[发明专利]钢板表面质量缺陷检测评级系统及方法

说明书

本发明公开了一种钢板表面质量缺陷检测评级系统及方法，该方法包括：采集模块获取钢板表面图像信息；FPGA图像采集板卡将图像信息传输至DSP数据处理模块；DSP数据处理模块完成缺陷检测和分割，并将检测出的缺陷发送给工控机；工控机完成缺陷分类和钢板质量的评级。本发明的钢板表面质量缺陷检测评级系统及方法，采用FPGA+DSP结合的方式，高速采集处理图像，能够自动完成钢板表面的缺陷检测和评级，减少了劳动力消耗，避免人工检测主观性导致的误检，检测效率和准确性较高。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种钢板表面质量缺陷检测评级系统及方法。

背景技术

工业生产中，钢带加工完成以后，由于工艺等各种原因会产生各种缺陷，例如辊印、划痕、水印等，大大影响钢板的质量和性能。为了掌握钢带加工的质量以及对出厂的成品钢带的质量进行把控，需要对钢带表面的缺陷进行检测。且根据检测结果确定缺陷等级，例如，将缺陷等级超过预设值的确定为次品钢带。

传统的钢卷表面缺陷一般为人工检测，工作量大，工作时间长，易疲劳，且受场地的环境因素影响，缺陷检出率较低，漏检误检率高，极易造成经济损失。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种钢板表面质量缺陷检测评级系统及方法。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种钢板表面质量缺陷检测评级系统，所述系统包括：采集模块、FPGA图像采集板卡、DSP数据处理模块和工控机；所述采集模块用于获取钢板表面图像信息；所述FPGA图像采集板卡用于将图像信息传输至所述DSP数据处理模块；所述DSP数据处理模块用于完成缺陷检测和分割，并将检测出的缺陷发送给所述工控机；所述工控机用于完成缺陷分类和质量评级。

可选地，所述采集模块包括：线阵相机、线扫光源和编码器，所述线阵相机和所述线扫光源的数量为两个，分别分布在钢板的两侧面；所述线扫光源，用于对钢板表面进行打光；所述线阵相机，用于拍摄钢板表面图像；所述编码器连接在钢板产线转轴和所述线阵相机之间，以匹配产线速度和相机行频。

可选地，所述系统还包括：与所述工控机连接的打印机，用于打印缺陷检测和质量评级报告。

第二方面，提供了一种钢板表面质量缺陷检测评级方法，其特征在于，所述方法包括：采集模块获取钢板表面图像信息；FPGA图像采集板卡将图像信息传输至DSP数据处理模块；所述DSP数据处理模块完成缺陷检测和分割，并将检测出的缺陷发送给工控机；所述工控机完成缺陷分类和钢板质量的评级。

可选地，所述DSP数据处理模块完成缺陷检测和分割，并将检测出的缺陷发送给工控机，包括：数据预处理：对钢板图像数据进行预处理；目标检测：检测钢板表面是否存在缺陷，将检测到的目标精度达到预设精度要求的目标作为可疑缺陷；图像分割：将可疑缺陷区域从钢板背景中分割出来，获得钢板的缺陷小图并计算缺陷小图在钢板中的位置及大小，将缺陷小图发送给所述工控机。

可选地，所述对钢板图像数据进行预处理，包括：去除图像中的非钢板区域；对图像进行去燥；进行图像增强，以加强缺陷和钢板背景的对比度。

可选地，预设精度要求通过所述工控机进行设置。

可选地，所述目标检测步骤中，采用边缘检测技术并结合形态学图像处理方法进行目标缺陷的检测。

可选地，所述工控机完成缺陷分类和钢板质量的评级，包括：特征提取：对图像的特征空间进行降维，所述特征包括灰度特征、形态特征、纹理特征、LBP、HOG和HAAR；缺陷分类，采用规则判别和机器学习相结合的方法进行缺陷分类；质量评级：根据钢板表面缺陷的面积、位置、类型和/或严重程度进行质量评级。

可选地，所述缺陷小图和对应的缺陷信息在所述工控机上进行显示，用户可对缺陷信息进行更改。

本发明技术方案的主要优点如下：