基于图像处理的透明胶囊缺陷检测系统研究

摘要

随着计算机的广泛应用，信息技术开始快速发展，并在工业领域逐渐占据重要地位。与此同时，随着数字图像处理技术的逐步完善，其广阔的适用性、准确性和高效性，使其在工业领域比重越来越大。随着数字图像处理技术的重要性日益凸显，采用数字图像处理技术来节省人力成本和减少失误逐渐成为必然。
　　利用数字图像对物体表面进行缺陷检测是计算机视觉和数字图像处理应用的重要组成部分，其主要思路是找到图像中的分割边缘，并根据边缘及内部特性来判断物体表面是否存在缺陷。利用数字图像处理技术代替人工识别进行缺陷检测，不仅具有高效性和稳定性，更能够排除人工失误等造成的干扰。
　　透明胶囊缺陷检测主要包括长度、黑点、气泡、破洞、切口和夹皱等方面，目前国内尚无完善的透明胶囊检测系统。本文目标是设计出能够准确、高效检测透明胶囊缺陷的检测系统，采用的设计方案是:对传输中的胶囊通过工业用相机提取图像，针对不同缺陷利用膨胀、腐蚀、直方图均衡化等不同技术进行初步处理，然后利用改进Canny算子提取二值化边缘图像，并对其进行不同的缺陷判断。对于不合格胶囊，机器将在传输过程中对其进行分离，保证胶囊的质量，并统计合格和不合格胶囊的数量。
　　论文首先讲述了国内外研究现状，对使用的检测技术和开发环境进行了描述;然后分别针对几种代表性的缺陷使用的算法进行了说明;其次，展示了系统的总体设计、实现与胶囊检测结果并进行了分析;最后，对全文进行了总结，提出了可能的优化方案，并对系统的扩展进行了展望。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 基于图像处理的胶囊缺陷检测背景及价值

1．1．1 背景

1．1．2 研究价值

1．2 国内外研究现状

1．3 文章组织结构

2 相关技术及开发环境介绍

2．1 图像处理技术

2．1．1 灰度化

2．1．2 腐蚀

2．1．3 膨胀

2．1．4 开运算

2．1．5 直方图均衡化

2．1．6 图像平滑滤波

2．1．7 微分算子

2．1．8 Canny算子概论

2．1．9 轮廓描述

2．2 OpenCV库简介

2．3 Qt简介

2．4 硬件环境简介

3 透明胶囊分割及图像预处理

3．1 胶囊检测流程图

3．2 胶囊分割

3．3 图像预处理

3．3．1 灰度化

3．3．2 去除噪声

3．3．4 开运算处理

3．4 图像轮廓提取算子

4 基于图像处理的透明胶囊缺陷检测算法设计

4．1 长度检测

4．2 根据胶囊边缘轮廓提取掩模

4．3 异色胶囊检测

4．4 缺陷初步判定

4．5 双帽检测

4．6 黑点检测

4．7 顶凹检测

5 系统实现

5．1 检测系统结构

5．2 用户交互界面设计

5．3 系统运行流程

6 结果分析与总结

6．1 检测结果分析

6．1．1 速度检测

6．1．2 准确性检测

6．1．3 稳定性检测

6．2 全文总结

6．3 算法改进方案

6．4 展望

参考文献

致谢

附录

个人简历

发表的学位论文