CN115775244A - 线圈绕线的检测方法及装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种线圈绕线的检测方法及装置、电子设备和存储介质。方法包括：获取待测图像，待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈；基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓；沿与预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，预设角度小于或等于预设角度阈值；根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，目标导线段是多条导线段中的至少部分导线段。该技术方案，没有采用复杂的计算方式，故计算效率很高，能够有效节省计算资源，从而能够适用于高通量要求的场景。

Description

线圈绕线的检测方法及装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，更具体地涉及一种线圈绕线的检测方法、一种线圈绕线的检测装置、一种电子设备和一种存储介质。

背景技术

通常，电子器件(本文简称为“器件”)被生产制造出来后，需要在出厂前进行缺陷的检测，以剔除质量有瑕疵的器件，器件的缺陷检测一般需要借助专门的检测设备来完成。随着科技的不断发展，各种器件的结构复杂度、以及器件的生产能力也在不断提升，相应地，也就对器件的检测设备提出了更高的要求。

机器视觉是一个快速发展的朝阳行业，视觉检测设备已经在制造业各个领域各个生产环节得到广泛的应用。视觉检测设备利用相机采集包含器件的图像并利用视觉检测算法对图像进行分析处理，进而判断器件的质量。

通常情况下，电感器件被生产出来后，可能会出现多种缺陷，绕线松散就是一种比较常见的缺陷(如果相邻导线间距过大，则视为松散)。为了对电感器件的质量进行检测，在视觉检测设备中通常也需要配置能够进行绕线松散检测的图像处理算法来检测这类缺陷。

如今，在很多生产测试场景中，对于器件检测的速率(通量)有较高的要求，并且需要在检测完成后立即进行良品和次品的分拣下料，这就要求算法在很短的时间内就完成对一个图像中器件组装间隙的检测，以便在下料前就确定器件为良品和次品，从而在下料时将器件收纳到正确的料盒中。虽然已有的图像处理算法有能力进行绕线松散检测，但是这些已有算法往往需要进行边缘检测、连通域(Blob)分析、或者进行绕线等特定对象的识别。不论是边缘检测还是对象识别算法，都存在计算量大、占用资源多、耗时长或者参数调整复杂等问题，并不适用于要实时检测并在短时间内完成计算并输出结果的场景。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种线圈绕线的检测方法、线圈绕线的检测装置、电子设备和存储介质。

根据本发明的一个方面，提供了一种线圈绕线的检测方法，包括：获取待测图像，待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈；基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓；沿与预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，预设角度小于或等于预设角度阈值；根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，目标导线段是多条导线段中的至少部分导线段。

示例性地，沿与预定方向成预设角度的方向确定的采样线为多根，根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，包括：对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，在该两条相邻导线段的导线轮廓之间的所有卡尺线中，确定满足预设要求的特定卡尺线，其中，预设要求包括：卡尺线的长度超过预设长度阈值；基于特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，获得与该两条相邻导线段相对应的合格判断结果；基于目标导线段中的每两条相邻导线段所对应的合格判断结果，确定线圈的绕线是否合格。

示例性地，预设要求还包括：卡尺线沿与采样线垂直的方向彼此连续。

示例性地，基于特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，包括：如果特定卡尺线的数量大于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离不合格；如果特定卡尺线的数量小于或等于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离合格。

示例性地，基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓，包括：基于待测图像确定目标区域，目标区域包含至少一根导线和背景；对目标区域进行图像分割，得到去除背景的待测绕线区域；基于待测绕线区域，确定多条导线段的导线轮廓。

示例性地，基于待测图像确定目标区域，包括：获取模板图像，模板图像上标注有用于指示线圈上的导线所在位置的感兴趣区域；基于模板图像中的第一标识特征，在待测图像中确定与第一标识特征匹配的第二标识特征；确定第一标识特征在模板图像中的图像位置与第二标识特征在待测图像中的图像位置之间的位置偏移量；根据位置偏移量，调整模板图像上的感兴趣区域的位置；将待测图像上的与调整后的感兴趣区域相对应的区域确定为目标区域。

示例性地，对目标区域进行图像分割，得到去除背景的待测绕线区域，包括：在目标区域内，通过动态阈值方法分割提取初始绕线区域；在与预定方向垂直的方向上对初始绕线区域进行形态学闭运算，以获取待测绕线区域。

示例性地，基于待测绕线区域，确定多条导线段的导线轮廓，包括：在与预定方向垂直的方向上对待测绕线区域进行形态学开运算，以将待测绕线区域分割成多个独立的导线区域，每个导线区域对应于一条导线段；基于多个导线区域确定多条导线段的导线轮廓。

