[發明專利]基于光度立體視覺的檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110331335.1
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112734756B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 張繼華;吳垠;鄒偉金;姜涌
• 申請（專利權）人: 高視科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/514;G06T7/55;G06K9/62;G06T17/00;G01N21/88
• 代理公司: 惠州市超越知識產權代理事務所(普通合伙) 44349
• 代理人: 陳文福

本申請是關于一種基于光度立體視覺的檢測方法及系統。該方法包括：對采集到的待測表面圖像進行預處理，分離出圖像中的漫射分量和反射分量，得到的待測表面的漫射圖；基于漫射圖進行待測表面法向量特征的重建，得到待測表明的相對深度圖，從而進行待測表面的缺陷檢測。本申請提供的方案，能夠對非朗伯體的表面進行缺陷檢測，解決了光度立體視覺法的使用范圍的局限性，便于工業場景的大規模應用。

技術領域

本申請涉及計算機視覺技術領域，尤其涉及基于光度立體視覺的檢測方法及系統。

背景技術

當今社會，隨著計算機技術，人工智能等科學技術的出現和發展，以及研究的深入，出現了基于機器視覺技術的表面缺陷檢測技術。這種技術的出現，大大提高了生產作業的效率，避免了因作業條件，主觀判斷等影響檢測結果的準確性，實現能更好更精確地進行表面缺陷檢測，更加快速的識別產品表面瑕疵缺陷。

相關技術中，基于光度立體的3D恢復物體表面紋理特征的方法最早由Robert.J.Woodham于1980年提出，傳統的光度立體視覺技術基于輻照方程和朗伯余弦定律進行待測物體表面法向量特征重構。

但是，傳統的光度立體視覺法對于待測物體表面的反射特性有嚴格的要求。傳統光度立體視覺法要求物體必須具有朗伯反射特性，即它必須以漫反射的方式反射入射光。對于有鏡面反射的物體或者區域使用上述方法進行表面檢測會得到錯誤的檢測結果。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種基于光度立體視覺的檢測方法及系統，能夠降低傳統光度立體視覺法對待測表面反射特征的嚴格要求。

本申請第一方面提供一種基于光度立體視覺的檢測方法，包括：

采集待測表面的M張二維圖像，其中M為大于2的正整數；所述M張二維圖像包括：M個光源照射下的待測表面的二維圖像；

對所述M張二維圖像的漫射分量和反射分量進行分離處理，得到所述待測表面的M張漫射圖；

基于所述M張漫射圖進行所述待測表面法向量特征的重建，得到所述待測表面的相對深度圖；

根據所述待測表面的相對深度圖進行缺陷檢測，得到所述待測表面的檢測結果。

在一種實施方式中，所述對所述M張二維圖像的漫射分量和反射分量進行分離處理，包括：

利用K-Means聚類算法對所述M張二維圖像進行分類，得到N個簇；所述N為正整數；所述簇為所述待測表面上具有相同法向量的區域在各個光源照射下的M張區域圖像的集合；

對所有簇內M×N張區域圖像的各個像素點進行分量類型判定；所述分量類型包括：漫射分量；

基于所述分量類型判定的結果對各個區域圖像進行分量圖提取，得到M×N張漫射分量圖；所述分量圖包括：漫射分量圖；

對所述M×N漫射分量圖進行并集處理，得到M張漫射圖。

在一種實施方式中，所述對所有簇內M×N張區域圖像的各個像素點進行分量類型判定中，一個所述像素點的分量類型判定，包括：

計算所述像素點的統計數據；所述統計數據包括：最大像素值和最小像素值；

基于所述最大像素值和所述最小像素值計算得到所述像素點的像素差值；

根據所述像素差值和所述最大像素值判斷得到所述像素點所屬的分量類型。

在一種實施方式中，所述基于所述分量類型判定的結果對各個區域圖像進行分量圖提取中，一個所述區域圖像的分量圖提取，包括：

判斷所述像素點的分量類型是否為漫射分量，若是，則將所述像素點的像素強度作為當前區域圖像上所述像素點的漫射分量值，生成所述區域圖像的漫射分量圖。