[發明專利]一種基于多特征融合的板材缺陷檢測系統及檢測方法

在審

• 申請號: 202210363743.X
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114820470A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 夏振平;徐浩;林李興;宋玉;胡伏原
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/80;G06V10/764;G06V10/54;G06V10/56;G06K9/62;G01N21/88
• 代理公司: 佛山粵進知識產權代理事務所(普通合伙) 44463
• 代理人: 耿鵬

本發明公開了一種基于多特征融合的板材缺陷檢測系統及檢測方法，該系統包括：圖像獲取及預處理模塊、色度坐標及紋理特征獲取模塊及缺陷檢測標記模塊；所述圖像獲取及預處理模塊獲取目標板材的圖像信息，并將所述圖像信息進行預處理；所述色度坐標及紋理特征獲取模塊將預處理后的圖像信息進行計算得到色度庫及紋理缺陷模型；所述缺陷檢測標記模塊將所述圖像信息中缺陷進行檢測，并標注缺陷的位置。本發明建立了板材缺陷檢測系統，利用圖像處理的方式建立色度庫與紋理特征模型，處理速度快，精度高，視覺效果好。

技術領域

本發明涉及缺陷檢測技術領域，更具體的，涉及一種基于多特征融合的板材缺陷檢測系統及檢測方法。

背景技術

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對木質材料的需求日益增長。在裝修市場中，由于木材資源的日益匱乏，且木材在生長過程中易生成各種缺陷，優良木材供不應求，導致天然木材的價格持續上漲。因此，為了提升木材的綜合利用率，降低板材價格，利用木材及其他非木材植物制作出人造木質板材。人造木質板材主要包括膠合板、刨花板和纖維板三大類產品，它們表面需要通過仿木紋裝飾達到現實使用要求。人造木質板材的已批量進行自動化生產，在生產過程中易導致缺損、劃痕、雜物及油污等缺陷，因此人造木質板材表面的缺陷檢測是木制成品檢測中重要的一項環節。

目前板材缺陷檢測的方法主要包括人工檢測、超聲波檢測、射線檢測等方式，但是由于板材類型的不同以及板材上缺陷的種類、形狀、大小不同，人工檢測的精度和效率都很低，不能夠滿足生產線實時檢測的目的。超聲波檢測主要檢測板材內部缺陷的，對表面缺陷檢測還存在著技術性難題需要攻破。射線檢測可以有效的提高檢測的效率和準確率，但是帶來的成本會變的很大，不適用于大規模的工廠生產應用。隨著電子元件的發展，以及機器視覺在圖像處理中的應用，基于機器視覺的檢測方法在工業質檢中占據更加重要的地位。

為了解決以上人造木質板材檢測過程耗時、費力，效果不好，不可避免的存在缺陷檢測不出來等問題，可以設計一種多特征融合的板材缺陷檢測系統。該系統基于色彩、均值、標準值和平滑度等特征，利用隨機森林算法，在時間和空間上將紋理特征信息進行組合，進而建立板材的紋理特征模型與色度庫。該系統利用計算機自動處理的方式代替人工操作，除了省時省力外還可以達到較高的處理精度和視覺效果。

發明內容

為了解決上述至少一個技術問題，本發明提出了一種基于多特征融合的板材缺陷檢測系統及檢測方法。

本發明第一方面提供了一種基于多特征融合的板材缺陷檢測系統，包括：

圖像獲取及預處理模塊，用于獲取含有目標板材的圖像信息，并將所述圖像信息進行預處理；

色度坐標及紋理特征獲取模塊，用于生成板材的色度庫及紋理缺陷模型；

缺陷檢測標記模塊，用于將所述圖像信息中的缺陷進行檢測，并標注缺陷位置。

本方案中，所述的圖像獲取及預處理模塊基于雙目相機系統進行實現；

獲取相機的內參與外參，根據所述相機的內參與外參獲取目標板材的圖像信息中各點在坐標變換中的映射關系；

根據所述映射關系通過逆變換獲取畸變矯正后的圖像信息，通過畸變矯正后的圖像信息提取感興趣區域；

在相機標定中，根據相位的變化將雙目相機系統中左右相機統一到同一世界坐標系，通過計算左右相機獲取的圖像信息在世界坐標系中的相對位置計算兩幅圖像的相對平移量；

根據所述相對平移量將左右相機采集圖像信息中的感興趣區域進行圖像拼接，生成完整目標板材圖像。

本方案中，通過所述色度坐標與紋理特征獲取模塊生成色度庫，具體為：

獲取板材圖像數據集，將所述板材圖像數據集導入所述色度坐標與紋理特征獲取模塊，計算得到每幅圖片中每個像素在LUV色彩空間中的色度坐標；