[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的玻璃瓶底缺陷檢測方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111896556B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 周顯恩;王耀南;朱青;毛建旭;張輝;劉學兵
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958;G01N21/88
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種基于機器視覺的玻璃瓶底缺陷檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取瓶底圖像，定位與提取瓶底區(qū)域，并將瓶底區(qū)域劃分為三個子區(qū)域：中心圓平面區(qū)域、環(huán)形平面區(qū)域和環(huán)形紋理區(qū)域；

步驟2，采用基于顯著性檢測的方法對中心圓平面區(qū)域進行缺陷檢測并標記；

步驟3，采用基于多尺度濾波的方法對環(huán)形平面區(qū)域進行缺陷檢測并標記，具體采用徑向方向的灰度投影，將環(huán)形平面區(qū)域圖像轉(zhuǎn)換為一個一維信號，在該一維信號進行多尺度濾波；

步驟4，采用基于模板匹配的方法對環(huán)形紋理區(qū)域進行缺陷檢測并標記，具體先獲取紋理模板，再采用模板匹配的方法將瓶底環(huán)形紋理區(qū)域圖像轉(zhuǎn)換為一個一維信號，隨后，采用與瓶底環(huán)形平面區(qū)域相同的缺陷檢測方法獲取缺陷；

步驟5，將步驟2至4得到的已標記好缺陷的中心圓平面區(qū)域、環(huán)形平面區(qū)域和環(huán)形紋理區(qū)域進行融合，得到標記有所有缺陷的瓶底圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中，定位與提取瓶底區(qū)域并劃分為三個子區(qū)域的方法為：

步驟1.1，采用圓檢測方法定位并提取圓形的瓶底區(qū)域；

步驟1.2，以瓶底區(qū)域的圓心為瓶底中心，將瓶底區(qū)域分成中心圓平面區(qū)域和環(huán)形區(qū)域；

步驟1.3，將環(huán)形區(qū)域徑向展開，然后對展開圖像進行邊緣檢測并篩選防滑紋邊緣，并采用多項式擬合對所得防滑紋邊緣進行擬合得到紋理區(qū)域中線，將紋理區(qū)域中線分別向上和向下移動等長距離，由紋理區(qū)域中線移動得到的兩條曲線與展開圖像的邊界所圍成的區(qū)域即為環(huán)形紋理區(qū)域，展開圖像中位于紋理區(qū)域上方的區(qū)域即為環(huán)形平面區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中，采用基于顯著性檢測方法對中心圓平面區(qū)域進行缺陷檢測的方法為：

步驟2.1，采用超像素分割方法將中心圓平面區(qū)域分割為若干子區(qū)域；

步驟2.2，對劃分為若干子區(qū)域的中心圓平面區(qū)域進行顯著性檢測，得到相應的顯著圖；

步驟2.3，計算中心圓平面區(qū)域中每個子區(qū)域的面積和顯著值；若子區(qū)域的面積和顯著值均大于相應的預設閾值，則標記該子區(qū)域為缺陷區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2.1中，采用超像素分割方法將中心圓平面區(qū)域分割為若干子區(qū)域的方法為：

步驟2.1.1，對中心圓平面區(qū)域進行邊緣檢測；

步驟2.1.2，針對步驟2.1.1得到的每個邊緣結(jié)果，均以當前邊緣為種子點，進行區(qū)域生長，

步驟2.1.3，計算步驟2.1.2得到的每個區(qū)域生長結(jié)果的面積，并將面積小于設定閾值的區(qū)域合并到灰度值相差最小的鄰接區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中，采用基于多尺度濾波的方法對環(huán)形平面區(qū)域進行缺陷檢測的方法為：

步驟3.1，將環(huán)形平面區(qū)域沿徑向展開，并縮放為矩形平面區(qū)域；

步驟3.2，將矩形平面區(qū)域沿豎直方向進行投影灰度均值，得到矩形平面區(qū)域每一列的像素均值，所有列像素均值構(gòu)成矩形平面區(qū)域的一維像素均值信號；

步驟3.3，對步驟3.2得到的像素均值信號進行一系列多尺度濾波，得到不同尺度對應的濾波值信號；

步驟3.4，對矩形平面區(qū)域的每一列：均計算所有尺度的濾波值與像素均值的差值絕對值，并取每一列最大的差值絕對值一起構(gòu)成最大值信號；

步驟3.5，對矩形平面區(qū)域的每一列，若其最大的差值絕對值大于給定的閾值，則矩形平面區(qū)域的該列像素屬于缺陷區(qū)域。