[發明專利]基于多尺度Hessian矩陣濾波的陶瓷瓦表面裂紋檢測方法

在審

• 申請號: 201911421605.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111179260A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 曾曙光;左肖雄;鄭勝;周飄;李強;羅志會
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

基于多尺度Hessian矩陣濾波的陶瓷瓦表面裂紋檢測方法，包括圖像預處理步驟：用于對原圖像去噪，削弱噪聲和花紋背干擾，增加缺陷對比度；多尺度Hessian矩陣濾波裂紋檢測步驟：用于排除紋理噪聲的干擾，最終提取出裂紋特征；提取裂紋參數步驟：通過二值化方法確定檢測裂紋缺陷的閾值范圍。本發明提供一種基于多尺度Hessian矩陣濾波的陶瓷瓦表面裂紋檢測方法，可以對不同形狀特征、尺寸和位置的裂紋目標進行有效檢測，具有較高的檢測精度和較好的檢測效果；同時抗噪性能好、普適性強、計算速度較快。

技術領域

本發明屬于機器視覺的技術領域，具體涉及一種基于多尺度Hessian矩陣濾波的陶瓷瓦表面裂紋檢測方法。

背景技術

陶瓷瓦表面缺陷的自動檢測是該產業升級中亟待解決的問題。陶瓷瓦表面為立體的形態結構且存在大量的花紋，這將導致陶瓷瓦表面光照不均勻，且會對缺陷自動檢測造成許多干擾。

陶瓷瓦表面缺陷檢測是陶瓷質量檢測的重要組成部分。由于生產工藝、生產環境和生產設備的限制，陶瓷瓦產品可能產生裂紋、缺釉、鼓包、色差、缺角等表面缺陷。目前，陶瓷瓦表面缺陷的檢測仍采用傳統的人工檢測方法。人工檢測存在勞動強度大、檢測速度慢、主觀性強、漏檢率高等問題，嚴重影響了生產效率和產品品質。因此，實現陶瓷瓦表面缺陷的自動檢測對陶瓷瓦行業轉型升級至關重要，也是工業自動化的發展趨勢。

裂紋是陶瓷瓦表面出現頻率最高的缺陷。陶瓷瓦表面裂紋形態各異、長度不一、出現位置不固定，對其進行的自動化檢測有較大難度。陶瓷瓦立體結構明顯，導致獲得的陶瓷瓦圖像整體光照分布不均勻，對比度低，易與紋理混淆。這將導致陶瓷瓦表面光照不均勻，且對缺陷檢測造成許多干擾。多尺度Hessian矩陣濾波方法可以有效排除紋理等噪聲的干擾，且受光照影響小、計算速度快。

發明內容

針對在陶瓷瓦的自動化檢測中，陶瓷瓦表面裂紋形態各異、長度不一、出現位置不固定；對其進行的自動化檢測有較大難度，存在的檢測算法不統一和檢出率不高的問題。本發明提供一種基于多尺度Hessian矩陣濾波的陶瓷瓦表面裂紋檢測方法，可以對不同形狀特征、尺寸和位置的裂紋目標進行有效檢測，具有較高的檢測精度和較好的檢測效果；同時抗噪性能好、普適性強、計算速度較快，可為陶瓷瓦行業實現表面缺陷的自動檢測提供一些參考。

本發明采取的技術方案為：

基于多尺度Hessian矩陣濾波的陶瓷瓦表面裂紋檢測方法，包括：

步驟1：圖像預處理步驟：用于對原圖像去噪，削弱噪聲和花紋背干擾，增加缺陷對比度；

步驟2：多尺度Hessian矩陣濾波裂紋檢測步驟：用于排除紋理噪聲的干擾，最終提取出裂紋特征；

步驟3：提取裂紋參數步驟：通過二值化方法確定檢測裂紋缺陷的閾值范圍。

所述圖像預處理步驟中：

在圖像預處理過程中，對于二維輸入圖像I(x,y)，它的高斯尺度空間I_σ(x,y)由圖像I(x,y)與高斯函數G(x,y；σ)卷積得到，表達式為：

其中，高斯函數G(x,y；σ)的表達式為：