[发明专利]一种基于机器视觉的陶瓷阀芯表面缺陷检测方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的陶瓷阀芯表面缺陷检测方法，对不同型号的陶瓷阀芯分别建立模板及掩模板；根据待检测陶瓷阀芯的待检测面图像分别与对应型号的抛光面模板、非抛光面模板进行模板形状匹配；确定待检测面图像的表面、位置和方向，然后将待检测面图像与选定的模板及掩模板配准；对待检测陶瓷阀芯的待检测面图像进行Blob检测；对待检测面图像进行裂纹检测。本发明基于机器视觉的陶瓷阀芯表面缺陷检测方法可自动检测出待检测陶瓷阀芯的表面缺陷，检测稳定性高、检测成本低且检测速度快，检出率可达到95％，另外，检出及识别各类缺陷的总时间小于0.3秒，可广泛应用于陶瓷阀芯表面缺陷检测领域中。

主权项

1.一种基于机器视觉的陶瓷阀芯表面缺陷检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤：A、对不同型号的陶瓷阀芯分别建立模板及掩模板，其中：每种型号的模板及掩模板包括抛光面模板及抛光面掩模板、非抛光面模板及非抛光面掩模板；根据不同型号合格的陶瓷阀芯建立模板及掩模板具体过程如下：a1、对每种型号陶瓷阀芯的两个检测面图像分别进行阈值分割，得到剔除杂质背景的目标灰度图像，经最小外接矩形截取感兴趣区域作为模板；a2、将步骤a1中的两个模板分别提取边缘特征，作为模板形状特征进行保存；a3、再对步骤a2中的两个模板进行阈值分割，根据不同区域的灰度特征，将每个模板分割成N个不同的连通区域，且每个连通区域内的灰度一致，得到个数与连通区域个数相同的掩模板；B、根据待检测陶瓷阀芯的待检测面图像分别与对应型号的抛光面模板、非抛光面模板进行模板形状匹配；若待检测面图像与抛光面模板和非抛光面模板均不匹配，则判断该待检测陶瓷阀芯不合格；若待检测面图像至少与抛光面模板、非抛光面模板中的一个匹配成功，则进行步骤C；具体过程如下：b1、将待检测面图像用最小外接矩形截取待检测感兴趣区域图像；b2、将步骤b1中待检测感兴趣区域图像的形状特征分别与对应型号的抛光面模板、非抛光面模板形状特征进行匹配运算，得到各自的匹配度、匹配中心和方向；若匹配度均小于预设阈值，则判断该待检测陶瓷阀芯不合格；若至少一个匹配度大于预设阈值，则根据匹配度的大小判断待检测面图像是抛光面图像还是非抛光面图像，获取待检测面图像与其相对应模板的相对位置(x，y)和相对旋转角度θ，并选择相对应的掩模板，继续进行步骤C；C、根据步骤B中的匹配结果，确定待检测面图像的表面、位置和方向，然后将待检测面图像与步骤B中选定的模板及掩模板配准；配准后进行步骤D；具体过程如下：根据步骤b2中相对位置(x，y)和相对旋转角度θ，对所选择的相对应模板及掩模板进行仿射变换，使待检测面图像与相对应模板及掩模板进行配准；D、对待检测陶瓷阀芯的待检测面图像进行Blob检测；若Blob检测不合格，则判断该待检测陶瓷阀芯不合格；若Blob检测合格，则进行步骤E；具体过程如下：d1、取步骤C中经过配准的模板与待检测感兴趣区域图像，进行差分运算，得到差分图像，并对差分图像进行预设阈值的二值化，选取灰度值小于预设阈值的像素所对应的位置作为缺陷候选区域；d2、对缺陷候选区域进行Blob分析：对d1步骤的缺陷候选区域进行形态学开运算，消除噪声，并使邻近灰度值区域连通；d3、对d2步骤得到的连通区域进行特征分析：当至少有一个连通区域的面积大于预设阈值时，则判断Blob缺陷存在，该待检测陶瓷阀芯不合格；否则，继续执行步骤E；E、对待检测面图像进行裂纹检测；若裂纹检测不合格，则判断该待检测陶瓷阀芯不合格，检测完毕；若裂纹检测合格，则收集，检测完毕；具体过程如下：对目标待检测图像区域进行第一次平滑降噪点处理得到前景图像，然后对前景图像进行第二次平滑处理得到背景图像，将前景图像和背景图像进行灰度值差分运算，经阈值筛选，取差分图像灰度值在预设范围内，得到预含有裂纹的像素点集，对所得到的预含有裂纹的像素点集在预设的邻域半径内进行闭运算，使相互邻近的点连接在一起，形成连通区域，对各连通区域按面积阈值和长宽比进行筛选，若筛选出符合裂纹特征的区域，则剔除该待检测陶瓷阀芯，反之则该待检测陶瓷阀芯合格，检测完毕。