[發明專利]一種基于圖像識別的表面缺陷識別方法

在審

• 申請號: 201811245513.3
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109658376A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 林琳;呂彥誠;郭豐;王晨;鐘詩勝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T7/13;G06K9/62;G01N21/89;G01N21/88
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉冰

1.一種基于圖像識別的表面缺陷識別方法，其特征在于：所述方法通過以下步驟實現：

步驟一、采集表面缺陷圖像作為樣本，并對采集的表面缺陷圖像進行整體圖像和細節圖像的數據擴充，獲得完整的表面缺陷圖像的樣本；其中，表面缺陷是指物體表面存在的雜色點、刮傷、缺損、塵點、麻點、臟污、氣泡問題，所述的表面缺陷圖像為二維圖像；

步驟二、通過中值濾波算法對表面缺陷圖像進行去噪；

步驟三、通過最近鄰最值法，即以表面缺陷圖像中采樣點周圍四個點中灰度值最大的作為該點的灰度值，對步驟二去噪后的表面缺陷圖像進行縮放處理；

步驟四、對步驟三的縮放處理后的表面缺陷圖像進行邊緣檢測確定，提取表面缺陷圖像中缺陷的輪廓以及表面缺陷圖像與背景之間的輪廓，并將灰度圖像轉換為二值化的表面缺陷圖像，其中，背景是指生產線上的傳送帶，輪廓是指表面邊框和表面上的缺陷這類具有位置；

步驟五、通過SVM分類器，對步驟四獲得的二值化表面缺陷圖像進行圖像分類；SVM表示支持向量機。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的表面缺陷識別方法，其特征在于：所述的步驟一中采集的表面缺陷圖像的整體圖像和細節圖像進行數據擴充，具體為：

整體圖像數據擴充：采用RST的數據擴充方法，對現有的樣本進行鏡像、平移、旋轉的基本操作以及復合操作進行數據擴充，其中，復合操作是指將前述基本操作任意組合；所述RST的數據擴充方法進行擴充的數學形式具體為：

其中，T表示操作函數，g表示擴充后圖像，f表示原始圖像，θ表示旋轉角度，(Δx,Δy)為平移量；

細節圖像數據擴充：將表面缺陷圖像按照不同功能區域，且在不同的功能區域按照不同的位置分別截取部分圖像進行圖像的數據擴充。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于圖像識別的表面缺陷識別方法，其特征在于：所述的步驟二中通過中值濾波算法對表面缺陷圖像進行去噪的過程，具體為：

通過中值濾波算法，確定一個含有奇數個點的滑動濾波窗口，并利用滑動濾波窗口的灰度值的中值代替數字圖像中像素點的灰度值，消除孤立的噪聲點，即：對濾波窗口中的灰度值進行排序，然后將其中的中值賦值給中心點，則原始表面缺陷圖像f(x,y)與處理后的表面缺陷圖像g(x,y)之間的關系為：

其中，A表示濾波窗口；Med表示中值濾波算法。

4.根據權利要求3所述的一種基于圖像識別的表面缺陷識別方法，其特征在于：步驟三所述的對步驟二去噪后的表面缺陷圖像進行縮放處理的過程具體為：

以表面缺陷圖像中采樣點周圍四個點中灰度值最大的作為該點的灰度值，縮放后的表面缺陷圖像中的點P對應原始表面缺陷圖像中的點P'，Q₁₁、Q₁₂、Q₂₁、Q₂₂為點P'周圍的四個點，縮放后點P的灰度值由四個點中灰度值的最大值代替，突出物體表面四周邊框和缺陷處的邊緣部分，完成對表面缺陷圖像的縮放，即：

f′(P)＝max{g(Q₁₁),g(Q₁₂),g(Q₂₁),g(Q₂₂)} (6)

其中，f′為縮放后圖像，g為原始圖像。