纹理表面缺陷机器视觉检测方法综述

纹理表面缺陷检测在机器视觉领域具有意义和挑战性，其历史可以追溯到20世纪中后期，近年来随着深度学习技术的蓬勃发展，纹理表面缺陷检测技术大幅飞跃。直至今日，关于纹理表面缺陷检测的调研和综述仍然很少。在此背景下，本文回顾2017年-2021年间200余篇纹理表面缺陷机器视觉检测论文，对纹理表面缺陷机器视觉检测研究进展进行了及时、全面的调查；分析了纹理表面缺陷检测的发展历史和最新研究进展，原则上将纹理表面缺陷机器视觉检测方法分为传统方法与深度学习方法，并对二者进行了深层次研究分析，特别是深度学习方法；对近期出现的几种纹理表面缺陷机器视觉检测方法主题进行总结的同时，也对这些主题的研究进展进行了综述。最后，对未来的研究趋势进行了展望，以期为后续研究提供指导和启示。     

机器视觉检测滚子表面缺陷

介绍利用机器视觉检测滚子表面缺陷的实验装置。该装置采用512位SSPD列阵作为摄景器件。藉助专门机械装置实现滚子表面全扫描展开,把获得的二维图象信息送PC/AT微机进行图象处理。文中提出了三种图象处理算法:多段平均法、二次背景处理法和局部算子处理法。用上述算法较好地解决了不同精度滚子的表面缺陷检测。附图16幅,参考文献5篇。     

一种基于机器视觉的表面缺陷快速检测方法

实际生产过程中,产品表面会不同程度地留下污渍和印记,这对基于机器视觉的表面缺陷识别带来严重干扰.基于图案统计分析的识别方法速度虽快,但抗干扰能力弱,出现较高的误判率.基于深度学习的人工智能识别方法计算量巨大,速度慢,难以满足生产实际的高速要求.因此介绍一种改进SIFT算法,并给出了相关参数的设置方法和经验公式,通过实际表面缺陷的检测,对比验证了SIFT算法较强的鲁棒性和抗干扰能力,以及相关参数设置方法的正确性和可行性.实验数据表明,SIFT算法在凹陷类和斑点类缺陷的检出率上具有明显优越性,在裂纹类的误检率上也具有较大优势.特别是在有噪声图像干扰情况下,检出率比神经网络提升了20％,误检率降低了3％.     

基于机器视觉的表面缺陷检测方法研究进展

基于机器视觉的表面缺陷检测以无接触、无损伤、自动化程度高及安全可靠等突出优点被广泛应用于各种工业场景中,尤其随着深度学习技术的快速发展,视觉缺陷检测有助于提高产品及装备的智能化水平。综述分析了表面缺陷检测的常用方法、通用数据集、检测结果评价指标和现阶段面临的关键问题。首先,将缺陷检测方法分为传统基于图像处理的缺陷检测、基于传统机器学习模型的缺陷检测及基于深度学习的缺陷检测,并对各种方法进一步细分归类和对比分析,总结了每种方法的优缺点和适用场景;然后,对目前常用的缺陷检测结果评价方法做出了描述,进一步探讨了表面缺陷检测应用在实际工业产品检测过程中关键问题——小样本问题,重点剖析了小样本问题的解决方法和无监督学习在解决这类问题上的优势;最后,从提高缺陷检测方法的工业适用性角度展望了下一步研究方向。     

基于机器视觉的手机电池表面缺陷检测

针对手机电池表面质量人工检测情况,开发了电池表面缺陷无损检测系统软件。首先电池表面经过倾斜矫正、感兴趣区域提取和字符灰度值修改等预处理操作,通过基于灰度密度分布和灰度差的自适应阈值亮度法对感兴趣区域进行子图像遍历,融合有重合区域的缺陷子图像并滤除没有明显缺陷的区域;然后采用支持向量机多种类分类法,提取二值图像像素分布规律作为训练特征,识别电池表面缺陷种类;最后设计了人机交互界面,确定最佳的可变参数,实验测试缺陷识别率达95%以上。     

透明件表面缺陷的机器视觉检测综述

随着现代科技的发展,透明件几乎运用于各个行业并起着不可或缺的作用,透明件表面质量是衡量其合格与否的一个重要指标,同时机器视觉技术因具有速度快、精度高、成本低、稳定性好等优点被广泛用于透明件表面缺陷的检测.本文主要从图像采集、图像处理和缺陷识别几个环节来介绍透明件表面缺陷的检测,对检测系统的类型,采集图像的处理方法以及实...     

