一种基于图像处理的瓶盖检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于图像处理的瓶盖检测方法，包括：采集需要处理的瓶盖图像，并在瓶盖图像上选取感兴趣区域；过滤感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像；将边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像；在瓶盖位置图像上通过特征对比的方式对瓶盖的产品质量参数进行检测。本发明专利技术还提供了一种基于图像处理的瓶盖检测装置，包括采集单元、边缘图像处理单元、位置图像处理单元及检测单元。本发明专利技术提供的基于图像处理的瓶盖检测方法及装置，提高了检测的准确性，可用于各种瓶盖的检测。

A Bottle Cap Detection Method and Device Based on Image Processing

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的瓶盖检测方法及装置
本专利技术涉及视觉处理
，特别涉及一种基于图像处理的瓶盖检测方法及装置。
技术介绍
PET瓶盖是否合格事关食品问题，所以严格把控食品生产过程中的卫生，保证食品的安全至关重要。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，检测人员容易疲劳，可靠性差。不论从实用性还是从企业成本需求考虑，采用原理简单、成本低廉、易操作的图像处理的方法来对食品进行检测是一种趋势。目前，对于PET瓶盖检测的方法和装置主要分成三类：人工检测、传感器检测和计算机视觉的检测。人工检测是传统的工业检测的方法，主要由检测员通过肉眼观察来检测每个PET瓶盖是否存在缺陷，存在的问题有：检测率低，速度慢，数据统计汇总困难和成本高。传感器检测是利用各种传感器来进行检测，比如利用色彩光电传感器来检测瓶盖颜色，存在的问题有：容易受到外界环境的影响，系统通用性差，检测内容过少。现在主流的检测方法是利用机器代替人眼，即计算机视觉来完成PET瓶盖的检测，该检测方法速度快，数据统计汇总能力强，但检测的准确性低、可拓展性差。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于图像处理的瓶盖检测方法及装置。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于图像处理的瓶盖检测方法，包括：采集需要处理的瓶盖图像，并在所述瓶盖图像上选取感兴趣区域；过滤所述感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像；将所述边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像；在所述瓶盖位置图像上通过特征对比的方式对瓶盖的产品质量参数进行检测。进一步的，过滤所述感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像，包括：将瓶盖图像上感兴趣区域转换为rgb格式的灰度图，并运用Canny算子对所述灰度图进行边缘检测，得到包含瓶盖轮廓的第一边缘图像；对所述第一边缘图像的边缘进行连通域搜索，删除像素点数量小于设定值的连通域，得到第二边缘图像。进一步的，将所述边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像，包括：对所述第二边缘图像进行列遍历，将像素不为0的点保存到点集中；对所述点集中每个点的X轴方向梯度、Y轴方向梯度及方向角进行计算，保留方向角在设定的阈值以内的像素点，得到瓶盖顶部平面的离散分布点的集合；对瓶盖顶部平面的离散分布点的集合进行拟合，得到瓶盖顶部平面所在线段上的各点坐标及瓶盖顶部的倾斜角；根据瓶盖顶部平面位置信息和瓶盖的尺寸信息，初定位瓶盖底部位置及瓶盖左右边缘轮廓，形成瓶盖位置图像；在所述位置图像中寻找最突出的左右两点为瓶肩支撑环位置；寻找最突出的左右两点和瓶盖盖顶最高点共三个点，定位得到瓶盖准确位置，然后对瓶盖进行旋转校正。进一步的，所述瓶盖的产品质量参数包括：瓶盖的压合缝隙、颜色、拉条完整度、盖底破损及盖底字符。进一步的，通过特征对比的方式对瓶盖的压合缝隙进行检测，包括：对所述瓶盖位置图像中瓶盖的左边缘轮廓及右边缘轮廓进行遍历，如果某一边缘点的像素值大于设定的阈值，则满足计数条件；若连续满足计数条件的数量大于或等于设置值n，则将这一组满足计数条件的连续点记录保存；若满足计数条件的连续点数量小于n，则重新计数；遍历完成后，若存在记录保存的瓶盖判定为压合缝隙不合格；若不存在记录保存的瓶盖，则判定颜色合格。进一步的，通过像素对比的方式对瓶盖的颜色进行检测包括：将所述瓶盖位置图像中的盖帽区域图像由rgb通道转换为hsv格式通道；遍历盖帽区域图像的像素点，对每个像素点的h、s、v值分别与设定的h、s、v值进行比较，若差值的绝对值均小于设定的阈值，则进行计数；统计计算的像素点占盖帽区域的比例，若比例小于设定的阈值，则瓶盖判定为颜色不合格；若比例大于设定的阈值，则判定颜色合格。进一步的，通过像素对比的方式对瓶盖的拉条完整度进行检测，包括：设定像素变换值，当所述瓶盖位置图像中瓶盖的拉条区域的图像中的某像素点大于或等于像素变换值时，将像素点处理为设定像素值的像素点；当拉条区域的图像的某像素点小于像素变换值时，将像素点处理为无像素点；搜索拉条区域图像的设定像素值的连通域，计算连通域的长宽，若连通域的长宽大于或等于设定的阈值则判断拉条完整度不合格；若连通域的长宽小于设定的阈值则判断拉条完整度合格。进一步的，通过像素对比的方式对瓶盖的盖底破损进行检测，包括：设定二值处理临界值，当所述瓶盖位置图像中的盖底区域的图像中的某像素点的像素值大于或等于二值处理临界值时，将像素点处理为设定像素值的像素点；当盖底区域图像的某像素点的像素值小于二值处理临界时，将像素点处理为无像素点；搜索盖底区域图像的的设定像素值的连通域，计算连通域的长宽，若连通域的长宽大于或等于设定的阈值则判断盖底破损度不合格；若连通域的长宽小于设定的阈值则判断盖底破损度合格。