空心胶囊制作过程中常通过在明胶中添加钛白粉和色素的方式加工成不同色泽的制品,以帮助区分药物类别和鉴别药效状态。现有胶囊生产过程多采用人工方式对明胶原料进行色彩调配,不仅配色质量差,而且效率低下。本课题针对上述问题,引入机器视觉方法,提出智能配色算法模型,并设计了胶囊测配色专家系统,可实现明胶空心胶囊的高效自动化配色。课题研究对提升企业经济效益及药品安全等具有重要价值。论文研究内容主要包括:(1)系统方案设计。针对空心胶囊自动配色问题,结合企业生产自动化需求,构建了系统总体方案,主要包括系统支撑结构、定距测色升降机构、配色机构、搅拌机构、图像采集系统相关硬件选型以及系统软件功能设计等。(2)图像处理及色差分析。对CCD相机在固定光照环境下采集到的胶液图像进行图像处理,包括感兴趣区域选择、图像去噪和颜色特征提取。针对目标图像区域可能会包含少许气泡或者小粉末,对图像成像质量造成一定影响,本文提出采用主色调直方图分析法提取胶液图像的RGB色值作为颜色特征。最后,采用CIE规定下的色差公式对当前待配色胶液与标准胶液图像的颜色特征差异进行分析,代替人眼对配色结果给出统一评价。(3)智能配色算法模型建立。通过小样配色试验建立标准配方数据库并选用泛化能力较好的支持向量回归模型对其进行训练与学习,从而建立RGB色值与色素质量比之间的对应关系。通过对核函数选择和三种参数寻优算法对比实验的结果进行分析,本文选用RBF核函数并采用粒子群算法优化相关模型参数。比较传统的单输出支持向量回归(S-SVR)与多输入多输出支持向量回归(M-SVR)模型的预测效果,最终确定本文的配色算法模型为基于RGB颜色特征的多输出支持向量回归模型(RGB-MSVR)。(4)测配色软件界面设计。基于VS2010编译环境下,结合OpenCV设计并开发了测配色专家系统的MFC人机交互界面,并对相应操作功能进行了详细介绍。(5)系统联调测试。对系统进行现场调试与测试,包括色值重复性测试和配色准确性测试。结果表明,该系统可以稳定运行,效果良好。本课题研制开发的胶囊测配色专家系统可以应用到明胶空心胶囊的实际测配色生产工序中,快速给出配方建议并完成配色,不仅能够提升测配色效率,保证配色质量,还能降低人员操作及外部环境对配色效果的影响,对提升我国制药行业生产力水平具有重要意义。