藥品的安全關(guān)系每個(gè)人的健康。對(duì)于藥品，人們除了關(guān)注療效之外，出廠前針對(duì)藥品表面缺陷檢測(cè)也是不可或缺的一環(huán)。針對(duì)藥品檢測(cè)，藥廠通常使用人工抽樣檢測(cè)，這種檢測(cè)方法不僅成本高、效率低、在檢測(cè)過程中還有很強(qiáng)的主觀性和隨機(jī)性，無法滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)憑借其自動(dòng)化程度高、成本低、效率高等特點(diǎn)，基于機(jī)器視覺的藥片缺陷檢測(cè)將成為一種趨勢(shì)。

1.藥片缺陷的分類

 完整性

檢查藥片是否存在殘缺、不完整；

 外觀

藥片外觀有劃傷，磨損；

 污染

藥片被其他東西污染，或是藥片沾染污染物。常見為藥片表面有污漬（稱為藥片污漬）；

 字符無法識(shí)別

在藥品中通常表面為模糊或字符被劃傷破壞。

2.藥片缺陷檢測(cè)的挑戰(zhàn)

機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)在藥品檢測(cè)應(yīng)用初期，通常采用多臺(tái)相機(jī)同步拍攝，獲取藥片表面信息，這時(shí)就會(huì)存在一個(gè)問題，如果采用一個(gè)圖像處理系統(tǒng)，會(huì)引發(fā)圖像拼接等造成的時(shí)間復(fù)雜度大、精度差等問題。

常見的圖像灰度均衡方法是基于單個(gè)像素或鄰域像素的方法對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，不易提取藥片的劃痕特征。藥片劃痕區(qū)域小、面積小、劃痕淺，相對(duì)于藥片表面，其景深差距較小，因此不容易提取其劃痕缺陷特征。常見的邊緣分割、閾值分割都基于區(qū)域或基于閾值的圖像分割方法，其可以提取圖像中較明顯的目標(biāo)物，無法分離圖像的劃痕特征。

3.藥片缺陷檢測(cè)系統(tǒng)基本要求 

1、藥片缺陷檢測(cè)的軟硬件結(jié)構(gòu)，要符合現(xiàn)場(chǎng)工作的要求；

2、一套圖像采集裝置能勝任各種常見的藥片缺陷的檢測(cè)；

3、圖像處理軟件能分析藥片缺陷特征并進(jìn)行分類；

4、精度的要求：0.1mm；速度的要求：大于20個(gè)/s；識(shí)別率：>=95%。

4.藥片檢測(cè)工藝流程

待檢測(cè)的藥片裝入料斗，經(jīng)過藥片排列裝置將藥片排成一列，隨皮帶移動(dòng)；當(dāng)藥片進(jìn)入圖像采集裝置的視野范圍時(shí)，觸發(fā)圖像采集裝置，采集藥片圖像；將采集的藥片圖像傳輸?shù)綀D像處理裝置，對(duì)采集的藥片圖像進(jìn)行分析處理，判別藥片是否有缺陷；將不合格藥片采用剔除裝置將其分別裝入到相應(yīng)的廢品收集器中；由于長(zhǎng)期傳送藥片，傳送帶上殘留太多藥片灰塵時(shí)，啟用清潔裝置，及時(shí)清潔傳送帶；

完成單面藥品圖像獲取之后，通過翻滾型的藥片翻轉(zhuǎn)裝置，翻轉(zhuǎn)藥片的上下表面，采用圖像采集裝置采集藥片下表面圖像信息，然后使用圖像處理裝置分析處理藥片圖像，并及時(shí)將不合格藥片剔除。

圖像采集裝置

藥片常見的缺陷有碎片、污漬、劃傷等，其均屬于藥片表面缺陷宜選用環(huán)形LED光源正面照射。

劃痕、字符等信息，相對(duì)于藥片表面來說，景深差距較小，因此相機(jī)的靈敏度是本系統(tǒng)首要考慮的因素。其次，為了便于后續(xù)圖像的分析處理，本系統(tǒng)應(yīng)該選擇噪聲點(diǎn)較小相機(jī)。最后，實(shí)時(shí)性好和精度高是本藥片檢測(cè)系統(tǒng)的首要要求。

鏡頭的焦距是鏡頭的一個(gè)重要的參數(shù)，能反映鏡頭成像后分辨細(xì)節(jié)的能力，它主要受到衍射和像差的影響。光圈減小，衍射較重，分辨率下降，但是像差也會(huì)減??；與此同時(shí)，光圈減少可以加大景深。

圖像采集和預(yù)處理

1、圖像灰度不均衡

藥品表面是一個(gè)曲度，邊緣藥片的灰度值會(huì)明顯低于中心藥片的灰度值。通過基于二維高斯曲面擬合灰度補(bǔ)償預(yù)處理算法，對(duì)圖像灰度進(jìn)行修正。

2、冗余信息過多

為了準(zhǔn)確地提取藥片缺陷特征，需要從藥片圖像中分離出藥片信息，其中要求得到的藥片信息包含藥片缺陷可能存在的任何區(qū)域，同時(shí)盡可能地減少藥片信息的冗余。采用OSTU雙邊閾值分割法對(duì)藥片圖像進(jìn)行預(yù)分割。

3、圖像邊緣修正

經(jīng)過OSTU雙閾值處理后，可以準(zhǔn)確分離出藥片信息，包括藥片上表面信息和藥片側(cè)面邊緣信息。與此同時(shí)，藥片圖像的邊緣藥片處出現(xiàn)了假邊緣，通過形態(tài)學(xué)方法去除圖像的假邊緣。

4、圖像分割

在分析藥片缺陷信息前，需準(zhǔn)確地提取并分離出藥片缺陷信息，但在實(shí)際檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)，藥片的特征和表面的灰度差別小、景深小、存在模糊信息，通過采用基于模糊理論的圖像分割算法提取藥片的缺陷信息。

藥片缺陷特征識(shí)別

目前常見的特征有幾何特征、灰度特征、紋理特征等。藥片圖像可能因?yàn)楣庠吹挠绊?，可能因?yàn)橄鄼C(jī)曝光的原因，導(dǎo)致圖像的灰度值信息發(fā)生改變，因此不可以選擇圖像的灰度特征；藥片圖像的灰度信息不存在明顯的規(guī)律性信息，因此不可以選擇圖像的紋理信息；由于藥片的幾何特征是相對(duì)確定量，因此選擇藥片的幾何特征，如圓形度和凸包。凸包是一個(gè)圖形學(xué)概念。給定二維平面上的點(diǎn)集，凸包就是將最外層的點(diǎn)連接起來構(gòu)成的凸多邊形，它能包含點(diǎn)集中所有點(diǎn)的。