CN110514665A - 一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法，属于机器视觉缺陷检测领域，本发明首先采集电子产品模板图像；在待检图像利用二值化和连通域分析寻找产品区域，根据模板图确定产品区域的检测区域，采用Retinex方法对检测区域计算前景区域特征图，利用形态学处理和二值化确定前景区域，前景区域通过判定网络剔除不属于划痕的检测区域，剩下的前景区域即为划痕。本发明实现电子产品塑料外壳的划痕检测，弥补了在该领域划痕检测的空白。本发明的设计了正面打特定位置的高亮定制无影光源的方式，使暗痕和轻微划痕都呈现出来。本发明采用图像增强方法，使轻微划痕与背景的差异变大，对于轻微划痕具有较好的检测效果。

Description

一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法
技术领域
本发明涉及机器视觉缺陷检测领域，具体涉及到一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法。
背景技术
随着计算机科技日新月异的进步，电子产品已经成了生活中不可或缺的必备品，对产品外观样式的要求也越来越高，因此要求外壳的供应商在出厂之前做好质检，如存在一片缺陷品，集成厂家会对供应商进行罚款处理，或减少该厂订单的处理，因此，外壳生产厂家在产品出厂之前进行多个环节的质量检测，主要包括外壳划痕检测。
电子产品塑料外壳为通过注塑机注塑成型的塑胶件。对于外壳本身而言，具有型号多样，颜色不一，多种表面纹理和光滑度的特点。厂家在生产时，也会根据订单频繁更换型号生产。由于以上特点，市面上还没有针对划痕的检测设备。仅有Logo丝印错漏混的视觉检测设备，主要是检测外壳上的Logo丝印是否印错，漏印，或混料。而对于电子产品塑料外壳的划痕类缺陷，目前注塑厂家均采用人工在高亮光源下进行目检，人眼长期在高亮环境下工作，不仅对工人的身体健康产生影响，而且长时间工作，会产生疲劳，精神不专注，导致漏检。同时，人工检测也存在检测标准不一的情况。
在金属外观缺陷检测领域，也存在划痕类的检测，由于金属表面特性与电子产品外壳注塑件的表面特性存在一定的差异性，且针对某一种金属工件外观检测的场景，不同型号的同一种金属工件外观特性基本一致，该场景下仅需要一套参数的检测方法，既能达到上线的检测效果，而电子产品外壳同一类工件不同型号之间的表面光学特性差异比较大，且换线频繁，要求检测方法对多种型号都具有兼容性。因此，现有的金属外观划痕检测方法无法对电子产品塑料外壳的划痕缺陷进行检测。
透明玻璃划痕缺陷检测领域，同样存在针对划痕的检测的需求。目前，现有技术中有采用背光源拍摄的方式进行成像，如图1所示，相机位于被测玻璃的上面向下拍摄，光源位于被测玻璃的下面，发光面向上，检测表面划痕，由于玻璃是透明的，所以玻璃上的一些缺陷，采用这种方式拍摄可以把缺陷呈现出来，但电子产品塑料外壳不是透明的，因此无法采用这样的光学方法拍摄缺陷；也有现有技术中研制的玻璃表面缺陷检测系统，如图2所示，线扫相机位于产品上方，添加背面光源，对玻璃表面划痕进行检测，对于这种透明材质的产品具有一定的检测效果，无法应用于非透明的电子产品塑料外壳的划痕检测上。
发明内容
针对轻微划痕设计图像增强方法，增强后的图像中的轻微划痕与背景的灰度差异变大，能很容易检测出轻微划痕，本发明提出了一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法，本发明采用机器视觉的方法解决了针对电子产品塑料外壳的划痕检测的问题；本发明设计了正面打特定位置的高亮定制无影光源的方式，使暗痕和轻微划痕都呈现出来；通过快速设置模板与检测方法的适应性设计，满足电子产品塑料外壳的生产要求，换线后，也能快速检测新的型号产品；
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：对电子产品塑料外壳进行拍照，采集一张黑白的模板图像；
