本发明涉及图像处理，尤其涉及一种牙膏原料检测方法及系统。
背景技术：
1、牙膏的生产需要多种粉末原料，在生产的过程中需将多种原料溶解混合并搅拌均匀，若搅拌不充分则会产生牙膏成分不均匀、局部浓度不同，产生牙膏物理性质不佳的现象，若搅拌时间过长可能会使部分成分分解失效，影响牙膏的功效。如图1所示，由于牙膏原料的颜色不统一，在原料溶解混合的过程中未充分混合的部分将形成一定的颜色差，因此可通过容器内的颜色差来判断牙膏原料是否搅拌均匀。
2、公告号为cn115375687b的专利文件公开了一种塑料片材生产塑料原料混合均匀度监控分析系统，包括原料投放信息采集模块、原料投放信息分析模块、搅拌图像采集模块、搅拌图像分析模块、塑料片材图像采集模块、塑料片材颜色分析模块、塑料原料混合均匀分析模块、预警终端和塑料原料管理数据库，通过对搅拌机中的投放塑料原料信息、投放塑料原料的搅拌情况和塑料片材的颜色均匀情况进行分析，进而对投放塑料原料的混合均匀情况进行分析，解决了当前技术存在主观性和偏差性的问题，实现了塑料原料混合均匀度的智能化和自动化分析，从而保障了塑料原料混合均匀度分析结果的准确性和客观性，也保障了塑料片材的生产质量。
3、然而，上述专利文件是针对塑料原料混合均匀度的检测，并不适用于牙膏原料的检测，因此本发明通过canny边缘检测，将采集到的牙膏原料图像中的边缘提取出来，根据提取出的边缘将牙膏原料中由于牙膏未充分混合形成的颜色差识别出来，进行判断牙膏原料的混合是否充分；但是canny边缘检测技术对边缘的提取十分依赖低阈值和高阈值的选取，而低阈值和高阈值通常是结合工程师的经验和不断调试获得的，具有一定的使用不便性，导致检测结果准确性降低，使得最终牙膏质量下降。
技术实现思路
1、为了解决canny边缘检测技术对边缘的提取十分依赖低阈值和高阈值的选取，而低阈值和高阈值通常是结合工程师的经验和不断调试获得的，具有一定的使用不便性，导致检测结果准确性降低，使得最终牙膏质量下降的问题，本发明提供一种牙膏原料检测方法及系统。
2、第一方面，本发明提供一种牙膏原料检测方法，采用如下的技术方案：
3、一种牙膏原料检测方法，包括：生成实时获取到的各时刻的牙膏原料液面区域的图像的灰度直方图；对于每一时刻的图像，获取灰度直方图中最大柱高顶点和其它非零柱高顶点之间连线的斜率，确定牙膏原料的初始混合程度，初始混合程度与各连线的斜率的绝对值和斜率中绝对值最大的斜率的绝对值之比正相关，与各连线中的非零柱高的相对大小负相关；获取图像中各像素点的梯度值，根据各像素点和其邻域像素点的梯度值以及初始混合程度确定canny算子的低阈值，低阈值与各像素点的梯度值均值、各像素点和其邻域中像素点的梯度值的相对差距正相关，与初始混合程度负相关；根据低阈值和梯度值小于低阈值的像素点的数量确定canny算子的高阈值，高阈值与低阈值、各像素点的梯度值中的最大梯度值和低阈值之间的相对差距正相关，与梯度值小于低阈值的像素点在所有像素点中的占比负相关；通过canny算子依据所述低阈值和高阈值对图像进行检测，得到图像的边缘像素点；响应于图像的边缘像素点和所有像素点的比值小于预设阈值，认定该时刻的牙膏原料液面区域搅拌均匀，以便完成牙膏原料检测。
4、有益效果在于：通过灰度直方图分析和梯度值计算，可以更准确地检测牙膏原料的混合状态，提供更可靠的检测结果；实时采集在各时刻对牙膏原料进行监测，实时跟踪混合过程；利用canny算子自动检测边缘像素点，减少了人工干预，提高了检测效率；通过斜率值、梯度值等参数确定低阈值和高阈值，提高canny算子对牙膏原料均匀度检测的准确性。
5、进一步地，所述牙膏原料液面区域的图像的获取方法为：通过语义分割将搅拌机内图像划分为背景区域和牙膏原料液面区域，提取牙膏原料液面区域，得到牙膏原料液面区域的图像。
