I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   E lec t r ical  an d   Com p u t e r   E n gin e e r in g  ( I JE CE )   Vol.   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   20 2 4 ,   pp .   5185 ~ 5 19 9   I S S N:  2088 - 8708 ,   DO I :  10 . 11591/i jec e . v 1 4 i 5 . pp 5 185 - 5 199             5185       Jou r n al  h omepage :  ht tp: // ij e c e . iaes c or e . c om   Ph ase  st r u c t u r e s - b as e d   h yb r id  ap p r oa c h e s f or   d e f e c t  d e t e c t io n   in   vi al s       Vis h wanat h a   C.   R. 1 ,2 ,   As h a   V. 1   1 R e s e a r c h C e nt r e - D e p a r tm e nt  of   M a s te r  of  C omput e r  A ppl ic a ti ons , N e w  H or iz on C ol le ge  of  E ngi ne e r in g, B e nga lu r u, A f f il ia te d t o  V is ve s va r a y a   T e c hnol ogi c a l  U ni ve r s it y, B e l a ga vi , K a r na ta ka , I ndi a   2 D e pa r tm e nt  of   M a s t e r  of  C omput e r  A ppl ic a ti ons , N it te  M e e na ks hi  I ns ti tu te  of  T e c hnol ogy, Ye la h a nka , B e ng a lu r u, K a r na ta ka , I ndi a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Apr   25,   2024   R e vis e d  J un  7,   2024   Ac c e pted  J un  16,   2024       Q u a l i t y   co n t r o l   a n d   a s s u ran ce  i n   p h armace u t i ca l   v i a l   man u fa ct u ri n g   ar e   p aramo u n t   t o   en s u re  d ru g   s afe t y   a n d   eff i cacy .   D efe ct s   s u c h   as   crac k s ,   b u b b l es ,   b l ac k   s p o t s ,   a n d   w r i n k l e s   can   co m p ro m i s e  p ro d u c t   q u al i t y   a n d   p at i en t   s afet y .   T h i s   s t u d y   p ro p o s e s   a  n o v e l   met h o d o l o g y   t h at   i n t e g rat e s   fas t   non - l o cal   mea n s   (F N L M)  fi l t eri n g   w i t h   h y b r i d   i mag e  p ro ces s i n g   t ech n i q u e s   t o   d e t ect   t h es e  d efect s .   Prev i o u s   a p p r o ach e s   h av e  o ft e n   s t ru g g l e d   w i t h   s u b t l e   an o ma l i e s   i n   t e x t u re  an d   s u rface  feat u re s .   T h e  p ro p o s e d   s o l u t i o n   l ev er ag e s   p h a s e  s t r u ct u re  an al y s i s ,   u t i l i z i n g   p h a s e  s t re t ch   t ran s f o rm  (PST )  t o   effect i v el y   h i g h l i g h t   s u b t l e  a n o ma l i e s   b y   ex t ract i n g   f eat u re s   s en s i t i v e  t o   p h a s e  v ar i at i o n s .   T h e s e  feat u res   are   fu r t h er  ref i n e d   u s i n g   G au s s i a n   fi l t er i n g ,   w i t h   O t s u   t h re s h o l d i n g   ap p l i ed   f o r  p reci s e  s eg me n t a t i o n   an d   d efec t   b o u n d ar y   i d e n t i fi ca t i o n .   Mo rp h o l o g i c al   d i l a t i o n   en h an ce s   d e t ect i o n   s p ee d   an d   accu racy ,   w h i l e  reg i o n   o f  i n t eres t   (RO I)  i d e n t i fi ca t i o n   ai d s   i n   l o cal i z i n g   d efect s   an d   faci l i t a t i n g   d eci s i o n - ma k i n g .   T h e  s y s t em  d emo n s t rat e s   s i g n i f i ca n t   i mp r o v eme n t s   i n   q u al i t y   co n t r o l ,   ach i ev i n g   h i g h   p erf o rman c e   met ri c s :   p rec i s i o n   (9 8 . 8 5 % ),   recal l   (9 8 . 5 7 % ),   accu racy   (9 8 . 3 6 % ),   s p eci f i ci t y   (9 8 . 0 % ),   an d   F 1 - s c o re  (9 8 . 7 1 % ).   It   al s o   ac h i e v es   i m p res s i v e  A U C - R O C   (9 8 . 1 8 % )  an d   A U C - PR  (9 9 . 0 8 % )  v al u es ,   d emo n s t rat i n g   i t s   ro b u s t n es s   an d   s u i t a b i l i t y   fo r  d efect   d e t ect i o n   i n   p h arm aceu t i ca l   v i a l s .   K e y w o r d s :   De f e c t  ins pe c ti on   F a s t  non - loca l  mea ns   f il ter ing   Ots u  thr e s holdi ng   P ha r mac e uti c a l  vials   P ha s e   s tr e tch  tr a ns f or m   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   Vis hwa na tha  C .   R .   R e s e a r c h  C e ntr e - De pa r tm e nt  of   M a s ter   of   C omput e r   Applica ti ons ,   Ne w  Hor izon  C oll e ge   of   E nginee r ing,   B e nga lur u,   Af f i li a ted  to  Vis ve s va r a ya   T e c hnologi c a l  Unive r s it y   B e laga vi - 590018,   Ka r na taka ,   I ndia   E mail:   vis hwa na thcr @gmail. c om;   vis hwa na tha. c r @nmi t. a c . in       1.   I NT RODU C T I ON   Va r ious   types   of   c ontaine r s   a r e   c omm only  us e d  f or   pha r mac e uti c a l  dr ug  pa c ka ging  s uc h  a s   s yr inges ,   vials ,   a mpoul e s ,   a nd   c a r tr idges .   Via ls   ha ve   ga ined  univer s a l  a c c e ptanc e   due   to  thei r   ine r tnes s ,   s tabili ty,   a nd   de f ianc e   of   c he mi c a l  r e a c ti ons .   Author it ies   of   pha r mac ope ia  ha ve   de f ined  the  s tanda r ds   f or   glas s   c o ntaine r s   s uit a ble  f or   pha r mac e uti c a l  us e .   T he y   c a n  be   one   of   T ype   I ,   I I ,   or   I I I .   T ype   I   is   made   of   ne utr a l   bor os il ica te   glas s   a s   s hown  in  F igur e   1,   T ype   I I   is   made   o f   s o da - li me  glas s   a nd  T ype   I I I   is   made   o f   unt r e a ted  s oda - li me   glas s .   E ve r y  ye a r   ove r   35  to  45  bil li on  s uc h  c ontaine r s   a r e   pr oduc e d  [ 1] .   Va r ious   f a c tor s   li ke   us a bil it y,   s tor a ge ,   a dmi nis tr a ti on,   s ter il it y   to  pr e ve nt  c ontam ination,   c ompatibi li ty  wi th  the  dr ug  f or mul a ti on   to   pr e ve nt  int e r a c ti ons   or   lea c hing,   a nd  p r otec ti on   of   the   d r ug  f r om   e nvir onmenta l   f a c tor s   li ke   li ght,   moi s t ur e ,   a nd  oxyge n  play  im por tant  r oles   in  s e lec ti ng  the  type  o f   c ontaine r   f o r   pha r mac e uti c a l  us e .   Va r ious   types   of   plas ti c   bott les   s uc h  a s   high - de ns it y  polyethylene   ( HD P E )   bot tl e s ,   polypr opy len e   ( P P )   bott les ,   a nd  poly e thyl e ne   ter e phthala te  ( P E T )   bott les   a r e   a ls o  in   us e   a s   dr ug  c ontaine r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5185 - 5 199   5186       F igur e   1.   P ha r mac e uti c a l  v ial       De f e c t  de tec ti on  in   pha r mac e uti c a l   vials   is   c r it ic a l  f or   maintaining   p r oduc t  in tegr it y.   De f e c ts   l ike  c r a c ks ,   blac k  s pots ,   wr inkl e s ,   bubbles ,   pa r ti c les ,   d e lamination,   or   im pu r it ies   c a n  c ompr omi s e   the  int e gr it y  of   the  pr oduc t   lea ding   to   potential   r is ks   f o r   pa ti e nt s   [ 1] .   B r e a ka ge s   a r e   ve r y   c omm on   dur ing   the   pr oduc ti on  pha s e   [ 2] .   De lamination  o f   glas s   will   di r e c tl y  im pa c t  pa ti e nt  he a lt h  a nd  ha s   r e s ult e d  in  the   r e c a ll i ng  of   the   dr ug  p r oduc t  [ 3] .   De lamination  is   due   to   the   de tac hment  of   glas s   f lake s   with in  the  vial   a nd   it   r e s ult s   in   c ontamination  of   dr ug   f lui d   potentially   a f f e c ti ng   i ts   s a f e ty  a nd  e f f ica c y  a nd  ne e ds   to   be   a ddr e s s e d  s e r ious ly.   T r a dit ional  methods   a r e   ti me - c ons umi ng,   of ten  f a l l  s hor t  in  e f f icie nc y  in  identif ying  s ubtl e   de f e c ts ,   a nd  pr one   to  human  e r r or   ne c e s s it a ti ng  a utom a ted  s olut ions   f or   e f f icie nt  a nd   a c c ur a te  de f e c t  de tec ti on .   