機器視覺表面缺陷檢測綜述

工業產品(pin)的表面缺陷對(dui)產品(pin)的美觀度(du)、舒(shu)適度(du)和使用性能等帶來不良影響，所(suo)以(yi)生產企業對(dui)產品(pin)的表面缺陷進行檢測以(yi)便及時發現并加以(yi)控制。

機器視覺(jue)的(de)檢(jian)測方法(fa)可(ke)以很大(da)程(cheng)度上克服人(ren)工檢(jian)測方法(fa)的(de)抽(chou)檢(jian)率(lv)低、準確性不(bu)高、實時性差、效率(lv)低、勞動強度大(da)等弊端，在現(xian)代工業中(zhong)得到越來越廣泛的(de)研究(jiu)和(he)應用(yong)。

方法(fa)(fa)以機(ji)器視(shi)(shi)覺(jue)表(biao)面缺陷檢(jian)(jian)測(ce)為研究對(dui)象，在廣泛調研相關(guan)(guan)文獻和(he)發展(zhan)成果的(de)(de)基(ji)礎(chu)上，對(dui)基(ji)于(yu)機(ji)器視(shi)(shi)覺(jue)在表(biao)面缺陷檢(jian)(jian)測(ce)領域的(de)(de)應用進行了(le)綜(zong)述(shu)(shu)。分析(xi)了(le)典型機(ji)器視(shi)(shi)覺(jue)表(biao)面缺陷檢(jian)(jian)測(ce)系統的(de)(de)工作原理(li)和(he)基(ji)本(ben)結構，闡述(shu)(shu)了(le)表(biao)面缺陷視(shi)(shi)覺(jue)檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)研究現(xian)狀(zhuang)、現(xian)有視(shi)(shi)覺(jue)軟件(jian)和(he)硬件(jian)平臺(tai)，綜(zong)述(shu)(shu)了(le)機(ji)器視(shi)(shi)覺(jue)檢(jian)(jian)測(ce)所涉及到的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)像預處理(li)算法(fa)(fa)、圖(tu)(tu)(tu)像分割算法(fa)(fa)、圖(tu)(tu)(tu)像特(te)征提取及其選擇算法(fa)(fa)、圖(tu)(tu)(tu)像識別(bie)等相關(guan)(guan)理(li)論和(he)算法(fa)(fa)研究，并對(dui)每種主要方法(fa)(fa)的(de)(de)基(ji)本(ben)思想(xiang)、特(te)點和(he)存在的(de)(de)局(ju)限性(xing)進行了(le)總結，對(dui)未來(lai)可能的(de)(de)發展(zhan)方向進行展(zhan)望。

結果機器視覺(jue)表(biao)面缺陷檢測系統中，圖像處理和(he)分析算(suan)法(fa)是(shi)重要(yao)內容，算(suan)法(fa)各有(you)優缺點和(he)其適應范圍(wei)。如何提高算(suan)法(fa)的(de)準確性、實時性和(he)魯(lu)棒性，一(yi)直(zhi)是(shi)研究者們(men)努力(li)的(de)方向。

結論機器視(shi)覺是對人(ren)類(lei)視(shi)覺的模擬，機器視(shi)覺表(biao)面檢測涉及眾多學(xue)科和(he)理論，如何使檢測進(jin)一步向自動化和(he)智(zhi)能化方向發展(zhan)，還需(xu)要更深入(ru)的研究。

表面缺陷檢測

機器視覺技術是一種無接觸、無損傷的自動檢測技術，是實現設備自動化、智能化和精密控制的有效手段，具有安全可靠、光譜響應范圍寬、可在惡劣環境下長時間工作和生產效率高等突出優點。機器視覺檢測系統通過(guo)適當的(de)光(guang)源(yuan)和圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳感器(CCD攝像(xiang)(xiang)(xiang)機)獲取產品的(de)表面圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，利用相應的(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)處理算法提取圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)特(te)(te)征信息(xi)，然后根據特(te)(te)征信息(xi)進行(xing)表面缺陷的(de)定位、識(shi)別、分級等判別和統(tong)計、存儲、查詢等操作；

