基于机器视觉的计算机拼图自动识别方法

摘要

一种基于及其视觉的拼图片自动识别方法，采用机器视觉的方法，利用位于拼图工作区上方的摄像机对随意打乱的拼图片进行图像信息采集，信息经图像采集卡传送到计算机进行预处理，运用边缘检测与阈值分割的方法确定有效的拼图片，并对每一片拼图片提取拼图片在工作区域的位置信息与角度信息。利用位置信息计算拼图片的中心点，利用角度信息将拼图片转回正姿态后，与模板进行匹配。根据模板匹配算法，选取相似度最好的匹配结果作为识别结果，确定拼图片的正确位置，直至完成所有拼图片的识别，最后复原图像。本发明具有准确性高、可靠性好、速度快等特点。

主权项

1、一种基于机器视觉的计算机拼图自动识别方法，其特征在于包括如下步骤：1)通过CCD摄像机采集拼图工作区的图像信息，采用中值滤波去除图像噪声、灰度化处理，采用阈值分割方法将拼图片与背景分割，完成图像预处理；2)采用边缘检测算法对同属一片拼图片的相邻象素进行标记，并统计每片拼图片包含的象素数目，当某拼图片包含的象素数目少于设定阈值时，则将其判断为无效拼图片，不进行后续处理；3)对有效的拼图片提取特征量，遍历该拼图片包含的象素，得到拼图片上下左右四角的坐标值，由此计算出拼图片的中心点位置坐标，及拼图片相对于正姿态摆放需要转动的角度θ；4)将拼图片旋转θ角转到正姿态摆放后，使用基于相似度的模板匹配算法与存储的所有模板进行匹配，拼图片每旋转90度与模板进行一次匹配，记录每次的匹配结果及对应已转过的角度$\frac{\mathrm{n\pi }}{2},n=\mathrm{0,1,2,3};$ 5)比较匹配结果，选取相似度最好的匹配结果作为识别结果，读取此次匹配对应的角度$\frac{\mathrm{n\pi }}{2},n=\mathrm{0,1,2,3},$ 同时将此次匹配对应模板的中心点坐标作为拼图片的中心点坐标，确定拼图片的正确位置；6)对所有拼图片完成识别后，根据每个拼图片的中心点坐标和需要转动的角度$\alpha =\theta +\mathrm{n\pi }/2,n=\mathrm{0,1,2,3}$ 进行仿真，仿真完毕后利用串口向机械手传送指令，由机械手完成自动拼图复原。