F igu r e   2  s hows   va r ious   types   of   c os metic  de f e c ts   on  the   vial  s ur f a c e .                     ( a )   ( b)   ( c )   ( d)   ( e )   (f)     F igur e   2.   Va r ious   de f e c ts   on   the  vial   ( a )   br oke n ,   ( b )   c r a c k ,   ( c )   blac k  s pot ,   ( d)   s c r a tche s ,   ( e )   bubb le ,   a n d    ( f )   de lamination       I nte gr a ti on   of   va r ious   de f e c t   de tec ti on   s t r a teg ies   us ing   ma c hine   vis i on   is   made   to   ma ke   mac hines   mor e   int e ll i ge nt   in   t he   I ndus t r y   4 . 0   a nd   o nwa r ds   e r a   [ 4 ] .   T h is   r e s e a r c h   p r op os e s   a   met hodo logy   c omb i ning   f a s t   non - loca l   m e a ns   ( F NL M )   f i lt e r ing   w it h   a dva nc e d   im a ge   p r oc e s s ing   te c hni que s   to   im pr o ve   the   a c c u r a c y  a n d  e f f ica c y   o f   d e f e c t  de tec t ion   i n  v ials .   I n   v ial   ins pe c ti on,   whe r e   im a ge s   mi gh t  ha ve   va r yi ng  il lum i na ti on   or   nois e   leve ls ,   F NL M 's   r obus tnes s   e ns u r e s   c ons is t e nt   de f e c t  de tec t ion   a c r os s   d if f e r e nt   c on dit ions   [ 5] .   P ha s e   s tr e tch   tr a ns f o r m   ( P S T )   a c ts   a s   a n   ini t ial   s tage   to   c a p tu r e   poten ti a l   a noma li e s   in   t he   v ial   im a ge s   by   e x tr a c ti n g  us e f u l   f e a tu r e s   r e la ted   to   te xtu r a l   va r ia ti o ns   a nd   s t r uc tur a l  i r r e gul a r i ti e s   in   t he   im a ge .   P S T   is   ba s e d   on   t he   p r inc ipl e s   of   d if f e r e nt ial  int e r f e r e nc e   c o nt r a s t  m icr os c opy .   I t   ope r a tes   i n  t he   f r e q ue nc y   dom a in  a nd  e xpl oit s   t he   pha s e   inf o r ma ti o n  c o ntai ne d  wit hin   a n  im a g e   t o  e n ha nc e   s ubtl e   f e a tur e s   tha t  mi gh t  be   o the r wis e   c ha ll e ngi ng  to  de tec t   [ 6] .   P S T   e x tr a c ts   p ha s e - r e la ted   f e a tu r e s   b y  a n a lyz ing  the   pha s e   c on gr u e nc y   a c r os s   d if f e r e nt   o r ien tat ions   a nd   s c a les   wit hin   the   i mage .   A f te r   P S T   f e a tur e   e x tr a c ti on,   s ubs e que nt  pr oc e s s ing   s teps   li ke   f il t e r ing ,   thr e s holdi ng ,   a nd   mo r p holo gica l   ope r a t ions   a r e   o f te n   a pp li e d   t o  r e f ine   a nd   loca li z e   the   de f e c ts .   F i lt e r ing   a ids   i n  f u r t he r   r e f ineme nt   s o   tha t  de f e c ts   that  a r e   s u btl e   ge t   n oti c e d   by  the  s ys t e m .   S e gmen tati on  a ids   in   ide nti f yin g   bounda r ies   t hus   s im pli f yi ng   i mage   r e p r e s e nta ti on   [ 7] .   O ts u   th r e s ho ldi ng ,   a   wide ly   us e d   met hod   f or   i mage   s e gmenta ti on ,   he lps   in   d is ti nguis h ing   f o r e g r oun d  f r om   ba c kg r ou nd   [ 8] .   M o r pho log ica l   op e r a ti ons   l ike   d il a t ion   a id  in   im pr ovin g  the   c on ti n uit y  of   de tec ted   r e gi ons ,   e nha nc in g  de f e c t  iden ti f ica t ion   a c c ur a c y .   P r e vious   s tudi e s   ha ve   de mons tr a ted  the  e f f e c ti ve ne s s   of   va r ious   im a ge   pr oc e s s ing  tec hnique s   in  de f e c t  de tec ti on.   T he   us e   of   s uppor t  ve c tor   m a c hine  ( S VM ) ,   puls e - c oupled  ne ur a l  ne twor k  ( P C NN ) ,   c onvolut ional  ne ur a l  ne twor ks   ( C NN ) ,   a nd  a dva nc e d  non - de s tr uc ti ve   tes ti ng  ( NDT )   a r e   e f f e c ti v e   in  the  de tec ti on  of   de f e c ts   on   glas s   s ur f a c e s   [ 9] .   S mar t   manuf a c tur ing  ha s   led   to   be tt e r   qua li ty   c ontr ol   in   indus tr ies   today  thr ough  a r ti f icia l   vis ion,   mac hine  lea r ning ,   a nd  s tatis ti c a l  pr oc e s s   c ontr ol  [ 10] .    C NN s   a r e   quit e   c omm on   a mong   va r ious   de f e c t  d e tec ti on  tec hniques   [ 11 ] – [ 13] .   De f e c ti ve   c a ps   on   the  bott les   we r e   f ound   us ing  a   li ghtwe ight   C NN   model  by   Abhiji t   e t   al .   [ 14]   in   h igh - s pe e d  pr oduc ti on  li ne s .   Ada m  opti mi z e r   is   int r oduc e d  in   the  s ys tem  to   im pr ove   the  pa r a mete r s   li ke   we ight s   a nd  ke r ne l   va lu e s   a long  with  a   c r os s - e ntr opy   los s   modul e   to  incr e a s e   the  pr oba bil it y  of   de tec ti on.   T he   model   a c hieve s   be tt e r   a c c ur a c y  in  identif ying   f law e d  bott le   c a ps   than  e xis ti ng   met hods .   De s pit e   c ha ll e nge s   li ke   s ide  im a ge   c a ptur e   a nd  bott le   c las s if ica ti on  is s ue s ,   de e p  lea r ning   methods   e f f e c ti ve ly  a ddr e s s   thes e   is s ue s ,   r e s ult ing   in   a   98%   a c c ur a c y  r a te.   A  li mi tation   o f   the   s tudy   is   it s   f oc us   s olely   on   bo tt le  c a p  identif ica ti on,   a s   f utur e   r e s e a r c h  c ould   e x pa nd  the  model's   s c ope   to  de tec t  li quid  f il l - leve ls ,   f or e ign   p a r ti c les ,   a nd  labe l  a li gnment   de f icie nc ies .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P has e   s tr uc tur e s - bas e d  hy br id  appr oac he s   for   de fec t  de tec ti on  in  v ial s   ( V is hw anatha  C .   R . )   5187   C NN s   a r e   popular ly  us e d  in  the  de tec ti on   of   a nim a ls ,   pe ts ,   a nd  other   na tur a l  ob jec ts .   De f e c tNe t  is   a   s tanda r d  a ppr oa c h  us e d  f or   f law   de tec ti on  [ 15] .   M obil e Ne t - v2 - de n s e   model  wa s   pr opos e d  by  L in  e t  al.   [ 16 ]   f or   be tt e r   de tec ti on   of   f a ult s   in   wove n  f a b r ics .   I n  t his   c a s e ,   a   s tanda r d   f unc ti on   a s ymm e tr ic  los s   f unc ti on  wa s   int r oduc e d  in  the  ne twor k   to  obtain   be tt e r   r e s ult s .   How e ve r ,   the  s tudy  a c knowle dge s   li mi tations   s uc h  a s   da tas e t  diver s it y,   ge ne r a li z a ti on  to  other   domains ,   a nd  potential  ove r f it ti ng.   Ka z mi   e t  al .   [ 17 ]   us e d  s im ple  tec hniques   li ke   ha r d  th r e s holdi ng  f or   im a ge   binar iza ti on  a nd  identi f ied  de f e c ts   on   the  p las ti c   bott le  a t  a n   a c c ur a c y  r a te  of   95%   without   r e quir ing  h igh  c om putation  powe r   or   e xtens ive  tr a ini ng  da ta,   making   it   highl y  f e a s ibl e   f or   f a s t  ins pe c ti on.   T he   s ys tems   ins pe c ted  f law s   on   the  c a p,   de nt  on   the   body,   a nd  t he   labe l.   How e ve r ,   a   notable   we a kne s s   li e s   in  the  li mi ted  c a pa bil it y  of   the  s ys tem  c ompar e d  to  a r ti f icia l  in t e ll igenc e   ( AI )  ba s e d  a lgor it hms .   M a les a   a nd  R a jki e wic z   [ 1 8]   de ve loped  a n   e xc lus ive  s ys tem  f o r   pe t   bott le  i ns pe c ti on  us ing  a   de e p  ne ur a l  ne twor k .   T he   methodology   i nvolved  the  c a li br a ti on   of   a   s ys tem  us ing  a   c he c ke r boa r d  pa tt e r n  f or   im a ge   a c quis it ion  f oll owe d  by   a n  ins pe c ti on  f r a mew or k  us ing   the  C us tom KSM   a ppr o a c h.   