膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及近紅外檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于膠囊來說，其質(zhì)量直接影響其封裝的藥品質(zhì)量。為了提高藥品質(zhì)量，在膠囊生產(chǎn)過程中對(duì)膠囊的瑕疵檢測非常重要。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，膠囊瑕疵的檢驗(yàn)方式存在以下瑕疵:(I)人工檢測的方式效率低，易漏檢；(2)機(jī)械檢測的方式一般采用圖像識(shí)別的方式，然而其膠囊分割所用的閾值選擇困難，缺乏有效的膠囊瑕疵檢測機(jī)制。
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)，選擇使用機(jī)械檢測的方式，能夠改良現(xiàn)有的機(jī)械檢測方案，提高膠囊圖像分割和膠囊瑕疵檢測的精度，從而為膠囊廠家的后續(xù)生產(chǎn)提供重要的參考數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)，采用近紅外檢測的方式，通過自適應(yīng)分割閾值的選擇模式，提高膠囊圖像分割的準(zhǔn)確性，同時(shí)，采用計(jì)算瑕疵圖像中像素值非零的像素的數(shù)量來確定膠囊是否存在瑕疵，保證了膠囊瑕疵分析的可靠性。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備、瑕疵檢測設(shè)備和ARMll處理器，所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備用于對(duì)每顆膠囊進(jìn)行近紅外圖像采集，所述瑕疵檢測設(shè)備與所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，用于基于采集的近紅外圖像提取對(duì)應(yīng)的膠囊的瑕疵信息，所述ARMlI處理器與所述瑕疵檢測設(shè)備連接，用于基于所述瑕疵信息確定對(duì)應(yīng)的膠囊是否為瑕疵膠囊。
[0007]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)中，還包括:膠囊傳輸入口，設(shè)置在膠囊傳輸機(jī)構(gòu)前方，用于將各顆膠囊逐顆推送到膠囊傳輸機(jī)構(gòu)上；膠囊傳輸機(jī)構(gòu)，用于逐個(gè)傳輸各顆膠囊；靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，用于預(yù)先存儲(chǔ)膠囊灰度閾值范圍，所述膠囊灰度閾值范圍中的所有瑕疵灰度閾值都取值在0-255之間，所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備還用于預(yù)先存儲(chǔ)預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值和預(yù)設(shè)數(shù)量閾值；所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備設(shè)置在膠囊傳輸機(jī)構(gòu)前部上方，包括黑白相機(jī)和近紅外光源，近紅外光源用于對(duì)膠囊傳輸機(jī)構(gòu)上的每顆膠囊進(jìn)行近紅外透射，黑白相機(jī)對(duì)近紅外透射的膠囊進(jìn)行成像以獲得近紅外圖像；所述瑕疵檢測設(shè)備與所述黑白相機(jī)和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于接收所述近紅外圖像；所述瑕疵檢測設(shè)備包括小波濾波子設(shè)備、邊緣增強(qiáng)子設(shè)備、閾值選擇子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和特征提取子設(shè)備；所述小波濾波子設(shè)備與所述黑白相機(jī)連接，用于對(duì)所述近紅外圖像執(zhí)行harr小波濾波處理，以獲得濾波圖像；所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備與所述小波濾波子設(shè)備連接，用于對(duì)濾波圖像執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理，以獲得增強(qiáng)圖像；所述閾值選擇子設(shè)備與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備分別連接，用于依次從所述膠囊灰度閾值范圍中選擇一個(gè)值作為預(yù)選灰度閾值，采用預(yù)選灰度閾值將增強(qiáng)圖像劃分為預(yù)選背景區(qū)域和預(yù)選目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域占據(jù)增強(qiáng)圖像的面積比例作為第一面積比，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域的像素平均灰度值作為第一平均灰度值，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域占據(jù)增強(qiáng)圖像的面積比例作為第二面積比，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域的像素平均灰度值作為第二平均灰度值，將第一平均灰度值減去第二平均灰度值，獲得的差的平方乘以第一面積比和第二面積比，獲得的乘積作為閾值乘積，選擇閾值乘積最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值；所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述閾值選擇子設(shè)備連接，用于采用目標(biāo)灰度閾值將增強(qiáng)圖像劃分為背景圖像和目標(biāo)圖像；所述特征提取子