示例性地，基于多个导线区域确定多条导线段的导线轮廓，包括：对多个导线区域分别进行骨架抽取和裁剪，获得多条导线段的骨架作为各自的导线轮廓。

示例性地，在根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格之前，方法还包括：基于目标区域获得与第一颜色通道和第二颜色通道分别对应的区域图像；将第一颜色通道所对应的区域图像与第二颜色通道所对应的区域图像进行灰度值相减，获得初始差值图像；通过对初始差值图像进行二值化来提取背景区域；从目标区域中去除背景区域，获得前景绕线区域；基于前景绕线区域确定目标导线段。

示例性地，基于前景绕线区域确定目标导线段，包括：从前景绕线区域的轮廓中，确定凹陷深度大于预设凹陷阈值的特定轮廓位置；从多条导线段中删除特定轮廓位置所对应的导线段，获得目标导线段。

示例性地，预设角度阈值等于0。

根据本发明的另一方面，还提供了一种线圈绕线的检测装置，包括：获取模块，用于获取待测图像，待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈；第一确定模块，用于基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓；第二确定模块，用于沿与预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，预设角度小于预设角度阈值；判断模块，用于根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，目标导线段是多条导线段中的至少部分导线段。

根据本发明的又一方面，还提供了一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的线圈绕线的检测方法。

根据本发明的再一方面，还提供了一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现上述的线圈绕线的检测方法。

根据本发明实施例的线圈绕线的检测方法、线圈绕线的检测装置、电子设备和存储介质，通过导线轮廓将水平采样线分割获得卡尺线并通过卡尺线判断导线之间的距离是否合格，这种方案没有采用复杂的计算方式，故计算效率很高，能够有效节省计算资源，从而能够适用于高通量要求的场景。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出了根据本发明一个实施例的线圈绕线的检测方法的示意性流程图；

图2示出根据本发明一个实施例的包含线圈的待测图像的示例；

图3示出根据本发明一个实施例的多根采样线的示意图；

图4示出根据本发明一个实施例的卡尺线的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的导线轮廓的示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的对初始差值图像进行二值化所获得的二值化图像的示意图；

图7示出了根据本发明一个实施例的线圈绕线的检测装置的示意性框图；以及

图8示出了根据本发明一个实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

为了至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种线圈绕线的检测方法。图1示出了根据本发明一个实施例的线圈绕线的检测方法100的示意性流程图。如图1所示，该方法100可以包括以下步骤S110、步骤S120、步骤S130、和步骤S140。

步骤S110，获取待测图像，待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈。

示例性地，待测图像可以是任意包含线圈的图像，该线圈由至少一根导线沿预定方向缠绕而成。预定方向可以理解为至少一根导线缠绕时所绕的缠绕轴的延伸方向。例如，线圈可以包括至少一根导线和绝缘管道，至少一根导线可以缠绕在绝缘管道上，缠绕轴可以是该绝缘管道的中心轴线。待测图像可以是静态图像，也可以是动态视频中的任一视频帧。待测图像可以是图像采集装置采集到的原始图像，也可以是对图像采集装置采集到的原始图像进行预处理(诸如数字化、归一化、平滑等)之后获得的图像。可以理解，对原始图像的预处理可以包括从图像采集装置采集到的原始图像中提取包含线圈的子图像进而获得待测图像的操作。

步骤S120，基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓。

基于待测图像，可以从中确定多条导线段各自的导线轮廓。示例性地，每个导线段的导线轮廓可以是该导线段的骨架或包络线等。

示例性地，由于线圈的导线在绝缘管道上一圈一圈地缠绕，因此对于每一圈来说，其包含导线上的一部分，例如称为导线节。判断线圈的绕线是否松散，可以通过判断相邻两圈所对应的两个导线节之间的间距情况来实现。图2示出根据本发明一个实施例的包含线圈的待测图像的示例。参见图2，可知对于线圈的每一圈来说，在待测图像上显示的是这一圈所对应的导线节的至少一部分。为了方便描述，本文将导线节的至少一部分称为导线段。通常情况下，对于每一圈来说，待测图像上显示的是位于线圈正面的导线段，而背面的导线段是不可见的(参见图2所示)。但本发明不局限于这种情况。例如，可以通过图像拼接等方式获取包含线圈每一圈完整的导线节(即同时包含正面的导线段和背面的导线段)的图像，这种情况下，同样可以通过步骤S120确定每一圈的导线段(此时为完整的导线节)的导线轮廓。

步骤S130，沿与预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，预设角度小于或等于预设角度阈值。

在一个实施例中，预定方向在待测图像中表现为水平方向。此时，可以沿与水平方向成预设角度的方向，在待测图像上确定一根或多根采样线。但是上述情况仅是示例，基于图像采集装置与线圈的相对位置关系的改变，预定方向在待测图像中也可能表现为其他方向，例如竖直方向等。一根或多根采样线均可以沿与预定方向成预设角度的方向延伸，不同采样线彼此平行。预设角度小于或等于预设角度阈值。预设角度阈值可以根据需要设定为任意合适的阈值。示例性地，预设角度阈值可以是处于[0,90)度范围内的任意角度。比较可取的是，预设角度阈值可以是处于[0,45]度范围内的任意角度。例如，预设角度阈值可以是0度、5度、10度、20度、45度等等。在预设角度阈值为0度的情况下，预设角度也等于0度。这种情况即为：沿与预定方向平行的方向，确定至少一根采样线。采样线的延伸方向与预定方向之间的角度越小，后续通过卡尺线的长度判断绕线是否合格的准确度越高。

