[发明专利]一种玻璃缺陷类型识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃检测领域，尤其涉及一种玻璃缺陷类型识别方法。

背景技术

现有的玻璃缺陷类型识别技术存在以下缺陷：(1)基于图像分割的玻璃识别模式中阈值选择不当，影响后续缺陷类型的识别效果；(2)图像滤波技术选择困难，一般采用单一滤波技术，无法滤除各种图像干扰；(3)玻璃缺陷特征无法确定，造成玻璃缺陷类型难以识别。

为此，本发明提出了一种玻璃缺陷类型识别方法，能够选择合适的图像分割阈值，将图像中的玻璃与背景有效分开，能够去除各种图像干扰，以及能够确定最佳的玻璃缺陷特征以进行玻璃种类的识别，从而整体上提高玻璃缺陷类型识别的可靠性。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种玻璃缺陷类型识别方法，以自适应阈值选择模式所获得的图像分割阈值将玻璃从图像背景处分离，采用中值滤波和均值滤波结合的方式以在去除高斯噪声的同时保持图像细节，更关键的是，选择缺陷目标的圆形度和伸长度作为缺陷类型确定的基准，从而更有效地识别出各种玻璃缺陷类型。

根据本发明的一方面，提供了一种玻璃缺陷类型识别方法，该方法包括：1)提供一种玻璃缺陷类型识别系统，所述识别系统包括玻璃容置平台、图像采集设备、缺陷图像检测设备和嵌入式处理设备，所述玻璃容置平台用于放置待检测的整块玻璃，所述图像采集设备用于采集待检测的整块玻璃的玻璃图像，所述缺陷图像检测设备用于确定所述玻璃图像中的缺陷图像，所述嵌入式处理设备与所述缺陷图像检测设备连接，基于所述缺陷图像确定玻璃缺陷类型；2)使用所述识别系统来进行识别。

更具体地，在所述玻璃缺陷类型识别系统中，还包括：静态存储器，用于存储各种玻璃类型分别对应的基准玻璃图像，还用于存储阈值范围表，所述阈值范围表以玻璃类型为索引，保存了每一种玻璃类型对应的预选灰度阈值范围，预选灰度阈值范围的取值范围落在0-255数值范围内，还用于存储第一圆形度阈值范围、第一伸长度阈值范围、第二圆形度阈值范围和第二伸长度阈值范围，所述第一圆形度阈值范围的下限阈值大于第二圆形度阈值范围的上限阈值，所述第二伸长度阈值范围的下限阈值大于第一伸长度阈值范围的上限阈值；玻璃类型检测设备，设置在所述玻璃容置平台上方，用于通过红外线检测器检测设备确定待检测的整块玻璃的红外折射特性，基于检测到的红外折射特性确定玻璃类型；供电设备，包括太阳能供电器件、市电接口、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述市电接口分别连接，根据市电接口处的市电电压大小决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；所述图像采集设备包括CMOS图像传感单元，设置在所述玻璃容置平台上方，用于对待检测的整块玻璃进行图像采集，以获得玻璃图像；所述缺陷图像检测设备与所述玻璃类型检测设备、所述图像采集设备和所述静态存储器分别连接，用于接收玻璃类型和玻璃图像；所述缺陷图像检测设备包括阈值范围确定子设备、中值滤波子设备、均值滤波子设备、灰度化处理子设备、阈值选择子设备、目标分割子设备和缺陷图像提取子设备；所述阈值范围确定子设备与所述玻璃类型检测设备和所述静态存储器分别连接，用于基于玻璃类型确定对应的预先灰度阈值范围以作为目标灰度阈值范围；所述中值滤波子设备、所述均值滤波子设备和所述灰度化处理子设备依次连接，用于对所述玻璃图像依次进行中值滤波处理、均值滤波处理和灰度化处理，以获得灰度化玻璃图像；所述阈值选择子设备与所述阈值范围确定子设备和所述灰度化处理子设备分别连接，用于依次从目标灰度阈值范围中选择一个值作为预选灰度阈值，采用预选灰度阈值将灰度化玻璃图像划分为预选背景区域和预选目标区域，计算预选背景区域占据灰度化玻璃图像的面积比例作为第一面积比，计算预选背景区域的像素平均灰度值作为第一平均灰度值，计算预选目标区域占据灰度化玻璃图像的面积比例作为第二面积比，计算预选目标区域的像素平均灰度值作为第二平均灰度值，将第一平均灰度值减去灰度化玻璃图像的总平均灰度值，获得的差的平方乘以第一面积比以获得第一乘积，将第二平均灰度值减去灰度化玻璃图像的总平均灰度值，获得的差的平方乘以第二面积比以获得第二乘积，将第一乘积和第二乘积相加以获得和值，选择和值最大的预选灰度阈值作为目标灰度阈值；所述目标分割子设备与所述阈值选择子设备连接，用于采用目标灰度阈值将灰度化玻璃图像划分为背景图像和目标图像；所述缺陷图像提取子设备与所述目标分割子设备、所述玻璃类型检测设备和所述静态存储器分别连接，用于基于玻璃类型确定对应的基准玻璃图像，将目标图像与基准玻璃图像做差值以获得所述玻璃图像中的缺陷图像；所述嵌入式处理设备与所述缺陷图像检测设备和所述静态存储器分别连接，基于缺陷图像中的缺陷尺寸计算缺陷的圆形度和伸长度，当圆形度在第一圆形度阈值范围内且伸长度在第一伸长度阈值范围内时，输出结石缺陷信号，当圆形度在第二圆形度阈值范围内且伸长度在第二伸长度阈值范围内时，输出划痕缺陷信号；其中，阈值范围确定子设备、中值滤波子设备、均值滤波子设备、灰度化处理子设备、阈值选择子设备、目标分割子设备和缺陷图像提取子设备被集成在同一块FPGA芯片中；所述图像采集设备还包括固定支架、滤光片和镜头，所述滤光片位于所述CMOS图像传感单元和所述镜头之间。