[发明专利]一种基于结构光场视频流的缺陷检测方法和装置

说明书

一种基于结构光场视频流的缺陷检测方法和装置，该方法包括：A1：构建包含基于主动式编码结构光源和光场视觉传感器的检测装置；A2：用白图像对光场视觉传感器进行标定，根据标定结果解码光场视觉传感器获取的结构光场视频流，得到实时微透镜图像视频流；A3：对实时微透镜图像视频流进行运动校正、灰度校正以及感兴趣区域校正后计算帧间相似度，建立对微透镜的局部缺陷检测结果；A4：利用光场视频的空域、时域相关性，统计缺陷特征在相邻微透镜上的分布情况，得到结构光场视频缺陷检测结果。本发明结合编码结构光技术与光场成像技术，在更高的维度上捕捉表面缺陷在光场视频流中导致的编码图案几何畸变，提高了机器视觉缺陷检测的准确度与稳定性。

技术领域

本发明涉及计算机视觉与数字视频处理领域，特别是涉及一种基于结构光场视频流的缺陷检测方法和装置。

背景技术

机器视觉缺陷检测是以光学传感器捕获的图像作为输入，通过计算机视觉方法提取物体表面图像特征，进而对其物理缺陷进行识别的技术。与传统人工识别相比，该技术检测精度高，检测速度快，在工业质检领域具有广阔的应用前景。然而，传统图像识别和立体视觉技术大多依赖于图像特征点与纹理信息，面对低纹理或无纹理的待检测物体以及工作场景时往往无能为力；基于结构光的检测技术能够重建物体表面的三维信息，但这类系统造价高昂，检测精度受待检测物体材质、加工工艺影响明显。此外，以上基于传统视觉传感器的方法在检测微小缺陷时鲁棒性差，虚检、漏检较多，处理表面结构复杂的物体时需多次多角度成像，效率低下。

光场成像技术通过特殊的光路结构设计同时捕获包含空间维和角度维的四维光线信息，实现了单曝光多角度立体成像，但光场数据维度高，处理复杂，很难实现实时检测处理，将光场成像技术应用于工业检测应用的相关研究尚处于起步阶段。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有机器视觉缺陷检测技术准确性、稳定性、鲁棒性以及实时性较差的问题，本发明提出了一种基于结构光场视频流的缺陷检测方法和装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于结构光场视频流的缺陷检测方法，包括如下步骤：

A1：构建包含基于主动式编码结构光源和光场视觉传感器的检测装置；

A2：使用白图像对所述光场视觉传感器进行标定，根据标定结果对所述光场视觉传感器获取的结构光场视频流进行解码，得到实时微透镜图像视频流；

A3：对所述实时微透镜图像视频流进行运动校正、灰度校正以及感兴趣区域校正后计算帧间相似度，建立对微透镜的局部缺陷检测结果；

A4：利用光场视频的空域、时域相关性，统计缺陷特征在相邻微透镜上的分布情况，得到最终的结构光场视频缺陷检测结果。

进一步地：

所述检测装置包含能够发光并显示特定编码图案的主动式编码结构光源系统和具备光场视频流采集能力的光场视觉传感器系统，其中所述主动式编码结构光源系统发出的光经待检测物体反射后被所述光场视觉传感器系统所捕获；其中，所述主动式编码结构光源系统由计算机程序控制，能够根据程序的要求在指定时间显示指定的编码图案，优选地，所述编码图案包括二维方波条纹、二维正弦波条纹、二维棋盘格中的一种或多种；所述光场视觉传感器系统包括一至多台具备单曝光立体成像功能的视觉传感器设备，优选地，采用基于多路复用技术的光场相机或相机阵列式光场相机。

所述步骤A2中：