[發(fā)明專利]一種融合時頻特征的表面裂痕識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710382602.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107133952A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚明海;袁慧;顧勤龍;王憲保
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/149;G06T7/194;G06T7/62
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙)33216
• 代理人: 林蜀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)視覺檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種釹鐵硼圓片表面磕邊、裂紋識別方法。

背景技術(shù)

磁性材料的器件被廣泛的應(yīng)用于儀表、電機(jī)等各個領(lǐng)域，釹鐵硼永磁材料是低碳行業(yè)發(fā)展中一種非常重要的材料。釹鐵硼具有極高的磁能積和矯力，同時高能量密度的優(yōu)點使釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用。磁片在加工過程中造成的各種缺陷嚴(yán)重影響其質(zhì)量，在磁片成為產(chǎn)品之前需要通過嚴(yán)格的質(zhì)量測試。傳統(tǒng)上一般依靠人眼去判斷即人工目測法，用各種量具去量測，檢測效果受操作人員的影響較大，且效率低下，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)上的需求。因此利用圖像處理技術(shù)實現(xiàn)磁片的表面缺陷檢測，具有重要的實際意義和經(jīng)濟(jì)效益。

這個釹鐵硼圓片表面的缺陷主要表現(xiàn)為“磕邊”、“裂痕”兩種缺陷。“磕邊”缺陷指材料邊緣缺失，不能組成一個完整的圓，“裂紋”是指圓片內(nèi)部出現(xiàn)的劃痕。

發(fā)明內(nèi)容

為解決人工檢測存在的各種局限性，因而需用先進(jìn)的表面缺陷檢測方法來檢測產(chǎn)品的表面缺陷。這種識別方法是基于計算機(jī)視覺，利用圖像處理技術(shù)可以自動、快速、高效的識別出磁片表面的缺陷,極大地提高生產(chǎn)效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種融合時頻特征的表面裂痕識別方法，包括如下步驟：

步驟一，通過視覺設(shè)備獲取流水線上釹鐵硼圓片的實時影像；

步驟二，對圖像進(jìn)行中值濾波預(yù)處理，消除噪點；

步驟三，使用單閾值分割法分離背景和目標(biāo)；

步驟四，計算目標(biāo)區(qū)域面積；

步驟五，用最大熵法提取目標(biāo)圖像的邊緣區(qū)域D，圖像大小為M×N，灰度級為L；

步驟六,計算邊界的周長；

步驟七，計算緊湊型參數(shù)Compactnes，設(shè)定閾值范圍[[T₂,T₃]]當(dāng)Compactnes滿足此范圍時，表明外輪廓為圓，否則，判斷有缺陷；

步驟八，提取外輪廓內(nèi)區(qū)域為感興趣區(qū)域ROI，剔除外輪廓，將圖像進(jìn)行小波分解。采用可變的時-頻窗口可以對圖像進(jìn)行局部性分析，對低頻近似分量，用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)邊緣檢測法提取裂紋缺陷的邊緣；對高頻垂直分量用小波模極大值法提取裂紋缺陷的邊緣。

步驟九，將得到的低頻和高頻缺陷邊緣圖像進(jìn)行二值化處理；

步驟十，將經(jīng)過上述處理后的低頻和高頻缺陷邊緣圖像按照融合規(guī)則進(jìn)行融合，得到最終的裂紋圖像。

步驟十一，計算白色像素點的個數(shù)，當(dāng)白色像素點的個數(shù)均小于閾值時，則判斷為“正品”缺陷，結(jié)束；否則，判斷為“缺陷”。

本發(fā)明把數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)與小波變換結(jié)合起來，不但具有形態(tài)學(xué)的形態(tài)濾波特性，還具有小波分解的多分辨率等特性。通過形態(tài)小波對裂紋缺陷圖像進(jìn)行分解，取其高低頻分量作進(jìn)一步的處理，得到很好的裂紋檢測效果。

本發(fā)明的原理是：在計算時，在獲取汝鐵硼圓片實時影像的基礎(chǔ)上，然后經(jīng)過中值濾波，消除噪聲；使用單閾值法分離背景與目標(biāo)，接著用最大熵法獲取輪廓信息，通過計算緊湊型參數(shù)，判斷是否屬于“磕邊”缺陷；提取感興趣區(qū)域ROI，即先用小波變換對汝鐵硼圓片圖像進(jìn)行分解，在高頻垂直分量上用小波模極大值檢測裂紋缺陷，在低頻分量上用形態(tài)學(xué)梯度算子檢測裂紋缺陷，最后將高、低頻提取的裂紋邊緣圖像按照一定規(guī)則予以融合，以得到最終的裂紋圖像。

本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：該發(fā)明方法對裂紋定位準(zhǔn)確，對各種噪聲較為不敏感，且干擾小。

本發(fā)明的優(yōu)點：能有效抑制噪聲，魯棒性十分好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工作流程框圖。

圖2為小波分解處理后融合的圖片。

具體實施方式

一種融合時頻特征的釹鐵硼圓片表面裂痕識別方法，包括如下步驟：

步驟一，通過視覺設(shè)備獲取流水線上釹鐵硼圓片的實時影像；

步驟二，對圖像進(jìn)行中值濾波預(yù)處理，消除噪點。具體步驟如下：

2.1將3*3的濾波模板在圖像當(dāng)中移動，并使得濾波模板的中心和圖像某個像素位置重合；

2.2讀取模板中各對應(yīng)像素的灰度值；

2.3把這些灰度值按由小到大的順序排列；

2.4二維中值濾波輸出為g(x,y)＝med{f(x-k,y-l),(k,l∈W)}，其中，f(x,y)，g(x,y)分別為原始圖像像素點和處理后圖像像素點。W為二維模板，為3*3區(qū)域。