基于语义分割的钢轨表面缺陷实时检测系统

钢轨表面缺陷检测是铁路日常检测的重要部分,根据现代铁路自动化检测技术对实时检测和适应性的要求,构建了一个完整的钢轨表面缺陷识别和分析系统.根据机器视觉的基本原理,设计了一种带有LED辅助光源和遮光箱的图像采集装置,并将采集到的图像进行人工标注,建立了一个较为庞大的具有语义分割标注的钢轨表面缺陷数据集;将高级语义分割技术应用于钢轨图像分析,利用一种级联自编码结构(CASAE)的语义分割网络,将缺陷图像转化为基于语义分割的像素级预测掩码,并通过紧凑型卷积神经网络(CNN)将分割结果进行分类,从而实现钢轨表面缺陷的识别与分类;构建了智能化的人机交互系统,并将系统通过仿真实验的方式进行测试.实验结果表明,系统的检测准确率达到90％以上,每幅图像的平均处理时间为245.61 ms,可以在一定程度上代替人工检测,实现对钢轨缺陷的数字化管理.     

基于反向P-M扩散的钢轨表面缺陷视觉检测

研制了一种基于反向P-M（Perona-Malik）扩散的钢轨表面缺陷视觉检测装置,该装置可 自动获取钢轨表面图像,并实现实时检测与定位钢轨表面缺陷. 钢轨图像具有光 照变化、反射不均、特征少等特点,为了在运动过程中 从复杂的钢轨表面图像提取缺陷,首先将图像进行反向P-M扩散,然后将扩散后的图像与原图像进 行差分,从而减小了上述因素的影响,最后将差分图像进行二值化操作,根据 缺陷边缘特性和面积进行滤波,分割出缺陷图像. 实验仿真和现场测试结果表明,该方法能很好地识别块状缺陷和线状缺陷,并且检测速度、精度、识别 率和误检率都能很好地满足要求.     

钢板表面质量机器视觉检测系统设计

针对国内钢厂采用人工方法检查钢板表面缺陷存在可靠性差的问题,开发设计了基于机器视觉技术的带钢表面缺陷自动检测系统.系统通过摄像头采集带钢表面的图像,然后采用图像处理及模式识别算法对图像进行实时处理和分析,从而检测出钢扳表面缺陷,并对缺陷进行自动分类识别.实验结果表明,系统能够对带钢表面进行实时在线监测,并能正确识别常见的带钢表面缺陷.     

基于缺陷比例限制的背景差分钢轨表面缺陷检测方法

针对钢轨表面图像具有的光照不均匀、可识别特征有限、对比度低、反射特性易变等特性,提出基于缺陷比例限制的背景差分钢轨表面缺陷检测方法。该方法主要包括轨面图像预处理、背景建模与差分、缺陷比例限制滤波、缺陷比例限制最大熵阈值分割和连通区域标记5个步骤。首先结合轨面图像列灰度均值和列灰度中值进行快速背景建模,将预处理后的图像与背景图像进行差分操作;其次利用轨面图像缺陷占比较低的特征对差分图进行缺陷比例上限的阈值截断,以增强差分图的对比度;随后利用此特征改进最大熵阈值分割,采用自适应加权因子对目标熵进行全局可变加权,并选择出一个合适的阈值使熵值最大化,使得在保留真实缺陷的同时减弱诸如阴影、锈迹等噪声的干扰;最后利用连通区域标记法对阈值分割后的二值图像中的缺陷区域进行统计,并把缺陷面积低于钢轨损伤标准的区域判定为噪声并进行去除,以实现钢轨表面缺陷检测。仿真实验结果表明,新方法可以对钢轨表面缺陷进行很好的检测,其检测结果的召回率、精确率和加权调和平均值分别达到94.19%、88.34%和92.96%,平均错误分类误差值为0.006 4,具有一定的实用价值。     

