陳煜　李龑瑾

摘 要：本文基于圖像識別技術(shù)ORC（即光學(xué)字符識別），提出了汽車整車上牌章證信息智能核對系統(tǒng)，將車輛上牌單證與法規(guī)單證關(guān)鍵信息進行智能化識別、核對和信息存檔，提高單證信息的一致性和準(zhǔn)確性，極大提升了整車質(zhì)量在線檢驗效率，也為整車產(chǎn)品精確追溯性提供了保證。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量單證檢測 圖像識別 質(zhì)量工藝 整車檢驗

０ 引言

2017年，原環(huán)境環(huán)保部發(fā)布了《關(guān)于開展機動車和非道路移動機械環(huán)保信息公開工作的公告》，新公告要求： 機動車整車出廠必須隨車發(fā)放合格證，生產(chǎn)一致性證書，環(huán)保信息隨車清單，客戶在辦理車輛上牌手續(xù)時當(dāng)?shù)剀囕v管理所會嚴(yán)格核對合格證信息與實車符合性，對于車、證信息不符的將不予辦理上牌手續(xù)。機動車生產(chǎn)企業(yè)必須通過中國強制性產(chǎn)品認證CCC方可生產(chǎn)出廠，工廠內(nèi)部將CCC標(biāo)志張貼在車輛前風(fēng)擋右上角。從公告可以看出，合格證、一致性證書、環(huán)保信息隨車清單、CCC標(biāo)識，是客戶上牌時所需的關(guān)鍵單證。因此，需專員核對合格證、一致性證書以及環(huán)保清單上的車輛信息一致性。但是車輛信息核對工作風(fēng)險性高、工作量大，急需進行深入優(yōu)化，同時還需要考慮增加影響上牌單證的精確追溯，提升單證之間信息的比對準(zhǔn)確性和效率，減少浪費[1]。本文介紹了S公司采用智能過程質(zhì)量數(shù)據(jù)分析、視覺識別等人工感知技術(shù)，將信息技術(shù)與質(zhì)量檢驗有效融合，主攻智能檢驗在質(zhì)量檢驗中的應(yīng)用難點，提升質(zhì)量檢驗效率及產(chǎn)品質(zhì)量，同時也為企業(yè)帶來直接經(jīng)濟效益和不可忽視的社會效益。

１ 整車單證視覺識別系統(tǒng)簡介

整車單證視覺識別系統(tǒng)主要基于OCR （Optical Character Recognition，光學(xué)字符識別）視覺識別技術(shù)的應(yīng)用，該系統(tǒng)利用光學(xué)技術(shù)結(jié)合信息比對算法，把單證上的字符轉(zhuǎn)化成計算機能夠理解的格式，可以充分保證單證信息的一致性和準(zhǔn)確性。OCR視覺識別需要對原始圖片進行預(yù)處理，特征提取和學(xué)習(xí)等過程，這個過程通常包含：灰度二值化、圖像降噪、偏轉(zhuǎn)矯正、文字分割等分步驟， 涉及不同算法和控制邏輯[2]。

針對整車單證識別過程中的痛點和不足， 基于OCR視覺識別技術(shù)的整車單證視覺識別系統(tǒng)， 需要提升單證比對效率和準(zhǔn)確性，優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)防錯，增加單證電子照片存檔和精確追溯，改善人員效率，降低單證造假對于企業(yè)造成的損失，提高客戶滿意度。因此， 我們提出了整車單證識別系統(tǒng)可實現(xiàn)的3個目標(biāo)：

（1）提升單證準(zhǔn)確性：客戶因單證信息問題而造成的抱怨降為0，提升單證準(zhǔn)確性，確保每一個信息都是正確的，同時正確的單證可以投放到正確的車內(nèi)，將客戶因單證信息問題而造成的抱怨降為0；

（2）增加信息追溯性：通過系統(tǒng)，可以將任何一個已發(fā)放出去的單證，實現(xiàn)信息精確追溯，當(dāng)出現(xiàn)偽造單證時，檢驗人員可以直接通過照片比對，識別該單證是否為原發(fā)放單證，降低因出差現(xiàn)場核對信息而浪費的人力和財力資源；

（3）提升質(zhì)量增加效率：實現(xiàn)單證信息智能比對、減少了人員的操作而帶來的誤差，提升員工操作效率，優(yōu)化班次人員配置， 降低整車單車工時成本。

２ 整車單證視覺識別系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)路徑

我們建立的整車單證視覺識別系統(tǒng)可以對原始圖片進行預(yù)處理，特征提取和學(xué)習(xí)。具體開發(fā)及應(yīng)用路徑，如圖1所示這個系統(tǒng)實現(xiàn)的處理過程包括了以下四個方面。

