[0028] 下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0029] 本发明提出了一种透明瓶装液体的杂质识别装置，包括：控制器，用于输出触发信号；发光模块，与控制器连接，用于根据触发信号发出闪光并照射透明瓶装液体；图像采集模块，与控制器连接，用于根据触发信号采集透明瓶装液体的图像；以及工控机，与控制器和图像采集模块连接，用于初始化控制器、接收图像及根据图像进行杂质识别。
[0030] 具体地，工控机为主控制界面，发送初始化信号至控制器，以便初始化控制器。发光模块根据控制器的触发信号将闪光灯束照射待识别的透明瓶装液体的表面，图像采集模块根据控制器的触发信号采集透明瓶装液体的图像，并将采集的图像发送至工控机，工控机对接收的图像进行透明瓶装液体的特征杂质的分析识别，识别出杂质，例如悬浮物和异物等，识别效率高，精确率高。
[0031] 在一个示例中，图像采集模块包括摄像机。
[0032] 优选地，杂质识别装置还包括定位传感器，定位传感器与控制器连接，用于在感应到透明瓶装液体通过时发出脉冲信号。
[0033] 优选地，控制器接收脉冲信号，并基于脉冲信号发出第一触发信号至发光模块，发出第二触发信号至图像采集模块。
[0034] 具体地，透明瓶装液体置于传送带上进行传输，定位传感器感应到经过的透明瓶装液体通过时发出脉冲信号至控制器，控制器收到脉冲信号后，发出第一触发信号至发光模块，发出第二触发信号至图像采集模块；发光模块收到第一触发信号后发出闪光并照射透明瓶装液体；图像采集模块收到第二触发信号后采集透明瓶装液体的图像。
[0035] 优选地，定位传感器为直线位移传感器。
[0036] 优选地，发光模块包括闪光灯，闪光灯发出的光束位于发光平面内，发光平面与透明瓶装液体的顶面之间的夹角为30°至60°。
[0037] 具体地，闪光灯发出的光束是位于同一平面的发散光线，光束所在平面与待识别的透明瓶装液体的顶面之间的夹角为α，α的范围为30°‑60°，以增强图像清晰度和成像效果。至少两个闪光灯同时发出光束。
[0038] 优选地，根据图像进行杂质识别包括：步骤(1)：将图像转化为灰度矩阵；步骤(2)：将灰度矩阵划分为多个子矩阵；步骤(3)：根据每个子矩阵内低灰度像素所占的比例确定不透明子矩阵；步骤(4)：分别确定每个不透明子矩阵内的每个像素的低灰度像素半径；步骤(5)：针对每个不透明子矩阵内的每个像素，在其所对应的低灰度像素半径内，基于泛洪填充算法判断杂质像素。
[0039] 优选地，步骤(3)包括：针对每个子矩阵，确定子矩阵中灰度值高于第一阈值的像素个数与子矩阵的像素总数的比值，如果比值大于第二阈值，则判断子矩阵为不透明子矩阵，其中灰度值高于第一阈值的像素即为低灰度像素。
[0040] 优选地，步骤(4)包括：针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，搜索像素周围半径为R0范围内的低灰度像素，将R0范围内的低灰度像素的个数与R0范围内像素总数之比最高时所对应的半径R0作为像素P(x,y)的低灰度像素半径R[x,y]，其中x和y分别表示像素P(x,y)的横坐标和纵坐标。
[0041] 优选地，步骤(5)包括：针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，在其对应的低灰度像素半径R[x,y]内针对低灰度像素进行泛洪填充，被填充的像素被判断为杂质像素。
[0042] 优选地，透明瓶装液体的杂质识别装置根据图像进行杂质识别还包括：在步骤(5)之前，针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，比较其对应的低灰度像素半径R[x,y]与第三阈值，如果低灰度像素半径R[x,y]小于第三阈值，则判断像素P(x,y)不是杂质像素。
[0043] 具体地，控制器对每张图像中的特征进行图像识别，进而判断哪些部分属于瓶装液体，哪些部分属于杂质，并可将该图像中所代表的瓶装液体内的杂质标明出来，转化成控制信号，从而驱动机构装置予以剔除。
[0044] 然而图像识别并非是一个简单的工作。一张图像中的关键信息往往会被大量的干扰项所干扰而难以提取，因此需要克服图像内的干扰项，以避免误判。对于这个问题，本申请采用检测灰度克服图像中的干扰项。
[0045] 由于杂质等的灰度对于透明瓶装液体较高，根据不完全统计，透明瓶装液体的灰度大约0‑10之间，而杂质等则在50‑100之间。杂质具有以下特征：
[0046] 1、杂质在截面上的成像通常一般成圆形或者椭圆形，一般呈现出不规则图形。
[0047] 2、杂质边界分明，通常从高灰度渐变到低灰度只需要2‑3个像素。