T his   a ppr oa c h  s igni f ica ntl y  r e duc e s   pr e diction   a nd  t r a i ning  ti mes   withou t  s a c r if icing   a c c ur a c y  but   ha s   a   li mi ted   s c ope   of   a ppli c a ti on  to  s pe c if ic  indus tr ies   a nd  pr o duc ti on  li ne s .   Z hou  e t  a l.   [ 19]   B T M f a s t  tec hnique  to  f ind   de f e c ts   in  the   body   of   the   glas s   bott le.   T he   metho d  us e d  Ots u  thr e s holdi ng  to   s e gment   the  template   of   e a c h   im a ge ,   then  binar y  template   matc hing  ( B T M )   is   a ppli e d  on  a   f i lt e r e d  im a ge   to  ob tain  the  bott l e   mout h   bounda r y  a t  the  top  por ti on  a nd  the  de f e c t  is   ident if ied.   T he   s tr e ngths   of   the  f r a mew or k  include   it s   a bil it y  to  r e duc e   c omput a ti ona l  c ompl e xit y  th r ough  down  s a mpl ing   a nd  obtain  a c c ur a te  loca li z a ti on  r e s ult s   with  a   low   loca li z a ti on  e r r or   o f   a bout  1 . 5   a nd  a   f a s ter   pr oc e s s ing  ti me   of   a ppr oxi mate ly  4 . 3   ms .   How e ve r ,   it s   d r a wba c k   is   the  li mi ted  e va luation   da tas e ts ,   whic h  may  not   f ull y  r e pr e s e nt  r e a l - wor ld  s c e na r ios .     A  s e gmenta ti on  a ppr oa c h  ba s e d  on  C NN   wa s   pr opos e d  by  L u  e t  al.   [ 20]   f or   f law   de tec ti on  on  the   s ur f a c e s .   A  ne twor k  M R D - Ne t  whic h  is   obtaine d  us ing  the  ne twor ks   mul ti s c a le  f e a tur e   e nha nc e me nt  f us ion   ( M F E F )   a nd  r e ve r s e   a tt e nti on  ( RA )   wa s   us e d.   T he   M obil e Ne tV2   model  wa s   pr e - tr a ined  to  e xtr a c t  f e a tur e   maps   on  mul ti s c a le  a nd  obtaine d  good  a c c ur a c y  on  s mall  s ize   s a mpl e s .   Gong  e t  al   [ 21]   us e d  de f or mable   template   matc hing  f or   de f e c t  loca li z a ti on  on  the  labe ls   of   the  bott le.   E ve n  mi nute  de f e c ts   we r e   de tec ted  by  a pplyi ng  a da pti ve   thr e s holdi ng  on   the  labe ls   with  C hines e   letter s .   How e ve r ,   the  s c ope   is   li m it e d  only   to  labe ls   of   the   bott le .   L v  e t   al.   [ 22]   im pr ov is e d  YO L Ov3  a nd  us e d  f ou r   s c a les   to  de tec t   e ve n  m inut e   objec ts .   A  s pa ti a l  pyr a mi d  s tr uc tu r e   wa s   in tr oduc e d  to   f ind   f law s   in   the  glas s   with   a n  a c c ur a c y   va lue  o f   97 . 66% .   M a   e t   al.   [ 23]   us e d  the  e ns e mbl e   lea r ning  ( EL )   a pp r oa c h  f or   f l a w  de tec ti on  of   medic ine  bott les .   Ac quir e d  im a g e s   we r e   pr e tr e a ted  to  r e duc e   the  va r iation  e f f e c t  c a us e d  due   to  the  c ha nge   in  li ghti ng  c ondit ion .   M ult ipl e   f e a tur e s   we r e   e xtr a c ted  f or   the  e f f e c ti ve   de tec ti on   of   f law s .   T he   s ys tem  f e a tur e s   a   tunnel   s tr uc tur e   that  s e a ml e s s ly   int e gr a tes   int o  e xis ti ng  p r oc e s s e s   a nd  de vice s ,   e ns ur ing  a utom a ted  ins pe c ti on  wi thout   dis r upti on .   L e ve r a ging  a   high - pr e c is ion  vis ion  de tec ti on   method ,   the  s ys tem  e mpl oys   a   loca l   ba c kgr ound   dif f e r e nc e   a ppr oa c h  a nd   im a ge   gr a y - leve l  e qua li z a ti on  pr e pr oc e s s ing  to  mi ti ga te  il lum ination  e f f e c ts .   A  v ir tual  s im ulation  in s pe c ti on  wa s   pr opos e d  in  [ 24]   to  il lus tr a te  the  f law   de tec ti on  in  be e r   bott les .   How e ve r ,   the  s tudy  wa s   li mi ted  to   vir tually  de mons tr a ti ng  how  f law s   c a n  be   f ound  in   be e r   bott les ,   a nd  ther e f o r e   it s   pr a c ti c a li ty  is   ve r y   li mi ted  in  s c ope .   S im il a r ly,   a   modeling  a nd  a nim a ti on  a p pli c a ti on  wa s   pr opos e d  to  uti li z e   the  ga me  e ngi ne   UE 4.     Xu  a nd  Hua ng   [ 25 ]   p r opos e d  S C - C AE Ne t,   f or   glas s   de f e c t  de tec ti on,   a ddr e s s ing  c ha ll e nge s   in   manua l  a nnotation  a c quis it ion.   B y  e mpl oying   a   c onv olut ional  a uto - e nc ode r   f ol lowe d  by   im a ge   di f f e r e nc e   c omput a ti on,   the  method   e f f e c ti ve ly  de tec ts   de f e c t  r e gions .   T he   int r oduc ti on   of   s kip  c onne c ti ons   a nd  we ight e d  s tr uc tur a l  s im il a r i ty  los s   e nha nc e s   de tec ti on  pr e c is ion.   T he   ou tcome s   with  S C - C AE Ne t  s how  a n  a c c ur a c y  of   0 . 9475,   a long   with   low   e s c a pe   a nd  ove r kil l  r a tes ,   de tec ti ng   de f e c ts   in   jus t   32   ms   pe r   im a ge .   How e ve r ,   it s   potential   we a kne s s e s   may  includ e   li mi tations   in   ha ndli ng   c ompl e x   de f e c t   pa tt e r ns   a nd  va r iabili ty  in  glas s   types .   He   e t  al.   [ 26]   int r oduc e d  a n  ins pe c ti on  s ys tem  high - a ngle  a nd  mul ti - view   ( HA M V )  to  de tec t  bott le  c a p  de f e c ts .   T he   method  us e d  the  ba c kgr ound  r e c ons tr uc ti on  of   li ne   s tr uc tur e   e leme nt   ( B R L S E )   tec hnique   whic h  f oc us e d  on   the   u s e   of   li ne   s tr uc tur e   e leme nts   f or   ba c kgr ound   textur e   r e c ons tr uc ti on.   Non - s kid  ba r   int e r f e r e nc e   wa s   e li mi na ted  to   a   gr e a t   e xtent  to   de tec t   f law s   e f f e c ti v e ly.   T he   s ys tem  ins pe c ted  400  piec e s   of   c a ps   in  a   mi nute  a t   a n  a c c ur a c y  of   mo r e   than  95 % .     S a r i  a nd   Ula s   [ 27 ]   pr opos e d  a   de e p  lea r ning   mod e l  ba s e d  on   YO L O v 3  f or   de f e c t   de tec ti on  o f   glas s   jar   s ur f a c e s .   Ac hieving  a   pe r f o r manc e   of   94 . 65%   f or   r a w  da ta,   the   s tudy  e xplo r e s   c olor   s pa c e   c onve r s ion  ( C S C )   tec hniques ,   s pe c if ica ll y   hue ,   s a tur a ti on ,   v a lue   ( HSV )   a nd   C I E - L a b  L uv,   f or   im a ge   pr e pr o c e s s ing.   W hil e   the  HSV  method  s hows   a   de c r e a s e   in  p e r f or manc e ,   the  C I E - L a b  L uv  method,   pa r ti c ula r ly  with   a da pti ve   his togr a m  e qua li z a ti on,   e xhibi ts   s igni f ica nt  im pr ove ments ,   with   maximum   r e c a ll ,   pr e c is ion,   a nd  F 1 - s c or e   s ur pa s s ing  97% .   F ur ther mor e ,   c ompar a ti v e   a na lys is   with  F a s ter   R - C NN   de mons tr a te s   Y OL O v 3's   s upe r ior   pe r f or manc e ,   e s pe c ially  whe n   c ombi ne d  with  a da pti ve   his togr a m   e qua li z a ti on  in   the   C I E - L a b  L uv  method.   Xie   e t   al.   [ 28]   pr opos e d  F E - YO L O  model  f or   r e a l - ti me  a ppli c a ti ons .   T he   YO L O  model  wa s   im pr ovis e d  by   int r oduc ing   a   ne twor k   ba s e d  on   a   f e a tur e   pyr a mi d   a nd   a   pr e diction   box   r e gr e s s ion  m ode l.   k - mea ns + +   wa s   us e d  late r   to  e nha nc e   the  c onve r g e nc e   a nd  obtain  be tt e r   de tec ti on  a c c ur a c ies   c ompar e d  to   e xis ti ng  YO L O - ba s e d  models .   M a o  e t  al.   [ 29]   pr opos e d  a n  a dva nc e d  ne twor k  Dy - YO L Ov5s   ba s e d   on  de e p  lea r ning  f or   f law s   ins pe c ti on  of   s mar tphone  glas s .   