（1）灰度二值化：就是計算機將一張彩色圖片轉(zhuǎn)化為黑白圖片同時將圖片分割兩個部分進行識別的過程。我們知道一張圖像包括目標(biāo)物體、背景以及噪聲，要想從多值的數(shù)字圖像中直接提取出目標(biāo)物體，最常用的方法就是設(shè)定一個閾值，用閾值將圖像的數(shù)據(jù)分成兩部分：大于閾值的像素群和小于閾值的像素群。研究彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度變換的特殊方法，稱為圖像灰度二值化， 比較常用的灰度二值化方法包括：雙峰法、P參數(shù)法、迭代法和OTSU法等[3]。

（2）圖像降噪：數(shù)字圖像在數(shù)字化和傳輸過程中容易受到成像設(shè)備與外部環(huán)境噪聲干擾等影響，這種影響被稱為含噪圖像或噪聲圖像， 而減少數(shù)字圖像噪聲的過程稱為圖像降噪。圖像噪聲主要來自于圖像采集、傳輸、壓縮等方面，嚴(yán)重圖像噪音對于圖片的切割和識別干擾嚴(yán)重，需要采用降噪算法進行降噪處理，這對圖像特征提取效果的影響很大。圖像降噪的方法通常有均值濾波器、自適應(yīng)維納濾波器、中值濾波器、形態(tài)學(xué)噪聲濾除器以及小波去噪等。

（3）偏轉(zhuǎn)矯正：對于用戶而言，拍照的時候不可能絕對的水平，所以，需要通過算法軟件將圖像做旋轉(zhuǎn)處理，找到最可能水平的位置，這樣切出來的圖，才有可能是最好的一個效果。偏轉(zhuǎn)矯正最常用的方法是霍夫變換，其原理是將圖片進行膨脹處理，將斷續(xù)的文字連成一條直線，便于直線檢測。計算出直線的角度后就可以利用旋轉(zhuǎn)算法，將傾斜圖片矯正到水平位置。

（4）文字分割：每個不同的文字都能通過特征來和其他文字進行區(qū)分。對于數(shù)字和英文字母來說，這些特征提取是相對容易的，而且都是小字符集。對于中文漢字來說，特征提取的難度相對困難，都是大字符集，字符數(shù)量多，漢字結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形近字多，特征維度比較大。為此，在確定了使用何種文字特征后，還有進行文字分割和特征降維，確保文字字符能夠準(zhǔn)確區(qū)分和識別[4]。

3 整車單證視覺識別系統(tǒng)應(yīng)用

從整體上來說，視覺識別項目的OCR技術(shù)分為兩個大步驟：圖像處理以及文字識別。OCR技術(shù)在圖像識別的一個應(yīng)用主要通過電子設(shè)備（例如掃描儀或數(shù)碼相機）檢查紙上打印的字符，利用暗、亮的檢測模式確定其形狀，然后用字符識別方法將形狀翻譯成計算機文字的過程。同時可以將每一份單證圖片進行留存，圖像清晰度高，后期追溯時比對性強。因此，我們選擇使用OCR視覺識別技術(shù)，即利用該技術(shù)，制作硬件設(shè)備和開發(fā)軟件，建立數(shù)據(jù)采集和比對算法，對隨車單證的關(guān)鍵信息進行圖像抓取和智能比對。

整車單證視覺識別系統(tǒng)難點在于需要不斷優(yōu)化硬件設(shè)備和軟件程序的匹配性。因為應(yīng)用OCR技術(shù)時，其50%的工作在于光源的選取，40%的工作才是算法設(shè)計，而10%的工作是照相設(shè)備的調(diào)試。即信息抓取算法是通過結(jié)合成像后的圖片進行設(shè)計的，如果成像時光強程度不一致，則信息提取的準(zhǔn)確性是無法得到保證的。通過大量的測試和實驗，結(jié)合現(xiàn)場實際操作的需求，我們將硬件設(shè)備及軟件程序進行不斷改進更新，制定出用以單證檢驗使用的視覺識別系統(tǒng)。在整車報交工位安裝單證圖像抓取和智能比對設(shè)備，代替了已有員工目視比對的操作；將單證照片上傳并保存，識別圖像關(guān)鍵信息，將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，并形成了單證信息數(shù)據(jù)庫。同時，更改現(xiàn)場檢驗工藝，更新檢驗計劃；更改現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)化操作文件（SOS＼JES）；制定現(xiàn)場應(yīng)急相應(yīng)流程，確保生產(chǎn)效率、設(shè)備運行效率和人員操作效率達到最優(yōu)。建立的單證信息數(shù)據(jù)庫可以保證信息可被精確查找，提升信息追溯效率。整車單證視覺識別系統(tǒng)應(yīng)用具體步驟如下：

