[发明专利]一种基于机器视觉的镨-钕(Pr/Nd)组分含量检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的Pr/Nd组分含量检测系统，其特征在于：

所述系统包括计算机（1）、CCD彩色摄像机（2）、被测Pr/Nd溶液样品池（3）、白平衡灰卡（4）、暗箱（5）、光源调节器（6）、LED环形光源（7）、1394数据线（8）；LED环形光源（7）通过暗箱（5）外的光源调节器（6）调节亮度，LED环形光源（7）与光源调节器（6）通过数据线连接；CCD彩色摄像机（2）通过1394数据线（8）与置于计算机（1）内的图像采集卡连接；LED环形光源（7）设置在暗箱（5）的正顶部，被测Pr/Nd溶液样品池（3）置于暗箱（5）底部中间，CCD彩色摄像机（2）安装在暗箱（5）的侧面并正对被测Pr/Nd溶液样品池（3），白平衡灰卡（4）置于被测Pr/Nd溶液样品池（3）后方。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的Pr/Nd组分含量检测系统，其特征在于：所述白平衡灰卡（4）置于被测Pr/Nd溶液样品池（3）后方作为拍摄背景，增加对比度并最大程度地还原Pr/Nd溶液颜色；在采集之前，CCD彩色摄像机（2）测取白平衡灰卡（4），再通过图像处理软件进行自动白平衡调节。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的Pr/Nd组分含量检测系统，其特征在于：所述LED环形光源（7）置于暗箱（5）的顶部提供稳定均匀照明。

4.一种基于机器视觉的Pr/Nd组分含量检测方法，其特征在于：所述方法包括采集Pr/Nd溶液图像，利用实时检测软件进行图像预处理、图像特征提取和组分含量辨识；所述软件模块包括图像采集模块、图像预处理模块、图像特征提取模块、组分含量关系模型模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的Pr/Nd组分含量检测方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：

步骤1：图像获取：调节光源调节器将LED环形光源调节到指定的亮度级数，摄像头对准白平衡灰卡，在计算机的软件界面中打开自动白平衡选项，调节白平衡；将生产线现场采集到的Pr/Nd溶液置于样品池内，摄像机拍摄Pr/Nd溶液的图像信号，经图像采集卡转换，送至计算机内存，完成计算机对溶液图像的采集过程；

步骤2：图像预处理：将采集到的图片进行的中值滤波处理，首先将采集得到的彩色图像中每个像素点的R(红)，G(绿)，B(蓝)提取出来，用3个整数矩阵来描述，再分别对这3个二维图像用3×3的中值滤波窗口进行滤波；将平滑滤波后的图像进行背景分割，再得到二值化图像中目标Pr/Nd溶液部分的像素中心点坐标，并以此中心剪切大小为128×128的正方形图像。

6.步骤3：图像颜色特征提取：预处理后的图像由RGB空间转换到HSI空间，提取其颜色特征分量H和S一阶矩；

步骤4：组分含量结果输出：将提取的颜色特征分量H和S的一阶矩作为模型输入，通过采用RBF神经网络建立的颜色特征分量与Nd元素组分含量的关系模型，得到Nd组分含量，再通过Pr/Nd混合溶液中Pr、Nd组分含量的关系，可得到Pr组分含量，实现Pr/Nd溶液组分含量的检测；软件界面显示组分含量检测结果。