CN112881432A - 一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法 - Google Patents

一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及瓶口裂纹检测技术领域，为了实现对带液玻璃瓶瓶口裂纹的自动检测，本发明提供了一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，包括：步骤1、将待检测瓶倒置，使其瓶口竖直向下；步骤2、采用互为补色的两种光源呈一定角度照射待检测瓶，进行图像采集；步骤3、提取检测区域中的高亮区域及高亮区域四周的相邻区域组成待处理区域；步骤4、多通道提取待处理区域；步骤5、根据气泡与裂纹的成像效果进行气泡与裂纹判断。采用上述步骤能够实现带液玻璃瓶瓶口裂纹的自动检测，还能排除气泡干扰。

Description

一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法
技术领域
本发明涉及瓶口裂纹检测技术领域，具体是一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法。
背景技术
玻璃瓶具有透明性好、热稳定性优良、耐压、瓶体不变形、气密性好等优点。但是，玻璃瓶烧制过程中，经常出现因受热不均而产生的开裂现象。为了保证药品的密封性，企业通常会使用空瓶验瓶机对不合格的玻璃瓶进行剔除。常用的验瓶机包括直线式空瓶验瓶机和全伺服空瓶验瓶机，在灌装之前将有缺陷的玻璃瓶进行回收。实际上，无论是直线式或者全伺服的空瓶验瓶机，都只能保证罐装之前玻璃瓶合格率，但在灌装和压盖过程中，难免出现因机械压力导致的裂纹，特别是瓶口区域和瓶颈区域。
目前，灌装生产车间绝大部分采用空瓶验瓶机和全自动液内异物灯检机相结合的方式，对玻璃瓶的外观缺陷和液体内的异物缺陷进行检测。但受限于直立式和夹持式的机械结构形式，由灌装和压盖过程中产生的瓶口裂纹不能有效检测，因此，通常在异物灯检机后端会设立人工复检工位，人工灯检速度和缺陷检测率受灯检工的主观意识影响较大，造成检测稳定性不高；并且长时间的人工灯检，会对灯检工的眼睛造成损伤。
发明内容
为了实现对带液玻璃瓶瓶口裂纹的自动检测，本发明提供了一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，包括：
步骤1、将待检测瓶倒置，使其瓶口竖直向下；
步骤2、采用互为补色的两种光源呈一定角度照射待检测瓶，进行图像采集；
步骤3、提取检测区域中的高亮区域及高亮区域四周的相邻区域组成待处理区域；
步骤4、多通道提取待处理区域；
步骤5、根据气泡与裂纹的成像效果进行气泡与裂纹判断。
进一步地，所述步骤5还包括根据高亮区域的曲率进行气泡判断。
进一步地，当高亮区域的曲率在0.25～0.7以内时判断为气泡。
进一步地，所述步骤2中互为补色的两种光源为红色光源及绿色光源。
进一步地，所述光源为条形光源。
进一步地，所述红色条形光源的光源角度为45°，绿色条形光源的光源角度为60°。
进一步地，所述步骤5中气泡判断条件为：在单色通道图像中，存在一个高亮区域，其上下相邻区域的灰度差异大于80，当满足条件时判断为气泡。
进一步地，所述红色条形光源与绿色条形光源的发光面夹角呈120°。
进一步地，所述步骤5中气泡判断条件为：高亮区域的边界有弧度且圆弧区域左右不同色高亮且左右不同色高亮区域之间为黑色过渡区域，所述黑色过渡区域的面积为左右不同色高亮区域中面积大的区域的0.5倍，当满足条件时判断为气泡。
进一步地，所述步骤5中裂纹的判断条件为：在同一单通道图像中高亮区域的上下相邻区域或左右相邻区域的平均灰度值小于100且平均灰度值差异小于10，当满足条件时判断为裂纹。
本发明相比于现有技术具有的有益效果是：通过将灌装液体后的玻璃瓶倒置检测，使得液体充满瓶子的瓶口瓶颈区域，使液体和瓶身挂水融为一体以消除瓶身挂水的干扰，获得均匀的背景；另外，部分气泡在浮力的作用下上升到液面，所以附着在胶塞区域的气泡会大量减少，有利于减少气泡对裂纹成像效果和算法处理的影响。
附图说明
图1为本发明方法的总体流程图；
图2为实施例1的流程图；
图3为实施例2的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，包括：
步骤1、将待检测瓶倒置，使其瓶口竖直向下；
步骤2、采用互为补色的两种光源呈一定角度照射待检测瓶，进行图像采集；
步骤3、提取检测区域中的高亮区域及高亮区域四周的相邻区域组成待处理区域；