基于机器视觉的镍基高温合金表面缺陷检测系统开发

在镍基高温合金棒料表面缺陷检测中，为避免人工目检方法的缺点、提高检测的效率和准确度，设计了一套基于机器视觉的镍基高温合金棒料表面缺陷检测系统。首先，采用工业相机采集棒料表面图像并采用高斯滤波方法进行图像降噪；其次，采用自适应二值化及形态学方法（如膨胀和腐蚀）对图像进行预处理，有效提取缺陷区域；然后，采用Canny边缘检测、轮廓查找等方法，对缺陷区域的边缘轮廓进行精准识别，并得到相应坐标；最后，系统通过与STM32的串口通讯，实现对相机移动和棒料旋转的节拍控制及相机位置和棒料转角的获取，并通过其与缺陷在视场中坐标的整合，最终得到棒料中所有缺陷相对于棒料原点的坐标信息。实验证明，的系统能较为准确地检测得到棒料表面的缺陷坐标信息。     

基于机器视觉的小磁瓦表面微缺陷检测方法研究

针对小磁瓦成像不清晰、检测难度大、对比度低、纹理背景复杂、亮度不均匀、缺陷区域小及缺陷种类多等问题,提出了一种小磁瓦表面微缺陷的视觉检测方法。首先,根据小磁瓦弧形表面、倒角及缺陷区域对成像的影响,通过分析了小磁瓦表面图像中缺陷区域与正常区域的灰度、灰度梯度及缺陷形态的差异,将其表面缺陷类型划分为3类;其次,根据3类表面缺陷的成像特点、缺陷形态特征及与背景区域的关系,分别设计了相应的缺陷提取方法;最后,在不同的光照、规格、缺陷类型等条件下,利用开发的实验装置进行了实验分析。研究结果表明:提出的小磁瓦表面微缺陷提取算法稳定性好、鲁棒性强,能够准确、快速地提取小磁瓦表面中的缺陷区域,检测准确率可达93. 5%。     

基于机器视觉的浮空器囊体材料表面缺陷检测系统

在复杂气象环境下,浮空器囊体作为整机系统的直接受压面,其表面必须平整光滑,无褶皱损伤,以将其与空气的摩擦力降至最小。文中基于机器视觉对浮空器囊体材料表面缺陷检测进行系统设计。首先为了降低背景灰度变化对缺陷检测的影响,研究了一种同时具有噪声滤除与图像增强功能的预处理算法;其次利用图像二值化和中值滤波技术实现特征图像的预处理,并结合纹理特征提取技术（基于灰度共生矩阵）对囊体材料表面不同缺陷图像的特征参数进行仿真提取,通过分析不同特征参数,判断囊体材料的表面缺陷类型。该系统对采集到的200个囊体材料表面缺陷样本的分析表明,所用方法能识别浮空器囊体材料93.6%的表面缺陷,识别内容包括缺陷的类型、位置、大小等,并根据缺陷的类型加盖不同的标记。该系统具有较高的识别率和准确率,可对浮空器囊体材料表面缺陷进行快速检测。     

金属管器件表面缺陷实时检测技术研究

针对金属管器件的表面缺陷检测进行研究,以机器视觉技术为基础,设计了金属管器件表面缺陷在线检测系统。根据生产线的实际检测要求,提出了检测系统的整体设计方案。针对金属管器件图像特点,设计了简单有效的图像处理算法。首先,提出了基于颜色统计特性的目标分割算法,实现了目标与背景的准确分割。然后,提出的实时光照校正算法,克服了光照影响,实现固定阈值的缺陷分割。最后,使用方向投影的方法定位缺陷区域,并采用面积指标对缺陷进行有效判定。实验结果表明,该方法对于每个器件的平均检测时间为0.21秒,缺陷产品的检测率为100%,能够满足金属管器件表面质量实时检测的要求。     

基于机器视觉的细长产品表面缺陷检测设备研究

为提高对细长产品表面缺陷的检测效率,运用机器视觉技术对细长产品外部轮廓尺寸及表面缺陷状况进行检测.运用机器视觉技术,分析图像传输过程中噪声产生原因及降噪方法;采用canny算法和Simple Blob Dectorte特征点检测方法,提取零件轮廓和色斑轮廓;编写基于机器视觉的表面缺陷检测程序,并通过实验验证了该方法的可...     

