一种中药口服液瓶中可见异物检测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种中药口服液瓶中可见异物检测系统及方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，市场上中药口服液的种类和数量增长迅速。由于中药口服液特有的工艺 W及生产车间一些不可控因素，中药口服液的澄明度问题一直困扰着厂家。对于中药口服 液的可见异物检测环节也越来越受到人们的关注。国家药典2010规定注射剂中含有异物 的粒径或长度大于50ym就视为不合格，所W对于可见异物的检测针对的也是那些尺寸大 于50ym的异物颗粒W。现在国内大多数厂家采用的都是人工灯检：即在黑色背景下，W强 光为光源，灯检工完全依靠手工和肉眼逐瓶进行检查。运种检查具有人眼损伤大，检测标准 不统一，检测结果不稳定，漏检率高，检测速度慢等缺点W。因此国内厂家也希望能有满足 要求的自动灯检设备出现，提升生产力和检测的准确度。
[0003] 直接引进国外成熟的药检设备，耗资昂贵，而且由于中药口服液与一般的透明输 液在特性上和生产工艺上都有所不同，使用达不到较好的检测效果。国内在中药口服液自 动灯检的研究方面目前相对较少，主要的还是针对大输液等透明药剂的可见异物检测自动 化研究，采用的方法大部分都是基于机器视觉的可见异物检测方法S3。已有的一些研究也 主要是用检测大输液瓶类似的方法直接用来检测中药口服液?，还有的主要是更改为其他 波长的光源来更好地透过玻璃瓶，没很好地解决成像运个问题。口服液瓶相比于大输液瓶， 其形状细长，若每次只对一个药瓶进行拍照检测，没有充分利用每次拍照的相机像素，速度 慢，较难满足生产线高速检测要求；另一方面，直接对口服液瓶进行照射，边缘不容易很好 地透过。因此本发明首先对药瓶的成像方面进行研究和多次试验，采用漫反射型的L邸红 色面光源对药瓶进行照明。考虑到中药口服液瓶相比于一般大输液瓶直径小的特点，在药 瓶顶端加一个能进行漫反射光的金属盖子，运样一来就能多角度多方向地对中药口服液瓶 进行照明，实验表明能得到更清晰的图像；同时采取并行对多个药瓶（实验时是W同时对 =个为例）进行检测的方法，每张图片拍多个药瓶，充分利用相机视场，大大加快了检测速 度。国内的许多输液可见异物检测研究都集中于图像处理运个步骤，力求设计更优的算法 来更好地识别异物和提高检测精度nW。究其原因就是可见异物目标很小，与气泡等噪声容 易混淆，且与背景灰度值接近等。所W不少研究人员在异物识别方面进行了研究，如基于支 持向量机的异物分类法、人工免疫算法、网络神经算法等。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出了一个能应用于高速生产线的多瓶 中药口服液并行检测系统，该系统也能应用于其它液体试剂特别是细长型的液体试剂如安 飯瓶等的可见异物检测。该系统采用漫反射性的L邸红色背部面光源，在口服液瓶放置的 位置上面加一个反光板，因此相当于能多方向多角度地对中药口服液瓶进行照射，运对于 直径小的深色口服液瓶能得到更加完整且更加清晰的像。 阳〇化]本发明图像处理阶段将每张图片中的多个药瓶区分开来，分别同时进行处理分 析。图像处理上，首先直接对连续采集的两张图片进行差分，接着再用事先拟合好的阔值对 其进行二值化，最后再对其进行形态学膨胀，从而来判断其是否含有异物。
[0006] 一种中药口服液瓶中可见异物检测系统，包括机械模块、成像模块W及图像处理 模块，中药口服液瓶竖直放置在机械模块的工位上，成像模块设置在工位背面，所述机械模 块和成像模块均与图像处理模块相连；
[0007] 所述机械模块上设置有光电传感器，图像处理模块依据光电传感器采集的信号触 发成像模块进行拍照；
[0008] 其中，成像模块包括漫反射型L邸面光源、反光板及CCD相机；
[0009] 所述漫反射型L邸面光源设置在中药口服液瓶的背面，所述反光板设置于中药口 服液瓶正上方，所述CCD相机设置于中药口服液瓶的正前方。
[0010] 所述漫反射型L邸面光源与中药口服液瓶之间的距离不超过60mm。
[0011] 所述漫反射型L邸面光源为CST视觉光源的P-HFL-100-100-R型号红色面光源。
[0012] 所述机械模块上的光电传感器为美国邦纳QS18EN6LP光电传感器。
[0013] 所述反光板的大小至少能覆盖=个中药口服液瓶。
[0014] 一种中药口服液瓶中可见异物检测方法，采用所述一种中药口服液瓶中可见异物 检测系统，包括W下步骤：
