一種檢測瓶身液位是否符合灌裝要求的方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發明屬于數字圖像處理，涉及一種檢測瓶身液位的方法。
【背景技術】
[0002]液體藥品在灌裝過程中，灌裝不足或過量直接影響藥品的質量。目前，液體藥品灌裝后的液位是否符合灌裝要求主要靠人工目測。人工檢測雖然方便、直觀，但是受主觀因素影響大，工人長時間工作容易造成視覺疲勞，會出現判斷錯誤，進而影響藥品質量。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種能夠快速準確地檢測出瓶身液位是否符合灌裝要求的檢測方法。該檢測方法能代替人工進行檢測，并克服了人工檢測過程中主觀因素的干擾，能快速、客觀、準確地檢測出灌裝后的藥品液位是否符合灌裝要求，提高了藥品質量的檢測精度和效率。本發明的技術方案如下:
[0004]一種檢測瓶身液位是否符合灌裝要求的方法，包括下列步驟:
[0005](I)采集一幅包含灌裝后的瓶身的圖像；
[0006](2)選擇定位區域
[0007]該定位區域為一個矩形框，矩形框水平方向的長度為瓶頭寬度的2倍左右，矩形區域水平方向的中心盡量和瓶頭寬度的中心位置重合，并將瓶頭頂部以上的部分空白區域包含在矩形框內，以保證能準確地確定瓶頭頂部的位置，每次只對該區域內相應的瓶身進行檢測；
[0008](3)確定瓶頭位置
[0009]對采集的圖像進行閾值分割后，得到第一二值圖，背景為白色，目標為黑色，所述的閾值按照下面的標準選取:使得瓶頭區域全部為黑色，其周圍區域為白色；根據第一二值圖，對(2)中定位區域內的目標分別進行水平方向和垂直方向投影，找出垂直方向投影中點數最少的點即為瓶頭頂部的垂直方向的位置Y1，從定位區域水平方向的中心分別向兩側進行搜索，找出水平方向投影中點數最少的點，分別為瓶頭兩側水平方向的位置Xl和X2 ；
[0010](4)確定基準搜索區域和基準點
[0011]根據(3)中瓶頭的位置，以瓶頭頂部垂直方向的位置Yl為基準，分別向下偏移不同的距離，得到基準搜索區域的矩形框垂直方向的兩條邊的位置，基準搜索框水平方向的中心與瓶頭位置的中線在同一垂直線上；
[0012]分別以瓶頭兩側水平方向的位置Xl和X2為基準，向內，即基準搜索區域水平方向的中心，偏移一定的距離，得到基準搜索框水平方向的兩條邊的位置；
[0013]基準搜索區域的大小根據基準區域的大小確定，能將基準區域包含在基準搜索框內，并且四周有一定的空隙即可；
[0014]對采集的圖像進行閾值分割后，得到第二二值圖，所述的閾值按照下面的標準選取:使得基準區域全部為白色，周圍區域為黑色。根據第二二值圖，對基準搜索區域內的目標進行垂直方向投影，找出垂直方向投影中點數最多的點即為基準點垂直方向的位置Y2;
[0015](5)確定液位搜索區域
[0016]根據(3)中瓶頭的位置，以瓶頭頂部垂直方向的位置Yl為基準，分別向下偏移不同的距離，得到液位搜索區域的垂直方向的兩條邊的位置，液位搜索框水平方向的中心與瓶頭位置的中線在同一垂直線上；
[0017]分別以瓶頭兩側水平方向的位置Xl和X2為基準，向內，即液位搜索區域水平方向的中心，偏移一定的距離，得到液位搜索區域水平方向的兩條邊的位置；
[0018]對采集的圖像進行閾值分割后，得到第三二值圖，所述的閾值按照下面的標準選取:液位區域全部為黑色，周圍區域為白色。根據所述的第三二值圖，對液位搜索區域內的目標和背景分別進行垂直方向投影，從上向下搜索，找出目標垂直方向投影中第一個最大值點即為液位垂直方向中心的位置Y3 ；