6、有益效果在于：通过语义分割可以准确地从图像中分离出牙膏液面区域，避免了背景的干扰，使得检测更准确。
7、进一步地，所述初始混合程度满足如下关系式：
8、；式中，为牙膏原料的初始混合程度，为灰度直方图中非零柱高的数量，为第条连线的斜率的绝对值，为各连线的斜率中绝对值最大的斜率的绝对值，为第条连线对应的非零柱高，为灰度直方图中最大柱高，为自然指数函数。
9、有益效果在于：通过结合连线斜率和柱高，使得混合程度的计算更加全面和准确；通过对斜率和柱高进行标准化和指数调整，能够反映混合过程中不同元素的相对变化，更真实地评估混合效果。
10、进一步地，所述图像中各像素点的梯度值通过sobel算子获取。
11、进一步地，所述低阈值满足如下关系式：
12、；式中，为canny算子的低阈值，为各像素点的梯度值均值，为各像素点的数量，为第个像素点邻域中像素点的梯度值均值，为第个像素点的梯度值，为各像素点的梯度值中的最大梯度值，为牙膏原料的初始混合程度，为向上取整符号。
13、有益效果在于：通过结合像素点梯度均值和相对变化，可以根据图像的梯度特征动态调整，从而提高边缘检测的适应性和准确性；通过将邻域内的梯度值均值与当前像素点的梯度值进行比较，考虑了局部梯度变化，使得阈值设置更加精确。
14、进一步地，所述高阈值满足如下关系式：
15、；式中，为canny算子的高阈值，为canny算子的低阈值，为梯度值小于低阈值的像素点的数量，为所有像素点的数量，为各像素点的梯度值中的最大梯度值，为自然指数函数，为向上取整符号。
16、有益效果在于：通过动态调整低阈值，使得阈值设置能够根据梯度分布自动优化，增强了对不同图像特性的适应性；引入梯度值小于低阈值的像素点数量作为调节因素，使得高阈值更加考虑图像中较低梯度区域的分布情况，避免过度检测或漏检。
17、第二方面，本发明提供一种牙膏原料检测系统，采用如下的技术方案：
18、一种牙膏原料检测系统，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现上述一种牙膏原料检测方法。
19、通过采用上述技术方案，将上述的一种牙膏原料检测方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而根据存储器及处理器制作终端设备，方便使用。
20、本发明具有以下技术效果：
21、根据灰度直方图计算牙膏原料的初始混合程度，从牙膏原料液面区域的整体上衡量了牙膏原料的混合程度；根据牙膏原料的初始混合程度和图像中各像素点的梯度值计算canny算子的低阈值，并根据低阈值最终确定canny算子的高阈值，从图像的局部特征的角度结合了牙膏原料的初始混合程度得到的低阈值和高阈值，避免了低阈值和高阈值选择不当造成的无法检测出由于牙膏原料混合不均匀，产生的边缘的现象，提高检测精度，可以更好地判断牙膏原料的状态，保障生产出的牙膏的质量。
1.一种牙膏原料检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种牙膏原料检测方法，其特征在于，所述牙膏原料液面区域的图像的获取方法为：
3.根据权利要求1所述的一种牙膏原料检测方法，其特征在于，所述初始混合程度满足如下关系式：
4.根据权利要求1所述的一种牙膏原料检测方法，其特征在于，所述图像中各像素点的梯度值通过sobel算子获取。
5.根据权利要求1所述的一种牙膏原料检测方法，其特征在于，所述低阈值满足如下关系式：
6.根据权利要求1所述的一种牙膏原料检测方法，其特征在于，所述高阈值满足如下关系式：
7.根据权利要求1所述的一种牙膏原料检测方法，其特征在于，所述以便完成牙膏原料检测，包括：
8.一种牙膏原料检测系统，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1-7任一项所述的一种牙膏原料检测方法。
