药品包装在线检测系统项目申请立项可行性分析报告.doc

西安至信控制系统集成有限责任公司
目 录

一、总论 3
1、项目概述 3
2、社会经济意义 3
3、项目的进展情况及申请技术创新基金的必要性 3
4、实施项目的优势 4
(1) 技术优势 4
(2) 市场优势 5
(3) 人才优势 5
5、项目计划目标 5
(1) 总体目标 5
(2) 经济目标 6
(3) 技术、质量指标 6
6、可行性研究结论 6
二、申报企业情况 6
1、申报企业基本情况 6
2、企业人员及开发能力论述 7
3、企业财务经济状况 8
4、企业管理情况 9
5、企业发展思路 0
三、项目的技术可行性和成熟性分析 11
1．产品概述： 11
2．项目的技术创新性论述 14
(1) 线性光的技术 15
(2) 光强控制技术 16
(3) 确定线性光中心位置的技术 17
(4) 变阈值中心法技术 19
(5) 图像的平滑技术 20
(6) 动作原理： 24
3、项目产权的归属情况：专利自有，专利号01240577.9（见附件一） 28
4、国内与国外同类产品的指标对比 28
5、项目的成熟性和可靠性论述 28
四、项目产品市场调查与需求预测 28
五、项目实施方案 29
1、技术方案的论述 29
(1) 产品标准 29
(2) 原材料与单位成本 29
2、营销方案 30
六、新增投资估算、资金筹措 30
1、项目总投资 30
2、资金筹措 31
3、资金使用计划 31
(1) 固定资产投资42万元 31
(2) 流动资金投入63万元 32
4、创新基金使用方向明细表 32
七、经济、社会效益分析 33
1、产品单位售价及盈利预测 33
2、经济效益分析 33
3、项目投资评价 34
4、社会效益分析 35
5、项目的风险性及不确定性分析 35
八、项目可行性研究报告编制说明 37
1、单位名称： 37
2、性研究报告的编制情况 37
九、项目可行性研究报告的专家论证意见 37

一、总论
1、项目概述
药品包装在线检测系统是通过西安至信公司自主研制开发的软件，设计编程、运用图像处理，智能识别光电一体化技术的高科技产品。主要结构是通过高清晰度摄像机来摄取包装机传输带上的药品，同时把摄取信号传输给微电脑控制器，由控制器对摄像机摄入图片进行对比和运算，对包装机上有缺损、缺粒的药品进行自动剔除。其主要创新点在于运用图像处理技术，用软件使摄像机达到智能化，该技术的研制发明填补国内空白，并且可通过计算机接口与控制网络相互联接，真正使企业达到智能化、集成化、网络化、可视化，使企业的产品质量达到“零”缺陷。
此项技术的研制成功，彻底解决了用人眼来判断的落后检测。机器电脑检测，大大提高了劳动效率，降低生产成本，提高了产品的质量，增加了企业的经济效益，同时该产品还可以推广到电子、印刷、汽车、食品、包装、饮料等许多生产领域，具有广泛运用性。
2、社会经济意义
药品包装在线检测系统，对现阶段我国的药厂的自动化控制，产品的质量升级，企业效益的提高起到积极作用。
通过全国一万伍千多家药厂，十万台铝塑泡罩包装机的技术改造，能给全国各大药厂节约成本，提高效益。
通过全国一百多家铝塑泡罩包装机生产厂的产品配套，能使新建药厂降低成本，提高竞争力。
能节约大量外汇，替代进口产品，对民族高科技产业起着推动作用。
3、项目的进展情况及申请技术创新基金的必要性
药品包装在线检测系统是西安至信公司自有技术力量研究的项目之一，目前正处在产品中试阶段，计划项目完成达到小批量生产。
预计2001年7-12月完成样机基本定型，同时许多厂家来函，来电咨询，西安杨森、杭州民生药业、中美史克、西安制药厂、哈尔滨制药三厂、西安千禾、西安东盛等多家药厂想与我方签定意项。我们已在全国百余家铝塑包装机生产厂家中，挑选二家年产品配套100台以上的企业（北京双鹤制药装备公司和锦州万得包装有限公司）进行配套谈判，一旦研制成功，就可形成年产量百台以上，产值700万元以上的小批量生产能力。
公司在后续产品的中试环节中存在资金短缺的形势，本项目的实施对于以高科技来改造传统产业，创造新的就业机会，促进国民经济快速发展起到积极的作用。申请技术创新基金，将使我公司在产品研发上更上一层楼，加速完成中试任务。
目前所申请的创新基金将主要用于以下几个方面：

