[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011533110.6
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112730427A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 王建國
• 申請（專利權）人: 安徽康能電氣有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06N20/00;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/00
• 代理公司: 北京華際知識產(chǎn)權代理有限公司 11676
• 代理人: 俞璇

1.一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法，其特征在于，包括：

獲取被檢產(chǎn)品表面的圖像；

對圖像進行特征提取，形成檢測特征T；

在以檢測特征T為中心點的一定范圍內遍歷K個訓練特征集模型W，其中，K為奇數(shù)，每個所述訓練特征集模型W均包括含有該缺陷的特征模型M和未含有該缺陷的特征模型N，所述訓練特征模型M或N為使用多組數(shù)據(jù)通過機器學習訓練得出，所述多組數(shù)據(jù)包括第一類數(shù)據(jù)和第二類數(shù)據(jù)，所述第一類數(shù)據(jù)中的每組數(shù)據(jù)均包括：含有缺陷產(chǎn)品的的圖像和標識該圖像包括缺陷產(chǎn)品的標簽；第二類數(shù)據(jù)中的每組數(shù)據(jù)均包括：未含有缺陷產(chǎn)品的的圖像和標識該圖像未含有缺陷產(chǎn)品的標簽；

計算每個訓練特征集模型W中的含有該缺陷的特征模型M和未含有該缺陷的特征N到檢測特征之間的距離；

對每個訓練特征集模型W中距離臨近檢測特征T的特征模型進行計數(shù)，若計數(shù)的含有該缺陷的特征模型M的數(shù)量大于未含有該缺陷的特征模型N的數(shù)量，則判定被檢產(chǎn)品表面存在該缺陷，若計數(shù)的含有該缺陷的特征模型M的數(shù)量大小于未含有該缺陷的特征模型N的數(shù)量，則判定被檢產(chǎn)品表面未存在該缺陷。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述對圖像進行特征提取，形成檢測特征的步驟如下：

對圖像作灰度化處理；

采用Gamma校正法對經(jīng)過灰度化處理后的圖像進行顏色空間的歸一化；

計算經(jīng)過歸一化處理后的圖像的每個像素的梯度大小和梯度方向；

將圖像劃分成多個相互連通的小的區(qū)域；

統(tǒng)計每個區(qū)域內的梯度直方圖，并將每個區(qū)域內的梯度直方圖串聯(lián)組合形成檢測特征T。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述K為大于或者等于5的奇數(shù)。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述計算每個訓練特征集模型W中的含有該缺陷的特征模型M和未含有該缺陷的特征N到檢測特征之間的距離的計算公式為：

其中，n表示維度的數(shù)量，x表示每一維度含有該缺陷的特征模型M和未含有該缺陷的特征N中心位置的坐標，y表示每一維度檢測特征T中心位置的坐標。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述對每個訓練特征集模型W中距離最臨近檢測特征T的特征模型進行計數(shù)的具體步驟如下：

對每個訓練特征集模型W中距離臨近檢測特征T的含有該缺陷的特征模型M匹配第一類標簽，對每個訓練特征集模型W中距離臨近檢測特征T的含有該缺陷的特征模型N匹配第二類標簽；

取出匹配后的第一類標簽和第二類標簽，并對第一類標簽和第二類標簽進行計數(shù)；

對缺陷進行判斷，若第一類標簽的數(shù)量大于第二類標簽的數(shù)量，則判定被檢產(chǎn)品表面存在該缺陷，若第一類標簽的數(shù)量小于第二類標簽的數(shù)量，則判定被檢產(chǎn)品表面未存在該缺陷。

6.一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

圖像采集單元，用于獲取被檢產(chǎn)品表面的圖像；

特征提取單元，用于對圖像進行特征提取，形成檢測特征T；

遍歷單元，用于在以檢測特征T為中心點的一定范圍內遍歷K個訓練特征集模型W；

距離測算單元，用于計算每個訓練特征集模型W中的含有該缺陷的特征模型M和未含有該缺陷的特征N到檢測特征之間的距離；

計數(shù)判斷單元，用于對每個訓練特征集模型W中距離臨近檢測特征T的特征模型進行計數(shù)，若計數(shù)的含有該缺陷的特征模型M的數(shù)量大于未含有該缺陷的特征模型N的數(shù)量，則判定被檢產(chǎn)品表面存在該缺陷，若計數(shù)的含有該缺陷的特征模型M的數(shù)量大小于未含有該缺陷的特征模型N的數(shù)量，則判定被檢產(chǎn)品表面未存在該缺陷。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集單元為CMOS圖像采集器或者CCD圖像采集器。