CN105784711A - 一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法及其检测装置，该方法包括：相机倾斜朝下逐行拍摄水平输送的泡罩以获拍摄图片；调用匹配拍摄图片的泡罩模板以获泡罩之所有内槽位置；获取拍摄图片之对应内槽位置的区域图像，从区域图像中通过灰度阈值分割提取软胶囊外轮廓，依此判断是否缺粒，如是则发出外观缺陷信息；将区域图像与鱼肝油软胶囊形状进行匹配，以分离提出鱼身区域图像和鱼尾区域图像；分别计算鱼身区域图像和鱼尾区域图像的图像特征，依此判断是否存在异形或空壳，如是则发出外观缺陷信息。采用上述的检测方法，不仅能够快速，准确地检测泡罩内鱼肝油软胶囊多粒、缺粒的缺陷，还能对鱼肝油软胶囊多种其他的外观缺陷进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法及其装置。
背景技术
鱼肝油是从鲨鱼、鳕鱼等的肝脏中提炼出来的脂肪，黄色半透明。鱼肝油软胶囊作为其产品形状类似鱼，不规则；胶囊薄易破损，油脂容易流出。半透明的鱼肝油软胶囊还容易粘黏灰尘和杂质。因此生产的鱼肝油软胶囊必须进行严格的检测。传统的鱼肝油软胶囊外观缺陷检测都是用人工进行检测，不仅效率低，而且准确率也低。同时，不同检测者的标准也会不一样，这就会使检测出的鱼肝油软胶囊质量参差不齐。
针对上述不足，有人提出了基于机器视觉的鱼肝油软胶囊外观缺陷检测系统以解决上述问题。如中国专利5689741.X公开基于计算机视觉的软胶囊质量在线检测的装置与方法。该方法涉及一种按照物品的特性进行实时在线检测的机器视觉检测装置和方法,其由胶囊排列输送部分、计算机视觉识别部分和胶囊剔除动作部分组成；计算机视觉识别部分的摄像头安装在胶囊排列输送部分的输送链上方,胶囊剔除动作部分安装在胶囊排列输送部分的输送链侧面。计算机视觉识别部分,其由一个逐行扫描的摄像系统、一个光照箱、光电触发传感器、控制模块和相应的软件组成。其发明通过计算机视觉达到间接检测胶囊重量的目的,保证高速在线检测软胶囊重量的准确性。该系统只能解决规则胶囊的检测，无法解决不规则的鱼肝油软胶囊的检测，因此有进一步改进之必要。
发明内容
本发明提供了一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法及其装置，其克服了背景技术中基于计算机视觉的软胶囊质量在线检测的装置与方法所存在的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：
一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法，鱼肝油软胶囊装在泡罩内，泡罩设多个内槽，每个内槽内都装有一鱼肝油软胶囊，该方法包括：
P10，相机倾斜朝下逐行拍摄水平输送的泡罩以获拍摄图片；
P20，调用匹配拍摄图片的泡罩模板以获泡罩之所有内槽位置；
P30，获取拍摄图片之对应内槽位置的区域图像，从区域图像中通过灰度阈值分割提取软胶囊外轮廓，依此判断是否缺粒，如是则发出外观缺陷信息；
P40，将区域图像与鱼肝油软胶囊形状进行匹配，以分离提出鱼身区域图像和鱼尾区域图像；
P50，分别计算鱼身区域图像和鱼尾区域图像的图像特征，依此判断是否存在异形或空壳，如是则发出外观缺陷信息。
一实施例之中：还包括：
P60，从区域图像获取鱼肝油内部区域数据，对该数据进行再次阈值分割，依此判断是否存在气泡或黑点，如是则发出外观缺陷信息。
一实施例之中：在P20和P30之间还包括：
P21，对图像进行预处理，该预处理至少包括去除反光点。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：
一种应用上述鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，包括机架(4)、输送机构(1)、相机(5)、面光源(6)和处理器(8)，该输送机构(1)装设在机架(4)用于水平输送泡罩，该面光源(6)设在输送机构(1)之下以发出光线透过输送机构(1)照射在泡罩，该相机(5)位于输送机构(1)之上且相机(5)拍摄方向倾斜朝下以逐行拍摄鱼肝油软胶囊获取拍摄图片，该处理器(8)信号连接相机(5)以获得相机(5)拍摄所获得的拍摄图片，该处理器(8)按上述检测方法处理拍摄图片以实现检测。
一实施例之中：还包括光电传感器(7)；该机架(1)设有检测区域，该光电传感器(7)设在检测区域进口，该相机(5)和面光源(6)都设在检测区域内，该处理器(8)信号连接光电传感器(7)以控制相机(5)拍摄时间。
一实施例之中：该相机(5)个数为两个，两个相机(5)沿输送方向间隔布置且两个相机(5)面向对称布置。
一实施例之中：该相机(5)拍摄方向和水平面的夹角为55-87度。
一实施例之中：还包括一调节机构(9)，该调节机构(9)装接在机架(4)且连接相机(5)以调节相机(5)所处位置和拍摄方向。
