[发明专利]一种基于机器视觉的柱状二极管表面缺陷检测装置

摘要

本发明公开了一种柱状二极管表面缺陷检测装置的硬件、软件算法设计。硬件设计包括工业相机选型、镜头选型、光学平台搭建；软件的缺陷检测算法设计包括管体分割、管体预处理、缺陷ROI分割、特征提取、决策树分类器设计。本发明针对光学平台设计，通过光学原理和对象的自身结构特征，测试出合理的照明方式和光源安放方式。针对缺陷检测算子的设计，难点在于缺陷ROI的分割和纹理特征提取，分别提出了改进型笔画宽度转换和模式化梯度直方图特征提取的方法；最后通过决策树分类器将缺陷分类，缺陷识别率接近100％，分类成功率达到了96.2％，取得了较好的识别和分类效果。

主权项

一种基于机器视觉的柱状二极管表面缺陷检测装置，其特征在于，包括用于传输二极管的传送带（1），在传送带（1）的上方设有用于拍摄二极管正面图像的工业相机一（2），在传送带（1）的下方设有用于拍摄二极管背面图像的工业相机二（3），传送带（1）分别与工业相机一（2）和工业相机二（3）之间安放特定空间角度和照明方式的条形散射光源，工业相机一（2）及工业相机二（3）均连接电脑（4），电脑（4）连接驱动单元（5），驱动单元（5）与剔除装置（6）相连，剔除装置（6）用于剔除经工业相机一（2）及工业相机二（3）拍摄后检验不合格的柱状二极管，其中，电脑（4）对工业相机一（2）及工业相机二（3）拍摄到的原始图像做如下处理：步骤1、利用双射线管体分割算法从原始图像中分割出柱状二极管的管体；步骤2、利用设限最大类间方差法二值化及闭运算对步骤1分割得到的管体进行预处理；步骤3、在笔画宽度转换的基础上增加两条与梯度方向呈±45º的射线去计算笔画宽度，通过计算每个边缘点梯度方向上的笔画宽度将文字和边缘弥散光区域从管体上分割出来；步骤4、遍历去除文字和边缘弥散光区域的管体所包含的各区域的轮廓，分别计算各区域的面积，若某区域的面积大于事先设定的阈值，则将该区域设定为缺陷感兴趣区域，若没有找到面积大于阈值的区域，则返回步骤1对下一个柱状二极管进行计算；步骤5、提取缺陷感兴趣区域的形状和纹理特征；步骤6、基于决策树分类，利用步骤5提取到的特征对缺陷感兴趣区域所属的缺陷类别进行判定。