CN118090724A - 一种超声混匀效果确认方法与系统 - Google Patents

一种超声混匀效果确认方法与系统 Download PDF

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CN118090724A CN202410209677.XA CN202410209677A CN118090724A CN 118090724 A CN118090724 A CN 118090724A CN 202410209677 A CN202410209677 A CN 202410209677A CN 118090724 A CN118090724 A CN 118090724A
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Abstract

本申请公开了一种超声混匀效果确认方法与系统,涉及检测技术领域,解决现有的图片识别检测混匀方法采集数据单一,导致的准确率低的技术问题;步骤一:获取待混合物信息;步骤二:获得标准图像;步骤三:获取实时各个方位的方位检测图像,生成检测图像;步骤四:将检测图像与标准图像进行对比得到相似度系数;根据相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;步骤五:统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域;计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;步骤六:判断合格次数是否大于合格次数阈值;本申请的检测结果更能表达混匀管中的情况。

Description

一种超声混匀效果确认方法与系统
技术领域
本申请属于检测技术领域,涉及检测技术,具体是一种超声混匀效果确认方法与系统。
背景技术
超声波混匀是一种利用超声波技术实现混合的方法。在超声波混匀中,超声波的振动和压缩力可以对混合物中的颗粒施加作用力,从而使其在液体中快速混合,并实现更加均匀的分散;具有混合速度快、能耗低的特点,可以大大提高混合效率,混合出的液体悬浮物混合均匀度较高,可达到微米级的效果。
而在超声波混匀中往往采用工作人员观察混合管内的混合液体的颜色是否均匀,来判断混匀是否完成;这种方法难以对一些细小的未混匀的混合物进行识别,从而导致混匀判断失误;还有少量的混匀通过图像识别技术检测,这种方法往往是对单一的图片进行检测,导致只能判断出混匀管被采集图片一侧的混匀情况,难以判断另一侧以及混匀管内部的混匀情况,导致混匀判断失误;因此,需要一种超声混匀效果确认方法及系统来实现准确检测混匀情况。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一;为此,本申请提出了一种超声混匀效果确认方法与系统,用于解决现有的图片识别检测混匀方法采集数据单一,导致的准确率低的技术问题,本申请通过根据待混合物信息模拟生成标准图片,对接检测图片和标准图片的差距,以及根据待混合物信息设置检测合格次数来判断是否混匀合格解决了上述问题。
为实现上述目的,本申请的第一方面提供了一种超声混匀效果确认方法,包括以下步骤:
步骤一:获取待混合物信息,待混合物信息包括物质名称、物质状态、物质体积或物质重量、物质颜色;
步骤二:将待混合物信息输入模拟设备进行模拟,得到标准图像;
步骤三:打开超声波混匀设备;获取实时各个方位的方位检测图像,将方位检测图像融合生成检测图像;
步骤四:将检测图像与标准图像进行对比得到相似度系数;根据相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;是,则执行步骤五;否,则执行步骤三;
步骤五:统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域;计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;是,则合格次数加一,执行步骤六;否,则将合格次数设置为零,执行步骤三;
步骤六:判断合格次数是否大于合格次数阈值;是,停止超声波混匀;否,则执行步骤三;其中,合格次数阈值根据待混合物信息设置。
通过单一图片判断是否混匀,只能考虑到采集图片一侧的表面混匀情况;不能考虑到液体内部的混匀情况;本申请通过获取待混合物信息,根据待混合物信息得到标准图片;实时采集混合管各个方位的方位检测图像,将方位检测图像合成为检测图像;对比检测图像和标准图像,判断本次采集的检测图像是否达到预计标准;当达到预计标准时,即检测图像的颜色和均匀度已经达到模拟生成的标准图像的相似度阈值范围内时,根据检测图像的信息量对检测区域进行区域划分得到部分区域,对部分区域的各个像素点的自信息量进行计算,并通过比对各个部分区域内像素点的自信息量,判断混匀是否合格,即检测检验图像中是否有未混匀的微小颗粒,没有则为合格,连续多次合格,即超过设定次数的检测图片合格,则停止超声波混匀;在超声波运行过程中,混匀管中的液体是在运动的,内部的液体会与外部液体不断交换,连续多次采集图片,使得检测结果更能表达混匀管中的情况。
