摘 要

随着人们对图像信息处理要求的越来越多，这一技术也越来越成熟，基于数字图像处理技术的视觉检测技术也在我们生活中广泛应用起来，医药、工业和食品等领域都对视觉检测技术有了深入研究。在这一背景下，本课题对白酒生产线上的杂质检测问题进行了研究，并提出了一些看法。

白酒作为食品业的重要产业，一直以来都受到广大人们的喜爱，其生产中的安全问题自然也应该得到重视。一直以来，白酒生产线中的杂质检测主要靠人工检测，依靠工人手动查看瓶中是否有杂质，但这种方法效率低下，且对工人身体有很大的损害。为了提高白酒生产的自动化程度，本课题在分析国内外杂质检测技术的情况下，提出了基于数字图像处理的杂质检测技术。本课题首先讨论了获取白酒图像的方法及硬件设备的选择，然后仔细分析了利用图像处理技术对白酒图像进行预处理并检测出杂质的算法，运用的图像处理技术有彩色图像的灰度化处理、图像的平滑滤波处理、图像分割、图像的边缘检测等；并在MATLAB中对文中提出的算法进行了验证，然后在VC 中搭建用户界面，方便用户操作；最后，本课题还讨论了杂质检测出来后不合格白酒的剔除问题，设计出了用PLC控制步进电机从而间接控制挡板，用挡板推出不合格白酒的剔除方案。

研究结果表明，本课题中提出的算法和观点都是正确的，解决了一部分白酒生产线上杂质检测的难题，具有一定参考价值。

关键词：图像处理；杂质检测；白酒；次品剔除；PLC；MATLAB仿真

Abstract

With the continuous improvement of people's requirements for image information processing, digital image processing technology is becoming more and more mature, and the vision detection technology based on digital image processing technology has been widely applied in our life. Medicine, industry and food and other fields have conducted in-depth research on the vision detection technology.In this context, this paper studies the problem of impurity detection in liquor production line and puts forward some opinions.

As an important industry of food industry, liquor has always been popular among people. For a long time, the detection of impurities in the liquor production line mainly relies on manual detection and manual inspection by workers to check whether there are impurities in the bottles. However, this method is inefficient and does great harm to workers' bodies. In order to improve the automatization of liquor production, the impurity detection technology based on digital image processing is proposed in this paper. This paper first discusses the method of obtaining liquor image and the selection of hardware equipment, then carefully analyzes the algorithm of using image processing technology to preprocess liquor image and detect impurities. The proposed algorithm is verified in MATLAB, and the user interface is built in VC to facilitate user operation. Finally, this paper also discussed the problem of unqualified liquor removal after the detection of impurities, designed the PLC control stepping motor to control the baffle indirectly, with baffle launched unqualified liquor removal program.

The results show that the proposed algorithm and viewpoint are correct, which solves the problem of impurity detection in some liquor production lines and has certain reference value.

Keywords: image processing; Impurity detection; Liquor; elimination of unqualified liquor

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题背景、研究目的及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国内研究现状 1

1.2.2国外研究现状 2

1.3课题研究内容 2

1.4预期目标 3

第2章 瓶装白酒杂质检测的总体设计方案 4

2.1 方案一 4

2.2 方案二 4

2.3 方案比较 5

第3章 白酒杂质检测图像处理算法和用户界面的设计 7

3.1 图像滤波 7

3.1.1 图像的噪声 7

3.1.2 自适应中值滤波器 7

3.2 图像检测区域的确定和分割 11

3.3 图像的边缘检测方法 15

3.3.1 Roberts边缘检测算子 15

3.3.2 Sobel边缘检测算子 16

3.3.3 Prewitt边缘检测算子 16

3.3.4 LoG(高斯-拉普拉斯)算子 16

3.3.5 Canny边缘检测算子 17

3.3.6 各种边缘检测算子的比较 17

3.4 杂质检测 19

3.5 基于VC 6.0的用户界面设计 21

第4章 硬件设计和设备选型及控制器设计 25

4.1 光源选择 25

4.2 照明方式选择 25

4.3 相机的选择 25

4.4 可编程序控制器的选择 26

4.5 步进电机和驱动器的选择 27

4.6 PLC软件编程和硬件连线图 27

第5章 结论 29

参考文献 30

附录A 31

致 谢 32

第1章 绪论

1.1课题背景、研究目的及意义

随着近年来居民生活水平的提高，白酒也称为人们生活中必不可少的饮品，白酒产业对我国经济增长也越来越重要。但是伴随着白酒经济价值不断增长的，还有白酒的食品安全问题。

食品安全是关乎百姓生命健康财产的重大问题，一直以来都备受社会关注，一旦某品牌被曝食品出现安全问题便会引起广泛的讨论。白酒作为广大百姓生活中的常见消费品，其质量安全自然不容忽视。白酒中的食品安全问题主要是白酒成分的问题，在生产过程中，因人为或非人为因素会给白酒带来杂质，并且由于白酒自身的特性，使得白酒在度数降低时，比较容易产生悬浮物、沉淀或浑浊等现象，特别是在低度白酒生产中更容易出现浑浊、失光等现象。而且由于瓶装白酒一般都是玻璃材质，所以在白酒装瓶的过程中可能会产生一些玻璃碎屑落入酒中，玻璃瓶洗涤过程中也有可能混入一些毛发、遗留的尘土等等，这些都是白酒中杂质的来源，如果含有杂质的产品被消费者使用，后果将不堪设想。

但是，目前国内的白酒生产线大多数都没有瓶装产品检测设备，而是采用人工检测，这种方法效率低，成本也大，工人们每隔两小时就需要休息，检测效果也容易受工人工作时长的影响，白酒企业急需自动化检测设备提高效率，降低成本，因此，在线监测设备的研制成功将对白酒生产提供很大的帮助。本论文将就白酒生产线中杂质沉淀物的检测这一课题来进行研究，希望能对食品安全提供一些帮助。