CN108181315A - 一种基于图像处理的饼干损伤检测装置及检测方法 - Google Patents

一种基于图像处理的饼干损伤检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于图像处理的饼干损伤检测装置及其检测方法，装置包括，工业相机和工控计算机；所述工业相机安装在饼干装袋之前的作业流水线上方，工控计算机接收并分析图像信息。其方法包括采集生产线上实时饼干图；对采集图像进行预处理；对预处理图像进行非极大值抑制操作；对极大值图像进行数值分析,判定位置序列是否等差；判定完成并输出。有益效果是，工业相机实时采集流水线上图片信息，并通过工控机对信息分析和计算，精准检测缺损饼干，该装置计算过程误差小，检测速度快，维护成本低廉，对饼干产品是否缺损能够进行准确判断。

Description

一种基于图像处理的饼干损伤检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种损伤检测方法；特别是涉及一种饼干生产线产品缺损的自动检测装置及检测方法。
背景技术
食品生产企业，尤其是糕点、饼干生产企业，实时监测统计其产品品质是一项重要工作，已有的传统检测方法包括：人工鉴定法、自动称重法等等。
人工质量检测法由于人员长时工作疲劳和责任心问题，会产生检测错误。自动称重的检测方法，由于检测系统本身的仪器精度影响，或多或少存在一定计量误差，而且人工成本高、计算存在误差的不足，给企业效益带来一定的损失。
为了克服原有传统检测方法的人工成本高、计算存在误差的不足，本发明提供一种基于图像处理的损伤饼干检测的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服已有技术的不足，提供一种处理快速，维护成本低的饼干生产线上产品缺损实时检测方法。
本发明所采用的技术方案是，一种基于图像处理的饼干损伤检测装置，包括，工业相机和工控计算机；所述工业相机安装在饼干装袋之前的作业流水线上方，工控计算机接收并分析图像信息。
一种基于图像处理的饼干损伤检测装置的检测方法，包括以下步骤：
(1)采集生产线上实时饼干图；
(2)对采集图像进行预处理；
(3)对预处理图像进行非极大值抑制操作；
(4)对极大值图像进行数值分析,判定位置序列是否等差；
(5)判定完成并输出。
所述步骤(2)包括对采集图像进行灰度化、自适应阈值分割、竖直方向投影；对投影图进行离散化、均衡化获得预处理图；记离散化的投影曲线为f(x)、最大值为Max，取其m/n作为界限值l，即：
在实际当中，根据生产产品，对界限值做进一步确定；设均衡化曲线为g(x)，则：
所述步骤(3)包括对预处理图像进行非极大值抑制操作，记非极大值曲线为h(x)，则：
其中，g(xi)在[a,b]上连续。
所述步骤(4)包括对位置序列进行等差分析，根据公式(4)-(6)计算方差(s2)与标准差(σ)
所述步骤(5)包括对标准差进行数值分析，当其值大于等于阈值时，可确定为缺损产品，并根据极大值位置序列确定其缺损位置；实际生产中，阈值需要根据具体的产品及其实验数据进行确定。
本发明的有益效果是，工业相机实时采集流水线上图片信息，并通过工控机对信息分析和计算，精准检测缺损饼干，该装置计算过程误差小，检测速度快，维护成本低廉，对饼干产品是否缺损能够进行准确判断。
附图说明
图1是本发明生产线上产品实时检测装置示意图；
图2是本发明生产线实时产品自动检测流程图；
图3是图像预处理流程图；
图4是生产线上产品采集实例图；
图5a至5b是采集图经灰度化、自适应阈值分割后的二值图；
图5c至5e是经过均衡化处理的投影图；
图6是非极大值抑制的结果图；
图7a至7d是进行数值分析的过程图；
图8是数值分析结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明基于图像处理的饼干损伤检测装置，包括，工业相机和工控计算机；所述工业相机安装在饼干装袋之前的作业流水线上方，工控计算机接收并分析图像信息。
如图2至图8所示，本发明基于图像处理的饼干损伤检测方法，包括以下步骤：
(1)采集生产线上实时饼干图；
(2)对采集图像进行预处理；
如图5(a)至5(e)所示，预处理包括对采集图像进行灰度化、自适应阈值分割、竖直方向投影；离散化投影图，针对离散后的投影图像，进行均衡化处理；如图5(d)所示,设离散化的投影曲线为f(x)、最大值为Max，取其m/n(5/6,根据实际产品计算所得)作为界限值l，则：
在实际生产中，对其界限值还可做进一步调整。
记均衡化曲线为g(x)，则通过下述函数关系：
可获得均衡化图像，如图5e所示。
(3)对预处理图像进行非极大值抑制操作；
如图6所示，对均衡化图像做非极大值抑制处理，获得处理图。记非极大值曲线为h(x)，则：
其中，g(xi)在[a,b]上连续。
(4)对极大值图像进行数值分析,判定位置序列是否等差；
如图7(a)所示，对极大值位置进行统计，并将其可视化如图7(b)所示。从可视化柱形图中可以观察出，在饼干缺损处前后的极大值位置差是正常饼干的2倍之多，严重破坏了极大值位置的等差性；通过检测极大值位置是否等差进而判断饼干的缺损情况(满足等差，饼干无缺损；反之，则饼干有缺损)。实际生产中，阈值需要根据具体的产品及其实验数据进行确定。
如图7(c)所示，对极大值点相邻位置的差值进行统计，并将其可视化如图7(d)所示。从可视化柱形图可以观察出，缺损处的差值远高于其它完整处。
如图8所示，对邻位差值进行数值分析；其中，xi表示各邻位差值，根据公式(4)-(6)计算其方差(s2)与标准差(σ)。
经过大量实验可得出：实施例当中的产品，当其标准差大于等于1.8时，可判断出其为缺损饼干；根据邻位差值对损伤具体位置可做出精确决策，实例中，在标号为6，相对位置为57的地方有缺损。
本发明基于图像处理的饼干损伤检测设备，不仅设备简单，而且计算时间准确快速，维护成本低廉。工业相机准确采集生产线上饼干图片，并通过工控机对所采集信息进行分析和计算，实时精准地查找缺损饼干位置，该装置以及计算过程误差小，处理速度快；不仅可以检测出饼干是否缺损，而且可以对缺损位置进行精确判断。

