發(fā)布時(shí)間：2020-08-08 10:27

【摘要】：隨著人們對(duì)藥品生產(chǎn)品質(zhì)等方面要求不斷提高,對(duì)藥片生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷藥片檢測(cè)顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)主要的藥品生產(chǎn)廠商對(duì)缺陷藥品的檢測(cè)還只能在成品藥包裝后,對(duì)泡罩類可透光包裝的藥片進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)其它類藥品,特別是灌裝類藥片,只能采用人工抽檢的方式進(jìn)行估測(cè)。這樣的方式效率低下,結(jié)果可信度低,并且成本較高,難以適應(yīng)自動(dòng)化發(fā)展。隨著機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等理論研究的不斷發(fā)展,工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用中大量出現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)。本文設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺(jué)的缺陷藥片檢測(cè)原型系統(tǒng),并研究了相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù),來(lái)填補(bǔ)缺陷藥片檢測(cè)應(yīng)用中的一些空白,從而提高藥片檢測(cè)的自動(dòng)化程度。本文針對(duì)灌裝藥片生產(chǎn)的實(shí)際情況,在原有的數(shù)粒機(jī)基礎(chǔ)之上,添加了圖像采集模塊、照明系統(tǒng)等,設(shè)計(jì)了具有在線檢測(cè)功能的基于機(jī)器視覺(jué)的缺陷藥片檢測(cè)系統(tǒng)。整體方案中包括各種硬件子系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)備的選型以及照明方案設(shè)計(jì)等。分析了系統(tǒng)的整體運(yùn)行流程后,將檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟分為了兩個(gè)階段,一個(gè)是在線的目標(biāo)圖像信息獲取階段,另一個(gè)是對(duì)采集到的目標(biāo)圖像進(jìn)行檢測(cè)分析,判斷是否是缺陷藥片。本文研究了目標(biāo)獲取的各個(gè)階段的流程,在背景減除中對(duì)比分析了VIBE和PBAS算法。并在此基礎(chǔ)上根據(jù)具體情況改進(jìn)了背景減除算法,綜合上看更適用于本系統(tǒng)。然后對(duì)獲取到的前景目標(biāo)圖像利用直方圖類間方差法進(jìn)行陰影自動(dòng)去除,此時(shí)可以獲得最佳目標(biāo)掩碼。針對(duì)移動(dòng)藥片目標(biāo)中不可避免出現(xiàn)的連粘現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了兩種基于形態(tài)學(xué)思想的連粘分割方法。但是整個(gè)算法流程會(huì)使得圖像處理幀率下降,利用系統(tǒng)設(shè)備的先驗(yàn)信息,設(shè)計(jì)了圖像分塊的多線程方案和GPU加速運(yùn)行處理方案,最終可以保證在線提取目標(biāo)的實(shí)時(shí)性。最后模擬光電開(kāi)關(guān)原理,設(shè)計(jì)了利用幀間信息的藥片計(jì)數(shù)方案。通過(guò)研究感知哈希算法的原理,利用其在相似圖像上分辨的快速性,對(duì)比分析了均值哈希和DCT哈希算法原理,并進(jìn)行改進(jìn)后,得到了對(duì)缺陷藥片更具區(qū)分能力的感知哈希算法。在分類器上分別研究了支持向量機(jī)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),用以代替簡(jiǎn)單的漢明距離判別,并進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明提取的方向梯度直方圖特征對(duì)藥片表面缺陷的區(qū)分性不夠充分。在此基礎(chǔ)上采用了FasterRCNN網(wǎng)絡(luò),利用VGG16的深度卷積特征提取結(jié)構(gòu),對(duì)藥片表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)深度卷積提取的特征對(duì)表面缺陷更加具有區(qū)分性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH77;TP391.41
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑成品的藥物最終需要通過(guò)灌、封裝等方式進(jìn)行存儲(chǔ)。如圖２．２所示，藥片在逡逑生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)給料機(jī)構(gòu)將大量成品藥傾倒進(jìn)料斗中，然后料斗的閥門(mén)裝置控制逡逑藥片輸送到輸送板上的流量，同時(shí)避免藥片大量堆疊影響后期的檢測(cè)。輸送板連逡逑接著振動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制振動(dòng)幅度從而控制藥片輸送速度，過(guò)快的速度不利于藥逡逑片的檢測(cè)響應(yīng)，過(guò)慢的速度也不能達(dá)到生產(chǎn)指標(biāo)，振動(dòng)幅度因而是該生產(chǎn)過(guò)程中逡逑的重要一環(huán)。對(duì)于輸送中的藥片，在從離開(kāi)輸送板到罐裝閥門(mén)之間，通過(guò)光電開(kāi)逡逑關(guān)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，這一流程是目前絕大數(shù)藥片生產(chǎn)工藝的環(huán)節(jié)。本文介紹的藥片逡逑檢測(cè)系統(tǒng)就是改進(jìn)了這一工藝環(huán)節(jié)，通過(guò)增加視覺(jué)系統(tǒng)在計(jì)數(shù)功能的基礎(chǔ)上，對(duì)逡逑輸送的藥片進(jìn)行檢測(cè)

圖２．６左邊是正常藥片，右邊是表面缺損藥片逡逑

圖２．５左邊是正常藥片，右邊是污漬藥片逡逑

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