[發明專利]一種周期性結構質量檢測方法

有效

• 申請號: 202011127371.8
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112465743B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張效棟;朱琳琳;閆寧;陳亮亮;李娜娜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/49;G06F17/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種周期性結構質量檢測方法，該方法基于頻譜分析，首先將周期性結構在時域的紋理信息通過離散二維傅里葉變換到頻率域，然后對頻譜圖像進行預處理得到能夠反應時域圖像紋理信息的主要頻譜特征點，最后定位并提取所述主要頻譜特征點，計算所述主要頻譜特征點的位置、峰值大小及擴散程度，根據計算結果確定周期性結構的密度、均勻性、結構缺陷、相似度參數。

技術領域

本發明涉及一種周期性結構質量檢測方法。

背景技術

周期性結構是一種常見的結構形式，廣泛應用于日常生產生活中，大到建筑、橋梁、機械、織物，小到細胞、復眼、芯片、微透鏡陣列等都具有周期性結構。然而，由于制造工藝的限制，周期性結構往往存在一定誤差或缺陷，為了保證周期性結構在應用中的一致性和準確性，對其紋理密度、夾角、缺陷、均勻性等結構參數的檢測是制造中必不可少的環節。傳統上對周期性結構的檢測(如織物缺陷、微透鏡陣列均勻性等)都由人工來完成，但人工檢測效率低，檢測結果易受主觀因素影響。隨著圖像處理技術和計算機視覺技術的發展，生活中越來越多的測量工作都通過視覺系統自動完成，基于視覺檢測技術實現周期性結構參數智能化檢測成為一種迫切的需要。然而，傳統的視覺檢測技術對周期性結構的檢測具有如下的局限性：

(1)傳統的視覺檢測方法往往只針對某一種具體的周期性結構進行檢測，并且結構參數不同所采用的檢測方法不同，檢測方法通用性不強；

(2)傳統的視覺檢測方法易受采集圖像時的光照、距離、角度等外界因素的影響，最終造成對周期性結構參數的誤檢；

(3)傳統的視覺檢測手段效率較低，難以實現快速高效的檢測。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種具有通用性的周期性結構質量檢測方法，實現對大多數周期性結構的綜合參數快速高效地檢測，從而提高生產效率、降低成本。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種周期性結構質量檢測方法，該方法基于頻譜分析，首先將周期性結構在時域的紋理信息通過離散二維傅里葉變換到頻率域，然后對頻譜圖像進行預處理得到能夠反應時域圖像紋理信息的主要頻譜特征點，最后定位并提取所述主要頻譜特征點，計算所述主要頻譜特征點的位置、峰值大小及擴散程度，根據計算結果確定周期性結構的密度、均勻性、結構缺陷、相似度參數。方法如下：

(1)對周期性結構圖進行離散二維傅里葉變換得到其三維頻譜圖；

對三維頻譜圖依次進行閾值分割、低通濾波、窗口截取預處理得到頻譜預處理圖；

(2)在頻譜預處理圖中中心峰的高度代表周期性結構圖的平均亮度，周邊特征峰的位置和高度代表周期性結構圖的紋理信息，周邊特征峰分布在橫軸、縱軸兩條對稱軸上；分別提取頻譜預處理圖中橫軸、縱軸所有坐標點得到周期性結構圖的橫軸頻譜圖、縱軸頻譜圖；在橫軸頻譜圖中提取中心峰兩邊橫向特征峰的坐標(X₀,Z₀),周期性結構的橫向紋理數等于特征值X₀，同理，縱軸頻譜圖中提取中心峰兩邊縱向特征峰的坐標(Y₀,Z₀),周期性結構的縱向紋理數等于特征值Y₀。

設周期性結構圖像素大小為M₁*M₂，則周期性結構圖像的橫向紋理像素間距D₁＝M₁/X₀,周期性結構圖像的縱向紋理像素間距D₂＝M₂/Y₀；通過標定得到周期性結構圖實際尺寸和像素尺寸的比例系數k，并計算得到實際紋理間距G；