优选的,所述将待混合物信息输入模拟设备进行模拟,得到标准图像,包括:
步骤2.1:获取实验设备信息;实验设备信息包括混匀管的形状和容量;
步骤2.2:根据实验设备信息生成模拟实验设备;
步骤2.3:获取待混合物信息,模拟生成待混合物在模拟实验设备中进行模拟生成均匀混合的混合物,截取混合物的图片得到标准图像。
由于每次混合物的用量和品种不会完全相同,所以不一定能完全找到用于与本次混匀进行对比的混匀后的图像;本申请通过获取待混合物信息,根据待混合物信息进行混合模拟生成混合后的混匀标准图像,用于后续与实际的采集测试图像进行对比,使得标准图像更能针对本次混合的情况,增加对比结果的准确性。
优选的,所述获取实时各个方位的方位检测图像,将方位检测图像融合生成检测图像,包括:
步骤3.1:实时采集混合管外周各个方位的方位检测图像;
步骤3.2:按照方位检测图像顺序将方位检测图像进行编号,根据编号依次将方位图进行整合生成检测图片;所述检测图片包括混合管的外周的全方位的图片。
本申请通过多个高速摄像设备全方位采集混合管外周的方位检测图像,再对各个方位检测图像按照一定的顺序整合成一张检测图像,使得对本检测图像进行处理的结果更能表示整个混合管的外周液体的混合情况;使得混匀检测结果更加准确。
优选的,所述统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域,包括:
将标准图像和检测图像均进行预处理得到标准图像一和检测图像一;计算得到标准图片一的标准信息量和检测图像一的检测信息量;判断标准信息量与检测信息量的差值是否在差值阈值之内;
是,则根据划分方法一对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;
否,则根据划分方法二对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;其中,使用划分方法二得到的部分区域数量比使用划分方法一得到的部分区域数量少。
本申请根据检测图像一与标准图像一的差距来设置对检测图像一的划分区域的方法;当检测图像一与标准图像一的差距小时,则采用划分方法一对检测图像一进行划分,划分方法一划分出的部分区域的数量多,导致部分区域的面积较小,在后续对部分区域内的像素点的进行自信息量计算时,能够减少计算量;当检测图像一与标准图像一的差距大时,则采用划分方法二对检测图像一进行划分,划分方法二划分出的部分区域的数量少,导致部分区域的面积较大,在后续对部分区域内的像素点的进行自信息量计算时使得为混合均匀的物体的自信息量更大,便于区分出为混合均匀的小区域;划分方法一与划分方法二的方法相同都是将检测图像一均匀划分,区别在于划分出的部分区域数量不同。
优选的,所述预处理包括:
获取标准图像或检测图像,将标准图像或检测图像中的所有像素点对应的像素值进行归一化处理得到过程标准图像或过程检测图像;
对过程标准图像或过程检测图像进行图像增强处理得到标准图像一和检测图像一;其中,图像增强处理包括图像平滑、降噪和锐化;
优选的,所述计算各个部分区域内的像素点的自信息量,包括:
在部分区域内建立直角坐标系,生成各个像素点对应的坐标(i,j);获取坐标为(i,j)的像素点的像素标记为X(i,j);通过像素X(i,j)对坐标(i,j)的像素点的自信息量Z(i,j)进行计算:
其中,D为部分区域,m为像素点横坐标的变化值;n为像素点纵坐标的变化值;h为带宽;
本申请通过比较当前像素与其邻域内其他像素之间的差异,并对这些差异进行累加,得到一个描述该像素点的自信息量,自信息量越大说明该像素点与其他像素点越不同,便于突出与其他像素点不同的像素点。
优选的,所述基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格,包括:
获取若干分区域的自信息量的最大值和最小值,计算若干分区域内自信息量最大值的方差一和最小值的方差二;判断方差一和方差二是否小于设定的方差阈值;
是,则计算若干个部分区域内的最大值与最小值的差值的平均值,当平均值小于设定的阈值时,则该检测图片为混匀合格;否则,则该检测图片为混匀不合格;
否,则该检测图片为混匀不合格。
本申请通过判断各个部分区域内的像素点的最大值和最小值的波动情况,以及各个区域内的最大值与最小值的差值的平均值来判断,检测图片是否混匀合格,使得检测结果更加准确。
优选的,所述合格次数阈值根据待混合物信息设置,包括:
获取待混合物信息中的单个待混合物的物质体积标记为DVi和物质重量标记为DMj;通过公式计算得到合格次数阈值HC;其中,i为待混合物的物质状态为液体的待混合物编号,i=1,2,…,n;n为物质状态为液体的待混合物的数量;j为待混合物的物质状态为固体的待混合物的编号,j=1,2,…,m;m为物质状态为固体的待混合物的数量;BV为设定的标准液体体积;BM为设定的标准固体重量;BC设定的标准合格次数;/>为向上取整符号。
