CN114419040A - 基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像处理技术领域,具体涉及一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法及系统,该方法包括:获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。本发明可对拉丝缺陷进行准确检测。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域,具体涉及一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法及系统。
背景技术
瓶坯浇口点处过热使浇口残根在产品脱模过程中不能干净的与模具分离、阀针关闭不恰当,以及模具打开后瓶胚减压不恰当等情况,都会使得熔料从浇口点处拉成细丝。而现有的大多是人为的检测瓶胚浇口处是否有拉丝,效率低,且容易漏检。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法及系统,所采用的技术方案具体如下:
第一方面,本发明一个实施例提供了一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法,该方法包括以下具体步骤:
获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;
利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;
基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
进一步地,膨胀前后图像中的噪声点差异的获取具体为:
对于二值化图像和一张膨胀图像,预设噪声检测算子作为滑窗,分别在二值化图像和一张膨胀图像中滑动,图像中每个窗口区域内的像素值分别和预设噪声检测算子中的值进行比对,提取噪声点;其中,预设噪声检测算子有若干种;
根据膨胀前后图像中噪声点的数量差异和膨胀前后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异,获取膨胀前后图像中的噪声点差异。
进一步地,获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,具体为:
对于每个连通域,获取连通域的面积和其最小外接矩;根据连通域与最小外接矩的面积比和最小外接矩的宽长比计算区域得分;
基于每个连通域的区域得分判断其是否为瓶胚浇口拉丝。
进一步地,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测,具体为:
根据获取的连通域的面积的大小判断是否构成瓶胚浇口拉丝缺陷。
第二方面,本发明另一个实施例提供了一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测系统,该系统具体包括:
阈值分割模块,用于获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;
寻优模块,用于利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;
拉丝检测模块,用于基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
进一步地,膨胀前后图像中的噪声点差异的获取具体为:
对于二值化图像和一张膨胀图像,预设噪声检测算子作为滑窗,分别在二值化图像和一张膨胀图像中滑动,图像中每个窗口区域内的像素值分别和预设噪声检测算子中的值进行比对,提取噪声点;其中,预设噪声检测算子有若干种;
根据膨胀前后图像中噪声点的数量差异和膨胀前后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异,获取膨胀前后图像中的噪声点差异。
进一步地,获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,具体为:
对于每个连通域,获取连通域的面积和其最小外接矩;根据连通域与最小外接矩的面积比和最小外接矩的宽长比计算区域得分;
基于每个连通域的区域得分判断其是否为瓶胚浇口拉丝。
进一步地,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测,具体为:
根据获取的连通域的面积的大小判断是否构成瓶胚浇口拉丝缺陷。
本发明实施例至少具有如下有益效果:本发明利用若干膨胀核对获取的二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;基于本发明确定的膨胀核进行膨胀操作后带来的噪声影响最小。基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,基于相应的膨胀图像进行瓶胚浇口拉丝的检测,检测结果受噪声点影响较小,可提高瓶胚浇口拉丝的检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明方法实施例的步骤流程图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法及系统,其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下。在下述说明中,不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
本发明实施例以下面的应用场景为例对本发明进行说明:
该应用场景为:工业生产塑料瓶过程中对瓶坯浇口拉丝进行检测的场景。
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法及系统的具体方案。
请参阅图1,其示出了本发明一个实施例提供的一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法的步骤流程图,该方法包括以下步骤:
