本申請涉及圖像檢測，具體涉及一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、石英石板材是一種由90％以上的石英晶體加上樹脂及其他微量元素人工合成的新型石材。石英石板材具有耐磨性、耐火性、耐酸堿性以及高硬度等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的地面鋪裝、墻面裝飾和廚房臺面等。

2、石英石板材在生產(chǎn)過程中可能會出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，為了保證石英石板材的質(zhì)量符合標準，在出廠時需要對所有板材的物理特性、化學(xué)特性、外觀、拼接性能等進行質(zhì)量檢測。在對板材的外觀進行檢測時，主要檢測板材的表面是否有裂痕。在石英板材上存在一些絲帶狀的正?；y，而這些正?；y的顏色表現(xiàn)與石英板材的裂痕表現(xiàn)較為相似。在傳統(tǒng)的圖像檢測算法中，僅利用圖像的顏色差異進行圖像檢測，因此容易造成誤判，無法對石英板材的合格情況進行準確檢測。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、第一方面，本申請實施例提供了一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，該方法包括以下步驟：

3、獲取石英石板材表面的灰度圖像；

4、基于邊緣檢測算法和邊緣跟蹤算法獲取灰度圖像的各邊緣特征點和各邊緣輪廓；基于灰度圖像進行閾值分割后的分割情況，結(jié)合邊緣特征點的分布情況，獲取各邊緣特征點的目標像素段；

5、基于邊緣輪廓上各邊緣特征點的目標像素段中像素點的數(shù)目的平均離散程度、局部邊緣特征點的目標像素段中像素點之間的差異情況，獲取各邊緣輪廓的粗細均勻度；

6、基于邊緣特征點的梯度特征以及梯度特征之間的差異情況，獲取各邊緣輪廓的輪廓曲折度；基于邊緣輪廓上所有邊緣特征點的目標像素點段的灰度值的平均情況，獲取各邊緣輪廓的點段灰度平均序列；

7、基于點段灰度平均序列中元素的平均情況和目標像素點段中灰度值的不確定性，獲取各邊緣輪廓的灰度形狀區(qū)分度；基于粗細均勻度、輪廓曲折度和灰度形狀區(qū)分度，獲取各邊緣輪廓的裂痕判別值；

8、基于裂痕判別值對石英石板材表面缺陷進行檢測。

9、進一步，所述邊緣輪廓的獲取方法為：

10、使用邊緣檢測算法對灰度圖像進行處理獲取邊緣特征點；

11、使用邊緣跟蹤算法對邊緣特征點進行處理獲取各邊緣輪廓。

12、進一步，所述目標像素段的獲取方法為：

13、使用閾值分割算法獲取灰度圖像的最佳分割閾值，將灰度圖像中灰度值小于最佳分割閾值的像素點作為目標像素點；

14、對于灰度圖像中的各行像素點，將連續(xù)相鄰的目標像素點的個數(shù)大于預(yù)設(shè)常數(shù)的目標像素點組成的區(qū)域作為連續(xù)目標像素點段；

15、對于各邊緣輪廓上的各邊緣特征點，將邊緣特征點在灰度圖像所在的像素行中與邊緣特征點相鄰的連續(xù)目標像素點段作為各邊緣特征點的目標像素點段。

16、進一步，所述粗細均勻度的獲取方法為：

17、將各邊緣輪廓中所有邊緣特征點的目標像素點段中像素點的數(shù)目所組成的序列，作為各邊緣輪廓的像素數(shù)目序列；

18、獲取各邊緣輪廓的像素數(shù)目序列的一階差分序列；

19、所述粗細均勻度的計算公式為：式中，ci為第i條邊緣輪廓的粗細均勻度；hi為第i條邊緣輪廓的像素數(shù)目序列；d()為方差函數(shù)；δ1i,+和δ1i,-分別為像素數(shù)目序列hi的一階差分序列中前半段數(shù)據(jù)中大于0的數(shù)據(jù)的個數(shù)、小于0的數(shù)據(jù)的個數(shù)；δ2i,+和δ2i,-分別為像素數(shù)目序列hi的一階差分序列中后半段數(shù)據(jù)中大于0的數(shù)據(jù)的個數(shù)、小于0的數(shù)據(jù)的個數(shù)；為預(yù)設(shè)調(diào)參因子。

20、進一步，所述輪廓曲折度的獲取方法為：

21、使用邊緣檢測算法獲取各邊緣特征點的梯度方向；

22、所述輪廓曲折度的計算公式為：li＝sum(|σi|)+d(θi)；式中，li為第i條邊緣輪廓的輪廓曲折度；θi為第i條邊緣輪廓中所有邊緣特征點的梯度方向組成的序列；σi為序列θi的一階差分序列；|σi|為由序列σi中每個數(shù)據(jù)的絕對值組成的序列；sum()為求和函數(shù)；d()為方差函數(shù)。