本申请通过根据待混合物的物质体积和物质重量设置合格次数阈值,使得合格次数阈值能够更加适合本次混合实验的混合物情况,进而使得检测混匀的结果更加符合本次混合实验。
本申请的第二方面包括一种超声混匀效果确认系统,包括:
数据采集模块:通过数据采集设备获取方位检测图像;其中数据采集设备包括不少于3个的高速相机;
用户控制模块:用于使用者输入待混合物信息和实验设备信息,以及向使用者展示检验过程图;其中,检验过程图包括标准图像、检测图像、标准图像一和检测图像一;
中枢处理模块:用于根据待混合物信息生成标准图像;根据方位检测图像生成检测图像;
对比标准图像与检测图像得到相似度系数,基于相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;是,则对标准图像和检测图像进行预处理,并计算得到标准信息量和检测信息量,
判断标准信息量与检测信息量的差值是否在差值阈值之内;是,则采用划分方法一对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域,否,则采用划分方法二对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;以及,
计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;是,则合格次数加一;否,则将合格次数设置为零;
判断合格次数是否大于合格次数阈值;是,停止超声波混匀;否,则继续进行混匀。
与现有技术相比,本申请的有益效果是:
1.本申请通过对比检测图像和标准图像,判断本次采集的检测图像是否达到预计标准,当达到预计标准时,根据检测图像的信息量对检测区域进行区域划分得到部分区域,对部分区域的各个像素点的自信息量进行计算,并通过比对各个部分区域内像素点的自信息量,判断混匀是否合格,即检测检验图像中是否有未混匀的微小颗粒,没有则为合格,连续多次合格,即超过设定次数的检测图片合格,则停止超声波混匀;在超声波运行过程中,混匀管中的液体是在运动的,内部的液体会与外部液体不断交换,连续多次采集图片,使得检测结果更能表达混匀管中的情况。
2.本申请通过获取待混合物信息,根据待混合物信息进行混合模拟生成混合后的混匀标准图像,用于后续与实际的采集测试图像进行对比,使得标准图像更能针对本次混合的情况,增加对比结果的准确性。
3.本申请根据检测图像一与标准图像一的差距来设置对检测图像一的划分区域的方法;当检测图像一与标准图像一的差距小时,则采用划分方法一对检测图像一进行划分,划分方法一划分出的部分区域的数量多,导致部分区域的面积较小,在后续对部分区域内的像素点的进行自信息量计算时,能够减少计算量;当检测图像一与标准图像一的差距大时,则采用划分方法二对检测图像一进行划分,划分方法二划分出的部分区域的数量少,导致部分区域的面积较大,在后续对部分区域内的像素点的进行自信息量计算时使得为混合均匀的物体的自信息量更大,便于区分出为混合均匀的小区域。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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他的附图。
图1为本申请方法步骤图;
图2为本申请的原理示意图;
图3为本申请区域划分流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1-图3,本申请第一方面实施例提供了一种超声混匀效果确认方法与系统,包括:
步骤一:获取待混合物信息,待混合物信息包括物质名称、物质状态、物质体积或物质重量、物质颜色;物质状态包括液体、固态;
步骤二:将待混合物信息输入模拟设备进行模拟,得到标准图像;
步骤三:打开超声波混匀设备;获取实时各个方位的方位检测图像,将方位检测图像融合生成检测图像;
步骤四:将检测图像与标准图像进行对比得到相似度系数;根据相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;是,则执行步骤五;否,则执行步骤三;
步骤五:统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域;计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;是,则合格次数加一,执行步骤六;否,则将合格次数设置为零,执行步骤三;
步骤六:判断合格次数是否大于合格次数阈值;是,停止超声波混匀;否,则执行步骤三;其中,合格次数阈值根据待混合物信息设置。
通过单一图片判断是否混匀,只能考虑到采集图片一侧的表面混匀情况;不能考虑到液体内部的混匀情况;本申请通过获取待混合物信息,根据待混合物信息得到标准图片;实时采集混合管各个方位的方位检测图像,将方位检测图像合成为检测图像;对比检测图像和标准图像,判断本次采集的检测图像是否达到预计标准,预计标准为相似度在相似度阈值范围内,相似度阈值根据经验获得;当达到预计标准时,即检测图像的颜色和均匀度已经达到模拟生成的标准图像的相似度阈值范围内时,根据检测图像的信息量对检测区域进行区域划分得到部分区域,对部分区域的各个像素点的自信息量进行计算,并通过比对各个部分区域内像素点的自信息量,判断混匀是否合格,即检测检验图像中是否有未混匀的微小颗粒,没有则为合格,连续多次合格,即超过设定次数的检测图片合格,则停止超声波混匀;在超声波运行过程中,混匀管中的液体是在运动的,内部的液体会与外部液体不断交换,连续多次采集图片,使得检测结果更能表达混匀管中的情况。
