Liệu việc lựa chọn thuật toán trên máy X-ray có thực sự quan trọng?

Khi sử dụng máy X-ray thực phẩm, nhiều doanh nghiệp chỉ quan tâm đến việc máy phát hiện được dị vật theo tiêu chuẩn nội bộ. Tuy nhiên, ít người biết rằng việc lựa chọn đúng thuật toán phát hiện có thể giúp máy phát hiện được những dị vật nhỏ hơn, giảm nguy cơ sản phẩm lỗi đến tay người tiêu dùng và nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng.

Vậy làm thế nào để chọn đúng thuật toán trên máy X-ray?

Xem thêm bài viết tại đây:

Máy X-ray kiểm tra thiếu sản phẩm và lỗi hình dạng

Máy X-Ray Trong Công Nghiệp Thực Phẩm – Kiểm Soát Dị Vật

Thuật toán trên máy X-ray là gì?

Khi sản phẩm đi qua máy kiểm tra X-ray, hệ thống không chỉ nhìn thấy dị vật mà còn nhìn thấy chính sản phẩm.

Ví dụ:

• Cạnh của bánh bao đông lạnh.
• Sợi mì trong hộp giấy.
• Các lớp nguyên liệu chồng lên nhau trong sản phẩm đóng gói.

Những yếu tố này có thể tạo ra “nhiễu”, khiến máy khó phân biệt đâu là sản phẩm và đâu là dị vật.

Để giải quyết vấn đề này, máy X-ray sử dụng các thuật toán xử lý ảnh, giúp:

• Giảm ảnh hưởng của sản phẩm.
• Làm nổi bật tín hiệu của dị vật.
• Tăng độ nhạy phát hiện.

Nói một cách đơn giản, thuật toán là cách mà máy X-ray “nhìn” sản phẩm để tìm ra dị vật hiệu quả nhất.

 

Cơ chế xử lý hình ảnh trên máy X-ray

Khi sản phẩm đi qua máy X-ray thực phẩm, hệ thống sẽ tạo ra một hình ảnh X-ray của toàn bộ sản phẩm. Tuy nhiên, từ hình ảnh gốc này, máy không thể ngay lập tức xác định đâu là dị vật vì chính sản phẩm cũng tạo ra nhiều tín hiệu khác nhau.

Ví dụ:

• Mép bao bì có thể tạo ra vùng đậm trên ảnh X-ray.
• Sản phẩm đông lạnh thường có nhiều cạnh sắc.
• Các thành phần chồng lên nhau tạo ra vùng có mật độ không đồng đều.

Những yếu tố này được gọi là hiệu ứng sản phẩm (Product Effect) và có thể che khuất dị vật hoặc làm giảm độ nhạy phát hiện.

Để khắc phục vấn đề này, máy X-ray sử dụng các thuật toán xử lý ảnh nhằm:

• Giảm ảnh hưởng của chính sản phẩm;
• Loại bỏ các tín hiệu nhiễu không cần thiết;
• Làm nổi bật tín hiệu của dị vật;
• Giúp hệ thống phát hiện chính xác hơn.

Nói một cách đơn giản, thuật toán chính là “bộ lọc thông minh” giúp máy X-ray tập trung vào dị vật thay vì bị đánh lừa bởi hình dạng hoặc cấu trúc của sản phẩm.

 

Cách lựa chọn thuật toán trên máy X-ray

Anritsu khuyến nghị không nên chỉ thử một thuật toán duy nhất.

Quy trình lựa chọn nên thực hiện như sau:

Bước 1: Chạy sản phẩm thực tế trên máy X-ray

Quan sát hình ảnh X-ray của sản phẩm.

Khi đăng ký sản phẩm với thuật toán khác, hãy chọn một trong năm “Thuật toán phát hiện chất gây ô nhiễm” được hiển thị trên màn hình thao tác.

Trước tiên, hãy xem hình ảnh minh họa và mô tả để nắm được sơ bộ đặc điểm của từng thuật toán.

Tiếp theo, lấy ảnh truyền dẫn của sản phẩm và chọn thuật toán phát hiện chất gây ô nhiễm phù hợp với sản phẩm.

Vì mô tả thuật toán chỉ là hướng dẫn lựa chọn, tốt hơn hết là nên thử nhiều thuật toán thay vì chỉ một, so sánh độ nhạy phát hiện của từng thuật toán và chọn thuật toán có thể phát hiện vật thể lạ và mẫu thử tốt nhất.

