基于计算机视觉的胶囊缺陷检测系统的设计与实现

摘要

在竞争激烈的市场环境中，工业检测变得越来越重要，工业生产对检测的要求也越来越高，成本投入不断加大，促进我国的检测事业进入快速发展期，工业检测的模式和效率也有了明显改观。
　　工业检测中，缺陷检测占据了主要的部分，缺陷检测是图像处理技术和计算机视觉的重要应用。缺陷检测通常是指对物品表面缺陷的检测，表面缺陷检测是采用先进的机器视觉检测技术，对工件表面的斑点、凹坑、划痕、色差、缺损等缺陷进行检测。当前，国内外很多软件企业开发了不少该类检测软件，可根据设定的技术指标要求自动进行检测，并对有缺陷部位进行标识，还可以根据需要自动分拣、剔除，代替人工识别，提高生产效率。
　　本文设计的胶囊缺陷检测系统无论在准确率还是检测效率方面都比现有的胶囊检测系统高。在检测机器方面，设计了流水线式的圆盘状的胶囊槽，检测相机有四个，对每个胶囊的拍摄的图像多达12张，检测的效果同样有很强的市场竞争力;在软件方面，针对胶囊的图像和缺陷种类设计了预处理过程和检测的算法，结合图像处理技术如提取、分割、边缘检测、膨胀、腐蚀、二值化等对胶囊的图像进行一系列处理，最终判断检测的胶囊是否有缺陷，若有缺陷，则标记缺陷的类别以及缺陷的位置并在保存的图像中直观显示出来，最终控制机器对标记缺陷的胶囊进行剔除。在检测算法中，对局部缺陷检测中的大部分的局部缺陷的检测方法进行了优化融合，简化了操作，提高了运行效率;对混批缺陷的检测中通过对每个胶囊的帽、套合区和体三部分的颜色分别统计后做色差判断，同样提高了准确率;对不同类型的胶囊，增加了除普通彩色胶囊之外的半透明胶囊的缺陷检测功能。
　　与其他胶囊缺陷检测系统相比有三个显著特点。第一，在硬件机器上配置，对机器进行了改进，增加了相机的个数，保证待检测胶囊的全方位拍摄。第二，在检测算法的改进、创新设计，可以更加精确的对各种缺陷进行检测。第三，机器的检测速度是目前达到8万粒每小时，不论在准确率和速度上均能满足检测需求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 缺陷检测背景及研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 理论意义以及应用价值

1．2 国内外研究现状

1．3 本文组织结构

2 相关基础理论及方法

2．1 缺陷检测相关图像处理方法

2．1．1 二值化

2．1．2 边缘检测

2．1．3 分水岭算法

2．1．4 形态学

2．1．5 仿射变换

2．2 基于颜色特征的分析方法

2．3 基于模式分类的缺陷检测

2．4 本章小结

3 视觉缺陷检测系统的搭建

3．1 典型工业视觉缺陷检测系统

3．2 胶囊缺陷检测系统

3．2．1 胶囊缺陷检测硬件系统

3．2．2 胶囊缺陷检测软件系统

3．2．3 常见胶囊及缺陷

3．3 本章小结

4 胶囊缺陷检测系统设计

4．1 预处理

4．1．1 胶囊图像分割

4．1．2 单个胶囊处理

4．2 长度检测

4．3 局部缺陷检测

4．4 混批检测

4．5 本章小结

5 胶囊缺陷检测系统实现

5．1 软件开发系统

5．2 界面设计

5．3 预处理

5．4 缺陷检测

5．5 缺陷胶囊剔除

5．6 结果分析

5．6．1 局部缺陷检测算法分析

5．6．2 混批检测算法分析

5．6．3 检测结果分析

5．7 本章小结

6 总结与展望

6．1 本文总结

6．2 展望

参考文献

附录

致谢

个人简历