CN108020554A - 一种带钢表面缺陷识别检测方法 - Google Patents

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王芳
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    • G01N2021/8861—Determining coordinates of flaws
    • G01N2021/8864—Mapping zones of defects

Abstract

本发明所公开的一种带钢表面缺陷识别检测方法，该方法包括：步骤1、通过高速线阵相机对带钢原始图像进行采集，利用自适应快速中值滤波算法对图像进行去噪处理；步骤2、采用动态阈值分割法将表面区域中划痕检测的感兴趣区域提取出来，然后进行图像边缘检测处理，之后传入检测计算机；步骤3、所述检测计算机去除伪缺陷目标，同时采用过滤方式合并同类型缺陷，然后进行特征规则检测识别；步骤4、所述检测计算机对缺陷分类规则集中未知缺陷类型进行特征处理将其量化，并迭代记录到所述缺陷分类规则集中；步骤5、将带钢的原始缺陷图像和检测计算机的检测识别结果集进行存储和显示。本发明提高了对带钢表面缺陷识别检测效率并且克服了检测缺陷类型单一的问题。

Description

一种带钢表面缺陷识别检测方法
技术领域
本发明涉及带钢表面质量信息检测技术，特别涉及一种带钢表面缺陷识别检测方法。
背景技术
近几年，带钢由于其广泛的应用范围已成为汽车生产、机械制造、化工等工业不可缺少的材料，在带钢的生产和加工过程中会出现各种类型的缺陷，比如：裂纹、结疤、孔洞、卷边和擦伤等。目前，带钢表面质量缺陷检测多采用人工目测的方法，但该方法有很多弊端，如恶劣环境下，无法做到24小时在线检测；无法对微小的划伤等严重缺陷进行检测；对缺陷的认定和判断有很大的主观性。
在传统的表面缺陷特征提取技术中，如CN101644684A的发明公开了一种连铸板坯表面裂纹在线检测方法，该方法实现了对高温板坯的在线裂纹检测，但是该方法只能针对一种缺陷实现在线检测而不能同时实现多种缺陷的在线检测和分类，并且对带钢的检测效果并不理想。
因此，有必要发明一种实时检测、精准分类和高准确率的带钢表面缺陷识别检测方法。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带钢表面缺陷识别检测方法，该方法不仅可以保证检测效率高并且可以对缺陷分类进行精准确认和分类。
技术方案：本发明所述的带钢表面缺陷识别检测方法，包括以下步骤：
步骤1、通过高速线阵相机对带钢原始图像进行采集，利用自适应快速中值滤波算法对图像进行去噪处理。
步骤2、采用动态阈值分割法将表面区域中划痕检测的感兴趣区域提取出来，然后进行图像边缘检测处理，之后传入检测计算机。
步骤3、所述检测计算机去除伪缺陷目标，同时采用过滤方式合并同类型缺陷，然后进行特征规则检测识别。
步骤4、所述检测计算机对缺陷分类规则集中未知缺陷类型进行特征处理将其量化，并迭代记录到所述缺陷分类规则集中。
步骤5、将带钢的原始缺陷图像和检测计算机的检测识别结果集进行存储和显示。
本发明步骤1中的图像去噪，具体包括：
步骤1.1、将采集的所述带钢原始图像划分为M×M个滤波滑动窗口，其中，M≥3，且M为奇数。
步骤1.2、将步骤1.1所得滤波滑动窗口中的像素点进行逐一扫描，将中心点的像素值xij与其邻域像素点的像素值θab进行比较，当xij＝θab时，对该像素点进行灰度值投票；并判断xij是否为极值，若xij为极值，则进行下一步。
步骤1.3、按照灰度值出现的次数统计投票箱数组的值，并将第一个满足公式1或公式2的像素点的灰度值替换中心点像素值，实现中值滤波。
Nmin+N≥0.5×(M×M+1) 公式1
Nmax+N≥0.5×(M×M+1) 公式2
其中，N为灰度值等于中心点像素值得像素个数，Nmin为灰度值比中心点像素值小的像素个数，Nmax为灰度值比中心点像素值大的像素个数。
所述将动态阈值分割法处理后的图像进行实时分割，并提取其几何、颜色、纹理和拓扑等图像特征，阈值分割定义为：
s＝{(r,c)∈Rgmin≤fr,c≤gmax} 公式3
阈值分割将图像的灰度值处于某一指定灰度值范围内全部点选到输出区域s中，使gmin＝0或gmax＝2b-1，根据光照的强度来调整gmin和gmax大小。
优选的，所述边缘检测采用Sobel边缘检测算子和/或Prewitt边缘检测算子。
优选的，所述步骤4中的缺陷分类规则集为通过人为编辑分类规则由检测计算机合成的指定目标规则。
有益效果：本发明通过对图像处理，提高了缺陷识别检测效率；通过自适应快速中值滤波技术和边缘检测算法，可以完整有效的提取出图像中的图像特征；通过对缺陷分类规则集不断的学习和完善，克服了检测缺陷类型单一的问题。
附图说明
图1是本发明的缺陷检测识别流程图。
具体实施方式
如图1，本发明公开的带钢表面缺陷识别检测方法具体步骤包括：
步骤1、通过高速线阵相机对带钢原始图像进行采集，对图像进行预处理，利用自适应快速中值滤波算法对图像进行去噪处理。
图像去噪具体步骤为：
步骤1.1、将采集的所述带钢原始图像划分为M×M个滤波滑动窗口，其中，M≥3，且M为奇数。
步骤1.2、将步骤1.1所得滤波滑动窗口中的像素点进行逐一扫描，将中心点的像素值xij与其邻域像素点的像素值θab进行比较，当xij＝θab时，对该像素点进行灰度值投票；并判断xij是否为极值，若xij为极值，则进行下一步。
步骤1.3、按照灰度值出现的次数统计投票箱数组的值，并将第一个满足公式1或公式2的像素点的灰度值替换中心点像素值，实现中值滤波。
Nmin+N≥0.5×(M×M+1) 公式1
Nmax+N≥0.5×(M×M+1) 公式2
其中，N为灰度值等于中心点像素值得像素个数，Nmin为灰度值比中心点像素值小的像素个数，Nmax为灰度值比中心点像素值大的像素个数。
步骤2、采用动态阈值分割法将表面区域中划痕检测的感兴趣区域提取出来，然后进行图像边缘检测处理，之后传入检测计算机。
将动态阈值分割法处理后的图像进行实时分割，并提取其几何、颜色、纹理和拓扑等图像特征，阈值分割定义为：
s＝{(r,c)∈Rgmin≤fr,c≤gmax} 公式3
阈值分割将图像的灰度值处于某一指定灰度值范围内全部点选到输出区域s中，使gmin＝0或gmax＝2b-1，根据光照的强度来调整gmin和gmax大小。
边缘检测采用Sobel边缘检测算子，其主要用于边缘检测，在技术上它是以离散型的差分算子，用来运算图像亮度函数的梯度的近似值，Sobel算子是典型的基于一阶导数的边缘检测算子，由于该算子中引入了类似局部平均的运算，因此对噪声具有平滑作用，能很好的消除噪声的影响。
本发明的边缘检测也可采用Prewitt边缘检测算子，其是一种一阶微分算子的边缘检测，利用像素点上下、左右邻点的灰度差，在边缘处达到极值检测边缘，去掉部分伪边缘，对噪声具有平滑作用。其原理是在图像空间利用两个方向模板与图像进行邻域卷积来完成的，这两个方向模板一个检测水平边缘，一个检测垂直边缘。
步骤3、检测计算机去除伪缺陷目标，同时采用过滤方式合并同类型缺陷，然后进行特征规则检测识别。
步骤4、检测计算机对缺陷分类规则集中未知缺陷类型进行特征处理将其量化，并迭代记录到所述缺陷分类规则集中；缺陷分类规则集为通过人为编辑分类规则由检测计算机合成的指定目标规则。
步骤5、将带钢的原始缺陷图像和检测计算机的检测识别结果集进行存储和显示。

