基于正交小波分解的磁头折片表面缺陷检测

论文摘要

机器视觉技术近年来取得了飞速的发展,将来机器视觉将广泛用于工业产品的缺陷检测,本论文将研究用机器视觉代替人眼进行磁头折片表面划痕等缺陷的检测。磁头是计算机硬盘中用于数据读取的部分,磁头折片是磁头上起支撑作用的钢制支架。磁头折片表面的压痕,划痕等缺陷会影响产品的空气动力学性能,同时会影响产品的外观影响客户对产品的印象。在显微镜下,钢片表面存在均匀的自然纹理,当纹理表面存在缺陷时,其自然纹理就会遭到破坏。我们需要区分自然纹理背景上的缺陷区域,为此,我们提出一种在不同尺度上为纹理建模的方法,希望以此来检测产品的缺陷区域。我们搭建了一个实验平台,包括支架,固定产品的夹具,光源,摄像头和处理图像的计算机。我们首先对纹理图片进行小波分解,得到不同尺度上的细节图像和近似图像,这样可以使我们在不同尺度上分析纹理。比较符合纹理的自然属性。也可以从中寻找规律。因为此种纹理的特点比较接近于随机场的要求,即图像上每一点的数值只与它周围的像素关系交大,因此我们用随机场对纹理进行建模的方法,分别对小波分解得到的纹理进行建模,选择标准的图像,提取建模后的纹理参数,当进行缺陷检测时,将待测图像的参数和标准图像作对比。如果超出一定范围,即视为不合格图像。实验结果达到了预期的目标,能够检测出大多数缺陷图像。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 机器视觉的发展
• 1.3 小波分析在视觉领域的应用
• 1.4 纹理处理方法的发展
• 1.4.1 折片纹理
• 1.4.2 纹理的表述
• 1.4.3 常用的纹理处理方法
• 1.5 本文的研究内容
• 第2章 实验平台结构和算法流程
• 2.1 平台结构
• 2.2 算法的总体流程
• 2.3 本章小结
• 第3章 多尺度分析与小波变换
• 3.1 傅立叶变换的不足
• 3.2 短时傅立叶变换
• 3.3 小波分析
• 3.3.1 小波函数
• 3.3.2 连续小波
• 3.3.3 二进制小波
• 3.3.4 二进制正交小波变换的定义
• 3.3.5 尺度函数与尺度空间
• 3.3.6 小波函数与小波空间
• 3.3.7 正交小波变换与多分辨率分析
• 3.3.8 二尺度方程
• 3.4 本章小结
• 第4章 数字滤波器和小波基的选取
• 4.1 数字滤波器
• 4.2 小波基的选取
• 4.3 由尺度函数构造正交小波基
• 4.4 获得滤波器系数的DAUBECHIES 方法
• 4.5 二进制正交小波分解的物理意义
• 4.6 小波分解的马拉算法
• 4.6.1 初始输入序列
• 4.6.2 二维正交小波基
• 4.6.3 系数之间的关系
• 4.7 本章小结
• 第5章 随机场建模
• 5.1 马尔可夫随机场
• 5.2 另一种形式的MRF 随机场
• 5.3 吉布斯场
• 5.4 随机场纹理模型
• 5.5 距离判定
• 5.6 实验结果评价
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