沿每根采样线的延伸方向，多条导线段的导线轮廓可以将每根采样线分割为多段卡尺线。图3示出根据本发明一个实施例的多根采样线的示意图。在图3中，示出多根采样线310。图4示出根据本发明一个实施例的卡尺线的示意图。图4示出了多根采样线在部分相邻的导线段的导线轮廓之间所形成的卡尺线410。参见图3和图4可知，多条导线段的导线轮廓可以将每根采样线分割为多段卡尺线。

步骤S140，根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，目标导线段是多条导线段中的至少部分导线段。

在一个实施例中，可以将多条导线段中的全部导线段均作为目标导线段，基于这些导线段中每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断绕线是否合格。在另一个实施例中，可以将多条导线段中的部分导线段作为目标导线段，基于这部分导线段中每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断绕线是否合格。对于后一种实施例，示例性而非限制性地，可以通过以下方式获得目标导线段，即可以从多条导线段中排除部分属于干扰的导线段，获得剩余的导线段作为目标导线段。例如，在由于待测图像的采集角度限制而导致靠近待测图像边缘的导线段只能显示一部分的情况下，可以排除靠近待测图像边缘的导线段。又例如，线圈的导线可能缠绕了不止一层，在检测到的多条导线段中包含底层导线段的情况下，可以排除底层导线段。可以理解，如果不包含干扰信息，那么待测图像中的多条导线段可以全部作为目标导线段。根据获得的目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，可以判断线圈的绕线是否合格。每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度可以表示这两条相邻导线段的导线轮廓之间的距离。示例性地，对于任意两条相邻导线段来说，可以判断二者之间每段卡尺线的长度是否大于预设长度阈值，并可以对长度大于预设长度阈值的卡尺线进行统计。如果长度大于预设长度阈值的卡尺线的数量大于预设数量阈值，那么可以确定该线圈的绕线松散，即不合格。反之，如果长度大于预设长度阈值的卡尺线的数量小于或等于预设数量阈值，则可以确定线圈的绕线合格。当然，步骤S140采用的判断标准并不局限于上述示例，其还可以采用其他方案，这将在下文描述。

根据本发明实施例的线圈绕线的检测方法，通过导线轮廓将水平采样线分割获得卡尺线并通过卡尺线判断导线段之间的距离是否合格，进而确定线圈的绕线是否合格。这种方案没有采用复杂的计算方式，故计算效率很高，能够有效节省计算资源，从而能够适用于高通量要求的场景。此外，通过采样线分割获得的卡尺线判断导线段之间的距离是否合格，属于一种间隔采样方式，这种方式能够进一步降低计算量，提高检测效率。

示例性地，沿与预定方向成预设角度的方向确定的采样线为多根，根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，可以包括：对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，在该两条相邻导线段的导线轮廓之间的所有卡尺线中，确定满足预设要求的特定卡尺线，其中，预设要求可以包括：卡尺线的长度超过预设长度阈值；基于特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，获得与该两条相邻导线段相对应的合格判断结果；基于目标导线段中的每两条相邻导线段所对应的合格判断结果，确定线圈的绕线是否合格。

在一个实施例中，对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，在这两条相邻导线段的导线轮廓之间存在多个卡尺线。对于多个卡尺线中的所有卡尺线，可以确定满足预设要求的特定卡尺线。预设要求可以是用户根据期望设置的要求。例如，预设要求可以是卡尺线的长度超过预设长度阈值。当然，除卡尺线的长度超过预设长度阈值以外，还可以进一步设置其他限制条件，来作为预设要求。预设长度阈值可以是用户设置的任意大于0的长度。示例性地，预设长度阈值可以是处于[0.05,0.2]mm范围内的长度。例如，预设长度阈值可以等于0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm等。可以依次判断每个卡尺线是否超过该预设长度阈值，将超过预设长度阈值(例如0.05mm)的卡尺线(例如有3个卡尺线超过0.05mm)作为特定卡尺线。

根据所确定的特定卡尺线的数量，可以判断这两条相邻导线之间的距离是否合格。基于上述判断方法，可以依次判断每两条相邻导线段之间的距离是否合格，获得对应的合格判断结果。如果基于合格判断结果确定目标导线段中的每两条相邻导线段之间的距离均为合格，那么可以确定线圈的绕线为合格。如果基于合格判断结果确定目标导线段中有一对或多对相邻导线段之间的距离为不合格，那么可以确定线圈的绕线为不合格。当然，以上基于合格判断结果进一步确定绕线是否合格的确定方式仅是示例，还可以采用其他确定方法，下面举例说明。例如，可以进一步统计合格判断结果为合格的相邻导线段的对数。如果统计获得的对数超过预设对数阈值或者统计获得的对数在目标导线段的总对数(即通过将目标导线段中的每两个相邻导线段组成一对获得的对数)中所占据的比例超过预设比例阈值，则可以确定线圈的绕线合格。反之，如果统计获得的对数未超过预设对数阈值或者统计获得的对数在目标导线段的总对数中所占据的比例未超过预设比例阈值，则可以确定线圈的绕线不合格。

