[发明专利]一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法及装置

权利要求书

1.一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，获取至少三种不同角度光源的待测物体表面图像上的所有像素值；

S20，根据所述的像素值，构建光度立体数学模型；

S30，通过对光度立体数学模型进行计算得到反射率和法向量；

S40，通过对反射率进行可视化处理，构建反射率图；

S50，根据所述法向量，计算得到待测物体表面的梯度场；

S60，根据待测物体表面的梯度场，进行高斯表面曲率计算并通过可视化处理，获取高斯表面曲率缺陷图；

S70，根据待测物体表面的梯度场，进行平均表面曲率计算并通过可视化处理，获取平均表面曲率缺陷图；

S80，分析反射率图、高斯表面曲率缺陷图和平均表面曲率缺陷图，得到检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，

所述S20中光度立体数学模型为，

I＝ρn·s

其中，I表示为图像像素值，n为单位法向量，s代表单位光源入射向量，ρ为物体表面反射率。

3.根据权利要求2所述的一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，所述S30中的通过对光度立体数学模型进行计算得到反射率和法向量为，

采用最小二乘估计的方法求解所述光度立体数学模型，

令

则有

求解得到

其中，T表示转置，S^T表示矩阵S的转置。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，所述S60中的根据待测物体表面的梯度场，进行高斯表面曲率计算为，

单位法向量n进行z方向的归一化，得到x方向的一阶导数p和y方向的一阶导数q；x方向的梯度图进行x方向高斯导数滤波，得到x方向的二阶导数p_x；x方向的梯度图进行y方向的高斯导数滤波，得到x方向的二阶导数p_y；

y方向的梯度图进行y方向的高斯导数滤波，得到y方向的二阶导数q_y；y方向的梯度图进行x方向的高斯导数滤波，得到y方向的二阶导数q_x；则高斯曲率

5.根据权利要求2或3所述的一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，所述S70中的根据待测物体表面的梯度场，进行平均表面曲率计算为，

单位法向量n进行z方向的归一化，得到x方向的一阶导数p和y方向的一阶导数q；x方向的梯度图进行x方向高斯导数滤波，得到x方向的二阶导数p_x；x方向的梯度图进行y方向的高斯导数滤波，得到x方向的二阶导数p_y；

y方向的梯度图进行y方向的高斯导数滤波，得到y方向的二阶导数q_y；y方向的梯度图进行x方向的高斯导数滤波，得到y方向的二阶导数q_x；则平均曲率可以计算

A＝(1+p²)q_y

B＝pq(p_y+q_x)

C＝(1+q²)p_x

其中，H为平均曲率。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，所述S80中分析反射率图、高斯表面曲率缺陷图和平均表面曲率缺陷图为，

对反射率图、高斯表面曲率缺陷图和平均表面曲率缺陷图进行二值化分析。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于光度立体的物体表面瑕疵检测分析方法，其特征在于，所述S80中分析反射率图、高斯表面曲率缺陷图和平均表面曲率缺陷图为，

对反射率图、高斯表面曲率缺陷图和平均表面曲率缺陷图进行连通域分析。