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基于图像统计建模的工业过程产品质量监测
引用本文:刘金平,唐朝晖,张进,陈青,张锦.基于图像统计建模的工业过程产品质量监测[J].光电子.激光,2015,26(9):1796-1805.
作者姓名:刘金平  唐朝晖  张进  陈青  张锦
作者单位:湖南师范大学 数学与计算机科学学院,湖南 长沙 410081;中南大学 信息科学与 工程学院,湖南 长沙410083;中南大学 信息科学与 工程学院,湖南 长沙410083;中南大学 信息科学与 工程学院,湖南 长沙410083;湖南师范大学 数学与计算机科学学院,湖南 长沙 410081
基金项目:国家自然科学基金(61472134,7,61501183)和湖南师范大学青年科学基金(11405)资助项目 (1.湖南师范大学 数学与计算机科学学院,湖南 长沙 410081; 2.中南大学 信息科学与工程学院,湖南 长沙410083)
摘    要:在机器视觉非接触式的在线检测技术中,为了有效 感知图像局部子块的随机堆积状态,提出一种基于图像空间结构统计建模的工业产品质量智 能鉴 别方法。从理论分析了自然图像的局部同质碎片颗粒的韦伯分布(WD)过程;采用多尺度全向 高斯导数滤波方 法获得图像空间结构细节,基于WD统计建模获得图像空间结构在不同高斯观测尺度 下的特征描述; 最后,基于最小二乘-支持向量机(LS-SVM)原理建立工业产品质量智能分类模型。在大米 加工品质 自动分类和针织坯布质量智能鉴别中进行的验证性和对比性测试结果表明,所提出的方法 因能有效表征 为大量局部碎片颗粒随机堆积而成的复杂纹理图像空间结构的视觉感知特性,工业产品质量 智能分类准确 率高,为实现工业流水线上产品质量的智能分级和高质量产品的自动生产包装奠定了基础。

关 键 词:连续分裂理论    韦伯分布(WD)    最小二乘-支持向量机(LS-SVM)    产品质量监测
收稿时间:2015/6/18 0:00:00

Image statistical modeling based production-quality inspection in indu strial process
LIU Jin-ping,TANG Zhao-hui,ZHANG Jin,CHEN Qin g and ZHANG Jin.Image statistical modeling based production-quality inspection in indu strial process[J].Journal of Optoelectronics·laser,2015,26(9):1796-1805.
Authors:LIU Jin-ping  TANG Zhao-hui  ZHANG Jin  CHEN Qin g and ZHANG Jin
Affiliation:College of Mathematics and Computer Science,Hunan Normal University,C hangsha 410081,China;School of Information Science and Engineering,Central S outh University,Changsha 410083,China;School of Information Science and Engineering,Central S outh University,Changsha 410083,China;School of Information Science and Engineering,Central S outh University,Changsha 410083,China;College of Mathematics and Computer Science,Hunan Normal University,C hangsha 410081,China
Abstract:A method based on statistical modeling of the spatial structures of the images to identify the product-quality is presented.In advance,the image spatial structures are proved to be subject to a typical Weibull distribution (WD) theoretically.A method of multi-scalar and omni-directional Gaussian derivati ve filtering is adopted to extract the spatial structure details of the monitoring images.Hence,a signific ant omni-directional statistics feature vector of the filtering response based on WD model with various observ ation scales is obtained.At last,a least square support vector machine (LS-SVM) based product-quality classifier is established to identify the production quality automatically.The proposed method is tested in the fields of automatic i dentification of the rice production-quality and intelligent assessment of the surface quality of the gre ige cloth in the corresponding assembly lines of industrial scale.Experimental results indicate that the propo sed image statistical modeling method can effectively characterize the statistical distribution of the spatial structure of these complex texture images piled with a large number of local debris particles randomly.Hen ce,the automatic classification model can achieve high accurate rate.The proposed method lays a foundation for the intelligent perception of the product-quality and the automatic processing of the high qual ity products in the assembly lines.
Keywords:sequential fragmentation theory  Weibull distribution (WD)  least square support vector machine (LS-SVM)  product-quality monitoring
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