工業(ye)產(chan)(chan)(chan)品的(de)表面(mian)缺(que)陷對產(chan)(chan)(chan)品的(de)美感(gan)、舒適性和性能都有負面(mian)影響，因此生產(chan)(chan)(chan)企業(ye)對產(chan)(chan)(chan)品的(de)表面(mian)缺(que)陷進行及時的(de)缺(que)陷進行檢(jian)測，機(ji)器(qi)視覺(jue)的(de)檢(jian)測方法可以克服人工檢(jian)測采(cai)樣率(lv)低、精度(du)低、實時性差、效率(lv)低、勞動強度(du)高等缺(que)點(dian)，在(zai)現代(dai)工業(ye)中得到越來越廣泛的(de)研究和應用。

方法以機器視覺表面缺陷檢測為研究對象，在廣泛研究和發展成果的基礎上，綜述機器視覺在表面缺陷檢測領域的應用。分析了典型機器視覺表面缺陷檢測系統的(de)工作原理和(he)基(ji)本結(jie)(jie)構，闡述了表面缺陷視覺檢測(ce)的(de)研究現狀(zhuang)、現有的(de)視覺軟硬(ying)件平(ping)臺，總結(jie)(jie)了與機器視覺檢測(ce)相(xiang)關的(de)理論和(he)算法(fa)，如圖(tu)像(xiang)預處理算法(fa)、圖(tu)像(xiang)分割算法(fa)、圖(tu)像(xiang)特征提(ti)取(qu)和(he)選擇算法(fa)、圖(tu)像(xiang)識別(bie)算法(fa)等。總結(jie)(jie)了各(ge)主要方法(fa)的(de)基(ji)本思想、特點(dian)和(he)局限(xian)性，并對(dui)今后可(ke)能的(de)發展方向進(jin)行了展望。

結(jie)果在(zai)機器視覺表(biao)面(mian)(mian)缺陷檢測系統中(zhong)，圖(tu)像處理和(he)分析算法是一(yi)個重要(yao)的(de)(de)組成部(bu)分，每(mei)種(zhong)算法各有優(you)缺點和(he)自適應范圍(wei)，如何提高算法的(de)(de)準確性(xing)、實時(shi)性(xing)和(he)魯(lu)棒性(xing)一(yi)直是研究(jiu)(jiu)人員努力的(de)(de)方向(xiang)。結(jie)論機器視覺是人類視覺的(de)(de)仿真，機器視覺表(biao)面(mian)(mian)檢測涉(she)及多個學科(ke)和(he)理論，如何在(zai)自動化和(he)智能化的(de)(de)方向(xiang)進(jin)一(yi)步發展檢測，需要(yao)更深入的(de)(de)研究(jiu)(jiu)。

1、表面缺陷檢測

機器視覺技(ji)術是一種無(wu)接觸、無(wu)損(sun)傷的(de)自動檢測技(ji)術，是實現設備自動化、智能化和精密控制的(de)有(you)效手段，具(ju)有(you)安全可(ke)靠、光譜響(xiang)應(ying)范圍寬、可(ke)在惡劣(lie)環境下長時間(jian)工(gong)作和生產效率高等(deng)突出(chu)優點。機器視覺檢測系統(tong)通過適當的(de)光源和圖(tu)(tu)像(xiang)傳感器(CCD攝像(xiang)機)獲取產品的(de)表面(mian)圖(tu)(tu)像(xiang)，利用相(xiang)應(ying)的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)處理(li)算法提取圖(tu)(tu)像(xiang)的(de)特(te)征信息(xi)，然(ran)后根(gen)據特(te)征信息(xi)進行表面(mian)缺陷的(de)定位、識(shi)別、分級等(deng)判別和統(tong)計、存儲、查詢等(deng)操(cao)作;

2、機器視覺表面缺陷檢測系統基本組成

主(zhu)要(yao)包括圖像獲(huo)取(qu)模(mo)塊(kuai)、圖像處理模(mo)塊(kuai)、圖像分析模(mo)塊(kuai)、數據管理及人機接口模(mo)塊(kuai)。

圖像獲取(qu)模(mo)塊(kuai)由(you)工(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)、光(guang)(guang)(guang)學(xue)鏡(jing)頭(tou)、光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)及其(qi)夾(jia)持裝置等組成(cheng)(cheng)(cheng)，其(qi)功能是完成(cheng)(cheng)(cheng)產品(pin)表面圖像的(de)(de)采集(ji)。在光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)照明下，通(tong)過光(guang)(guang)(guang)學(xue)鏡(jing)頭(tou)將產品(pin)表面成(cheng)(cheng)(cheng)像于相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)傳感器(qi)上，光(guang)(guang)(guang)信號(hao)先(xian)轉換成(cheng)(cheng)(cheng)電信號(hao)，進(jin)而(er)轉換成(cheng)(cheng)(cheng)計(ji)算機(ji)(ji)能處理的(de)(de)數字(zi)信號(hao)。目(mu)前工(gong)業(ye)用相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)主要基于CCD或(huo)CMOS芯片的(de)(de)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)。CCD是目(mu)前機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)最為(wei)常用的(de)(de)圖像傳感器(qi)。

機器視覺(jue)光(guang)(guang)源直接影響到圖像(xiang)的質量(liang)，其作(zuo)用是克(ke)服環境光(guang)(guang)干擾，保(bao)證圖像(xiang)的穩定性(xing)，獲得(de)對比度盡可能(neng)高的圖像(xiang)。目前常用的光(guang)(guang)源有(you)鹵素燈(deng)、熒(ying)光(guang)(guang)燈(deng)和發光(guang)(guang)二級管(LED)。LED光(guang)(guang)源以體積小、功耗低、響應速(su)度快、發光(guang)(guang)單色性(xing)好(hao)、可靠性(xing)高、光(guang)(guang)均勻穩定、易集成等優點獲得(de)了廣泛(fan)的應用。

