基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法
专利汇可以提供基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为了解决目前工业应用中常采用的图像背景差分技术所存在的不足，提供一种基于 电机 铜 排毛刺生长区域的 缺陷 检测装置和方法，针对电机铜排孔槽加工过程中产生的各种类型毛刺，利用改进的中值滤波方式和掩模运算获得待检测铜排标准图像，并通过形态学 算法 构造铜排图像 边缘检测 区域，最后进行特征提取，标记图像的各个区域并制作分类器，定义 阈值 ，检出毛刺。检测装置包括CCD工业摄像机、 图像采集 卡、LED 光源 、电控平移台、精密 工作台 、置物台、遮光罩、手动控制仪、 位置 探测器和计算机。，下面是基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法专利的具体信息内容。
1.一种基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法，其特征在于，包括CCD工业摄像机(3)、图像采集卡(4)、LED光源(2)、电控平移台(1)、精密工作台(7)、置物台(8)、遮光罩(10)、手动控制仪(11)、位置探测器(9)和计算机(5)；所述的位置探测器(9)设置于工件待检测位置，通过产生脉冲信号触发CCD工业摄像机(3)工作；所述的LED光源(2)采用环形结构的低角度漫射照明，设置于CCD工业摄像机(3)下方；CCD工业摄像机(3)下方设置有精密工作台(7)，将带有孔槽的铜排工件(6)放置于精密工作台(7)的置物台(8)上且通过电控平移台(1)控制置物台(8)的速度和轨迹；图像采集卡(4)和CCD工业摄像机(3)通过尾线相连并与计算机(5)通讯；CCD工业摄像机(3)垂直放置于工件待检测位置正上方，且CCD工业摄像机(3)采用遮光罩(10)屏蔽环境光影响，其镜头视场覆盖于精密工作台(7)的置物台(8)中心，能够一次对2个铜排工件(6)孔槽进行拍摄；所述的计算机(5)将图像采集卡(4)采集到的铜排图像进行分析及算法运算，并通过分类器将电机铜排孔槽中的各种类型毛刺进行捡出：
包括以下步骤：
步骤1获得待检测铜排标准图像；
步骤2构造铜排图像边缘检测区域；
步骤3特征提取和毛刺缺陷判定。
2.根据权利要求1所述的基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法，其特征在于，步骤1中，系统LED光源(2)采用环形低角度漫射照明，当铜排工件(6)于精密工作台(7)的置物台(8)上运动至待检测位置，位置探测器(9)响应并触发CCD工业摄像机(3)工作，采集铜排图像传输至计算机(5)中的图像处理模块对其进行预处理，并采用改进的中值滤波方式以3×3的小窗口进行滤波：
设立阈值T，以中心画十字得到4个相邻像素，该点像素灰度值与相邻像素灰度值的差为D，当D＜T时，G自加1，当a＜G＜b时，则可确定该像素为边缘点；其中a,b为常数，G表示相邻像素与中心像素灰度相似的个数；若a＜G＜b，即该点为边缘点时，不进行任何变换，直接将该点像素灰度值f(x,y)输出，否则通过式1滤波后将 输出：
式中，Sxy表示以点(x,y)为中心，大小为3×3的窗口子图像坐标组，g(s,t)代表领域坐标的像素灰度值， 表示该点经中值滤波处理后的灰度值；
然后以8连通方式标记图像区域，以面积为阈值找出最大连通区域及其参数tn，构造大小与原图像一致的全黑蒙板，利用tn得到中间留白区域并将所得蒙板与铜排图像进行掩膜运算，再同上，构造与原图像一致的全白蒙板，得到中间留黑区域，将此所得蒙板与掩膜运算的结果进行像素点位求和运算，得到待检测铜排标准图像I_mask_white。
3.根据权利要求1所述的基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法，其特征在于，步骤2中：
首先创建高斯滤波器，对I_mask_white图像进行高斯滤波：
式中(x,y)为点坐标，δ是标准差；产生一个3×3的高斯滤波器模板，以模板的中心位置为坐标原点进行取样，将各个位置的坐标带入到高斯函数中，计算公式如下：
式中Hi,j为位置坐标的元素值，i,j为位置坐标，δ是标准差；
然后利用OTSU法进行阈值分割，如下：
式中F(x,y)为分割出的工件图像，t为最佳分割阈值；
对阈值分割后的图像进行形态学闭运算处理补全缺口并计算最大面积连通区域的角度θ，若θ＝0，直接进入下一步骤，否则旋转图像进行矫正：计算角度θ利用regionprops中的Orientation函数；旋转角度为(90-|θ|)；
形态学处理得到模板图像X，如下：
式中·为闭运算符，为开运算符，为膨胀运算符，Θ为腐蚀运算符，S为直径为8，元素全为1的圆盘型结构元素；
将得到的模板图像X用直径为8的圆盘型结构元素S腐蚀得到IM图像：
XΘS＝∩{X-s/s∈S} (7)
设置一个较大直径的圆盘型结构元素腐蚀IM得到IM_erode图像，并用IM减掉IM_erode，进行图像运算，得到铜排图像边缘检测区域。
4.根据权利要求2和3所述的基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法，其特征在于，步骤3中，将旋转矫正后的待检测铜排标准图像I_mask_white和铜排图像边缘检测区域进行像素点位相乘，提取毛刺特征并用8连通方式标记图像的各个区域，制作分类器，定义阈值，对各种类型毛刺进行算法判定：
(1)利用基于面积和周长的细度比例thinness ratio定义阈值制作分类器对I类和II类毛刺进行判定：
2
K＝(4×π×S)/C (8)
式中K表示细度比例参数，S表示区域面积，C表示区域周长，
式中 表示缺陷图像中各个区域的像素集和，m为一常数， 表示毛刺缺陷类型I和类型II的检出；
(2)利用与区域具有相同标准二阶中心矩的椭圆的长轴长度Axis Length定义阈值制作分类器对III类毛刺进行判定：
式中AL表示与区域具有相同标准二阶中心矩的椭圆的长轴长度，p为一常数， 表示毛刺缺陷类型III的检出；
(3)设立一个参考量EX表示区域在最小边界矩形中的扩展程度，并定义阈值制作分类器对IV类毛刺进行判定：
EX＝F/S1 (11)
式中F表示区域像素个数，S1表示包围区域的最小外接矩形面积，
式中 表示毛刺缺陷类型IV的检出，EX表示区域扩展程度，r为一常数；
最后将分类器识别的四种类型毛刺区域用最小外接矩形框选，并在矫正后的原始图像上显示其坐标信息，存入系统，完成毛刺缺陷的检测。
基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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