一种基于图像处理的瓶装液体杂质检测系统及其检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105181714B(45)授权公告日2018.05.18(21)申请号201510566518.6(56)对比文件(22)申请日2015.09.08CN104091179A,2014.10.08,全文.CN2615661Y,2004.05.12,全文.(65)同一申请的已公布的文献号CN104359916A,2015.02.18,全文.申请公布号CN105181714A朱惠峰等.异形瓶装溶液内杂质的机器视觉(43)申请公布日2015.12.23在线检测系统.《仪表技术与传感器》.2009,(第(73)专利权人哈尔滨工程大学10期),左栏第3段-右栏最后1段.地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南王耀南等.智智能能制制造造装装备备视视通大街145号哈尔滨工程大学科技处觉觉检检测测控控制制方方法法综综述述.《控知识产权办公室制理论与应用》.2015,第32卷(第3期),全文.熊路等.基于机器视觉的黄酒灌装品质检(72)发明人李光春杜世通吴振吴孟浩测.《食品工业》.2013,第34卷(第8期),柯杰于岩苏沛东刘合伟右栏第1段-右栏最后1段.苗志勇吕云龙段峰等.基于机器视觉的智能空瓶检测机器(51)Int.Cl.人研究X.《仪器仪表学报》.2004,第25卷(第5G01N21/958(2006.01)期),全文.G06T7/00(2017.01)审查员林琳G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于图像处理的瓶装液体杂质检测系统及其检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于图像处理的瓶装液体杂质检测系统及其检测方法。检测系统包括机械部分和机器视觉部分，机械部分包括步进电机、传送带、定滑轮和机械夹持装置；机器视觉部分包括拍照暗箱及相关内部构造、FPGA板、通信串口、显示模块、报警模块和上位机软件。该系统的检测方法如下：采集图像；通过种子填充算法使图像从背景中分割出来；模糊处理滤除椒盐噪声及干扰像素；二值化处理提高对比度；通过腐蚀与膨胀操作使图像全部连接去除细小噪声，使杂质变得清晰可见；最后进行轮廓跟踪和提取获得杂质数量、形状和位置。本发明提高了图像获取和处理速度，从而代替人工检测，达到提高检测速度、质量及生产效益的目的。CN105181714BCN105181714B权利要求书1/2页1.一种基于图像处理的瓶装液体杂质检测系统的检测方法，其特征在于：检测系统包括拍照暗箱、传送带、步进电机、定滑轮、显示模块、报警模块、通信模块、采集模块和上位机；传送带两端分别和步进电机与定滑轮相连，传送带穿过拍照暗箱，拍照暗箱的传送带进口位置的外侧安装有第一遮光板，拍照暗箱的传送带出口位置的外侧安装有第二遮光板，拍照暗箱的顶部分别安装有第一机械夹持装置和第二机械夹持装置，拍照暗箱的前端内侧安装有工业相机，并且工业相机位于拍照暗箱的中心线位置，工业相机前端安装有图像分割板，图像分割板中央开有瓶形空洞，图像分割板前端安装有红外接收管组，红外接收管组包括第一红外接收管、第二红外接收管和第三红外接收管，第二红外接收管位于拍照暗箱的中心线右侧，第一红外接收管和第三红外接收管分别位于第二中外接收管的两侧，拍照暗箱的后端内侧安装有三个日光灯，三个日光灯前端安装有滤光板，滤光板前端安装有红外发送管组，红外发送管组包括第一红外发送管、第二红外发送管和第三红外发送管，第一红外发送管和第一红外接收管对称安装在传送带两侧，第二红外发送管和第二红外接收管对称安装在传送带两侧，第三红外发送管和第三红外接收管对称安装在传送带两侧；红外接收管组、第一机械夹持装置、第二机械夹持装置、步进电机、显示模块、通信模块、报警模块分别与采集模块相连，上位机与通信模块相连，上位机接收工业相机采集到的图像；包括以下几个步骤：Step1：利用CMOS工业相机采集待检品图像并存储：用安装在暗箱1内部中心线一侧的CMOS工业相机提取一个待检品的透明瓶身图像；Step2：利用种子填充算法把图像从背景中分割出来，步骤如下：a)选取一起始种子点，获得基准颜色，将种子点压入堆栈；b)从堆栈中取出一个像素，依次对该像素的左右连通像素进行填充，并在填充过程中判断每个填充位置的上下两行中相邻像素是否需要填充，将需要填充的相邻像素压入堆栈；c)对堆栈中的像素进行检查，去除已被填充的像素；d)重复b)、c)直至堆栈为空；Step3：通过模糊操作对图像进行滤波处理；这样可以有效的去除图像中的椒盐噪声，滤除不必要的干扰像素从而提高图像处理结果准确度；Step4：通过二值化处理提高图像对比度；其主要作用是为后续工作打基础，其原理是根据设定好的阈值把图像分成黑白两色，即0与1；这样图像的对比度达到最高，高于一定灰