[发明专利]一种饮用矿泉水悬浮物检测方法

说明书

本发明公开了一种饮用矿泉水悬浮物检测方法，本发明利用计算机视觉技术，对所测瓶装矿泉水进行图像采集和分析，利用图像分析算法对水中的悬浮物颗粒进行目标识别、数量统计以及尺寸范围检测，具有较高的准确性，本发明方法从定性和定量两个方面对瓶装矿泉水中是否存在悬浮物颗粒进行检测，悬浮物颗粒数量统计准确，悬浮物颗粒的尺寸检测最大误差0.28mm，最大相对误差6.8%，具有较高的精确度。

技术领域

本发明属于计算机视觉及图像处理研究领域，具体涉及一种饮用矿泉水悬浮物检测方法。

背景技术

水质检测是各水厂产品质量管理的一个非常重要的关键环节，关系我们每一个人的饮水健康。当前，我国饮用水水质检测还存在一些问题，如饮用水水质检测中心分布不均、饮用水水质检测采样点设置不合理、缺乏先进检测仪器等。

目前，瓶装矿泉水的生产工艺基本上都是：水源水→粗滤→精滤→去离子净化（离子交换、反渗透、蒸馏）→杀菌→灌装封盖→灯检→成品。而其中的灯检环节，由于缺乏检测仪器及自动化检测装置，目前主要依靠人工肉眼识别，这种方法的缺点是：灯检人员视力不同，检测结果不同，质量不均一；操作工眼睛易疲劳，容易误检或漏检；长时间工作对操作工的眼睛有一定损害，员工思想压力大，易造成质量波动，产生漏检；生产效率低，费时费力，是大规模生产的产能瓶颈。

对于饮用矿泉水中存在的悬浮物颗粒，需要对其进行统计及定性分析，以对水质检测结果有一个很好评估，这对企业流水线工作，各环节产品质量检测改进具有重要的指导意义。而针对颗粒进行统计的技术，目前应用广泛的是基于机器视觉技术、采用图像处理的方法。李莉等人针对室内悬浮物颗粒采用显微图像法进行了相关粒径和浓度的研究，通过显微观测获取颗粒图像，并编制图像处理的程序对其进行处理分析，得到了一系列的颗粒参数。王海燕等人针对种子图像分割提出了基于二维直方图的Otsu分割算法，一定程度上消除了光线对种子计数的影响。王健等人通过用分水岭分割的方法解决了颗粒在检测时存在颗粒粘结的情况会影响统计结果这一问题。王丹青改进了基于可变结构元的数学形态学分形维估计方法，并将该算法应用于大气悬浮物颗粒图像的分形维估计。以上所述颗粒的检测统计方法各有优点，但还存在一些问题：或仅限于空气中的悬浮物或形状大小易识别的大颗粒如黄豆种子等，未考虑到被检测颗粒从三维投影到二维平面上，丢失了深度和不可见部分的信息等问题；或颗粒图像中存在被测物体光学特性反光，未考虑如何用图像处理补充光照的不均匀性，且部分操作是人工操作软件完成，图像处理效率低，无法实现批量处理图像；或方法未完善，不能实现在线检测颗粒。而水质检测中颗粒的识别统计需要考虑的更多，这些方法是否适用于饮用矿泉水的水质检测，还有待验证。综上所述，目前国内外关于各种颗粒检测的研究较多，但还缺乏用于瓶装矿泉水悬浮物检测的研究。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于计算机视觉的瓶装矿泉水悬浮物自动检测方法，本发明利用计算机视觉技术，对所测瓶装矿泉水进行图像采集和分析，利用图像分析算法对水中的悬浮物颗粒进行目标识别、数量统计以及尺寸范围检测，具有较高的准确性。本发明检测方法能够对所采集到的水充分摇匀后的图像进行分析处理，可将干净的水与混有悬浮物的水所得到的图像进行对比，从而分析出水中悬浮物颗粒度，进一步得出所测矿泉水是否含有固体悬浮物，是否符合标准的结论。本发明可以解决瓶装矿泉水，在出厂前需要检测里面是否存在悬浮物时靠人工来进行观察，费时费力、依赖人的主观感觉，检测效果不好的问题。

本发明的技术方案如下：一种饮用矿泉水悬浮物检测方法，具体步骤如下：