步骤4、多通道提取待处理区域；
步骤5、根据气泡与裂纹的成像效果进行气泡与裂纹判断。
为了便于说明，下面采用两个实施例分别对横向裂纹及竖向裂纹的判断进行说明。
实施例1
如图2所示，本实施例主要针对横向裂纹，横向裂纹检测方法为：
步骤1、将待检测瓶倒置，使其瓶口竖直向下；
步骤2、采用互为补色的两种光源呈一定角度照射待检测瓶，进行图像采集；本实施例中采用互为补色的红色条形光源与绿色条形光源照射待检测瓶，光源水平安装在待检测瓶的背侧，且光源角度分别为45°和60°，围绕瓶周进行图像采集；
步骤3、提取检测区域中的高亮区域及高亮区域四周的相邻区域组成待处理区域，具体可采用阈值法进行提取，具体提取步骤为现有技术，在此不再赘述；
步骤4、多通道提取待处理区域；分别从红色通道和绿色通道中提取出高亮区域及其上下相邻区域r1和r2，在本实施例中，若高亮区域为裂纹，则高亮区域会反射出单一绿色(或红色)的亮光，且裂纹上下相邻区域r1和r2都是灰度相近的红色区域；若高亮区域为气泡，则在气泡区域会呈现出中间高亮，上下两侧微亮的情形，对微亮区域来说，由于相邻区域分别为高亮区域及背景区域，故在单色通道中相邻区域的灰度差异将较大；
步骤5、根据气泡与裂纹的成像效果进行气泡与裂纹判断，在红色通道中，若r1和r2的灰度值相近且灰度差异小则该高亮区域为裂痕，具体为r1和r2区域的灰度值约为100且平均灰度值差异小于10；若存在r1和r2的灰度值差异大则该高亮区域为气泡，具体是：气泡所形成的高亮区域是一个复合区域，成像效果为中间为红色高亮区域，上下边界为绿色高亮区域；除了高亮区域外其余地方为暗红色背景，绿色通道图像下的气泡边界区域为高亮状态灰度值大于180，平均灰度值差异不大于15；而在红色通道中，以上侧绿色区域为例，绿色区域的上侧相邻区域为暗红背景，下侧相邻区域为高亮区域，故其上下相邻区域的灰度差异大，具体为差异大于80，根据此特点可以对气泡进行判断。
在步骤5的基础上可以对绿色高亮区域形成的复合区域进行曲率计算，只有曲率在0.25～0.7以内，才将该复合区域判断为气泡。
检测原理为：对于横向裂纹而言，裂纹临近的上边界和下边界区域皆为红色背景，单通道图像中灰度值接近；对于气泡而言，高亮区域的上下边界为红色背景时，红单通道图像中上下相邻区域的灰度值差异很大，当高亮区域的上下边界为绿色背景时，绿色单通道图像中上下相邻区域的灰度值差异不大，根据灰度差异进行气泡与裂纹的判断；计算曲率则是为了使气泡判断更准确。
实施例2
如图3所示，本实施例主要针对竖向裂纹，横向裂纹检测方法为：
步骤1、将待检测瓶倒置，使其瓶口竖直向下；
步骤2、采用互为补色的两种光源呈一定角度照射待检测瓶，进行图像采集；本实施例中采用互为补色的红色条形光源与绿色条形光源照射待检测瓶，光源竖直安装在待检测瓶的背侧，且两光源的发光面夹角呈120°，围绕瓶周进行图像采集；
步骤3、提取检测区域中的高亮区域及高亮区域四周的相邻区域组成待处理区域，具体可采用阈值法进行提取，具体提取步骤为现有技术，在此不再赘述；
步骤4、多通道提取待处理区域；分别从红色通道和绿色通道中提取出高亮区域及其左右相邻区域r1和r2，在本实施例中，若高亮区域为裂纹，则高亮区域会反射出单一红色(或绿色)的亮光，且裂纹左右相邻区域r1和r2都是灰度相近的绿色区域；若高亮区域为气泡，则在气泡区域会呈现出左右不同颜色双亮点特征，即左右区域分别为红色高亮区域和绿色高亮区域；
步骤5、根据气泡与裂纹的成像效果进行气泡与裂纹判断，在同一单通道图像中高亮区域的左右相邻区域平均灰度值小于100且平均灰度值差异小于10，则判断为裂纹；若该区域为气泡，则其满足：在红色通道图像中，气泡某一边(当前为左边)的区域为高亮状态；绿色通道图像中，气泡另一边(当前为右边)的区域为高亮状态；且该两个高亮区域水平方向上的中间过渡区域为黑色，过渡区域的灰度小于30。
在步骤5的基础上可以分别对红色高亮区域及绿色高亮区域进行曲率计算，曲率在0.2～0.6之间，红色高亮区域与绿色高亮区域组成的合并区域的整体曲率在0.25～0.7以内，才将该复合区域判断为气泡。
进一步地，若为气泡，则过渡区域的面积为红色高亮区域与绿色高亮区域之中最大面积的0.5倍。
检测原理为：对于竖向裂纹而言，在单通道图像中裂纹临近的左右边界区域皆为灰度值接近的同色背景，且裂纹的高亮区域在竖直方向上；对于气泡而言，高亮区域呈现出一定的弧度且在水平方向上为左右双亮点特征。
需要说明的是，本发明中将灰度值大于180的区域定义为高亮区域，灰度差异小于10的定义为灰度差异小，高亮区域与水平方向的夹角小于等于45°时采用横向裂纹判断，否则采用竖向裂纹判断。

