一种物料混合均匀度在线检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种物料混合均匀度在线检测方法及装置，涉及物料混合检测技术领域，所述方法包括：计算所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差；根据预设的动态阈值，以及所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，判断如果白点颗粒到中心点的欧式距离

【技术实现步骤摘要】
一种物料混合均匀度在线检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及物料混合检测
，特别是指一种物料混合均匀度在线检测方法及装置
。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对食品质量安全的要求越来越高
。
为了保证食品的质量，需要对食品中的原料混合进行检测与控制
。
传统的人工取样检测方式效率低下，无法实现对混合过程的实时监测
。
基于计算机视觉与图像处理技术的在线混合均匀度检测可以有效解决这一问题
。
[0003]目前，利用计算机视觉技术检测混合均匀度的研究主要集中在利用图像处理技术提取样本图像中的特征，再根据预设的判断规则对混合均匀度进行评价
。
但是现有的方法可能对于提取的特征处理存在一定的不足，导致对混合均匀度的判断不够准确和可靠
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种物料混合均匀度在线检测方法及装置，可以实现对不同物料混合均匀度进行准确可靠的检测
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：第一方面，一种物料混合均匀度在线检测方法，所述方法包括：获取待检测物料图像；对待检测物料图像进行阈值化处理，提取出物料中的白点颗粒；计算白点颗粒的包络面积，以及计算整个待检测物料图像的面积；根据白点颗粒的包络面积以及整个待检测物料图像的面积，计算白点颗粒的面积占比，以及确定图像的中心点；计算所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差；根据预设的动态阈值，以及所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，判断如果白点颗粒到中心点的欧式距离
≥
动态阈值，则取动态阈值作为白点颗粒的欧式距离，并对调整后的欧式距离进行加权平均，得到平均距离；根据白点颗粒的面积占比以及平均距离，计算物料的混合均匀度
。
[0006]进一步的，对待检测物料图像进行阈值化处理，提取出物料中的白点颗粒，包括：将待检测物料图像转换为灰度图像；计算灰度图像的整体像素值分布，确定阈值
T
；对灰度图像进行二值化处理，并将像素值
≥
阈值
T
的像素点设为白色，像素值＜阈值
T
的像素点设为黑色；对二值化后的图像进行开运算，并通过连接相邻像素判断白色像素点的连通域，将每个连通域标记为一个白点颗粒
。
[0007]进一步的，计算白点颗粒的包络面积，以及计算整个待检测物料图像的面积，包
括：根据每个提取出的白点颗粒，计算白点颗粒的轮廓周长；对所有颗粒的轮廓周长进行凸包运算，得到白点颗粒的凸包轮廓；计算凸包轮廓所包围的面积，其中，凸包轮廓所包围的面积为白点颗粒的包络面积；将所有白点颗粒的包络面积累加，得到白点颗粒总的包络面积
。
[0008]进一步的，根据白点颗粒的包络面积以及整个待检测物料图像的面积，计算白点颗粒的面积占比，以及确定图像的中心点，包括：对原始图像进行处理，以得到平滑图像；检测所述平滑图像的边缘，对检测到的边缘进行连通域分析，获取各个连通区域；对每个连通区域计算凸包，得到图像的若干凸包轮廓；计算所有的凸包轮廓面积，并根据所有的凸包轮廓面积确定整个图像的面积；根据整个图像的面积，计算白点颗粒的面积；根据白点颗粒的面积，利用所有白点颗粒的质心坐标，计算质心的加权平均坐标作为中心点
。
[0009]进一步的，计算所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，包括：对所有白点颗粒进行聚类；对每个聚类分别计算类内白点颗粒到该类质心的欧式距离，对每个类内的白点颗粒距离，剔除离群值；对剔除离群值后的每一类白点颗粒距离，计算类内距离平均值和标准差；计算每一类的白点颗粒数量所占总数的权重；加权平均每个类内的平均距离和标准差，得到所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差
。
[0010]进一步的，根据预设的动态阈值，以及所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，判断如果白点颗粒到中心点的欧式距离
≥
动态阈值，则取动态阈值作为白点颗粒的欧式距离，并对调整后的欧式距离进行加权平均，得到平均距离，包括：根据所有白点颗粒到中心点欧式距离的平均值
μ
和标准差
σ
，设置动态阈值
T1=
μ
+ k
×
σ
；根据每个白点颗粒
i
到中心点的欧式距离
d
i
，判断欧式距离
d
i
与动态阈值
T1的关系，如果欧式距离
d
i
≥
动态阈值
T1，则将白点颗粒的欧式距离更新为动态阈值
T1，如果欧式距离
d
i < 动态阈值
T1，则保持白点颗粒的原始欧式距离不变；对所有白点颗粒更新后的欧式距离
d
i
'
