【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及中藥質量分析領域，特別涉及一種胃復春濃縮過程終點監控方法與裝置。
技術介紹
1、胃復春濃縮是其生產過程中極為關鍵的一道工序。當前，胃復春濃縮主要通過加熱器對中藥提取液進行持續加熱，使其蒸發和濃縮，從而得到具有一定濃度的胃復春濃縮液。然而，傳統的濃縮過程存在一些不足。首先，整個濃縮過程耗時較長，藥液在受熱過程中接觸面積有限，導致濃縮效率偏低。此外，該過程的能耗較高，不僅影響生產成本，還對環境造成一定負擔。更為重要的是，傳統的濃縮終點判斷方法依賴于車間工人的經驗，工人通過觀察濃縮液中氣泡的大小和產生速率，手動調節濃縮器的真空度，進而結束濃縮，這種方法不僅存在人為誤差，還增加了生產的不確定性。優化胃復春濃縮終點判斷技術是提高胃復春濃縮效率和質量的重要課題。
2、高光譜成像技術(hyperspectral?imaging,hsi)是一種結合了成像和光譜分析的技術，能夠獲取目標物體在不同光譜波段下的圖像數據。每個像素點都包含著從可見到近紅外等多個連續光譜范圍的信息，形成一個“光譜立方體”，通過分析這些數據，可以得到目標物體的成分、物理性質和狀態等詳細信息。與傳統的三原色成像技術(rgb)相比，高光譜成像可以在數十到數百個波段上收集數據，提供更豐富的光譜信息，揭示出肉眼和傳統成像手段難以察覺的細微差異。此外，高光譜成像技術有兩大優勢，一個是無損檢測，可以在不破壞樣品的情況下獲取其內部結構和成分信息，第二個是將空間和光譜信息結合在一起，既可以提供物體的形態信息，又能夠給出其成分的光譜信息，具有強大的綜合分析能力。p>
3、申請人前期研發并遞交了專利申請cn?117330655?a，公開了一種基于高光譜的胃復春制粒過程質量分析方法，它包括以下步驟：s1、胃復春制粒工藝過程樣品采集與質量指標參考值測定；所述的質量指標包括但不限于：指標性化學成分含量、顆粒粒徑分布、水分含量；其中指標化學成分含量為：柚皮苷、新橙皮苷、迷迭香酸、人參皂苷rg1、人參皂苷re、人參皂苷rb1和人參皂苷rd；s2、樣品高光譜采集、預處理及特征提取；s3、定量校正建模；s4、基于定量校正模型，檢測制藥過程質量。該方法具有快速、精準的優點，并首次將其應用于胃復春制粒過程質量指標快速檢測中。為高光譜技術在中藥制藥過程質量檢測領域的應用提供依據和指導，提高中藥生產制造水平和質量控制水平。
4、但是，cn?117330655?a申請中，雖然基于高光譜相機進行了成像分析，但缺乏對氣泡干擾的有效鑒別。由于氣泡的光譜特征與某些成分的光譜特征具有重疊或相似性，在實際檢測中可能導致以下問題：(1)誤判風險：將氣泡誤識別為某些目標成分，導致檢測結果失真。(2)數據質量受限：氣泡干擾會降低高光譜成像數據的可信度，影響后續建模的準確性。
技術實現思路
1、本申請針對
技術介紹
中存在的問題，借鑒計算機視覺算法思路，結合高光譜成像技術，創新性地用于胃復春提取液濃縮過程的監測和終點判定。在胃復春提取液濃縮過程中，采用相機對其進行連續拍攝，能夠獲取胃復春濃縮液頂部的生產過程圖像信息，實時記錄其氣泡形態變化。同時，通過高光譜成像技術獲取胃復春濃縮液底部的高光譜圖像數據，精確分析胃復春濃縮液在不同波段下的光譜特性。結合這兩類數據，可以全面捕捉濃縮過程中液體狀態的變化，包括氣泡空間分布、產生速率、密度和其他物理化學性質。此外，本專利技術還對濃縮液樣品進行指標性成分含量的測定，進一步建立定量校正模型，通過這個模型，可以精準判斷中藥濃縮過程的終點，確保每次濃縮都達到最佳狀態。同時，指標性成分含量的過程軌跡監測也得以實現，能夠實時掌握指標性成分的變化趨勢，確保胃復春濃縮液的指標性成分含量穩定在設定范圍內。
2、技術方案：
3、本專利技術首先公開了一種胃復春濃縮過程終點監控方法，它包括以下步驟：
4、s1、采集樣品數據集，包括：
5、數據集①：胃復春提取液濃縮過程的圖像信息，所述圖像信息中包含氣泡形態變化，并測定氣泡大小；
6、數據集②：胃復春提取液濃縮過程的高光譜圖像數據，以及高光譜圖像數據對應的胃復春提取液的質量指標；
7、s2、基于數據集①構建氣泡大小檢測模型，基于數據集②構建胃復春提取液的質量指標檢測模型；
8、s3、在胃復春濃縮過程中，實時獲取胃復春提取液濃縮過程的圖像信息和高光譜圖像數據；
9、s4、圖像信息輸入氣泡大小檢測模型，獲得氣泡大小數據；高光譜圖像數據輸入質量指標檢測模型，獲得質量指標；
10、s5、氣泡大小數據和質量指標均滿足對應閾值，判定為胃復春濃縮過程終點。
11、優選的，s1中，氣泡大小通過對圖像信息進行濾波、二值化、邊緣檢測和特征提取獲得。
12、優選的，s1中，所述質量指標包括胃復春提取液的相對密度和成分含量，相對密度采取密度計測定，成分含量采用高效液相色譜法測定。
13、優選的，s2中，氣泡大小檢測模型的架構為：
14、該模型包括階段0到階段4的五個階段和輸出層，其結構如下：
15、階段0包含(1)卷積層：7×7卷積核，64個通道，步幅為2，使用歸一化層和relu激活函數；(2)最大池化層：3×3池化核，步幅為2；
16、階段1包含(1)btnk1模塊：輸出通道為64，特征圖大小為56×56；(2)btnk2模塊：三次重復，輸出通道均為256，特征圖大小為56×56；
17、階段2包含(1)btnk1模塊：輸出通道為256，特征圖大小為56×56；另有模塊輸出通道為128，特征圖大小為28×28，步幅為2；(2)btnk2模塊：兩次重復，輸出通道均為512，特征圖大小為28×28；
