基于计算机视觉的药物识别与剂量计算系统设计与实现任务书

学院

计算机科学学院

专业

计算机科学与技术

学生姓名

xx

学号

xx

学生班级

1班

论文（设计）题目

基于计算机视觉的药物识别与剂量计算系统设计与实现

指导教师姓名

石云/陈涛（企业）

指导教师职称

教授/软件工程师（企业）

课题来源

生产或社会实际

课题类型

设计

论文（设计）起止时间

2024年12月2日—2025年4月27日

共需周数

14周

任务书发出时间

2024年11月22日

一、主要内容：

本课题“基于计算机视觉的药物识别与剂量计算系统设计与实现”致力于构建一套集药物图像采集、药品信息识别、剂量自动计算及药品信息查询功能于一体的智能化药物管理系统。该系统深度融合计算机视觉技术和深度学习算法，对药物图像进行精确解析，旨在提升药物识别的准确性与剂量计算的精确度。

系统架构设计：设计一套高效、模块化的系统架构，涵盖前端药物图像采集接口、后端数据处理服务器、数据库存储系统等关键组件，确保系统能够实时、稳定地处理药物图像数据。

计算机视觉与深度学习算法实现：开发基于深度学习的计算机视觉算法，实现药物包装与标签的精准识别，以及药品信息的有效提取。算法需具有高识别率、低延迟的特性，以适应不同药物包装和标签的多样性。

剂量计算与个性化推荐：根据药物识别结果，结合预设的药品说明书和患者个人参数（如体重、年龄等），开发数学模型和规则引擎，自动计算并推荐合适的用药剂量。

药品数据库与信息匹配：构建全面的药品数据库，存储药品的详细信息、使用说明、剂量规则等关键数据。同时，开发信息匹配机制，实现与外部药品数据库的实时连接与数据同步，确保药品信息的准确性和时效性。

用户界面设计：设计简洁直观的用户界面，展示药物识别结果、剂量计算结果、药品详细信息及安全用药提示等关键信息，便于用户快速获取所需内容并进行操作。

二、主要要求：

1.内容要求：

系统全面阐述：毕业论文需全面且深入地剖析课题背景、现状、存在的关键问题，以及国内外在药物识别与剂量计算领域的解决方案的优缺点。明确本系统设计的目的、目标、拟解决的核心问题及其相对于现有解决方案的优势，同时预测其可能带来的经济和社会效益。

软件需求分析：细致分析系统的功能需求（如药物图像采集、药品识别、剂量计算、药品信息查询等）、性能需求（如处理速度、识别精度等）、安全需求等，确保设计能够精准满足药物识别与剂量计算的实际需求。

算法核心：重点介绍系统所采用的计算机视觉算法，包括药品图像预处理、特征提取、分类识别等关键技术，并阐述算法的选择依据、实现步骤及优化措施。

数据库设计：设计科学合理的数据库结构，用于存储药品信息、剂量规则、患者数据等关键信息，确保数据的完整性、一致性和安全性。

系统结构设计：构建高效、可扩展的系统架构，涵盖前端图像采集接口、后端处理服务器、数据库管理系统及用户界面等模块，确保系统能够稳定运行并易于扩展。

详细设计与实现：详细记录系统的设计与实现细节，包括代码编写、模块划分、接口设计、测试方案等，确保设计的可行性和实用性。

软件测试：设计全面的测试用例，对系统进行功能测试、性能测试、稳定性测试等，确保系统满足设计要求并具备良好的用户体验。

2.格式与字数要求：

毕业论文应结构清晰、逻辑严谨，字数不少于1.0万字，内容应详实丰富，论据充分，论证有力，数据可靠。

文献综述部分不少于0.2万字，需系统梳理国内外在药物识别与剂量计算领域的相关研究文献，分析研究成果、存在的问题及未来发展趋势。

毕业论文末尾需列出所有参考文献，不少于15篇，其中至少包含一篇外文文献，且近三年内的参考文献不少于总篇数的70%。参考文献应按顺序编码制排列。

3.文献要求：

必须广泛阅读中外文献资料，深入了解相关领域的研究动态和技术进展。

学会文献资料的检索、归纳整理、分析的方法，为后续科研工作奠定坚实基础。

4.技术与方法要求：

熟悉计算机视觉的基本原理和方法，以及深度学习、大数据分析等相关技术，掌握其在药物识别与剂量计算中的应用。

熟练掌握软件开发所需的工具和方法，如编程语言（Python）、开发框架（TensorFlow、PyTorch）、数据库管理系统（MySQL）等。

基于软件工程理论和数据库设计基础，利用相关技术开发药物识别与剂量计算系统，经历从需求分析、系统设计、编码实现到测试维护的软件开发全过程。

三、预期目标：

本课题致力于通过广泛搜集、深入研究和分析与基于计算机视觉的药物识别与剂量计算系统相关的研究文献，系统总结国内外在该领域的研究成果、现存挑战及未来发展趋势。设计并实现一套高效、可靠且易于扩展的药物识别与剂量计算系统，以解决当前药物管理中存在的识别不准确、剂量计算不精确等关键问题。

