[發(fā)明專利]一種中鋁瓷球表面缺陷檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611180223.6
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106600593B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何炳蔚;陳晨;顏培清;石進(jìn)橋
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/194;G06T7/62;G06T5/00;G01N21/88
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種中鋁瓷球表面缺陷檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：采集中鋁瓷球表面的光學(xué)圖像；

步驟S2：對所述光學(xué)圖像進(jìn)行灰度變換，得到二值圖像；

步驟S3：構(gòu)造線性平滑濾波器對所述二值圖像進(jìn)行濾波，除去高頻成分和銳化細(xì)節(jié)，得到濾波圖像；

步驟S4：采用高反差保留算法對所述濾波圖像進(jìn)行增強(qiáng)，凸顯出中鋁瓷球表面裂縫與背景之間的對比度；

步驟S5：采用閾值邊緣描述法對所述濾波圖像進(jìn)行首次圖像分割得到若干區(qū)域，結(jié)合圖像形態(tài)學(xué)運(yùn)算濾除背景，獲得初步的中鋁瓷球表面的缺陷信息；

步驟S6：對于所述若干區(qū)域以面積為特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，設(shè)定面積值M1和M2，篩選出面積值介于M1和M2之間的區(qū)域；

步驟S7：對篩選出的區(qū)域設(shè)定膨脹系數(shù)，對對應(yīng)的圖像進(jìn)行膨脹，對膨脹后的圖像合并為域，利用對比作差法，將區(qū)域單獨(dú)分割出來，得到與膨脹后的圖像特征相同的局部初始圖像；

步驟S8：將步驟S7得到的局部初始圖像再次進(jìn)行線性平滑運(yùn)算并進(jìn)行濾波，將再次濾波后的圖像利用動態(tài)閾值法進(jìn)行圖像精準(zhǔn)分割，得到精確的中鋁瓷球表面的缺陷信息；

步驟S9：對所述精確的中鋁瓷球表面的缺陷信息進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)，計(jì)算其像素點(diǎn)，若像素點(diǎn)大于0，則判定對應(yīng)中鋁瓷球不合格；

所述步驟S5中，閾值邊緣描述法的具體內(nèi)容如下：

步驟S51：選擇一個(gè)初始近似閾值的估算值T1和T2，其中，T1小于T2；

步驟S52：利用估算值T1和T2把圖像按照灰度值是否小于T1、大于T2以及介于T1和T2之間分成三組區(qū)域R₁、R₂和R₃；

步驟S53：合并區(qū)域R₁和R₂，將圖像重新分成區(qū)域L1和L2；

步驟S54：利用求導(dǎo)法對區(qū)域L1和L2區(qū)域交界處二次求導(dǎo)，結(jié)果以矩陣形式保存；

步驟S55：針對上述保存后的圖像再次設(shè)置T1’和T2’，得到滿足上述條件的所有區(qū)域的邊界信息以矩陣形式保存；

所述步驟S8中，動態(tài)閾值法的具體內(nèi)容如下：

步驟S81：將再次濾波后的圖像點(diǎn)集閾值記做g{e},將局部圖像的點(diǎn)集的閾值記做g{o},并設(shè)定基準(zhǔn)差值t；

步驟S82：將g{e}中的數(shù)值分別減去基準(zhǔn)差值t,并與g{o}比較，若滿足g{o}<g{e}-t，則將該圖像上的點(diǎn)集留下，否則剔除，最后得到精確濾波后的中鋁瓷球表面缺陷信息，并對其進(jìn)行標(biāo)記。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中鋁瓷球表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述步驟S1中，采集所述光學(xué)圖像的裝置包括傳送帶及用于旋轉(zhuǎn)中鋁瓷球的抓取裝置，所述抓取裝置在傳送帶上方隨傳送帶移動；所述傳送帶正上方還設(shè)置有若干帶光源的暗箱及用于獲取暗箱內(nèi)部圖像的工業(yè)相機(jī)，所述暗箱在傳送帶前進(jìn)的方向上開設(shè)有用于中鋁瓷球通過的開口；所述帶光源的暗箱的正下方設(shè)置有不合格收集框，所述傳送帶尾端的下方設(shè)置有合格收集框；還包括控制器，所述控制器與所述工業(yè)相機(jī)、抓取裝置及控制傳送帶運(yùn)動的電機(jī)連接，用于接收工業(yè)相機(jī)采集到的光學(xué)圖像、控制抓取裝置松開或夾緊中鋁瓷球并控制傳送帶的運(yùn)動；所述控制器與上位機(jī)連接，將光學(xué)圖像傳輸給上位機(jī)并接收上位機(jī)的控制命令。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中鋁瓷球表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述光源為組合條形光源，設(shè)置于暗箱頂部的周側(cè)；所述暗箱的內(nèi)壁設(shè)置有漫射板，暗箱的頂部設(shè)置有相機(jī)開口，所述相機(jī)開口的正上方設(shè)置工業(yè)相機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中鋁瓷球表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述步驟S3中，所述線性平滑濾波器采用局部均值運(yùn)算，每個(gè)像素灰度值用其局部鄰域內(nèi)所有值的權(quán)值置換，計(jì)算公式為：

其中，M是鄰域N內(nèi)的像素點(diǎn)總數(shù)，h[i,j]是濾波后像素點(diǎn)[i,j]的灰度值，f[k,l]是濾波前像素點(diǎn)[k,l]的鄰域像素點(diǎn)的灰度值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中鋁瓷球表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述步驟S4的具體內(nèi)容如下：

步驟S41：采用高斯核對濾波圖像進(jìn)行模糊，選擇的3*3的模糊逼近模板為：

其中高斯核逼近計(jì)算的公式為：

步驟S42：利用權(quán)值矩陣對光學(xué)圖像進(jìn)行卷積，得到模糊圖像；

步驟S43：將原始圖像與模糊圖像相減，得到高通圖像；

步驟S44：將原始圖像與高通圖像進(jìn)行動態(tài)權(quán)值相加，表達(dá)式為：

AdImg＝BlurImg+Amount*(RawImg-BlurImg+127)

其中：AdImg為增強(qiáng)圖像，BlurImg為模糊圖像，RawImg-BlurImg+127為高通圖像，RawImg為原始圖像，Amount為權(quán)值，權(quán)值的取值范圍為[0,1]。