本实用新型专利技术公开了一种饮料灌装后杂质检测装置，该装置包括光源和相机，所述光源和相机与待检品相配合；所述相机连接到处理装置的目标分割单元；所述处理装置的目标分割单元、信息提取单元、信息匹配单元、轨迹获取单元和产品质量分析单元依次连接；所述产品分析单元还与处理装置外的控制设备连接。本实用新型专利技术可对可见物目标进行良好的分割和跟踪，可完全代替人工检测，节约了成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种饮料灌装后杂质检测装置。
技术介绍
在饮料灌装和封盖过程中，由于过滤不佳、容器清洗不净、封装时碰撞等原因，会 使饮料中存在固体沉淀、悬浮物、毛发、玻璃碎片等异物，这些可见异物的存在极大影响了 产品质量。目前国内多采用人工灯检的方法鉴别可见异物，通过人眼目测判断，若存在异物 将其手动剔除，人工检测不可避免的存在效率低、漏检率高，精度低等问题，且长期从事人 工灯检还给工作人员的健康带来危害。机器视觉检测技术已经成功应用于很多行业，例如啤酒瓶的空瓶检测，集成电 路的检测等领域，机器视觉检测代替人工检测成为一种发展方向。检测灌装后饮料中的杂质是灌装后饮料质量检测的关键环节，杂质检测 需要解决以下问题首先必须分离前景与背景，实现区域分离，由于异质形成的区域图像往 往与背景灰度相近，采用阈值法很难得到信息量完全的图像，故我们选用先进行边缘检测 再进行区域填充的方法实现区域分割；其次必须提取分离出能代表区域特性的区域结构特 征，因为预处理过程中采用的高斯滤波，区域分割中采用的区域填充都容易使距离较近的 可见物连成一块，所以必须进行连通域的修正，我们对可疑连通域最小外接矩形区域所对 应的预处理前图像进行分析辨别区域粘连现象，如判别为区域粘连，则对该连通域信息进 行更改修正；再次，必须根据每个连通域的结构特征寻找连通域在连续图像中的运动轨迹， 寻找连通域运动轨迹我们采用竞争的匹配算法；最后，获得连通域运动轨迹后根据连通域 运动方向辨别可见物是气泡还是异物。
技术实现思路
为实现上述技术目的，采用如下技术方案一种饮料灌装后杂质检测装置，该装置包括光源和相机，所述光源和相机与待检 品相配合；所述相机连接到处理装置的目标分割单元；所述处理装置的目标分割单元、信 息提取单元、信息匹配单元、轨迹获取单元和产品质量分析单元依次连接；所述产品分析单 元还与处理装置外的控制设备连接。所述相机采用工业相机。一种饮料灌装后杂质检测方法，该杂质检测方法如下Stepl 采集待检品图像并进行备份；St印2 图像预处理对采集的待检品图像增强其对比度并进行滤波；St印3 区域填充及分割对预处理后的图像进行边缘检测后，进行区域填充及分 割；St印4 连通域分析及修正对分割出来的前景区域进行连通域分析及修正；St印5 连通域修正后进行判断连通域修正后需要检测待检品图像是否采集完，如还有未完成的帧需要采集，则等待下一帧图像的到来，否则继续进行下一步处理；St印6 匹配连通域信息对采集的若干帧图像提取得到的连通域信息进行匹配， 通过匹配连通域信息，获得可见物的连通域轨迹；St印7:结合连通域信息和连通域轨迹，判断出每个连通域的性质，根据连通域的 性质判断灌装后饮料中是否存在杂质。在所述的stepl或step2中，所述待检品图像是用相机提取的饮料灌装后瓶身图 像，且图像为灰度图像或经过灰度化的彩色图像。在所述的St印3中区域填充的方法包括以下步骤a.对边缘检测后的图像进行逐行扫描，填充每行中存在的距离小于最大填充距离 s的边缘信息；b.对边缘检测后的图像进行逐列扫描，填充每列中存在的距离小于最大填充距离 s的边缘信息。在所述的St印4中，所述连通域分析步骤如下a.运用区域生长法提取每个连通域信息；b.分析每个连通域信息，将面积小于设定的最小分析区域面积al并且周长平方 与面积比例大于设定的系数P的区域予以删除；c.将符合条件的连通域信息进行编号，并将每个连通域匹配状态标记为未匹配。在所述的St印4中，所述连通域修正步骤如下a.寻找最小外接矩形宽或高大于设定最小值rl并且宽和高均小于设定最大值r2 的原连通域信息，如找不到，转到步骤f ；b.提取原连通域最小外接矩形区域的预处理前图像数据；c.