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光滑反光曲面缺陷自动检测方法的研究

作　者: 李云芳
导　师: 郑晓曦
学　校: 五邑大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 光滑曲面缺陷检测图像采集图像分割噪声处理自动识别
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着生产制造工艺水平的不断提高,人们对卫浴产品的要求也不断提高,水龙头作为卫浴产品的主要组成构件,其质量的好坏将会影响到卫浴产品的美观以及寿命。因此必须对工件表面进行缺陷检测。目前安蒙卫浴科技有限公司主要采用人工检测方式来进行。而人工检测效率比较低、工人劳动强度大,检测的可靠性取决于很多主观因素,这样不仅管理和人工成本很高,水龙头表面质量也得不到保障,制约了企业进行大规模高效地生产。因此,迫切需要研究一种水龙头表面缺陷自动检测的方法,实现水龙头表面缺陷高效、快速、自动地检测,以增强企业竞争力。本文以图像处理和机器视觉理论为基础,以水龙头表面质量检测为例,重点进行了光滑反光曲面缺陷图像的采集以及缺陷识别算法的研究,提出一套可行的方案,开发出光滑反光曲表面缺陷自动检测系统原型。主要工作如下：1、对水龙头生产及加工过程进行现场调研,了解主要缺陷的种类,获得缺陷的检验标准。2、采集有效的原始图像。由于对光滑且有高反光效应的产品进行图像采集的时候,光源环境对目标成像影响很大；而且水龙头的曲面结构使得其边缘处容易产生光照不足现象,因此,很难得到清晰的边缘处缺陷图像。因此本系统的图像采集中设置暗室,采用适宜的光源进行照射,并多角度拍摄。使用线阵CCD并自制摄像平台以改善情况,保持系统的稳定性。3、根据获得的图像,分析图像的特点,对原始图像进行处理。最大程度去除图像中噪声和无关背景并增强图像,针对不同特征的缺陷选择不同的方法进行图像分析和特征提取的研究。4、根据缺陷的种类,综合利用图像处理与识别的各种技术,提出实现光滑反光曲面缺陷检测和识别的方法,并在MATLAB(R2008a)下进行仿真。5、应用MATLAB编程实现缺陷检测和识别的仿真系统。本文实现的光滑反光曲面物体缺陷检测系统原型具有快速、规范、高效、智能等特点。在MATLAB(R2008a)下的仿真结果表明,本系统能得到比较理想的效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
  1.2 机器视觉技术的发展现状  10-13
    1.2.1 机器视觉技术  10-11
    1.2.2 光滑反光曲面图像采集方法的发展现状  11-12
    1.2.3 表面缺陷检测方法的发展现状  12-13
  1.3 课题主要研究内容  13-14
第二章光滑反光曲面图像采集方法的研究  14-21
  2.1 CCD图像传感器的选取  14-15
  2.2 光源的选取  15-18
  2.3 拍照环境的搭建  18-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章光滑反光曲面图像处理相关技术  21-34
  3.1 图像滤波  21-25
    3.1.1 图像中值滤波  21-22
    3.1.2 图像锐化  22-24
    3.1.3 同态滤波  24-25
  3.2 对比度增强  25-27
  3.3 数学形态学处理  27-30
    3.3.1 二值形态学处理  27-29
    3.3.2 灰度形态学处理  29-30
  3.4 图像分割  30-33
    3.4.1 基于灰度阈值图像分割的基本原理  30-31
    3.4.2 最大类间方差法(OTSU)  31
    3.4.3 改进的自适应图像阈值分割方法  31-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章水龙头表面缺陷自动检测系统的主要模块  34-47
  4.1 水龙头缺陷的种类  34-35
  4.2 系统工作原理  35-36
    4.2.1 检测要求  35
    4.2.2 检测方案设计  35-36
  4.3 获取待处理图像  36-37
  4.4 图像预处理  37-42
    4.4.1 图像滤波  38-39
    4.4.2 图像增强  39-40
    4.4.3 形态学处理  40-41
    4.4.4 局部滤波  41-42
  4.5 阈值分割  42-44
  4.6 缺陷分析  44-46
  4.7 本章小结  46-47
第五章自动检测系统的软件设计及仿真实验  47-55
  5.1 水龙头表面缺陷自动检测系统  47
  5.2 缺陷检测系统的软件实现  47-49
  5.3 三类图像的软件处理实现  49-54
    5.3.1 漏镀缺陷图像处理  49-50
    5.3.2 划伤缺陷图像处理  50-52
    5.3.3 起皮气泡缺陷图像处理  52-53
    5.3.4 缺陷面积计算  53-54
    5.3.5 实验结果  54
  5.4 本章小结  54-55
第六章总结与展望  55-57
参考文献  57-61
硕士期间科研成果  61-62
致谢  62

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