(1)对人力资源的投资
在现有研发基础上，以原有技术人员为主，再利用西安大专院校密集的优势，招聘专、兼职、在读研究生、博士生，扩充公司的研发队伍，对该项目的功能进行深层扩充、升级，不断开发新功能，需要对人力资源的投资；
(2)对基础设备的投资
购买高性能的设备、优化性能测试环境。该项资金支助可以解决测试环境的硬件配置，购买高性能的技术设备。
4、实施项目的优势
(1) 技术优势

1）它是我公司独有的知识产权，已申请专利 （专利号：01240577.9）该产品的开发成功，填补我国在此技术上的空白，运用广泛，发展潜力具大。
2）我们在开发过程中采用了一些先进的设计与制造技术，主要有以下几种：
智能化光电检测技术；
激光与红外应用技术；
线性光的技术；
确定线性光中心位置的技术；
光强的控制技术；
变阈值中心法技术；
图像的平滑技术；
视觉控制软件应用与开发；
计算机集成制造及敏捷制造；
微型机械和精密，超精密加工与检测技术；
机械状态监测与故障诊断；
现代噪声与振动的控制技术；
机电系统与工业过程的智能控制与监测；
集成化、智能化、网络化、可视化；
CAD/CAM/CIMS
激光快速成型技术；
复杂型面的制造及控制技术。
3）我公司运用全面技术质量控制体系，采用国际通行的技术规范和产品标准，具有国内领先的技术开发规划方案，正在积极筹划通过IS09001技术质量认证。
(2) 市场优势

目前国内有15000多家制药厂，据《中国药品生产企业名录》，铝塑包装机有10万多台据《中国制药机械产品大全》，进口同类产品的价格为80万元人民币，而我公司目前的售价仅为7万元人民币，其价格仅为进口的1／11，假设第一年市场占有率为0.1﹪，每年产值可达700万元，3年后产值会过千万元。
(3) 人才优势

公司的技术人员受过专业训练、高素质的专业人才组成，在软件、硬件开发方面均具有丰富的实际经验。曾主持和参与开发国家863项目，国家重点“九五”科技攻关项目、国家自然科学基金重点项目、国家重点基础研究规划项目。
目前本项目研发小组由13人组成，其中包括一名归国人员，一名教授、两名副教授、3名博导、3名博士、3名硕士，这些都对本项目的实施提供了强有力的技术保障。
5、项目计划目标
(1) 总体目标
该项目计划投资额475万元，已完成投资300万元。其中新增投资175万元，项目完成时达到小批量生产，实现年生产能力100台，企业资产规模1000万元，企业人数为50人，因项目实施而增加就业人数30人。
(2) 经济目标
工业增加值 275万
销售 收入 700万
缴税总额 25万
净利润 225万
(3) 技术、质量指标
项目中试阶段完成时，应达到的质量指标如下：
● 通过技术监督部门质量检测；
● 符合国家电子产品标准；
● 符合行业通用设计规范。

阶段目标：2001年7月1日—2002年12月31日为中试阶段

（1）2001年7月—2001年12月完成样机的基本定型；
（2）2002年1月—2002年7月样机取得技术鉴定；
（3）2002年7月—2002年12月争取销售到100套, 产值700万元。

6、可行性研究结论
经过大量的市场调研和技术论证，我们认为：
实施药品在线检测系统市场前景广阔，产品有较大的市场容量和较强的市场竞争力，可产生显著的经济效益和广泛的社会效益，可望通过高科技改造传统的行业。
药品在线检测系统项目可操作性强，符合国家产业政策，技术含量高，创新性强，技术成熟并处于国内领先水平。

