如何設(shè)計(jì)出符合食品要求的高速OCR產(chǎn)品?

在過(guò)去，光學(xué)字符識(shí)別(OCR)視覺(jué)系統(tǒng)并不被傳統(tǒng)地認(rèn)為是快速、靈活或可維護(hù)的。然而，今天的系統(tǒng)是不同的，在世界范圍內(nèi)，谷物和零食產(chǎn)品的頂級(jí)制造商要求OCR機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，能夠從傳送帶上剔除打印錯(cuò)誤數(shù)據(jù)代碼的包裝食品。該制造商尋求升級(jí)其現(xiàn)有的系統(tǒng)，以滿足新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)食品安全標(biāo)準(zhǔn)，并改善整體的OCR檢查過(guò)程。

OCR

如何才能設(shè)計(jì)出符合食品要求的高速OCR產(chǎn)品呢，必須先準(zhǔn)備前端硬件，如相機(jī)，打印機(jī)和上萬(wàn)張打印機(jī)在線打印的圖片，用于測(cè)試。

軟件上使用圖像集優(yōu)化算法參數(shù)，并為必要的處理和成像硬件建立基線。測(cè)試結(jié)果包括多臺(tái)打印機(jī)和大量打印變化(例如對(duì)比度、長(zhǎng)寬比、行位置、字符間距和曲線)。

噴碼字符

對(duì)于視覺(jué)系統(tǒng)的相機(jī)部分，可以選擇像元較大，幀率較高的相機(jī)，相機(jī)的分辨率按照我們的拍攝視野類確認(rèn)即可，字符直徑一般為5像素的點(diǎn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)99.97%的讀取率，即小于300parts /million的失敗率。而且可以減少圖像存儲(chǔ)和帶寬需求。

一次檢測(cè)的典型檢查時(shí)間大約是40毫秒，包括兩行文本，大約36個(gè)字符。

我們創(chuàng)建并測(cè)試了與標(biāo)準(zhǔn)英文字母數(shù)字字體性能類似的外國(guó)字體文件。該算法能夠在兩行總共36個(gè)字符的文本上每分鐘超過(guò)1200次檢查。在單次讀取嘗試中，讀取率高達(dá)2500次/分鐘。程序支持的多線程和多核處理幫助實(shí)現(xiàn)了所需的讀取速率。

每分鐘檢查1200個(gè)零件的速度只能提供50毫秒/零件的連續(xù)檢查時(shí)間。一次讀取嘗試的平均檢查時(shí)間剛好低于這個(gè)值，為40 ms。建議進(jìn)行三次讀取嘗檢測(cè)，以增強(qiáng)系統(tǒng)的健壯性。檢測(cè)周期超過(guò)100ms，早期檢測(cè)時(shí)甚至高達(dá)286ms。為了克服這些困難，vision系統(tǒng)不得不依賴多線程架構(gòu)特性。多線程是并行處理的意識(shí)，是計(jì)算機(jī)可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)進(jìn)程的功能。

通過(guò)多線程處理, vision系統(tǒng)還可以接收和緩沖圖像，以便在隊(duì)列中進(jìn)行處理，并讓多個(gè)線程并行處理這些圖像。雖然多線程體系結(jié)構(gòu)能夠很好地滿足較高的處理速度，但這要求視覺(jué)系統(tǒng)跟蹤被檢查的部件，以便根據(jù)可能更長(zhǎng)的檢查時(shí)間正確地拒絕失敗的部件。

高速傳送帶

例如,如果材料在高速輸送機(jī)上運(yùn)行，視覺(jué)系統(tǒng)處理隊(duì)列會(huì)比較長(zhǎng),或者閱讀的時(shí)間明顯加長(zhǎng),等待檢驗(yàn)結(jié)果將大大延后，部分在傳送帶上的物品沒(méi)有得到通過(guò)或失敗結(jié)果。對(duì)于這樣應(yīng)用程序，如果一次讀取需要長(zhǎng)達(dá)500毫秒的時(shí)間來(lái)處理該部件，那么它將在傳送帶上向前移動(dòng)近1米。我們要準(zhǔn)備足夠長(zhǎng)的傳送帶。

噴射器和檢測(cè)位置相隔1.5米,這樣在視覺(jué)系統(tǒng)的檢測(cè)時(shí)間偶爾過(guò)長(zhǎng)，能夠保證檢驗(yàn)結(jié)果將是排料之前能夠到達(dá)噴射器系統(tǒng)。

最后OCR解決方案是靈活和健壯的，足以滿足應(yīng)用程序的需求。