由光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)構成的(de)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)系統按(an)其(qi)照(zhao)(zhao)射方法可分(fen)(fen)為明(ming)(ming)場(chang)(chang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)與(yu)暗(an)場(chang)(chang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)、結構光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)與(yu)頻閃光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)。明(ming)(ming)場(chang)(chang)與(yu)暗(an)場(chang)(chang)主要(yao)描述(shu)相(xiang)機(ji)與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)位置關系，明(ming)(ming)場(chang)(chang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)指相(xiang)機(ji)直接接收光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)在目標上(shang)(shang)的(de)反射光(guang)(guang)(guang)(guang)，一般相(xiang)機(ji)與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)異側(ce)分(fen)(fen)布(bu)，這種方式便于安裝;暗(an)場(chang)(chang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)指相(xiang)機(ji)間接接收光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)在目標上(shang)(shang)的(de)散射光(guang)(guang)(guang)(guang)，一般相(xiang)機(ji)與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)同(tong)側(ce)分(fen)(fen)布(bu)，它的(de)優點是(shi)(shi)能獲得高對比度(du)的(de)圖像(xiang)。結構光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)是(shi)(shi)將(jiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)或線光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)等投(tou)射到被測物(wu)上(shang)(shang)，根據它們產(chan)生(sheng)的(de)畸(ji)變，解(jie)調出被測物(wu)的(de)3維信息。頻閃光(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)是(shi)(shi)將(jiang)高頻率的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)脈沖照(zhao)(zhao)射到物(wu)體上(shang)(shang)，攝像(xiang)機(ji)拍攝要(yao)求(qiu)與(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)同(tong)步(bu)。

圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)處(chu)理(li)(li)模塊(kuai)主要(yao)涉及圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)去噪(zao)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)與復(fu)原、缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢測和(he)目標分(fen)(fen)(fen)割。由(you)于現場(chang)環(huan)境、CCD圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)光電(dian)轉換、傳(chuan)輸電(dian)路(lu)及電(dian)子元件都會(hui)使圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)產生噪(zao)聲(sheng)，這些(xie)噪(zao)聲(sheng)降(jiang)低了圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)從而對圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)和(he)分(fen)(fen)(fen)析帶來(lai)不良影響，所(suo)以(yi)要(yao)對圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)進行預處(chu)理(li)(li)以(yi)去噪(zao)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是針對給定圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)場(chang)合，有(you)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地強(qiang)(qiang)調圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)體或局(ju)部(bu)特性，將原來(lai)不清晰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)變得清晰或強(qiang)(qiang)調某(mou)些(xie)感(gan)興趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)(zheng)，擴大圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中不同物體特征(zheng)(zheng)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)，抑制不感(gan)興趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)(zheng)，使之改(gai)善圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)質量(liang)(liang)、豐(feng)富信息量(liang)(liang)，加(jia)強(qiang)(qiang)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)判(pan)讀和(he)識別(bie)效果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)處(chu)理(li)(li)方(fang)法。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)復(fu)原是通過(guo)計算(suan)機處(chu)理(li)(li)，對質量(liang)(liang)下降(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)加(jia)以(yi)重建或復(fu)原的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)過(guo)程(cheng)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)復(fu)原很多時候采用(yong)與圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法，但圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果還需要(yao)下一(yi)階段來(lai)驗證;而圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)復(fu)原試圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)利用(yong)退化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)先驗知(zhi)識，來(lai)恢復(fu)已(yi)被退化(hua)(hua)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本來(lai)面目，如(ru)加(jia)性噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)消除(chu)、運動(dong)模糊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)原等。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)分(fen)(fen)(fen)割的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是把圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中目標區域(yu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)，以(yi)便進行下一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)。

3、表面缺陷檢測應用

應用(yong)的領(ling)域十分的廣泛，主要包括鋼鐵(tie)冶(ye)金(jin)，有色金(jin)屬加(jia)工，高精銅板帶，鋁板帶，鋁箔，不銹鋼制(zhi)造，電子素材，無紡(fang)布，織物，玻璃，紙張，薄膜(mo)等領(ling)域。

為什么(me)要使用(yong)表面(mian)缺(que)陷檢測系(xi)統(tong)呢?

保(bao)證產(chan)品(pin)質量，改(gai)善生產(chan)工藝，減少人工成本

線(xian)掃描表(biao)面(mian)缺陷檢(jian)測系統主要(yao)構成：

視覺(jue)采(cai)集(ji)部(bu)主要包括線陣相機(ji)，鏡頭，光源，圖像采(cai)集(ji)卡。

系統支(zhi)架(jia)(jia)部(bu)分包括：相機(ji)支(zhi)架(jia)(jia)，光源支(zhi)架(jia)(jia)，和操作臺(tai)支(zhi)架(jia)(jia)。

電氣部分(通信/控制部)包括編碼器，運動控制卡或(huo)者PLC，也有(you)(you)可能會有(you)(you)馬達等。

其他：各種電(dian)線(xian)電(dian)纜，CL線(xian)啊(a)(a)，電(dian)源(yuan)線(xian)啊(a)(a)，各種SMPS啊(a)(a)，照明控制器啊(a)(a)等(deng)等(deng)。