基于缺陷比例限制的背景差分钢轨表面缺陷检测方法

针对钢轨表面图像具有的光照不均匀、可识别特征有限、对比度低、反射特性易变等特性，提出基于缺陷比例限制的背景差分钢轨表面缺陷检测方法。该方法主要包括轨面图像预处理、背景建模与差分、缺陷比例限制滤波、缺陷比例限制最大熵阈值分割和连通区域标记5个步骤。首先结合轨面图像列灰度均值和列灰度中值进行快速背景建模，将预处理后的图像与背景图像进行差分操作；其次利用轨面图像缺陷占比较低的特征对差分图进行缺陷比例上限的阈值截断，以增强差分图的对比度；随后利用此特征改进最大熵阈值分割，采用自适应加权因子对目标熵进行全局可变加权，并选择出一个合适的阈值使熵值最大化，使得在保留真实缺陷的同时减弱诸如阴影、锈迹等噪声的干扰；最后利用连通区域标记法对阈值分割后的二值图像中的缺陷区域进行统计，并把缺陷面积低于钢轨损伤标准的区域判定为噪声并进行去除，以实现钢轨表面缺陷检测。仿真实验结果表明，新方法可以对钢轨表面缺陷进行很好的检测，其检测结果的召回率、精确率和加权调和平均值分别达到94.19%、88.34%和92.96%，平均错误分类误差值为0.006 4，具有一定的实用价值。     

基于GPU的金属工件表面缺陷检测算法的研究

在金属工件的生产过程中,不可避免地会生产出一些不良品,必须进行快速识别。缺陷检测系统需使用图像采集设备采集金属工件的表面图像,完成混合噪声滤除等预处理后,进行图像配准并使用差影法分割图像,然后标记缺陷和提取缺陷纹理特征,最后进行工件缺陷的分类和识别。为了提高金属工件表面检测系统的检测速度,以满足高速生产流水线对检测系统的高实时性要求,依托GPU平台设计了一套合理的并行算法来完成不合格工件的自动检出工作。实验结果表明,在满足检测精度的前提下,基于GPU的并行图像处理算法相对于串行算法能取得较好的加速效果(实验环境为3.2~10.3倍加速比),为工件表面缺陷的快速检测提供了一种新的途径。     

基于机器视觉的发动机包覆层表面缺陷检测技术

固体火箭发动机包覆层表面的缺陷检测是保证其使用安全性的重要手段.本文应用机器视觉技术实现发动机包覆层表面缺陷的自动检测.用工业相机采集发动机包覆层表面的图像,结合图像特点,通过多次实验分析,选择中值滤波方法进行滤波,采用图像模式匹配技术将缺陷从图像背景中分割出来,并将以上功能进行整合,设计缺陷自动检测系统.实验结果表明...     

基于机器视觉的钢轨表面缺陷三维检测方法

提出了一种二维视觉与三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法。该方法通过线阵相机采集二维图像,由激光扫描仪采集钢轨深度信息,最后将这两组数据传送回主机,用Halcon和VC编写上层图像处理软件,获得钢轨表面缺陷的大小、形状、位置及深度,实现了全面检测钢轨表面缺陷。实验表明,与二维图像识别,或者与单独使用三维扫描检测相比,本系统检测效果更好。     

嵌入式桥梁拉索表面损伤检测技术

提出了基于图像识别技术的嵌入式桥梁拉索表面损伤检测方法,并进行了技术实现.检测系统采用并行式图像采集阵列,同一时刻将采集到的拉索表面一周的视频图像数据实时送入TMS320DM642进行图像处理,以此为基础进行缺陷判断和存储.该系统为实现实时、准确的拉索缺陷识别提供了解决方案.     

产品表面图像中的缺陷自动检测方法研究

仔细设计产品表面缺陷检测的图像识别算法是基于图像处理的产品表面缺陷自动检测系统快速并正确地检测缺陷的关键。以E型磁环表面缺陷的自动检测为例,分析了产品表面图像的特征,用梯度直方图自适应阈值分割的方法对图像进行增强和分割;并提出了一种新的快速识别算法对分割后的目标图像进行检测,实验结果表明了该算法的有效性和实用性。