将待混合物信息输入模拟设备进行模拟,得到标准图像,包括:
步骤2.1:获取实验设备信息;实验设备信息包括混匀管的形状和容量;混匀管为进行混匀的容器;
步骤2.2:根据实验设备信息通过电脑软件如COMSOL Multiphysics等软件生成模拟实验设备;
步骤2.3:获取待混合物信息,模拟生成待混合物在模拟实验设备中进行模拟生成均匀混合的混合物,截取混合物的图片得到标准图像。
由于每次混合物的用量和品种不会完全相同,所以不一定能完全找到用于与本次混匀进行对比的混匀后的图像;本申请通过获取待混合物信息,根据待混合物信息进行混合模拟生成混合后的混匀标准图像,用于后续与实际的采集测试图像进行对比,使得标准图像更能针对本次混合的情况,增加对比结果的准确性。
获取实时各个方位的方位检测图像,将方位检测图像融合生成检测图像,包括:
步骤3.1:实时采集混合管外周各个方位的方位检测图像;
步骤3.2:按照方位检测图像顺序将方位检测图像进行编号,根据编号依次将方位图进行整合生成检测图片;检测图片包括混合管的外周的全方位的图片;
将重复采集部分的图片进行重叠,按照编号顺序拼合方位检测图像。
本申请通过多个高速摄像设备全方位采集混合管外周的方位检测图像,再对各个方位检测图像按照一定的顺序整合成一张检测图像,使得对本检测图像进行处理的结果更能表示整个混合管的外周液体的混合情况;使得混匀检测结果更加准确。
统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域,包括:
将标准图像和检测图像均进行预处理得到标准图像一和检测图像一;计算得到标准图片一的标准信息量和检测图像一的检测信息量;判断标准信息量与检测信息量的差值是否在差值阈值之内;
是,则根据划分方法一对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;
否,则根据划分方法二对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;其中,使用划分方法二得到的部分区域数量比使用划分方法一得到的部分区域数量少。
本申请根据检测图像一与标准图像一的差距来设置对检测图像一的划分区域的方法;当检测图像一与标准图像一的差距小时,则采用划分方法一对检测图像一进行划分,划分方法一划分出的部分区域的数量多,导致部分区域的面积较小,在后续对部分区域内的像素点的进行自信息量计算时,能够减少计算量;当检测图像一与标准图像一的差距大时,则采用划分方法二对检测图像一进行划分,划分方法二划分出的部分区域的数量少,导致部分区域的面积较大,在后续对部分区域内的像素点的进行自信息量计算时使得为混合均匀的物体的自信息量更大,便于区分出为混合均匀的小区域;划分方法一与划分方法二的方法相同都是将检测图像一均匀划分,区别在于划分出的部分区域数量不同;划分方法可以为按照检测图像的长和宽进行均等划分。
预处理包括:
获取标准图像或检测图像,将标准图像或检测图像中的所有像素点对应的像素值进行归一化处理得到过程标准图像或过程检测图像;
对过程标准图像或过程检测图像进行图像增强处理得到标准图像一和检测图像一;其中,图像增强处理包括图像平滑、降噪和锐化;
计算各个部分区域内的像素点的自信息量,包括:
在部分区域内建立直角坐标系,生成各个像素点对应的坐标(i,j);获取坐标为(i,j)的像素点的像素标记为X(i,j);通过像素X(i,j)对坐标(i,j)的像素点的自信息量Z(i,j)进行计算:
其中,D为部分区域,m为像素点横坐标的变化值;n为像素点纵坐标的变化值;h为带宽;
本申请通过比较当前像素与其邻域内其他像素之间的差异,并对这些差异进行累加,得到一个描述该像素点的自信息量,自信息量越大说明该像素点与其他像素点越不同,便于突出与其他像素点不同的像素点。
基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格,包括:
获取若干分区域的自信息量的最大值和最小值,计算若干分区域内自信息量最大值的方差一和最小值的方差二;判断方差一和方差二是否小于设定的方差阈值;
是,则计算若干个部分区域内的最大值与最小值的差值的平均值,当平均值小于设定的阈值时,则该检测图片为混匀合格;否则,则该检测图片为混匀不合格;
否,则该检测图片为混匀不合格。
本申请通过判断各个部分区域内的像素点的最大值和最小值的波动情况,以及各个区域内的最大值与最小值的差值的平均值来判断,检测图片是否混匀合格,使得检测结果更加准确。
合格次数阈值根据待混合物信息设置,包括:
