【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中药质量分析领域，特别涉及一种胃复春浓缩过程终点监控方法与装置。
技术介绍
1、胃复春浓缩是其生产过程中极为关键的一道工序。当前，胃复春浓缩主要通过加热器对中药提取液进行持续加热，使其蒸发和浓缩，从而得到具有一定浓度的胃复春浓缩液。然而，传统的浓缩过程存在一些不足。首先，整个浓缩过程耗时较长，药液在受热过程中接触面积有限，导致浓缩效率偏低。此外，该过程的能耗较高，不仅影响生产成本，还对环境造成一定负担。更为重要的是，传统的浓缩终点判断方法依赖于车间工人的经验，工人通过观察浓缩液中气泡的大小和产生速率，手动调节浓缩器的真空度，进而结束浓缩，这种方法不仅存在人为误差，还增加了生产的不确定性。优化胃复春浓缩终点判断技术是提高胃复春浓缩效率和质量的重要课题。
2、高光谱成像技术(hyperspectral imaging,hsi)是一种结合了成像和光谱分析的技术，能够获取目标物体在不同光谱波段下的图像数据。每个像素点都包含着从可见到近红外等多个连续光谱范围的信息，形成一个“光谱立方体”，通过分析这些数据，可以得到目标物体的成分、物理性质和状态等详细信息。与传统的三原色成像技术(rgb)相比，高光谱成像可以在数十到数百个波段上收集数据，提供更丰富的光谱信息，揭示出肉眼和传统成像手段难以察觉的细微差异。此外，高光谱成像技术有两大优势，一个是无损检测，可以在不破坏样品的情况下获取其内部结构和成分信息，第二个是将空间和光谱信息结合在一起，既可以提供物体的形态信息，又能够给出其成分的光谱信息，具有强大的综合分析能力。p>
3、申请人前期研发并递交了专利申请cn 117330655 a，公开了一种基于高光谱的胃复春制粒过程质量分析方法，它包括以下步骤：s1、胃复春制粒工艺过程样品采集与质量指标参考值测定；所述的质量指标包括但不限于：指标性化学成分含量、颗粒粒径分布、水分含量；其中指标化学成分含量为：柚皮苷、新橙皮苷、迷迭香酸、人参皂苷rg1、人参皂苷re、人参皂苷rb1和人参皂苷rd；s2、样品高光谱采集、预处理及特征提取；s3、定量校正建模；s4、基于定量校正模型，检测制药过程质量。该方法具有快速、精准的优点，并首次将其应用于胃复春制粒过程质量指标快速检测中。为高光谱技术在中药制药过程质量检测领域的应用提供依据和指导，提高中药生产制造水平和质量控制水平。
4、但是，cn 117330655 a申请中，虽然基于高光谱相机进行了成像分析，但缺乏对气泡干扰的有效鉴别。由于气泡的光谱特征与某些成分的光谱特征具有重叠或相似性，在实际检测中可能导致以下问题：(1)误判风险：将气泡误识别为某些目标成分，导致检测结果失真。(2)数据质量受限：气泡干扰会降低高光谱成像数据的可信度，影响后续建模的准确性。
技术实现思路
1、本申请针对
技术介绍
中存在的问题，借鉴计算机视觉算法思路，结合高光谱成像技术，创新性地用于胃复春提取液浓缩过程的监测和终点判定。在胃复春提取液浓缩过程中，采用相机对其进行连续拍摄，能够获取胃复春浓缩液顶部的生产过程图像信息，实时记录其气泡形态变化。同时，通过高光谱成像技术获取胃复春浓缩液底部的高光谱图像数据，精确分析胃复春浓缩液在不同波段下的光谱特性。结合这两类数据，可以全面捕捉浓缩过程中液体状态的变化，包括气泡空间分布、产生速率、密度和其他物理化学性质。此外，本专利技术还对浓缩液样品进行指标性成分含量的测定，进一步建立定量校正模型，通过这个模型，可以精准判断中药浓缩过程的终点，确保每次浓缩都达到最佳状态。同时，指标性成分含量的过程轨迹监测也得以实现，能够实时掌握指标性成分的变化趋势，确保胃复春浓缩液的指标性成分含量稳定在设定范围内。
2、技术方案：
3、本专利技术首先公开了一种胃复春浓缩过程终点监控方法，它包括以下步骤：
4、s1、采集样品数据集，包括：
5、数据集①：胃复春提取液浓缩过程的图像信息，所述图像信息中包含气泡形态变化，并测定气泡大小；
6、数据集②：胃复春提取液浓缩过程的高光谱图像数据，以及高光谱图像数据对应的胃复春提取液的质量指标；
7、s2、基于数据集①构建气泡大小检测模型，基于数据集②构建胃复春提取液的质量指标检测模型；
8、s3、在胃复春浓缩过程中，实时获取胃复春提取液浓缩过程的图像信息和高光谱图像数据；
9、s4、图像信息输入气泡大小检测模型，获得气泡大小数据；高光谱图像数据输入质量指标检测模型，获得质量指标；
10、s5、气泡大小数据和质量指标均满足对应阈值，判定为胃复春浓缩过程终点。
11、优选的，s1中，气泡大小通过对图像信息进行滤波、二值化、边缘检测和特征提取获得。
12、优选的，s1中，所述质量指标包括胃复春提取液的相对密度和成分含量，相对密度采取密度计测定，成分含量采用高效液相色谱法测定。
13、优选的，s2中，气泡大小检测模型的架构为：
14、该模型包括阶段0到阶段4的五个阶段和输出层，其结构如下：
15、阶段0包含(1)卷积层：7×7卷积核，64个通道，步幅为2，使用归一化层和relu激活函数；(2)最大池化层：3×3池化核，步幅为2；
16、阶段1包含(1)btnk1模块：输出通道为64，特征图大小为56×56；(2)btnk2模块：三次重复，输出通道均为256，特征图大小为56×56；
17、阶段2包含(1)btnk1模块：输出通道为256，特征图大小为56×56；另有模块输出通道为128，特征图大小为28×28，步幅为2；(2)btnk2模块：两次重复，输出通道均为512，特征图大小为28×28；
