【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及中藥，尤其涉及一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法及裝置。
技術介紹
1、隨著制藥行業的不斷發展中藥揮發油因其獨特的藥理作用和廣泛的應用價值，逐漸成為研究與生產的重點，揮發油提取過程中需要精準地控制提取終點以確保產品質量和藥效的穩定，然而，在傳統的提取工藝中終點判斷主要依靠人工經驗和簡單的取樣分析，難以滿足現代制藥生產對連續化、精準化控制的需求。
2、目前，中藥揮發油的提取過程通常采用溫控和壓力監測參數作為提取控制依據，并依賴操作人員的經驗判斷來決定提取是否結束，雖然在一定程度上實現了工藝控制但存在較大的主觀性和不確定性，為了提升生產效率和產品一致性一些現代制藥廠開始引入過程分析技術和連續制造理念，pat技術通過傳感器和數據分析對生產過程進行監控實現了一定程度的自動化，傳統pat系統主要依賴光譜分析檢測物質變化且硬件設備昂貴，數據分析復雜，對現場環境要求較高，使得這些技術在中藥揮發油的提取終點控制中推廣受限。
3、綜上所述，現有技術在中藥揮發油提取的終點判定中存在顯著不足，主要體現在依賴人工判斷、自動化不足、實時監控能力弱以及設備復雜昂貴方面，上述的缺陷導致揮發油提取過程中的效率和質量控制存在一定的局限性，亟需一種新的方法和裝置來實現對揮發油提取終點的精準判定和過程優化。
技術實現思路
1、本專利技術的一個目的在于提出一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法及裝置，本專利技術實現了對油珠直徑變化的實時監控和精準判定。
2、根據本專利技術
3、s1、通過安裝在玻璃視柱上的工業相機獲取油水混合物實時圖像數據，形成油珠圖像數據集；
4、s2、將油珠圖像數據集輸入圖像處理單元進行圖像預處理，包括色彩空間轉換、去噪、對比度增強及邊緣檢測；
5、s3、通過視覺分析系統對經過預處理的油珠圖像進行分析，利用圖像分割算法提取油珠輪廓，并實時測量油珠的直徑大小；
6、s4、根據不同中藥材的揮發油提取特性，設定對應的油珠直徑判定標準，當油珠直徑達到預設值時，判定揮發油提取過程結束，自動發出提取終點信號；
7、s5、系統根據提取終點信號自動停止提取過程，并記錄油珠直徑數據和提取過程中的相關參數；
8、s6、系統通過實時監控功能持續監測油珠直徑變化，并通過預設的直徑閾值自動判定提取終點。
9、可選的，所述s1包括如下步驟：
10、s11、在玻璃視柱上安裝工業相機并選擇穩定且不受振動影響的視角，通過工業相機固定結構將工業相機定位在距離油水混合物表面h處，并設定相機分辨率為rimg；
11、s12、將油水混合物置于透明視柱內使油珠與水相混合，在混合過程中的不同時間點ti進行油珠圖像采集，其中ti表示第i次采集的時間，采集頻率設為fs；
12、s13、利用工業相機獲取油珠圖像的rgb通道數據，將每幀油珠圖像表示為三維矩陣i(x,y,c)，其中x和y為像素坐標，c表示紅、綠、藍通道；
13、s14、對連續采集的油珠圖像進行時間序列化，構建初步油珠圖像數據集：
14、draw＝{it|t＝t1,t2,…,tn}；
15、其中，it表示第t時間點采集的油珠圖像，n為采集的油珠圖像總數；
16、s15、通過相機內部參數矩陣k和外部參數矩陣[r|t]，將視柱中的三維空間點pw(xw,yw,zw)映射為油珠圖像平面上的二維點pi(u,v)：
17、
18、其中，k表示相機內參矩陣，[r|t]表示外參矩陣，(xw,yw,zw)為空間點坐標，(u,v)為油珠圖像平面坐標；
19、s16、設定油珠圖像質量閾值qth，僅當油珠圖像it的信噪比滿足snr(it)≥qth時，保留該油珠圖像進入油珠圖像數據集；
20、s17、最終生成的油珠圖像數據集dfinal包含經過篩選后的所有有效油珠圖像：
21、
22、其中，dfinal表示油珠圖像數據集，包含所有在圖像質量篩選條件下符合信噪比要求的有效油珠圖像，it表示時間點t采集的油珠圖像，記錄油珠在該時刻的可見形態，m×n表示每張圖像的像素大小，分別表示圖像在x方向和y方向上的分辨率，snr(it)表示圖像it的信噪比，表征圖像質量的指標，表示圖像it的平均像素強度，用于計算每個像素點相對于平均值的偏差，qth表示圖像質量閾值，設定為系統判斷圖像是否保留的信噪比下限，當snr(it)≥qth時，圖像snr(it)≥qth被視為有效并加入油珠圖像數據集dfinal。
23、可選的，所述s2包括如下步驟：
24、s21、對油珠圖像數據集dfinal進行色彩空間轉換，針對中藥揮發油特性的rgb通道油珠圖像it(x,y,c)進行ycbcr色彩空間轉換，優化光照變化對分析的影響：
25、y＝0.2627·r+0.6780·g+0.0593·b,
26、cb＝128-0.148·r-0.291·g+0.439·b,；
27、cr＝128+0.439·r-0.368·g-0.071·b,
28、其中，r,g,b為像素在rgb通道的強度值，y為亮度分量，用于突出揮發油的反射特征，cb和cr分量用于區分油珠與背景水相的色彩信息；
29、s22、對轉換后的油珠圖像it′(x,y)進行高斯濾波去噪處理，濾波后的油珠圖像表示為：
30、
31、其中，σ為高斯分布的標準差，k為濾波窗口的大小，用于控制濾波強度；
32、s23、對去噪后的油珠圖像it″(x,y)進行直方圖均衡化，使油珠邊緣更加清晰：
33、
34、其中，l為灰度級的最大值，h(i)為灰度值為i的像素點數量，m×n表示每張圖像的像素大小；
35、s24、采用canny邊緣檢測算法對經過對比度增強后的油珠圖像進行邊緣檢測，通過計算圖像的梯度變化提取油珠的邊緣輪廓，定義梯度g為：
36、
37、其中，gx和gy為油珠圖像在x和y方向上的梯度，分別由sobel算子計算得到：
38、
39、其中，符號*表示卷積運算；
40、s25、將經過邊緣檢測后的油珠圖像數據保存并更新油珠圖像數據集：
41、
42、可選的，所述s3包括如下步驟：
43、s31、將預處理后的油珠圖像數據輸入視覺分析系統，通過otsu閾值法對油珠和背景進行初步分割計算自適應閾值t使類內方差最小：
44、
45、其中，ω1(t)和ω2(t)為閾值t下兩類像素的占比，和為兩類像素的方差；
46、s32、對分割后的二值油珠圖像進行形態學處理，采用開運算去除噪聲：
47、
48、其中，表示開運算，為腐本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述S1包括如下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述S2包括如下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述S3包括如下步驟：
5.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述S4包括如下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述S6包括如下步驟：
7.一種可視化中藥揮發油提取終點判定裝置，其特征在于，包括以下裝置：
【技術特征摘要】
1.一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述s1包括如下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取終點判定方法，其特征在于，所述s2包括如下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種可視化中藥揮發油提取...
【專利技術屬性】
技術研發人員：伍振峰，張海賓，易兵，王學成，王惠春，高斌，萬娜，楊明，
申請(專利權)人：江西中醫藥大學，
類型：發明
國別省市：
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