一種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法
2023-05-03 15:26:11
一種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法，包括以下步驟：第一步：通過將工業攝像頭和光源放置在被檢測陶瓷器件的正上方，然後利用計算機控制獲取陶瓷邊界的圖片；第二步：對採集的彩色陶瓷圖像進行灰度化，獲得灰度圖像；第三步：利用閾值分割技術將灰度圖像變成二值圖像；第三步：填充陶瓷中的內部邊界；第四步：提取陶瓷的外邊界，並獲取每個陶瓷外邊界上的點的坐標；第五步：通過構建邊界缺口檢測框架，確定圓形陶瓷器件圓心、繪製半徑曲線和半徑殘差曲線；第六步：缺口的定位與尺寸檢測。本發明利用多媒體信號處理技術和計算機視覺技術提供了一種高效方便、操作簡便的圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法，具有廣闊的市場前景。
【專利說明】-種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及圖像處理【技術領域】，具體涉及一種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方 法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著社會的發展和人民生活水平的提高，人們對日用陶瓷的要求不僅停 留在簡單的實用性功能之上，而更加追求造型優雅、色澤鮮豔等外觀特性。同時，由於大家 對曰用陶瓷用量的增加，現在市場不僅對產品數量提出了新的要求，對陶瓷產品質量也有 更加嚴苛的標準。然而，由於日用陶瓷製品靭性較低，生產工藝比較特殊，成批生產時質量 不易控制等特點，對陶瓷製品進行質量檢測，尤其是無損缺陷檢測，意義重大。
[0003]目前，大部分企業的日用陶瓷缺陷檢測仍然停留在人工肉眼檢測水平，檢測效率 低，勞動強度大，產品質量不穩定，漏檢率較高成為一大詬病。隨著工業現代化水平的進步， 基於計算機視覺和數字圖像處理技術的檢測、識別和控制技術得到了發展。這種新技術的 產生和應用，極大地解放了人類勞動力，提高了生產自動化水平，改善了人類生活現狀，有 著極為廣闊的應用前景。然而，由於設備昂貴，絕大部分基於數字圖像處理技術的陶瓷質量 檢測裝置僅被運用於一些高精度的工程陶瓷之上，針對日用陶瓷的智能檢測系統幾乎處於 空白狀態。因此，針對一些典型的日用陶瓷缺陷--陶瓷缺口，設計一套有效的算法十分必 要。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種高效方便、操作簡便基於數字圖像處理技術 的圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法。
[0005] 為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測 方法，其特徵在於包括以下步驟： 第一步：通過將工業攝像頭和光源放置在被檢測陶瓷器件的正上方，然後利用計算機 控制獲取陶瓷邊界的圖片； 第二步：對採集的彩色陶瓷圖像進行灰度化，獲得灰度圖像； 第三步：利用閾值分割技術將灰度圖像變成二值圖像； 第三步：填充陶瓷中的內部邊界； 第四步：提取陶瓷的外邊界，並獲取每個陶瓷外邊界上的點的坐標； 第五步：通過構建邊界缺口檢測框架，確定圓形陶瓷器件圓心、繪製半徑曲線和半徑殘 差曲線； 第六步：缺口的定位與尺寸檢測。
[0006] 所述第一步工序中，將被檢測陶瓷器件放置在與其顏色反差較大的底色上。
