[發明專利]一種激光增材制造工件表面缺陷的表征與分類方法

在審

• 申請號: 202210711292.4
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN115170484A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 孔令豹;彭星
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/764;G06V10/54;G06V10/25;G06T7/60
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

1.一種激光增材制造工件表面缺陷的表征與分類方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先將缺陷檢測圖像進行感興趣區域ROI選取，然后對ROI區域進行缺陷特征提取和表征分析；

在缺陷特征提取與表征分析的過程中，先將選取的ROI區域圖像進行灰度處理以減少數據的計算量，然后對缺陷區域進行超分辨重建處理，重建后的圖像缺陷區域邊緣完整、輪廓清晰，再經過中值濾波處理對圖像進一步去噪，最后選取合適的二值化參數將圖像轉換為二值化圖像，提取缺陷區域邊緣輪廓，利用表征算法標記缺陷并計算表征參數；表征算法中表征參數包括幾何表征參數和紋理表征參數，所述幾何表征參數包括缺陷面積、缺陷周長、缺陷標記矩形寬度/高度、缺陷外接矩形長軸/短軸、缺陷方向因子、缺陷形狀因子、缺陷細長度、缺陷圓度、缺陷傾斜度和缺陷不變矩，所述紋理表征參數為灰度共生矩陣的特征，包括角二階矩、熵、對比度和相關性。

2.根據權利要求1所述的激光增材制造工件表面缺陷的表征與分類方法，其特征在于，所述缺陷面積是圖像經過二值化處理和邊緣檢測后，缺陷邊緣所包裹的連通區域內所有像素點數，其大小取決于像素點個數和標定因子，單位為平方微米；檢測圖像大小為X×Y，其中x,y表示像素點坐標位置，在圖像中任意一對x,y的值I_xy∈[0,1]；對于缺陷檢測圖像I，缺陷區域的像素值為I(x,y)＝1，背景區域的像素值為0，缺陷面積S定義為：

所述缺陷周長是圖像經過邊緣檢測后連續邊界上像素點組成的輪廓總長，其用于區分缺陷目標的形狀復雜性，大小取決于連續邊界上像素點個數和標定因子，單位為微米；對于缺陷檢測圖像I，缺陷邊緣的像素值為I(x,y)＝1，缺陷周長P定義為：

式中，H_x是標定算法所確定的水平方向標定因子，G是缺陷區域邊緣輪廓點的集合；

其中，H為檢測圖像上兩點水平間距，s為超分辨重建過程中缺陷圖像的縮放因子，M為缺陷檢測系統的放大倍率，N_x為水平方向上所占的像素數。

3.根據權利要求2所述的激光增材制造工件表面缺陷的表征與分類方法，其特征在于，標定算法用于表征參數測量前進行標尺設定，即標定待測缺陷目標圖像中單個像素點對應的實際尺寸，定義為：

其中，H為檢測圖像上兩點水平間距，N_x為水平方向上所占的像素數，V為檢測圖像上兩點垂直間距，N_y為垂直方向上所占的像素數，M為缺陷檢測系統的放大倍率，s為超分辨重建過程中缺陷圖像的縮放因子；H_x是水平方向的標定因子，V_y是垂直方向的標定因子，D_xy是對角線方向的標定因子，標定因子的單位均為μm/pixel；其中，H_x和V_y這兩項標定因子在數值上相等，計算各項表征參數時統一使用H_x表示。