一实施例之中：该调节机构(9)包括一调节座(91)和一旋转座(92)，另设第一驱动机构传动连接调节座(91)和机架(4)以能带动调节座(91)进行Z轴、Y轴和Z轴的三维调节；该旋转座(92)转动连接在调节座(91)，该转动轴线水平布置且垂直输送方向，另设第二驱动机构传动连接调节座(91)和旋转座(92)以能带动旋转座(92)调节。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
采用上述的检测方法，不仅能够快速，准确地检测泡罩内鱼肝油软胶囊多粒、缺粒的缺陷，还能对鱼肝油软胶囊多种其他的外观缺陷进行检测，克服了背景技术所存在的不足，且产生如下技术效果：相机倾斜朝下逐行拍摄水平输送的泡罩以获拍摄图片，使得泡罩内槽边缘和鱼肝油外轮廓边缘重合，从而提高了鱼肝油外轮廓提取的准确性。
面光源设在输送机构之下以发出光线透过输送机构照射在泡罩，适配鱼肝油软胶囊半透明的特性，从而提高了鱼肝油外轮廓提取的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例的结构组成示意图。
图2为本发明实施例的机架及相机安装调节机构示意图之一。
图3为本发明实施例的机架及相机安装调节机构示意图之二。
图4为本发明实施例的调节机构机构示意图。
主要标号说明：1-输送机构，2-泡罩，3-鱼肝油软胶囊，4-机架，5-相机，6-面光源，7-光电传感器，8-处理器。
具体实施方式
请查阅图1至图4，一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，包括机架4、输送机构1、相机5、矩形背光的面光源6、处理器8、光电传感器7和调节机构9。该鱼肝油软胶囊3装在泡罩2内，泡罩2设多个内槽，每个内槽内都装有一鱼肝油软胶囊3。该光电传感器例如为光纤式光电传感器。
该输送机构1装设在机架4用于水平输送泡罩，该输送方向为X轴方向，泡罩水平排列布置，且鱼肝油软胶囊沿水平且垂直输送方向布置。该机架1设有检测区域，根据需要包括一固盒，该固盒内形成有一检测区域，且具有一供输送机构1和泡罩通过的进口和出口。
该面光源6设在输送机构1之下且位于检测区域内，该面光源6能发出光线透过输送机构1照射在进入检测区域内的泡罩。该相机5通过调节机构9装接在机架1，并位于输送机构1之上及检测区域之内，该相机5拍摄方向倾斜朝下以逐行拍摄鱼肝油软胶囊获取拍摄图片。该处理器8信号连接相机5以获得相机5拍摄所获得的拍摄图片，该处理器8按检测方法处理拍摄图片以实现检测。
一优选方案中：该光电传感器7设在检测区域进口；该调节机构9装接在机架4且连接相机5以调节相机5所处位置和拍摄方向，具体结构中，该调节机构9包括一调节座91和一旋转座92，另设第一驱动机构传动连接调节座91和机架4以能带动调节座91进行Z轴、Y轴和Z轴的三维调节；该旋转座92转动连接在调节座91，该转动轴线水平布置且垂直输送方向，另设第二驱动机构传动连接调节座91和旋转座92以能带动旋转座92调节；该处理器8信号连接光电传感器7、第一驱动机构、第二驱动机构以控制相机5拍摄位置、时间、角度，获得最佳的拍摄图片，例如通过调节机构来对准每片泡罩的中心位置，以避免相机倾斜带来的图像中每粒鱼肝油大小的不一致。进一步具体结构中，例如：还包括X轴调节座能沿X轴滑动连接机架，另配设一第一驱动件连接X轴调节座和机架以能通过第一驱动件带动X轴调节座相对机架沿X轴滑动；还包括Y轴调节座能沿Y轴滑动连接X轴调节座，另配设一第二驱动件连接Y轴调节座和X轴调节座以能通过第二驱动件带动Y轴调节座相对X轴调节座沿Y轴滑动；还包括Z轴调节座(上述的调节座91)能沿Z轴滑动连接Y轴调节座，另配设一第三驱动件连接Z轴调节座和Y轴调节座以能通过第三驱动件带动Z轴调节座相对Y轴调节座沿Z轴滑动，该第一驱动机构包括上述的第一、第二、第三驱动件。
该相机5拍摄方向和水平面的夹角为55-87度，最好60-75度，使得泡罩内槽边缘和鱼肝油外轮廓边缘重合，从而提高了鱼肝油外轮廓提取的准确性；该相机5个数为两个，两个相机5沿输送方向前后间隔布置且两个相机5面向对称布置，两相机的角度一致，例如相对面光源对称布置，同时，两个相机能够从鱼肝油两侧获取更多的缺陷信息。拍摄方向沿X轴(输送方向)倾斜布置。
一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法，该方法包括：
P10，相机倾斜朝下逐行拍摄水平输送的泡罩以获拍摄图片；
P20，调用匹配拍摄图片的泡罩模板以获泡罩之所有内槽位置，从而确定每粒鱼肝油的位置；其中：匹配时是计算模板跟拍摄图片的匹配值来找位置的，具体来说是根据图片大小，一个像素一个像素地移动模板，每次移动都算出一个匹配值，匹配值最大的地方就是模板匹配的最终位置。该匹配值是根据模板的形状以及图像的灰度计算的。