23、進一步，所述點段灰度平均序列的獲取方法為：

24、對于各邊緣輪廓，將邊緣輪廓上所有邊緣特征點的目標像素點段的平均灰度值組成的序列，作為各邊緣輪廓的點段灰度平均序列。

25、進一步，所述灰度形狀區(qū)分度的獲取方法為：

26、對于各邊緣輪廓的點段灰度平均序列，將點段灰度平均序列中的前預(yù)設(shè)個數(shù)的數(shù)據(jù)作為點段灰度平均序列的起始數(shù)據(jù)，將后預(yù)設(shè)個數(shù)的數(shù)據(jù)作為點段灰度平均序列的末尾數(shù)據(jù)；

27、對于各邊緣輪廓的各邊緣特征點，將邊緣特征點的目標像素點段中所有像素點的灰度值組成的序列作為各邊緣特征點的目標像素灰度序列；計算各邊緣輪廓的各邊緣特征點的目標像素灰度序列的信息熵，將邊緣輪廓中所有邊緣特征點的目標像素灰度序列的信息熵的均值，作為各邊緣輪廓的平均信息熵；

28、所述灰度形狀區(qū)分度的計算公式為：式中，ki為第i條邊緣輪廓的灰度形狀區(qū)分度；為第i條邊緣輪廓的點段灰度平均序列；為第i條邊緣輪廓的點段灰度平均序列中起始數(shù)據(jù)和末尾數(shù)據(jù)的平均值；為第i條邊緣輪廓的點段灰度平均序列中除去起始數(shù)據(jù)和末尾數(shù)據(jù)的其他數(shù)據(jù)的平均值；exp為以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)；為第i條邊緣輪廓的平均信息熵；為預(yù)設(shè)調(diào)參因子。

29、進一步，所述裂痕判別值的獲取方法為：

30、對于各邊緣輪廓，計算邊緣輪廓的粗細均勻度與輪廓曲折度的和值，將所述和值與灰度形狀區(qū)分度的比值作為各邊緣輪廓的裂痕判別值。

31、進一步，所述基于裂痕判別值對石英石板材表面缺陷進行檢測，包括：

32、將裂痕判別值小于預(yù)設(shè)裂痕判別閾值的邊緣輪廓作為裂痕輪廓；

33、計算灰度圖像中所有邊緣輪廓的裂痕判別值，若所有邊緣輪廓的裂痕判別值均大于或等于裂痕判別閾值，灰度圖像中不含有裂痕缺陷；若存在邊緣輪廓的裂痕判別值小于裂痕判別閾值，灰度圖像中含有裂痕缺陷。

34、第二方面，本申請實施例還提供了一種石英石板材表面缺陷視覺檢測系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任意一項所述方法的步驟。

35、本申請至少具有如下有益效果：

36、基于紋理的均勻程度和連通域?qū)挾鹊淖兓畔?gòu)建每條輪廓的粗細均勻度，實現(xiàn)對每條輪廓上不同位置輪廓寬度均勻程度的評估，用于區(qū)分裂痕輪廓和石英石板材上的原有輪廓；基于輪廓的曲折程度構(gòu)建了每條輪廓的輪廓曲折度，用于區(qū)分裂痕輪廓和花紋輪廓；基于花紋和裂痕的灰度分布特征以及連通域內(nèi)部的斑點特征，構(gòu)建了灰度形狀區(qū)分度，用于區(qū)分裂痕輪廓和花紋輪廓；根據(jù)以上三個指標構(gòu)建了裂痕判別值，用于判斷一條輪廓是裂痕輪廓還是花紋輪廓，通過判斷圖像中是否含有裂痕輪廓來判斷圖像中是否含有裂痕；提高了石英石板材表面裂痕的檢測精度。

技術(shù)特征：

1.一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述邊緣輪廓的獲取方法為：

3.如權(quán)利要求2所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述目標像素段的獲取方法為：

4.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述粗細均勻度的獲取方法為：

5.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述輪廓曲折度的獲取方法為：

6.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述點段灰度平均序列的獲取方法為：

7.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述灰度形狀區(qū)分度的獲取方法為：

8.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述裂痕判別值的獲取方法為：

9.如權(quán)利要求1所述的一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法，其特征在于，所述基于裂痕判別值對石英石板材表面缺陷進行檢測，包括：

10.一種石英石板材表面缺陷視覺檢測系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任意一項所述一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及圖像檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石英石板材表面缺陷視覺檢測方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取石英石板材表面的灰度圖像；獲取灰度圖像的各邊緣特征點和各邊緣輪廓；進而獲取各邊緣特征點的目標像素段；計算各邊緣輪廓的粗細均勻度；進而獲取各邊緣輪廓的輪廓曲折度；獲取各邊緣輪廓的點段灰度平均序列；計算各邊緣輪廓的灰度形狀區(qū)分度；基于粗細均勻度、輪廓曲折度和灰度形狀區(qū)分度，獲取各邊緣輪廓的裂痕判別值；基于裂痕判別值對石英石板材表面缺陷進行檢測。本申請?zhí)岣吡耸⑹宀谋砻媪押鄣臋z測精度。

技術(shù)研發(fā)人員：張繼奎,種法將
受保護的技術(shù)使用者：山東吉爾德新型材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26