一種膠囊近紅外瑕疵分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及近紅外檢測領域，尤其涉及一種膠囊近紅外瑕疵分析方法。
【背景技術】
[0002]對于膠囊來說，其質量直接影響其封裝的藥品質量。為了提高藥品質量，在膠囊生產過程中對膠囊的瑕疵檢測非常重要。
[0003]然而，現有技術中，膠囊瑕疵的檢驗方式存在以下瑕疵:(I)人工檢測的方式效率低，易漏檢；(2)機械檢測的方式一般采用圖像識別的方式，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制。
[0004]為此，本發明提出了一種膠囊近紅外瑕疵分析方法，選擇使用機械檢測的方式，能夠改良現有的機械檢測方案，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生產提供重要的參考數據。

【發明內容】

[0005]為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種膠囊近紅外瑕疵分析方法，采用近紅外檢測的方式，通過自適應分割閾值的選擇模式，提高膠囊圖像分割的準確性，同時，采用計算瑕疵圖像中像素值非零的像素的數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]根據本發明的一方面，提供了一種膠囊近紅外瑕疵分析方法，該方法包括:1)提供一種膠囊近紅外瑕疵分析系統，所述分析系統包括近紅外數據采集設備、瑕疵檢測設備和ARMll處理器，所述近紅外數據采集設備用于對每顆膠囊進行近紅外圖像采集，所述瑕疵檢測設備與所述近紅外數據采集設備連接，用于基于采集的近紅外圖像提取對應的膠囊的瑕疵信息，所述ARMll處理器與所述瑕疵檢測設備連接，用于基于所述瑕疵信息確定對應的膠囊是否為瑕疵膠囊；2)使用所述分析系統來進行分析。
[0007]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統中，還包括:膠囊傳輸入口，設置在膠囊傳輸機構前方，用于將各顆膠囊逐顆推送到膠囊傳輸機構上；膠囊傳輸機構，用于逐個傳輸各顆膠囊；靜態存儲設備，用于預先存儲膠囊灰度閾值范圍，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，所述靜態存儲設備還用于預先存儲預設像素數量閾值和預設數量閾值；所述近紅外數據采集設備設置在膠囊傳輸機構前部上方，包括黑白相機和近紅外光源，近紅外光源用于對膠囊傳輸機構上的每顆膠囊進行近紅外透射，黑白相機對近紅外透射的膠囊進行成像以獲得近紅外圖像；所述瑕疵檢測設備與所述黑白相機和所述靜態存儲設備分別連接，用于接收所述近紅外圖像；所述瑕疵檢測設備包括小波濾波子設備、邊緣增強子設備、閾值選擇子設備、目標分割子設備和特征提取子設備；所述小波濾波子設備與所述黑白相機連接，用于對所述近紅外圖像執行harr小波濾波處理，以獲得濾波圖像；所述邊緣增強子設備與所述小波濾波子設備連接，用于對濾波圖像執行邊緣增強處理，以獲得增強圖像；所述閾值選擇子設備與所述靜態存儲設備和所述邊緣增強子設備分別連接，用于依次從所述膠囊灰度閾值范圍中選擇一個值作為預選灰度閾值，采用預選灰度閾值將增強圖像劃分為預選背景區域和預選目標區域，計算預選背景區域占據增強圖像的面積比例作為第一面積比，計算預選背景區域的像素平均灰度值作為第一平均灰度值，計算預選目標區域占據增強圖像的面積比例作為第二面積比，計算預選目標區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選灰度閾值作為目標灰度閾值；所述目標分割子設備與所述閾值選擇子設備連接，用于采用目標灰度閾值將增強圖像劃分為背景圖像和目標圖像；所述特征提取子設備與所述目標分割子設備連接，基于所述目標圖像提取其中的瑕疵子圖像；所述ARMll處理器與所述靜態存儲設備和所述瑕疵檢測設備分別連接，以接收所述瑕疵子圖像和所述預設像素數量閾值，計算所述瑕疵子圖像中像素值非零的像素的數量，當非零的像素的數量大于等于所述預設像素數量閾值時，發出存在瑕疵信號，否則，發出不存在瑕疵信號；剔除機構，與所述ARMll處理器連接，包括電磁閥和執行設備，所述電磁閥和所述執行設備都設置在所述近紅外數據采集設備之后，所述電磁閥在接收到所述ARMll處理器發送的存在瑕疵信號時，驅動所述執行設備剔除瑕疵膠囊；計數器，與所述ARMll處理器連接，在接收到所述ARMll處理器發送的存在瑕疵信號時，計數器的計數值加I ;供電設備，包括太陽能供電器件、市電接口、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述市電接口分別連接，根據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，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；聲光報警設備，與所述ARMll處理器連接，用于在接收到所述ARMll處理器發送的瑕疵過多信號時，進行相應的聲光報警操作；其中，所述ARMll處理器在所述計數器的計數值大于等于所述預設數量閾值時，發出瑕疵過多信號，在所述計數器的計數值小于所述預設數量閾值時，發出瑕疵可容忍信號。