通过本课题的深入研究与实践，预期将达成以下目标：

理论深化：全面理解并掌握计算机视觉的基本原理和方法，以及深度学习、图像处理等相关技术，为系统的设计与实现提供坚实的理论基础，并为后续的科研探索提供指导。

技术创新：探索并优化适用于药物识别与剂量计算的计算机视觉算法，提升系统的识别精度和剂量计算的准确性，同时确保系统的实时性和稳定性。

系统开发：基于软件工程理论和数据库设计原则，充分利用现代软件开发技术，成功开发一套功能完善、易于使用且易于维护的药物识别与剂量计算系统，以提升药物管理的效率和安全性。

论文撰写：熟练掌握科技论文的写作方法和技巧，撰写一篇结构清晰、内容详实、论证有力的毕业论文，全面展示本课题的研究成果和创新点。

四、计划进程：

第一、二周：综合分析毕业设计内容与参考文献，明确研究目标和方向，完成开题报告的撰写和提交。

第三、四周：深入调研国内外相关领域的现状和发展趋势，完成现状综述的撰写和提交。

第五、六周：进行系统的需求分析，明确系统的功能需求和性能指标，制定详细的设计方案。

第七至九周：进行系统的设计与实现，包括药物图像识别模块、剂量计算模块等核心功能的开发，同时撰写毕业论文的初稿。

第十至十一周：完善系统的设计与实现，进行系统的集成和调试，同时进行软件测试和性能评估，根据测试结果进行系统的优化和改进。

第十二周：根据指导教师的意见修改和完善毕业论文初稿，形成毕业论文答辩稿。

第十三周：进行毕业论文的查重和修改，确保论文的原创性和质量。

第十四周：进行毕业设计答辩，展示系统的功能和效果，回答评委的提问，完成成绩的评定。

五、主要参考文献：

[1]张小禹.基于图像识别的药品配置精准模型研究及实现[D].桂林理工大学,2023.DOI:10.27050/d.cnki.gglgc.2023.000923.

[2]姚秀芬,王鋆,夏彩凤.基于HIS技术的口服药品全自动核对系统应用问题及改进[J].医院管理论坛,2023,40(01):64-66.

[3]方逸贇.浅谈特殊管理药品领取登记系统在医疗机构发药窗口的应用[J].海峡药学,2022,34(12):179-181.

[4]张中湖,毕宝华,陆峰,等.基于拉曼光谱法的药品物料快速识别系统（MASR）的开发研究[J].分析仪器,2022,(05):1-5.

[5]荆彩霞.基于深度学习的智能药房药盒分类识别方法研究[D].江苏大学,2022.DOI:10.27170/d.cnki.gjsuu.2022.000705.

[6]张钊浩.基于深度学习的药盒识别方法的设计与实现[D].南京理工大学,2021.DOI:10.27241/d.cnki.gnjgu.2021.002746.

[7]姜贵中,马庆恒,尹永富,等.中药颗粒袋装药品智能生产设计[J].机电产品开发与创新,2021,34(06):57-59+62.

[8]杭凌宇.基于自识别系统的波棱甲素无定型纳米粒的体内行为研究[D].江西中医药大学,2021.DOI:10.27180/d.cnki.gjxzc.2021.000508.

[9]章政焕.基于RFID的化学药品管理系统[D].宁波大学,2021.DOI:10.27256/d.cnki.gnbou.2021.000779.

[10]刘丹阳.基于机器视觉的药盒检测与药品库存管理系统研究[D].青岛大学,2021.DOI:10.27262/d.cnki.gqdau.2021.001914.

[11]焦子娉.药品智能包装视觉识别系统研究[D].西安美术学院,2021.DOI:10.27399/d.cnki.gxamx.2021.000036.

[12]张中湖,毕宝华,陆峰,等.基于拉曼光谱法的药品物料快速识别系统（MASR）的开发研究[J].分析仪器,2022,(05):1-5.

[13]张瑞林,丁彦蕊.3D卷积神经网络的结构优化及中枢神经系统药物的识别[J].西北大学学报(自然科学版),2020,50(01):31-38.

[14]覃国孙.基于广播电视媒体的食品药品安全舆情监测系统设计与实现[D].广西大学,2021.DOI:10.27034/d.cnki.ggxiu.2021.000862.

[15]S F K ,I E G ,I D F .A Review of Image-based Food Recognition and Volume Estimation Artificial Intelligence Systems.[J].IEEE reviews in biomedical engineering,2023,11-34.

六、教学系审核意见：

《毕业设计题目》任务书主要内容叙述清晰，符合××方面应用的业务逻辑，基本涵盖实际业务要求的主要功能，对设计的性能要求和论文的要求准确、具体、易懂。

针对题目性质，在理论根据、文献研究、方法探索等方面给学生提出了具体明确的目标要求，根据学生的理论知识和实践能力的实际情况，合理安排计划进程，完全符合学校对论文（设计）时间的要求。

给学生提供的参考文献既有与课题采用技术相关的××、××文献（简单概括一下），也有类似研究的硕博论文（简单概括一下），针对性强，有一定的时效性。

该任务书与毕业论文管理系统审核通过的《六盘水师范学院毕业论文（设计）课题申报审核表》的内容和要求一致，同意使用。

教学系主任（签字）：

2024年11月24日