（1）首先，在定制的工裝工作臺上指定區(qū)域同時放入《輕型汽油車環(huán)保信息隨車清單》 《車輛一致性證書》 《檢驗合格證》及3C標(biāo)識；

（2）然后，在顯示終端中按<開始>啟動視覺識別系統(tǒng)，對放入單證進行拍照識別；其次，視覺設(shè)備會按照系統(tǒng)設(shè)定的識別對象VIN碼/發(fā)證日期等而進行抓取捕捉，系統(tǒng)的后臺算法邏輯很復(fù)雜，但實際識讀速度可以達到毫秒級，讀取快速；

（3）接著，按照參照物及線條提取，抓取成功后，系統(tǒng)會通過上游接口調(diào)入數(shù)據(jù)進行核對，核對信息不符合要求直接進行報警，如果正確顯示正確；

（4）最后，將識別出的正確信息傳遞至下游接口中，最終存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

4 整車單證視覺識別系統(tǒng)應(yīng)用成果

利用圖像識別技術(shù)，圖像識別技術(shù)在整車上牌單證信息比對的應(yīng)用難度較大，在行業(yè)內(nèi)屬于首創(chuàng)，因此可借鑒的經(jīng)驗較少，自主創(chuàng)新性較強，通過我們的大量試驗， 系統(tǒng)優(yōu)化， 我們建立了視覺識別系統(tǒng)在實際生產(chǎn)運行上的應(yīng)用，實現(xiàn)整車報交處的影響車輛上牌單證上數(shù)據(jù)的自動比對（合格證、一致性證書、環(huán)保信息清單、CCC標(biāo)識），設(shè)備和系統(tǒng)防錯代替人工，同時還形成整車信息追溯系統(tǒng)，存檔數(shù)據(jù)精確可追溯化，實現(xiàn)將出廠前整車單證進行拍照保存，并將關(guān)鍵信息進行提取對比，極大的保證了后期車輛出廠后單證信息的準(zhǔn)確性，最大化的避免因為偽造的單證而對顧客及廠商造成的損失。

引進視覺識別技術(shù)，將OCR技術(shù)應(yīng)用于單證比對檢測具有人工檢測所無法比擬的優(yōu)勢。信息系統(tǒng)自動采集、對比、保存，不僅可以排除人的主觀因素的干擾，而且也可以保證信息的可追溯性，避免了因人而異的檢測結(jié)果，增加了信息的準(zhǔn)確性，提高檢驗效率和缺陷檢出率。目前為檢查員目視核對整車上牌使用的單證信息是否正確，信息多且字體小，人工核對困難，檢驗效率低；章證信息如果出現(xiàn)錯誤，會導(dǎo)致客戶無法上牌，引起強烈報怨，影響企業(yè)形象；當(dāng)前原版章證沒有電子版存檔，無法精確追溯，鑒定社會車輛單證偽造需出差。

通過整車單證視覺識別系統(tǒng)的建立，我們主要獲得了以下成果，實現(xiàn)了項目立項前設(shè)定的目標(biāo)：

（1）項目實施后用設(shè)備智能比對代替人員目視比對，保證100%準(zhǔn)確性，客戶因單證信息問題而造成的抱怨降為0，優(yōu)化檢查人數(shù)。

（2）彌補原檢驗方式無法存檔的不足，建立數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了精確追溯，降低偽造鑒別的差旅成本為0。

（3）應(yīng)對國家法規(guī)要求導(dǎo)致的單證信息更改，該智能系統(tǒng)有更強的適應(yīng)性。

整車單證圖像識別系統(tǒng)實現(xiàn)了圖像識別技術(shù)在章證信息檢驗中的應(yīng)用，確保了設(shè)備防錯章證信息的準(zhǔn)確無誤，避免了客戶無法上牌抱怨，捍衛(wèi)了企業(yè)形象。同時，該系統(tǒng)是對現(xiàn)有質(zhì)量信息存檔系統(tǒng)的有效補充，實現(xiàn)了所有合規(guī)性章證關(guān)鍵質(zhì)量信息追溯，如圖3所示。

５ 結(jié)束語

基于圖像識別系統(tǒng)的整車單證檢測系統(tǒng)在S公司各大基地和工廠推廣應(yīng)用，形成了完整的整車信息追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)了出廠前整車單證拍照保存，關(guān)鍵信息提取對比，保證了車輛出廠后單證信息的準(zhǔn)確性，最大化地避免單證信息錯誤或偽造單證對顧客及廠商造成的損失。整車單證檢測系統(tǒng)的設(shè)計和實施方案，可以在行業(yè)內(nèi)其他汽車企業(yè)借鑒和推廣，提升汽車行業(yè)產(chǎn)品在線整車檢驗單證識別的效率，準(zhǔn)確性和可追溯性，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻：

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