[发明专利]医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机视觉领域，涉及一种医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法。

背景技术

透明药剂是我国医药行业重要产品之一，是临床上应用十分广泛的产品。透明药剂是医药产品的一个类别，由于具有迅速、高效、控释的特点，是医疗机构日常必须使用的药品，同时也是临床抢救药物和静脉治疗药物不可缺少的载体或溶酶，在现代临床上占据十分重要的地位。但是这些透明药剂产品的质量是否可靠。影响透明药剂产品质量的因素很多。在输液生产过程中，除了引进先进生产技术及严格的管理手段提高药液本身质量之外，其包装过程也是决定输液产品质量高低的重要因素。目前透明药剂包装的形式有：玻璃瓶、塑料瓶和塑料袋。在我国，约占全国市场90％以上的透明药剂产品还是采用的玻璃瓶包装。由于生产工艺以及封装技术的原因，透明药剂产品中可能含有玻璃碎屑、橡皮屑、纤维等异物。这些异物对人体所造成的危害非常大，如果混同药液注入人体血液后，轻则可能导致循环障碍，组织缺氧，供血不足，从而引起静脉炎、血栓、中风、水肿等疾病，重则导致血管堵塞、破裂，内脏受损，甚至危及生命。为了克服这些异物所带来的危害，必须对透明药剂产品进行细致的检测，行业中称为灯检，因为，这种检测通常是在暗室中用灯光检测的。然而能够自动检测药液中可见异物的机器，叫做灯检机。全世界上的灯检机分为两种，一种是半自动灯检机，一种是全自动灯检机。其中全自动灯检机只有德国、日本、意大利等几个少数各家可以生产。可以预见现在和未来全自动灯检机的市场会全被这些国家占据。为了与这些国家进行竞争，生产出具有自己国家知识产权的全自动灯检机是一件十分必须的事情。然而在我们国家生产时，很多问题在困扰着我们，很多技术难题需要我们攻破，由于我们采用的方法是模拟人眼的处理流程，首先使用机械装置让药瓶运动起来，以便沉浸在瓶底的异物可以飘上来，有助于我们的检测，但是这种装置在处理上很有可能会有气泡和噪声，然而在药液中的异物又十分小，所以处理起来会有以下难点：

1、由于目标图像无形状、尺寸、和纹理信息，可供处理算法利用的信息量小；

2、低信噪比，目标极易被噪声所淹没，单帧处理不能保证对目标的可靠检测。

3、实时性要求高，对算法的运算速度有较高要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法，该医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法检测精度高、准确度高。

本发明的技术解决方案如下：

一种医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对待检测的药液获取连续帧图像；

步骤2：对获取的连续帧图像进行预处理以消除噪声；

步骤3：运动目标提取和分割：使用基于改进的三帧差分方法对运动目标进行提取；

步骤4：运动目标跟踪：使用基于SIFT匹配和最邻近匹配方法的对运动目标进行跟踪，为杂质信息分析提供依据；

步骤5：杂质信息分析：通过运动轨迹分析来区分杂质和气泡。

2.根据权利要求1所述的医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法，其特征在于，所述步骤2为：采用中值滤波的方法对获得连续帧图像进行预处理操作：使用5×5的窗口作为滑动窗口，将窗口中各点的灰度值的中值来替代指定点的灰度值。

3.根据权利要求1所述的医用药剂中可见异物的机器视觉检测方法，其特征在于，所述步骤3包括运动目标提取、运动目标分割和运动物体区分三个部分：

A)运动目标提取：采用帧间差分法，通过对连续的三帧图像进行差分处理，第一帧图像与第二帧图像进行差分，第二帧图像与第三帧图像进行差分，再将第一次差分得出的结果与第二次差分得出的结果再进行一次差分；

d(x，y，t)＝|f(x，y，t)-f(x，y，t-1)|；

d(x，y，t+1)＝|f(x，y，t+1)-f(x，y，t)|；

D(x，y，t+1)＝|d(x，y，t+1)-d(x，y，t)|

其中f(x，y，t)为经过中值滤波后的第t帧图像，含有的是第t帧的运动物体；x，y分别为图像的横坐标和纵坐标；

d(x，y，t)就是第t帧图像和第t-1帧图像的差分图像，含有第t帧图像和第t-1帧图像的运动物体；

最后，D(x，y，t+1)是d(x，y，t+1)和d(x，y，t)的差分图像；而D(x，y，t+1)含有的是第t+1帧和第t-1帧的运动物体；

B)运动目标分割：

将获得的D(x，y，t+1)图像进行阈值分割，用上一时刻的前景图的零值区域作为当前时刻的背景区域，以阈值T将前景和背景分开；