[0008]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統中，所述分析系統還包括:顯示設備，與所述ARMll處理器連接，用于接收并顯示所述ARMll處理器發送的計數器的計數值和瑕疵過多信號，還用于接收所述剔除機構所確定的所述執行設備的剔除次數。
[0009]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統中:所述顯示設備為液晶顯示屏。
[0010]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統中:所述小波濾波子設備、所述邊緣增強子設備、所述閾值選擇子設備、所述目標分割子設備和所述特征提取子設備分別采用不同的FPGA芯片來實現。
[0011]更具體地，在所述膠囊近紅外瑕疵分析系統中:將所述小波濾波子設備、所述邊緣增強子設備、所述閾值選擇子設備、所述目標分割子設備和所述特征提取子設備集成在一塊集成電路板上。
【附圖說明】
[0012]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據本發明實施方案示出的膠囊近紅外瑕疵分析系統的結構方框圖。
[0014]附圖標記:1近紅外數據采集設備；2瑕疵檢測設備；3ARM11處理器
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發明的膠囊近紅外瑕疵分析系統的實施方案進行詳細說明。
[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，現有技術中缺乏有效的分割閾值和瑕疵特征，導致膠囊檢測的精度受到較大影響。
[0017]為了克服上述不足，本發明搭建了一種膠囊近紅外瑕疵分析系統，采用近紅外的檢測模式、流水線的膠囊傳送機構、自動剔除機構以及自適應的分割閾值，同時，基于瑕疵圖像的像素數確定膠囊是否存在瑕疵，從而有效解決上述問題。
[0018]圖1為根據本發明實施方案示出的膠囊近紅外瑕疵分析系統的結構方框圖，所述分析系統包括近紅外數據采集設備、瑕疵檢測設備和ARMll處理器，所述近紅外數據采集設備用于對每顆膠囊進行近紅外圖像采集，所述瑕疵檢測設備與所述近紅外數據采集設備連接，用于基于采集的近紅外圖像提取對應的膠囊的瑕疵信息，所述ARMll處理器與所述瑕疵檢測設備連接，用于基于所述瑕疵信息確定對應的膠囊是否為瑕疵膠囊。
[0019]接著，繼續對本發明的膠囊近紅外瑕疵分析系統的具體結構進行進一步的說明。
[0020]所述分析系統還包括:膠囊傳輸入口，設置在膠囊傳輸機構前方，用于將各顆膠囊逐顆推送到膠囊傳輸機構上。
[0021]所述分析系統還包括:膠囊傳輸機構，用于逐個傳輸各顆膠囊。
[0022]所述分析系統還包括:靜態存儲設備，用于預先存儲膠囊灰度閾值范圍，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，所述靜態存儲設備還用于預先存儲預設像素數量閾值和預設數量閾值。
[0023]所述近紅外數據采集設備設置在膠囊傳輸機構前部上方，包括黑白相機和近紅外光源，近紅外光源用于對膠囊傳輸機構上的每顆膠囊進行近紅外透射，黑白相機對近紅外透射的膠囊進行成像以獲得近紅外圖像。
[0024]所述瑕疵檢測設備與所述黑白相機和所述靜態存儲設備分別連接，用于接收所述近紅外圖像；所述瑕疵檢測設備包括小波濾波子設備、邊緣增強子設備、閾值選擇子設備、目標分割子設備和特征提取子設備。
[0025]所述小波濾波子設備與所述黑白相機連接，用于對所述近紅外圖像執行harr小波濾波處理，以獲得濾波圖像；所述邊緣增強子設備與所述小波濾波子設備連接，用于對濾波圖像執行邊緣增強處理，以獲得增強圖像。
[0026]所述閾值選擇子設備與所述靜態存儲設備和所述邊緣增強子設備分別連接，用于依次從所述膠囊灰度閾值范圍中選擇一個值作為預選灰度閾值，采用預選灰度閾值將增強圖像劃分為預選背景區域和預選目標區域，計算預選背景區域占據增強圖像的面積比例作為第一面積比，計算預選背景區域的像素平均灰度值作為第一平均灰度值，計算預選目標區域占據增強圖像的面積比例作為第二面積比，計算預選目標區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選灰度閾值作為目標灰度閾值。
[0027]所述目標分割子設備與所述閾值選擇子設備連接，用于采用目標灰度閾值將增強圖像劃分為背景圖像和目標圖像；所述特征提取子設備與所述目標分割子設備連接，基于所述目標圖像提取其中的瑕疵子圖像。
[0028]所述ARMll處理器與所述靜態存儲設備和所述瑕疵檢測設備分別連接，以接收所述瑕疵子圖像和所述預設像素數量閾值，計算所述瑕疵子圖像中像素值非零的像素的數量，當非零的像素的數量大于等于所述預設像素數量閾值時，發出存在瑕疵信號，否則，發出不存在瑕疵信號。
[0029]所述分析系統還包括:剔除機構，與所述ARMll處理器連接，包括電磁閥和執行設備，所述電磁閥和所述執行設備都設置在所述近紅外數據采集設備之后，所述電磁閥在接收到所述ARMll處理器發送的存在瑕疵信號時，驅動所述執行設備剔除瑕疵膠囊。
[0030]所述分析系統還包括:計數器，與所述ARMll處理器連接，在接收到所述ARMll處理器發送的存