1 引言

　　目前大多數制藥廠在藥片包裝生產線上，一般采用人工進行目測的方法分揀次品，檢測人員的工作狀況對于檢測效果有著很大的影響，而且這種工作方式檢測效率低、成本高、勞動強度大。手工勞動的插入嚴重影響了藥片包裝生產線的工作效率，不但浪費了大量的勞動力資源，而且包裝質量不能從根本得到保證。有些廠家采用長時間錄像機進行錄像方式來彌補由于人工檢測所帶來的失誤，但這失去了實時檢測的意義，同時也存在檢測成本高的問題。

　　利用機器視覺系統代替人進行藥片包裝缺損檢測，可以提高生產效率，降低生產成本。基于機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測系統是一個集機器視覺、光傳感器和機電等技術于一體的機電一體化產品，而且具有計算機精度高、速度快的特點，能迅速而準確地檢測出藥片包裝的缺損，并對其進行綜合分析，從而對成品和廢品進行可靠分離。

　　2 機器視覺概念

　　機器視覺又稱計算機視覺，是用計算機來模擬人或再現與人類視覺有關的某些智能行為的技術，從客觀事物的圖像中提取信息進行處理，并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。機器視覺是一項綜合技術，其中包括：數字圖像處理技術、機械工程技術、控制技術、電光源照明技術、光學成像技術、傳感器技術、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術、人機接口技術等。這些技術在機器視覺中是并列關系，相互協調應用才能構成一個成功的工業機器視覺應用系統。一個典型的工業機器視覺應用系統包括圖像捕捉系統、光照系統、圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執行模塊。

　　圖像捕捉系統采用CCD攝像機將所要識別的作業對象和背景轉換成圖像信號，以圖像形式記錄下來，然后轉變成數字化信號傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布亮度和顏色等信息進行各種運算來抽取目標的特征，根據預設的容許度和其他條件輸出判斷結果。

　　光照系統為圖像采集提供合適的照明，以利于后續圖像的處理與分析。

　　圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊是機器視覺系統的核心，供計算機進行特定的處理，處理完畢的數字信號需要轉換成視頻信號由顯示器顯示，并經圖像采集板輸出端輸出，以控制相應的執行機構。

　　機械控制執行模塊根據計算機的指令進行動作，最終完成系統所需的任務。

　　3 藥片包裝缺損檢測系統的總體設計方案

　　基于機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測系統總體上由硬件和軟件兩大部分組成，其工作原理是：包裝好的藥片在傳送裝置中傳輸，傳送裝置在機器中分為兩個區域：檢測區和分離區。在檢測區，通過高速CCD攝像機將傳送中的連續的藥片圖像傳輸到計算機中。計算機對記錄下的圖像進行分析，分辨出未填置藥片的廢板。當藥板進行切割后進入分離區時，橫向安置的噴槍射出高壓氣體把廢板快速吹出，落入廢品箱，而成品藥板正常落入成品區，從而實現成品和廢品的分離。

　　為了充分利用原生產線，并有效地進行藥片包裝缺損檢測，可在檢測區安裝兩臺CCD攝像機進行可靠檢測，并加裝適當的照明設備增強檢測效果。

　　4 檢測系統硬件實現

　　基于機器視覺技術的藥片包裝缺損檢測系統的硬件包括攝像系統和分離系統兩部分。

　　4．1 攝像系統

　　攝像系統采用工業中廣泛采用的電荷耦合性固體攝像機(CCD)，它由固體攝像器件作為感光元件，具有動態范圍大、光譜響應范圍寬、體積小、功耗低和可靠性高等特點。CCD圖像傳感器的輸出簡單，可以很方便地把圖像信號的空間分布按照一個確定的線性關系轉換為電信號的時序分布，并進行后續處理。CCD能與MOS電路集成在一個芯片上，既具有光電轉換功能，又具有信號存儲、轉移和讀出功能，因此CCD圖像傳感器可看成一個圖像變換器，把一幅空間分布的光圖像變換成按時間順序分布的視頻電壓信號，傳輸給計算機進行處理。

　　CCD攝像機按照其使用的CCD器件可以分為線陣式和面陣式兩大類，因為線陣CCD攝像機一次只能獲得圖像的一行信息，被拍攝的物體必須以直線形式從攝像機前移過才能獲得完整的圖像，針對工作實際，這里采用線陣式CCD攝像機。

　　4．2 圖像采集卡

　　在基于PC機的機器視覺系統中，圖像采集卡是控制攝像機拍照完成圖像采集與數字化協調整個系統的重要設備，其結構設計和性能對整個系統的效率密切相關。一般的圖像采集卡具有以下功能模塊：圖像信號的接收與A／D轉換模塊；攝像機控制輸入輸出接口；總線接口；通訊接口。

　　4．3 分離系統

　　分離系統主要是氣槍的設計，包括氣槍噴氣口的形狀、位置、噴氣壓力及噴氣時間的控制。