OpenCvSharp基于颜色反差规避FBA面单贴标

01

规避原理

1.抠图，根据色差或者根据固定包裹位置以及包裹尺寸抠出纸箱图片

2.色差，获取纸箱上所有背景色的灰度值

3.采图，采集大量视野相同，光源相同面单的色差灰度值，整理区间

4.取反，所有非面单灰度值区间的，都认为是纸箱背景色

02

1. 根据DPI计算1mm对应像素点。

2. 获取吸取的颜色，计算灰度值

 

// 300 DPI 计算：每毫米像素数 = 300 / 25.4 ≈ 11.81
private const double PixelsPerMm = 300.0 / 25.4 ;
private static int LabelSizePixels = Convert.ToInt32(Math.Ceiling((int)(95 * PixelsPerMm) / 1.7)); // 100mm × 100mm

// 面单颜色列表（十六进制格式）
private static readonly List<string> LabelColors = new List<string>
{
	"#E2E2E0", "#DEDEDC", "#E0E0DE", "#CCCCCA", "#B2B2B0", "#C2C2C0","#FFFFFF","#FEFEFE","#FCFCFC" ,"#ADADAD"
};

// 计算出的面单灰度范围
private static int MinLabelGray;
private static int MaxLabelGray;

// 加载图像
var originalImage = Cv2.ImRead(@"D:\Users\steph\Pictures\1分4\Image_20250913210539498.jpg", OpenCvSharp.ImreadModes.Grayscale);

// 计算面单灰度范围
CalculateLabelGrayRange();
Console.WriteLine($"计算出的面单灰度范围: {MinLabelGray}-{MaxLabelGray}");


if (originalImage.Empty())
{
	Console.WriteLine("无法加载图像");
	return;
}

此处用第二种最简单方式演示，视野固定包裹位置，根据计算包裹的尺寸，扣除原箱外观

// 从右下角裁剪图像
private static OpenCvSharp.Mat CropImageFromBottomRight(OpenCvSharp.Mat image, double widthMm, double heightMm)
{
	// 将毫米转换为像素
	int widthPixels = (int)(widthMm * PixelsPerMm/1.7);
	int heightPixels = (int)(heightMm * PixelsPerMm/1.7);

	// 获取图像尺寸
	int imgWidth = image.Cols;
	int imgHeight = image.Rows;

	// 计算裁剪区域的左上角坐标
	int x = Math.Max(0, imgWidth - widthPixels);
	int y = Math.Max(0, imgHeight - heightPixels);

	// 确保裁剪区域不超出图像边界
	widthPixels = Math.Min(widthPixels, imgWidth - x);
	heightPixels = Math.Min(heightPixels, imgHeight - y);

	// 检查裁剪区域是否有效
	if (widthPixels <= 0 || heightPixels <= 0)
	{
		Console.WriteLine($"无效的裁剪区域: x={x}, y={y}, width={widthPixels}, height={heightPixels}");
		return image.Clone(); // 返回原始图像的副本
	}

	Console.WriteLine($"裁剪区域: x={x}, y={y}, width={widthPixels}, height={heightPixels}");

	// 裁剪图像
	return new OpenCvSharp.Mat(image, new Rect(x, y, widthPixels, heightPixels));
}

根据裁切后的原箱外观，以及灰度值区间，定位原厂面单位置

// 检测所有原厂面单位置
public static List<LabelPosition> DetectOriginalLabelPositions(OpenCvSharp.Mat image)
{
	var labelPositions = new List<LabelPosition>();

	// 二值化图像以分离面单区域
	var binary = new OpenCvSharp.Mat();
	Cv2.Threshold(image, binary, MinLabelGray, 255, ThresholdTypes.Binary);

	// 形态学操作去除噪声
	var kernel = Cv2.GetStructuringElement(MorphShapes.Rect, new OpenCvSharp.Size(5, 5));
	Cv2.MorphologyEx(binary, binary, MorphTypes.Open, kernel);

	// 查找轮廓
	Cv2.FindContours(binary, out var contours, out _, RetrievalModes.External, ContourApproximationModes.ApproxSimple);

	// 过滤轮廓（按面积）
	var filteredContours = contours.Where(c => Cv2.ContourArea(c) > 1000).ToList();

	// 处理每个轮廓
	foreach (var contour in filteredContours)
	{
		// 获取轮廓的边界矩形
		var rect = Cv2.BoundingRect(contour);

		// 转换为网格坐标
		string gridCoordinate = ConvertToGridCoordinate(rect, image.Rows, image.Cols);

		// 计算实际尺寸（毫米）
		double widthMm = rect.Width / PixelsPerMm;
		double heightMm = rect.Height / PixelsPerMm;

