專利名稱：一種在線檢測系統及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種在線檢測系統及其檢測方法，尤其涉及一種用于檢測一次性注射器膠管瑕疵的在線檢測系統及其檢測方法。
背景技術：
一次性注射器(亦稱作一次性輸液器)以其性價比高、使用方便、能有效避免交叉感染等優點而被廣泛應用，是醫院中消耗量最大的易耗品之一。當前，各地醫院在臨床醫療上都廣泛使用一次性注射器，由于一次性注射器屬直接進入人體血管、體腔、無菌組織內的特殊醫療產品，因此其產品質量的優劣將直接影響患者的身體健康和生命安全，而且隨著現代經濟與科學的快速發展，人們生活水平的不斷提高，人們對與自身健康息息相關的一次性注射器的質量要求也越來越高。為防止醫源性感染，杜絕不合格及偽劣的一次性注射·器進入臨床醫療，并滿足人們對醫療健康用品的要求，需要對一次性注射器實行全程質量監控，以確保臨床醫療的安全性。然而，在一次性注射器膠管的生產過程中，流水線上的膠管中經常會出現管內有頭發、管壁有污點等瑕疵，這些具有瑕疵的膠管構成的一次性注射器如果流入市場將給臨床醫療埋下極大的醫療健康安全隱患，同時也將給相關企業、醫院及相關監管機構的形象造成不良的負面影響。目前，一次性注射器膠管的生產企業基本都是采用人工檢測的方法來檢測一次性注射器膠管的瑕疵，但是，人工檢測的方法效率較低，而且長時間工作易使檢測人員產生視覺疲勞，進而容易造成誤檢或漏檢等情況，既難以保證一次性注射器膠管的質量，又極大地制約著一次性注射器的生產效率。此外，在人工檢測的過程中，長期的強光照射易對檢測人員的眼睛造成極大傷害很大，不利于企業構建一件健康的生產環境。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種在線檢測系統，其設置于生產線上用于檢測一次性注射器膠管的瑕疵，所述在線檢測系統包括一個攝像系統、一個為所述攝像系統提供光源的照明系統及一個和所述攝像系統相連接的圖像處理系統。所述攝像系統包括三個攝像機，所述三個攝像機圍繞生產線的參考位置上的一個一次性注射器膠管均等間隔地設置，所述三個攝像機位于與一次性注射器膠管的軸線相垂直且水平高度相同的同一平面上；所述圖像處理系統獲取并處理所述攝像系統所拍攝的一次性注射器膠管的圖像，以判斷所述一次性注射器膠管是否合格。本發明一較佳實施方式中，每一所述攝像機均為工業攝像機。本發明一較佳實施方式中，所述平面對應于一次性注射器膠管的中間段。本發明一較佳實施方式中，所述照明系統包括一個背光光源，所述背光光源架設于所述生產線，且朝向所述生產線上的一次性注射器膠管。本發明一較佳實施方式中，所述照明系統進一步包括一個環形光源，所述環形光源的中心軸和所述生產線上參考位置上的一次性注射器膠管的中心軸重合。本發明還提供一種上述在線檢測系統的檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟SI、所述攝像系統獲取源圖像，并傳送至所述圖像處理系統；S2、所述圖像處理系統對所述源圖像進行分割，獲得單個一次性注射器膠管的圖像；S3、所述圖像處理系統對所述單個一次性注射器膠管的圖像進行預處理，獲得預處理圖像，以增強所述單個一次性注射器膠管的圖像的可檢測性 '及S4、所述圖像處理系統分別對合格的一次性注射器膠管的圖像和所述預處理圖像進行特征提取，并進行相互比較，判斷單個一次性注射器膠管是否合格。本發明一較佳實施方式中，所述S2步驟中采用輪廓跟蹤算法對所述源圖像進行·分割。本發明一較佳實施方式中，所述S3步驟進一步包括以下步驟S31、所述圖像處理系統將所述單個一次性注射器膠管的圖像從RGB色空間轉變至CIELab色空間，獲得CIELab色空間圖像；S32、所述圖像處理系統去除所述CIELab色空間圖像的背景圖像；S33、所述圖像處理系統對去除背景圖像后的所述CIELab色空間圖像進行灰度化處理，并進行圖像增強，以突出圖像細節 '及S34、所述圖像處理系統對圖像增強后的圖像進行邊緣檢測。本發明一較佳實施方式中，所述S32步驟中采用二值化方法去除所述CIELab色空間圖像的背景圖像，將所述CIELab色空間圖像的背景圖像的灰度變為零。