一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统，该方法的步骤为：(1)图像采集和预处理；(2)在形态学梯度图像中使用横向和纵向扫描线束进行强边界探测，通过探测得到坐标点集给出瓶体目标位置区域；(3)瓶头内部目标碳化检测区域分割；(4)基于形态学碳化区块的分类识别；(5)基于形态学重构的瓶头残液的标记与剔除；(6)统计与结果输出；通过形态学重构的思想，将深碳化目标图像和淡碳化目标图像快速且准确的重构出来，提高了检测速度和准确率；并结合碳化发黄的颜色特征和瓶头残液重构的处理方法，进一步确保了瓶头内部目标碳化检测区域的准确定位以及去除了残液对碳化区域的干扰影响。

Visual inspection method and system for bottle head carbonization of glass bottle ampoule

The invention discloses a visual detection method and system for carbonization of glass bottle ampoules, the steps of which are: (1) image acquisition and pretreatment; (2) strong boundary detection in morphological gradient images using horizontal and vertical scanning wire harness, and the target location area of bottle body is given by detecting coordinate point set; (3) bottle head. Internal target carbonization detection region segmentation; (4) classification and recognition based on morphological carbonization blocks; (5) labeling and elimination of bottle head residue based on morphological reconstruction; (6) statistics and results output; through morphological reconstruction ideas, the deep carbonization target image and the light carbonization target image are quickly and accurately reconstructed and improved. The detection speed and accuracy, combined with the color characteristics of carbonization yellowing and the method of reconstructing the residual liquid in the bottle head, further ensured the accurate location of the target carbonization detection area in the bottle head and removed the influence of the residual liquid on the carbonization area.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统
本专利技术属于视觉检测领域，特别涉及一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统。
技术介绍
玻璃瓶安瓿产品质量的检测一直是医药制造领域一个备受关注的问题，而玻璃瓶安瓿在封口过程中是使用高温火焰将玻璃管烧软后封口的，而含有机物的药液如果在瓶口烧结附近时，就会因为高温而发生碳化，贴于安瓿瓶瓶口封口附近。目前，国内绝大多数制药厂会在生产检验环节中，安排人工灯检，工人会用硬质的白色底板放置在瓶子的后方，进行逐一检查，将每一支有碳化现象发生的药瓶挑拣出来，以免上市流通带来不良用药事故。然而人眼检测问题很多：(1)易疲劳，对工人视力损伤大；(2)精度差，细小的半透明淡碳化点人眼很多时候难以发现。(3)效率低。由于碳化的形成随机性很大，碳化斑点有大有小，形态各异，颜色也有浅有深，检测难度非常大，市面上也一直没有一种能够有效检测玻璃安瓿瓶瓶头碳化的装置或仪器。
技术实现思路
本专利技术解决的问题就在于：提出了一种基于机器视觉的图像处理算法，能在高速自动化玻璃瓶安瓿产品质量视觉检测生产线上实现快速准确识别瓶头碳化的作用。一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：玻璃瓶安瓿瓶头图像采集与预处理；步骤2：提取瓶头原始子图I0；步骤3：从瓶头原始子图中分割出瓶头内部目标碳化检测区域Iin；步骤4：使用基于形态学重构的方法对瓶头内部目标碳化检测区域中的碳化区域进行分类识别，提取出深碳化目标图像Ts和淡碳化目标图像Td；步骤5：统计深碳化目标图像Ts和淡碳化目标图像Td中非零元素个数，分别形成深碳化和淡碳化的面积，若得到的面积超过预设值，则判断当前的目标图像检测结果为次品，否则，为正品，完成玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：玻璃瓶安瓿瓶头图像采集与预处理；步骤2：提取瓶头原始子图I0；步骤3：从瓶头原始子图中分割出瓶头内部目标碳化检测区域Iin；步骤4：使用基于形态学重构的方法对瓶头内部目标碳化检测区域中的碳化区域进行分类识别，提取出深碳化目标图像Ts和淡碳化目标图像Td；步骤5：统计深碳化目标图像Ts和淡碳化目标图像Td中非零元素个数，分别形成深碳化和淡碳化的面积，若得到的面积超过预设值，则判断当前的目标图像检测结果为次品，否则，为正品，完成玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4的具体处理过程如下：步骤4.1：对瓶头内部目标碳化检测区域Iin进行灰度形态学膨胀处理后，再与原图做差分，得到差分图像Q；步骤4.2：用瓶头原始子图I0的红色通道减去蓝色通道，并设置色差阈值进行二值化，得到颜色偏黄的区域，其图像记为BIc；步骤4.3：将差分图像Q分别进行两次阈值分割，第一次使用深色碳化区域阈值，得到第一分割图像BIs；第二次使用深色碳化与浅色碳化区域并存阈值，得到第二分割图像BId；步骤4.4：使用BIc和BIs的交集图像作为标记图像，BIs作为模板图像，进行形态学重构，得到重构后的第一重构图像步骤4.5：使用Sobel算子在瓶头内部目标碳化检测区域Iin上求取边缘响应图像，并设置边缘强度响应阈值进行分割，得到边缘响应分割图像，标记为BIe；步骤4.6：使用BIe，BIc和BId的交集图像作为标记图像，BId作为模板图像，进行形态学重构，得到重构后的第二重构图像步骤4.7：使用作为标记图像，BIe作为模板图像，进行形态学重构，得到重构后的第三重构图像步骤4.8：以作为模板图像，以作为标记图像，进行形态学重构，得到重构后的深碳化目标图像Ts；步骤4.9：以和进行取或操作后，再减去深碳化目标图像，得到淡碳化目标图像Td。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3的具体操作过程如下：步骤3.1：对瓶头原始子图I0进行二值化处理；步骤3.2：对二值化后的图像进行区域孔洞填充，得到瓶头整体区域IR0；步骤3.3：将瓶头整体区域分别向左、向右、向下按照设置步长d1，d2，d3进行平移，得到三张平移后的图像IR1，IR2，IR3，然后将三张平移图像进行求与操作，得到外边缘轮廓内缩形成的瓶头内部区域IR；步骤3.4：使用3×3的矩形结构元素对IR0进行二值形态学腐蚀操作，并和瓶头原始子图I0进行点乘运算，取出瓶头内部区域子图，记为I1；步骤3.5：对瓶头内部区域子图I1依次进行二值化处理、区域孔洞填充，得到填充图像BI1；步骤3.6：在填充图像BI1中选取面积最大的区域作为实际的瓶头内部区域BI2；步骤3.8：使用8×8的矩形结构元素对实际的瓶头内部区域BI2进行腐蚀操作，得到腐蚀后的图像BI；步骤3.9：利用IR和BI生成最终瓶头内部区域Rin：如果BI中最高点大于IR的最高点，则Rin＝IR；反之，Rin＝IR∪BI；步骤3.10：将最终瓶头内部区域Rin和原图I0进行点乘操作，得到最终的瓶头内部区域分割结果图像Iin。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对深碳化目标图像Ts和淡碳化目标图像Td进行残液屏蔽后，再进行碳化面积统计，具体过程如下：步骤5.1：在瓶头内部目标碳化检测区域Iin中求非零元横向均值，得到均值函数f(x)；步骤5.2：对均值函数f...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛建旭，张耀，王耀南，刘彩苹，吴成中，杨鹏，钟杭，刘俊阳，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43