基于计算机视觉技术的双通道胶囊外形快速检测系统设计

摘要

药物的质量检测和广大人民的健康息息相关,抓好药物的质量检测环节成了厂家立足的关键。但是国内众多制药厂仍采用灯检的方法进行胶囊的缺陷检测,即依靠工人用眼睛来逐个查看胶囊,从色泽和外形轮廓来判断是否合格。这种传统的分拣方法效率低、漏检率高,极易引起重复污染,会对胶囊质量造成巨大影响。目前市场上的胶囊外形检测设备的主要缺点是检测速度慢、检测准确率低、可检测的缺陷种类单一。
　　针对上述问题,本文提出一种双通道胶囊外形快速检测系统,能够实现对医用空心胶囊进行360°、两个端面及内部缺陷全方位的自动检测,检测速度达到每小时8.4万粒,最大误检率不超过1％。在医用空心胶囊外形的检测中具有较好的应用性。本文做了如下研究:
　　本文首先建立胶囊图像特征库,并对胶囊缺陷进行分类,对缺陷图像进行分析,并提出了检测系统的技术指标,阐述了本文的主要研究内容以及章节安排。
　　其次,对系统进行硬件结构设计,包括系统的机械结构整体设计、空心胶囊表面完全展开设计、机械系统采集模块设计、自动剔除装置设计。设计系统稳定可靠,确保空心胶囊的正常传送、图像的高质量采集以及筛选系统的正常运转。
　　然后,采用 C++语言和模块化设计方法对系统进行软件结构设计,包括图像信号采集系统、图像信号处理系统、实时显示系统和控制系统。通过图像处理算法分析胶囊图像,识别图像缺陷。主要通过双阈值分割算法和方形滑块算法分别实现对胶囊轮廓和胶囊结合体的提取,通过边缘检测以及孔洞填充算法实现对胶囊缺陷的检测。
　　最后,在生产现场对系统进行测试。测试结果表明,胶囊检测机能在每小时8.4万粒的速度下拥有良好的检测准确率以及稳定性,可有效识别混色、形变、孔洞、梅花头等缺陷,最大误检率不超过1%,能够很好地满足现代化工业的自动化检测要求。

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表清单

1 绪论

1.1 本文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 胶囊缺陷图像分类及分析

1.4 胶囊外形检测系统的技术指标

1.5 需要解决的问题

1.6 本文的主要内容及章节安排

2 胶囊外形快速检测系统的硬件结构设计

2.1 硬件系统整体结构设计

2.2 胶囊外形快速检测系统的工作原理

2.3 胶囊表面完全展开设计

2.4 系统采集模块设计

2.5 系统视觉模块设计

2.6 系统筛选模块设计

2.7 本章小结

3 胶囊外形快速检测系统的软件结构设计

3.1 软件系统总体设计

3.2 软件系统界面设计

3.3 图像处理流程

3.4 本章小结

4 图像处理算法研究

4.1 图像的颜色模型

4.2 滤波算法的研究

4.3 分割算法的研究

4.4 边缘检测算法的研究

4.5 特征提取与缺陷识别

4.6 本章小结

5 胶囊外形快速检测系统的检测结果及分析

5.1 摄像机标定及分析

5.2 实验方法

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 工作展望

参考文献

附录A 胶囊外观缺陷解释表

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