T he   s tudy  pr opos e d  a   model  c a ll e d  dyna mi c   he a d  f or   the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5185 - 5 199   5188   de tec ti on  of   f law s   dyna mi c a ll y.   Hu  e t  a l.   [ 30]   pr opos e d  low - li ght  e nha nc e ment  a nd  mul ti - s c a le   f e a tur e   e xtr a c ti on  ( LE – M S F E – DD Ne t )   to  de tec t   f law s   in   the   im a ge s   take n   in   dim   li ghti ng   c ondit io ns .   T he y   int r oduc e d  a   block  to   ove r c ome  il lum ination   va r i a bil it y  a long  with  the  us e   of   the   S E - F P   model.   T he   mul ti - s c a le  f e a tur e   e xtr a c ti on  tec hnique  a ppli e d  a f ter   thi s   s tage   r e s ult e d  in  e f f e c ti ve   f law   de tec ti on   with  a n   a ve r a ge   a c c ur a c y  of   94. 3% .   An  ins pe c ti on  s ys tem  de ve l ope d  by  W a ng  e t  al.   [ 11]   f or   de tec ti ng  s c a le  de f e c ts   on  medic a l  s yr inges .   B y  pr opos ing  a   two - s tage   f r a mew or k  c ompr is ing  a   s c a le  e xtr a c ti on  ne twor k   ( S e N e t)   a nd  a   s c a le  de f e c t  dis c r im inator   ( S DD ) ,   the   s tudy  of f e r s   a n  innovative  a ppr oa c h  to   de f e c t  loca li z a ti o n.   S e Ne t  e f f e c ti ve ly  e xtr a c ts   the  main  s tr uc tu r e   o f   s c a les ,   while  S DD   de tec ts   a nd   labe ls   s c a le  de f e c ts .   T he   s tr e ngths   of   the  method  li e   in  it s   a bil it y  to   a c hieve   high  de tec ti on  pe r f or manc e   with   a   s mall  number   o f   ne ga ti ve   s a mpl e s .   How e ve r ,   the  li mi tation  may  include   the  ne e d  f o r   f ur ther   va li da ti on   a c r os s   diver s e   s yr inge  manuf a c tur ing  e nvir onments   a nd  de f e c t  va r iations   to  e ns ur e   r obus t  pe r f or manc e   in  r e a l - wor ld  s e tt ings .   T a ng  e t  al.   [ 31]   us e d  e xtr a c ti on  of   a da pti ve   bounda r y   a nd  e s s e nti a l  f e a tu r e s ,   c r oppe d   the   im a ge s   to   ge t   unif or m  c on f igur a ti ons ,   a nd   then  pr oduc e d  mas ke d  im a ge s   whic h   a r e   f e d  in t o  the  de tec ti on   s ys tem  to  de tec t   de f e c ts   on   the  a lum inum   pr of il e   us ing   mea n  s tr uc tur a l   s im il a r it y   index  me a s ur e   ( M S S I M )   c ompar is on .   T he   a c c ur a c y  of   the   s ys tem  r e a c he d  97. 7% .   Va r ious   a pp r oa c he s   we r e   pr opos e d  to  de tec t  f law s   on  the   s ur f a c e .   T he   f e a tur e s   li ke   c olor ,   textur e ,   a nd  s ha pe   a r e   c ons ider e d  f or   the  s tudy  [ 32] .   M a ny  a ppr oa c he s   we r e   pr opos e d  f or   de f e c t  de tec ti on  on  s tee l  s ur f a c e s   [ 33] .   De s hpa nde   e t  al .   [ 34]   us e d  a   S iame s e   C NN   s ys tem  to  identif y  f law s   on  the  s te e l  s ur f a c e   a nd  obtaine d  a   tes ti ng  a c c ur a c y  o f   92 . 55% .   C a o   e t  al.   [ 35]   us e d  the   YO L Ov7  model  f or   f law   de tec ti on  on  the   c hip  pa c ka ge .   Anc hor   f r a mes   we r e   c lus ter e d  us ing   K - mea ns + + ,   C B A M   wa s   mer ge d  with  R F B   s tr uc tur e ,   a nd  a s   a   r e s ult ,   C P - C lus ter   wa s   int r oduc e d  whic h  led  to  a n  incr e a s e   in  the  a c c ur a c y  of   f law   de tec ti on.   De e p  lea r ning  models   a r e   in  us e   f o r   the  de tec ti on   of   s u r f a c e   de f e c ts   [ 36] ,   [ 37 ] .   A   de e p  lea r ning  model   b a s e d  on   R e s N e t50  wa s   pr opos e d  by  Ya ng  e t  al .   [ 38 ] .   He r e ,   f e a tur e   e xtr a c ti on  wa s   done   us ing  M C F   block  f or   pe r f or manc e   e nha nc e ment  of   the  tec hnique.     A  s e gmenta ti on  a nd  de e p  lea r ning  ba s e d  a ppr oa c h  wa s   a dopted  by  T a be r nik  e t  al .   [ 39 ] ,   [ 40]   f or   c r a c k  de tec ti on  on  the  s ur f a c e .   T he r e   a r e   models   b a s e d  on  c onti nuous   incr e menta l  lea r ning  f or   e nha nc ing  the  de tec ti on  of   a ny  ne w  type  of   de f e c ts .   T he s e   AI   e na bled  incr e menta l  s ys tems   f a c il it a te  lea r ning  e it he r   by   im pleme nti ng  c las s   or   tas k  models .   T his   model  p r o pos e s   the  c onc e pt  of   li f e long  lea r ning  ha ving  va r io us   s tep s   s uc h  a s   da ta  a c quis it ion,   da ta  a na lys is ,   e xpe r t  int e r view s ,   da ta  pr e - pr oc e s s ing,   da ta  labe li ng,   tr a i ning  the  model,   a nd   model  de ploym e nt .   T he   s ys tem  will   be   upda ted  c onti nuous ly  with   ne w  c a tegor ies   o f   da ta   unti l  no  ne w  da ta  is   a va il a ble  [ 41] .    F r om  the  s tudi e s   a ddr e s s ing  bott le  de f e c ts   to   glas s   pr oduc t  qua li ty   c ontr ol   a nd  medic a l  s yr inge  s c a le  de tec ti on,   f r om   a da pti ve   bounda r y  e xt r a c ti on  f o r   a lum inum   pr o f il e   de f e c t  de tec ti on  to   S iame s e   C NN   s ys tems   f or   f law   identif ica ti on  on  s tee l  s ur f a c e s ,   e a c h  a pp r oa c h  br ings   unique  s tr e ngths   a nd  innovations   to  t he   f ield.   F ur ther mor e ,   the  int e gr a ti on   of   de e p   lea r ning   mo de ls   li ke   YO L Ov7   a nd  R e s Ne t50,   a long  wi th   c onti nuous   incr e menta l  lea r ning  a ppr oa c he s ,   de mons tr a tes   the  e volvi ng  lands c a pe   of   de f e c t  de tec ti on  method ologi e s .   De s pit e   their   s tr e ngths   in   a c c ur a c y  a nd  e f f ic ienc y,   thes e   methods   f a c e   c ha ll e nge s   r e late d   to  da ta   r e quir e ments ,   c omput a ti ona l  c ompl e xit y ,   a nd   r e a l - wor ld  a ppli c a bil it y.   M oving  f or wa r d ,   the  c ombi na ti on  of   innovative  tec hnologi e s   with   tr a dit ional   mac hin e   vis ion  a ppr oa c he s   holds   p r omi s e   f o r   e nha nc in g  de f e c t  de tec ti on  s ys tems   a c r os s   indus tr ies ,   pr ov idi ng   f ur t he r   va li da ti on   a nd   r e f ineme nt   to   e ns ur e   r obus t  pe r f or manc e   in  diver s e   manuf a c tur ing   e nvir onments .   T he   objec ti ve   o f   the  pr opos e d  method  is   to  de te c t  de f e c ts   in   pha r mac e uti c a l  vials   by   a ddr e s s ing  c r a c ks ,   bubbles ,   blac k  s pots ,   a nd  wr inkl e s .   T his   s tudy  a c hieve s   thi s   by  int e gr a ti ng  hybr id   im a ge   pr oc e s s ing   tec hniques   with  P S T .   T he   s tr uc tur e   of   the   pa pe r   is   a s   f ol lows :  s e c ti on  2   pr ovides   the  methodology   p r opos e d  f or   de f e c t  identif ica ti on .   S e c ti on  3  de tails   the  e xpe r im e nts   c onduc ted  a nd  the  r e s ult ing  output s .   F inally,   s e c ti on  4  pr e s e nts   the  c onc lus ions   dr a wn  f r om   the  s tudy.       2.   M E T HO D   T he   pr opos e d  s ys tem  invol ve s   a   mul ti - s tage   pr oc e s s   uti li z ing  hybr id  im a ge   pr oc e s s ing  tec hniques   f or   de f e c t  de tec ti on  in  pha r mac e uti c a l  vials ,   a s   il lus tr a ted  in  F igur e   3.   T his   mul ti - s tage   pr oc e s s   e ns ur e s   a   c ompr e he ns ive  a na lys is   by  int e gr a ti ng  va r ious   a d va nc e d  im a ge   pr oc e s s ing  methods ,   e nha nc ing  the   a c c ur a c y   a nd  r e li a bil it y   o f   de f e c t  de tec ti on.   