本發明一較佳實施方式中，所述S33步驟中采用中值濾波對灰度化處理后的圖像進行圖像增強。本發明一較佳實施方式中，所述S34步驟中采用Sobel算子對圖像增強后的圖像進行邊緣檢測。相較于現有技術，本發明提供的在線檢測系統利用攝像系統中的三個攝像機，可以實時快速的在生產線的參考位置上拍攝一次性注射器膠管的源圖像，再利用圖像處理系統對所述攝像系統所拍攝的一次性注射器膠管的源圖像進行處理并判斷所述一次性注射器膠管是否合格，由此，可以實現在生產線上快速而有效地對一次性注射器膠管的瑕疵進行自動檢測，既可以有效地保證一次性注射器膠管的質量，又可以大幅提高一次性注射器的生產效率；同時，由于采用攝像系統替代人工，可以有效地消除人工檢測過程中，長期的強光照射對檢測人員的眼睛的傷害。此外，本發明提供的上述在線檢測系統的檢測方法可以實現在生產線上快速而有效地對一次性注射器膠管的瑕疵進行自動檢測。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖I為本發明第一實施例提供的在線檢測系統的組成示意圖。圖2為圖I所示在線檢測系統的架構圖。
圖3為圖2所示在線檢測系統另一視角的側視圖。圖4為圖I所示在線檢測系統的攝像系統的設置示意圖。圖5為本發明第二實施例提供的圖I所示在線檢測系統的檢測方法的流程圖。圖6為圖5所示檢測方法中S3步驟的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。請參閱圖I和圖2，本發明第一實施例提供一種在線檢測系統100，其設置于生產線10上用于檢測一次性注射器膠管20的瑕疵，所述在線檢測系統100包括一個攝像系統30、一個為所述攝像系統30提供光源的照明系統40及一個和所述攝像系統30相連接的圖·像處理系統50。請一并參閱圖2至圖4，所述攝像系統30包括三個攝像機31，所述三個攝像機31圍繞生產線10的參考位置11上的一個一次性注射器膠管20均等間隔地設置于一次性注射器膠管20的外圍，所述三個攝像機31位于與所述一次性注射器膠管20的軸線相垂直且水平高度相同的同一平面上，對所述一次性注射器膠管20進行拍攝，以獲得所述一次性注射器膠管20的源圖像。本實施例中，所述平面對應于一次性注射器膠管20的中間段。可以理解的是，所述三個攝像機31從所述一次性注射器膠管20的側面進行拍攝，可以有效地獲取所述一次性注射器膠管20的管壁細節、細節區域和形狀等全局圖像信息。優選地，每一所述攝像機31均為工業攝像機，由此，可以更有效地對生產線10上快速流過的一次性注射器膠管20進行拍攝，以獲取一次性注射器膠管20的圖像。可以理解的是，由于一次性注射器膠管20在所述生產線10上快速流過，且所述三個攝像機31均具有一定的視覺范圍，因此，所述三個攝像機31拍攝獲得所述一次性注射器膠管20的源圖像中，包括多個一次性注射器膠管20。請一并參閱圖I至圖3，所述照明系統40為所述攝像系統30提供光源，以確保突出被拍攝的一次性注射器膠管20的細節特征。本實施例中，所述照明系統40所述照明系統包括一個背光光源41，所述背光光源41架設于所述生產線10，且朝向所述生產線10上的一次性注射器膠管20。可以理解的是，所述背光光源41可以為所述生產線10的環境光或者專門設置的燈光，其同時照射所述生產線10上流過的一次性注射器膠管20。優選地，所述背光光源41設置于靠近所述生產線10的參考位置11的地方。 進一步地，所述照明系統40還包括一個環形光源43，所述環形光源43的中心軸和所述生產線10的參考位置11上的一次性注射器膠管20的中心軸重合。由此，所述環形光源43可以產生較適合高反射拍攝對象的無方向、柔和的光。所述圖像處理系統50和所述攝像系統30相連接，其獲取并處理所述攝像系統40所拍攝的一次性注射器膠管20的源圖像，以判斷所述一次性注射器膠管20是否合格。請參閱圖5，本發明第二實施例提供所述在線檢測系統100的檢測方法，其包括以下步驟S I、所述攝像系統30的三個攝像機31同時拍攝獲取所述生產線10參考位上的一次性注射器膠管20的源圖像，并傳送至所述圖像處理系統50。