機器視覺表面缺陷檢測系統基本組成

主要包括(kuo)圖像獲取(qu)模塊(kuai)、圖像處(chu)理模塊(kuai)、圖像分析模塊(kuai)、數據(ju)管理及(ji)人機(ji)接口模塊(kuai)。

圖像獲取(qu)模(mo)塊(kuai)由(you)工業相機(ji)(ji)、光學(xue)(xue)鏡(jing)頭、光源及其(qi)夾持裝置等組成(cheng)(cheng)，其(qi)功能(neng)(neng)是完(wan)成(cheng)(cheng)產品表(biao)面(mian)圖像的(de)(de)采集。在光源的(de)(de)照明下，通(tong)過(guo)光學(xue)(xue)鏡(jing)頭將(jiang)產品表(biao)面(mian)成(cheng)(cheng)像于(yu)相機(ji)(ji)傳感(gan)器上，光信(xin)(xin)號(hao)(hao)先轉(zhuan)換成(cheng)(cheng)電(dian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)，進而轉(zhuan)換成(cheng)(cheng)計(ji)算機(ji)(ji)能(neng)(neng)處理的(de)(de)數字信(xin)(xin)號(hao)(hao)。目前工業用相機(ji)(ji)主要基(ji)于(yu)CCD或(huo)CMOS芯片的(de)(de)相機(ji)(ji)。CCD是目前機(ji)(ji)器視(shi)覺最為常用的(de)(de)圖像傳感(gan)器。

機器視覺光源(yuan)直接影響到圖像的(de)(de)質量，其作用是克服環境光干擾，保證圖像的(de)(de)穩定性(xing)，獲得(de)對比度(du)盡可能高(gao)的(de)(de)圖像。目前常用的(de)(de)光源(yuan)有鹵素燈、熒(ying)光燈和發(fa)光二級(ji)管(LED)。LED光源(yuan)以(yi)體積小、功耗低、響應速度(du)快、發(fa)光單(dan)色(se)性(xing)好、可靠性(xing)高(gao)、光均勻穩定、易集成等優點獲得(de)了廣泛的(de)(de)應用。

由(you)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)構(gou)成的照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)系統按其(qi)照(zhao)(zhao)射(she)(she)方(fang)法(fa)可分為明(ming)(ming)(ming)場照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)與(yu)(yu)暗(an)場照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)、結(jie)構(gou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)與(yu)(yu)頻閃(shan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)。明(ming)(ming)(ming)場與(yu)(yu)暗(an)場主要描述相機(ji)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的位置關系，明(ming)(ming)(ming)場照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)指相機(ji)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)收光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)在目標(biao)上(shang)的反射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，一般相機(ji)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)異側分布，這種方(fang)式便于安裝；暗(an)場照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)指相機(ji)間接(jie)(jie)接(jie)(jie)收光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)在目標(biao)上(shang)的散射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，一般相機(ji)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)同側分布，它的優點是(shi)能獲得高對比度的圖(tu)像(xiang)。結(jie)構(gou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)是(shi)將(jiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)或線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)等投射(she)(she)到被測物(wu)上(shang)，根(gen)據它們產生的畸變，解(jie)調出被測物(wu)的3維(wei)信息。頻閃(shan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)(ming)是(shi)將(jiang)高頻率的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈沖照(zhao)(zhao)射(she)(she)到物(wu)體上(shang)，攝像(xiang)機(ji)拍攝要求(qiu)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)同步(bu)。

圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)處(chu)理模塊(kuai)主要(yao)涉及(ji)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)去(qu)噪(zao)(zao)(zao)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增強與(yu)復(fu)(fu)原、缺陷的(de)(de)(de)(de)檢測和目(mu)標(biao)分(fen)割(ge)。由于現場(chang)環境、CCD圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)光電轉換、傳(chuan)輸電路及(ji)電子元件都會使圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)產生噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)，這(zhe)些(xie)噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)降(jiang)低了圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)從而對(dui)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理和分(fen)析帶來(lai)(lai)不(bu)良(liang)影響，所以要(yao)對(dui)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)進行預處(chu)理以去(qu)噪(zao)(zao)(zao)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增強目(mu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)針對(dui)給定圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用場(chang)合(he)，有(you)目(mu)的(de)(de)(de)(de)地(di)強調圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)整體(ti)或(huo)局部特性，將原來(lai)(lai)不(bu)清晰的(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)得清晰或(huo)強調某些(xie)感興(xing)趣的(de)(de)(de)(de)特征，擴大圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中不(bu)同物體(ti)特征之間(jian)的(de)(de)(de)(de)差別(bie)，抑制不(bu)感興(xing)趣的(de)(de)(de)(de)特征，使之改(gai)善圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)、豐富信息量(liang)，加強圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)判(pan)讀和識別(bie)效果(guo)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)處(chu)理方法(fa)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)復(fu)(fu)原是(shi)(shi)通過(guo)計算機處(chu)理，對(dui)質量(liang)下降(jiang)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)加以重建或(huo)復(fu)(fu)原的(de)(de)(de)(de)處(chu)理過(guo)程(cheng)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)復(fu)(fu)原很多(duo)時(shi)候采用與(yu)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增強同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)，但圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增強的(de)(de)(de)(de)結果(guo)還需要(yao)下一(yi)階段(duan)來(lai)(lai)驗證；而圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)復(fu)(fu)原試圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)利用退化過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)先(xian)驗知識，來(lai)(lai)恢復(fu)(fu)已被(bei)退化圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)本來(lai)(lai)面目(mu)，如加性噪(zao)(zao)(zao)聲(sheng)的(de)(de)(de)(de)消除、運動(dong)模糊的(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)原等。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)割(ge)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)把圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中目(mu)標(biao)區(qu)域分(fen)割(ge)出來(lai)(lai)，以便進行下一(yi)步的(de)(de)(de)(de)處(chu)理。

表面缺陷檢測應用

應用的(de)領域十分的(de)廣泛(fan)，主要(yao)包括鋼(gang)鐵冶(ye)金(jin)，有色金(jin)屬加(jia)工，高精銅(tong)板帶(dai)，鋁板帶(dai)，鋁箔(bo)，不(bu)銹鋼(gang)制造，電(dian)子素材，無紡布，織物(wu)，玻(bo)璃，紙張，薄膜等領域。

為什么要使用表面缺陷檢測系統呢？

保證產(chan)品質量(liang)，改(gai)善(shan)生產(chan)工藝(yi)，減少人工成本(ben)

深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機器視覺為技術核心，自主技術研究與應用拓展為導向的高科技企業。公司自成立以來不斷創新，在智能自動化領域研發出視覺對位系統、視(shi)覺定(ding)位、視(shi)覺檢測(ce)、圖像(xiang)處理庫等為核心的(de)(de)多款自主知識產(chan)權產(chan)品(pin)。涉(she)及自動(dong)貼合機、絲印機、曝光機、疊(die)片機、貼片機、智(zhi)能檢測(ce)、智(zhi)能鐳射(she)等眾多行(xing)業領域。雙(shuang)(shuang)翌(yi)視(shi)覺系統最高生(sheng)產(chan)精度可(ke)(ke)達um級別(bie)，圖像(xiang)處理精準、速度快，將(jiang)智(zhi)能自動(dong)化制造(zao)行(xing)業的(de)(de)生(sheng)產(chan)水平提升到(dao)一個更高的(de)(de)層次，改進了以往落后的(de)(de)生(sheng)產(chan)流(liu)程，得(de)到(dao)廣大用戶(hu)的(de)(de)認可(ke)(ke)與肯定(ding)。隨著智(zhi)能自動(dong)化生(sheng)產(chan)的(de)(de)普(pu)及與發展，雙(shuang)(shuang)翌(yi)將(jiang)為廣大生(sheng)產(chan)行(xing)業帶來更全面、更精細、更智(zhi)能化的(de)(de)技術(shu)及服務。