Bước 2: Chọn thuật toán có hình ảnh mô phỏng gần giống với sản phẩm

Đây là bước định hướng ban đầu.

Trên màn hình cài đặt, chọn một mã sản phẩm mà bạn thường không sử dụng, rồi đưa sản phẩm vào hệ thống kiểm tra tia X.

Ghi nhớ hình dạng ảnh tia X của sản phẩm hiển thị trên màn hình hiển thị tia X.

Bước 3: Kiểm tra bằng nhiều thuật toán khác nhau

Đưa mẫu thử dị vật vào sản phẩm và so sánh kết quả phát hiện.

Nếu hình dạng của ảnh hiệu ứng được chọn từ “Thuật toán phát hiện chất gây ô nhiễm” ở bước 1 và ảnh chụp X-quang của sản phẩm tương tự nhau, bạn đã gần đưa ra lựa chọn đúng.

Nếu chúng khác nhau về hình dạng, có thể bạn đã chọn sai thuật toán.

Bước 4: Chọn thuật toán có độ nhạy tốt nhất

Thuật toán tối ưu là thuật toán:

• Phát hiện được dị vật nhỏ nhất.
• Hoạt động ổn định.
• Hạn chế báo giả.

Sự khác biệt về độ nhạy phát hiện theo thuật toán phát hiện chất gây ô nhiễm

Chúng tôi đã sử dụng cùng một sản phẩm để chứng minh sự khác biệt về độ nhạy phát hiện giữa các mẫu thử dây SUS và bi SUS tùy thuộc vào lựa chọn Thuật toán phát hiện chất gây ô nhiễm.

 

Ví dụ thực tế khi lựa chọn thuật toán trên máy X-ray

Trường hợp 1: Bánh sủi cảo đông lạnh

Bánh sủi cảo đông lạnh rất quen thuộc ở các siêu thị và cửa hàng tự thanh toán. Bạn nghĩ thuật toán nào là tốt nhất?

Chúng tôi chọn thuật toán số 4 [cho sản phẩm dạng tuyến tính sợi và hạt] vì các cạnh của bánh sủi cảo có hình dạng tuyến tính, và thuật toán số 3 [cho sản phẩm dạng phẳng với hiệu ứng cạnh lớn] vì hiệu ứng này có thể lớn ở các cạnh của bánh sủi cảo khi đông lạnh. Vì không thể quyết định nên sử dụng thuật toán nào, chúng tôi đã thử cả hai thuật toán.

• Số 4 [Dành cho sản phẩm dạng sợi và dạng hạt]
  Dây SUS đường kính 0,4 mm, bi SUS đường kính 0,4 mm
• Số 3 [Dành cho các sản phẩm phẳng có hiệu ứng cạnh lớn]
  Dây SUS đường kính 0,3 mm, bi SUS đường kính 0,4 mm

 

Do đó, phương pháp số 3 [dành cho các sản phẩm phẳng có hiệu ứng cạnh lớn] có thứ hạng cao hơn một bậc trong dây SUS. Tuy nhiên, tùy thuộc vào loại bánh sủi cảo và chất gây ô nhiễm cần xác định, phương pháp số 4 [dành cho các sản phẩm dạng tuyến tính và dạng hạt] có thể cho kết quả phát hiện tốt hơn.

 

Trường hợp 2: Mì ramen trong hộp giấy

Tại Nhật Bản, mì ramen đựng trong hộp đẹp mắt được bán ở các cửa hàng lưu niệm tại sân bay hoặc siêu thị.

Khi kiểm tra mì ramen, bạn có thể chọn loại số 4 [cho sản phẩm dạng sợi hoặc dạng hạt] vì mì có hình dạng sợi thẳng, hoặc chọn loại số 3 [cho sản phẩm dạng phẳng có hiệu ứng cạnh mạnh] bằng cách xem xét ảnh hưởng của các cạnh viền hộp.
Tuy nhiên, gói gia vị và mì có thể chứa muối, dầu và nước sốt, và chúng được đóng gói thành nhiều lớp, dẫn đến sự không đồng đều.

Hình ảnh chụp X-quang cho thấy một phần cạnh hộp sáng hơn, và một phần bên trong tối hơn.

