[发明专利]高速医药生产线上的药液质量视觉检测方法

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术领域，涉及一种高速医药生产线上的药液质量视觉检测方法。

技术背景

为规范和维护我国的医药市场，保证医药质量，我国国家药典对医药的质量检测提出了严格的要求，其中的一个重要部分是对可见异物的检测。药典规定，针对可见异物的检测有灯检法和光散射法两种方法。一股药液采用灯检法，少数采用光散射法。灯检法为“除去容器标签，擦净容器外壁，轻轻旋转和翻转容器使药液中存在的可见异物悬浮(注意不使药液产生气泡)…分别在黑色和白色背景下，手持供试品颈部使药液轻轻翻转，用目检视”。

目前我国的大部分企业都停留在人工检测的方法上，一条生产线上配有多名工人检测产品，而长时间的工作使得人眼疲劳，可能导致误检、漏检，使产品存在着极大的安全隐患。目前国内的全自动灯检机基本上靠进口国外产品，除了昂贵的价格外，而且由于国外的产品规格和标准与国内不同，使得国外进口的全自动灯检机不能准确有效的检测出药液中的可见异物，不能满足我国的市场和产品需求。因此，研发出适合我国产品标准和规格的全自动灯检机势在必行。全自动灯检机是指完全脱离人工检测，利用机器视觉或光电传感器的方法，在有机械装置带动溶液旋转后并停止，由视觉系统代替人眼进行检测并作出判断进行分拣。全自动灯检机一方面可以大大的节省企业经济成本和人力成本，为国家创造更大的经济效益和价值，同时更重要的是可以保证检测的重复性和可靠性，不会产生疲劳效应，并且实现在线检测，从而在保证产品质的同时也保证了产品的产量。

但是，与一股情况下的目标检测和识别不同，由于全自动灯检机高速度高精度的要求以及特殊的检测对象，使得高速医药生产线上的药液质量视觉检测方法面临着以下主要技术难题：

(1)图像干扰因素多。由于全自动灯检机的高速性要求，在高速状态下，机械处于快速运动状态，使得在拍摄图像时，药品瓶子并不完全处于静止状态，而往往是拍摄时仍然在慢速移动，造成拍摄的图像会有偏差，而药液中的异物一股数量较少，个体也比较小，通常只占有图像上几个或十几个像素大小，因此拍摄时瓶子的运动使一股的检测方法容易受干扰因素的影响。

(2)药液中的异物数量、形状、大小以及重量等信息都不固定，没有比较明显的纹理信息可以利用，增加了检测难度。在异物随溶液运动过程中，由于自身的翻转等因素使得表现在图像上的异物的形状和大小均处于时刻变化的状态，因此在目标识别过程中不能用一股的固定搜索窗的方法；而各个不同的杂质在不同的位置由于浮力的原因，其运动速度和运动状态等都会各不相同，因此无法在保证检测速度的同时对其建立精确地估计模型。

(3)检测速度和精度要求。由于全自动灯检机的速度要求，而一股的目标检测和识别方法不能同时满足在线高速度和高精度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种高速医药生产线上的药液质量视觉检测方法，该方法检测精度高，检测速度快。

本发明的技术解决方案如下：

一种高速医药生产线上的药液质量视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：图像获取；对预先高速旋转后的药液在瓶子停止状态下获取5幅连续序列图像，所拍摄的图像为灰度图像；

步骤2：图像初步去噪；采用基于特征点的偏移量还原背景的方法去除瓶壁的动态干扰；

步骤3：目标检测：通过差分方法以及基于阈值分割方法去除静态干扰；

步骤4：目标识别：根据目标的运动轨迹连续与否判断该目标是否为异物，并记录该异物；

步骤5：目标判断：根据所记录的异物的大小是否超出规定的范围判断该异物是否为可见异物；

所述的步骤2的具体步骤为：

①求取每个可能的偏移量：选取表现为大面积连续亮色的瓶壁上文字作为特征点，将特征点的范围限定在文字区域，再判断像点灰度值是否满足f(i，j)＞252，其中(i，j)在当前像素点的3*3邻域内；再判断f(x+k，y)＝f(x，y)，其中k表示前后两幅图像中，f(x，y)表示当前像素点(x，y)的灰度值，当前像素点(x，y)的可能移动距离K的取值范围为1＜k＜80，搜索整个文字区域，检索符合判断条件的特征点，从而获得大小为k的特征点偏移量所出现的频数的数组v(k)；

②计算各个可能偏移量的出现频率，即：