二、申报企业情况
1、申报企业基本情况
企业名称：西安至信控制系统集成有限责任公司
通讯地址：西安市高新区高新一路25号创新大厦S708
注册资金：300万元
企业登记注册类型：有限责任公司
主管单位（部门）名称：西安高新技术开发区管委会
2、企业人员及开发能力论述
企业法人：苑学功 1968年10月9日出生
1989年毕业于陕西财经学院工业经济系
1990年—1994年西安交通大学工学硕士
1995年—2000年西安瀚森商贸有限责任公司
2001年至今西安至信控制系统集成有限责任公司 董事长
陕西省工商联委员，技术、法律、金融、管理为其专长
企业人员基本情况
企业人员总数：25人，平均年龄结构：28.9岁，全部具有大专以上学历。
主要管理人员4人，从事研究开发技术人员13人，占全部职工总数的52%，其它职能部门8人（包括财务、采购和销售），占全部职工总数的32%。研发、销售比例为2.6：1

新产品开发骨干人员介绍：
药品在线检测系统项目骨干人员简介

梅 雪 松 1963年4月出生
西安交大 1991年 博士
主要经历：1998年5月 王宽诚教学奖
1998年8月 科技成果二等奖
2000年1月 科技进步二等奖
2000年12月 教学成果一等奖
1998年10月—1999年10月 日本农工大学访问研究员
2000年8月—2000年9月日本农工大学访问教授
曾组织过国家863计划CIMS重点项目：“陕西省企业CIMS应用工程”在日本任研究员和访问教授期间掌握了国外机器人及视觉技术。
现任西安至信公司的董事、总工程师

赵宏，男，36岁，副教授，博导，毕业于西安交通大学。
“数字散斑检测仪”1999年获得陕西省科技进步一等奖；开发的数字散斑检测仪能够进行微米和纳米量级的振动测量，应用、应变和位移的精密测量、复合材料的无损探伤、三维形象的测量。其特点是全场非接触式的高精度测量，实时测量和快速定性、定量分析、测量过程自动化，测量精度达到国际先进水平。
现任西安至信公司的技术部经理。

蒋庄德，男，37岁，副教授，博士，毕业于西安交通大学。
智能化光电检测技术学术带头人，曾主持国家重点“九五”科技成果项目。
现任西安至信公司的技术部副经理。

姜涛，男，35岁，博士，毕业于西安交通大学。
曾参加国家自然科学基金重点项目：“智能制造技术基础”曾任交大光电技术中心副主任，现任西安至信公司的技术开发部攻关小组组长。
陶涛，男，35岁，博士，毕业于西安交通大学。曾任交大机械工程及自动化研究所所长，现任西安至信公司的技术开发部攻关小组副组长。

江平宇，男，34岁，博士，毕业于西安交通大学。国家重点研究项目“微光机电系统”中的子项目“微机械力学性能测试仪”主任研究员。现任西安至信公司的技术开发部攻关小组副组长。

施盛桥，男，31岁，硕士，毕业于西北工业大学计算机系。现任西安至信公司的技术开发部程序员。

教传军，男，32岁，西安电子科技大学自动控制专业本科毕业。曾任O六七基地十一所开发部经理。现任西安至信公司的机械电器工程师。
本项目负责人情况：
苑学毅 博士 所学专业：计算机技术
主要工作经历：1972年1月31日出生
1994年毕业于西安电子科技大学计算机专业
技术专长：研制开发视觉软件、图像式药片检测在线系统，国内独一无二，荣获专利，为我们公司董事和常务总经理。

3、企业财务经济状况
西安至信公司成立于二OOO年十二月底，注册资金300万元

利润

2001 2002 2003 2004 2005 年度

预计2年收回投资475万，年利润可达225万。
4、企业管理情况
董 事 会

总 经 理

销售部

生产部

技术部

财务部

采购部

名 称
职 能
技术部
新产品开发及质量要求、功能要新对产品的设计要规范化、标准化
采购部
标准化采购、三方报价、即时采购、经济购买、以免短缺
生产部
控制生产周期、型号、外型及软、硬件的生产及质量保证
财务部
遵守会计制度、预算收入、产出，预算产品成本，应收款制度
销售部
建立营销网络，目标销售，效益工资，多劳多得

质量管理
产品质量的优劣，直接影响到客户的利益，所以本公司始终将质量放在首要位置，在产品的生产过程中，具体措施有；由公司总经理苑学功亲自挂帅，配有专职的质量员和生产经理抓质量，在产品安装开始前与客户的质量部门取得联系，请他们帮助实施监督，以避免可能发生的质量事故。
实施质量管理。首先由生产经理召开产品的工作会议进行质量要求交底，由技术部门编制工作指导文件，让工作人员了解本产品的所有技术，做到有质量意识。其次在工作过程中严格执行质量验收制度，做好质量记录，发生质量问题及时整改，并做好整改记录，对工作人员实行质量指标管理，落实现场质量责任制，提高工作质量。