[0048] 正是根据以上特征，工控机采用以下步骤根据图像进行杂质识别：(1)将图像转化为灰度矩阵；(2)将灰度矩阵划分为多个子矩阵；(3)针对每个子矩阵，确定子矩阵中灰度值高于第一阈值的像素个数与子矩阵的像素总数的比值，如果比值大于第二阈值，则判断子矩阵为不透明子矩阵，其中灰度值高于第一阈值的像素即为低灰度像素；(4)针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，搜索像素周围半径为R0范围内的低灰度像素，将R0范围内的低灰度像素的个数与R0范围内像素总数之比最高时所对应的半径R0作为像素P(x,y)的低灰度像素半径R[x,y]，其中x和y分别表示像素P(x,y)的横坐标和纵坐标；(5)针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，比较其对应的低灰度像素半径R[x,y]与第三阈值，如果低灰度像素半径R[x,y]小于第三阈值，则判断像素P(x,y)不是杂质像素，透明瓶装液体为透明合格；(6)针对每个不透明子矩阵内的每个低灰度像素P(x,y)，在其对应的低灰度像素半径R[x,y]内针对低灰度像素进行泛洪填充，被填充的像素被判断为杂质像素。
[0049] 在一个示例中，根据不同的检测要求调节第三阀值，以适应不同瓶装液体的检测要求，如透明、半透明及不透明液体的检测等。
[0050] 实施例
[0051] 图1示出了根据本发明的一个实施例的透明瓶装液体的杂质识别装置的结构连接图。图2示出了根据本发明的一个实施例的发光模块、图像采集模块与透明瓶装液体的位置关系的示意图。
[0052] 结合图1和图2所示，透明瓶装液体的杂质识别装置，包括：控制器1，用于输出触发信号；发光模块2，与控制器1连接，用于根据触发信号发出闪光并照射透明瓶装液体6；图像采集模块3，与控制器1连接，用于根据触发信号采集透明瓶装液体6的图像；以及工控机4，与控制器2和图像采集模块3连接，用于初始化控制器1、接收图像及根据图像进行杂质识别。控制器1和工控机4构成控制系统。
[0053] 其中，杂质识别装置还包括定位传感器5，定位传感器5与控制器1连接。
[0054] 其中，控制器1接收脉冲信号，并基于脉冲信号发出第一触发信号至发光模块2，发出第二触发信号至图像采集模块3。
[0055] 其中，定位传感器5为直线位移传感器。
[0056] 其中，发光模块2包括闪光灯，闪光灯发出的光束位于发光平面内，发光平面与透明瓶装液体6的顶面之间的夹角为30°至60°。
[0057] 其中，根据图像进行杂质识别包括：
[0058] 步骤(1)：将图像转化为灰度矩阵；
[0059] 步骤(2)：将灰度矩阵划分为多个子矩阵；
[0060] 步骤(3)：根据每个子矩阵内低灰度像素所占的比例确定不透明子矩阵；
[0061] 其中，步骤(3)具体包括：针对每个子矩阵，确定子矩阵中灰度值高于第一阈值的像素个数与子矩阵的像素总数的比值，如果比值大于第二阈值，则判断子矩阵为不透明子矩阵，其中灰度值高于第一阈值的像素即为低灰度像素；
[0062] 步骤(4)：分别确定每个不透明子矩阵内的每个像素的低灰度像素半径；
[0063] 其中，步骤(4)具体包括：针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，搜索像素周围半径为R0范围内的低灰度像素，将R0范围内的低灰度像素的个数与R0范围内像素总数之比最高时所对应的半径R0作为像素P(x,y)的低灰度像素半径R[x,y]，其中x和y分别表示像素P(x,y)的横坐标和纵坐标；
[0064] 步骤(5)：针对每个不透明子矩阵内的每个像素，在其所对应的低灰度像素半径内，基于泛洪填充算法判断杂质像素；
[0065] 其中，步骤(5)包括：针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，在其对应的低灰度像素半径R[x,y]内针对低灰度像素进行泛洪填充，被填充的像素被判断为杂质像素。
[0066] 其中，透明瓶装液体的杂质识别装置根据图像进行杂质识别还包括：在步骤(5)之前，针对每个不透明子矩阵内的每个像素P(x,y)，比较其对应的低灰度像素半径R[x,y]与第三阈值，如果低灰度像素半径R[x,y]小于第三阈值，则判断像素P(x,y)不是杂质像素。
[0067] 图3a‑图3d分别示出了根据本发明的一个实施例的透明瓶装液体的杂质识别装置识别的不同灰度下的图像。
[0068] 如图3a‑图3d所示，图3a中的灰度值为50，图3b的灰度值为70，图3c的灰度值为80，图3d的灰度值为100。根据检测要求的不同，调节第三阈值，当第三阈值设置为10时，采集到的图像的灰度值为图3a‑图3d。
[0069] 该透明瓶装液体的杂质识别装置的工作过程如下：工控机4发送初始化信号至控制器1，控制器1初始化完成后等待脉冲信号，透明瓶装液体6置于传送带上进行传输，当定位传感器5感应到经过的透明瓶装液体通过时发出脉冲信号至控制器1，控制器1收到脉冲信号后，发出第一触发信号至发光模块2，发出第二触发信号至图像采集模块3；发光模块2收到第一触发信号后发出闪光并照射透明瓶装液体6；图像采集模块3收到第二触发信号后采集透明瓶装液体6的图像并将图像发送至工控机4，工控机4收到图像后，对图像进行杂质识别。
[0070] 以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