Claims (10)

1.一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，包括：
步骤1、将待检测瓶倒置，使其瓶口竖直向下；
步骤2、采用互为补色的两种光源呈一定角度照射待检测瓶，进行图像采集；
步骤3、提取检测区域中的高亮区域及高亮区域四周的相邻区域组成待处理区域；
步骤4、多通道提取待处理区域；
步骤5、根据气泡与裂纹的成像效果进行气泡与裂纹判断。
2.根据权利要求1所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤5还包括根据高亮区域的曲率进行气泡判断。
3.根据权利要求2所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，当高亮区域的曲率在0.25～0.7以内时判断为气泡。
4.根据权利要求1所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤2中互为补色的两种光源为红色光源及绿色光源。
5.根据权利要求4所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述光源为条形光源。
6.根据权利要求5所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述红色条形光源的光源角度为45°，绿色条形光源的光源角度为60°。
7.根据权利要求6所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤5中气泡判断条件为：在单色通道图像中，存在一个高亮区域，其上下相邻区域的灰度差异大于80，当满足条件时判断为气泡。
8.根据权利要求5所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述红色条形光源与绿色条形光源的发光面夹角呈120°。
9.根据权利要求8所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤5中气泡判断条件为：高亮区域的边界有弧度且圆弧区域左右不同色高亮且左右不同色高亮区域之间为黑色过渡区域，所述黑色过渡区域的面积为左右不同色高亮区域中面积大的区域的0.5倍，当满足条件时判断为气泡。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种带液玻璃瓶瓶口裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤5中裂纹的判断条件为：在同一单通道图像中高亮区域的上下相邻区域或左右相邻区域的平均灰度值小于100且平均灰度值差异小于10，当满足条件时判断为裂纹。
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