一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，包括：根据胶塞灰度直方图得到缺陷区域的灰度范围，得到缺陷连通域，获取若干不同大小的迭代窗口，得到迭代窗口的目标函数，根据迭代窗口的目标函数得到最佳高斯滤波核的大小，得到缺陷连通域的亮暗对比参数，根据缺陷连通域的亮暗对比参数得到最佳高斯滤波核的标准差，得到缺陷连通域的最佳高斯滤波核，根据胶塞边缘图像和模板边缘图像得到胶塞边缘图像的毛边缺陷率，根据胶塞边缘图像的毛边缺陷率完成缺陷检测。本发明专利技术在保证医用胶塞图像失真较少的情况下，过滤医用胶塞图像的噪声，提升胶塞缺陷检测准确率。陷检测准确率。陷检测准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]医用胶塞主要用于填充和密封医疗器械、药品等。它具有无毒、无味、无污染性，生物相容性好、密封效果稳定等优点，因此在医疗行业中得到了广泛的应用。医用胶塞通常用于输送和保存各类药品和实验品，以及在手术过程中保持器械的清洁和卫生。随着医疗技术和医药产业的迅速发展，医用胶塞的需求在增长。
[0003]在医用胶塞生产的过程中，传统检测方法通常使用人工目测的方法，但是由于胶塞本身尺寸较小，部分缺陷如裂纹胶丝等在图像中表现相对细微，人工检测容易出现误检率高、检测效率低等问题。近年来，随着计算机视觉技术和大规模集成电路的发展，出现了一些通过机器实现胶塞外观自动化检测的方法。在医用橡胶胶塞的生产过程中，由于产品本身的特殊性，对其质量有极高要求。除了其自身的物理和化学性质之外，其外观缺陷也可能会造成严重影响。当胶塞由于生产工艺问题出现毛边时，可能会导致使用过程中密封性较差。当前自动化质检过程中对于毛边检测通常采取Canny边缘检测的方式判断缺陷，但是由于毛边图像存在一定透光性、色彩不均、形状不规则等问题，导致Canny算法自带的高斯滤波极易将其过度平滑，影响后续检测精度，因此需要对Canny算法自带的高斯滤波进行优化，以此来提高毛边缺陷的检测成功率。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，以解决现有的问题。<br/>[0005]本专利技术的一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法采用如下技术方案：本专利技术一个实施例提供了一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，该方法包括以下步骤：获取胶塞灰度图像和胶塞灰度直方图；根据胶塞灰度直方图得到若干缺陷连通域；根据缺陷连通域得到缺陷连通域的最大参考滤波窗口，根据缺陷连通域的最大参考滤波窗口得到目标滤波像素点，根据缺陷连通域和最大参考滤波窗口得到若干不同大小的迭代窗口，根据缺陷连通域内除目标滤波像素点以外其他像素点的迭代窗口内像素点的灰度值、缺陷连通域上边缘像素点的迭代窗口内边缘像素点的斜率，得到迭代窗口的目标函数，根据迭代窗口的目标函数得到每一个迭代窗口的优选程度；根据所有迭代窗口的优选程度得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小；将缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小作为缺陷连通域内每一个像素点的高斯滤波核大小，根据缺陷连通域内每一个像素点的高斯滤波核大小范围内的灰度值得到缺陷
连通域的亮暗对比参数，根据缺陷连通域的亮暗对比参数得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差；根据每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小和每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差，得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核，根据每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核将对应缺陷连通域内的像素点进行高斯滤波，得到胶塞滤波图，根据胶塞滤波图进行缺陷检测。
