[发明专利]手术器械使用部位尺寸自动检测方法

说明书

本发明是“手术器械使用部位尺寸自动检测装置及其检测方法”的分案申请，原申请的申请日：2009年4月30日，申请号：200910050294.8，发明创造名称：手术器械使用部位尺寸自动检测装置及其检测方法。

技术领域

本发明涉及一种用于自动检测手术器械使用部位尺寸的仪器，尤其是一种基于机器视觉原理的手术器械使用部位尺寸自动检测方法。

背景技术

手术器械的尺寸检测在手术器械质量控制中是一个应用十分普遍且有实际应用价值的问题。目前，国内的手术器械生产企业主要采取人工测量方法，如借助游标卡尺、千分尺等工具进行手术器械的尺寸检测。这种传统的人工视觉检测耗时、劳动密集及效率低，且人为误差不可避免。

发明内容

本发明是要提供一种手术器械使用部位尺寸自动检测方法，该装置和方法能够有效地检测手术器械的正面、侧面从顶端向下3mm处的宽度值，弯型手术器械的弯侧顶端到对侧距离等量值，以此快速准确的检测产品是否符合设计要求，并且具有高精度、速度快、无接触的特点。

本发明的技术方案是：

一种手术器械使用部位尺寸自动检测装置，包括计算机，摄像机，检测平台，光源灯、标定量块夹具、宽度检测夹具、高度/厚度检测夹具、摄像机固定装置、标定量块；

摄像机由CMOS图像传感器和CMOS摄像头组成；所述摄像机固定装置包括摄像机架、导轨滑块、导轨、导轨底座，检测平台上面通过导轨底座固定连接斜齿立柱导轨，立柱导轨的斜齿槽连接固定导轨滑块，导轨滑块前面固定连接摄像机架，摄像机架上面固定摄像机；检测平台上面，摄像机下面固定标定量块夹具，标定量块夹具前面安装有宽度检测夹具，左连安装有高度/厚度检测夹具；摄像机正下方平台上放置光源灯，摄像机镜头中心、标定量块夹具中心、标定量块以及检测部位的中心在同一垂直线上；摄像机与计算机通过USB2.0通用串行总线接口连接。

计算机操作系统为WindowsXP+SP2，所用软件为基于Visual C++ 6.0的检测软件。

CMOS图像传感器的最高分辨率为2048*1536，像素尺寸为3.2                                               *3.2，光学尺寸为1/2 inch，信噪比>42dB，动态范围>60dB，敏感度在550nm的光源下为1V/lux-sec。

CMOS摄像头的光学镜头的焦距为55mm，图像最大尺寸：8.8mm*6.6mm，光圈：F2.8-F32C，焦点：0.14m-Inf，工作距离：140mm- Inf，光学放大率0.5x。

光源灯为LED高亮度背面光源。

计算机数据输出口接显示器或打印机。

一种手术器械使用部位尺寸自动检测方法，具体检测步骤如下：

（一）图像采集

CMOS传感器采集原始图像，并将原始图像进行开运算，即先腐蚀再膨胀，以消除噪声点；

（二）系统标定

使用标定量块进行系统标定，得出每像素代表的实际宽度；

（三）图像处理

（1）使用部位自动定位

采用基于二分查找法的自动定位方法来定位手术器械的顶部位置得到手术器械顶端的纵坐标P。

手术器械的使用部位位于其顶端向下3mm处，利用下面公式得出使用部位的纵坐标Q：

Q=3mm/K+P  ，其中：K为单个像素所代表的实际物理尺寸，

以Q为纵坐标的横线方向进行亚像素精度一维边缘提取，两边缘间的距离即为使用部位尺寸；

（2）亚像素边缘检测

1）粗定位

选用满足Canny准则且能以递归方式实现的最理想边缘滤波器Deriche边缘滤波器：

对Deriche边缘滤波器而言则是越小对应的平滑程度越大；

2）精定位

采用拟合抛物线求最大值的方法来实现对边缘点的亚像素精度提取：首先检测出边缘幅度的局部最大区域，然后在最大值附近找到三个点，通过此三个点来拟合一条抛物线，此抛物线的最大值就是亚像素精度的边缘位置。

本发明的有益效果是：本发明装置由计算机实时控制，CMOS摄像机由软件驱动控制，通过系统初始化及实时显示模块观察手术器械使用部位的图像；针对量值测量的需要，每次测量之前先进行系统标定；对图像进行去噪、亚像素边缘提取等处理；再运用自动定位技术以及编写软件界面，检测结果可通过显示器直观显示。