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机器视觉缺陷检测

来源:易简智能作者:欣欣时间:2023-12-02 10:00:08
摘要:

机器视觉缺陷检测原理

机器视觉缺陷检测的基本原理通常包括以下几个步骤:

  1. 图像预处理:去噪、增强对比度等,提高后续分析的效果。

  2. 特征提取:从图像中提取有区分能力的视觉特征,如颜色、纹理、形状等。这些特征能够表示图像的视觉信息。

  3. 模型构建:使用提取的视觉特征,训练一个分类器/检测器来检测缺陷。常用的模型有支持向量机(SVM)、神经网络等。也可以使用一些现成的预训练模型。

  4. 缺陷识别:输入测试图像,通过训练好的模型对其进行分析,看其视觉特征是否符合某种缺陷的特征。如果模型输出表示有缺陷,则判定为存在缺陷。

  5. 结果评估:通过人工检查结果的正确率,评估模型的检测性能。如果性能不足,可以收集更多数据重新训练模型。

常见的图像缺陷包括裂纹、划痕、材料缺失、颜色存在异常等。检测算法在收集足够的包含各类缺陷的训练数据后,可以自动识别这些缺陷。

机器视觉缺陷检测灰度转化的图片

机器视觉中的灰度图像主要是指将 RGB 颜色图像转化为只包含亮度信息的灰度图像,常用于图像处理和计算机视觉算法中。

灰度图像的一个重要作用就是在缺陷检测中用来提取和分析图像的纹理特征。相比于原始 RGB 图像,灰度图像降低了色彩信息,使纹理和形状特征更为明显,有利于后续的特征提取和分析。

下面是一些机器视觉缺陷检测中使用灰度图像的典型例子:

  1. 金属表面缺陷的检测。将金属表面图像转为灰度图像,可以更清晰地观察到表面凹陷、划痕、毛刺等缺陷。

  2. 布料和纸张裂纹的检测。转为灰度图像后,布料和纸张上的细微裂纹更加醒目,有利于检测算法的提取和分析。

  3. LCD 屏幕坏点检测。LCD 屏幕的 RGB 图像转为灰度图像,可以清楚地观察到亮度异常的坏点。

  4. 其他表面和材料缺陷的检测,如木材裂纹、瓷砖划痕、塑料表面气泡等。转灰度可凸显缺陷。

所以,适当地将 RGB 图像转为灰度图像,可以有效地提升很多缺陷的检测性能。这是机器视觉检测中的一个重要预处理步骤。

机器视觉缺陷检测前景

机器视觉在缺陷检测中的应用前景广阔,主要体现在以下几个方面:

  1. 替代人工视觉检测,提高效率

使用机器视觉可以实现自动化的高通量缺陷检测,大大减少人工作业量,并且检测效率和一致性优于人工。这是最直接的应用前景。

  1. 智能制造与质量控制

与工业机器设备和传感器结合,机器视觉可以实现对生产全过程的质量数据收集和缺陷预测,使整体制造系统向智能化方向发展。

  1. 新型材料和产品的检测

与新材料、新工艺结合,机器视觉可以实现对一些人工很难检测或无法检测的新型缺陷的识别,如光伏材料微裂纹、复合材料内部空洞等。

  1. 系统集成化和模块化

机器视觉系统的集成化和模块化将降低应用门槛,不同行业和场景可以选择适用的预先集成好的解决方案,大幅度降低应用成本。

  1. 应用拓展到无人驾驶、医疗等相关领域

机器视觉的应用不仅限于工业制造,未来可应用于无人车辆的障碍物检测,以及医学成像等领域的缺陷识别。

所以机器视觉技术在缺陷检测领域拥有巨大的发展潜力和应用前景。

机器视觉缺陷检测国内外研究现状

机器视觉缺陷检测是质量控制和自动视觉检测的关键技术,受到业内高度重视。国内外在该领域开展了大量研究,现状如下:

  1. 国外研究现状

欧美国家具有明显技术优势,主要集中在工业制造大国。典型的产学研结合模式,由公司和学术机构共同推动。如西门子、基诺瓦等公司在钢铁轧制及表面检测有领先技术。深度学习的应用正在成为热点。

  1. 国内研究现状

应用层面与国外有一定差距,但也在稳步推进。目前主要依靠部分高校、科研院所在算法研发上取得进展,如中科院自动化所的质量智能国家重点实验室。目标是实现自动化的质量控制和优化。

近年来,国产设备和软件的应用比重逐渐增加,如华创视觉、大恒图像等公司的解决方案,主要应用于手机屏幕、车身表面等细分领域,性价比较高。

  1. 发展趋势

深度学习、迁移学习等前沿算法的运用,智能的工业相机、传感器等硬件的支撑,以及系统的集成化和标准化,是未来发展的重要方向。

整体来说,机器视觉缺陷检测正处在快速发展期,国内外都给予了大力度的支持。国内要加快布局,提升核心竞争力。

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