[發明專利]一種基于缺陷分布圖譜的熱軋帶鋼表面質量分級方法

有效

• 申請號: 202110238250.9
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113034442B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 吳昆鵬;石杰;鄧能輝;楊朝霖
• 申請（專利權）人: 北京科技大學設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/155;G06T7/60;G06T7/62;G01N21/88;G06V10/762;G06V10/764
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種基于缺陷分布圖譜的熱軋帶鋼表面質量分級方法，屬于智能檢測技術領域。該方法利用熱軋帶鋼表面缺陷檢測系統的缺陷數據，繪制出單個缺陷類別、交叉易混缺陷類別等多種缺陷分布圖譜，針對不同類別組合的缺陷分布圖譜，依據其所具有的內部特征，可對應的采用置信度檢測、直線檢測、周期檢測、聚類檢測、分布特征檢測等方式從缺陷分布圖譜中尋找出供分級判斷的關鍵特征，整合各缺陷分布圖譜得到的關鍵特征，形成接近于人感知的上層分析模式圖，實現數據的降維和降偽，通過結合鋼種、規格、工藝參數等信息，針對性調整不同缺陷分布圖譜中關鍵特征的等級標準，采用嚴重級別高掩蓋嚴重級別低的原則，得到最終的帶鋼質量等級。

技術領域

本發明涉及智能檢測技術領域，特別是指一種基于缺陷分布圖譜的熱軋帶鋼表面質量分級方法。

背景技術

帶鋼生產過程中因來料、工藝、機械老化等問題會造成其表面產生很多缺陷。早期通過人工開卷的方式判斷缺陷信息并進行記錄，這種方式效率較慢且檢測疏漏較多；近幾年來，多采用基于機器視覺的表面檢測設備進行缺陷檢測，可實現對表面缺陷的全面記錄，但仍無法擺脫人工參與，需要人工復查檢測缺陷信息，再通過綜合判斷得到帶鋼等級，并確定鋼卷是否需要封鎖。

研究發現造成帶鋼不能自動判級的主要原因是目前的表面缺陷檢測系統對于單個缺陷的識別率只能達到85％左右，通過單一缺陷的判級方式會直接受識別率低的影響，導致判級準確率不高，而且由于缺陷形態多樣，各缺陷類別之間會存在互相混淆的情況，給自動分級帶來了很大困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于缺陷分布圖譜的熱軋帶鋼表面質量分級方法，該方法利用熱軋帶鋼表面缺陷檢測系統的缺陷數據，繪制出單個缺陷類別、交叉易混缺陷類別等多種缺陷分布圖譜，采用圖像處理的方式對缺陷分布圖譜進行信息挖掘，提取得到對于帶鋼分級起決定性作用的關鍵特征信息，進而實現帶鋼的自動分級。

該方法具體包括步驟如下：

(1)利用帶鋼表面缺陷檢測數據，按單獨類別、易混類別分別進行數據組合，針對每一種數據組合依據缺陷的橫向位置、縱向位置在預先設定的全黑背景圖像上繪制各個缺陷點，形成不同類別組合的缺陷分布圖譜；

(2)針對不同類別組合的缺陷分布圖譜，依據其所具有的內部特征(包括形態、灰度、周期性、長度、寬度、面積、連續性、分布情況等)，對應的采用置信度檢測、直線檢測、周期檢測、聚類檢測、分布特征檢測從缺陷分布圖譜中尋找出供分級判斷的關鍵特征；

(3)整合各缺陷分布圖譜得到的關鍵特征，形成接近于人感知的上層分析模式圖，實現數據的降維和降偽；

(4)結合鋼種、規格、工藝參數(如除磷、帶鋼溫度等)信息，針對性調整不同缺陷分布圖譜中關鍵特征的等級標準，采用嚴重級別高掩蓋嚴重級別低的原則，保留關鍵特征中嚴重級別最高的等級作為最終的帶鋼質量等級。

其中，不同鋼種的帶鋼分級標準不同，需要實際情況進行調整，例如有的鋼種連續性缺陷達到1m需要降到B級，也有的鋼種連續性缺陷需要達到2m才定為B級。帶鋼經過除磷工藝，鐵鱗缺陷對分級影響較大；不經過除磷工藝的帶鋼，鐵鱗缺陷對分級無影響。

上述，步驟(1)中將表面缺陷檢測系統中的缺陷數據，在預定義大小的圖像上進行繪制，缺陷統一繪制為10×10像素大小；

缺陷在圖像上繪制的橫向像素位置：

其中，P_{d_w}為缺陷在圖像上繪制的橫向像素位置，W_I為圖像寬度，默認為2048；W_s為帶鋼寬度，單位為mm；P_{s_w}為缺陷在帶鋼寬度方向上的位置；

缺陷在圖像上繪制的縱向像素位置：