质量部门

生产经理

质量员

图纸技术文件审查

质量检验记录整改记录

材料品质证书

质量指标质量责任制

技术质量培训

工作设备质量管理

工作组织
5、企业发展思路
人无我有、人有我好、人好我廉、人廉我专
1、技术创新
(1) 第一代铝塑包装机在线检测系统；
(2) 第二代铝塑(双铝)包装机在线检测系统；
(3) 第三代针剂在线检测系统；
由此技术拓展电子、印钞、烟草等领域，研发保持高投入即每年营业额的20﹪。
2、建立强大的销售系统
(1) 扩充公司销售队伍
分配销售代表到各个地区，同当地的潜在的顾客联络，针对不同行业发展公司推销队伍。
通过医药设计院对于新药厂和技改药厂在医药设计院，设计在图纸内，注明西安至信公司，购买时在西安至信采购。
(2) 展览会
参加医药机械展览会对客户宣传
(3) 互联网
通过internet在中国医药网，制作网页。
(4) 通过专业杂志《医药机械》广告宣传。
(5) 举办专业技术讲座，并给客户技术培训。
(6) 制造商代理销售。
通过医药包装机械厂，捆绑式销售。
(7) 通过分销商销售。
经过营销后，每年把销售额20﹪用于研发，扩大在生产，研发新产品，快速进入发展快车道。

