带钢表面缺陷监测系统研究

带钢表面缺陷监测系统研究

论文摘要

带钢是钢铁工业的主要产品之一,它是汽车、家电、造船、航空航天等行业的重要原材料,其表面质量直接影响最终产品的质量和性能。如何在生产过程中在线检测带钢的表面缺陷,获取缺陷的信息,从而控制和提高带钢产品的表面质量一直是钢铁企业非常关注的内容。钢板的表面缺陷是限制其质量提高的重要因素。对钢板进行实时的监控,是提高钢板质量的重要手段。生产线上产生的大量缺陷图像以及信息数据,是进行表面缺陷分析、以及生产线故障分析等的重要数据。本文基于数字图像处理及模式识别进行带钢表面缺陷检测研究。以图像的灰度为理论基础提出了一种基于灰度投影检测带钢表面是否缺陷的方法,及标准图的自适应分割方法;分别对灰度图像向下和向左进行投影,并计算每一行以及每一列的灰度均值,根据标准图像的灰度均值的最大与最小差值应该差别不大的特点分别求行或者列的最大值与最小值的差,如果差值超过了一定的范围则认为图像是存在缺陷的,否则正常。大量实验证明这种检测方法能够很好的满足系统的检测要求。当检测到带钢表面缺陷时就要先对带钢图像进行缺陷区域图像分割,之后分析缺陷区域图像的灰度值特征,几何特征和纹理特征,最后运用人工神经网络的方法判断缺陷属于何种类型。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 国内外研究概况
  • 1.2.1 国外研究发展现状
  • 1.2.2 国内研究发展现状
  • 1.3 研究目的和意义
  • 1.4 研究的主要内容
  • 第2章 系统需求分析
  • 2.1 系统的基本技术要求
  • 2.2 系统的总体设计方案
  • 2.3 系统的硬件设备
  • 第3章 带钢图像的预处理
  • 3.1 图像的灰度化
  • 3.2 图像去噪处理
  • 3.3 图像的增强
  • 第4章 带钢图像缺陷的检测
  • 4.1 缺陷检测算法原理
  • 4.2 缺陷检测算法描述
  • 4.3 缺陷检测算法的可靠性分析
  • 第5章 带钢图像缺陷区域分割
  • 5.1 图像分割的定义
  • 5.2 带钢缺陷图像的种类及分割方法
  • 5.2.1 带钢缺陷图像的边缘检测
  • 5.2.2 带钢缺陷区域分割
  • 5.2.3 本文采用的分割方法
  • 第6章 带钢图像缺陷定位
  • 6.1 图像连通与区域标记
  • 6.2 缺陷区域统计
  • 6.3 选取主要缺陷
  • 第7章 带钢缺陷特征提取
  • 7.1 纹理特征提取
  • 7.1.1 基本原理
  • 7.1.2 矩阵特点
  • 7.1.3 灰度共生矩阵的特征参数
  • 7.2 灰度特征提取
  • 7.3 几何特征提取
  • 第8章 带钢图像缺陷分类
  • 8.1 人工神经网络概述
  • 8.2 生物神经元
  • 8.3 人工神经元
  • 8.4 前馈神经网络,BP算法以及计算机的实现
  • 8.4.1 BP网络原理
  • 8.4.2 神经网络识别系统知识库的组建
  • 8.4.3 神经网络识别系统设计
  • 第9章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
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