[发明专利]基于光学手段的光纤缺陷检测方法及系统

说明书

本发明涉及材料测试和分析技术领域，具体涉及一种基于光学手段的光纤缺陷检测方法及系统，即通过光学手段获取待检测的光纤段的可见光图像，进而获取该可见光图像对应的灰度图像，然后基于该灰度图像进行相应的材料分析与测试，确定该灰度图像中的各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘正常率，并根据各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘正常率，确定各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘类型，进而确定待检测的光纤段的光纤缺陷类型。本发明基于待检测的光纤段的可见光图像，并进行相应的材料测试和分析，最终可以确定待检测的光纤段的光纤缺陷类型，由于无需借助大量的训练样本进行训练，在保证检测精确度的情况，有效降低了检测成本。

技术领域

本发明涉及材料测试和分析技术领域，具体涉及一种基于光学手段的光纤缺陷检测方法及系统。

背景技术

光纤通信技术具有传输频带宽、容量大、损耗低、抗干扰能力强等特点，是现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。其中，熊猫型保偏光纤采用等离子体化学气相沉积工艺制造，具有折射率分布精确、截面几何对称性好、纵向均匀性好、光学性能优异等特点，被广泛应用于光纤通讯与光纤传感技术领域。

由于熊猫型保偏光纤的质量好坏对通讯效果影响巨大，因此在熊猫型保偏光纤出厂之前，需要对其进行缺陷检测。传统通常采用人工的方式对熊猫型保偏光纤进行缺陷检测，但是人工检测效率低下，且易受到人的疲劳和技能熟练度影响，容易出现缺陷遗漏的问题，进而容易造成质量事故。现有的基于机器视觉的缺陷检测方法主要依靠神经网络，例如《基于机器视觉的光纤环绕制监测技术研究》（哈尔滨工程大学硕士学位论文，杨震）就提出了一种基于SVM的光纤缺陷检测，但是这种检测方法需要大量样本进行训练，且光纤的种类较多，不同种类需要不同的训练集，花费成本较高。随着光纤通讯与光纤传感技术领域的发展，熊猫保偏光纤的需求量越来越大，现有方法已经不能满足企业的实际需求，找到一种训练成本较低的基于机器视觉的光纤自动检测方法成为亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光学手段的光纤缺陷检测方法及系统，用于解决现有的基于机器视觉的光纤缺陷检测方法需要大量的训练样本，导致检测成本较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于光学手段的光纤缺陷检测方法，包括以下步骤：

获取待检测的光纤段的可见光图像，进而得到可见光图像对应的灰度图像；

对灰度图像进行边缘检测，从而得到边缘图像，并对边缘图像进行边缘线连通域分析，从而得到各个边缘线连通域；

对各个边缘线连通域中的像素点进行直线拟合，从而得到各个边缘线连通域对应的拟合直线和拟合优度；

根据各个边缘线连通域中的像素点的位置以及灰度图像中的各个像素点的位置，确定各个边缘线连通域对应的光纤延伸方向像素点占比；

根据各个边缘线连通域对应的光纤延伸方向像素点占比、拟合直线和拟合优度，确定各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘正常率；

根据各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘正常率，确定各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘类型，所述光纤线条边缘类型包括正常光纤线条边缘和瑕疵光纤线条边缘；

根据各个边缘线连通域对应的光纤线条边缘类型，确定待检测的光纤段的光纤缺陷类型，所述光纤缺陷类型包括无缺陷光纤、轻度损伤光纤、严重损伤光纤。

进一步的，确定各个边缘线连通域对应的光纤延伸方向像素点占比，包括：

根据各个边缘线连通域中的像素点的位置，确定各个边缘线连通域在光纤延伸方向上的像素点数目；

根据灰度图像中的各个像素点的位置，确定灰度图像在光纤延伸方向上的像素点数目；