三、项目的技术可行性和成熟性分析
1．产品概述：
(1) 本项目的基本原理及关键技术内容，技术路线，产品结构、基本算法原理等
本实用新型涉及一种用于药品检测装置，尤其是涉及一种药品在线检测装置。
背景技术中，在药品自动包装过程中经常会出现缺粒或缺损现象，一般药厂均采用人工检测方法检测缺粒或缺损，长时间操作会使人眼感觉疲劳，检测准确率降低，而且手工剔除，劳动强度大，效率低。
本实用新型的目的在于克服了上述背景技术中的不足之处，提供一种药品在线检测装置，它能在线自动检测药品缺粒和缺损现象，检测准确，效率高。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术解决方案如下：
一种药品在线检测装置，其特殊之处在于：包括带有显示器的控制机，摄像头线性光装置与控制机联接，控制机上还联接有限位开关和剔除装置。
上述控制机可包括图像处理单元，图像处理单元上分别联接触发部件和同步产生器。
上述摄像头可采用CCD器件并配有线性光装置。
上述图像处理单元可采用高速DSP和并行处理相结合的硬件结构，触发部件采用红外、霍尔、电磁传感器。
上述剔除装置可依次包括相联接的气源、过滤器、减压器、气缸、换向阀、节流器。
上述过滤器下方可设有喷嘴。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图像检测系统框图；
图3为片剂剔除装置的结构示意图；
图4为胶囊生产线剔除装置的结构示意图。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述：参见图1，主控机1包括图像处理单元，图像处理单元采用高速DSP和并行处理相结合的硬件结构，主控机1上联接有触模屏显示器2，主控机1并与摄像头3联接，摄像头3采用CCD器件并配有线性光装置，主控机1还与剔除装置4和限位开关5联接，其中主控机1进行包装生产线进信号的拾取和处理，显示器2进行控制参数的输入及检测结果的显示，摄像头3是拾取生产线状况的图像传感器，限位开关5是拾取生产线行进信息的传感器，剔除装置4是当主控机1在检查位发现次品时，经过延时在机械剔除位将次品剔除。主控机1中的图像处理单元上分别联接触发部件和同步产生器，触发部件采用红外、霍尔、电磁传感器，同步产生器用来协调各单元的操作以确保系统的正常运行。参见图2，当药品到达指定位置时，触发部件启动，图像处理单元启动，结构光发生器和摄像头工作，并快速获取多幅图像数据。这些图像数据包括各种药品缺陷信息。图像处理单元将这些图像进行解码和组合运算，得到每幅缺陷被大大放大增强的中间图像，该中间图像将缺陷大大增强而将背景大大仰制。以此为基础，对目标进行处理和分析，最后得到结果图像，由结果图像得到最后检测结果。发现不合格产品，与PLC通讯，PLC计算位置数据，当不合格产品位移至指定位置，通过剔除装置剔除。图3和图4分别显示片剂生产线剔除装置和胶囊生产线剔除装置，胶囊生产线剔除装置包括依次相联的气源6、过滤器7、减压器8、气缸11、换向阀10、节流器12。片剂剔除装置与胶囊剔除装置基本一样，只是在过滤器7下方设有喷嘴9。本实用新型在图像处理方面采取了以下措施：1.设置感兴趣区域以提取有效信息，在药品图像检测过程中，药品在一定的范围内运动，约占图像区域的2/3，在该范围外的图像信息对检测来说是无效的。因此，可在采集卡上设置兴趣区域，仅对这部分信息进行处理和存贮；2.采用查找表变换、亮度/对比度调整与灰度变换：使用查找表变换方法可以对图像的灰度进行线性、指数、对数、平方、开方、幂、倒数幂等变换，人为地使某些灰度范围得以加强或削弱，可以突出位于某些灰度范围的图像细节。亮度/对比度调整可以扩大图像灰度范围及相对亮度。灰度变换是专为观察缺陷而设计的图像处理算法，在药品图像中，缺损的灰度值不会与完好药品的灰度相同，因此灰度变换是先对图像进行对比度均衡，使其灰度分布于整个灰度区间，然后再对均衡后的像素做类似于磁带回线形式的灰度查找表变换，从而将中间某一区域的灰度拉伸而将两端无效的灰度信息压缩，通过动态调整参数而改变，可以显著显示出药片的缺陷。3.采取空间滤波与边缘增强措施以提高可靠性：为了突出缺损的细节，采用高通滤波器中的方向梯度算子（包括Prewitt算子和Sobel算子）、拉普拉氏算子等进行边缘提取、边缘增强、轮廓提取等操作，以提高可视效果。4.采用灰度形态分析、特征标注等功能：会度图像的形态分析方法就是对图像进行腐蚀、膨胀操作，腐蚀操作可能使亮点变小、暗点变大；膨胀操作可以使亮点变大、暗点变小。对图像进行膨胀、腐蚀或两者的有序组合操作可以突出缺损的细节，增加边缘的对比度。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：
1.能自动可靠检测药品缺粒现象，准确可靠，大大减轻了药品检测的劳动强度；
2.处理速度高，检测一次只需时0.1秒；
3.在工作环境中能连续不断的工作，不受外部光照的影响，并且不受药品样式的影响；
4.具有自动检测工作状态的功能，系统工作不正常时能自动报警；
5.本实用新型填补了目前药品检测的空白，具有广阔的市场前景。

2 1 3 4 5

图1

位置信号
PLC
剔 除

触模屏显示器
图像处理单元

触发部件

专用摄像头
药 品

图2

12

6 7 8

11

10

9

图3

12
10
6 7 8

11

图4
2．项目的技术创新性论述
在药品在线检测中，我们采用线扫描方法检测药片。这种方法是以一条光线图像来重现物体形状的，即从线性光图像中抽取线性光中心位置，然后对线性光中心逐点进行求解，从而恢复被测物体的形状。线性光装置结构简单，有较高的精度，能够测量比较复杂的物体，比逐点测量的点扫描法具有更快的速度，容易实现自动检测。同时还利用了光强控制技术提高了线性光的质量。线性光中心位置的精确确定是直接关系到系统的分辨率与检测精度。我们通过分析线性光横截面光强分布特性和传统阈值法中心定位的局限性，提出了具有一定精度和速度的变阈值重心法，同时为了提高线性光提取速度，提出了基于线性光图像的快速中值滤波和多帧平均滤波结合的图像平滑技术。

(1) 线性光的技术
线性光的产生有很多种，简单的我们可以将光源投射在狭缝上，利用狭缝出射的光线作为线性光，还可以将点光源通过柱面镜单方向拉伸后形成线性光，从光路装置的复杂性、确定线性光中心的复杂性和光路器件的造价上综合考虑，我们采用半导体激光器作为光源通过柱面镜拉伸的方法获取线性光。采用激光光源是由于激光相干性好，光强集中并成高斯分布等特点，易于在软件里准确定位线性光中心的位置，这种方法还具有光路装置简单、造价小、易于小型化、易于封装的优点；由于药品在线检测原理的检测范围比较小，所以这种方法产生线性光的景深足以适用。下面将这种方法的光路图显示如下；