根据上述技术方案，通过统计满足预设要求的特定卡尺线的数量判断每两条相邻导线之间的距离是否合格，进而确定线圈的绕线是否合格。该方法可以结合长度和数量两个方面的标准来确定绕线是否合格，与单纯基于长度进行判断相比，这种方案可以有效避免由于待测图像中的图像噪声干扰或者异物干扰等问题，而导致的局部间距过大而误检测的问题，可以有效提高绕线检测结果的可靠度和稳定性。

示例性地，预设要求还可以包括：卡尺线沿与采样线垂直的方向彼此连续。

如上所述，除卡尺线的长度超过预设长度阈值以外，还可以进一步设置其他限制条件，来作为预设要求。在一个实施例中，可以将预设要求设置为：卡尺线的长度超过预设长度阈值，且沿与采样线垂直的方向彼此连续分布。对于满足以上条件的卡尺线，可以将其作为特定卡尺线进行数量统计，并判断其数量是否超过预设数量阈值。

根据上述技术方案，卡尺线沿与采样线垂直的方向彼此连续，这样只有连续且长度超过预设长度阈值的卡尺线的数量超过预设数量阈值才会被视为两条相邻导线段之间的距离不合格。因此，这种方案可以进一步提高检测方法100的抗干扰能力，可以进一步提高绕线检测结果的可靠度和稳定性。

示例性地，基于特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，包括：如果特定卡尺线的数量大于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离不合格；如果特定卡尺线的数量小于或等于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离合格。

在一个实施例中，用户可以根据需要设置预设数量阈值，以用于判断任意两条相邻导线段之间的距离是否合格。预设数量阈值可以是任意大于0的整数。示例性地，预设数量阈值可以是处于[1,20]范围内的数值。比较可取的是，预设数量阈值可以是处于[3,10]范围内的数值。例如，预设数量阈值可以等于3、5、8、10等。对于任意两条相邻导线段，其中特定卡尺线的数量如果大于预设数量阈值3，例如特定卡尺线的数量为5个，那么可以确定该两条相邻导线段之间的距离不合格。对于任意两条相邻导线段，其中特定卡尺线的数量如果小于或等于预设数量阈值3，例如特定卡尺线的数量为1个，那么可以确定该两条相邻导线段之间的距离合格。

根据上述技术方案，通过判断任意两条相邻导线段之间的特定卡尺线的数量是否大于预设数量阈值，进而确定该两条相邻导线段之间的距离是否合格，该方法比较简单且高效。

示例性地，基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓(步骤S120)，可以包括：基于待测图像确定目标区域，目标区域包含至少一根导线和背景；对目标区域进行图像分割，得到去除背景的待测绕线区域；基于待测绕线区域，确定多条导线段的导线轮廓。

在一个实施例中，根据获得的待测图像可以确定目标区域。目标区域中可以包含至少一根导线以及背景。对于获得的目标区域，可以利用基于阈值的图像分割方法，例如最小误差法、最大熵法等，对目标区域进行图像分割。此外，还可以利用基于边缘的分割方法，例如罗伯特(Robert)算子、普鲁伊特(Prewitt)算子、索贝尔(Sobel)算子、拉普拉斯(Laplacian)算子、坎尼(Canny)算子等，对目标区域进行图像分割。进行图像分割后可以获得不包含背景的待测绕线区域。根据获得的待测绕线区域，可以采用人工标注或者由用于执行线圈绕线的检测方法100的装置(例如计算机系统)自动标注的方式，确定该待测绕线区域中的多条导线段的导线轮廓。

根据上述技术方案，通过对待测图像中的目标区域进行图像分割，以确定待测绕线区域。进而基于待测绕线区域确定多条导线段的导线轮廓。该图像分割方法技术较为成熟，因此成本较低且容易实现。进一步地，根据图像分割后获得的待测绕线区域确定多条导线段的导线轮廓，可以有效排除背景的干扰，因此更加准确。

示例性地，基于待测图像确定目标区域，包括：获取模板图像，模板图像上标注有用于指示线圈上的导线所在位置的感兴趣区域；基于模板图像中的第一标识特征，在待测图像中确定与第一标识特征匹配的第二标识特征；确定第一标识特征在模板图像中的图像位置与第二标识特征在待测图像中的图像位置之间的位置偏移量；根据位置偏移量，调整模板图像上的感兴趣区域的位置；将待测图像上的与调整后的感兴趣区域相对应的区域确定为目标区域。