		// 添加到结果列表
		labelPositions.Add(new LabelPosition
		{
			Rect = rect,
			GridCoordinate = gridCoordinate,
			WidthMm = widthMm,
			HeightMm = heightMm
		});
	}

	return labelPositions;
}

检查可贴标签位置是否与原厂标签有交集，检查可贴区域是否超过原箱尺寸，此处我们以新帖面单大小100mm*100mm为例。没有可贴标签位置默认选择1-1位置贴标

// 查找可贴标签的位置（与原厂标签无交集的网格）
public static List<string> FindAvailableLabelPositions(OpenCvSharp.Mat image, List<LabelPosition> labelPositions)
{
	var availablePositions = new List<string>();

	// 获取图像尺寸
	int rows = image.Rows;
	int cols = image.Cols;

	// 计算网格行列数
	int gridCols = (int)Math.Ceiling((double)cols / LabelSizePixels);
	int gridRows = (int)Math.Ceiling((double)rows / LabelSizePixels);

	// 检查每个网格位置是否可用
	for (int row = 1; row <= gridRows; row++)
	{
		for (int col = 1; col <= gridCols; col++)
		{
			// 计算当前网格的像素坐标
			int x1 = Math.Max(0, cols - col * LabelSizePixels);
			int y1 = Math.Max(0, rows - row * LabelSizePixels);
			int x2 = Math.Min(cols, x1 + LabelSizePixels);
			int y2 = Math.Min(rows, y1 + LabelSizePixels);

			// 确保区域足够大
			if (x2 - x1 < LabelSizePixels / 2 || y2 - y1 < LabelSizePixels / 2)
				continue;

			// 创建网格矩形
			Rect gridRect = new Rect(x1, y1, x2 - x1, y2 - y1);

			// 检查网格是否与任何原厂标签相交
			bool intersects = false;
			foreach (var labelPos in labelPositions)
			{
				if (gridRect.IntersectsWith(labelPos.Rect))
				{
					intersects = true;
					break;
				}
			}

			// 如果不相交且区域颜色均匀，则添加到可用位置
			if (!intersects && IsAreaUniform(image, x1, y1, x2, y2))
			{
				availablePositions.Add($"{row}-{col}");
			}
		}
	}

	return availablePositions;
}

　　

可视化结果，以绿色网格铺满原箱，以红色区域标定原厂标签位置，以蓝色网格标定可贴标签位置，返回可视化结果

// 可视化结果
public static OpenCvSharp.Mat VisualizeResults(OpenCvSharp.Mat image, List<LabelPosition> labelPositions, List<string> availablePositions)
{
	var colorImage = new OpenCvSharp.Mat();
	Cv2.CvtColor(image, colorImage, ColorConversionCodes.GRAY2BGR);

	int rows = image.Rows;
	int cols = image.Cols;

	// 绘制网格
	for (int x = 0; x < cols; x += LabelSizePixels)
	{
		Cv2.Line(colorImage, new OpenCvSharp.Point(x, 0), new OpenCvSharp.Point(x, rows), Scalar.Green, 2);
	}
	for (int y = 0; y < rows; y += LabelSizePixels)
	{
		Cv2.Line(colorImage, new OpenCvSharp.Point(0, y), new OpenCvSharp.Point(cols, y), Scalar.Green, 2);
	}

	// 标记所有原厂面单位置（红色）
	foreach (var labelPos in labelPositions)
	{
		Cv2.Rectangle(colorImage,
					 labelPos.Rect.TopLeft,
					 labelPos.Rect.BottomRight,
					 Scalar.Red, 2);

		// 添加标签文本
		Cv2.PutText(colorImage,
				   labelPos.GridCoordinate,
				   new OpenCvSharp.Point(labelPos.Rect.X, labelPos.Rect.Y - 5),
				   HersheyFonts.HersheySimplex,
				   0.5,
				   Scalar.Red,
				  2);
	}

	// 标记可贴标签位置（蓝色）
	foreach (var pos in availablePositions)
	{
		var parts = pos.Split('-');
		if (parts.Length != 2) continue;

		int row = int.Parse(parts[0]);
		int col = int.Parse(parts[1]);

		int x = Math.Max(0, cols - col * LabelSizePixels);
		int y = Math.Max(0, rows - row * LabelSizePixels);
		int width = Math.Min(LabelSizePixels, cols - x);
		int height = Math.Min(LabelSizePixels, rows - y);

		if (width > 0 && height > 0)
		{
			Cv2.Rectangle(colorImage,
						 new OpenCvSharp.Point(x, y),
						 new OpenCvSharp.Point(x + width, y + height),
						 Scalar.Blue, 2);

			// 添加标签文本
			Cv2.PutText(colorImage,
					   pos,
					   new OpenCvSharp.Point(x + 5, y + 15),
					   HersheyFonts.HersheySimplex,
					   0.4,
					   Scalar.Blue,
					   1);
		}
	} 
	return colorImage;
}

　　

看看效果1，运行看看效果.（如下图纸箱长400，高190）白色原厂面单占据了前面6个网格，最后两个网格超过原箱尺寸无效，默认返回第一个网格(视情况自定义)

 

保持期待 奔赴山海KEEP LOOKING FORWARD TO GOING

效果2.原厂标签占据第一个和中间4个网格，可贴标签区域蓝色网格标识，并返回可贴坐标