B y   leve r a gin g  thes e   tec hniques ,   the  s ys tem  e f f e c ti ve ly   identi f ies   a nd  c a tegor ize s   de f e c ts ,   im pr oving  qua li ty   c ontr ol   mea s ur e s   in  pha r mac e uti c a l  vial  pr oduc ti on .   T he   pr oc e s s   s tar ts   with  the  im a ge   a c quis it ion  pha s e   whe r e   good - r e s olut ion  im a ge s   of   pha r mac e uti c a l  vials   a r e   c a ptur e d  us ing   a   s pe c ialize d  indus tr ial   c a mer a .   T he   a c quir e d   im a ge s   unde r go   pr e pr oc e s s ing  to  e nha nc e   c ontr a s t,   r e move  nois e ,   a nd   pr e pa r e   them   f or   s ubs e que nt  a na lys is .   I n   the   pr e pr oc e s s ing  s tage ,   F NL M   f il ter ing   is   a ppli e d   to  the  a c quir e d   im a ge   to   r e du c e   nois e   a nd  e nha nc e   im a ge   qua li ty,   pr e s e r ving   s tr uc tur a l   de tails .   T he n  Ga us s ian  low - pa s s   f il ter   is   a ppli e d  to  f ur ther   s moot he n  the  im a ge ,   s uppr e s s ing  high - f r e que nc y   nois e .   I n  vial  i mage s ,   whe r e   de f e c ts   mi ght  be   s ubtl e   a nd  int e r twined  with   the  s tr uc tur e ,   pr e s e r vi ng  thes e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P has e   s tr uc tur e s - bas e d  hy br id  appr oac he s   for   de fec t  de tec ti on  in  v ial s   ( V is hw anatha  C .   R . )   5189   de tails   is   c r uc ial  f or   a c c ur a te  de f e c t  de tec ti on.   T h e   pha s e   f e a tur e s   a r e   e xtr a c ted  us ing  the  P S T   a lgor it hm  a nd  it   is   then   s e gmente d  us ing  Ots u   T hr e s holdi ng .   Ots u  thr e s holdi ng,   a   wide ly  us e d  s e gmenta ti on   metho d,   a ids   in  a c c ur a tely  s e pa r a ti ng  de f e c ts   f r om  the  ba c kgr ound .   F ur ther   r e f ineme nt   of   de f e c t - r e late d  f e a tur e s   is   c a r r ied  out   thr ough  Ga us s ian  f il ter ing  f o r   e nha nc e d  c lar it y .   M or phologi c a l  dil a ti on  is   then  a ppli e d  to   e nha nc e   de f e c t  r e gions ,   a idi ng  in   pr e c is e   loca li z a ti on  a nd  bou nda r y  r e f ineme nt .   T he n   the  potential   de f e c t  a r e a s   a r e   pinpoi nted  by   identi f ying  r e gions   of   int e r e s t  ( R OI ) .   T he   c ombi na ti on  of   thes e   s teps   r e s ult s   in  the  loc a li z a ti on  of   de f e c ts   withi n  the  s pe c if ied  R OI .   T he   c ontour s   r e pr e s e nt  the  bounda r ies   of   the  de f e c ts ,   a nd  bounding  r e c tangle s   a r e   dr a wn   a r ound  them  f or   vis ua li z a ti on  a nd  a na lys is .   T he   de c is ion   whe ther   to   a c c e pt  th e   vial  o r   r e jec t  is   made   ba s e d  on  thi s   s tep  f or   be tt e r   qua li ty   c ontr ol  a s s e s s ment.           F igur e   3.   T he   f low   of   ope r a ti ons   f or   de f e c t  ins pe c ti on  in  pha r mac e uti c a l  vials       2. 1.     F as t   n on - local  m e an s   f il t e r in g   F a s t  non - loca l  mea ns   ( F NL M )   f il ter ing  is   a   de nois ing  tec hnique  c omm only   us e d  in   im a ge   pr oc e s s ing.   F NL M   is   a da pti ve   a nd   c ons ider s   s im il a r it ies   a mong   dif f e r e nt   im a ge   r e gions   pr e s e r ving   s tr uc tur a l  inf or mation.   I n   vial   im a ge s ,   whe r e   de f e c ts   mi gh t  manif e s t   a s   a nomalies   a mong   other wis e   unif or m  a r e a s ,   a da pti ve   f il ter ing   he lps   in   dis ti nguis hing  potential   de f e c ts   f r om   the   ba c kgr ound.   I t   e f f e c ti ve ly   r e duc e s   nois e   without   e xc e s s ively  s moot hing  e dge s   or   bounda r ies   [ 42] .   T his   is   be ne f icia l  in  vial  im a ge s   whe r e   de f e c ts   mi ght  be   loca ted  ne a r   e dge s   or   bounda r ies ,   e ns ur ing  that  thes e   de f e c t - r e late d  de tail s   a r e   r e taine d.   T he   F NL M   is   de f ined  a s   in  ( 1) :      [ ] ( ) =   ∑ ( , ) ( ) =   ( 1)     w he r e   the  a c quir e d  unf il ter e d  im a ge   is   de noted  b y    whos e   c oor dinate   va lues   a r e   r e pr e s e nted  by    a nd  .  T he   dis tanc e   we ight   is   r e pr e s e nted  by   ( , )   whos e   pixel  s im il a r it y   is   given  by     a nd     with   the  c ondit ion   0 ≤ ( , ) ≤ 1   s a ti s f ied.   T he   dis tanc e   we ight   ( , )   is   de f ined  a s   in  ( 2) :     ( , ) =   1 ( ) − ‖ ( ) − ( ) ‖ 2 , 2 2   ( 2)     I n  ( 2) ,   the  we ight e d  E uc li de a n  dis tanc e   is   r e pr e s e nted  by  the  ter m  ‖ ( ) − ( ) ‖ 2 , 2 .   I n  thi s ,   t he   s tanda r d  de viation   is   given   by     a nd   f il ter ing   e f f e c ti ve ne s s   is   r e pr e s e nted  by   the   s moot hing   va r iable   .   T he   ter m  ( )   is   a   c ons tant  va lue  r e pr e s e nti ng  a   nor malize d   f a c tor .   I t   is   given  a s   in   ( 3 ) :     ( ) =   ∑ − ‖ ( ) − ( ) ‖ 2 , 2 2   ( 3)     2. 2.     P h as e   s t r e t c h   t r an s f or m   I n  the  de f e c t  de tec ti on  pr oc e s s ,   pha s e   s tr e tch  tr a ns f or m  ( P S T )   s e r ve s   a s   a   powe r f ul  ini ti a l  s tep  in  f e a tur e   e xtr a c ti on .   T he   P S T   is   a   c omput a ti ona l   i maging  tec hnique   that   c a n  e f f e c ti ve ly   c a ptur e   a n d  a na lyze   textur e s ,   s ha pe s ,   a nd  s tr uc tur a l   f e a tur e s   withi n   a n  im a ge .   P S T   is   us e d  f or   e xtr a c ti ng   f e a tur e s   ba s e d  on  pha s e   inf or mation  that   he lps   to  identi f y  potential   de f e c ts   in  the  vial  im a ge s   f oc us ing  on  textur a l   va r iati ons   a nd  s tr uc tur a l  a nomalies .   P S T   e mphas ize s   identif ying  ir r e gular it ies   that  may  s igni f y  c r a c ks ,   i mpu r it ies ,   or   bubbles   on  the  s ur f a c e   of   the  vials .   I t   highl ight s   va r iations   in  the   im a ge 's   pha s e   to  identif y   potential  d e f e c ts .     A  2D  pha s e   ke r ne l  f unc ti on  is   us e d  f or   f indi ng  e dge - r e late d  s p a ti a l  inf or mation  in  P S T .   T his   inf or mation   is   r e pr e s e nted  in   the  f r e que nc y  domai n.   S uppos e   a   vial  im a ge   is   in   a   higher   f r e que nc y  domain,   then  P S T   a ppli e s   a   high   pha s e   va lue  ther e by   de te c ti ng  e dge s   ba s e d  on  f r e que nc y - de pe nde nt  a tt r ibu tes .   T his   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5185 - 5 199   5190   ope r a ti on  is   r e pr e s e nted  a s   in   ( 4) ,   whe r e     a nd    a r e   2D  s pa ti a l  va lues   of   the   input   im a ge   de noted  by   [ , ] ,  whos e   pha s e   pr of il e   output   is   de f ined  by   ( , ) .     ( , ) = ∠   〈  2 { [ , ] ∙ [ , ] ∙  2 { [ , ] } } 〉   ( 4)     w he r e   ∠   de notes   the  a ngle  ope r a to r ,   2D  f a s t  F our ier   tr a ns f or m   ( F F T )   is   de noted  by    2   a nd  2D  inver s e   f a s t   F our ier   tr a ns f or m  is   de noted  by   2 ,    a nd    a r e   2D  f r e que nc y  pa r a mete r s .   [ , ]   de notes   the  loca li z a ti o n   ke r ne l’ s   f r e que nc y   r e s pons e   a nd  the   wa r pe d   p ha s e   ke r ne l  is   de noted   by   [ , ]   whic h  is   a   nonl in e a r   f r e que nc y - de pe nde nt  pha s e   de f ined  a s   in  ( 5) :     [ , ] =   ∙ [ , ]   ( 5)     T he   pha s e   ke r ne l  de r ivative  pr of il e   is   de noted  by   [ , ]   is   c ons ider e d  to  be   a   li ne a r   f unc ti on  c onc e r ning   pa r a mete r s     a nd  .   S uc h   pr o f il e   is   obtaine d   by  us i ng  a n  inver s e   tange nt   f unc ti on  p r oduc ing  the   P S T   ke r ne l  pha s e   a s   given  in  ( 6) :       [ , ] =    [ , ] =    [ ]     =   ∙   ∙ ∙ − 1 ( ∙ ) − ( 1 2 ) ∙ ln ( 1 + ( ∙ ) 2 ) ∙  ∙ − 1 ( ∙  ) − ( 1 2 ) ∙ ln ( 1 + ( ∙  ) 2 )   ( 6)     w he r e   = √ 2 + 2 , = − 1 ( / )   a nd    de notes   the  max  f r e que nc y  .   T he   ph a s e   pr of il e   pa r a mete r s   wa r p  a nd  s tr e ngth  a r e   r e pr e s e nted  by    a nd    r e s pe c t ively.   T he y   a r e   us e d  to  bui ld  pha s e   loca li z a ti on  ke r ne ls   a nd  he lp  e xtr a c t  the   e dge   inf o r mation  us ing  the   thr e s hold  va lues   ge ne r a ted.   T he   P S T - e xtr a c ted  f e a tur e s   r e late d  to  pha s e   inf or mation  s e r ve   a s   a   ba s i s   f or   s ubs e que nt  pr oc e s s ing   s teps   in  the   de f e c t   de tec ti on  pipeline .   T he s e   f e a tur e s   a r e   of ten   r e f ined   a nd   a na lyze d  f u r ther   us ing   a ddit ional   im a ge   pr oc e s s ing  tec hniques   to  pr e c is e ly  loca li z e   a nd  c las s if y  the  de f e c ts   withi n  the   vial  im a ge s .     2. 2. 1.   Algor it h m   f or   f e at u r e   e xt r ac t ion   u s in g  P S T   T he   a lgor it hm   invol ve s   tr a ns f or mi ng   the  im a g e ,   c ons tr uc ti ng  a   P S T   ke r ne l,   e xt r a c ti ng  pha s e   f e a tur e s ,   a nd  pe r f or mi ng   mor phologi c a l   ope r a ti ons   to  de tec t  potential   de f e c ts   ba s e d  on  pha s e   va r iatio ns .     1)   I nit ializa ti on:   S e t  the  pa r a mete r   = 0. 5 .  Ge ne r a te  a   mes h  gr id   r e pr e s e nti ng  the  im a ge   c oor dinate s   withi n  the  r a nge   of     –   to    f or   both  the  x  a nd   y  a xe s .   2)   C onve r s ion  to  polar   c oor d inate s :   C onve r t  the  C a r tes ian  c oor dinate s   ,   to  polar   c oo r din a tes   ( T HE T A ,   R HO ) .   3)   L oc a li z a ti on  ke r ne l  a ppli c a ti on  to  r e duc e   nois e :   A pp l y   a   l oc a l iza t io n   ke r ne l   t o   t he   o r i gi na l   i ma ge   in  t he   f r e qu e n c y   do ma in   to   r e du c e   no is e .   T h is   in vo lves :     i )   F o u r ie r   t r a ns f or m in g  th e   or i gi na l  im a g e   I ;  ii )   C o ns t r uc t in g  a nd   a pp ly in g   a n   e xp on e n ti a l   f i lt e r   ( e xp o )   b a s e d   o n  f r e qu e n c y   d is ta nc e   ( R H O )   t o   t he   F o ur ie r - tr a ns f o r med   im a g e   t o  r e d uc e   no is e ;   i ii )   I nve r s e   F ou r i e r   t r a ns f o r m in g   t he   f il te r e d   i ma ge   to   ob ta in   f il te r e d   im a ge   r e p r e s e nt e d   a s   I ma ge _or ig _f i lt e r e d .   4)   P S T   ke r ne l   c ons tr uc ti on  a nd   a ppli c a ti on:   C ons tr uc t  a   P S T   ke r ne l  ( P ST _K e r ne l )   ba s e d  on  the  f r e que nc y  dis tanc e   ( R HO )   a nd  us e r - de f ined  pa r a mete r s   ( W ar p_s tr e ngth   a nd  P has e _s tr e ngth ).   Apply  the  c ons tr uc ted  P S T   ke r ne l  to   the  f il ter e d  im a ge   ( I mage _or ig_f il ter e d )   in  the  f r e que nc y  dom a in  to  obtain   I mage _or ig_f il ter e d_P ST .   5)   F e a tur e   e xtr a c ti on:   C a lcula te  the  pha s e   of   the  t r a ns f or med  im a ge   ( P HI _featur e s )   obtaine d  f r om  the  P S T .   If  M or ph_fl ag   is   0,   the  outpu t  is   the   pha s e   f e a tur e s   ( out= P HI _ featur e s ).   If  M or ph_fl ag   is   not   0,   f ur the r   pr oc e s s ing  s teps   f or   de f e c t  de tec ti on  a r e   e xe c uted:   −   T hr e s hold  the  pha s e   im a ge   ( P HI _ featur e s )   to  identif y  s ha r p  tr a ns it ions   us ing  us e r - de f ined  thr e s holds   ( T hr e s hold_max   a nd  T hr e s hold_min )   a nd  r e move  nois e   f r om  da r k   a r e a s .   −   P e r f or m   binar y   mor pho logi c a l  ope r a ti ons   ( thi n ,   pe r im e ter   e xtr a c ti on ,   e r ode )   to  e nha nc e   de f e c t  f e a tur e s   in  the  t r a ns f or med  im a ge .   T he   P S T   tec hnique  c a n  be   e f f e c ti ve   f or   de tec ti ng   de f e c ts   in  vial   im a ge s   by   r e duc ing  nois e ,   pr e s e r vi ng  e dge s ,   e nha nc ing  c ontr a s t,   a nd  pr ov idi ng  a   mor e   s uit a ble  input   f or   s ubs e que nt  im a ge   pr oc e s s ing  s teps .     2. 3.     Gau s s ian   f il t e r in g   Ga us s ian  f il ter ing  is   a ppli e d   a f ter   P S T   to   e nha nc e   the  e xtr a c ted  f e a tur e s ,   f ur ther   highl ight ing   r e leva nt  s tr uc tur e s   or   de f e c ts .   T his   s tage   im pr ove s   the  vis ibi li ty  of   de f e c ts   by  a djus ti ng  the  loca l  c ontr a s t,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P has e   s tr uc tur e s - bas e d  hy br id  appr oac he s   for   de fec t  de tec ti on  in  v ial s   ( V is hw anatha  C .   R . )   5191   making  s ubtl e   a nomalies   mor e   dis c e r nibl e .   C ons e que ntl y,   the   im a ge   is   be tt e r   p r e pa r e d  f o r   f ur ther   r e f ineme nt  in  the  de f e c t  de tec ti on   pr oc e s s ,   e ns ur ing  mor e   a c c ur a te  a nd  r e li a ble  r e s ult s .     2. 4.     Ot s u   t h r e s h old in g     Ots u's   thr e s holdi ng  method  is   e mpl oye d  to   de t e r mi ne   opti mal   thr e s holds   r e s ult ing   in   pr e c is e   s e gmenta ti on  of   de f e c ts   f r om  the  ba c kgr ound  f or   be tt e r   identif ica ti on  of   s ubtl e   de f e c t  a r e a s   e xtr a c ted  us ing  P S T .   T he   method   wor ks   on   the  im a ge   a nd  s e gr e ga tes   it   int o   two  c las s e s   of   pixels   with   dis ti nc t   i ntens it y   leve ls ,   a nd  it   ge ne r a tes   a n  opti mum   thr e s hold  va lu e   that  mi nim ize s   the  int r a c las s   va r ianc e   a nd  maxi mi z e s   the   int e r c las s   va r ianc e .   T o  do  it ,   the  method  f ir s t  c o mput e s   the  his togr a m  of   the  input   im a ge .   T he   h is togr a m  is   then  nor malize d  to  ge ne r a te  pr oba bil it y  mas s   f unc ti ons   f or   the  f or e gr ound  ( objec t)   a nd  ba c kgr ou nd  ( non - objec t)   c las s e s .   T he   int e r c las s   va r ianc e   f or   e a c h  po s s ibl e   thr e s hold    is   given  by   ( 7)   a s :     2 ( ) =   0 ( ) ∙ ( 0 ( ) − ) 2 +   1 ( ) ∙ ( 1 ( ) − ) 2     ( 7)     w he r e   0 ( ) ,   0 ( )   a nd  1 ( ) ,   1 ( )   r e pr e s e nts   c umul a ti ve   pr oba bil it ies   a nd  mea n  int e ns it ies   f or   the  two   c las s e s   of   im a ge s .   T he   global  mea n  int e ns it y  of   the  e nti r e   im a ge   is   given  by   ( 8)   a s :     =   ∑ ∙ ( ) − 1 = 0   ( 8)     w he r e     r e pr e s e nts   the   number   o f   int e ns it y  leve ls .   T he   opti mal  thr e s hold  va lue     is   ge ne r a ted  ba s e d  on  th e   maximum   va lue  ge ne r a ted  f or   2 ( )   is   given  by   ( 9 )   a s :      =    2 ( )   ( 9)     w he r e      r e pr e s e nts   the  th r e s hold  va lue  that   c a n  e f f e c ti ve ly  s e gment  the  f o r e gr ound  a nd   ba c kgr ound  in   a   wa y  that  maximi z e s   the  in ter c las s   va r ianc e .   