机器视觉表面缺陷检测方法

机器视觉系统技术是一种无接触、无损伤的自动检测系统技术。它是实现设备智能化、智能化、精密操控的有效手段。它具备安全可靠、光谱回应范围广、工作时间长、生产效率高等优点。机器视觉检测系统通过适当的光线和光学镜头(CCD摄像头)获取产品的外表图像，利用相应的图像处理算法提取图像的特性信息内容，然后根据特性信息内容定位、识别、分级、存储、查询等操作。

视觉外表视觉检测系统基本组成。

主要包括工业相机采集模块、图像处理模块、图像分析模块、数据管理和人机接口模块。

图像采集模块由工业相机、光学镜头、光线及其支撑点装置组成，其功能是完成产品外表图像的采集。在光线照明灯具下，产品外表通过光学镜头成像到相机传感器上，光信号首先转化为电信号，然后转化为计算机系统功能处理的数字信号。目前，工业相机关键基于CCD或CMOS芯片。CCD是机器视觉中常用的光学镜头。

机器的视觉光线直接影响图像的品质，其作用是克服环境光的干扰，保证图像的稳定性，并得到尽可能高的对比度。目前，常用的光线包括卤素灯、荧光灯和发光二级管（LED）。LED光源具备体积小、功耗低、响应速度快、发光单色性好、可靠性高、光均匀稳定、易于集成等优点。

由光线组成的照明系统可分为明场照明灯具和暗场照明灯具、结构光照明灯具和频闪光照明灯具。明场和暗场关键描述相机与光线的位置关系。明场照明灯具是指相机直接接收光线在目的上的反射光。一般来说，工业相机和光线分布在不同的一侧，安装方便；暗场照明灯具是指相机间接接收光线在目的上的散射光。一般来说，相机和光线分布在同一侧。它的优点是可以得到高对比度的图像。结构光照明灯具是将光栅或光线投射到被测物体上，并根据其造成的失真调整被测物体的3D信息内容。频闪光照明灯具是将高频光脉冲照射到物体上，相机拍摄要求与光线同步。

图像处理模块关键涉及图像噪声除去、图像增强和修复、视觉检测和目的分割。由于现场环境、CCD图像光电转换、传输电路和电子元件都会造成图像噪声，降低图像品质，对图像的处理和分析造成不良影响，因此需要对图像开展预处理。图像增强的目地是有终点强调图像的整体或局部特性，使初始不清晰的图像清晰或强调某些感兴趣的特性，扩张不同物体特性之间的差异，抑制不感兴趣的特性，提高图像品质，丰富数据量，加强图像分辨和识别效果。图像修复是通过计算机系统处理重建或修复品质下降的图像的处理过程。图像修复通常采用与图像增强相同的方法，但图像增强的结果需要在下一阶段开展验证；图像修复试图利用退化过程的先验知识来修复退化图像的初始面貌，如消除加性噪声、修复模糊运动等。图像分割的目地是分割图像中的目的区域，以便开展下一步处理。