本技術涉及金屬異物檢測,尤其是涉及一種金屬異物檢測方法、金屬異物檢測設備及存儲介質。
背景技術:
1、目前,金屬異物檢測廣泛應用于食品、醫藥、化工等行業的質量控制環節,檢測設備通常基于電磁感應原理,通過發射和接收線圈之間的電磁場變化,判斷被測產品中是否含有金屬異物。檢測精度的高低,直接關系到產品安全與合規性。
2、金屬檢測機的檢測信號中包含了各種噪聲。探頭內的接收線圈探測到的電磁場變化是非常微小的例如nv到μv級的信號,在經過一系列電路處理后放大得到最終的檢測信號,但這一過程會引入多種噪聲,其中包括電子器件的熱噪聲、電源噪聲、解調電路受到的電路板上其他電路的干擾噪聲等,同時探頭接收線圈作為接收機也會拾取到一些外部噪聲,這些噪聲都會出現在最終的檢測信號中。
3、現有的金屬異物檢測技術主要采用固定閾值判斷方法,即將檢測信號與預設閾值進行比較,當信號幅度超過該閾值時,判定為含有金屬異物。為了避免誤報,閾值通常設定得相對保守,但在金屬異物較小時,低信噪比較低,上述噪聲可能會對金屬檢測造成影響,使得誤報率升高。為保證誤報率為零,現有方法往往通過提高閾值來壓制噪聲,但這種方式會造成檢測精度的顯著下降,進而造成微小金屬異物的漏檢,因此存在改善空間。
技術實現思路
1、為了實現提高金屬異物檢測的精度和準確性,同時在低信噪比條件下也能兼顧檢出率與誤報率的效果,本技術提供一種金屬異物檢測方法、金屬異物檢測設備及存儲介質。
2、第一方面,本技術提供了一種金屬異物檢測方法,包括:
3、獲取待測產品的檢測統計量;
4、根據所述檢測統計量,基于預設的取點規則,計算得到平均噪聲功率;
5、根據所述平均噪聲功率,計算得到檢測閾值;
6、判斷檢測統計量是否大于所述檢測閾值,若為是,則檢測結果為含有金屬異物,反之,則檢測結果為不含有金屬異物。
7、通過采用上述技術方案,通過獲取待測產品的檢測統計量,并基于預設的取點規則計算得到平均噪聲功率,能夠動態評估當前檢測環境中的噪聲水平,從而提高檢測結果的抗干擾能力和適應性,通過根據平均噪聲功率計算得到檢測閾值,能夠使檢測閾值與當前環境噪聲水平相匹配,從而避免因噪聲變化而產生的誤報,提升檢測精度,進而判斷檢測統計量是否大于檢測閾值,能夠準確判斷是否存在金屬異物,在低信噪比環境下也能實現較高的檢出率與較低的誤報率,確保檢測結果的準確性,減少了漏檢的可能性,從而金屬異物檢測的精度和準確性。
8、可選的,所述檢測統計量服從指數分布。
9、通過采用上述技術方案,通過檢測統計量服從指數分布,能夠根據指數分布的特性,準確反映檢測統計量的變化規律,從而為后續閾值計算提供可靠的統計依據。
10、可選的,所述檢測閾值表示為,其中,t為檢測閾值,α為閾值調整系數,z為平均噪聲功率。
11、通過采用上述技術方案,通過引入閾值調整系數,可以在給定誤報率前提下動態調整閾值,避免采用固定閾值帶來的不適應問題,從而在實際檢測中優化判定邊界,提升金屬異物檢測的準確性,在給定誤報率前提下實現檢出率的提高。
12、可選的,所述獲取待測產品的檢測統計量,具體包括:
13、通過金屬檢測設備的接收線圈采集所述待測產品的多個時域檢測信號序列;
14、對所述時域檢測信號序列分別進行相干解調處理,以獲得檢測統計量。
15、通過采用上述技術方案,通過金屬檢測設備的接收線圈采集多個時域信號序列,能夠全面覆蓋待測產品在不同頻率下的電磁反射或散射特性,從而提高檢測的靈敏度,確保對金屬異物的全方位監測,進而對時域檢測信號序列進行相干解調處理,能夠有效去除背景噪聲干擾,保留與金屬異物相關的信號成分,減少信號畸變帶來的誤判風險,從而增強對微弱金屬異物信號的識別能力,提高檢測靈敏度。