Claims (5)

1.一种带钢表面缺陷识别检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、通过高速线阵相机对带钢原始图像进行采集，利用自适应快速中值滤波算法对图像进行去噪处理；
步骤2、采用动态阈值分割法将表面区域中划痕检测的感兴趣区域提取出来，然后进行图像边缘检测处理，之后传入检测计算机；
步骤3、所述检测计算机去除伪缺陷目标，同时采用过滤方式合并同类型缺陷，然后进行特征规则检测识别；
步骤4、所述检测计算机对缺陷分类规则集中未知缺陷类型进行特征处理将其量化，并迭代记录到所述缺陷分类规则集中；
步骤5、将带钢的原始缺陷图像和检测计算机的检测识别结果集进行存储和显示。
2.根据权利要求1所述的带钢表面缺陷识别检测方法，其特征在于，所述步骤1中，图像去噪的过程为
步骤1.1、将采集的所述带钢原始图像划分为M×M个滤波滑动窗口，其中，M≥3，且M为奇数；
步骤1.2、将步骤1.1所得滤波滑动窗口中的像素点进行逐一扫描，将中心点的像素值xij与其邻域像素点的像素值θab进行比较，当xij＝θab时，对该像素点进行灰度值投票；并判断xij是否为极值，若xij为极值，则进行下一步；
步骤1.3、按照灰度值出现的次数统计投票箱数组的值，并将第一个满足公式1或公式2的像素点的灰度值替换中心点像素值，实现中值滤波；
Nmin+N≥0.5×(M×M+1) 公式1
Nmax+N≥0.5×(M×M+1) 公式2
其中，N为灰度值等于中心点像素值得像素个数，Nmin为灰度值比中心点像素值小的像素个数，Nmax为灰度值比中心点像素值大的像素个数。
3.根据权利要求1所述的带钢表面缺陷识别检测方法，其特征在于，所述将动态阈值分割法处理后的图像进行实时分割，并提取其几何、颜色、纹理和拓扑等图像特征，阈值分割定义为：
s＝{(r,c)∈Rgmin≤fr,c≤gmax} 公式3
阈值分割将图像的灰度值处于某一指定灰度值范围内全部点选到输出区域s中，使gmin＝0或gmax＝2b-1，根据光照的强度来调整gmin和gmax大小。
4.根据权利要求1所述的带钢表面缺陷识别检测方法，其特征在于所述边缘检测采用Sobel边缘检测算子和/或Prewitt边缘检测算子。
5.根据权利要求1所述的带钢表面缺陷识别检测方法，其特征在于，所述步骤4中的缺陷分类规则集为通过人为编辑分类规则由检测计算机合成的指定目标规则。
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