Ngoài ra, vui lòng xem các cạnh hộp được khoanh tròn màu xanh lá cây trong hình bên dưới.

Ảnh hưởng của các cạnh hộp bên trái và bên phải là nhỏ, nhưng phần bên trong lại lớn hơn.
Trong điều kiện này, nên sử dụng loại số 5 [cho sản phẩm có nhiều phần chồng lên nhau].

Các thử nghiệm sau đây đã được thực hiện với số 4 [cho các sản phẩm dạng tuyến tính và dạng hạt] và số 5 [cho các sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo].

• Số 4 [Dành cho sản phẩm dạng sợi và dạng hạt]
  Dây SUS đường kính 0,4 mm, bi SUS đường kính 0,5 mm
• Số 5 [Dành cho sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo]
  Dây SUS đường kính 0,4 mm, bi SUS đường kính 0,4 mm

 

Kết quả là, hệ thống tia X đã phát hiện cả hai loại dây SUS có đường kính 0,4 mm trong cả hai thuật toán, nhưng đối với các quả cầu SUS, thuật toán số 5 [dành cho các sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo] đã phát hiện đường kính 0,4 mm, cao hơn một bậc.

 

Trường hợp 3: Súp cà ri với đùi gà

Có rất nhiều mặt hàng sản phẩm không thể xếp vào cùng một loại khi nói đến cà ri đóng gói trong túi tiệt trùng.

Vì không thể nhìn thấy bằng mắt thường nội dung bên trong bao bì nhôm, chúng tôi lựa chọn thuật toán tối ưu dựa trên hình dạng thu được bằng cách sờ nắn và hình ảnh chụp X-quang của sản phẩm thực tế.

 

Sản phẩm cần kiểm tra lần này là súp cà ri có chứa một đùi gà nguyên con. Khi xem hình ảnh chụp X-quang, giá trị hiệu ứng của sản phẩm bên trong cao hơn giá trị hiệu ứng của thùng carton; do đó, nên chọn loại số 5 [Đối với sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo].

 

Các thử nghiệm sau đây đã được thực hiện với số 4 [cho các sản phẩm dạng tuyến tính và dạng hạt] và số 5 [cho các sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo].

• Số 4 [Dành cho sản phẩm dạng sợi và dạng hạt]
  Dây SUS đường kính 0,4 mm, bi SUS đường kính 0,5 mm
• Số 5 [Dành cho sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo]
  Dây SUS đường kính 0,3 mm, bi SUS đường kính 0,4 mm

Do đó, sản phẩm số 5 [dành cho các sản phẩm có nhiều bộ phận chồng chéo] được xếp hạng cao hơn một bậc.

 

Ngoài ra, nếu độ không đồng đều của giá trị hiệu ứng sản phẩm không lớn, nên chọn số 2 [Đối với sản phẩm phẳng có hiệu ứng cạnh thấp].

 

Phần kết luận

Chúng tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu được sự khác biệt về độ nhạy tùy thuộc vào việc lựa chọn thuật toán phát hiện dị vật

Việc lựa chọn thuật toán trên máy X-ray không chỉ là một cài đặt kỹ thuật đơn giản mà có thể tạo ra sự khác biệt lớn về hiệu quả kiểm tra.

Chỉ cần lựa chọn đúng thuật toán, doanh nghiệp có thể:

✔ Tăng độ nhạy phát hiện dị vật.

✔ Giảm tỷ lệ báo giả.

✔ Giảm nguy cơ khiếu nại từ khách hàng.

✔ Nâng cao hệ thống đảm bảo chất lượng và bảo vệ thương hiệu.

Không có thuật toán tốt nhất cho mọi sản phẩm. Thuật toán tốt nhất là thuật toán giúp máy X-ray phát hiện hiệu quả nhất dị vật mà doanh nghiệp muốn kiểm soát.

Bạn có thể so sánh và kiểm chứng cùng một sản phẩm được kiểm tra bằng các “thuật toán phát hiện chất gây ô nhiễm” khác nhau không?

Trong số tiếp theo,  chúng tôi sẽ giới thiệu nội dung về chủ đề “giới hạn phát hiện” và “giới hạn loại bỏ nhiễu” được sử dụng trong điều chỉnh độ nhạy sau khi thiết lập tự động.

Mọi thông tin xin liên hệ Hotline: 0915 669 495 để được hỗ trợ.