本发明专利技术属于视频分析技术领域，具体为一种工业结构化场景中医用胶囊缺陷自动检测的系统。该系统包括：三个分别安装在胶囊传送滚轴两侧和正上方的摄像头，两个安装在胶囊传送滚轴两侧的LED光源，一台计算机；所述计算机上安装有处理软件系统，该处理软件系统包括软件界面启动模块、样本训练模块、图像分析模块以及通讯模块；系统工作时图像分析模块对胶囊图像进行检测，并通过通讯模块将检测结果传输给硬件，使其能剔除不合格胶囊；本发明专利技术综合不同图像处理方法性能差异，形成一套能够同时满足时间和准确率要求的算法，可在有限的计算资源下，保证较高的准确率，并实时的进行分析，以满足工业生产中的实际需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于视频分析
，具体涉及基于视频的工业化场景下医用胶囊的缺陷检测系统。
技术介绍
随着科技进步及劳动力成本的提高,工业界对于自动化智能化的生产工具的需求不断增长，重复枯燥的胶囊缺陷检测工作可以交由智能软件控制的机器来完成，大大降低了企业对于劳动力的需求。同时，设计 合理的自动化机械完全能以高精度、长时间地进行结构化场景中的重复工作，相比于人力优势明显，保证标准化产品的质量，减少人为失误造成的损失。为了达到全自动化且高效率的系统目标，就要求分析和控制系统的实时性。单一传统图像处理方法用于高清图像时的性能往往不高，而图像分析是整个系统的关键部分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够在工业结构化场景中准确检测胶囊是否合格，并可实时快速地给出分析结果的系统。本专利技术综合多种图像分析技术，将不同方法有机结合，对输入的高清图像进行分析，进行胶囊的缺陷检测。本专利技术提供的工业结构化场景中医用胶囊缺陷自动检测系统，包括 一个安装在胶囊传送滚轴正上方、俯视胶囊的摄像头1，用于拍摄被测胶囊侧面的图像，并将拍摄图像实时传入计算机； 两个分别安装在胶囊传送滚轴两侧、与胶囊垂直中心对齐的摄像头2，用于拍摄被测胶囊两端的图像，并将拍摄图像实时传入计算机； 两个分别安装在胶囊传送滚轴两侧的条形LED直流光源3，为胶囊检测提供较为固定的光照环境；一台计算机，用于对实时传入的拍摄图像进行视频分析，并实现与硬件环境的同步通 目; 一硬件模块，包括光电触发器、PLC逻辑控制器、气枪；光电触发器用于胶囊进入检测范围时的触发信号，PLC逻辑控制器实现从计算机接收信息并同步，气枪用于将不合格胶囊进行排除； 所述计算机上安装有处理软件系统，该处理软件系统包括软件界面启动模块4、样本训练模块5，为胶囊样本进行训练，为用户提供友好的界面，软件界面还提供实时检测数据以及历史统计数据；处理软件系统还包括图像分析模块6、通讯模块7 ;系统工作时图像分析模块对传入的胶囊图像进行检测，判断起是否合格，并通过通讯模块将检测结果传输给硬件模块8。本专利技术中，系统在投入自动运行前要进行标准胶囊的训练，以适应不同种类的胶囊及不同的光线环境。具体来说，先让标准的胶囊通过摄像头，从获取的图像中提取胶囊的轮廓、切口、光照环境等特征性信息并进行保存。训练过程中不需要额外的设备，只需要将标准I父囊放入后，在系统的软件界面中完成。完成上述训练工作后，系统就可以开始运打了。摄像头获得的视频信息通过千兆网卡传输至计算机，摄像头驱动软件将数据经图像格式转换写入计算机内存中，图像分析模块6对内存中的图像数据进行分析，确定目标胶囊是否合格，分析结果通过通讯模块7传输触发信号至硬件模块8，决定硬件模块8是否剔除目标胶囊。所述图像分析模块6包括如下子模块侧面检测模块61、两端检测模块62，其中 侧面检测模块61，用于位于正上方的摄像头I对于胶囊的侧面进行检测，以确定胶囊侧面是否存在缺陷； 两端检测模块62，用于位于两侧的摄像头2对于胶囊的两端进行检测，以确定胶囊的两端是否存在缺陷。上述侧面检测模块61，包括侧面部分前景分割模块611、侧面部分轮廓检测模块612、侧面部分切口检测模块613、侧面部分缺陷点检测模块614 ;先通过侧面部分前景分割模块611从传入的图像中提取出胶囊的部分，再分别对胶囊侧面的轮廓、切口、缺陷点进行检测。上述两端检测模块62，包括两端部分前景分割模块621、两端部分轮廓检测模块622、两端部分缺陷点检测模块623 ;先通过两端部分前景分割模块621从传入的图像中提取出胶囊的部分，再分别对胶囊两端的轮廓、缺陷点进行检测。上述侧面部分前景分割模块611，通过对无胶囊的场景进行训练，采用二值化方法提取出有胶囊的部分； 上述侧面部分轮廓检测模块612，通过对胶囊外形轮廓信息提取特征，与标准胶囊的训练结果相比较来确定是否有轮廓缺陷； 上述侧面部分切口检测模块613，通过边缘检测方法获得切口处的平整度信息，与设定的阈值要求进行比较判别； 上述侧面部分缺陷点检测模块614，通过模板匹配方法与标准胶囊样本进行比较以确定是否有缺陷； 上述两端部分前景分割模块621，利用较为固定的反光特征确定胶囊的位置信息，并通过边缘检测确定胶囊的大小信息； 上述两端部分轮廓检测模块，通过训练标准胶囊样本，提取弧形轮廓特征，以此进行检测； 上述两端部分缺陷点检测模块，将检测目标按照到中心距离及角度分为很多区域，分别根据样本中对应区域的亮度阈值进行判别。