在一个实施例中，模板图像的获取方式与步骤S110类似，为了简洁，在此不再赘述。模板图像与待测图像的图像大小一致。模板图像上预先标注有用于指示线圈上的导线所在位置的感兴趣区域(Region of Interest,ROI)。导线在模板图像中的位置与在待测图像中的位置可能发生偏移，即二者有可能未完全对齐。为了准确地确定与感兴趣区域对应的目标区域，可以可选地确定模板图像中的导线与待测图像中的导线之间的偏移量，并基于偏移量对感兴趣区域进行调整。示例性地，模板图像中可以包含第一标识特征。基于模板图像中的第一标识特征，可以在待测图像中确定与第一标识特征匹配的第二标识特征。第一标识特征和第二标识特征可以是模板图像以及待测图像上的同一特征，例如线圈的导线未缠绕在绝缘管道上的两个导线段。这两个导线段属于导线的首尾两端，用于延伸出去与其他电路元件连接。由于待测图像和模板图像的图像大小相同，因此根据待测图像以及模板图像中的像素的图像位置，可以确定第一标识特征在模板图像中的图像位置与第二标识特征在待测图像中的图像位置之间的位置偏移量。根据获得的位置偏移量，可以调整模板图像上的感兴趣区域的位置，以使该感兴趣区域可以覆盖于待测图像的对应区域。将待测图像上的与调整后的感兴趣区域相对应的区域确定为目标区域。上述基于偏移量对感兴趣区域进行调整以确定目标区域的操作是可选的，在需要时也可以直接基于初始未调整的感兴趣区域确定目标区域。

根据上述技术方案，通过模板图像上的感兴趣区域确定待测图像中与感兴趣区域对应的目标区域。该方法确定的目标区域较为准确，且该技术较为成熟，因此成本较低且效率较高。

示例性地，对目标区域进行图像分割，得到去除背景的待测绕线区域，包括：在目标区域内，通过动态阈值方法分割提取初始绕线区域；在与预定方向垂直的方向上对初始绕线区域进行形态学闭运算，以获取待测绕线区域。

在一个实施例中，根据获得的目标区域，可以通过动态阈值方法在目标区域中分割提取初始绕线区域。例如，基于目标区域中的各个像素的位置、灰度特征等，可以针对不同的像素或像素区域设置各自对应的灰度阈值。然后将目标区域中的每个像素的灰度值分别与其所对应的灰度阈值进行比较，并保留灰度值大于该灰度阈值的像素所属的区域，以作为初始绕线区域。由于导线本体在成像时受自身姿态和形态等影响，导致成像不是很稳定，表现在灰度不均匀，明暗分布不均匀，颜色值起伏较大，难以通过单纯的颜色分量值去进行定阈值的图像分割。采用动态阈值分割可以有效抵抗成像差异的影响，从而稳定地提取初始导线区域。在确定初始绕线区域之后，可以在与本文所述的预定方向垂直的方向上对初始绕线区域进行形态学闭运算，以获取待测绕线区域。

根据上述技术方案，在目标区域中，通过动态阈值方法分割提取初始绕线区域。该分割方法可以有效抵抗待测图像的成像差异的影响，从而可以保证稳定地提取初始绕线区域，为后续检测线圈的绕线是否合格打好必要的基础。在与预定方向垂直的方向上对初始绕线区域进行形态学闭运算，可以消除导线上异物或者本身反光较差造成的影响，来获取较为准确的待测绕线区域。

示例性地，基于待测绕线区域，确定多条导线段的导线轮廓，包括：在与预定方向垂直的方向上对待测绕线区域进行形态学开运算，以将待测绕线区域分割成多个独立的导线区域，每个导线区域对应于一条导线段；基于多个导线区域确定多条导线段的导线轮廓。

在一实施例中，在与预定方向垂直的方向上对待测绕线区域进行形态学开运算，可以将待测绕线区域分割成一个一个独立的导线区域。并且，每个导线区域对应于一条导线段。基于多个导线区域，对多个导线区域中的每个导线区域可以采用骨架抽取等方式确定多条导线段的导线轮廓。图5示出了根据本发明一个实施例的导线轮廓的示意图。在图5中，白色箭头所指的折线为多条导线段其中两条的导线轮廓，其他导线段的导线轮廓可以据此理解。

