机器视觉系统提升药瓶检测效率及准确性
文(wén)/The Imaging Source映美精相机
药品和保健食品在人们的身體(tǐ)健康中扮演着举足轻重的角色，如果药品质量有(yǒu)问题，则很(hěn)有(yǒu)可(kě)能(néng)对生命造成威胁，因此不管是政府、医疗单位或一般大众对药品质量都有(yǒu)严格要求。各國(guó)在药品检测方面均有(yǒu)明确的法律规章条款，在生产过程中及生产结束后对药品进行检测，层层把关，以达到高标准及符合法律规章。
许多(duō)制药厂商(shāng)采用(yòng)自动化方式进行前期生产、后段包装，以及包装之后的检测过程，以减少因人工检验而导致的低效率和巨额的人事和管理(lǐ)成本。為(wèi)了达到质量要求，许多(duō)厂商(shāng)结合机器视觉系统及自动化机（生产線(xiàn)机器），通过图形分(fēn)析、颜色辨识、条形码辨识以及字符检测，以实现最高质量及最高效益的生产線(xiàn)流程。
近年来，各地制药厂商(shāng)渐渐转型，部署全自动化生产線(xiàn)。其中，液态药瓶生产制造及检测过程历经层层关卡，借助机器视觉系统，总體(tǐ)检测效率及检测准确性都较以往的人力大幅提高。The Imaging Source映美精相机 USB 3.1彩色工业相机，能(néng)够在高速运转的生产線(xiàn)上捕捉到每个经过药瓶的图像，然后经过后端图像软件分(fēn)析，进行良品/不良品筛选，同时也可(kě)以记录图像数据，以便后序可(kě)以快速且精准地查询、追溯和检索品项。
瓶装药品检测
图1：在机器视觉系统的帮助下，药瓶检测效率及检测准确性都较以往大幅提升。
液态药品装瓶后，通常需要经过个检测环节，来判断药液装瓶是否够量、瓶口是否有(yǒu)破损、瓶盖是否压装到位，以确保药量正确、药瓶封装完好，以及瓶内的真空度正常。因此，在对瓶装药液进行检测前，制药商(shāng)通常会先利用(yòng)图像传感器纪录正常瓶口的特征和药液的标准位置。当每瓶药液经过检测镜头前时，相机会捕捉当前被检测物(wù)體(tǐ)的特征，然后将捕获的图像与先前拍摄的样本图像进行比对。检测标准采用(yòng)的是相对位置标准，因此并不会因瓶子在传送带上受到微弱跳动的影响而做出错误判断。
USB 工业相机在药瓶检测中的应用(yòng)
USB工业相机现今已被广泛安装在机器输送带上，代替人眼进行判断和测量，因為(wèi)它能(néng)够在高速移动过程中捕获清晰的图像，并能(néng)快速且准确地进行图像数据的传输和处理(lǐ)。USB 3.1工业相机能(néng)在较為(wèi)恶劣的环境下長(cháng)时间连续运行，并能(néng)保证稳定、可(kě)靠的性能(néng)和准确的拍摄效率，较先前USB 2.0传输更為(wèi)快速。将USB 3.1工业相机用(yòng)在制药过程中时，可(kě)以用(yòng)来监控、分(fēn)析和优化制药流程，确保药品质量，提高生产率。
瓶口瑕疵或缺损
空药瓶在运送过程中难免会碰撞缺损，為(wèi)避免瓶内有(yǒu)碎玻璃混进以及之后瓶盖无法密合，在填装药液之前，可(kě)运用(yòng)工业相机进行 垂直进行瓶口检测，第一步筛选过滤有(yǒu)缺损或破碎瓶口的空药瓶。映美精相机 USB 3.1 相机 搭载Sony Pregius 感光元件，提供高画速及低噪点图像品质，可(kě)清楚呈现所拍摄之瓶口，帧速率达593帧/秒(miǎo)，可(kě)捕捉快速通过产線(xiàn)的每一个药瓶，拍摄后的图像则可(kě)即时传送至小(xiǎo)電(diàn)脑，透过電(diàn)脑自动比对正常样本图像(可(kě)使用(yòng)直径量测或图形辨识软體(tǐ))，之后，小(xiǎo)電(diàn)脑便可(kě)下指令至自动化机器，将不符合标准的药瓶送入废品區(qū)淘汰。
图2：使用(yòng)垂直相机进行瓶口瑕疵检测。(此為(wèi)使用(yòng)映美精相机拍摄药瓶之示意图)
瓶口封盖及液體(tǐ)位置检测
当药瓶经过自动化机器填充完液體(tǐ)药品后，便直接封口。一般医疗用(yòng)药液(如药剂瓶)会有(yǒu)内塞先封住瓶口，接著再使用(yòng)機器將外盖(鋁蓋)內壓密合，以确保瓶内药液不受污染或变质。先透過The Imaging Source 映美精相机 彩色工业相机垂直拍摄瓶盖颜色，获得的图像传输至電(diàn)脑，透过事先储存设定的色彩，进行颜色比对，来辨识所经过的药瓶是否正确。接著，在下一个关卡架设侧拍相机，取得的图像经过量测软件或程序来辨别液位高度，同时上下比对瓶盖位置，确认是否每个瓶盖都已密封。在此两关卡上，不合格的药瓶则如瓶口检测后的结果，由小(xiǎo)计算机自动下指令至自动化机器，送至废品區(qū)。
图3：The Imaging Source 映美精相机 USB 3.1 彩色相机分(fēn)辨率最高可(kě)达1200画素，同时提供完整色彩重现，使用(yòng)于瓶盖检测时呈现清晰、零失真颜色比对。(此為(wèi)示意图)
图四：瓶盖位置以及瓶内液體(tǐ)高度位置比对。(此為(wèi)示意图)
贴标/标码检测及字符辨识
而除了药瓶检测，许多(duō)制药商(shāng)会在药瓶瓶身或瓶盖上贴上或嵌入卷标号码、日期或相关的药品名称。映美精相机提供高效稳健的条形码辨识算法，能(néng)迅速地侦测并辨识任何方位的一维与二维条形码；也可(kě)以设定只扫描特定的条形码图形及方位；或设定感兴趣區(qū)域（ROI），以加速侦测及解码效率。制药厂商(shāng)只需要利用(yòng)工业相机读取标签上或喷涂在包装上的一维或二维条形码，就可(kě)以实时获得药品的详细成分(fēn)、生产日期、批号和有(yǒu)效日期等相关信息。
整體(tǐ)效益
上述条列机器视觉在药瓶检测的部分(fēn)应用(yòng)，然而机器视觉用(yòng)以提高制药工作的效率和准确度仍需仰赖与自动化制药生产系统紧密结合，才能(néng)达到提高质量，提高效率和降低成本的目标。也由于药瓶检测常与自动化机配合使用(yòng)，端看不同药厂的需求以及不同厂家自动化机所提供不同的功能(néng)，对于机器视觉相关的应用(yòng)也有(yǒu)不一样的变化。然而，对于要求高质量和高可(kě)靠性的制药厂商(shāng)而言，USB 3.1工业相机的设计，在制药过程中满足了高速、高分(fēn)辨率、高画质影像、完整色彩重现及高稳定性等需求。
