[发明专利]一种扬声器纸盆的表面缺陷检测方法

摘要

本发明涉及一种扬声器纸盆的表面缺陷检测方法。本发明首先采集扬声器纸盆的表面图像，分割出待检测的环形区域。然后对待检测的环形区域进行梯度检测。最后对待检测区域作一致性检测。本发明利用非接触式数字图像检测技术来提高扬声器纸盆缺陷检测的效率，提出了一种扬声器纸盆表面外观缺陷的自动检测方法，实现自动化检测，可以进一步提高产品质量，降低生产成本，具有重要的工程实际意义。

主权项

一种扬声器纸盆的表面缺陷检测方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤(1)采集扬声器纸盆的表面图像，分割出待检测的环形区域，具体是：设采集到的纸盆图像F，大小为M×N；(a)按下式对采集到的纸盆图像进行阈值η₁分割，从而得到前景纸盆区域：$F(i,j)=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{if\; F}(i,j)\<{\mathrm{\η}}_1\\ F(i,j),& \mathrm{else}\end{array}\right.$(b)利用水平和垂直投影对纸盆的圆心进行定位，最后分割得到需要检测的环形纸盆区域：按下式对纸盆图像作水平投影：$H\left(i\right)=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}F(i,j)$然后将i从1增加到M，当出现H(i)大于阈值η₂时，当前i为纸盆的上边缘；接着增加i，当出现H(i)小于阈值η₂时，当前i为纸盆的下边缘；按下式对纸盆图像作垂直投影：$V\left(j\right)=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}F(i,j)$然后将j从1增加到N，当出现V(j)大于阈值η₂时，当前j为纸盆的左边缘；接着增加j，当出现V(j)小于阈值η₂时，当前j为纸盆的右边缘；通过水平和垂直投影对纸盆的上、下、左、右边缘进行标定，从而得到纸盆的圆心坐标，然后根据纸盆大小和相机分辨率，选择环形区域的内外半径，将待检测的环形区域分割出来；步骤(2)对分割出来的待检测环形区域进行梯度检测；采用梯度检测算法对锥体浆块、锥体木屑、锥体白点缺陷进行检测；首先采用5×5的高斯滤波核函数对纸盆环形待检测区域进行高斯滤波，去除噪声的影响；对滤波后的环形区域f按下式计算各点对应的梯度值f′(i,j)：$f^{\′}(i,j)=\frac{\left|f_x^{\′}(i,j)\right|+\left|f_y^{\′}(i,j)\right|}{2}$其中水平和垂直梯度按下式计算：f′_x(i,j)＝f(i+1,j)‑f(i‑1,j)f′_y(i,j)＝f(i,j+1)‑f(i,j‑1)接着对梯度图像f′做阈值η₃处理，进一步去除噪点的影响：$f^{\′}(i,j)=\left\{\begin{array}{c}0,f^{\′}(i,j),{\mathrm{\η}}_3\\ f^{\′}(i,j),\mathrm{else}\end{array}\right.$最后统计阈值处理后的梯度图像f′内非零点的个数，若非零点个数大于阈值α，则判定该纸盆存在缺陷；否则对该纸盆区域进行一致性检测；步骤(3)对待检测区域作一致性检测；对纸盆的环形待检测区域进行环状分割，只对最外侧的两层环形区域做一致性检测；第一层环形区域位于最外侧，第二层环形区域位于第一层的内侧，设第一层环形区域的各个分块区域记为第二层环形区域的各个分块区域记为计算各层环形区域内各个分块的颜色均值和颜色方差V_i¹,V_i²；对每一层环形区域按如下方式进行判断：$R_i^1=\left\{\begin{array}{cc}1,& \mathrm{if}(M_i^1/(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{M}_i^1/K)>{\mathrm{\β}}_1)\mathrm{or}({V_i}^1/(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{V_i}^1/K)>{\mathrm{\β}}_2)\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right.$$R_i^2=\left\{\begin{array}{cc}1,& \mathrm{if}(M_i^2/(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{M}_i^2/K)>{\mathrm{\β}}_1)\mathrm{or}({V_i}^2/(\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{V_i}^2/K)>{\mathrm{\β}}_2)\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right.$这里K表示每层环形区域内的分块个数，β₁,β₂分别为均值和方差阈值；若所有分块的标记均为0，则判定该纸盆不存在缺陷，否则判定该纸盆存在缺陷。