[发明专利]金属表面缺陷的图像识别无损检测装置及方法

权利要求书

1.一种金属表面缺陷的图像识别无损检测方法，基于一种金属表面缺陷的图像识别无损检测装置，其特征在于：

所述检测装置包括：

移动单元(11)，移动单元(11)上搭载光感单元(12)、光源单元(13)、光学放大单元(14)、图像采集单元(15)、图像分析单元(16)、数据存储单元(17)、报警单元(18)，光感单元(12)与光源单元(13)相连，光学放大单元(14)与图像采集单元(15)相连，图像采集单元(15)分别连接图像分析单元(16)、数据存储单元(17)，图像分析单元(16)与数据存储单元(17)相连，图像分析单元(16)、数据存储单元(17)均与报警单元(18)相连；

移动单元(11)按照预设路径行走，或通过遥控器控制行走，或自动规划路线行走；移动单元(11)自动运动时，移动单元(11)上搭载的设备对一定区域进行检测；

光感单元(12)包括光学传感器、光线强度分析器，光学传感器采集检测区域光线强度，并将数据输入光线强度分析器；光线强度分析器分析光线强度，并根据分析结果控制光源单元(13)改变光照强度，为图像采集单元(15)提供适合的光线强度，保证检测区域光线强度适宜；

光学放大单元(14)对采集到的图像进行光学放大；

图像采集单元(15)完成图像的采集工作；

图像分析单元(16)分析图像采集单元(15)采集到的图像，通过图像处理算法，对图像进行滤波、去燥、灰度化、图像增强预处理，建立超完备字典，通过边缘检测方法、纹理分析检测方法，分别对采集的图像进行分析，再综合判断，分析所采集到的图像是否包含锈蚀、裂缝缺陷，数据存储单元(17)存储分析结果；对于存在缺陷的分析结果，图像分析单元(16)提交给报警单元(18)；

数据存储单元(17)存储本装置运行需要的数据以及采集的图像和分析结果；

报警单元(18)对检测到的问题区域进行报警；

所述检测方法包括以下步骤：

进行参数设置，设置一次检测中检测区域的面积，然后开始检查；

在每一次检测中，首先判断光照强度是否符合要求，如果不符合，调整光源的光照强度，直到符合要求；然后进行图像的采集，并对采集到的图像进行存储，通过边缘检测方法、纹理分析检测方法，分别对采集的图像进行分析，再综合判断；

如果检测区域存在缺陷，报警，并以起始位置为坐标原点，对存在缺陷区域的坐标进行存储，然后移动到下一区域；如果检测区域不存在缺陷，则直接移动到下一区域；

移动到下一区域后，重复上述操作；

所述超完备字典的建立流程如下：

501、输入训练图像：输入收集的大量金属表面有缺陷和无缺陷的两类图片，作为训练样本；

502、灰度化：将输入的彩色图像转换为灰度图像；

503、自适应中值滤波，通过自适应中值滤波处理脉冲噪声，平滑非脉冲噪声，保留图像细节；

504、膨胀腐蚀：通过一定次数的腐蚀和膨胀，消除图像中小噪声区域，填充物体内细小空洞，连接邻近物体，平滑物体边界；

505、灰度共生矩阵特征提取：对输入的训练图像进行计算，得到灰度共生矩阵，提取灰度共生矩阵的14个纹理特征中的6个纹理特征值：能量、熵、相关性、一致性、对比度和非相似性，进行分析比较，得到训练图像的特征向量，形成有缺陷和无缺陷两类图片的字典矩阵；

506、字典学习：采用K-SVD算法，对灰度共生矩阵特征提取形成的有缺陷和无缺陷两类图片的字典矩阵进行学习，得到两个经过学习后的字典；

507、形成超完备字典：联合两个经过学习后的字典的内容，形成最终使用的超完备字典，存储超完备字典；超完备字典在本装置第一次使用前建立并存储，以后每次使用纹理分析检测方法时，均直接调用已存储的超完备字典；

508、输出超完备字典。