[0006]进一步地，所述根据胶塞灰度直方图得到若干缺陷连通域，包括的具体步骤如下：在胶塞灰度直方图中，所述胶塞灰度直方图中包含两个波峰，两个波峰相对比，一个波峰对应的灰度值低，另一个波峰对应的灰度值高，对于灰度值低的波峰，将胶塞灰度直方图中灰度值低的波峰的左侧波谷关于波峰对称得到灰度值低的波峰的右侧端点，记为第一端点；对于灰度值高的波峰，将胶塞灰度直方图中灰度值高的波峰的右侧波谷关于波峰对称得到灰度值高的波峰的左侧端点，记为第二端点，则将胶塞灰度直方图中第一端点到第二端点之间的灰度范围记为缺陷区域的灰度范围，在胶塞灰度图像中，获取灰度值在缺陷区域的灰度范围内的像素点，获取灰度值在缺陷区域的灰度范围内的像素点构成的闭合连通域，记为缺陷连通域，最终得到若干缺陷连通域。
[0007]进一步地，所述根据缺陷连通域得到缺陷连通域的最大参考滤波窗口，包括的具体步骤如下：对于任意一个缺陷连通域，将缺陷连通域中最大内接正方形且最大内接正方形的大小为奇数的方形区域作为缺陷连通域的最大参考滤波窗口。
[0008]进一步地，所述根据缺陷连通域的最大参考滤波窗口得到目标滤波像素点，包括的具体步骤如下：将最大参考滤波窗口的中心像素点记为目标滤波像素点。
[0009]进一步地，所述根据缺陷连通域和最大参考滤波窗口得到若干不同大小的迭代窗口，包括的具体步骤如下：对于缺陷连通域内任意一个像素点，记为第一像素点，以第一像素点为中心构建窗口，窗口的大小为[1,BG]区间内的所有奇数，BG表示最大参考滤波窗口的大小，将所构建出的不同大小的窗口记为迭代窗口。
[0010]进一步地，所述根据缺陷连通域内除目标滤波像素点以外其他像素点的迭代窗口内像素点的灰度值、缺陷连通域上边缘像素点的迭代窗口内边缘像素点的斜率，得到迭代窗口的目标函数，根据迭代窗口的目标函数得到每一个迭代窗口的优选程度，包括的具体步骤如下：对于任意一个的迭代窗口，迭代窗口的目标函数为：式中，为缺陷连通域内像素点的总数量，为缺陷连通域内除目标滤波像素点以外第B个像素点的迭代窗口内像素点的总数量，为缺陷连通域内除目标滤波像素点以外第B像素点的迭代窗口内第i个像素点的灰度值，为缺陷连通域的最大参考滤波窗口内
像素点的总数量，为缺陷连通域的最大参考滤波窗口内第j个像素点的灰度值；为缺陷连通域上边缘像素点的总数量，为缺陷连通域上第v个边缘像素点的迭代窗口内边缘像素点的总数量，为缺陷连通域上第v个边缘像素点的迭代窗口内第d个边缘像素点的斜率，为缺陷连通域上第v个边缘像素点的迭代窗口内所有边缘像素点的平均斜率，为迭代窗口的目标函数的输出值，记为迭代窗口的优选程度；获取每一个迭代窗口的优选程度。
[0011]进一步地，所述根据所有迭代窗口的优选程度得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小，包括的具体步骤如下：对于任意一个缺陷连通域，将所有迭代窗口的优选程度中优选程度最小时对应的迭代窗口大小作为缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小，获取每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小。
[0012]进一步地，所述根据缺陷连通域内每一个像素点的高斯滤波核大小范围内的灰度值得到缺陷连通域的亮暗对比参数，根据缺陷连通域的亮暗对比参数得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差，包括的具体步骤如下：对于任意一个缺陷连通域，式中，为缺陷连通域内像素点的总数量，为缺陷连通域内第u个像素点的高斯滤波核大小范围内的最小灰度值，为缺陷连通域内第u个像素点的高斯滤波核大小范围内的最大灰度值，为缺陷连通域的亮暗对比参数；将最佳高斯滤波核中心点位置记为P1，将最佳高斯滤波核内距离中心点位置最远的位置记为P2；获取最佳高斯滤波核的标准差，所述标准差满足：标准差下的最佳高斯滤波核内距离中心点位置最远的位置P2的权重与最佳高斯滤波核内中心位置P1的权重之比为1
‑
D，且最佳高斯滤波核内的权重之和为1；将1
‑
D对应的作为缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差，获取每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差。