本专利技术中，所述的样本训练模块5在软件辅助下，完成对标准胶囊的特征提取和保存。本专利技术中，所述的图像分析模块6采用线程级流水线技术实现速度的优化。本专利技术中，每个胶囊将每转动120度进行一次拍摄，对于每个胶囊将处理3次以保证整个表面的覆盖率。本专利技术中，所述的摄像头I、摄像头2需要达到40像素/毫米的分辨率，视频每秒25帧以上的彩色摄像头，拍摄角度固定，并使用LED光源照明设备保证光照环境相对固定。本专利技术中，所述的通讯模块7通过采用同步触发技术与硬件模块8进行数据传输。本专利技术中，检测胶囊侧面的视频信号采用1800*1200的分辨率，检测胶囊两端的视频信号采用800*400的分辨率，图像中均包含3个胶囊，达到了 40像素/毫米的分辨率，处理帧频在22fps以上，辅助照明设备可用条形LED直流光源3。本专利技术的优点 系统搭建较为简单；软件使用方便，除训练少量样本外均为 自动运行；在计算资源有限的情况下，完成实时高精度图像处理；适用于结构化工业生产环境，节省了人力及物力；同时降低了人工检测带来的误检率，对于检测结果保证较高的准确率。附图说明图I是本专利技术的系统结构图。图2是本专利技术的图像分析模块分解详图。图3是本专利技术的控制设计示意图。图4是本专利技术装置搭建示意图俯视图。图5是本专利技术装置搭建示意图侧视图。图中标号0为胶囊传送滚轴；1为检测胶囊侧面所用的摄像头，安装在传送滚轴的正上方，实时拍摄经过检测区域的胶囊图像；2为检测胶囊两端所用的摄像头，安装在传送滚轴的两侧，实时拍摄经过检测区域的胶囊图像；3为条形LED直流光源，安装在传送滚轴的两侧、摄像头2的上方，用于对拍摄图像进行补光；4为软件界面启动模块，辅助完成胶囊样本的训练，并显示实时检测数据以及历史统计数据；5为样本训练模块，用于对标准胶囊进行特征提取和保存，以备检测中使用；6为图像分析模块，实现对胶囊是否合格的判别；7为通讯模块，实现将检测结果传输给硬件模块；8为硬件模块，实现将不合格的胶囊进行排除。61为侧面检测模块，62为两端检测模块，611为侧面部分前景分割模块，612为侧面部分轮廓检测模块，613为侧面部分切口检测模块，614为侧面部分缺陷点检测模块，621两端部分前景分割模块，622两端部分轮廓检测模块，623两端部分缺陷点检测模块。具体实施例方式以下是根据图I-图3给出的本专利技术的较好的实施方案，并予以详细说明，便于更好地理解本专利技术而非用来限制本专利技术的使用范围。如图I所示为一个胶囊检测系统的硬件组成结构，首先由安装在传送滚轴上方的摄像头I以及两侧的摄像头2采集实时画面，图像由网线传至计算机，在系统启动之前，需要先完成标准胶囊的训练任务。系统启动后，由图像分析模块6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工业结构化场景中医用胶囊缺陷自动检测的系统，它包括：一个安装在胶囊传送滚轴正上方、俯视胶囊的摄像头，用于拍摄被测胶囊侧面的图像，并将拍摄图像实时传入计算机；两个分别安装在胶囊传送滚轴两侧、与胶囊垂直中心对齐的摄像头，用于拍摄被测胶囊两端的图像，并将拍摄图像实时传入计算机；两个分别安装在胶囊传送滚轴两侧的LED光源，为胶囊检测提供较为固定的光照环境；一台计算机，用于对实时传入的拍摄图像进行视频分析，并实现与硬件环境的同步通信；一个硬件模块，包括光电触发器、PLC逻辑控制器、气枪；光电触发器用于胶囊进入检测范围时的触发信号，PLC逻辑控制器实现从计算机接收信息并同步，气枪用于将不合格胶囊进行排除；所述计算机上安装有处理软件系统，该处理软件系统包括软件界面启动模块、样本训练模块，为胶囊样本进行训练，为用户提供友好的界面，软件界面还提供实时检测数据以及历史统计数据；处理软件系统还包括图像分析模块、通讯模块；系统工作时图像分析模块对传入的胶囊图像进行检测，判断起是否合格，并通过通讯模块将检测结果传输给硬件模块；所述图像分析模块包括如下子模块：侧面检测模块、两端检测模块，其中：侧面检测模块包括如下子模块：侧面部分前景分割模块、侧面部分轮廓检测模块、侧面部分切口检测模块、侧面部分缺陷点检测模块；两端检测模块包括如下子模块：两端部分前景分割模块、两端部分轮廓检测模块、两端部分缺陷点检测模块；所述前景分割模块，用于在传入图像中提取出胶囊的信息；所述轮廓检测模块、切口检测模块、缺陷点检测模块，用于满足各类缺陷胶囊的检测。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张文强，杜正阳，何慧钧，张睿，储之恒，秦晋贤，邱晓欣，张用，付前忠，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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