Y

Z

药品

线性光
半导体激光器
透镜 柱面镜 狭缝

图5 柱面镜拉伸光点产生线性光示意图

由图5所示，激光器出射的光束经过透镜准直，再通过柱面镜作用，将光束沿Y方向拉伸，在X方向不变，这样光点就变成了一条光线，在通过狭缝将X方向上的散光滤除，就得到了一条具有一定宽度和景深的线性光，一般情况下，这种方法可以获得0.5-1.0豪米宽的线性光。
(2) 光强控制技术
同一光强的光照射在不同颜色的物体上或是在不同亮度的周边环境下，CCD采集到的漫反射光的光强是不同的，当漫反光太强时会使CCD信号饱和，当漫反射光强太弱时就会使CCD感受不到光的存在，因而会丢失可用信号，因此有必要针对不同的情况对激光器发出的光强进行调节，使CCD能够采集到较为理想的光强信号。
一般通过脉宽调制器控制激光器电源电压的大小来控制激光器输出光强，由于我们采集的是半导体激光器，它可调节的电压范围很小，而且当电压太高时，长时间的高功率输出会导致激光器损坏，因此不宜采用这种方法。这里我们通过分析CCD对光强的场积分原理，对半导体激光器的方波电源的占空比进行调节，使激光器按照调节后的方波信号频闪发光，在电子快门时间内改变CCD每场的积分时间，从而获得不同强度的线性光信号。
这种方法具有无需改变激光器电源电压就能到达光强的自动调节的功能，使可控制的光强变化范围增加，同时也防止半导体激光器因输出功率过高而造成的破坏。

图6显示了这个线性光某一横截面的光强分布示意图，从图中我们看出，线性光的光强分布成高斯分布，其光强集中分布在高斯曲线峰值附近的一段区域里，这种分布性有利于我们对其中心位置的确定，下面我们根据线性光强分布特性研究线性光的中心位置的确定。

Grey

图6 Pixel
线性光截面光强分布

(3) 确定线性光中心位置的技术
由图6线性光截面光强分布图，我们知道通常情况下线性光具有光强集中性和对称性，根据这两个特性，人们通常采用阈值法来确定线性光的中心位置。如图7所示：
I C

P Q
Threshold

n n＋1c m m＋1 Pixel

图7 阈值法提取线性光中心示意图

事先给定一个阈值T，沿线性光的方向对线性光进行扫描，找到接近T的光强点的位置I(n),I(n+1),I(m),I(m+1),然后用线性插值法求的在阈值上的点的位置p,q,求p,q的中点得到光强的中心位置，算法如下：

p = n+ T-I(n)
I(n+1)-I(n)

q=m+ T-I(m)
I(m+1)-I(m)

p+q
c=
2
阈值法具有算法简单、实现容易、计算速度快等优点，当物面倾斜角较小时具有很高的精度，因此阈值法在三角测量中通常被采用，但是阈值法在实际测量当中会遇见两种问题，一是阈值的选取问题，一是光强分布不对称时出现较大的误差，我们下面进行详细的分析。
由于药品表面的反射率以及线性光受到各种因素干扰的不均匀性，通常整个线性光的各个截面的分布是不一致的，当阈值选取的较低，就会使在阈值范围内的数据点包含了很多无用的噪声信息，给中心提取带来很大的误差；当阈值选取的较高，就会使线性光上某些截面因光强不够而漏掉有用的数据点，因此阈值的固定选取给线性光中心提取带来很大的局限性。
当药品表面具有一定的倾斜角时，线性光受到物面的调制后其光强分布发生了变形，由于激光具有一定的发散角，物面上距离出射光源位置越远的地方光强相对越小，高斯光强分布不再对称。图8a为点光束照在药品倾斜面上的光斑变形示意图，图8b为线性光经过药品斜面调制后横截面光强分布示意图。我们从图中可以看到，圆形光束照射在倾斜面时光斑变成了椭圆形，同理具有一定宽度的线性光照射在倾斜面时，在斜面上的线性光宽度将被拉宽，而且光强分布不再对称，正如图8b所示的那样，靠近光源的部分光强较为集中，离光源远的部分光强分布密度较小。这时用阈值法提取的中心位置在c点处，但实际线性光的中心位置应在c′点处，误差为△=c-c′。
除药品斜面上线性光光强分布出现变形外，当线性光照射在物体表面不连续的点上时，光强分布也会产生变形，这些不连续的点包括形状的不连续，