[0007] 所述第五步工序中，圓形陶瓷器件圓心的確定步驟為：從圖像外邊 界上面隨機提取3個點，並以其行列位置為橫縱坐標構造三對坐標點，記為 _Κι)，和,然後利用此三點可確定三角形外心，記為 凡），依據外心0到三點（4, .，4)距離相等的特性，同時結合三點坐標可按照如 下公式計算圓心位置：
【權利要求】
1. 一種圓形日用陶瓷器件的缺口檢測方法，其特徵在於包括以下步驟： 第一步：通過將工業攝像頭和光源放置在被檢測陶瓷器件的正上方，然後利用計算機 控制獲取陶瓷邊界的圖片； 第二步：對採集的彩色陶瓷圖像進行灰度化，獲得灰度圖像； 第三步：利用閾值分割技術將灰度圖像變成二值圖像； 第三步：填充陶瓷中的內部邊界； 第四步：提取陶瓷的外邊界，並獲取每個陶瓷外邊界上的點的坐標； 第五步：通過構建邊界缺口檢測框架，確定圓形陶瓷器件圓心、繪製半徑曲線和半徑殘 差曲線； 第六步：缺口的定位與尺寸檢測。
2. 根據權利要求1所述的缺口檢測方法，其特徵在於：所述第一步工序中，將被檢測陶 瓷器件放置在與其顏色反差較大的底色上。
3. 根據權利要求1所述的缺口檢測方法，其特徵在於：所述第五步工序中，圓形陶瓷器 件圓心的確定步驟為：從圖像外邊界上面隨機提取3個點，並以其行列位置為橫縱坐標構 造三對坐標點，記為
然後利用此三點可確定三角 形外心，記為y。），依據外心〇到三點（4，為，為）距離相等的特性，同時結合三點坐 標可按照如下公式計算圓心位置：
其中&和1為圓心的位置坐標，Λ為標準圓的半徑； 重複執行次圓心計算實驗獲得結果記為
，由個圓心坐標點構成的數 列，記為
；計算各圓心只橫縱坐標的均值》= + 3^)，並按均值 重新排列數列〇中各元素得0，記為
卜，去除6中首尾兩個圓心 4和5"，並將中間(ii-2)個圓心的平均值作為最後的陶瓷圓心
，即：
4. 根據權利要求1所述的缺口檢測方法，其特徵在於：所述第五步工序中，繪製半 徑曲線的步驟為：依次選取外邊界上點
，計算其到圓Α
的距離，記為
形成邊界點半徑距離集，記為
其中 為邊界上點的數量，然後對選取的陶瓷外邊界點進行編號，並以邊界點的編號為橫坐 標，相應點到圓心的距離為縱坐標繪製一條曲線，為半徑曲線。
5. 根據權利要求1所述的缺口檢測方法，其特徵在於：所述第五步工序中，繪製半徑殘 差曲線的步驟為：利用下面的公式對半徑曲線上每個點的縱坐標進行處理可得半徑殘差曲 線：
其中故&表示做半徑殘差的步長,----為邊界上點的數量。
6. 根據權利要求1所述的缺口檢測方法，其特徵在於：所述第六步工序中，缺口的定位 與尺寸檢測的步驟為： (a) 利用公式
，獲得半徑殘差指數次方曲線； (b) 取dif1數列的最大值並收集半徑殘差指數次方曲線中位於區
1勺點的橫坐標位置，形成數列tocaiiM ; (c) 多缺口的判定和位置定位：步進式搜索數列ΙοαΛ?Μ，並依次計算相鄰 元素之差，形成數歹
，每當
卩出現元素值持續較小時，表 示該峰值區域的點的位置相對集中，即為缺口；如果中出現多段元素值偏低 的區間，則表明存在多個缺口，每個低值區間對應一個缺口；如果中元素值 整體偏高，則判定為無缺口，檢測結束；故僅需檢測
#差值的大小即可，當判 定為缺口後，通過每個差值相對集中區域的點的橫坐標，即可定位每個缺口位置； (d) 以該缺口點為中心，沿左右兩個方向搜索，直至半徑差值為〇時停止， 此時左右兩點被標記為起始點和終止點，兩點間的距離記為缺口寬度； (e) 起始點和終止點中間最大值與最小值之差一般即為缺口的深度的兩倍； (f) ?
'賦值綽
，並執行步驟（b)-(c)，直至
是檢測無缺口，該檢測結束。
【文檔編號】G01N21/95GK104297258SQ201410477004
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】王俊祥, 彭華倉, 張禮標, 胡鴻豪 申請人:景德鎮陶瓷學院