P21，对图像进行预处理，该预处理至少包括去除反光点、灰度增强、灰度膨胀及高光抑制。
P30，获取拍摄图片之对应内槽位置的区域图像，从区域图像中通过自适应灰度阈值分割提取软胶囊外轮廓，依此判断是否缺粒，如是则发出外观缺陷信息；
P40，将区域图像与鱼肝油软胶囊形状进行匹配，以分离提出鱼身区域图像和鱼尾区域图像；
P50，分别计算鱼身区域图像和鱼尾区域图像的图像特征，依此判断是否存在异形或空壳，如是则发出外观缺陷信息；
P60，从区域图像获取鱼肝油内部区域数据，对该数据进行再次阈值分割，例如通过鱼肝油内部区域的灰度特征、区域特征和矩特征，判断是否存在气泡或黑点，如是则发出外观缺陷信息。
本实施例之中，设两个相机，则处理器分别沿上述方法处理两相机获得拍摄图片。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (9)
1.一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法，鱼肝油软胶囊装在泡罩内，泡罩设多个内槽，每个内槽内都装有一鱼肝油软胶囊，其特征在于：该方法包括：
P10，相机倾斜朝下逐行拍摄水平输送的泡罩以获拍摄图片；
P20，调用匹配拍摄图片的泡罩模板以获泡罩之所有内槽位置；
P30，获取拍摄图片之对应内槽位置的区域图像，从区域图像中通过灰度阈值分割提取软胶囊外轮廓，依此判断是否缺粒，如是则发出外观缺陷信息；
P40，将区域图像与鱼肝油软胶囊形状进行匹配，以分离提出鱼身区域图像和鱼尾区域图像；
P50，分别计算鱼身区域图像和鱼尾区域图像的图像特征，依此判断是否存在异形或空壳，如是则发出外观缺陷信息。
2.根据权利要求1所述的一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法，其特征在于：还包括：
P60，从区域图像获取鱼肝油内部区域数据，对该数据进行再次阈值分割，依此判断是否存在气泡或黑点，如是则发出外观缺陷信息。
3.根据权利要求1所述的一种鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法，其特征在于：在P20和P30之间还包括：
P21，对图像进行预处理，该预处理至少包括去除反光点。
4.一种应用权利要求1或2或3鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测方法的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，其特征在于：包括机架(4)、输送机构(1)、相机(5)、面光源(6)和处理器(8)，该输送机构(1)装设在机架(4)用于水平输送泡罩，该面光源(6)设在输送机构(1)之下以发出光线透过输送机构(1)照射在泡罩，该相机(5)位于输送机构(1)之上且相机(5)拍摄方向倾斜朝下以逐行拍摄鱼肝油软胶囊获取拍摄图片，该处理器(8)信号连接相机(5)以获得相机(5)拍摄所获得的拍摄图片，该处理器(8)按上述检测方法处理拍摄图片以实现检测。
5.根据权利要求4所述的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，其特征在于：还包括光电传感器(7)；该机架(1)设有检测区域，该光电传感器(7)设在检测区域进口，该相机(5)和面光源(6)都设在检测区域内，该处理器(8)信号连接光电传感器(7)以控制相机(5)拍摄时间。
6.根据权利要求4所述的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，其特征在于：该相机(5)个数为两个，两个相机(5)沿输送方向间隔布置且两个相机(5)面向对称布置。
7.根据权利要求4所述的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，其特征在于：该相机(5)拍摄方向和水平面的夹角为55-87度。
8.根据权利要求4所述的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，其特征在于：还包括一调节机构(9)，该调节机构(9)装接在机架(4)且连接相机(5)以调节相机(5)所处位置和拍摄方向。
9.根据权利要求8所述的鱼肝油软胶囊外观缺陷视觉检测装置，其特征在于：该调节机构(9)包括一调节座(91)和一旋转座(92)，另设第一驱动机构传动连接调节座(91)和机架(4)以能带动调节座(91)进行Z轴、Y轴和Z轴的三维调节；该旋转座(92)转动连接在调节座(91)，该转动轴线水平布置且垂直输送方向，另设第二驱动机构传动连接调节座(91)和旋转座(92)以能带动旋转座(92)调节。
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