[发明专利]一种铁氧体圆片表面裂痕识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉检测领域，尤其涉及一种铁氧体圆片表面断口、缺口、裂纹识别方法。

背景技术

随着铁氧体圆片的在电动机等工业设备中的应用越来越广泛，磁片的需求越来越多。然而工业生产得到的铁氧体磁片在生产、打磨过程中，无法避免导致部分磁片出现断痕、缺口等缺陷问题，现有的流水线生产过程中，由于的缺陷不明显的特点，很难用机械的方式进行准确区分识别，所以大多采用人工肉眼识别的方法，将导致其在次品识别生产工序中需要大量的人工进行手动辅助区分，生产效率低下，无法满足快速、高品质的生产。因此，发展一种快速、准确的无纺布袋自动定位方法是当前生产企业的迫切需求。而目前，随着图像处理和人工智能技术的发展，以计算机视觉为基础的产品自动检测与识别方法逐渐得到发展与应用，通过图像处理可以对磁片的缺陷进行分析、识别。计算机技术的发展使得通过图像快速有效进行识别成为可能。

这个铁氧体圆片主要的缺陷表现为“缺口”、“断口”、“裂纹”三种缺陷。“缺口”缺陷指实际材料边缘部分掉落一小块，圆片整体存在，表现在图像中就是圆轮廓内部连接黑色轮廓处有黑色缺陷块；“断口”缺陷指实际材料大块掉落，都不能组成一个圆片了；“裂纹”缺陷指圆片外形完整内部出现各种裂痕。

因为磁片经过倒角的原因，图像上出现一个黑色轮廓由于黑色轮廓有大有小，影响使用灰度进行定量分析，磁片中“缺口”、“断口”这两种情况集中出现在黑色轮廓附近，磁片内部由于打磨的原因有很多纹理存在，“裂纹”主要出现在磁片内部。在现有的技术中，在对“缺口”缺陷进行检测时，往往使用灰度的定量分析方法，由于黑色轮廓存在细微的大小变化，而且黑色轮廓的灰度与“缺口”相近，所以容易误把小“缺口”的缺陷混淆成“正品”；在对“裂纹”缺陷进行检测时，往往使用梯度法或灰度阈值法，而“裂纹”缺陷附近存在着大量细微的纹波。这些都导致现有技术存在很大的误差率，无法精确的区分缺陷。

发明内容

为解决现有技术对铁氧体圆片缺陷人工识别效率低下、无法做到长时间高效作业的问题，提供一种铁氧体圆片表面裂痕识别方法，这种识别方法基于计算机视觉，能充分利用图像处理的优势，快速、精确地对生产流水线上的磁片进行识别分类，以配合生产的需求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种铁氧体圆片表面裂痕识别方法，包括如下步骤：

步骤一，通过视觉设备获取流水线上铁氧体圆片的实时影像；

步骤二，通过帧间差分法，获取单个铁氧体圆片图像，具体过程如下：

2.1计算连续两帧图像的差分图像，计算公式为

G¹＝P_k-P_k-1

其中P_k-1为前一时刻的图像，P_k为当前时刻的图像，G¹为当前时刻差分图像；

2.2对差分图像进行高斯滤波计算，消除噪声，计算公式为

其中x为差分图像的像素值，σ为高斯函数的宽度，值取3、5或7；

2.3计算滤波后差分图像的纵向一阶导数的积分投影，计算公式为

其中S_j(x)为图像在纵向坐标j点下的积分投影值，N为图像的高度，i为横坐标，M为图像的宽度；

2.4计算纵向积分投影的拐点，计算公式为

H(j)＝Max(S_j(x))

其中，H(j)为拐点j位置处的积分投影值，Max(S_j(x))为求取序列S_j(x)的峰值点；

2.5设立阈值T，和H(j)相比较，若大于设定的阈值T，则判断有铁氧体圆片到来，并把前一时刻图像作为背景图像存储；若小于设定的阈值，则返回步骤一；

步骤三，对图像P_k进行均值滤波预处理，消除噪点，设均值滤波的掩模大小为3*3，计算公式为

其中g(x,y)是当前像素点，f(x,y)是以g(x,y)为中心的9个像素点；

步骤四，使用大津法进行自适应阈值二值化，得到二值图像；

步骤五，对得到的二值图像使用Sobel梯度算子，计算公式为

其中A代表原始图像，Gx及Gy分别代表经横向及纵向边缘检测的图像灰度值，

寻找图像轮廓；然后对图像轮廓使用3*3结构元素进行闭运算(先腐蚀再膨胀)；

腐蚀：

膨胀：