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接，基于所述目標(biāo)圖像提取其中的瑕疵子圖像；所述ARMll處理器與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述瑕疵檢測設(shè)備分別連接，以接收所述瑕疵子圖像和所述預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值，計(jì)算所述瑕疵子圖像中像素值非零的像素的數(shù)量，當(dāng)非零的像素的數(shù)量大于等于所述預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，發(fā)出存在瑕疵信號(hào)，否則，發(fā)出不存在瑕疵信號(hào)；剔除機(jī)構(gòu)，與所述ARMll處理器連接，包括電磁閥和執(zhí)行設(shè)備，所述電磁閥和所述執(zhí)行設(shè)備都設(shè)置在所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備之后，所述電磁閥在接收到所述ARMll處理器發(fā)送的存在瑕疵信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行設(shè)備剔除瑕疵膠囊；計(jì)數(shù)器，與所述ARMll處理器連接，在接收到所述ARMll處理器發(fā)送的存在瑕疵信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加I ;供電設(shè)備，包括太陽能供電器件、市電接口、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽能供電器件和所述市電接口分別連接，根據(jù)市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；聲光報(bào)警設(shè)備，與所述ARMll處理器連接，用于在接收到所述ARMll處理器發(fā)送的瑕疵過多信號(hào)時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的聲光報(bào)警操作；其中，所述ARMll處理器在所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值大于等于所述預(yù)設(shè)數(shù)量閾值時(shí)，發(fā)出瑕疵過多信號(hào)，在所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值小于所述預(yù)設(shè)數(shù)量閾值時(shí)，發(fā)出瑕疵可容忍信號(hào)。
[0008]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)中，所述分析系統(tǒng)還包括:顯示設(shè)備，與所述ARMll處理器連接，用于接收并顯示所述ARMll處理器發(fā)送的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和瑕疵過多信號(hào)，還用于接收所述剔除機(jī)構(gòu)所確定的所述執(zhí)行設(shè)備的剔除次數(shù)。
[0009]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)中:所述顯示設(shè)備為液晶顯示屏。
[0010]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)中:所述小波濾波子設(shè)備、所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備、所述閾值選擇子設(shè)備、所述目標(biāo)分割子設(shè)備和所述特征提取子設(shè)備分別采用不同的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0011]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)中:將所述小波濾波子設(shè)備、所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備、所述閾值選擇子設(shè)備、所述目標(biāo)分割子設(shè)備和所述特征提取子設(shè)備集成在一塊集成電路板上。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標(biāo)記:1近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備；2瑕疵檢測設(shè)備；3ARM11處理器
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]目前的膠囊檢測一般采用圖像分析的手段，首先將膠囊從背景處分割，隨后從膠囊處提取瑕疵特征，基于膠囊的瑕疵特征確定膠囊是否存在瑕疵。然而，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏有效的分割閾值和瑕疵特征，導(dǎo)致膠囊檢測的精度受到較大影響。
[0017]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)，采用近紅外的檢測模式、流水線的膠囊傳送機(jī)構(gòu)、自動(dòng)剔除機(jī)構(gòu)以及自適應(yīng)的分割閾值，同時(shí)，基于瑕疵圖像的像素?cái)?shù)確定膠囊是否存在瑕疵，從而有效解決上述問題。
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述分析系統(tǒng)包括近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備、瑕疵檢測設(shè)備和ARMll處理器，所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備用于對(duì)每顆膠囊進(jìn)行近紅外圖像采集，所述瑕疵檢測設(shè)備與所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接，用于基于采集的近紅外圖像提取對(duì)應(yīng)的膠囊的瑕疵信息，所述ARMll處理器與所述瑕疵檢測設(shè)備連接，用于基于所述瑕疵信息確定對(duì)應(yīng)的膠囊是否為瑕疵膠囊。