[0019]然后，以Y3為起點，向下搜索，從背景垂直方向投影中找出點數占搜索區域寬度70%的點數的位置即為液位最低點垂直方向的位置Y4 ;
[0020](6)判斷液位是否符合灌裝要求
[0021]計算基準點垂直方向的位置Y2和液位最低點垂直方向的位置Y4之間的差值D，只有當D的值在預設范圍內，液體藥品才符合灌裝要求。
[0022]本發明能快速、客觀、準確地檢測出灌裝后的藥品液位是否符合灌裝要求，提高了藥品質量的檢測精度和效率。
【附圖說明】
[0023]圖1原圖；
[0024]圖2定位區域和用來確定瓶頭位置的二值化圖；
[0025]圖3用來確定基準的二值化圖；
[0026]圖4用來確定液位的二值化圖；
[0027]圖5檢測結果圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發明進行說明，參見圖1-5。
[0029](I)采集一幅圖像
[0030]該圖像大小為1280*960像素，圖像中可能包含一個或一個以上的檢測目標(瓶身)，但是每次只對圖像中某個固定位置的瓶身進行檢測，其它位置的瓶身不進行檢測。
[0031]在本實例中，采集的圖像如圖1所示，圖像大小為1280*960像素，將要對中間位置的瓶身進行檢測。
[0032](2)選擇定位區域
[0033]該定位區域為一個矩形框。由于自動檢測時，瓶身每次在圖像中的位置可能不同，為了保證矩形框中至少存在一個完整的瓶身，矩形框水平方向的長度為瓶頭寬度的2倍左右，矩形區域水平方向的中心盡量和瓶頭寬度的中心位置重合。矩形框的垂直方向的長度為160個像素左右，必須保證矩形區域能將瓶頭頂部以上30個像素的空白區域包含在內(保證能準確地確定瓶頭頂部的位置)，但不能超出圖像范圍。每次只對該區域內相應的瓶身進行檢測。
[0034]在本實例中，在中間位置的瓶身處，選擇定位區域，如圖2中所示的矩形區域。搜索定位區域的水平方向長度為800個像素，垂直方向長度為140個像素。在圖中，由于瓶頭頂部距離圖像邊緣比較近，所以這里只要保證搜索區域的上邊緣不超出圖像即可。同時，保證搜索區域水平方向的中心盡量和瓶頭寬度的中心位置重合，即左右盡量關于瓶身中心軸對稱。
[0035](3)確定瓶頭位置
[0036]對采集的圖像進行閾值分割后，得到第一二值圖，背景為白色，目標為黑色，所述的閾值按照下面的標準選取:使得瓶頭區域全部為黑色，其周圍區域為白色。根據第一二值圖，對步驟(2)中定位區域內的目標分別進行水平方向和垂直方向投影。找出垂直方向投影中點數最少的點即為瓶頭頂部的垂直方向的位置Y1。從定位區域水平方向的中心分別向兩側進行搜索，找出水平方向投影中點數最少的點，分別為瓶頭兩側水平方向的位置Xl和X2o
[0037]在本實例中，對圖1中的圖像進行閾值分割，得到如圖2所示的二值圖，并對步驟(2中)定位區域內的黑點分別進行水平方向和垂直方向投影。找出垂直方向投影中點數最少的點即為瓶頭頂部的垂直方向的位置Y1。從定位區域水平方向的中心分別向兩側進行搜索，找出垂直方向投影中點數最少的點，分別為瓶頭兩側水平方向的位置Xl和X2。由此可以確定瓶頭頂部和兩側的位置，如圖5所示。
[0038](4)確定基準點
[0039]根據步驟(3)中瓶頭的位置，確定基準的搜索區域。以瓶頭頂部垂直方向的位置Yl為基準，分別向下偏移不同的距離，得到基準搜索區域的矩形框垂直方向的兩條邊的位置，基準搜索框水平方向的中心與瓶頭位置的中線在同一垂直線上。
[0040]分別以瓶頭兩側水平方向的位置Xl和X2為基準，向內(即基準搜索區域水平方向的中心)偏移一