【技术实现步骤摘要】
一种饮用矿泉水悬浮物检测方法
本专利技术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。
技术介绍
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...
【技术保护点】
1.一种饮用矿泉水悬浮物检测方法，其特征在于，具体步骤如下：/n（1）图像采集：将待检测瓶装矿泉水送入自动检测装置，瓶装矿泉水沿斜坡滚动到底端后停在电机控制门处，滚动作用使瓶中的悬浮物颗粒处于运动状态，然后在LED光源照射下，按时间间隔ΔT采集两帧瓶装矿泉水原始图像，并对两帧图像分别进行灰度化处理，通过消除图像色调和饱和度信息同时保留亮度实现将RGB彩色图转换为灰度图像；/n（2）抖动消除：定义步骤（1）灰度化处理后的两帧图像中的一帧图像为被减图像，记为A图像，另一帧图像为背景图像，记为B图像，然后定义评价抖动错位程度的损失函数E(x,y)，/n
【技术特征摘要】
1.一种饮用矿泉水悬浮物检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）图像采集：将待检测瓶装矿泉水送入自动检测装置，瓶装矿泉水沿斜坡滚动到底端后停在电机控制门处，滚动作用使瓶中的悬浮物颗粒处于运动状态，然后在LED光源照射下，按时间间隔ΔT采集两帧瓶装矿泉水原始图像，并对两帧图像分别进行灰度化处理，通过消除图像色调和饱和度信息同时保留亮度实现将RGB彩色图转换为灰度图像；
（2）抖动消除：定义步骤（1）灰度化处理后的两帧图像中的一帧图像为被减图像，记为A图像，另一帧图像为背景图像，记为B图像，然后定义评价抖动错位程度的损失函数E(x,y)，
(1)
其中，rowsize和colsize为图像的垂直高度和水平宽度，x、y表示因抖动引起的垂直和水平两个方向的图像偏差，A（i,j）表示A图像上的像素点坐标对应的灰度值，B（i-x,j-y）表示B图像上的像素点坐标去偏差后对应的灰度值，找到使E(x,y)为最小值的最优解x、y，并分别用rowmin和colmin表示；
（3）图像差分：用帧间差分的方法对两帧图像进行差分处理，将被减图像A、背景图像B按式（2）背景差分算法相减，相减之后被减图像A中理论上只剩悬浮物颗粒，得到含有悬浮物颗粒的灰度图像C；
(2)
式中：k=A(i,j)-B(i-rowmin,j-colmin)，colmin和rowmin为步骤（2）求解的水平和垂直方向偏移量，if为条件表示，（i,j）表示C图像上的像素点；
然后，再通过阈值过滤对灰度图像C进行二值化处理得到二值化差分图像P：
(3)
式中：threshold为临界阈值，通过最大类间方差法确定其取值范围，以保证二值化后悬浮物颗粒图像的完整性；
（4）背景净化：对二值化差分图像P进行区域检测并剔除小面积区域块，首先，采用8连通区域对图像P进行扫描，每检测到一个区域就对其进行标记，然后，计算每一个标记区域的面积area，最后，将面积小于s的区域剔除，其中算法表示如下：
（4）
式中，D为背景净化处理后的输出图像；if条件表示：如果当前图像点P(i,j)属于某一区域R且区域R的面积小于阈值s，则剔除该区域，即将该区域每个像素点值置0；s为区域面积阈值，其设定值由实际矿泉水生产过程中需测量的悬浮物颗粒最小尺寸dmin来确定，s的计算公式如（5）所示：
（5）
式中，int表示取整运算，k0为每像素对应的实际尺寸，由于图像采集位置是固定的，k0由预先标定得到；
（5）边缘平滑：采用形态学运算对背景净化后的图像D进行处理，首先，在0~1的一个小数内用canny算子进行边缘检测，接着执行形态学闭运算，用同样的结构元素先对图像D进行膨胀操作后进行腐蚀操作，将图像D设为X，结构元素为Se，用符号X•Se表示闭运算，其定义为：
(6)
其中Se为...
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