激光器 I
Cˋ
光束 C
斜面 P Q
T
变形光斑

水平平面
X CˋC X

a点光束照在斜面上 b斜面上线性光光强分布示意图
时光斑变形示意图

图8斜面上光强变化示意图

如药品的边缘、棱角等和反射率不连续的点，如两种反射率表面的边界。如图9所示，（a）显示了当药品表面反射率不连续时，即两个不同反射率的表面的边界处，传感器CCD得到的光截面的光强分布如实线所示，虚线所示的是表面反射连续情况下CCD采集的高斯光强；（b）和（c）显示了药品表面形状不连续时光照射的情况，我们看到当照射光照在棱角和物体边缘时，CCD上采集到的光强分布也发生了改变。

表面 表面 表面

CCD CCD CCD

(a) (b) (c)

图9药品表面转折点对光强分布的影响示意图
（a）反射率不连续时（b）棱角表面（c）表面形状不连续时
出现这种情况时用传统的阈值法提取线性光中心会带来很大的误差。因为阈值法仅利用了高斯光强的对称性及光强分布的集中性，对于阈值内光强分布的各个点的数据信息没有利用，因而当光强的分布不再理想时，中心的确定就会存在很大的误差。
针对阈值法的两个缺点，我们提出了确定中心的方法，变阈值中心法。这种方法克服了由于固定阈值带来的问题，同时，有效的利用了满足阈值条件下的所有的光强信息，使由光强高斯分布变形带来的中心提取误差减到最小。这种方法非常适用于药品在线检测的高速度场合。
(4) 变阈值中心法技术
变阈值重心法是在传统阈值法的基础上，引入了极值法和重心法，是三种方法相结合的一种提取线性光中心的技术。算法步骤如下：首先在线性光图像的每列象素上找取本列光强最大值点，先判断这个最大值是否是线性光上的数据点，我们用一个阈值来判断，如果小于此阈值，认为它是噪声点，而非线性光上的点，进行下一列的处理，若满足阈值要求，初步判定此极值点为线性光中心点，以此极值点的灰度值为依据，算出本列的光强阈值，设最大值点灰度为Gmax,阈值为T，则

T=Gmax-K
K为经验值，一般我们取K=10，所以阈值T就是本列线性光强最大值下浮几个会度级得到。这样得到的线性光图像每列的阈值都是不一样的，它随各列的漫反射光强变化而变化。
当本列阈值T得到后，与光强分布曲线交于P，Q两点，参见图7，这时在区间〔p,q〕内做曲线的重心运算，设线性光中心点为c，则：
q q
c=p+∑I(i)﹡(i-p)/∑I(i)
i=p i=p
I（i）是第i列的光强。
变阈值中心法充分利用了光强极值点附近所有的光强信息，即使光强分布发生变化，也不会给中心提取带来的很大的影响，同时变阈值的方法也克服了因线性光方向上光强分布不均给提取带来的影响，利用极值点光强下浮几个灰度级作为阈值的方法，还能够除去某些噪声的影响，它将所处理的数据集中在线性光中心附近的小范围内，提高了运算的速度。
图10是斜面上采集的线性光光强分布图，图中，实线表示的是用变阈值重心法提取的中心位置，虚线表示传统阈值法提取的中心位置，从图中我们可以看到前者更加接近线性光的中心位置。

I
240 极值点
230 本列的变阈值

150 固定阈值

0 100 c cˊ 200 pixel

图10 变形光强分布时两种中心确定方法比较图

为了考核这种方法的提取精度，在一定条件下，我们对同一位置点扫描10次，分别用传统阈值法和变阈值中心法提取中心位置，得到的十个数据结果，可以看出，传统阈值法精度只有±1个像素，而本方法的提取精度能够达到正负三分之一个像素精度。
(5) 图像的平滑技术
I

P