T his   s tep  is   f oll owe d  by   the  a ppli c a ti on   of   Ga us s ian  f il ter ing  to   r e f ine  de f e c t  f e a tur e s   f ur the r .       2. 5.     M or p h ologi c al   d il at io n   an d   ROI   i d e n t if icat ion   T o  inc r e a s e   de f e c t  de tec ti on   a c c ur a c y,   it   is   im po r tant  to   e nha nc e   the   c lar it y   of   de f e c t   r e gions   a nd  f a c il it a te  it s   a c c ur a te  loca li z a ti on  dil a te  mor pholo gica l  ope r a ti on  is   us e d.   M or phologi c a l  dil a ti on   is   typi c a ll y  pe r f or med  us ing  a   s tr uc tur ing  e leme nt  ( ke r ne l) .   T he   ba s ic  idea   is   to  s li de   the  ke r ne l  ove r   the  im a ge ,   a nd  a t  e a c h  pos it ion,   i f   the  ke r ne l   ove r laps   wi th  f or e gr o und  ( non - z e r o)   pixels ,   the   c e nter   of   the   ke r ne l  is   s e t  to  the   f or e gr ound  in   the  r e s ult ing  im a ge .   F or   a   bina r y  im a ge     a nd  a   s tr uc tur ing  e leme nt   ,   the  dil a ti on  ope r a ti on  ⨁   is   de f ined   in  ( 10) .     ⨁ ( , ) = ⋃ ( , ) ∈ ( + , + )   ( 10)     w he r e   the  pixel  c oor dinate s   a r e   r e pr e s e nted  by   ( , )   a nd  the  c oor dinate s   of   the  s tr uc tu r ing  e leme nt   is   r e pr e s e nted  by  ( , ) .   M or phologi c a l  dil a ti on  a ids   in  the  identif ica ti on  of   R OI s   ba s e d  on  the  pr oc e s s e d  im a ge ,   f oc us ing  on   a r e a s   s howing  potential  de f e c ts .     2. 6.     De f e c t   d e t e c t ion   an d   d e c is ion - m ak in g     De f e c t  de tec ti on  is   done   by  na r r owing  down  to  a   s pe c if ic  a r e a   of   int e r e s t  ( R OI )   a nd  f indi ng  the  e xa c t  loca ti ons   of   de f e c ts   withi n   that  r e gion.   T his   i nvolves   de ter mi ning  c ontour s   with in  the   R OI   a nd  dr a wing   r e c tangle s   a r ound  the  identi f ied  de f e c ts .   T he   vis ua li z a ti on  include s   a   tr a ns pa r e nt  r e c tangle   f or   the  R OI   a nd   white  r e c tangle s   a r ound  the  de f e c ts .   T his   loca li z e d  inf or mation  is   us e f ul  f o r   a na lys is ,   vis ua li z a ti on,   a nd  f ur ther   de c is ion - making  in  qua li ty   c ontr ol   or   ins pe c ti on  a ppli c a ti ons .       3.   RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON   Da tas e t  De s c r ipt ion:   Due   to  the  s pe c ialize d  na tur e   of   the  r e s e a r c h  domain  a nd  the  lac k  of   publ icly   a va il a ble  da tas e t s   tailor e d  f or   vial  de f e c t  ins pe c ti on,   a n  in - hous e   da tas e t  wa s   c ur a ted.   R e c ogn izing  the  li mi tations   inher e nt   in  the  da tas e t,   including  it s   s ize   a nd  diver s it y,   mea s ur e s   we r e   take n  to   mi ti g a te  bias   thr ough  e xtens ive  a ugmenta ti on  ( r otation  a nd   s c a li ng)   a nd  va li da ti on   pr oc e dur e s .     F igu r e   4   il lus t r a tes   the   s e tu p   de s i gne d   f o r   c a p tu r in g  vial   im a ge s ,   c omp r is ing   a   Ne bu la   L E D   ba c k li gh t   s e r vin g   a s   the   li ght   s o ur c e ,   a n   in dus t r ial   c a me r a ,   a   c onve y or ,   a nd   a   de s ktop   c omp ute r .   T he   Ne b ula   L E D   ba c kli ght   ( Ne b ula - 80R )   wa s   c hos e n   f or   it s   c us t o mi z a ble   br igh tnes s   leve ls ,   pr ovid ing   a da pta bil it y   t o  va r ying   li gh ti ng   c o ndi ti o ns .   F o r   p r e c is e   im a ge   a c quis i ti o n ,   a   T a m r on   m a c hin e   v is ion   c a mer a   ( 5M P ,   VC XG - 52M R )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5185 - 5 199   5192   pa ir e d  w it h   a   50   mm   B a u mer   le ns   ( M 118 F M 50 )   wa s   ut il ize d.   T his   c a me r a - lens   c om bina ti on   o f f e r s   a dva nc e d   f e a tu r e s   s uc h  a s   a ut o - f oc us   a nd   i mage   s tab il iza ti o n,   e ns u r ing   h igh - qua li t y  im a ge s   c r uc ial   f o r   a c c ur a te  de f e c t   de tec ti on .   M or e ove r ,   the   s e tup's   ve r s a ti li ty   e na bles   s e a ml e s s   int e gr a ti on   int o   e xis ti ng  mac hine  vis ion   s ys tems ,   f a c il it a ti ng  a utom a ti on   a nd   e nha nc ing  p r oduc ti on  e f f icie nc y.   T he   de s ktop  c omput e r ,   e quipped  with   a     2. 8  GH z ,   5 th  ge ne r a ti on  c or e   i5  p r oc e s s or ,   8  GB   o f   R AM ,   GPU  ( Nvid ia  R T X  3070 )   ope r a ti ng   a t  a   f r e que nc y   of   1 , 500   M Hz ,   a nd   1   T B   of   s tor a ge   s pa c e ,   c ompl e tes   the  c onf igu r a ti on.   T he   im a ge   s a mpl e s   a r e   mon oc hr ome  im a ge s   ha ving  r e a s ona bly  good  r e s olut ion.   F igur e   4  il lus tr a tes   the  s e tup  de s igned  f or   c a ptur ing  vial   im a ge s ,   c ompr is ing  a   Ne bula  L E D   ba c kli ght  s e r ving  a s   the  li ght  s our c e ,   a n   indus tr ial   c a mer a ,   a   c onve yor ,   a nd  a   de s ktop  c omput e r .   F ig ur e   4( a )   s hows   the  c a mer a   pos it ioned  f or   vial   im a ge   c a ptur e ,   while   F igur e   4 ( b)   dis plays   the  vial  plac e d  with  a   ba c kli ght  f or   im a ge   c a ptur e .   T he s e   c onf igur a ti ons   a r e   c r it ica l   f or   a c hieving   high - qua li ty  im a ge s   ne c e s s a r y  f or   a c c ur a te  de f e c t  de tec ti on.           ( a )   ( b)     F igur e   4.   S ys tem  s e tup  f or   vial   im a ge   c a ptur e   ( a )   c a mer a   pos it ioned  f or   vial  im a ge   c a ptur e   a nd  ( b)   v i a l  plac e d  with  ba c kli ght  f o r   im a ge   c a ptur e       T he   im pleme ntation  of   the  pr opos e d  tec hnique  is   done   us ing  P ython.   De gr e e   of   s moot hing  ( DoS )   f or   NL M F   wa s   s e t  to  25  f or   be tt e r   r e s ult s .   T he   im a ge   is   then  pr e pr oc e s s e d  us ing  a   Ga us s ian  low  pa s s   f il ter   to   f ur ther   s moot he n   the  im a ge .   T he   s tep  f o r   pha s e   f e a tur e   e xtr a c ti on   invol ve s   ini ti a li z ing  pa r a mete r   ( )   that   r e pr e s e nts   ha lf   o f   the   s pa ti a l  r a nge   us e d  to   c r e a te  the  mes h  g r id   of   c oor d inate s   ( , )   withi n   a   r a nge   ( - 0. 5   to   0. 5 )   ba s e d  on   the   s ha pe   of   the  inpu t  im a ge   r e pr e s e nted  by    a nd  it   c ontr ols   the  s pa ti a l  domain   of   the  ge ne r a ted  pha s e   ke r ne ls .   T he s e   ge ne r a ted  c oor dinate s   a r e   c onve r ted  to  polar   c oo r dinate s   θ,     ( T H E T A,   R HO )   r e s pe c ti ve ly.   A   loca li z a ti on  ke r ne l  is   c r e a ted   to   r e duc e   nois e   in   the   or igi na l   im a ge   ( )   by   a pplyi ng  a   f r e que nc y - domain  ope r a ti on.   I t   c a lcula tes   a   f il ter   that  a c ts   on  the  F our ier - tr a ns f or med  im a ge .   T he   P S T   ke r ne l   is   then  c ons tr uc ted  us ing  the  c a lcula ted  polar   c oor dinate s   ( R HO )   a nd   e dge   de tec ti on  pa r a mete r s   wa r p   s tr e ngth   ( )   a nd  pha s e   s tr e ng th  ( ) .   