Claims (6)

1.一种基于图像处理的饼干损伤检测装置，其特征在于，包括，工业相机和工控计算机；所述工业相机安装在饼干装袋之前的作业流水线上方，工控计算机接收并分析图像信息。
2.一种对权利要求1所述基于图像处理的饼干损伤检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集生产线上实时饼干图；
(2)对采集图像进行预处理；
(3)对预处理图像进行非极大值抑制操作；
(4)对极大值图像进行数值分析,判定位置序列是否等差；
(5)判定完成并输出。
3.根据权利要求2所述基于图像处理的饼干损伤检测装置的检测方法，其特征在于，
所述步骤(2)包括对采集图像进行灰度化、自适应阈值分割、竖直方向投影；对投影图进行离散化、均衡化获得预处理图；记离散化的投影曲线为f(x)、最大值为Max，取其m/n作为界限值l，即：
在实际当中，根据生产产品，对界限值做进一步确定；设均衡化曲线为g(x)，则：
4.根据权利要求2所述基于图像处理的饼干损伤检测装置的检测方法，其特征在于，
所述步骤(3)包括对预处理图像进行非极大值抑制操作，记非极大值曲线为h(x)，则：
其中，g(xi)在[a,b]上连续。
5.根据权利要求2所述基于图像处理的饼干损伤检测装置的检测方法，其特征在于，
所述步骤(4)包括对位置序列进行等差分析，根据公式(4)-(6)计算方差(s2)与标准差(σ)
6.根据权利要求2所述基于图像处理的饼干损伤检测装置的检测方法，其特征在于，
所述步骤(5)包括对标准差进行数值分析，当其值大于等于阈值时，可确定为缺损产品，并根据极大值位置序列确定其缺损位置；实际生产中，阈值需要根据具体的产品及其实验数据进行确定。
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