根据上述技术方案，在与预定方向垂直的方向上对待测绕线区域进行形态学开运算，可以消除两个相邻导线区域内的导线粘连的影响，进而可以保证获得的导线轮廓的准确性。

示例性地，基于多个导线区域确定多条导线段的导线轮廓，包括：对多个导线区域分别进行骨架抽取和裁剪，获得多条导线段的骨架作为各自的导线轮廓。

在一个实施例中，基于多个导线区域，对多个导线区域中的每个导线区域可以采用基于烈火模拟或基于最大圆盘的抽取方法或者根据Scikit图像处理库的三维模型骨架提取方法等方式进行骨架抽取。骨架抽取之后可以可选地进行一些后处理。后处理可以包括对抽取后的骨架进行裁剪(或说修剪)。骨架抽取之后会存在一些诸如骨架毛刺的噪声。通过裁剪，可以去除这些噪声。裁剪后可以获得多条导线段的骨架，以作为多条导线段各自的导线轮廓。利用骨架作为导线轮廓，就可以利用骨架对采样线进行分割获得卡尺线。

在本实施例中，不直接使用提取的导线区域进行间距测量，因为导线区域会受线材反光效果、噪声、成像差异等的干扰和影响，导致所提取的导线的线径大小会有变化，从而影响间距测量的稳定性。本实施例使用导线区域的骨架来表征导线，不论提取的线径如何变化，骨架是不变的。基于骨架进行间距测量会有很高的鲁棒性。

根据上述技术方案，对多个导线区域分别进行骨架抽取和裁剪可以进一步地消除多个导线区域中的导线粘连的干扰。此外，以骨架作为导线轮廓进行卡尺线的划分及间距测量的鲁棒性比较高。

示例性地，在根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格之前，方法还包括：基于目标区域获得与第一颜色通道和第二颜色通道分别对应的区域图像；将第一颜色通道所对应的区域图像与第二颜色通道所对应的区域图像进行灰度值相减，获得初始差值图像；通过对初始差值图像进行二值化来提取背景区域；从目标区域中去除背景区域，获得前景绕线区域；基于前景绕线区域确定目标导线段。

在一个实施例中，待测图像可以是RGB图像。可以针对待测图像分别获取R通道、G通道以及B通各自对应的通道图像。可以选择三个颜色通道中的任意两个颜色通道分别作为第一颜色通道和第二颜色通道。例如，第一颜色通道可以是R通道。第二颜色通道可以是G通道。基于待测图像中的目标区域，可以获得与第一颜色通道(R通道)和第二颜色通道(G通道)分别对应的区域图像。任一颜色通道所对应的区域图像是指从该颜色通道所对应的通道图像上提取属于目标区域的图像块所获得的图像。将第一颜色通道(R通道)所对应的区域图像中的各个像素与第二颜色通道(G通道)所对应的区域图像中对应位置的像素的灰度值相减，可以获得初始差值图像。对初始差值图像进行二值化，可以提取背景区域。图6示出了根据本发明一个实施例的对初始差值图像进行二值化所获得的二值化图像的示意图。如图6所示，白色区域可以表示背景区域。从目标区域中去除背景区域，可以获得前景绕线区域。前景绕线区域为图6所示的黑色区域。可以理解，前景绕线区域是导线所在的区域，背景区域是除导线以外的背景所在的区域。基于前景绕线区域，可以确定目标导线段。示例性地，可以将该前景绕线区域中位于边缘，或者位于轮廓凹陷位置处的导线段舍弃，将剩余的导线段确定为目标导线段。

根据上述技术方案，可以基于目标区域获得与第一颜色通道和第二颜色通道分别对应的区域图像，获得初始差值图像。进一步地根据初始差值图像提取背景区域，以获得不包含背景区域的前景绕线区域中的目标导线段。基于该方法，通过将两个颜色通道下的对应的区域图像相减，可以突出背景区域以及前景绕线区域的对比，进而方便确定目标导线段，提高了确定的目标导线段的准确性。

示例性地，基于前景绕线区域确定目标导线段，包括：从前景绕线区域的轮廓中，确定凹陷深度大于预设凹陷阈值的特定轮廓位置；从多条导线段中删除特定轮廓位置所对应的导线段，获得目标导线段。

在一个实施例中，用户可以预先设置预设凹陷阈值。该预设凹陷阈值可以表示凹陷部位的凹陷深度的阈值。凹陷深度可以表示对应凹陷部位中最低点到凹陷部位边缘最高点之间的距离。预设凹陷阈值可以设定为任意合适的深度值。示例性地，预设凹陷阈值可以处于[0.05,0.25]mm。例如，预设凹陷阈值可以等于0.05]mm、0.1]mm、0.15]mm、0.2]mm等等。如图6所示的前景区域的轮廓中，凹陷部位的凹陷深度H如果大于预设凹陷阈值0.05mm，那么可以将该位置确定为特定轮廓位置。从多条导线段中删除与特定轮廓位置所对应的导线段，可以获得目标导线段。

根据上述技术方案，通过对前景绕线区域的轮廓边缘进行分析，由于绕线存在多层，如果内层导线被当作外层导线提取出来，则会影响外层导线间距测量的准确性。因此，根据轮廓凹陷的位置过滤内层导线的干扰，这样可以保证检测线圈的绕线是否合格的准确性。

