[发明专利]具有周期性花纹图案的表面缺陷检测装置与方法

权利要求书

1.一种具有周期性花纹图案的表面缺陷检测装置，其特征在于：包括工作台(1)、CCD黑白面阵GigE相机(3)、圆顶形光源(4)、千兆网卡(5)、PC机(6)、PLC控制器(7)、驱动器(8)、编码器(9)、电机(10)、减速机(11)和滚珠丝杠(12)；电机(10)通过减速器(11)与滚珠丝杠(12)相连，滚珠丝杠(12)上的螺母与工作台(1)相连，工作台(1)上放置被检对象(2)，驱动器(8)分别与PLC控制器(7)、和装在电机(10)上的编码器(9)相连，PLC控制器(7)通过驱动器(8)来控制电机(10)的转速，圆顶形光源(4)安装在被检对象(2)上方，CCD黑白面阵GigE相机(3)安装在圆顶形光源(4)上方，千兆网卡(5)分别与CCD黑白面阵GigE相机(3)、PC机(6)和PLC控制器(7)连接。

2.根据权利要求1所述装置的一种具有周期性花纹图案的表面缺陷检测方法，其特征在于该方法的步骤如下：

该方法的步骤如下：

1)人工预先采集周期为T_P的花纹图案图像存入PC机中，将该图像作为目标图像P，设定相似度量NCC的最小值；

2)读取在线采集到的周期为T_Q的花纹图案图像；

3)在步骤2中的花纹图案图像中选定ROI，将ROI图像作为源图像Q；

4)采用2*2的均值滤波器分别平滑源图像Q和目标图像P，创建两幅图像的图像金字塔，图像金字塔的分层层数n最大值为5；

5)从源图像的金字塔图像Qn开始，在目标图像的金字塔图像P_n中开始搜索，计算相似度量NCC最大的区域，确定出粗匹配的位置(i_n，j_n)，如果相似度量NCC的值小于最小值，进入步骤8)；

6)将n层的匹配结果区域映射到n-1层图像中，n-1层的搜索区域为匹配结果周围的区域，将源图像的金字塔图像Q_n-1继续在目标图像的n-1层金字塔图像的搜索区域中搜索匹配，计算相似度量NCC最大的区域，进一步缩小匹配的位置(i_n-1，j_n-1)，如果相似度量NCC的值小于最小值，进入步骤8)；

7)按照步骤6)继续进行搜索匹配，直到最底层金字塔图像；

8)产品不合格，给出报警信号；

至此，整个图像处理系统流程完成检测运行一次，然后进入步骤2)开始新的检测运行周期。

3.根据权利要求2中所述的一种具有周期性花纹图案的表面缺陷检测方法，其特征在于，上述方法步骤中采集周期TP的计算公式为：

T_P＝1+T_Q

其中，T_Q＜1。

4.根据权利要求2中所述的一种具有周期性花纹图案的表面缺陷检测方法，其特征在于，上述方法步骤中相似度量NCC的公式为：

ncc(r,c)=1qΣ(u,v)∈Qq(u,v)-mqsq2·f(r+u,c+v)-mf(r,c)sf2(r,c)]]>

其中，q为源图像Q中点的数量，q(u，v)、m_q、为源图像Q中各点的灰度值、所有点的平均灰度值、所有点的灰度值的方差，f(r+u，c+v)、m_f(r，c)、分别为源图像Q在目标图像P中移动时，目标图像P感兴趣的区域中各点的灰度值、所有点的平均灰度值、所有点的灰度值的方差。