获取待混合物信息中的单个待混合物的物质体积标记为DVi和物质重量标记为DMj;通过公式计算得到合格次数阈值HC;其中,i为待混合物的物质状态为液体的待混合物编号,i=1,2,…,n;n为物质状态为液体的待混合物的数量;j为待混合物的物质状态为固体的待混合物的编号,j=1,2,…,m;m为物质状态为固体的待混合物的数量;BV为设定的标准液体体积;BM为设定的标准固体重量;BC设定的标准合格次数;/>为向上取整符号。
本实施例中设置两种液体进行混合,每个液体均为5ml,即DV1=5ml、DV2=5ml,设置标准液体体积BV=8ml,标准合格次数BC=5次,由于本次实验不涉及到固态的待混合物,所以物质重量标DMj=0;通过公式计算得到合格次数阈值HC=7次。
本申请通过根据待混合物的物质体积和物质重量设置合格次数阈值,使得合格次数阈值能够更加适合本次混合实验的混合物情况,进而使得检测混匀的结果更加符合本次混合实验。
本申请的第二方面包括一种超声混匀效果确认系统,包括:
数据采集模块:通过数据采集设备获取方位检测图像;其中数据采集设备包括不少于3个的高速相机;
用户控制模块:用于使用者输入待混合物信息和实验设备信息,以及向使用者展示检验过程图;其中,检验过程图包括标准图像、检测图像、标准图像一和检测图像一;
中枢处理模块:用于根据待混合物信息生成标准图像;根据方位检测图像生成检测图像;
对比标准图像与检测图像得到相似度系数,基于相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;是,则对标准图像和检测图像进行预处理,并计算得到标准信息量和检测信息量,
判断标准信息量与检测信息量的差值是否在差值阈值之内;是,则采用划分方法一对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域,否,则采用划分方法二对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;以及,
计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;是,则合格次数加一;否,则将合格次数设置为零;
判断合格次数是否大于合格次数阈值;是,停止超声波混匀;否,则继续进行混匀。
上述公式中的部分数据是去除量纲取其数值计算,公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式;公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本申请的工作原理:
本申请通过获取待混合物信息,根据待混合物信息得到标准图片;实时采集混合管各个方位的方位检测图像,将方位检测图像合成为检测图像;对比检测图像和标准图像,判断本次采集的检测图像是否达到预计标准,预计标准为相似度达到相似度阈值范围内,相似度阈值根据经验获得;当达到预计标准时,即检测图像的颜色和均匀度已经达到模拟生成的标准图像的相似度阈值范围内时,根据检测图像的信息量对检测区域进行区域划分得到部分区域,对部分区域的各个像素点的自信息量进行计算,并通过比对各个部分区域内像素点的自信息量,判断混匀是否合格,即检测检验图像中是否有未混匀的微小颗粒,没有则为合格,连续多次合格,即超过设定次数的检测图片合格,则停止超声波混匀;在超声波运行过程中,混匀管中的液体是在运动的,内部的液体会与外部液体不断交换,连续多次采集图片,使得检测结果更能表达混匀管中的情况。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方法而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方法进行修改或等同替换,而不脱离本申请技术方法的精神和范围。

Claims (9)

1.一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:获取待混合物信息,待混合物信息包括物质名称、物质状态、物质体积或物质重量、物质颜色;
步骤二:将待混合物信息输入模拟设备进行模拟,得到标准图像;
步骤三:打开超声波混匀设备;获取实时各个方位的方位检测图像,将方位检测图像融合生成检测图像;
步骤四:将检测图像与标准图像进行对比得到相似度系数;根据相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;是,则执行步骤五;否,则执行步骤三;
步骤五:统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域;计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;是,则合格次数加一,执行步骤六;否,则将合格次数设置为零,执行步骤三;
步骤六:判断合格次数是否大于合格次数阈值;是,停止超声波混匀;否,则执行步骤三;其中,合格次数阈值根据待混合物信息设置。
