基于质心迭代算法的安瓿药液杂质跟踪检测.pdf

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1、且应用技术基于质心迭代算法的安瓿药液杂质跟踪检测周宇媚谢云邱玮(广东工业大学自动化学院)摘要：针对基于旋转急停法的安瓿药液杂质跟踪检测效率和准确性低的问题，提出一种采用质心迭代算法实现运动目标的跟踪设计方法。利用交互方差系数估计背景提取运动目标，采用非核非参数的质心迭代算法对运动目标进行跟踪，并根据运动目标的轨迹排除气泡干扰，判断杂质的存在情况。对算法基于Matlab平台进行仿真，结果表明：此算法具有高效、高准确率、易实现等特点，适用于安瓿药液杂质的在线检测。关键词：安瓿瓶；杂质跟踪；杂质检测；质心迭代算法O引言性作用下会继续做离心运

2、动，而安瓿瓶壁上的刮痕会随瓶子停止而停止。其检测流程分为6部分，如图1安瓿瓶作为临床医疗中不可缺少的药物剂型，其所示。首先，采集序列图像并进行滤波预处理；然后，瓶中异物可能对人体造成组织缺氧、静脉炎等问题引使用概率统计的方法提取感兴趣区域，降低运算量、起了广泛关注。对此，国内学者汪小澄等人【J】利用提高处理的速度；接着，引入交互方差系数来确定序Robert、Sobel边缘检测算子对单帧图像进行边缘检测，列图像间的相似度，建立序列图像的背景，并采用背以边缘点数的统计来判断瓶内是否有异物。此方法能景差分提取运动目标；最后，用质心迭代算法跟

3、踪运检测到异物的存在，但不能排除瓶身刻痕、气泡、噪动目标，拟合运动目标轨迹，排除气泡的干扰，确定声点等干扰，检测效果不是很理想。国外学者Ishii杂质存在的情况。等人[2]提出对研究对象连续采集多帧图像，根据奇数帧图像和偶数帧图像的最大(小)值差分结果确定液体异物存在情况，没有考虑液体运动中产生的气泡对图1杂质跟踪检测流程图检测的干扰，容易造成误检。以上两种方法不能有效去除因加工而存在于瓶壁外的刮痕对杂质检测的干1．1图像采集与滤波扰，也不能排除因液体旋转转动而产生的气泡对异物图像采集模块由高速旋转区、减速区组成。在高检测的干扰，不能

4、准确完成杂质检测的任务。速旋转区的瓶子底座安装伺服电机带动瓶子高速旋针对气泡造成误检的问题，本文提出一种质心迭转；当瓶子进入减速区时，急停伺服电机。此时，采用工业相机MC1310以间隔20ms的速度实时连续采代算法对运动目标进行跟踪，利用杂质重力比浮力大集输液瓶图像。由于容器内的液体在旋转，杂质和气将向下运动以及气泡在浮力作用下将向上运动的特泡也将伴随液体旋转而运动。考虑到安瓿瓶药液混入性，通过运动目标的运动轨迹区分杂质和气泡，排除的杂质多是玻璃屑、铝屑、纤维、毛发等，而纤维、气泡干扰。毛发等在安瓿瓶药液中运动速度慢，以致其位置变化1

5、杂质跟踪检测原理小。采集图像时，如果拍摄时间过短，将可能影响到安瓿瓶药液杂质检测旋转急停法的原理：让安瓿杂质检测的准确性；拍摄时间过长，又将降低生产效瓶高速旋转，带动杂质随着溶液一起运动；然后，突率。综合检测效果和生产效率，采用连续5帧的图像然停止安瓿瓶运动，采集图像序列，药液与杂质在惯做检测。2014年第35卷第2期自动化与信息工程33对采集图像数据进行滤波处理，降低采集过程中情况，是交互方差的阈值。当MV(I1，Ii)R时，两噪声的干扰，可提高后续图像处理和分析的有效性和图像之间的相似度小，表示有运动目标存在；相反，可靠性。本设计

6、采用自适应滤波算法，具有运算简单、则认为没有运动目标存在。在光照强度变化较小的情速度快等特点。算法利用前一时刻己获得的滤波器参况下，建立的背景函数如式(3)。数结果，自动调节现时刻的滤波器参数，以适应信号MV(A，B)=∑n)(1)和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最n1优滤波。+去PB(n)(n)1．2ROI的提取，r=nr目f：m采用概率统计法判定图像中药液区域的左右和』rnr目f-2344,5{MV(I1，』E))f21,，上下边界，提取只含有药液区域的位置，使异物检测其中，式(1)中A，B分别代表两帧图像；(n)是A

7、算法能在感兴趣区域进行，可降低图像处理的复杂程相对于B灰度值为n对应像素集合的灰度方差；(n)度，提高图像处理速度【3】。考虑到图像中瓶身边缘的是B相对于A灰度值为n的对应像素集合的灰度方情况，使用Canny梯度算子来检测瓶身的边缘点。具差；PA(礼)和PB(n)分别为A和B第n级灰度值的概体步骤如下：1)在图中寻找边缘点，分别从图像最左率。式(2)中(M(，l，f))表示第1帧图像与第i帧图像边和最右边寻找，直到两边都找到一个边缘点为止；的相识度。21分别记每行中最左边和最右边搜索到第一个边缘BG(x，y)，f11一n(，1一，r)

8、a兰1，MV(I1，，f)RLjJ点的坐标为和(f=l，2，⋯，)；3)同理，最上【，1一b(h一，r)b1，MV(h，Ii)