摘 要

胶囊是我们日常生活中常见的一类药物，本文就是通过对胶囊生产中产品质量的检测提出了一种基于Labview和Matlab的胶囊缺陷检测软件，使其通过硬件系统的配合采集图像，实现对生产线上的空心胶囊柱面以及两个端面的表面质量进行全面的检测。

在本次设计中通过Matlab对空心胶囊缺陷检测的算法进行研究，并利用Labview进行软件整体流程及界面的设计。关于空心胶囊缺陷检测算法，本文主要对胶囊噪声滤波、图像分割、边缘检测以及特征提取及缺陷检测四个方面进行分析与研究。并且在本次设计中通过Labview实现了对胶囊图像的采集处理及结果显示。

经过测试本文中所提出的胶囊缺陷检测软件基本可以实现对胶囊孔洞、超长、超短、瘪壳等缺陷的检测与识别。

关键词：计算机视觉；胶囊检测；图像处理；边缘检测

Abstract

Capsule is a kind of drug is common in our daily life, this paper is through detection of capsule production product quality put forward a based on LabVIEW and MATLAB capsule defect detection software to the hardware system with image acquisition to achieve comprehensive detection of the production line of hollow capsule cylindrical and two face surface quality.

In this design through the Matlab to the hollow capsule defect detection algorithm research, and the use of Labview to carry out the overall process of the software and the design of the interface. In this paper, we mainly analyze and study the four aspects of capsule noise filtering, image segmentation, edge detection, feature extraction and defect detection. And in this design through the Labview to achieve the capsule image acquisition and processing and the results show that.

After testing the capsule defect detection software in this paper can realize the detection and recognition of the defects such as hole, long, short and flat shell.

Key Words：computer vision；capsule detection；image processing；edge detection

目 录

第1章 绪论 1

1.1 胶囊缺陷检测的研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 胶囊尺寸标准与结构简介 2

1.4 本文主要内容及结构安排 3

第2章 胶囊缺陷检测系统设计 5

2.1 胶囊缺陷检测系统流程图及总体设计方案 5

2.2 胶囊质量检测系统软件界面设计 5

2.3 摄像头选择缺陷胶囊剔除方法设计 6

2.4 缺陷胶囊剔除方法设计 7

第3章 图像处理算法研究 8

3.1 滤波算法的研究 8

3.1.1 噪声来源 8

3.1.2 滤波算法 9

3.1.3 锐化处理 10

3.2 分割算法的研究 10

3.3 边缘检测算法的研究 11

3.4 胶囊尺寸检测 11

第4章 胶囊质量检测系统测试 14

4.1 Labview上位机软件设计 14

4.2 调用matlab算法的方法 14

4.3 Matlab胶囊检测算法演示 15

4.4 系统环境与经济性分析 17

第5章 总结与展望 18

5.1 空心胶囊检测研究总结 18

5.2 空心胶囊检测工作展望 18

参考文献 19

致谢 20

第1章 绪论

1.1 胶囊缺陷检测的研究背景及意义

胶囊是我们生活中很重要的一种药品，胶囊的质量不仅影响其所填药品的质量，更会影响患者服用时的效果并对身体健康产生危害。直观来说胶囊缺陷的存在会直接影响药品的疗效与档次。比如，过长或过短的缺陷胶囊容易引起用药剂量的过量或不足；有孔洞的缺陷胶囊易造成药品在服用和消化吸收过程中的泄漏和提早释放，如胃溶型和肠溶型的胶囊若不在正确的人体部位内释放药物，则影响药效的发挥，甚至引起不良反应。因此，对生产的进行胶囊的缺陷检测及分类是非常必要的，同时也是整个胶囊生产环节中不可或缺的一部分。因此研究在生产中将有缺陷的胶囊识别并剔除出来具有很大的经济效益及社会效益。

目前国内外生产厂家的工业化程度不断提升，厂家也都非常需要一种好用的胶囊缺陷检测系统来代替目前日益高涨的人工支出。在胶囊的外观缺陷检测方面国内外基本都还处于起步阶段，现有的胶囊质量检测仪器成本非常高，而且功能并不完备。

随着科技的不断发展，对于空心胶囊的外观缺陷检测有了很多新的技术可以应用。计算机视觉检测技术就是对胶囊进行外观缺陷检测的一个很好的工具。通过计算机视觉技术和图像处理技术对胶囊进行缺陷检测可以使胶囊生产的工业自动化水平得到质的提升，同时也可以摆脱人工视觉检测的诸多缺陷，使胶囊的生产成本有效得到降低。因此研发一种基于计算机视觉处理的胶囊检测系统具有很大的经济效益及实用性，市场前景也十分广阔。

1.2 国内外研究现状

科技的发展带来产业的进步，随着计算机视觉技术在医药领域的不断应用，传统的人工分拣胶囊的方法也慢慢的被淘汰。由于新技术的推进带来了很大的效益，国内外的学者也开始关注并在空心胶囊外观质量检测方面取得很大进展。尤其是理论方面的研究对后续胶囊质量的发展研究奠定了厚实的基础。

国外在胶囊检测方面的研究可以说比国内早，英国CI公司设计的SADE SP胶囊分拣机已经可以对胶囊进行排序，并且可以达到很高的称重精度。另外美国MOCOM设计的快速胶囊称重分拣系统功能也很先进和完备，它可以对胶囊进行快速检测，并对胶囊的外观质量进行判断，将存在外观缺陷的胶囊剔除。此外国外学者在胶囊的缺陷识别方面也做了很多研究，比如Karloff等人研究的利用USB2.0相机及基于FPGA的外围设备而设计的系统，可以采集高质量的图像并降低医用胶囊 检测的成本。Islam等人对基于边缘技术的图像分割方法进行胶囊缺陷检测的研究，有效的提高了胶囊检测的效率和精度。

国内的学者虽然起步晚些但是在胶囊质量检测方面也取得了一定的成就。我校08级研究生王军海学长设计了一套基于DSP和FPGA的胶囊质量检测系统，该系统利用直方图分割技术并通过计算目标图象的面积、方差和均值来判断胶囊是否存在缺陷。11年吴德等人利用数字图像处理技术设计了一套胶囊外观缺陷检测系统，它的检测速度可以达到75000粒/小时，但是系统也存在一定缺陷，就是它无法保证采集到的胶囊图像完整的检测了胶囊的全身。13年时王娟等人设计了一套基于胶囊红外图像对胶囊进行缺陷检测的方法，在这套方法里它结合运用了BP神经网络以及边缘检测算子对胶囊质量进行检测，经过验证它的识别准确率可以达到95%以上而且误判率仅为1.6%。