步骤S2：打开模板设置界面，并加载模板图像，将用来标识的各个方框的位置和大小保存成模板文件；
步骤S3：对待检测的电子产品塑料外壳进行拍照，采集一张黑白的待检图像；
步骤S4：对待检图像进行二值化，得到二值化图，然后对二值化图进行形态学滤波去噪处理，接着对二值化图中的连通域进行分析，然后提取二值化图中连通域的外边缘，并连接外边缘，从而得到待检图像中产品图像的范围以及位置参数；
步骤S5：根据得到的待检图像中产品图像的范围以及位置参数从待检图像中将产品图像提取出来；
步骤S6：加载模板文件，根据模板文件中记录的各个方框的参数将产品图像中不检测划痕区域扣除；
步骤S7：通过单尺度的Retinex图像增强方法对扣除不检测划痕区域的产品图像进行图像增强；
步骤S8：对图像增强后的产品图像进行形态学滤波去噪处理，然后对产品图像进行二值化，得到二值化图，接着提取二值化图中的各个前景区域，并计算各个前景区域的特征；
步骤S9：根据设定的划痕特征来剔除不满足划痕特征的前景区域，从而得到满足划痕特征的各个前景区域；
步骤S10：在待检图像的产品图像上将满足划痕特征的各个前景区域所对应的区域标识出来，标识出来的区域即为检测出来的划痕区域。
上述技术方案中，所述步骤S2中利用人工通过模板设置界面对模板图像中的产品图像上的不检测划痕区域用方框进行标识。
上述技术方案中，步骤S2中，利用人工对模板设置界面打开一幅没有缺陷的图像，然后绘制矩形框设置检测的主区域，扣除不检测的Logo丝印和银环位置，选取合适检测区域为全白的二值图像作为模板，记录二值化和滤波参数，制作完成模板文件。
本发明与现有技术相比，具有如下的技术效果：
本发明实现电子产品塑料外壳的划痕检测，弥补了在该领域划痕检测的空白。本发明的设计了正面打特定位置的高亮定制无影光源的方式，使暗痕和轻微划痕都呈现出来。此外，本发明采用图像增强方法，使轻微划痕与背景的差异变大，对于轻微划痕具有较好的检测效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为玻璃划痕检测装置1成像示意图；
图2为玻璃划痕检测装置2系统示意图；
图3(a)和图3(b)为本发明所使用的检测成像系统示意图；
图4为本发明的采集到的产品图像示意图；
图5示例所用图像模板示意图；
图6为模板制作软件示意图；
图7为模板制作流程示意图；
图8为示例所用待测图像示意图；
图9为示例图像检测区域定位结果图示意图
图10为示例图像增强结果图示意图；
图11为示例图像检测最终结果示意图；
图12为系统检测流程图示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明为了适应不同款式的电子产品的塑料外壳，并能清晰呈现出外壳上的划痕，本发明采用相机2个12M黑白相机和高清工业镜头，相机位于产品正上方。使用打光方式为特定位置的高亮定制无影光源，光源位于产品的正上方，通过平移产品来配合相机检测缺陷，如图3(a)和图3(b)所示，其中，图3(a)为成像系统的俯视图，相机拍摄被测产品的上表面，图3(b)为成像系统的侧视图，光源位于被测产品与相机之间，光从上面打向被测产品。
本发明采集到的产品图像如图4，图像中的暗痕和轻微划痕都通过这种方式的打光呈现出来，方便检测。
本发明提供的一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法,包括如下步骤：
步骤S1：对电子产品塑料外壳进行拍照，采集一张黑白的模板图像，如图5所示；
步骤S2：打开模板设置界面，并加载模板图像，将用来标识的各个方框的位置和大小保存成模板文件，如图6所示；
为了能适应不同款式的电子产品塑料外壳，本发明采用预先制作模板的方式，在执行检测方法前，加载模板参数来确定检测方法的预处理参数。其中，步骤S2中利用人工通过模板设置界面对模板图像中的产品图像上的不检测划痕区域用方框进行标识。其中，利用人工对模板设置界面打开一幅没有缺陷的图像，然后绘制矩形框设置检测的主区域，扣除不检测的Logo丝印和银环位置，选取合适检测区域为全白的二值图像作为模板，记录二值化和滤波参数，制作完成模板文件，如图7所示。