16、可選的,所述根據所述檢測統計量,基于預設的取點規則,計算得到平均噪聲功率,具體包括:
17、在所述檢測統計量對應的采樣序列中,選定一個檢測點作為當前檢測點,以所述當前檢測點為中心,從所述采樣序列中選定若干個對稱采樣點;
18、基于噪聲功率計算公式,根據若干個所述對稱采樣點,計算得到所述對稱采樣點對應的平均噪聲功率。
19、通過采用上述技術方案,通過在檢測統計量對應的采樣序列中,選定檢測點為中心,從采樣序列中提取若干個對稱采樣點,能夠在空間或時間上提取具有代表性的局部噪聲數據,從而提高噪聲估計的穩定性和代表性,進而根據噪聲功率計算公式對對稱采樣點中的平均噪聲功率進行計算,能夠獲得該檢測點對應的真實噪聲水平,并在此基礎上計算檢測閾值,確保檢測精度,降低環境噪聲對檢測精度的負面影響。
20、可選的,所述平均噪聲功率表示為,其中,?z為對稱采樣點的平均噪聲功率,w為對稱采樣點數量,i為第i個采樣點,n i表示第i個采樣點對應的噪聲功率。
21、通過采用上述技術方案,將平均噪聲功率表示為對若干個采樣點噪聲值的平均值,能夠平滑瞬時波動帶來的極端值干擾,從而提高平均噪聲功率估計的穩定性和準確性,在低信噪比環境下,降低噪聲波動對檢測閾值計算的影響。
22、可選的,所述根據所述平均噪聲功率,計算得到檢測閾值,具體包括:
23、獲取預設的目標誤報率,基于所述檢測統計量服從指數分布和所述目標誤報率,確定閾值調整系數;
24、根據所述閾值調整系數和所述平均噪聲功率,計算得到所述檢測統計量對應的檢測閾值。
25、通過采用上述技術方案,通過獲取預設的目標誤報率并結合檢測統計量服從指數分布,確定得到閾值調整系數,能夠在統計意義上對誤報風險進行合理建模和控制,從而提高檢測方法在低信噪比環境下的魯棒性和誤判抑制能力,通過將閾值調整系數與平均噪聲功率相乘得到檢測閾值,能夠動態適應不同檢測場景下的噪聲水平變化,從而增強判定閾值的自適應性和可靠性,從而提升對各類金屬異物的檢測能力。
26、可選的,所述確定閾值調整系數時有,故有,其中,α為閾值調整系數,w為對稱采樣點數量,p fa為目標誤報率。
27、通過采用上述技術方案,通過推導公式來確定閾值調整系數,能夠在多個樣本整體未超過閾值的前提下進行判定,從而在數學層面上確保整體誤報率滿足預設目標,通過公式變換明確閾值調整系數與誤報率及樣本數量之間的函數關系,能夠在低信噪比的情況下精準調節檢測閾值,從而提高金屬異物的檢出率,同時有效控制誤報率。
28、第二方面,本技術提供了一種金屬異物檢測設備,包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的程序,所述處理器執行所述程序時實現上述金屬異物檢測方法的步驟。
29、第三方面,本技術提供了一種存儲介質,所述存儲介質存儲有程序,所述程序被處理器執行時實現上述金屬異物檢測方法的步驟。
30、綜上所述,本技術包括以下至少一種有益技術效果:
31、1、通過獲取待測產品的檢測統計量,并基于預設的取點規則計算得到平均噪聲功率,能夠動態評估當前檢測環境中的噪聲水平,從而提高檢測結果的抗干擾能力和適應性,通過根據平均噪聲功率計算得到檢測閾值,能夠使檢測閾值與當前環境噪聲水平相匹配,從而避免因噪聲變化而產生的誤報,提升檢測精度,進而判斷檢測統計量是否大于檢測閾值,能夠準確判斷是否存在金屬異物,在低信噪比環境下也能實現較高的檢出率與較低的誤報率,確保檢測結果的準確性,減少了漏檢的可能性,從而金屬異物檢測的精度和準確性;
32、2、通過引入閾值調整系數,可以在給定誤報率前提下動態調整閾值,避免采用固定閾值帶來的不適應問題,從而在實際檢測中優化判定邊界,提升金屬異物檢測的準確性,在給定誤報率前提下實現檢出率的提高。