，通过进行运算，以得到调整后的平均距离
D'
，
n
为白点颗粒的总数，
S
i
为第
i
个白点颗粒的面积
。
[0011]进一步的，根据白点颗粒的面积占比以及平均距离，计算物料的混合均匀度，包括：根据白点颗粒的面积占比以及平均距离，通过计算混合均匀度，
其中，
n
为聚类的数量，
R
i
为第
i
个聚类的判断结果，为第
i
个聚类的权重，其中，
。
[0012]第二方面，一种物料混合均匀度在线检测装置，包括：获取模块，用于获取待检测物料图像；对待检测物料图像进行阈值化处理，提取出物料中的白点颗粒；计算白点颗粒的包络面积，以及计算整个待检测物料图像的面积；根据白点颗粒的包络面积以及整个待检测物料图像的面积，计算白点颗粒的面积占比，以及确定图像的中心点；处理模块，用于计算所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差；根据预设的动态阈值，以及所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，判断如果白点颗粒到中心点的欧式距离
≥
动态阈值，则取动态阈值作为白点颗粒的欧式距离，并对调整后的欧式距离进行加权平均，得到平均距离；根据白点颗粒的面积占比以及平均距离，计算物料的混合均匀度
。
[0013]第三方面，一种计算设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述方法
。
[0014]第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述方法
。
[0015]本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：本专利技术的上述方案，实现了对物料混合过程的实时在线监测，可以动态检测混合均匀度，及时反馈混合效果，调整工艺参数，有利于生产过程的闭环控制；通过图像处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种物料混合均匀度在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测物料图像；对待检测物料图像进行阈值化处理，提取出物料中的白点颗粒；计算白点颗粒的包络面积，以及计算整个待检测物料图像的面积；根据白点颗粒的包络面积以及整个待检测物料图像的面积，计算白点颗粒的面积占比，以及确定图像的中心点；计算所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差；根据预设的动态阈值，以及所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，判断如果白点颗粒到中心点的欧式距离
≥
动态阈值，则取动态阈值作为白点颗粒的欧式距离，并对调整后的欧式距离进行加权平均，得到平均距离；根据白点颗粒的面积占比以及平均距离，计算物料的混合均匀度
。2.
根据权利要求1所述的物料混合均匀度在线检测方法，其特征在于，对待检测物料图像进行阈值化处理，提取出物料中的白点颗粒，包括：将待检测物料图像转换为灰度图像；计算灰度图像的整体像素值分布，确定阈值
T
；对灰度图像进行二值化处理，并将像素值
≥
阈值
T
的像素点设为白色，像素值＜阈值
T
的像素点设为黑色；对二值化后的图像进行开运算，并通过连接相邻像素判断白色像素点的连通域，将每个连通域标记为一个白点颗粒
。3.
根据权利要求2所述的物料混合均匀度在线检测方法，其特征在于，计算白点颗粒的包络面积，以及计算整个待检测物料图像的面积，包括：根据每个提取出的白点颗粒，计算白点颗粒的轮廓周长；对所有颗粒的轮廓周长进行凸包运算，得到白点颗粒的凸包轮廓；计算凸包轮廓所包围的面积，其中，凸包轮廓所包围的面积为白点颗粒的包络面积；将所有白点颗粒的包络面积累加，得到白点颗粒总的包络面积
。4.
根据权利要求3所述的物料混合均匀度在线检测方法，其特征在于，根据白点颗粒的包络面积以及整个待检测物料图像的面积，计算白点颗粒的面积占比，以及确定图像的中心点，包括：对原始图像进行处理，以得到平滑图像；检测所述平滑图像的边缘，对检测到的边缘进行连通域分析，获取各个连通区域；对每个连通区域计算凸包，得到图像的若干凸包轮廓；计算所有的凸包轮廓面积，并根据所有的凸包轮廓面积确定整个图像的面积；根据整个图像的面积，计算白点颗粒的面积；根据白点颗粒的面积，利用所有白点颗粒的质心坐标，计算质心的加权平均坐标作为中心点
。5.
根据权利要求4所述的物料混合均匀度在线检测方法，其特征在于，计算所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差，包括：对所有白点颗粒进行聚类；对每个聚类分别计算类内白点颗粒到质心的欧式距离，对每个类内的白点颗粒距离，
剔除离群值；对剔除离群值后的每一类白点颗粒距离，计算类内距离平均值和标准差；计算每一类的白点颗粒数量所占总数的权重；加权平均每个类内的平均距离和标准差，得到所有白点颗粒到中心点距离的平均值和标准差
。6.
根据权利要求5所述的物料混合均匀度在线检测方法，其特征在于，根据预设的动态阈值，以及所有白点颗粒到中心点距离的平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏钊，张通，高健权，郑静英，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：