[发明专利]基于结构光图像匹配的零件表面缺陷检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于结构光图像匹配的零件表面缺陷检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

获取待检测零件表面的结构光图像；

将待检测零件表面的结构光图像与预设的基准零件表面的结构光图像模板集中的各结构光图像模板一一比对，选取与待检测零件表面的结构光图像最相似的结构光图像模板；

将待检测零件表面的结构光图像上的像素点与该最相似的结构光图像模板上相应的像素点进行像素值做差，得到像素差值图像；

分割出所述像素差值图像中包括有疑似缺陷区域的部分，并对该部分进行滤波处理，得到二值图像；

求取所述二值图像中各个疑似缺陷区域的圆度；

将圆度与预设值对比，若小于预设值，则为划痕缺陷，否则，为点状缺陷；

在获取待检测零件表面的结构光图像之前，所述方法还包括构建基准零件表面的结构光图像模板集，其包括如下步骤：

模板获取步骤：

-在不打结构光的条件下，拍摄基准零件表面，得到第一图像；

-对所述第一图像进行像素增强处理，得到第二图像；

-采用动态阈值法，分割出所述第二图像中基准零件表面所在的区域，得到第三图像；

-以第三图像做掩膜，创建第四图像，所述第四图像的尺寸与基准零件表面所在的区域相同，且令第四图像内像素点的像素值为1；

-在打结构光的条件下，再次拍摄基准零件表面，得到第五图像；

-采用动态阈值法，分割出所述第五图像中基准零件表面所在的区域，得到第六图像；

-将第六图像内的像素点与第四图像内相应的像素点进行像素值相乘，得到基准零件表面的结构光图像模板，并以该结构光图像模板为基准，计算基准零件表面的表面特征描述子向量和灰度梯度直方图描述子向量；

按照预设的旋转角度，将基准零件表面沿顺时针或逆时针旋转多次，每旋转一次，重复模板获取步骤一次，得到结构光图像模板集。

2.如权利要求1所述的基于结构光图像匹配的零件表面缺陷检测方法，其特征在于，对所述第一图像进行像素增强处理，得到第二图像，包括如下步骤：

在第一图像中选取一个参考区域；

计算所述参考区域内所有像素点的平均像素值g_mean；

根据像素增强公式，对第一图像进行处理，得到第二图像，其中，所述像素增强公式为：

f'(i,j)＝{f(i,j)-g_mean}×α+f(i,j)

式中，f(i,j)为所述第一图像中第i行第j列像素点的像素值，f'(i,j)为所述第二图像中第i行第j列像素点的像素值，α为补偿常数。

3.如权利要求1所述的基于结构光图像匹配的零件表面缺陷检测方法，其特征在于，获取待检测零件表面的结构光图像，包括如下步骤：

在打结构光的条件下，拍摄待检测零件表面，得到第七图像；

对所述第七图像进行像素增强处理，得到第八图像；

采用动态阈值法，分割出所述第八图像中待检测零件表面所在的区域，得到待检测零件表面的结构光图像，并以该结构光图像为基准，计算待检测零件表面的表面特征描述子向量和灰度梯度直方图描述子向量。

4.如权利要求3所述的基于结构光图像匹配的零件表面缺陷检测方法，其特征在于，将待检测零件表面的结构光图像与预设的基准零件表面的结构光图像模板集中的各结构光图像模板一一比对，选取与待检测零件表面的结构光图像最相似的结构光图像模板，包括如下步骤：

相似度值获取步骤：将待检测零件表面的结构光图像的表面特征描述子向量和灰度梯度直方图描述子向量，分别与基准零件表面的结构光图像模板的表面特征描述子向量和灰度梯度直方图描述子向量进行比对，得到关于待检测零件表面的结构光图像与基准零件表面的结构光图像模板的相似度值；

重复相似度值获取步骤，以完成待检测零件表面的结构光图像与所有的结构光图像模板的对比；

从所有的相似度值中，选取最大的相似度值，并将该最大的相似度值对应的结构光图像模板作为与待检测零件表面的结构光图像最相似的结构光图像模板。

5.如权利要求4所述的基于结构光图像匹配的零件表面缺陷检测方法，其特征在于：当最大的相似度值不唯一时，按照对比顺序，选取第一个最大的相似度值作为最大的相似度值。