[发明专利]一种高速无序胶囊缺陷检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及药品检测领域，具体涉及一种高速无序胶囊缺陷检测系统。

背景技术

胶囊缺陷检测是药品生产领域的重要环节，为药品的安全生产与使用提供了重要保证。目前国内药品质量外形外观检测手段主要依靠肉眼识别，人工重复挑选是保证质量的主要手段，挑拣胶囊的员工数量往往要占到整个胶囊厂员工总数的1/3。在国外，有比较成熟的胶囊检测系统与设备，如德国博西克斯MASCHINPEX公司的SORTOMAT 8D检测机等。但对国内市场没直接供应，只有外资在华投资的制药厂能从海外原装进口设备，但技术细节对外界严格保密。且现有的设备大多是对已经排序以后的有序胶囊进行检测，这种有序检测设备存在两个问题：第一，检测吞吐量较小。由于胶囊排序后，视场内的大部分空间被胶囊托盘所占有，所以受检视场内的胶囊个数有所限制，一般单个视场中仅有4颗左右的有序胶囊。而无序胶囊由于胶囊与胶囊间紧密相连，其视场内胶囊密度要远高于有序胶囊。第二，需要额外增加胶囊的排序机构，增加了成本。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种高速无序胶囊缺陷检测系统，通过一个有效的胶囊分离与检测软硬件结合的系统实现了无序胶囊的高速检测，具有较高的现实意义。

本发明的一种高速无序胶囊缺陷检测系统，包括胶囊传动装置、图像采集与控制系统和缺陷识别系统，还包括DSP系统移植，

胶囊传动装置，采用胶囊随机排列传输的方式，在传输带前方安置震动装置，以使其被检测药品在传送带上放置平稳、不出现重叠；

图像采集系统，采用工业用摄像头的高速快门技术解决拖影问题，并采用双镜头技术，一个镜头带有红外线滤镜，另一个镜头具有过滤红外线功能，通过镜头本身的差值，运算后得出两幅完全重叠的图像，以红外图像作为边缘检测，并以此得到的边缘在另一幅可见光拍摄的图像中做外观缺陷检测，以解决不同检测光源切换的问题；

    缺陷识别系统，包括通过设置动态灰度阈值的方法将前景与背景分离，采用基于阈值的方法提取未分离的无序排序胶囊边缘；

DSP系统，主要包含图像采集模块、FPGA模块、DM642模块与存储模块这三个模块。

   优选的，所述图像采集系统中，工业用摄像头在每个新的信号之前对总线进行短期预充电，以保证有关前面像素的所有信息被清洗。所述工业用摄像头的短期预充电脉冲，用来将模拟总线短路到地，其应用范围从VGA到10Mpixel，帧率从500fps到10,000fps，数据吞吐率高达5.5Gpix/s。 

优选的，所述缺陷识别系统中采用可变三色光，以实现区分各类不同规则，不同型号的药片的效果。

 优选的，缺陷识别系统中背景与前景分离，具体方法为：

首先，在灰度图基础上，根据直方图设定边缘提取的阈值，得到二值图，再通过面积与形态滤波去除图像中的噪声，从而得到未分离的胶囊边缘；

然后，利用直线Hough变换分离构成连接边界的象素点较少、呈现出“点”状“点”连接胶囊的边缘；利用角点识别分离构成连接边界象素较多、呈现出“线”状“线”连接胶囊的边缘，逐步提取出单个的、分离的胶囊边缘。

优选的，所述缺陷识别系统中的提取未分离无序排序胶囊边缘，具体方法是：

先采用动态阈值的方法来区分图像中的一种背景色与两种胶囊色；

然后用形态学中的开、闭运算去除噪声，并割断连通区中的窄细连接；

最后，利用面积滤波法从胶囊前景中区分出不完整胶囊区、单个胶囊区、多胶囊连通区：

    采用逐步求精的方法对多胶囊连通区进行分割，先用Hough变换提取平行边，将构成连接边界的象素点较少，呈现出“点”状“点”连接的胶囊分离；再用角点识别的方法将构成连接边界象素较多，呈现出“线”状“线”连接的胶囊分离。

    优选的，所述DSP移植系统，以AD9200为图像采集A/D，以TMS320，DM642为DSP核心处理器，应用网络技术进行图像传输，并以FPGA控制输出并实现图像预处理功能。

   本发明的优点如下：

   1、无序排列胶囊高速检测：本发明解决了有序排列胶囊检测中存在吞吐量较小的问题，相对于有序排列胶囊单个视场中仅有4颗左右的吞吐量，提高至单个视场可以有30颗左右的胶囊。按照每秒60次的快门速度，每分钟可以检测大约1500颗左右的胶囊，比有序排列胶囊每分钟240颗左右的速度提高了6倍。