示例性地，预设角度阈值可以等于0。

这种情况下，预设角度也等于0。在一个实施例中，沿与预定方向成预设角度的方向确定多根采样线。其中预设角度可以等于0。由此，保证多根采样线平行于导线的缠绕轴，这样基于所确定的任意两条导线段间的卡尺线的长度去判断线圈的绕线是否合格可以更简单且更准确。

根据本发明的另一方面，还提供了一种线圈绕线的检测装置。图7示出了根据本发明一个实施例的线圈绕线的检测装置700的示意性框图。如图7所示，该装置700可以包括获取模块710、第一确定模块720、第二确定模块730和判断模块740。

获取模块710，用于获取待测图像，待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈。

第一确定模块720，用于基于待测图像，确定线圈的多条导线段的导线轮廓。

第二确定模块730，用于沿与预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，预设角度小于或等于预设角度阈值。

判断模块740，用于根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格，目标导线段是多条导线段中的至少部分导线段。

示例性地，沿与预定方向成预设角度的方向确定的采样线为多根，判断模块740包括：第一确定子模块，用于对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，在该两条相邻导线段的导线轮廓之间的所有卡尺线中，确定满足预设要求的特定卡尺线，其中，预设要求包括：卡尺线的长度超过预设长度阈值；判断子模块，用于对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，基于特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，获得与该两条相邻导线段相对应的合格判断结果；第二确定子模块，用于基于目标导线段中的每两条相邻导线段所对应的合格判断结果，确定线圈的绕线是否合格。

示例性地，预设要求还包括：卡尺线沿与采样线垂直的方向彼此连续。

示例性地，判断子模块包括：第一确定单元，用于对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，如果特定卡尺线的数量大于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离不合格；第二确定单元，用于对于目标导线段中的任意两条相邻导线段，如果特定卡尺线的数量小于或等于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离合格。

示例性地，第一确定模块720包括：第三确定子模块，用于基于待测图像确定目标区域，目标区域包含至少一根导线和背景；分割子模块，用于对目标区域进行图像分割，得到去除背景的待测绕线区域；第四确定子模块，用于基于待测绕线区域，确定多条导线段的导线轮廓。

示例性地，第三确定子模块包括：获取单元，用于获取模板图像，模板图像上标注有用于指示线圈上的导线所在位置的感兴趣区域；第三确定单元，用于基于模板图像中的第一标识特征，在待测图像中确定与第一标识特征匹配的第二标识特征；第四确定单元，用于确定第一标识特征在模板图像中的图像位置与第二标识特征在待测图像中的图像位置之间的位置偏移量；调整单元，用于根据位置偏移量，调整模板图像上的感兴趣区域的位置；第五确定单元，用于将待测图像上的与调整后的感兴趣区域相对应的区域确定为目标区域。

示例性地，分割子模块包括：分割单元，用于在目标区域内，通过动态阈值方法分割提取初始绕线区域；闭运算单元，用于在与预定方向垂直的方向上对初始绕线区域进行形态学闭运算，以获取待测绕线区域。

示例性地，第四确定子模块包括：开运算单元，用于在与预定方向垂直的方向上对待测绕线区域进行形态学开运算，以将待测绕线区域分割成多个独立的导线区域，每个导线区域对应于一条导线段；第六确定单元，用于基于多个导线区域确定多条导线段的导线轮廓。

示例性地，第六确定单元包括：骨架抽取和裁剪子单元，用于对多个导线区域分别进行骨架抽取和裁剪，获得多条导线段的骨架作为各自的导线轮廓。

示例性地，装置700还包括：获得模块，用于在判断模块740根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断线圈的绕线是否合格之前，基于目标区域获得与第一颜色通道和第二颜色通道分别对应的区域图像；灰度值相减模块，用于将第一颜色通道所对应的区域图像与第二颜色通道所对应的区域图像进行灰度值相减，获得初始差值图像；二值化模块，用于通过对初始差值图像进行二值化来提取背景区域；从目标区域中去除背景区域，获得前景绕线区域；第三确定模块，用于基于前景绕线区域确定目标导线段。

示例性地，第三确定模块包括：第五确定子模块，用于从前景绕线区域的轮廓中，确定凹陷深度大于预设凹陷阈值的特定轮廓位置；删除子模块，用于从多条导线段中删除特定轮廓位置所对应的导线段，获得目标导线段。

示例性地，预设角度阈值等于0。

根据本发明的又一方面，还提供了一种电子设备。图8示出了根据本发明一个实施例的电子设备800的示意性框图。如图8所示，该电子设备800包括处理器810和存储器820。其中，存储器820中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器810运行时用于执行上述的线圈绕线的检测方法100。

根据本发明的再一方面，还提供一种存储介质。在所述存储介质上存储了计算机程序/指令，所述计算机程序/指令在运行时用于执行如上所述的线圈绕线的检测方法100。存储介质例如可以包括平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。