零部件表面缺陷的机器视觉检测模式

在以批量生产方式为特征的汽车、摩托车、内燃机等行业，准确、快速地识别和检测重要零部件关键部位的表面缺陷，直接关系到产品质量，若不及时剔除不合格品，将会带来严重的质量隐患。以汽车发动机连杆为例，在采用了先进的分离大小头的胀断工艺后，其结合面有可能会产生破口，因此，必须进行100％的探测，具体的质量评定标准为：     

基于机器视觉的钢球表面缺陷检测和分类

在分析钢球表面光学反射特性的基础上,构建了采用球积分光源与0.5×远心镜头组成的钢球表面缺陷图像检测平台,解决了钢球表面成像难度较高的问题.根据钢球表面图像的特征,利用分段线性灰度增强算法和边界跟踪实现了对钢球表面微小缺陷的分割和区域分类,并结合基于灰度共生矩阵的综合熵作为判定钢球表面是否存在缺陷的依据.最后利用矩形相似度与圆形相似度之比、角度等特征实现了缺陷分类器模型的建立,很好地解决了钢球表面缺陷的分类与识别.试验结果表明,该模型对钢球表面5类缺陷的识别率均可达到90％以上,并能很好进行分类,模型在1 600×1 200图像分辨率下,算法耗时小于80 ms,可以满足工业检测对算法实时性的要求.     

基于机器视觉的齿轮缺陷快速检测

结合齿轮缺陷自身的特点，论述了齿轮缺陷检测系统的构成、图像处理及检测流程，提出了一种基于机器视觉的齿轮缺陷快速检测方法。实例分析表明．该检测系统能够快速、准确地实现齿轮缺陷的检测，满足自动化生产的需要，可在实际生产中代替人工检测；     

小球表面缺陷自动检测中的表面滚翻方法

介绍一款基于机器视觉自动成批检测小直径钢球表面缺陷设备的基本构成,尤其是其中检测工位的钢球阵列在固定的相机镜头视场中不断自动翻滚球面的方法,分析了钢球的受力和运动情况,给出了钢球翻滚机构设计方案。     

光学元件表面缺陷检测方法研究现状

随着科学技术的发展,人们对光学元件的表面粗糙度和表面面形精度提出了越来越高的要求,光学元件表面缺陷检测技术也受到了广泛重视。通过简述表面缺陷的类型,强调了缺陷给光学系统带来的危害,由此分析和讨论了目前国内外对光学元件疵病的检测方法,并指出各种方法的优缺点,同时对机器视觉技术在疵病检测方面的应用进行了介绍,还探讨了光学元件表面缺陷检测技术未来发展需要注意解决的问题。     

基于机器视觉的机械加工零件表面微缺陷检测方法

为提高微缺陷检测结果精度、提升机械加工零件外观质量，该文引进了机器视觉技术，以某机械生产制造单位为例，设计了一种针对零件表面微缺陷的全新检测方法。根据机器视觉技术的应用需求，搭建了集成工业相机、采集装置、照射光源等为一体的扫描装置，采集零件表面图像；对采集的原始图像进行均值滤波处理，去除图像中可能对缺陷区域的判别造成干扰的因素与噪声；采用阈值分割的方式，提取并划分机械加工零件表面的微缺陷区域；采用提取图像边缘算子的方法，计算零件表面原始图像与待检测图像之间的像素相关性，通过对零件表面微缺陷灰度性质点的匹配，完成检测方法的设计。通过对比实验证明：该方法不仅可以精准检测机械加工零件表面微缺陷，还可以检测到具体的缺陷类别。     

基于机器视觉的PCB焊接缺陷检测系统研究

针对中小型企业在焊接缺陷检测领域中存在人工成本高、检测精度低、实时性差等问题，提出了基于机器视觉的焊接缺陷检测系统，在生产线上安装多套图像采集装置。根据现场情况，设计了多套打光方案，实现连锡、焊点偏位、芯线断开等缺陷的高清成像；基于HALCON软件，采用图像定位、图像预处理、图像分割、形态学处理及焊接缺陷识别算法，完成了USB接口缺陷的精确检测，并将结果显示在上位机界面。测试生产线上实际采集的402幅缺陷图像，结果表明，系统成功检出率达86%,基本满足实际生产需要。该检测系统用于中小型企业生产，有利于大幅度提高检测效率和缺陷检测智能化水平，同时降低检测成本。     

基于机器视觉的笔芯球珠表面缺陷检测系统研究

针对笔芯球珠表面缺陷检测识别问题,设计并实现了基于机器视觉的笔芯球珠表面缺陷检测系统。笔芯球珠在球面展开机构作用下,通过图像采集模块获取5张可以完全覆盖整个球面的图像。通过对每幅图像进行缺陷图像提取后,采用基于轮廓角点匹配的方法实现对每幅图像中缺陷图像的拼接;基于提取的有效特征组合通过KNN分类算法对完整的缺陷图像进行缺陷识别。试验结果表明,该方法能够对笔芯球珠表面缺陷进行精确有效的检测与识别。     

浅谈锭状物表面缺陷检测研究现状与展望

本文利用机器视觉在锭状物体表面缺陷检测中有着操作简单、可靠性高等优势,针对此类方法的发展现状和特点进行论述,分析目前的关键技术和难点,最后对此类方法进行总结和展望,指出机器视觉检测技术在锭状物表面缺陷检测系统将高速发展和被广泛利用.