18、阶段3包含(1)btnk1模块：输出通道为512，特征图大小为28×28；另有模块输出通道为256，特征图大小为14×14，步幅为2；(2)btnk2模块：三次重复，输出通道均为1024，特征图大小为14×14；
19、阶段4包含(1)btnk1模块：输出通道为1024，特征图大小为14×14；另有模块输出通道为512，特征图大小为7×7，步幅为2；(2)btnk2模块：输出通道为2048，特征图大小为7×7；
20、btnk1模块的输入通道通过：(1)1×1卷积层：通道数变为c，使用归一化层和relu激活；(2)3×3卷积层：通道数不变，使用归一化层和relu激活；(3)1×1卷积层：通道数变为4×c，使用归一化层；以上输出与残差连接相加后，通过relu激活；
21、btnk2模块的输入通道通过：(1)1×1卷积层：通道数变为c/4，使用归一化层和relu激活；(2)3×3卷积层：通道数不变，使用归一化层和relu激活；(3)1×1卷积层：通道数恢复为c，使用归一化层；以上输出与残差连接相加后，通过relu激活。
22、具体的，s2中，质量指标检测模型的构建步骤为：
23、s2-1-1、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种胃复春浓缩过程终点监控方法，其特征在于它包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S1中，气泡大小通过对图像信息进行滤波、二值化、边缘检测和特征提取获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S1中，所述质量指标包括胃复春提取液的相对密度和成分含量，相对密度采取密度计测定，成分含量采用高效液相色谱法测定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S2中，气泡大小检测模型的架构为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S2中，质量指标检测模型的构建步骤为：
6.一种胃复春浓缩过程终点监控装置，其特征在于它包括普通相机(3)和高光谱相机(4)，在浓缩罐(1)的顶部开设顶部视窗(2-1)供普通相机(3)采集胃复春提取液浓缩过程的图像信息，普通相机(3)所采集的图像信息传输至第一数据处理终端(5)；在浓缩罐(1)的底部开设底部视窗(2-2)供高光谱相机(4)采集胃复春提取液浓缩过程的高光谱图像数据，高光谱相机(4)所采集的高光谱图像数据传输至第二数据处理终端(6)。
7.根据权利要求6所
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述高光谱相机(4)的型号为FS-25近红外高光谱成像系统。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述普通相机(3)的长度为163.65mm，宽度为79mm，厚度为8.1mm，采用6.82英寸的OLED屏幕，支持1-120HzLTPO自适应刷新率和1440Hz高频PWM调光，分辨率为FHD+2720×1260像素；配备5000万像素超光变摄像头、1200万像素超广角摄像头和4800万像素超微距长焦摄像头，支持3.5倍光学变焦和100倍数字变焦，12GB RAM和1TB ROM的存储空间。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述普通相机(3)的型号为三星GalaxyS23Ultra、小米13Ultra、OPPO Find X6 Pro、荣耀Magic5 Pro、vivo X90 Pro+中的任一种。
...【技术特征摘要】
1.一种胃复春浓缩过程终点监控方法，其特征在于它包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于s1中，气泡大小通过对图像信息进行滤波、二值化、边缘检测和特征提取获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于s1中，所述质量指标包括胃复春提取液的相对密度和成分含量，相对密度采取密度计测定，成分含量采用高效液相色谱法测定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于s2中，气泡大小检测模型的架构为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于s2中，质量指标检测模型的构建步骤为：
6.一种胃复春浓缩过程终点监控装置，其特征在于它包括普通相机(3)和高光谱相机(4)，在浓缩罐(1)的顶部开设顶部视窗(2-1)供普通相机(3)采集胃复春提取液浓缩过程的图像信息，普通相机(3)所采集的图像信息传输至第一数据处理终端(5)；在浓缩罐(1)的底部开设底部视窗(2-2)供高光谱相机(4)采集胃复春提取液浓缩过程的高光谱图像数据，高光谱相机(4)所采集的高光谱图像数据传输至第二数据处理终端(6)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述高光谱相机(4)的型号为fs-25近红外...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，马吕丽，陆晓晶，程宁涛，朱琳，丁盛，
申请(专利权)人：杭州胡庆余堂药业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。