基于机器视觉的工业产品表面缺陷检测方法的应用研究

论文摘要

自20世纪80年代以来,随着数字图像处理技术的迅猛发展,人们对产品质量要求的提高,传统的人工检测由于很多原因已不能得到令人满意的检测结果,因此,机器视觉检测技术越来越受到人们的高度重视。本文对工业产品的表面缺陷检测的一些重要技术进行了研究,并对其中涉及的算法在VC6.0平台下进行实验,然后对实验结果进行分析,说明所采用方法的可行性及效率。首先是机器视觉检测中的目标定位及矫正问题。本文利用常用的连通域分析法对目标物体进行定位,然后对三种常用的图像倾斜矫正方法,最小二乘拟合法,图像惯性主轴法,HOUGH变换法进行了研究,并对三种方法进行了不同程度的改进,解决了一些产品的目标定位及矫正问题。其次是非纹理图像及规则纹理图像表面的缺陷检测。本文对目前常用的几种非纹理图像缺陷检测算法进行了研究分析,这些算法有:模板匹配法、统计法、动态阈值法。针对版滚镀铜表面的缺陷特征,提出一种改进的动态阈值方法,此方法采用整体结合局部的方法,取得了较好的检测结果。然后对目前常用的几种纹理图像缺陷检测算法傅里叶变换法、Gabor滤波器法、小波变换法进行了研究分析。提出一种改进的小波变换法去除图像的纹理,然后再利用动态阈值法对图像进行检测。最后对检测到的缺陷进行特征提取及分类。针对版滚镀铜表面缺陷的特点,本文对缺陷进行了形态特征及投影特征的提取,有效对缺陷进行了分类。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 课题研究目标及主要内容
• 1.3 本论文结构安排
• 第2章 目标的定位及倾斜矫正
• 2.1 图像预处理
• 2.1.1 图像的分割
• 2.1.2 基于投影的图像定位
• 2.1.3 基于连通域的图像定位
• 2.1.4 轮廓提取
• 2.2 基于最小二乘法的图像倾斜矫正方法
• 2.2.1 最小二乘法基本原理
• 2.2.2 最小二乘法拟合直线
• 2.2.3 实验结果及分析
• 2.3 基于惯性主轴量的图像倾斜矫正法
• 2.3.1 惯性主轴法的基本原理
• 2.3.2 提取目标的惯性主轴
• 2.3.3 实验结果及分析
• 2.4 基于Hough变换的图像倾斜矫正法
• 2.4.1 Hough 变换的基本原理
• 2.4.2 改进的Hough 变换
• 2.4.3 实验结果及分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 非纹理图像的表面缺陷检测
• 3.1 基于模板匹配的表面缺陷检测
• 3.1.1 差影法
• 3.1.2 灰度相关法
• 3.1.3 实验设计及分析
• 3.2 基于灰度统计的表面缺陷检测
• 3.2.1 算法分析
• 3.2.2 实验设计及分析
• 3.3 基于动态阈值的表面缺陷检测
• 3.3.1 动态阈值法
• 3.3.2 改进的动态阈值法
• 3.3.3 实验设计及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 纹理图像的表面缺陷检测
• 4.1 纹理表面缺陷检测方法
• 4.2 小波变换
• 4.2.1 多分辨率分析
• 4.2.2 小波函数
• 4.3 基于小波和共生矩阵的纹理图像缺陷检测
• 4.3.1 纹理图像的小波变换
• 4.3.2 灰度共生矩阵及其分析
• 4.4 实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 缺陷特征的提取及分类
• 5.1 缺陷特征的提取
• 5.1.1 评判标准
• 5.1.2 形态特征
• 5.1.3 投影特征
• 5.2 缺陷特征的分类
• 5.2.1 分类器
• 5.2.2 镀铜表面缺陷的简单分类
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介