获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;
利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;
基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
下面对上述各个步骤进行详细展开:
步骤S1,获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值。
由于瓶坯整体部分对光源有反射等变化,为了减少这种影响,采集图像时,对传送带上的瓶胚进行近距离水平拍摄,尽量少拍瓶身部分,并将得到的图像进行灰度化处理,得到瓶胚浇口图像,即所述瓶胚浇口图像为灰度图像。
瓶胚浇口图像中瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝的地方的亮度明显高于其他部分,故可以根据这个特征将图像中拉丝区域提取出来。实施例利用大津阈值法获取二值化阈值,基于得到的二值化阈值进行二值化操作,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;优选地,实施例中所述二值化图像为黑白图像,即第一数值为255,第二数值为0。
步骤S2,利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核。
图像中拉丝部分在拍摄过程中因为灯源以及图像处理中图像分割时的阈值选择的原因,可能会造成拉丝部分不连续或者消失的情况,为了方便检测拉丝部分的总长度是否达到了定义为缺陷的程度,使用膨胀操作,尽可能地将图像中相近的丝连起来,并且还可以扩大一些细小的丝,方便计算。而二值化图像在进行膨胀操作时,可能会使得一些噪声点也跟着膨胀起来,本发明通过自适应核,即改变形态学操作中膨胀核的形状来减少噪声膨胀带来的影响。
一般情况下,膨胀核的大小为3*3,形状为十字形,具体如下:
实施例以大小为3*3的膨胀核为例,说明最优膨胀核的确定过程:
改变膨胀核中有效值即1的分布形状,获取若干膨胀核,下面给出改变有效值分布形状后得到的部分膨胀核的示例,即若干膨胀核包括:
分别利用每个膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核。具体地,对于二值化图像和任意一张膨胀图像,计算膨胀前后图像中的噪声点差异,则每张膨胀图像对应一个膨胀前后图像中的噪声点差异,基于得到的所有噪声点差异确定最优膨胀核。
下面以一张膨胀图像为例,说明膨胀前后图像中的噪声点差异的获取过程:
膨胀前后图像中的噪声点差异的获取具体为:对于二值化图像和一张膨胀图像,预设噪声检测算子作为滑窗,分别在二值化图像和一张膨胀图像中滑动,图像中每个窗口区域内的像素值分别和预设噪声检测算子中的值进行比对,提取噪声点;其中,预设噪声检测算子有若干种;根据膨胀前后图像中噪声点的数量差异和膨胀前后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异,获取膨胀前后图像中的噪声点差异。所述预设噪声检测算子大小为,为预设值,每种预设噪声检测算子中心区域内第三数值的个数和/或分布形式不同,预设噪声检测算子中心区域外的值为第二数值;中心区域大小为,。
对于二值化图像和一张膨胀图像,利用一种预设噪声检测算子在二值化图像和一张膨胀图像中滑动,图像中每个窗口区域内的像素值分别和预设噪声检测算子中的值进行比对,提取噪声点,具体地,窗口区域内的像素值和预设噪声检测算子中的值对应位置相乘,乘积不为0的位置对应的图像像素点为噪声点;滑窗完成后,分别统计二值化图像和一张膨胀图像中该种预设噪声检测算子对应的检测到噪声点的次数和检测到的噪声点的数量,即膨胀前该种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数和检测到的噪声点的数量,和膨胀后该种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数和检测到的噪声点的数量。每种预设噪声检测算子都在二值化图像和一张膨胀图像滑动,滑窗完成后进行检测到噪声点的次数和检测到的噪声点的数量的统计;一张膨胀图像对应一个膨胀核,则最终可得到一个膨胀核对应的膨胀前每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数、膨胀后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数、膨胀前检测到的噪声点的数量和、膨胀后检测到的噪声点的数量和。
根据膨胀前后图像中噪声点的数量差异和膨胀前后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异,获取膨胀前后图像中的噪声点差异,作为一个示例,膨胀前后图像中的噪声点差异的计算方法为:
为膨胀前后图像中的噪声点差异;为膨胀前第种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数,即第种预设噪声检测算子在二值化图像中检测到噪声点的次数,为膨胀前第种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数,即第种预设噪声检测算子在膨胀图像中检测到噪声点的次数;表示噪声检测算子有种;为膨胀前在二值化图像中检测到的噪声点的数量和,为膨胀后在膨胀图像中检测到的噪声点的数量和。膨胀后膨胀图像中噪声点的数量一定多于二值化图像中噪声点的数量,因此,,本发明中希望膨胀后噪声增加的越少越好,即越小越好;同时,希望膨胀后新增的噪声点越少越好,具体地,相较于膨胀前预设噪声检测算子检测到噪声点的次数,膨胀后预设噪声检测算子检测到噪声点的次数增多的越少越好,即膨胀前后预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异越小越好。
按照上述方法,每张膨胀图像对应一个膨胀前后图像中的噪声点差异,即每个膨胀核对应一个膨胀前后图像中的噪声点差异。根据每个膨胀核对应一个膨胀前后图像中的噪声点差异确定最优膨胀核,具体地,膨胀前后图像中噪声点差异最小时,即值最小时,对应的膨胀核为最优膨胀核。
