[發明專利]基于超分辨重建的金屬品印刷缺陷與表面損傷的檢測方法

在審

• 申請號: 202011513336.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112489042A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉陽;高松;王鵬;呂慶佳;溫保崗;張旭;王騰森;王彩紅
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T3/40;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 遼寧鴻文知識產權代理有限公司 21102
• 代理人: 苗青

本發明屬于光學技術領域，具體涉及一種基于超分辨重建的金屬品印刷缺陷與表面損傷的檢測方法，其包括圖像獲取、圖像處理、圖像結果輸出。本發明的核心內容為采用圖像超分辨重建提高配準精度、以圖像差分的提高檢測效率、圖像閾值分割降低噪聲干擾、圖像形態學分析并輸出結果。本發明的檢測方法為非接觸式檢測，在充分考慮到圖像特征受到像素精度的影響下，采用超分辨重建圖像配準的方法，實現了對金屬印刷品的印刷缺陷和表面損傷的檢測。

技術領域

本發明屬于光學技術領域，具體涉及一種基于超分辨重建的金屬品印刷缺陷與表面損傷的檢測方法。

技術背景

金屬零件的印刷質量與表面缺陷是決定金屬印刷件的質量和銷量的關鍵因素。如果印刷缺陷與表面損傷的誤差超出范圍，將會導致金屬印刷件不符合出廠要求，不僅造成了資源浪費，而且也會讓工廠損失大量的人力財力。根據實際對金屬印刷件的印刷缺陷與表面損傷影響的研究實驗可知：當金屬品的印刷缺陷或表面損傷面積超過0.2×0.2mm時人肉眼很容易識別并發現，當損傷面積小于0.2×0.2mm是一般不易被肉眼可見，可視為合格，因此當表面缺陷超過0.2×0.2mm時便不符合工件出場質量要求。綜上所述，如何檢測金屬印刷品的外觀是否符合質量要求，已成為工廠質量檢測技術重點。

目前常用檢測方法分為2類，包括人工檢測方法和機器檢測方法：

一、人工檢測方法

人工檢測缺點頗多，首先是檢測人員的工作強度較大，肉眼容易產生疲勞，很難辨別出細微的缺陷，從而造成漏檢現象，導致整批待測件的降級或報廢，從而影響檢測質量；其次是檢測速度慢，且抽檢率較低，不能客觀地反映出待測件表面的質量；然后是待測件在線運行速度較快，肉眼難以判斷是否有缺陷，故遠不能滿足在線高速的生產需求；最后是由于人為因素的存在，導致待測件檢測結果的一致性差，不同檢驗人員、不同環境下檢驗結果不同，可信度較低。

二、機器檢測方法

機器檢測方法主要有光電檢測和機器視覺檢測。其中光電檢測以渦流檢測為代表，渦流檢測通常是手持式小探頭對金屬件表面進行逐區域檢查，手持式檢測具有受人工影響較大的缺點，而且該檢測方法只能檢查出金屬的表面缺陷，無法判別印刷質量，因此光電檢測依然不適用于金屬印刷品的表面缺陷和印刷質量的檢測。視覺檢測是近幾年研究的熱點，經過業內多位研究學者的研究已經證明該檢測方法的穩定性較高，不僅具有檢測速度快，而且檢測精度高的優點。

現階段的機器視覺針對金屬印刷品檢測對印刷區進行逐區域檢測，需要在整個零件表面紋理特征進行提取，并從大量紋理特征中檢測并識別出損傷及劃痕，此類檢測方法極易受零部件紋理特征影響，導致檢測精度難以保證，檢測效率低等問題。

綜上所述，人工檢測和光電檢測的檢測方式不適用于金屬印刷件，而現階段的機器視覺檢測同樣呈現檢測速度慢的缺點，因此本發明借助現有的視覺檢測基礎知識提出全新的基于視覺的金屬印刷件表面缺陷與印刷質量的檢測方法，可解決上述問題，兼具檢測精度和檢測效率，對提高企業出廠產品質量具有重要意義。

發明內容

本發明主要解決金屬印刷品檢測時存在檢測效率低、精度低的問題，提供一種基于超分辨重建的金屬品印刷缺陷與表面損傷的檢測方法，其能實時快速完成金屬印刷品連續檢測。本發明涉及的是表面復雜形貌的金屬印刷品檢測，由于金屬印刷品的印刷缺陷與表面損傷是連續變化的，而相機采集到的圖像將連續特征變為每個像素獨立對應的離散特征，因此在采用機器視覺在此類研究過程中始終存在像素分辨率精度與圖像采集范圍廣度之間的矛盾，因此本發明提出基于超分辨重建的方法，具體是指以插值的方式將低分辨率圖像升為高分辨率圖像，從而保證了圖像采集范圍的同時提高了像素代表的實際物理尺寸精度，進而提高配準精度，實現特征圖像位置的準確對準。通過構造特征點的配準進而實現兩幅圖像的配準解決了圖像像素只能按整數點平移而丟失關鍵信息的弊端，從而提高了金屬印刷品檢測的準確性；其次，將整幅圖像的配準簡化為特征點的配準，不僅簡化了配準的復雜過程，提高了配準效率，而且為后期圖像差分奠定基礎。