所述三個攝像機31從所述一次性注射器膠管20的側面進行拍攝，獲取包含所述一次性注射器膠管20的管壁細節、細節區域和形狀等全局圖像信息的源圖像。可以理解的是，所述源圖像中包括多個一次性注射器膠管20。S2、所述圖像處理系統50對所述源圖像進行分割，獲得單個一次性注射器膠管20的圖像。本實施例中，采用輪廓跟蹤算法對所述源圖像進行分割，具體地，采用簡單二值圖象閉合邊界的輪廓跟蹤算法，即首先按從上到下、從左到右的順序搜索，找到的第一個黑點一定是最左上方的邊界點，記為A ;A的右、右下、下、左下四個鄰點中至少有一個是邊界點，記為B ;從B開始找起，按右、右下、下、左下、左、左上、上、右上的順序找相鄰點中的邊界點C ;如果C就是A點，則表明已經轉了一圈，程序結束，此即為單個一次性注射器膠管20的圖像；否則從C點繼續找，直到找到A為止；分割出一個一次性注射器膠管20的圖像后，再按同樣方法進行下一個一次性注射器膠管20的分割。·S3、所述圖像處理系統50對所述單個一次性注射器膠管20的圖像進行預處理，獲得預處理圖像，以增強所述單個一次性注射器膠管20的圖像的可檢測性。本實施例中，為了符合人的視覺習慣，對所述單個一次性注射器膠管20的圖像進行預處理時，先將所述單個一次性注射器膠管20的圖像橫向放置。請參閱圖6，具體地，對所述單個一次性注射器膠管20的圖像進行預處理包括以下步驟S31、所述圖像處理系統50將所述單個一次性注射器膠管20的圖像從RGB色空間轉變至CIELab色空間，獲得CIELab色空間圖像。由此，可使用數字化的方法來描述人的視覺感應。S32、所述圖像處理系統50去除所述CIELab色空間圖像的背景圖像。由此，可以突出所述單個一次性注射器膠管20的圖像中的目標檢測物，集中對所述單個一次性注射器膠管20的圖像進行處理，而不受源圖像中背景圖像的影響。本實施例中，采用二值化(BINARIZATI0N)去除所述CIELab色空間圖像的背景圖像，將所述CIELab色空間圖像的背景圖像的灰度變為零。具體地，采用局部二值化，即按照一定的規則將整幅所述CIELab色空間圖像劃分為N個窗口，對這N個窗口中的每一個窗口再按照一個統一的閾值T將該窗口內的像素劃分為兩部分，進行二值化處理。S33、所述圖像處理系統50對去除背景圖像后的所述CIELab色空間圖像進行灰度化處理，并進行圖像增強，以突出圖像細節。本實施例中，采用中值濾波對灰度化處理后的圖像進行圖像增強。S34、所述圖像處理系統對圖像增強后的圖像進行邊緣檢測。本實施例中，采用Sobel算子對圖像增強后的圖像進行邊緣檢測。S4、所述圖像處理系統分別對合格的一次性注射器膠管的圖像和所述預處理圖像進行特征提取，并進行相互比較，判斷單個一次性注射器膠管是否合格。本實施例中，針對目標區域，定義瑕疵點的像素點數目除以整個區域的像素點數目為Rx，當Rx值在不同范圍時來判斷所述單個一次性注射器膠管20的是否合格。相較于現有技術，本發明提供的在線檢測系統100利用攝像系統30中的三個攝像機31，可以實時快速的在生產線10的參考位置11上拍攝一次性注射器膠管20的源圖像，再利用圖像處理系統50對所述攝像系統30所拍攝的一次性注射器膠管20的源圖像進行處理并判斷所述一次性注射器膠管20是否合格，由此，可以實現在生產線10上快速而有效地對一次性注射器膠管20的瑕疵進行自動檢測，既可以有效地保證一次性注射器膠管20的質量，又可以大幅提高一次性注射器的生產效率；同時，由于采用攝像系統30替代人工，可以有效地消除人工檢測過程中，長期的強光照射對檢測人員的眼睛的傷害。此外，本發明提供的上述在線檢測系統100的檢測方法可以實現在生產線10上快速而有效地對一次性注射器膠管20的瑕疵進行自動檢測。以上所述，僅是本發明的實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。·
權利要求
