[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

本发明属于杂质检测领域，尤其涉及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。

背景技术

众所周知，对于瓶装液体是否含有杂质事关食品与医药安全。当今国家高度重视食品安全问题，所以严格把控食品生产过程中的卫生，保证民用饮食的安全至关重要。然而，现如今国内大部分企业和产品生产车间采用传统的肉眼识别，这种识别方法速度慢，可靠性差，并且检测人员容易疲劳。所以，对于机器视觉的开发与应用，有很大的开发潜力。这种系统可以高效，廉价的自动完成相关功能，来取代用人成本。此类系统的研发也是市场中很多企业期望实现的目标。

在透明液体杂质自动检测中，有待解决的问题是如何有效提高检测速度以及保证在高检测速度的前提下如何提高检测准确率。实现过程中会有以下几个问题：(1)图像的快速获取和处理；(2)图像与背景的分离。对于微小异物的检测，图像噪声干扰的去除是必须考虑的问题，为了能够突显目标物，需要根据杂质目标物和背景噪声特点有针对性的选择相应的目标与背景分割算法，为后续检测奠定基础；(3)杂质的快速有效识别。微小异物目标检测需要采用高分辨率的视觉系统，无疑增大了处理的数据量，因此必须找到一种合适的算法实现杂质快速识别。

电子测量与仪器学报2008年04期刊登的题目为《基于最小二乘支持向量机的输液异物检测系统设计》的文章介绍了一种从大输液复杂视觉图像中识别微小异物的图像处理算法和硬件系统，以实现大输液的在线自动检测。它是通过LS-SVM两类分类器来区分真实异物和残留噪声，并利用高性能工控机PLC组成网络控制系统。本发明综合使用了种子填充算法、模糊滤波、二值化处理、膨胀腐蚀轮廓查找等多种算法并结合FPGA实现杂质检测功能，无论从算法还是硬件设备该文章所诉内容与本发明都存在本质的不同。

仪表技术与传感器2009年10期刊登的题目为《异形瓶装溶液内杂质的机器视觉在线检测系统》的文章选用智能相机的Blob等视觉软件分析工具进行图像分析与理解，实现了图像的分割、特征提取、图像分类和图像定位配准等过程与功能。在工控机平台上采用VB开发软件算法与界面，得出处理结果并与PLC通信实现实时显示检测结果和标记杂质数量和位置的功能。本发明主要利用上位机软件与硬件平台FPGA实时通信完成瓶装液体杂质的流水检测，该文章所诉内容与本发明有本质的不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测速度快、操作简便的基于图像处理的瓶装液体杂质检测系统。本发明的目的还包括提供一种检测精度高的基于图像处理的瓶装液体杂质检测方法。

一种基于图像处理的瓶装液体杂质检测系统，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；