或者深绿色。
67.将获取到的初始图像代入以下公式：gray＝0.30r+0.59g+0.11b，其中，gray为计算出的灰度值，r、g、b为彩色图片红、绿、蓝三通道的数值，之后就得到图2所示的灰度图像。在其他实施例中，对于初始图像的灰度化处理可以采用其他灰度化公式。
68.步骤s22、将灰度图像按照预设的两种颜色进行处理，得到双色调图像。
69.在本实施例中，双色调图像为黑白图像，在其他实施例中，可以为用户选择的两种颜色来进行区分。
70.因此，步骤s22是将灰度图像转换为黑白图像，则包括：
71.步骤s221、获取灰度图像的平均灰度值，将平均灰度值作为灰度阈值；
72.如图2所示的灰度阈值为0.511。
73.步骤s222、将灰度图像上每一个像素点的颜色根据其灰度值是否大于灰度阈值来转换成所预设的两种颜色，得到双色调图像。
74.即将灰度图像上每一个像素点的灰度值大于0.511就转为黑色，若小于0.511就转为白色，以形成如3所示的黑白图像。
75.步骤s3、对双色调图像进行开运算，开运算的形态结构元素为tips的横截面形状。
76.即对黑白图像先腐蚀后膨胀，平滑图像的轮廓，消弱狭窄的部分，去掉细的突出。在本实施例中，tip的横截面形状为圆形，则开运算的形态结构元素为圆，圆的半径与图片的尺寸有关，选择宽的0.1％是一个合理的数值。本实施例中，图片水平宽度为2640像素，半径选为3像素。
77.步骤s4、将双色调图像按照治具板的孔洞分布情况进行区域划分；
78.在本实施例中，步骤s4包括：
79.将双色调图像按照治具板的孔洞分布情况进行均分为与孔洞数量一致的矩形区域。
80.即将整幅图片平均划分成8行12列共96个区域。
81.步骤s5、根据每一个区域内预设颜色像素点的数量判断区域内的孔洞是否载有tip，得到并输出判断结果，预设颜色像素点为含有双色调中其中一种颜色的像素点。
82.在本实施例中，根据每一个区域内预设颜色像素点的数量判断区域内的孔洞是否载有tip包括：
83.根据每一个区域内预设颜色像素点的数量是否大于数量阈值来判断区域内的孔洞是否载有tip，数量阈值通过区域像素数量的百分比来设定。
84.在本实施例中，预设颜色像素点为白色像素点，即统计每个区域内白色像素点的数量，如果数量大于数量阈值则判断该位置载有tip，否则认为该位置空载。数量阈值在一个较宽的范围内，比如区域像素总量的3％-10％。本例中，图片为2460
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1760个像素，划分成96个区域后，每个区域像素数量为48400个，选取的阈值为3000，约为该区域像素总量的6.2％。
85.最终得到判断结果参照图4所示。
86.但需要说明的是，因为图4是符合专利要求的黑白图像，因而无法展示真正实际的
色彩图像，在实际的色彩图像中，对于tip的区域边沿线采用绿色，而空载的区域实际上也是有矩形的红色边沿线进行区分的，即每一个区域都有区域边沿线，根据其是否载有tip而赋予不同的颜色进行区分。
87.同理，在得到黑白图像上的判断结果之后，本实施例最终还会生成在初始图像上的判断结果，即在初始图像上的每一个孔洞的都会按照划分的区域生成区域边沿线，根据其是否载有tip而赋予不同的颜色进行区分。
88.由此，实现tips位置信息的自动化识别，从而避免人工识别所造成的问题，即降低了操作人员的工作强度，避免人为误判造成的设备生化污染问题。
89.实施例二
90.如图5所示，基于摄像头的tips位置信息识别终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，其中，处理器2执行计算机程序时实施上述实施例一中的基于摄像头的tips位置信息识别方法。
91.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。