1.一種在線檢測系統，其設置于生產線上用于檢測一次性注射器膠管的瑕疵，所述在線檢測系統包括一個攝像系統、一個為所述攝像系統提供光源的照明系統及一個和所述攝像系統相連接的圖像處理系統，其特征在于所述攝像系統包括三個攝像機，所述三個攝像機圍繞生產線的參考位置上的一個一次性注射器膠管均等間隔地設置，所述三個攝像機位于與一次性注射器膠管的軸線相垂直且水平高度相同的同一平面上；所述圖像處理系統獲取并處理所述攝像系統所拍攝的一次性注射器膠管的源圖像，以判斷所述一次性注射器膠管是否合格。
2.如權利要求I所述的在線檢測系統，其特征在于，每一所述攝像機均為工業攝像機。
3.如權利要求I所述的在線檢測系統，其特征在于，所述平面對應于一次性注射器膠管的中間段。
4.如權利要求I所述的在線檢測系統，其特征在于，所述照明系統包括一個背光光源，所述背光光源架設于所述生產線，且朝向所述生產線上的一次性注射器膠管。
5.如權利要求4所述的在線檢測系統，其特征在于，所述照明系統進一步包括一個環形光源，所述環形光源的中心軸和所述生產線上參考位置上的一次性注射器膠管的中心軸重合。
6.一種如權利要求I 5任一項所述的在線檢測系統的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括以下步驟 51、所述攝像系統的三個攝像機同時拍攝獲取生產線參考位上的一次性注射器膠管的源圖像，并傳送至所述圖像處理系統； 52、所述圖像處理系統對所述源圖像進行分割，獲得單個一次性注射器膠管的圖像； 53、所述圖像處理系統對所述單個一次性注射器膠管的圖像進行預處理，獲得預處理圖像，以增強所述單個一次性注射器膠管的圖像的可檢測性 '及 54、所述圖像處理系統分別對合格的一次性注射器膠管的圖像和所述預處理圖像進行特征提取，并進行相互比較，判斷單個一次性注射器膠管是否合格。
7.如權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述S2步驟中采用輪廓跟蹤算法對所述源圖像進行分割。
8.如權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述S3步驟進一步包括以下步驟 531、所述圖像處理系統將所述單個一次性注射器膠管的圖像從RGB色空間轉變至CIELab色空間，獲得CIELab色空間圖像； 532、所述圖像處理系統去除所述CIELab色空間圖像的背景圖像； 533、所述圖像處理系統對去除背景圖像后的所述CIELab色空間圖像進行灰度化處理，并進行圖像增強，以突出圖像細節 '及 534、所述圖像處理系統對圖像增強后的圖像進行邊緣檢測。
9.如權利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述S32步驟中采用二值化去除所述CIELab色空間圖像的背景圖像，將所述CIELab色空間圖像的背景圖像的灰度變為零。
10.如權利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述S33步驟中采用中值濾波對灰度化處理后的圖像進行圖像增強。
11.如權利要求8所述的檢測方法，其特征在于，所述S34步驟中采用Sobel算子對圖像增強后的圖像進行邊緣檢測。
全文摘要
本發明提出一種在線檢測系統，其設置于生產線上用于檢測一次性注射器膠管的瑕疵，所述在線檢測系統包括攝像系統、為攝像系統提供光源的照明系統及和攝像系統相連接的圖像處理系統。攝像系統包括三個攝像機，三個攝像機圍繞生產線的參考位置上的一個一次性注射器膠管均等間隔地設置，并位于與一次性注射器膠管的軸線相垂直且水平高度相同的同一平面上；圖像處理系統獲取并處理攝像系統所拍攝的一次性注射器膠管的圖像，以判斷所述一次性注射器膠管是否合格。所述在線檢測系統可快速而有效地對一次性注射器膠管的瑕疵進行在線自動檢測，既可保證一次性注射器膠管的質量，又可大幅提高其生產效率。本發明另外提供所述在線檢測系統的檢測方法。
文檔編號G01N21/88GK102788801SQ20121028837
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者張永亮, 李凌, 李志成, 肖華, 辜嘉 申請人:深圳先進技術研究院