[0013]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取胶塞灰度图像和胶塞灰度直方图；根据胶塞灰度直方图得到若干缺陷连通域；根据缺陷连通域得到缺陷连通域的最大参考滤波窗口，根据缺陷连通域的最大参考滤波窗口得到目标滤波像素点，根据缺陷连通域和最大参考滤波窗口得到若干不同大小的迭代窗口，根据缺陷连通域内除目标滤波像素点以外其他像素点的迭代窗口内像素点的灰度值、缺陷连通域上边缘像素点的迭代窗口内边缘像素点的斜率，得到迭代窗口的目标函数，根据迭代窗口的目标函数得到每一个迭代窗口的优选程度；根据所有迭代窗口的优选程度得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小；将缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小作为缺陷连通域内每一个像素点的高斯滤波核大小，根据缺陷连通域内每一个像素点的高斯滤波核大小范围内的灰度值得到缺陷连通域的亮暗对比参数，根据缺陷连通域的亮暗对比参数得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差；根据每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的大小和每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核的标准差，得到每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核，根据每一个缺陷连通域的最佳高斯滤波核将对应缺陷连通域内的像素点进行高斯滤波，得到胶塞滤波图，根据胶塞滤波图进行缺陷检测。2.根据权利要求1所述一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，其特征在于，所述根据胶塞灰度直方图得到若干缺陷连通域，包括的具体步骤如下：在胶塞灰度直方图中，所述胶塞灰度直方图中包含两个波峰，两个波峰相对比，一个波峰对应的灰度值低，另一个波峰对应的灰度值高，对于灰度值低的波峰，将胶塞灰度直方图中灰度值低的波峰的左侧波谷关于波峰对称得到灰度值低的波峰的右侧端点，记为第一端点；对于灰度值高的波峰，将胶塞灰度直方图中灰度值高的波峰的右侧波谷关于波峰对称得到灰度值高的波峰的左侧端点，记为第二端点，则将胶塞灰度直方图中第一端点到第二端点之间的灰度范围记为缺陷区域的灰度范围，在胶塞灰度图像中，获取灰度值在缺陷区域的灰度范围内的像素点，获取灰度值在缺陷区域的灰度范围内的像素点构成的闭合连通域，记为缺陷连通域，最终得到若干缺陷连通域。3.根据权利要求1所述一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，其特征在于，所述根据缺陷连通域得到缺陷连通域的最大参考滤波窗口，包括的具体步骤如下：对于任意一个缺陷连通域，将缺陷连通域中最大内接正方形且最大内接正方形的大小为奇数的方形区域作为缺陷连通域的最大参考滤波窗口。4.根据权利要求1所述一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，其特征在于，所述根据缺陷连通域的最大参考滤波窗口得到目标滤波像素点，包括的具体步骤如下：将最大参考滤波窗口的中心像素点记为目标滤波像素点。5.根据权利要求1所述一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，其特征在于，所述根据缺陷连通域和最大参考滤波窗口得到若干不同大小的迭代窗口，包括的具体步骤如下：对于缺陷连通域内任意一个像素点，记为第一像素点，以第一像素点为中心构建窗口，
窗口的大小为[1,BG]区间内的所有奇数，BG表示最大参考滤波窗口的大小，将所构建出的不同大小的窗口记为迭代窗口。6.根据权利要求1所述一种基于视觉特征的医用橡胶胶塞缺陷检测方法，其特征在于，所述根据缺陷连通域内除目标滤波像素点以外其他像素点的迭代窗口内像素点的灰度值、缺陷连通域上边缘像素点的迭代窗口内边缘像素点的斜率，得到迭代窗口的目标函数，根据迭代窗口的目标函数得到每一个迭代窗口的优选程度，包括的具体步骤如下：对于任意一个的迭代窗口，迭代窗口的目标函数为：式中，为缺陷连通域内像素点的总数量，为缺陷连通域内除目标滤波像素点以外第B个像素点的迭代窗口内像素点的总数量，为缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵靖波，侯贵侠，张舰，梁冰郎，康振霞，玄玉实，王伟，
申请(专利权)人：阿普塔恒煜威海医疗器材有限公司，
类型：发明
国别省市：