[0019]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的膠囊近紅外瑕疵分析系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0020]所述分析系統(tǒng)還包括:膠囊傳輸入口，設(shè)置在膠囊傳輸機(jī)構(gòu)前方，用于將各顆膠囊逐顆推送到膠囊傳輸機(jī)構(gòu)上。
[0021]所述分析系統(tǒng)還包括:膠囊傳輸機(jī)構(gòu)，用于逐個(gè)傳輸各顆膠囊。
[0022]所述分析系統(tǒng)還包括:靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，用于預(yù)先存儲(chǔ)膠囊灰度閾值范圍，所述膠囊灰度閾值范圍中的所有瑕疵灰度閾值都取值在0-255之間，所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備還用于預(yù)先存儲(chǔ)預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值和預(yù)設(shè)數(shù)量閾值。
[0023]所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備設(shè)置在膠囊傳輸機(jī)構(gòu)前部上方，包括黑白相機(jī)和近紅外光源，近紅外光源用于對(duì)膠囊傳輸機(jī)構(gòu)上的每顆膠囊進(jìn)行近紅外透射，黑白相機(jī)對(duì)近紅外透射的膠囊進(jìn)行成像以獲得近紅外圖像。
[0024]所述瑕疵檢測設(shè)備與所述黑白相機(jī)和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于接收所述近紅外圖像；所述瑕疵檢測設(shè)備包括小波濾波子設(shè)備、邊緣增強(qiáng)子設(shè)備、閾值選擇子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和特征提取子設(shè)備。
[0025]所述小波濾波子設(shè)備與所述黑白相機(jī)連接，用于對(duì)所述近紅外圖像執(zhí)行harr小波濾波處理，以獲得濾波圖像；所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備與所述小波濾波子設(shè)備連接，用于對(duì)濾波圖像執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理，以獲得增強(qiáng)圖像。
[0026]所述閾值選擇子設(shè)備與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備分別連接，用于依次從所述膠囊灰度閾值范圍中選擇一個(gè)值作為預(yù)選灰度閾值，采用預(yù)選灰度閾值將增強(qiáng)圖像劃分為預(yù)選背景區(qū)域和預(yù)選目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域占據(jù)增強(qiáng)圖像的面積比例作為第一面積比，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域的像素平均灰度值作為第一平均灰度值，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域占據(jù)增強(qiáng)圖像的面積比例作為第二面積比，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域的像素平均灰度值作為第二平均灰度值，將第一平均灰度值減去第二平均灰度值，獲得的差的平方乘以第一面積比和第二面積比，獲得的乘積作為閾值乘積，選擇閾值乘積最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值。
[0027]所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述閾值選擇子設(shè)備連接，用于采用目標(biāo)灰度閾值將增強(qiáng)圖像劃分為背景圖像和目標(biāo)圖像；所述特征提取子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接，基于所述目標(biāo)圖像提取其中的瑕疵子圖像。
[0028]所述ARMll處理器與所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述瑕疵檢測設(shè)備分別連接，以接收所述瑕疵子圖像和所述預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值，計(jì)算所述瑕疵子圖像中像素值非零的像素的數(shù)量，當(dāng)非零的像素的數(shù)量大于等于所述預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，發(fā)出存在瑕疵信號(hào)，否則，發(fā)出不存在瑕疵信號(hào)。
[0029]所述分析系統(tǒng)還包括:剔除機(jī)構(gòu)，與所述ARMll處理器連接，包括電磁閥和執(zhí)行設(shè)備，所述電磁閥和所述執(zhí)行設(shè)備都設(shè)置在所述近紅外數(shù)據(jù)采集設(shè)備之后，所述電磁閥在接收到所述ARMll處理器發(fā)送的存在瑕疵信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行設(shè)備剔除瑕疵膠囊。
[0030]所述分析系統(tǒng)還包括:計(jì)數(shù)器，與所述ARMll處理器連接，在接收到所述ARMll處理器發(fā)送的