[发明专利]一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统，该方法的步骤为：(1)图像采集和预处理；(2)在形态学梯度图像中使用横向和纵向扫描线束进行强边界探测，通过探测得到坐标点集给出瓶体目标位置区域；(3)瓶头内部目标碳化检测区域分割；(4)基于形态学碳化区块的分类识别；(5)基于形态学重构的瓶头残液的标记与剔除；(6)统计与结果输出；通过形态学重构的思想，将深碳化目标图像和淡碳化目标图像快速且准确的重构出来，提高了检测速度和准确率；并结合碳化发黄的颜色特征和瓶头残液重构的处理方法，进一步确保了瓶头内部目标碳化检测区域的准确定位以及去除了残液对碳化区域的干扰影响。

技术领域

本发明属于视觉检测领域，特别涉及一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法及系统。

背景技术

玻璃瓶安瓿产品质量的检测一直是医药制造领域一个备受关注的问题，而玻璃瓶安瓿在封口过程中是使用高温火焰将玻璃管烧软后封口的，而含有机物的药液如果在瓶口烧结附近时，就会因为高温而发生碳化，贴于安瓿瓶瓶口封口附近。目前，国内绝大多数制药厂会在生产检验环节中，安排人工灯检，工人会用硬质的白色底板放置在瓶子的后方，进行逐一检查，将每一支有碳化现象发生的药瓶挑拣出来，以免上市流通带来不良用药事故。然而人眼检测问题很多：(1)易疲劳，对工人视力损伤大；(2)精度差，细小的半透明淡碳化点人眼很多时候难以发现。(3)效率低。

由于碳化的形成随机性很大，碳化斑点有大有小，形态各异，颜色也有浅有深，检测难度非常大，市面上也一直没有一种能够有效检测玻璃安瓿瓶瓶头碳化的装置或仪器。

发明内容

本发明解决的问题就在于：提出了一种基于机器视觉的图像处理算法，能在高速自动化玻璃瓶安瓿产品质量视觉检测生产线上实现快速准确识别瓶头碳化的作用。

一种玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测方法，包括以下步骤：

步骤1：玻璃瓶安瓿瓶头图像采集与预处理；

步骤2：提取瓶头原始子图I₀；

步骤3：从瓶头原始子图中分割出瓶头内部目标碳化检测区域I_in；

步骤4：使用基于形态学重构的方法对瓶头内部目标碳化检测区域中的碳化区域进行分类识别，提取出深碳化目标图像T_s和淡碳化目标图像T_d；

步骤5：统计深碳化目标图像T_s和淡碳化目标图像T_d中非零元素个数，分别形成深碳化和淡碳化的面积，若得到的面积超过预设值，则判断当前的目标图像检测结果为次品，否则，为正品，完成玻璃瓶安瓿的瓶头碳化视觉检测。

进一步地，所述步骤4的具体处理过程如下：

步骤4.1：对瓶头内部目标碳化检测区域I_in进行灰度形态学膨胀处理后，再与原图做差分，得到差分图像Q；

差分图像Q的计算公式为：b表示用于膨胀处理的纵向线结构元素；

步骤4.2：用瓶头原始子图I₀的红色通道减去蓝色通道，并设置色差阈值进行二值化，得到颜色偏黄的区域，其图像记为BI_c；

步骤4.3：将差分图像Q分别进行两次阈值分割，第一次使用深色碳化区域阈值，得到第一分割图像BI_s；第二次使用深色碳化与浅色碳化区域并存阈值，得到第二分割图像BI_d；

将大阈值分割结果认为是只包含深色碳化的区域，其图像记为BI_s，将小阈值分割结果认为是既包含深色碳化又包含浅色碳化的区域，其图像记为BI_d。