T he   va lues   o f     a nd     a f f e c t   e a c h  f r e que nc y’ s   ph a s e   a long  with   the   P S T   ke r ne l   s tr uc tur e   a nd   a ls o  it s   de r ivative  pr o f il e .   F igu r e   5  s hows   the   2D   pha s e   ke r ne ls   a nd  thei r   c or r e s ponding  de r ivative  p r of il e s   f or   s ix   dif f e r e nt   va lues   of   W   a nd   S   va r iable s .   F igu r e   5 ( a )   il lus tr a tes   the  2D   pha s e   ke r ne ls ,   while  F igur e   5 ( b)   de picts   the  2D  pha s e   de r ivative  pr o f il e s .   T he   f igu r e   s hows   the  e f f e c t  of   W   a nd  S   va r iable s   on  pha s e   ke r ne l  s tr uc tur e .   T his   ke r ne l   is   a ppli e d   to   the  f il ter e d   im a ge   to   p e r f or m   the   P S T   tr a ns f or mation ,   yielding   a n   im a g e   that   is   pr oc e s s e d  us ing  P S T .   T he n   the  pha s e   a ngle  of   e a c h  pixel  is   e xtr a c ted  f r om  the   P S T - tr a ns f or med   im a ge .   T o   do  thi s ,   loca li z a ti on  a nd  P S T   tr a ns f or mation   ne e ds   to   be   a ppli e d.   T his   in f or mation   c ha r a c ter ize s   the  ph a s e   s hif t   int r oduc e d  by  the   P S T   a nd  c a n  high li ght  s tr uc tu r a l  va r iations   in  the  i mage   r e late d  to   potential  de f e c ts .   F igur e   6  s hows   va r ious   s tage s   of   the  vial  de f e c t  de tec ti on  pr oc e s s   f or   a   s a mpl e   im a ge   with  a   c r a c k   on  it s   body.   T he   pha s e   im a ge   is   ge ne r a ted  us ing  2 D  I F F T   by  c onve r t ing  the  f r e que nc y  domain  to  th e   s pa ti a l  domain.   T he   f igur e   include s   the   o r igi na l   im a ge ,   nonloca l   mea ns   f il te r ing,   f e a tu r e   e xt r a c ti on  us i ng  P S T ,   Ga us s ian  f il ter ing,   Ots u's   thr e s holdi ng,   mor pholo gica l  dil a ti on,   identif ying   R OI ,   g r ound  t r uth  im a ge ,   a nd   de f e c ts   highl ight e d ,   a s   s hown  in  F igur e s   6( a )   to  6 ( i) .   T he s e   s tage s   il lus tr a te  the  tr a ns f or mation  of   th e   im a ge   thr ough  va r ious   p r oc e s s ing  s teps   to  a c c ur a tely  de tec t  a nd  highl ight   de f e c ts .   T he   pha s e   of   the  tr a ns f or med  i mage   is   thus   c a lcula ted.   T he n  th r e s holdi ng  is   a ppli e d  to  identif y   s ha r p  tr a ns it ions   in   the   pha s e   im a ge ,   mar king   po tential  de f e c t  a r e a s .   P ixels   with   pha s e   va lues   a bove   the  maximum   thr e s hold  va lue  o r   be low  the  m ini mum   thr e s hold   va lue   a r e   mar ke d  a s   potential   de f e c ts .   Additi ona ll y,   ve r y  da r k  a r e a s   in  the   or igi na l   im a ge   a r e   c ons ider e d  a s   nois e   a nd  a r e   r e moved.   B inar y  mo r phologi c a l  op e r a ti ons   ( thi n,   pe r im e ter   e xt r a c ti on,   a nd   e r os ion)   a r e   pe r f or med  to   r e f ine  a nd   e nha nc e   the  potential  de f e c t  a r e a s ,   r e s ult ing  in  the   P S T   pha s e   output   a s   s hown  in   F igu r e   6( c ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   &  C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P has e   s tr uc tur e s - bas e d  hy br id  appr oac he s   for   de fec t  de tec ti on  in  v ial s   ( V is hw anatha  C .   R . )   5193                       ( a )                         ( b)     F igur e   5.   Va r ious   va lues   of   W   a nd  S   a r e   us e d  f or   o btaining  ( a )   2D  pha s e   ke r ne ls   a nd  ( b )   2D   pha s e   de r ivative  pr of il e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   &  C omp   E ng ,   Vol .   1 4 ,   No.   5 ,  Oc tober   2 02 4 :   5185 - 5 199   5194   T he   output   obtaine d  a f te r   a ppli c a ti on   of   P S T   is   pos t  pr oc e s s e d  a nd  s e gmente d  us ing  Ots u.   F or   identif ica ti on  of   s ubtl e   de f e c ts ,   it   is   de laye d   f u r ther .   A   binar y   mas k  ( r oi_mas k )   is   then   c r e a ted  with   t he   s a me  dim e ns ions   a s   the  pr oc e s s e d  dil a ted  gr a y  im a ge .   A  white  r e c tangle   is   dr a wn  on  the  mas k,   r e pr e s e nti ng  the  r e gion  of   int e r e s t  ( R OI )   whe r e   de f e c ts   a r e   e xpe c t e d  to  be   p r e s e nt  a s   s hown  in  F igu r e   6( g ) .   T he   r e c tangle   is   s pe c if ied  by  it s   top - lef t  a nd  bott om - r ight   c oo r dinate s   ( 500,   260 )   a nd  ( 1530 ,   380) ,   r e s pe c ti ve ly.   A  vis ua li z a ti on  of   the  gr ound  tr uth  is   c r e a ted  by  ove r laying  the  r oi_mas k   on  the  or igi na l  pr oc e s s e d  gr a y  im a ge   ( dil a ted) .   T he   r oi_mas k   is   a ppli e d   to   the   pr oc e s s e d  gr a y   im a ge ,   r e s ult ing   in   a n   im a ge   c ontaining   only  the   de f e c ts   withi n  the  R OI .   F or   e a c h  c ontour   r e pr e s e nt ing  a   de f e c t  withi n  the  R OI ,   a   white  bounding  r e c t a ngle  is   dr a wn  a r ound  e a c h  de f e c t  to  vis ua ll y  highl ight   the  identif ied  r e gions   on  the  output _image   a s   s hown  in    F igur e   6( i) .   T he s e   r e c tangle s   highl ight   the  identi f i e d  de f e c ts .   He r e   de f e c ts   a r e   identif ied  by   f indi ng  c ontour s   withi n  a   mas ke d  r e gion   of   the  im a ge .   E a c h  c onto ur   r e p r e s e nts   the  bounda r y   of   a   de f e c t.   Adjus ti ng  the  a lpha   va lues   a ll ows   f or   be tt e r   vis ua li z a ti on  of   the  ove r la y  a nd  tr a ns pa r e nc y.   F igur e   7  s hows   the  3D  P S T   ke r ne l  a nd  3D  de r iv a ti ve   pr of il e   ge ne r a ted  f o r   the  s a mpl e   vial  im a ge   given  in  F igur e   6 .   T he   tot a l   ti me  take n  by  the  s ys tem  to  de tec t  the  de f e c t  wa s   6. 4   ms .   T he   s e ns it ivi ty  is   c a lcula ted  by  c ompar ing   the   pha s e   im a ge   with   the  gr ound  t r uth   im a ge .   T a ble   1   s hows   the  s e ns it ivi ty   obtaine d  f or   va r ious   va lues   of   W   a nd   S   a long   with   a   g r a ph  f or   the   s a mpl e   vial   im a ge .   F r om   T a ble   1,   it   c a n  be   obs e r ve d   that  f or   the  given  vial  im a ge   with  c r a c k,   the  be s t  s e ns it ivi ty  obtaine d  is   0. 986  whe n  the  va lue  o f   W   a nd  S   is   s e t  to  30  a nd  0. 3  r e s pe c ti ve ly.   T he r e f or e ,   the  s a me  va lues   of   W   a nd  S   a r e   us e d  in  the  e xpe r im e nt.   F igur e   8   s hows   the  s e ns it ivi ty  e va luation  gr a ph  f or   va r ious   va lues   of   W   a nd   S .             ( a )   ( b)   ( c )               ( d)   ( e )   (f)               ( g)   ( h)   ( i)     F igur e   6 .   S a mpl e   ou tput   o f   the  p r opos e d  tec hnique  ( a )   or igi na l  im a ge ,   ( b)   nonloca l  mea ns   f il ter ing,     ( c )   f e a tur e   e xtr a c ti on  u s ing  P S T ,   ( d)   Ga us s ian  f il ter ing ,   ( e )   Ots u's   thr e s holdi ng ,   ( f )   mor phologi c a l   dil a ti on ,   ( g)   identi f ying  R OI ,   ( h)   g r ound  t r uth  i mage ,   a nd  ( i )   de f e c ts   highl ight e d           F igur e   7.   3D  P S T   ke r ne l  a nd   3D  de r ivative   pr of il e   ge ne r a ted  f or   the   s a mpl e   vial  im a ge   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.