[发明专利]一种压缩感知的陶瓷水阀片自动在线检测方法

说明书

本发明公开了一种压缩感知的陶瓷水阀片自动在线检测方法。陶瓷水阀片在环形LED光源照射下通过面阵CCD相机采集获得陶瓷水阀片图像，对陶瓷水阀片图像进行预处理，然后提取获得特定特征值，然后将特定特征值输入到支持向量机SVM进行训练，然后用训练后的支持向量机SVM对被测陶瓷水阀片的图像进行两次检测。本发明具有较强的抗干扰能力，陶瓷水阀片缺陷检测的准确率为97％，成本低，易于实用化。

技术领域

本发明涉及一种阀片产品实时在线图像检测方法，尤其是涉及一种压缩感知的陶瓷水阀片自动在线检测方法。

背景技术

陶瓷水阀片是水龙头冷热水切换的关键控制元件，其性能的优劣直接影响到水龙头的可靠性和使用寿命，对水量控制和节能用水起到关键作用。在不停机的情况下自动检测陶瓷水阀片缺陷和对其准确分类，以保证陶瓷水阀片零部件加工质量的提高。

目前，工业上物体形貌检测方法从检测方式上分为接触式和非接触式两种接触式测量方法通过品质检测人员使用塞规、游标卡尺或接触式传感器等普通量具来完成通过探头在物体表面滑动感知物体形貌的变化。这类表面质量测量系统，可以检测平缓曲面和平面的质量，如表面有无蚀坑等小缺陷。但以上这些设备检测精度高，价格昂贵，而要求测量表面的起伏范围极小，一般都是平缓变化的曲面或平面。同时这种探头接触式检测方法容易给被测对象带来二次伤害，造成新的缺陷。对于像螺纹牙这样凸兀的轮廓，虽然也可以用三坐标仪测量，但成本高、效率低，难以进行测量；非接触式检测利用CCD采集被测目标的图像，然后采用各种图像处理技术和模式识别技术进行被测目标的在线检测。而多数算法的精确性是以提高计算量为代价的，其处理时间成为实时在线检测的瓶颈；采用高分辨率的CCD虽然可提高图像测量的空间分辨率和测量精度，但却使得数据量和计算量成倍增加，难以满足陶瓷水阀片在线检测的实时性要求。

发明内容

针对工业陶瓷水阀片形貌自动在线检测等技术领域需要高精度的陶瓷水阀片缺陷检测和缺陷自动分类，本发明的目的在于提供了一种压缩感知的陶瓷水阀片自动在线检测方法，采用压缩感知技术快速缺陷判断方法和支持向量机SVM的缺陷自动分类方法相结合，实现陶瓷水阀片高速、高精度的自动在线检测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

陶瓷水阀片在环形LED光源照射下通过面阵CCD相机采集获得陶瓷水阀片图像，数字图像处理系统对陶瓷水阀片图像进行预处理，然后提取获得特定特征值，然后将特定特征值输入到支持向量机SVM进行训练，然后用训练后的支持向量机SVM对被测陶瓷水阀片的图像进行两次检测。

具体来说是：计算提取陶瓷水阀片图像的稀疏系数向量h，将已知是否存在缺陷的样本陶瓷水阀片图像及其稀疏系数向量h输入到两分类支持向量机SVM进行训练，其中输入的还包括样本陶瓷水阀片图像是否存在缺陷的标签，训练后获得第一支持向量机SVM，用第一支持向量机SVM对未知是否存在缺陷的被测陶瓷水阀片图像进行是否有缺陷检测；

若不存在缺陷，则不进行后续步骤；

若存在缺陷，则计算提取陶瓷水阀片图像的稀疏系数向量h、Hu不变矩、主成分分析的Gabor纹理特征，将存在已知缺陷分类的样本陶瓷水阀片图像及其稀疏系数向量h、Hu不变矩、主成分分析的Gabor纹理特征共同输入到多分类支持向量机SVM进行训练，其中输入的还包括样本陶瓷水阀片图像已知缺陷分类的标签，训练后获得第二支持向量机SVM，用第二支持向量机SVM对已知存在缺陷但未知缺陷类型的被测陶瓷水阀片图像进行缺陷分类检测。

由此通过特殊的特征值和两个支持向量机SVM实现缺陷的自动分类识别，至此完成陶瓷水阀片缺陷的自动在线检测。