电容器外观检测系统中图像处理算法的研究

论文摘要

电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一。为了实现电容器的自动化检测,运用数字图像处理技术,研究了电容器外观检测分析系统中的图像处理算法,具有重要的工程实际意义。设计了电容器外观检测系统的总体方案,该系统主要由光照、CCD照相机、图像采集卡、图像处理模块和不良产品判别执行模块等几部分组成。其中图像处理是本文研究的核心,包括图像滤波、图像分割和图像识别等算法。采用自适应中值滤波算法对图像进行滤波,去除噪声。针对引线图像,底面图像和侧面图像各自不同的特点和检测要求,设计了相应的分割算法。采用梯度图像和形态学运算相结合的方法对引线图像进行分割,得到去除背景的引线灰度图像；采用形态学运算和梯度图像、Ostu法和轮廓跟踪等算法,对底面图像进行分割；采用K-均值聚类算法,结合Canny算子的边缘检测对侧面图像进行边缘分割和修复。预处理效果好。针对不同电容器外观缺陷,设计了不同的特征提取和识别算法。通过分析引线灰度图像填充前后的差值图像,对引线锈蚀的缺陷进行判断。采用圆形度特征,对切口不圆情况进行判别；将图像从RGB模型转换到HSI模型,通过对H分量和S分量的分析,对底面漏液情况进行区分。采用矩形度特征对侧面图像进行形状缺陷的判别；对分割后的图像进行K-均值聚类分割,辅以颜色特征分析,实现了露白缺陷的判定。在Matlab R2007a环境下,对图像处理算法进行了仿真研究,并开发了电容器外观图像检测软件,为电容器外观检测系统的研制奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字图像处理技术
• 1.1.1 数字图像处理概述
• 1.1.2 数字图像处理技术的发展历史
• 1.1.3 数字图像处理的主要研究内容
• 1.2 基于计算机视觉技术检测的研究
• 1.2.1 计算机视觉检测系统概述
• 1.2.2 计算机视觉检测系统的组成
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 课题来源与研究意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 电容器外观检测系统总体设计
• 2.1 常见的电容器不良外观
• 2.2 系统总体结构设计
• 2.2.1 图像采集模块
• 2.2.2 图像处理模块
• 2.2.3 不良产品判别执行模块
• 2.3 系统的工作流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 电容器外观图像预处理算法设计
• 3.1 数字图像的滤波方法
• 3.1.1 邻域平均法
• 3.1.2 中值滤波法
• 3.1.3 自适应中值滤波法
• 3.2 数字图像的分割方法
• 3.2.1 图像分割概述
• 3.2.2 边缘检测
• 3.2.3 阈值分割
• 3.2.4 K-均值聚类法
• 3.3 电容器外观图像分割算法设计
• 3.3.1 引线图像的分割
• 3.3.2 底面图像的分割
• 3.3.3 侧面图像的分割
• 3.4 本章小结
• 第四章 电容器外观图像的特征提取和识别
• 4.1 引线锈蚀的特征提取和识别
• 4.2 底面图像缺陷的特征提取和识别
• 4.2.1 底面切口不圆
• 4.2.2 底面漏液
• 4.3 侧面图像缺陷的特征提取和识别
• 4.3.1 侧面形状缺陷
• 4.3.2 露白缺陷
• 4.4 本章小结
• 第五章 电容器外观检测软件的设计与实现
• 5.1 Matlab图形用户界面开发简介
• 5.2 系统界面
• 5.3 系统功能演示
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果