18、階段3包含(1)btnk1模塊：輸出通道為512，特征圖大小為28×28；另有模塊輸出通道為256，特征圖大小為14×14，步幅為2；(2)btnk2模塊：三次重復，輸出通道均為1024，特征圖大小為14×14；
19、階段4包含(1)btnk1模塊：輸出通道為1024，特征圖大小為14×14；另有模塊輸出通道為512，特征圖大小為7×7，步幅為2；(2)btnk2模塊：輸出通道為2048，特征圖大小為7×7；
20、btnk1模塊的輸入通道通過：(1)1×1卷積層：通道數變為c，使用歸一化層和relu激活；(2)3×3卷積層：通道數不變，使用歸一化層和relu激活；(3)1×1卷積層：通道數變為4×c，使用歸一化層；以上輸出與殘差連接相加后，通過relu激活；
21、btnk2模塊的輸入通道通過：(1)1×1卷積層：通道數變為c/4，使用歸一化層和relu激活；(2)3×3卷積層：通道數不變，使用歸一化層和relu激活；(3)1×1卷積層：通道數恢復為c，使用歸一化層；以上輸出與殘差連接相加后，通過relu激活。
22、具體的，s2中，質量指標檢測模型的構建步驟為：
23、s2-1-1、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種胃復春濃縮過程終點監控方法，其特征在于它包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于S1中，氣泡大小通過對圖像信息進行濾波、二值化、邊緣檢測和特征提取獲得。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于S1中，所述質量指標包括胃復春提取液的相對密度和成分含量，相對密度采取密度計測定，成分含量采用高效液相色譜法測定。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于S2中，氣泡大小檢測模型的架構為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于S2中，質量指標檢測模型的構建步驟為：
6.一種胃復春濃縮過程終點監控裝置，其特征在于它包括普通相機(3)和高光譜相機(4)，在濃縮罐(1)的頂部開設頂部視窗(2-1)供普通相機(3)采集胃復春提取液濃縮過程的圖像信息，普通相機(3)所采集的圖像信息傳輸至第一數據處理終端(5)；在濃縮罐(1)的底部開設底部視窗(2-2)供高光譜相機(4)采集胃復春提取液濃縮過程的高光譜圖像數據，高光譜相機(4)所采集的高光譜圖像數據傳輸至第二數據處理終端(6)。
7.根據權利要求6所
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于所述高光譜相機(4)的型號為FS-25近紅外高光譜成像系統。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述普通相機(3)的長度為163.65mm，寬度為79mm，厚度為8.1mm，采用6.82英寸的OLED屏幕，支持1-120HzLTPO自適應刷新率和1440Hz高頻PWM調光，分辨率為FHD+2720×1260像素；配備5000萬像素超光變攝像頭、1200萬像素超廣角攝像頭和4800萬像素超微距長焦攝像頭，支持3.5倍光學變焦和100倍數字變焦，12GB?RAM和1TB?ROM的存儲空間。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述普通相機(3)的型號為三星GalaxyS23Ultra、小米13Ultra、OPPO?Find?X6?Pro、榮耀Magic5?Pro、vivo?X90?Pro+中的任一種。
...【技術特征摘要】
1.一種胃復春濃縮過程終點監控方法，其特征在于它包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于s1中，氣泡大小通過對圖像信息進行濾波、二值化、邊緣檢測和特征提取獲得。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于s1中，所述質量指標包括胃復春提取液的相對密度和成分含量，相對密度采取密度計測定，成分含量采用高效液相色譜法測定。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于s2中，氣泡大小檢測模型的架構為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于s2中，質量指標檢測模型的構建步驟為：
6.一種胃復春濃縮過程終點監控裝置，其特征在于它包括普通相機(3)和高光譜相機(4)，在濃縮罐(1)的頂部開設頂部視窗(2-1)供普通相機(3)采集胃復春提取液濃縮過程的圖像信息，普通相機(3)所采集的圖像信息傳輸至第一數據處理終端(5)；在濃縮罐(1)的底部開設底部視窗(2-2)供高光譜相機(4)采集胃復春提取液濃縮過程的高光譜圖像數據，高光譜相機(4)所采集的高光譜圖像數據傳輸至第二數據處理終端(6)。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述高光譜相機(4)的型號為fs-25近紅外...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，馬呂麗，陸曉晶，程寧濤，朱琳，丁盛，
申請(專利權)人：杭州胡慶余堂藥業有限公司，
類型：發明
國別省市：
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