运用最大类间方差法计算步骤b中提取的图像阈值对图像进行区域分割；d.运用区域生长法提取新连通域信息，如连通域个数为1转到步骤a ；e.用新的连通域信息更新原连通域信息，转到步骤a;f.结束连通域修正。所述连通域信息包括连通域的面积、周长、周长平方与面积比和最小外接矩形的 左右上下位置。在所述的St印6中，所述匹配连通域的具体匹配步骤如下a.寻找第η帧中没有找到匹配的区域，其中η为大于零小于N的自然数，η初始 值为1，如能找到则进入步骤b)，否则进入步骤e)；b.对第η帧中未匹配的连通域a，计算与第n+1帧所有连通域的匹配系数，并将匹 配系数存入匹配系数数组，数组中每项记录的是匹配系数和连通域编号，匹配系数factor 的计算公式为factor= wfactor+hfactor+whfactor+denfactor+areafactor+distancefactor ；其中，wfactor连通域宽度比对系数，hfactor连通域高度比对系数、whfactor 连通域宽高比例比对系数、denfactor连通域周长平方面积比比对系数、areafactor连通 域面积比对系数、distancefactor连通域距离系数；wfactor=min (wn, wnl) /max (wn, wnl)；式中 wn 为连通域 a 的宽度,wnl 为第 n+1 中贞 中连通域χ的宽度，min (wn, wnl)表示wn与wnl的最/]、值，max (wn, wnl) 表示wn与wnl的最大值；hfactor=min (hn, hnl) /max (hn, hnl)；式中 hn 为连通域 a 的高度，hnl 为第 n+1 中贞中连通域χ的高度；whfactor=min (mi η (wn，hn) /max (wn，hn)，mi η (wnl，hnl) / max (wnl，hnl)) / max (min (wn, hn) /max (wn, hn)，min (wnl, hnl) /max (wnl, hnl))；denfactor= min(densityn, densityn 1)/max(densityn ， densityn 1)；其中densityn=girthn氺girthn/arean; ζ中 girthna 白勺M"K:，arean ^jiiiE 域a的面积；densitynl=girthnl^girthnl/areanl ；式中 girthnl 为第 n+1 中贞中连通域 χ 的周 长，areml为第n+1帧中连通域χ的面积；areafactor=min(arean, areanl)/max(arean, areanl)；distancefactor=(MAX_DISTANCE-distance)/MAX_DISTANCE; 式中 MAX_ DISTANCE为可见物的最大活动距离，distance为连通域a与第n+1帧中连通域χ的最小外 接矩形中心距离；c.寻找在匹配系数数组内中找到的与连通域a匹配系数最大的连通域Xl ；d.如找到的最大匹配系数小于限定的最小合理匹配系数f则将此连通域a的后 帧匹配状态标记为已匹配，返回步骤a ；如连通域xl是首次被匹配则更新连通域a和连通 域xl的匹配信息，将连通域a和连通域xl匹配状态改为已匹配，记录匹配连通域编号和匹 配系数，返回步骤a)；如连通域xl之前被第η帧中的连通域b匹配，则比较此次匹配与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种饮料灌装后杂质检测装置，其特征是，该装置包括光源和相机，所述光源和相机与待检品相配合；所述相机连接到处理装置的目标分割单元；所述处理装置的目标分割单元、信息提取单元、信息匹配单元、轨迹获取单元和产品质量分析单元依次连接；所述产品分析单元还与处理装置外的控制设备连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马思乐，黄彬，吴艳丽，张业伟，于海亮，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]
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