1.一种糖膏颗粒粒度分析系统,其特征在于:包括
载物台,用于放置待测的糖膏颗粒样本;
光源,用于为待测的糖膏颗粒样本提供照明;
与控制器连接的工业相机,所述工业相机用于采集糖膏颗粒样本的图像并传送至控制器进行处理与分类识别;所述控制器对接收的糖膏颗粒样本的图像进行统计学分析。
2.根据权利要求1所述的糖膏颗粒粒度分析系统,其特征在于:所述控制器对接收的糖膏颗粒样本的图像进行畸变校正和去噪处理;对去噪处理后的图像进行自适应阈值分割,得到糖膏颗粒目标初始区域的二值图;采用圆形结构元素形态学处理,平滑糖膏颗粒目标初始区域的边界;采用基于距离变换和阈值分割的分水岭分割方法对粘连颗粒区域进行分割;对分割后的颗粒区域利用形状特征进行正常晶体与非正常晶体分类,分别计算每个糖膏颗粒区域参数,统计分析结晶颗粒粒径分布等参数,不正常晶体的比例。
3.根据权利要求1或2所述的糖膏颗粒粒度分析系统,其特征在于:所述光源和工业相机均设置在载物台上,所述光源位于待测的糖膏颗粒样本的上方和/或下方,所述工业相机位于待测的糖膏颗粒样本的正上方,所述光源连接有用于控制光源的通断和强度的光源控制器,所述工业相机通过千兆网口与控制器相连。
4.根据权利要求1或2所述的糖膏颗粒粒度分析系统,其特征在于:所述载物台上设置有用于放置待测的糖膏颗粒样本的传送机构,所述传送机构与驱动机构相连;
优选的,所述传送机构为传送带,所述驱动机构包括第一驱动电机,所述第一驱动电机通过电机驱动器与控制器相连,用于驱动传送机构运动,进而带动待测的糖膏颗粒样本直线运动至工业相机正下方的旋转机构上,所述旋转机构设置在载物台上;
或者所述传送机构包括驱动载物台转动的第一驱动电机,所述第一驱动电机通过电机驱动器与控制器相连,所述载物台上沿圆周方向上均匀布置有多个旋转机构。
5.根据权利要求4所述的糖膏颗粒粒度分析系统,其特征在于:所述旋转机构包括用于旋转糖膏颗粒样本的圆形平台,所述圆形平台与第二驱动电机相连,所述第二驱动电机通过电机驱动器与控制器相连。
6.一种糖膏颗粒粒度分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤(1)制作糖膏颗粒样本并放置在载物台上;
步骤(2)工业相机采集糖膏颗粒样本图像,并将采集的糖膏颗粒样本图像传送至控制器;
步骤(3)控制器对接收的糖膏颗粒样本图像进行平滑处理;
步骤(4)对步骤(3)处理后的图像进行阈值分割以及区域填充,得到糖膏颗粒目标初始区域的二值图像;
步骤(5)采用圆形结构元进行开运算处理得到边界光滑的糖膏颗粒的目标区域,以减少边缘干扰造成的粒径计算误差,采用距离变换、阈值分水岭算法相结合的方法实现糖膏颗粒中粘连颗粒的分割;
步骤(6)对分割后的区域提取形状特征,利用形状特征进行正常颗粒和非正常颗粒的分类识别;
步骤(7)计算每个糖膏颗粒区域的周长、面积、粒径参数,并进行统计分析。
7.根据权利要求6所述的糖膏颗粒粒度分析方法,其特征在于:在步骤(1)中,将糖膏涂抹在玻片上,再用一个玻片轻轻按压制成糖膏颗粒样本;
优选的,在步骤(3)中采用5×5的高斯低通滤波器,对采集得到的原始图像进行平滑去噪;
优选的,所述步骤(5)中分割粘连糖膏颗粒包括以下步骤:
步骤(5.1)对待处理区域采用半径为4的圆形结构元素进行区域边界平滑,减小噪声对区域边界的影响;
步骤(5.2)距离变换采用欧式距离作为距离度量;
步骤(5.3)对距离变换后的图像进行基于分水岭的分割得到水盆区域I_b和分水岭I_w,分割粘连一起的糖膏颗粒目标;
步骤(5.4)对水盆区域I_b进行阈值处理,所采用阈值为10,得到不同的目标区域,再与步骤(4)的初始分割进行与运算得到最后的分割结果;
优选的,在步骤(6)中的形状特征为圆形度、矩形度、一阶矩、二阶矩、三阶矩、四阶矩组成的6维特征向量,采用多层感知器分类器进行分类;
优选的,在步骤(7)中,所述粒径包括周长径、面积径、长径和短径,所述周长径的计算公式为:所述面积径计算公式为:
所述长径Ra、短径Rb分别为区域最小外接矩形的长与宽;
优选的,在步骤(7)中,计算得到的糖膏颗粒的周长、面积、周长径、面积径、长径、短径等参数,存入数据库,并对同一批次的糖膏颗粒样本的数据进行统计分析。
8.根据权利要求7所述的糖膏颗粒粒度分析方法,其特征在于:在步骤(6)中采用支持向量机分类器进行分类,分类前先用正常类标签和非正常类标签的晶体特征向量训练分类器。