步骤S3：对待检测的电子产品塑料外壳进行拍照，采集一张黑白的待检图像，如图7所示；
步骤S4：对待检图像进行二值化，得到二值化图，然后对二值化图进行形态学滤波去噪处理，接着对二值化图中的连通域进行分析，然后提取二值化图中连通域的外边缘，并连接外边缘，从而得到待检图像中产品图像的范围以及位置参数；
步骤S5：根据得到的待检图像中产品图像的范围以及位置参数从待检图像中将产品图像提取出来，如图8所示，灰色部分为产品待检测区域；
步骤S6：加载模板文件，根据模板文件中记录的各个方框的参数将产品图像中不检测划痕区域扣除；
步骤S7：通过单尺度的Retinex图像增强方法对扣除不检测划痕区域的产品图像进行图像增强；
Retinex图像增强公式：
O(x,y)＝R(x,y)·I(x,y)
O为原始图、R为入射的分量图、I为光亮度图
对上述公式取对数：log(O(x,y))＝log(R(x,y))+log(I(x,y))；
定义一个高斯函数：
设I(x,y)＝G(x,y)*O(x,y)
然后得到增强后的图像：
log(R(x,y))＝log(O(x,y))-log(G(x,y)*O(x,y))；
步骤S8：对图像增强后的产品图像进行形态学滤波去噪处理，然后对产品图像进行二值化，得到二值化图，接着提取二值化图中的各个前景区域，并计算各个前景区域的特征；采取本步骤的主要原因是由于增强后的图像划痕与背景区域的灰度差异变大，使轻微划痕更加明显，并且容易检测出来，如图9所示，增强后划痕区域更加明显；
步骤S9：根据设定的划痕特征来剔除不满足划痕特征的前景区域，从而得到满足划痕特征的各个前景区域；
步骤S10：在待检图像的产品图像上将满足划痕特征的各个前景区域所对应的区域标识出来，标识出来的区域即为检测出来的划痕区域如图10所示。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：对电子产品塑料外壳进行拍照，采集一张黑白的模板图像；
步骤S2：打开模板设置界面，并加载模板图像，将用来标识的各个方框的位置和大小保存成模板文件；
步骤S3：对待检测的电子产品塑料外壳进行拍照，采集一张黑白的待检图像；
步骤S4：对待检图像进行二值化，得到二值化图，然后对二值化图进行形态学滤波去噪处理，接着对二值化图中的连通域进行分析，然后提取二值化图中连通域的外边缘，并连接外边缘，从而得到待检图像中产品图像的范围以及位置参数；
步骤S5：根据得到的待检图像中产品图像的范围以及位置参数从待检图像中将产品图像提取出来；
步骤S6：加载模板文件，根据模板文件中记录的各个方框的参数将产品图像中不检测划痕区域扣除；
步骤S7：通过单尺度的Retinex图像增强方法对扣除不检测划痕区域的产品图像进行图像增强；
步骤S8：对图像增强后的产品图像进行形态学滤波去噪处理，然后对产品图像进行二值化，得到二值化图，接着提取二值化图中的各个前景区域，并计算各个前景区域的特征；
步骤S9：根据设定的划痕特征来剔除不满足划痕特征的前景区域，从而得到满足划痕特征的各个前景区域；
步骤S10：在待检图像的产品图像上将满足划痕特征的各个前景区域所对应的区域标识出来，标识出来的区域即为检测出来的划痕区域。
2.根据权利要求1所述的一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法,其特征在于，所述步骤S2中利用人工通过模板设置界面对模板图像中的产品图像上的不检测划痕区域用方框进行标识。
3.根据权利要求2所述的一种电子产品塑料外壳划痕缺陷的检测方法,其特征在于，步骤S2中，利用人工对模板设置界面打开一幅没有缺陷的图像，然后绘制矩形框设置检测的主区域，扣除不检测的Logo丝印和银环位置，选取合适检测区域为全白的二值图像作为模板，记录二值化和滤波参数，制作完成模板文件。
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