进一步的，通过像素对比的方式对瓶盖的盖底字符进行检测，包括：运用Canny算子对所述瓶盖位置图中的瓶盖盖底区域的图像进行边缘检测；统计边缘点占比，若边缘点占比小于设定的阈值，则判断盖底区域不存在字符；若边缘点占比大于或等于设定的阈值，则判断盖底区域存在字符。本专利技术还提供了一种基于图像处理的瓶盖的检测装置，包括：采集单元，采集需要处理的瓶盖图像，并在所述瓶盖图像上选取感兴趣区域；边缘图像处理单元，过滤所述感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像；位置图像处理单元，将所述边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像；检测单元，在所述瓶盖位置图像上通过特征对比的方式对瓶盖的产品质量参数进行检测。本专利技术提供的基于图像处理的瓶盖检测方法及装置至少具备以下优点：本专利技术提供的基于图像处理的瓶盖检测方法及装置，采集需要处理的瓶盖图像，并在瓶盖图像上选取感兴趣区域，将集瓶盖所在区域的图像上感兴趣的部分处理为包含瓶盖轮廓的边缘图像，可得到较为准确的瓶盖边缘图像；进一步对瓶盖边缘图像过滤干扰像素点，并得到优化后的瓶盖边缘图像。在优化后的瓶盖边缘图像中采集像素点，并将像素点拟合、定位、旋转校正后获得准确的瓶盖图像及位置。通过像素对比的方式对瓶盖的产品质量参数进行检测，提高了检测的准确性，可用于各种瓶盖的检测。本专利技术提供的基于图像处理的瓶盖检测方法及装置，可以适应产线多瓶型切换，满足现代高速生产线上瓶盖有无、颜色、破损、字符有无、拉条破损等检测项。不仅能克服瓶身倾斜、链道抖动、瓶身水珠和毛刺等的影响，而且检测率达到99.9％以上。进一步，本专利技术提供的基于图像处理的瓶盖检测方法，采集需要处理的瓶盖图像后，运用Canny算子进行边缘检测，可得到较为准确的瓶盖边缘图像；进一步对瓶盖边缘图像进行连通域搜索，删除像素点数量小于设定值的连通域，可过滤干扰像素点，并得到优化后的瓶盖边缘图像，提高了检测精度。进一步，本专利技术提供的基于图像处理的瓶盖检测方法，在优化后的瓶盖边缘图像中采集像素点，并将像素点拟合得到瓶盖顶部平面位置信息；根据瓶盖顶部平面位置信息和瓶盖的尺寸信息，初定位瓶盖底部位置及瓶盖左右边缘轮廓，形成瓶盖位置图像；然后通过三点定位的方法，得到瓶盖准确位置，最后对瓶盖进行旋转校正，获得准确的瓶盖图像及位置，进一步提高了检测精度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于图像处理的瓶盖检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，包括：采集需要处理的瓶盖图像，并在所述瓶盖图像上选取感兴趣区域；过滤所述感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像；将所述边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像；在所述瓶盖位置图像上通过特征对比的方式对瓶盖的产品质量参数进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，包括：采集需要处理的瓶盖图像，并在所述瓶盖图像上选取感兴趣区域；过滤所述感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像；将所述边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像；在所述瓶盖位置图像上通过特征对比的方式对瓶盖的产品质量参数进行检测。2.根据权利要求1所述的基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，过滤所述感兴趣区域的干扰像素点，得到包含瓶盖轮廓的边缘图像，包括：将瓶盖图像上感兴趣区域转换为rgb格式的灰度图，并运用Canny算子对所述灰度图进行边缘检测，得到包含瓶盖轮廓的第一边缘图像；对所述第一边缘图像的边缘进行连通域搜索，删除像素点数量小于设定值的连通域，得到第二边缘图像。3.根据权利要求2所述的基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，将所述边缘图像上的像素点拟合、定位以及旋转校正得到瓶盖位置图像，包括：对所述第二边缘图像进行列遍历，将像素不为0的点保存到点集中；对所述点集中每个点的X轴方向梯度、Y轴方向梯度及方向角进行计算，保留方向角在设定的阈值以内的像素点，得到瓶盖顶部平面的离散分布点的集合；对瓶盖顶部平面的离散分布点的集合进行拟合，得到瓶盖顶部平面所在线段上的各点坐标及瓶盖顶部的倾斜角；根据瓶盖顶部平面位置信息和瓶盖的尺寸信息，初定位瓶盖底部位置及瓶盖左右边缘轮廓，形成瓶盖位置图像；在所述位置图像中寻找最突出的左右两点为瓶肩支撑环位置；寻找最突出的左右两点和瓶盖盖顶最高点共三个点，定位得到瓶盖准确位置，然后对瓶盖进行旋转校正。4.根据权利要求1-3任一项所述的基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，所述瓶盖的产品质量参数包括：瓶盖的压合缝隙、颜色、拉条完整度、盖底破损及盖底字符。5.根据权利要求4所述的基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，通过特征对比的方式对瓶盖的压合缝隙进行检测，包括：对所述瓶盖位置图像中瓶盖的左边缘轮廓及右边缘轮廓进行遍历，如果某一边缘点的像素值大于设定的阈值，则满足计数条件；若连续满足计数条件的数量大于或等于设置值n，则将这一组满足计数条件的连续点记录保存；若满足计数条件的连续点数量小于n，则重新计数；遍历完成后，若存在记录保存的瓶盖判定为压合缝隙不合格；若不存在记录保存的瓶盖，则判定颜色合格。6.根据权利要求4所述的基于图像处理的瓶盖检测方法，其特征在于，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文超，熊子文，封振国，
申请(专利权)人：武汉楚锐视觉检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42