2.根据权利要求1所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述将待混合物信息输入模拟设备进行模拟,得到标准图像,包括:
步骤2.1:获取实验设备信息;实验设备信息包括混匀管的形状和容量;
步骤2.2:根据实验设备信息生成模拟实验设备;
步骤2.3:获取待混合物信息,模拟生成待混合物在模拟实验设备中进行模拟生成均匀混合的混合物,截取混合物的图片得到标准图像。
3.根据权利要求1所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述获取实时各个方位的方位检测图像,将方位检测图像融合生成检测图像,包括:
步骤3.1:实时采集混合管外周各个方位的方位检测图像;
步骤3.2:按照方位检测图像顺序将方位检测图像进行编号,根据编号依次将方位图进行整合生成检测图片;所述检测图片包括混合管的外周的全方位的图片。
4.根据权利要求1所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述统计检测图像的信息量,根据信息量对检测图像进行区域划分得到部分区域,包括:
将标准图像和检测图像均进行预处理得到标准图像一和检测图像一;计算得到标准图片一的标准信息量和检测图像一的检测信息量;判断标准信息量与检测信息量的差值是否在差值阈值之内;
是,则根据划分方法一对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;
否,则根据划分方法二对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;其中,使用划分方法二得到的部分区域数量比使用划分方法一得到的部分区域数量少。
5.根据权利要求4所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述预处理包括:
获取标准图像或检测图像,将标准图像或检测图像中的所有像素点对应的像素值进行归一化处理得到过程标准图像或过程检测图像;
对过程标准图像或过程检测图像进行图像增强处理得到标准图像一和检测图像一;其中,图像增强处理包括图像平滑、降噪和锐化。
6.根据权利要求1所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述计算各个部分区域内的像素点的自信息量,包括:
在部分区域内建立直角坐标系,生成各个像素点对应的坐标(i,j);获取坐标为(i,j)的像素点的像素标记为X(i,j);通过像素X(i,j)对坐标(i,j)的像素点的自信息量Z(i,j)进行计算。
7.根据权利要求1所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格,包括:
获取若干分区域的自信息量的最大值和最小值,计算若干分区域内自信息量最大值的方差一和最小值的方差二;判断方差一和方差二是否小于设定的方差阈值;
是,则计算若干个部分区域内的最大值与最小值的差值的平均值,当平均值小于设定的阈值时,则该检测图片为混匀合格;否则,则该检测图片为混匀不合格;
否,则该检测图片为混匀不合格。
8.根据权利要求1所述的一种超声混匀效果确认方法,其特征在于,所述合格次数阈值根据待混合物信息设置,包括:
获取待混合物信息中的单个待混合物的物质体积标记为DVi和物质重量标记为DMj;通过公式计算得到合格次数阈值HC;其中,i为待混合物的物质状态为液体的待混合物编号,i=1,2,…,n;n为物质状态为液体的待混合物的数量;j为待混合物的物质状态为固体的待混合物的编号,j=1,2,…,m;m为物质状态为固体的待混合物的数量;BV为设定的标准液体体积;BM为设定的标准固体重量;BC设定的标准合格次数;/>为向上取整符号。
9.一种物联网设备在线检测系统,用于执行权利要求1至8任意一种物联网设备在线检测方法,其特征在于,包括:
数据采集模块:通过数据采集设备获取方位检测图像;其中数据采集设备包括不少于3个的高速相机;
用户控制模块:用于使用者输入待混合物信息和实验设备信息,以及向使用者展示检验过程图;其中,检验过程图包括标准图像、检测图像、标准图像一和检测图像一;
中枢处理模块:用于根据待混合物信息生成标准图像;根据方位检测图像生成检测图像;
对比标准图像与检测图像得到相似度系数,基于相似度系数判断此次混匀是否达到预计标准;是,则对标准图像和检测图像进行预处理,并计算得到标准信息量和检测信息量,
判断标准信息量与检测信息量的差值是否在差值阈值之内;是,则采用划分方法一对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域,否,则采用划分方法二对检测图像一进行区域划分得到若干部分区域;以及,
计算各个部分区域内的像素点的自信息量,基于各个像素点的自信息量判断检测图片是否混匀合格;是,则合格次数加一;否,则将合格次数设置为零;
判断合格次数是否大于合格次数阈值;是,停止超声波混匀;否,则继续进行混匀。
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