本领域普通技术人员通过阅读上述有关线圈绕线的检测方法的相关描述，可以理解上述线圈绕线的检测装置、电子设备和存储介质的具体实现方案，为了简洁，在此不再赘述。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的线圈绕线的检测装置中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种线圈绕线的检测方法，其特征在于，包括：

获取待测图像，所述待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈；

基于所述待测图像，确定所述线圈的多条导线段的导线轮廓；

沿与所述预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，所述多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，所述预设角度小于或等于预设角度阈值；

根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断所述线圈的绕线是否合格，所述目标导线段是所述多条导线段中的至少部分导线段。

2.如权利要求1所述的方法，其中，沿与所述预定方向成预设角度的方向确定的所述采样线为多根，所述根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断所述线圈的绕线是否合格，包括：

对于所述目标导线段中的任意两条相邻导线段，

在该两条相邻导线段的导线轮廓之间的所有卡尺线中，确定满足预设要求的特定卡尺线，其中，所述预设要求包括：卡尺线的长度超过预设长度阈值；

基于所述特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，获得与该两条相邻导线段相对应的合格判断结果；

基于所述目标导线段中的每两条相邻导线段所对应的合格判断结果，确定所述线圈的绕线是否合格。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述预设要求还包括：卡尺线沿与采样线垂直的方向彼此连续。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述特定卡尺线的数量判断该两条相邻导线段之间的距离是否合格，包括：

如果所述特定卡尺线的数量大于预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离不合格；

如果所述特定卡尺线的数量小于或等于所述预设数量阈值，则确定该两条相邻导线段之间的距离合格。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述基于所述待测图像，确定所述线圈的多条导线段的导线轮廓，包括：

基于所述待测图像确定目标区域，所述目标区域包含所述至少一根导线和背景；

对所述目标区域进行图像分割，得到去除所述背景的待测绕线区域；

基于所述待测绕线区域，确定所述多条导线段的导线轮廓。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述待测图像确定目标区域，包括：

获取模板图像，所述模板图像上标注有用于指示线圈上的导线所在位置的感兴趣区域；

基于所述模板图像中的第一标识特征，在所述待测图像中确定与所述第一标识特征匹配的第二标识特征；

确定所述第一标识特征在所述模板图像中的图像位置与所述第二标识特征在所述待测图像中的图像位置之间的位置偏移量；

根据所述位置偏移量，调整所述模板图像上的感兴趣区域的位置；

将所述待测图像上的与调整后的感兴趣区域相对应的区域确定为所述目标区域。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述对所述目标区域进行图像分割，得到去除所述背景的待测绕线区域，包括：

在所述目标区域内，通过动态阈值方法分割提取初始绕线区域；

在与所述预定方向垂直的方向上对所述初始绕线区域进行形态学闭运算，以获取所述待测绕线区域。

8.如权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述待测绕线区域，确定所述多条导线段的导线轮廓，包括：

在与所述预定方向垂直的方向上对所述待测绕线区域进行形态学开运算，以将所述待测绕线区域分割成多个独立的导线区域，每个导线区域对应于一条导线段；

基于所述多个导线区域确定所述多条导线段的导线轮廓。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述基于所述多个导线区域确定所述多条导线段的导线轮廓，包括：

对所述多个导线区域分别进行骨架抽取和裁剪，获得所述多条导线段的骨架作为各自的导线轮廓。

10.如权利要求5所述的方法，其中，在所述根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断所述线圈的绕线是否合格之前，所述方法还包括：

基于所述目标区域获得与第一颜色通道和第二颜色通道分别对应的区域图像；

将所述第一颜色通道所对应的区域图像与所述第二颜色通道所对应的区域图像进行灰度值相减，获得初始差值图像；

通过对所述初始差值图像进行二值化来提取背景区域；

从所述目标区域中去除所述背景区域，获得前景绕线区域；

基于所述前景绕线区域确定所述目标导线段。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述基于所述前景绕线区域确定所述目标导线段，包括：

从所述前景绕线区域的轮廓中，确定凹陷深度大于预设凹陷阈值的特定轮廓位置；

从所述多条导线段中删除所述特定轮廓位置所对应的导线段，获得所述目标导线段。

12.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述预设角度阈值等于0。

13.一种线圈绕线的检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待测图像，所述待测图像中包含由至少一根导线沿预定方向缠绕而成的线圈；

第一确定模块，用于基于所述待测图像，确定所述线圈的多条导线段的导线轮廓；

第二确定模块，用于沿与所述预定方向成预设角度的方向，确定至少一根采样线，其中，沿采样线的延伸方向，所述多条导线段的导线轮廓将每根采样线分割为多段卡尺线，所述预设角度小于或等于预设角度阈值；

判断模块，用于根据目标导线段中的每两条相邻导线段的导线轮廓之间的卡尺线的长度，判断所述线圈的绕线是否合格，所述目标导线段是所述多条导线段中的至少部分导线段。

14.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-12任一项所述的线圈绕线的检测方法。

15.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1-12任一项所述的线圈绕线的检测方法。

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