[發(fā)明專利]基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210065030.1
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102654464A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高飛;張元鳴;程振波;肖剛;李征
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G06K9/62
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：

編碼器模塊，用于獲取銅帶運行的速度信息，生成頻率信號；

圖像采集模塊，用于采集銅帶表面彩色圖像；

圖像處理模塊，用于對銅帶表面彩色圖像進(jìn)行缺陷檢測，具體過程如下：

1)對傳送來的銅帶表面彩色圖像進(jìn)行灰度化處理，處理成灰度圖像；

2)利用中值濾波算法進(jìn)行噪聲去除；

3)對圖像進(jìn)行預(yù)判斷算法判斷圖像是否含有缺陷，算法的具體描述是將灰度圖像f按圖像的寬度等分為兩幅圖像f₁和f₂，將兩幅圖像對應(yīng)的像素點的灰度值f₁(x_i，y_j)、f₂(x_i，y_j)相減，與整幅圖像的像素值之和的1/2的比值δ作為判斷采集得到的銅帶表面圖像是否含有缺陷的系數(shù)，當(dāng)檢測得到的比值δ不屬于預(yù)設(shè)閾值范圍區(qū)間，則判定含有缺陷；

4)如果含有缺陷則利用Canny算法進(jìn)行缺陷圖像的分割；

5)對分割出的缺陷提取對旋轉(zhuǎn)、縮放具有不變性的寬長比、矩形度、圓形度和不變矩缺陷特征，得到特征向量；

6)對提取的特征向量，進(jìn)過歸一化處理到[0，1]范圍內(nèi)，輸入模糊識別分類器，首先計算出缺陷的多特征向量的缺陷類型模糊分類系數(shù)矩陣，再將歸一化的特征向量作為分類器的輸入向量，識別出缺陷類型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述圖像處理模塊中，具體過程還包括以下步驟：

7)將識別出缺陷信息存入服務(wù)器模塊中的數(shù)據(jù)庫；

8)在原先采集的銅帶彩色圖像上以一種不同于銅帶顏色的顏色標(biāo)記出缺陷，在展?示模塊中直觀的顯示。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟6)中，分類器的計算公式為：

其中：C_j是向量中的最大的元素，其下標(biāo)i對應(yīng)著缺陷的類型；m是特征向量中的特征個數(shù)，X_i是特征向量的第i個數(shù)值；j是缺陷類型的數(shù)目，W是區(qū)分度系數(shù)矩陣，W_ij是對應(yīng)的多特征對缺陷類型的區(qū)分度，且單特征對所有缺陷類型的區(qū)分度之和為1。

4.如權(quán)利要求3所述的基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)在企業(yè)調(diào)研獲取的銅帶表面缺陷數(shù)據(jù)，計算出每種缺陷對應(yīng)的每種特征的值；對樣本進(jìn)行統(tǒng)計，計算出多特征區(qū)分系數(shù)矩陣W_ij。

5.如權(quán)利要求3所述的基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)公式(23)對待分類數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，計算出缺陷類型C_i，確定缺陷類型并將數(shù)據(jù)加入樣本，動態(tài)的調(diào)整多特征區(qū)分系數(shù)矩陣W_ij。

6.如權(quán)利要求1或2所述的基于多特征模糊識別的銅帶表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟5)中，寬長比小于一定的系數(shù)k時其屬于劃痕的可能性為78％，計算方法如下式：

k＝W/L????(8)

其中，W，L是表面缺陷的最小外接矩形的寬和長；

缺陷形狀為矩形時為最大值1，為圓形時為π/4，對劃痕的區(qū)分度大于65％，計算方法如下：

R＝S₀/S_r????(9)

其中，S₀，S_r是表面缺陷的面積和表面缺陷最小外接矩形的面積；?

圓形度表示物體的圓形程度，計算方法如下式：

其中，P₀，S₀是表面缺陷的周長和面積；

歸一化式為：

O＝1-4π/K????(11)

不變矩是區(qū)域形狀特征，計算方法如下：

區(qū)域R的(i，j)階為：

點(x，y)是區(qū)域R的內(nèi)點或邊界點；

其中，?為區(qū)域R的形心，由下式求得：

中心矩μ_ij雖然對區(qū)域平移具有不變性，但對旋轉(zhuǎn)和尺度變化依然敏感，可通過對μ_ij進(jìn)行歸一化得到尺度的不變性。歸一化中心矩定義為：

由歸一化的中心矩組合成7個不變的矩組合：

。