[0015] 步骤1 :利用光电传感器检测到连续通过=个中药口服液瓶时，发出拍照触发信 号，连续获取两张包含=个中药口服液瓶的待检测图像；
[0016] 步骤2:对两张待检测图像进行差分处理得到差分图像；
[0017] 步骤3 :对差分图像进行中值滤波，得到增强图像；
[0018] 步骤4 :对增强图像进行二值化操作，得到二值化图像；
[0019] 步骤5对二值化图像进行膨胀处理，合并空桐得到目标图像；
[0020] 步骤6:依据已知的异物成像大小对目标图像中的目标大小进行判断，进行异物 检测；
[0021] 步骤7:利用异物所在整张图像中位置对比预先获取的单个中药口服液瓶图像在 整张图像中的位置参数，得到单个中药口服液瓶是否包含异物及异物所在单个中药口服液 瓶图像中的位置，完成异物检测。
[0022] 所述步骤4中进行二值化操作所使用的阔值是通过采用自适应阔值法对多个已 知有无异物的中药口服液瓶的差分灰度值图像进行数值统计获得。
[0023] 当药液内有可见异物颗粒时则会对光进行遮挡，反射，衍射，或者折射，在图片上 形成亮度较暗的小斑。由于液体药剂中可见异物在成像平面上仅占几个至几十个像素，没 有明显的形状、纹理等特征可W利用，运种空间特性使得传统的利用目标大小、形状W及特 性的图像处理技术无法应用，不能够从单帖图像中检测到目标，必须采用基于目标运动特 征的序列图像处理方法。目前应用较多的是隔帖二次差分与能量累积相结合的方法0' 4'n。 运种方法增强了异物灰度值，但同时也增大了噪声。
[0024] 本发明采用的是连续的两帖进行相减，有效避免噪声。 阳〇2引有益效果
[00%] 本发明提出了一种中药口服液瓶中可见异物检测系统，包括机械模块、成像模块 w及图像处理模块，中药口服液瓶竖直放置在机械模块的工位上，成像模块设置在工位背 面，所述机械模块和成像模块均与图像处理模块相连；所述机械模块上设置有光电传感器， 图像处理模块依据光电传感器采集的信号触发成像模块进行拍照；其中，成像模块包括漫 反射型L邸面光源、反光板及CCD相机；所述漫反射型L邸面光源设置在中药口服液瓶的 背面，所述反光板设置于中药口服液瓶正上方，所述CCD相机设置于中药口服液瓶的正前 方。该系统为了能更好地满足生产线上高速检测要求，提出在一个视场上拍多个口服液瓶， 同时对多个口服液瓶进行可见异物检测。由于目标异物像素少，且其灰度值与噪声灰度值 相差较小，直接用otsu等经典阔值划分方法得到的结果不理想，同时每个口服液瓶所成图 像的灰度值分布接近，故采用对多个已知有无异物的口服液瓶的差分灰度值图像进行统计 分析拟合出一个合适的阔值。本发明中的图像处理是先对两帖图像进行差分，接着对其用 中值滤波方法进行图像增强。然后利用事先模拟出来的阔值对图像进行二值化处理，再对 二值图像进行形态学膨胀来合并目标异物内的孔桐，最后再根据目标大小判别其是否为异 物。该系统改善了成像光路，并且可W每次并行检测多瓶中药口服液，提高了检测速度，能 更好地实现生产线上的高速检测，而且该系统也能应用于其它澄清液体试剂如安飯瓶中液 体的可见异物检测。
【附图说明】
[0027]图1为本发明所述系统的结构示意图； 阳02引图2为中药口服液瓶成像示意图，其中，（a)为光源距离中药口服液瓶50mm，化） 为光源距离中药口服液瓶67mm，（C)为光源距离中药口服液瓶100mm;
[0029] 图3为本发明所述阔值拟合操作示意图；
[0030] 图4为本发明所述可见异物检测算法流程示意图；
[0031] 图5为应用本发明进行异物检测的结果示意图，其中，（a)为前一帖图像，化）为后 一帖图像。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
[003引如图1所示，一种中药口服液瓶中可见异物检测系统，包括机械模块、成像模块W及图像处理模块，中药口服液瓶竖直放置在机械模块的工位上，成像模块设置在工位背面， 所述机械模块和成像模块均与图像处理模块相连；
[0034] 所述机械模块上设置有光电传感器，图像处理模块依据光电传感器采集的信号触 发成像模块进行拍照；
[0035] 其中，成像模块包括漫反射型L邸面光源、反光板及CCD相机；
[0036] 所述漫反射型L邸面光源设置在中药口服液瓶的背面，所述反光板设置于中药口 服液瓶正上方，所述CCD相机设置于中药口服液瓶的正前方。
[0037] 所述漫反射型L邸面光源与中药口服液瓶之间的距离不超过60mm。
[0038] 在面光源面积