步骤S3,基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到最优膨胀图像;对最优膨胀图像进行连通域分析,并获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域。
考虑到拉丝的形状特点,当拉丝为曲线环绕时,该连通区域的面积与拟合矩形的面积比非常小,当拉丝近似为直线时,所得的该区域面积与拟合矩形(最小外接矩)的面积相接近,即面积比结果接近1;此外,拉丝区域的最小外接矩一般情况下长远大于宽,故在判断是否为拉丝区域时,本发明加入了宽长比;因此,获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,具体为:对于每个连通域,获取连通域的面积和其最小外接矩;根据连通域与最小外接矩的面积比和最小外接矩的宽长比计算区域得分;基于每个连通域的区域得分判断其是否为瓶胚浇口拉丝。具体地,连通域与最小外接矩的面积比和最小外接矩的宽长比的乘积为区域得分,连通域与最小外接矩的面积比越小,最小外接矩的宽长比越小,相应的区域得分值越小,该连通域越可能是拉丝区域。每个连通域对应一个区域得分,根据各连通域区域得分的大小,获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,具体地,区域得分小于预设得分阈值的连通域为可能为瓶胚浇口拉丝的连通域。
根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测,具体为:根据获取的连通域的面积的大小判断是否构成瓶胚浇口拉丝缺陷,当获取的所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域的面积和大于预设面积阈值时,认为瓶胚浇口处存在拉丝缺陷。
基于与上述方法实施例相同的发明构思,本发明一个实施例提供了一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测系统,该系统包括:
阈值分割模块,用于获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;
寻优模块,用于利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;
拉丝检测模块,用于基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
需要说明的是:上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测方法,其特征在于,该方法包括:
获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;
利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;
基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,膨胀前后图像中的噪声点差异的获取具体为:
对于二值化图像和一张膨胀图像,预设噪声检测算子作为滑窗,分别在二值化图像和一张膨胀图像中滑动,图像中每个窗口区域内的像素值分别和预设噪声检测算子中的值进行比对,提取噪声点;其中,预设噪声检测算子有若干种;
根据膨胀前后图像中噪声点的数量差异和膨胀前后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异,获取膨胀前后图像中的噪声点差异。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,具体为:
对于每个连通域,获取连通域的面积和其最小外接矩;根据连通域与最小外接矩的面积比和最小外接矩的宽长比计算区域得分;
基于每个连通域的区域得分判断其是否为瓶胚浇口拉丝。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测,具体为:
根据获取的连通域的面积的大小判断是否构成瓶胚浇口拉丝缺陷。
6.一种基于形态学的瓶胚浇口拉丝检测系统,其特征在于,该系统包括:
阈值分割模块,用于获取瓶胚浇口图像,利用阈值分割算法,提取瓶胚浇口和/或瓶胚浇口拉丝,得到二值化图像,二值化图像中瓶胚浇口像素和/或瓶胚浇口拉丝像素的值为第一数值,其他像素的值为第二数值;
寻优模块,用于利用若干膨胀核对二值化图像进行膨胀操作,得到若干膨胀图像;基于二值化图像和若干膨胀图像,根据膨胀前后图像中的噪声点差异,确定最优膨胀核;
拉丝检测模块,用于基于最优膨胀核对二值化图像进行膨胀操作后,进行连通域分析;获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,膨胀前后图像中的噪声点差异的获取具体为:
对于二值化图像和一张膨胀图像,预设噪声检测算子作为滑窗,分别在二值化图像和一张膨胀图像中滑动,图像中每个窗口区域内的像素值分别和预设噪声检测算子中的值进行比对,提取噪声点;其中,预设噪声检测算子有若干种;
根据膨胀前后图像中噪声点的数量差异和膨胀前后每种预设噪声检测算子检测到噪声点的次数差异,获取膨胀前后图像中的噪声点差异。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,获取所有可能为瓶胚浇口拉丝的连通域,具体为:
对于每个连通域,获取连通域的面积和其最小外接矩;根据连通域与最小外接矩的面积比和最小外接矩的宽长比计算区域得分;
基于每个连通域的区域得分判断其是否为瓶胚浇口拉丝。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,根据获取的连通域的面积进行瓶胚浇口拉丝的检测,具体为:
根据获取的连通域的面积的大小判断是否构成瓶胚浇口拉丝缺陷。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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