一种圆形日用陶瓷器件的缺口检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种圆形日用陶瓷器件的缺口检测方法，包括以下步骤：第一步：通过将工业摄像头和光源放置在被检测陶瓷器件的正上方，然后利用计算机控制获取陶瓷边界的图片；第二步：对采集的彩色陶瓷图像进行灰度化，获得灰度图像；第三步：利用阈值分割技术将灰度图像变成二值图像；第三步：填充陶瓷中的内部边界；第四步：提取陶瓷的外边界，并获取每个陶瓷外边界上的点的坐标；第五步：通过构建边界缺口检测框架，确定圆形陶瓷器件圆心、绘制半径曲线和半径残差曲线；第六步：缺口的定位与尺寸检测。本发明利用多媒体信号处理技术和计算机视觉技术提供了一种高效方便、操作简便的圆形日用陶瓷器件的缺口检测方法，具有广阔的市场前景。
【专利说明】-种圆形日用陶瓷器件的缺口检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理【技术领域】，具体涉及一种圆形日用陶瓷器件的缺口检测方 法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对日用陶瓷的要求不仅停 留在简单的实用性功能之上，而更加追求造型优雅、色泽鲜艳等外观特性。同时，由于大家 对曰用陶瓷用量的增加，现在市场不仅对产品数量提出了新的要求，对陶瓷产品质量也有 更加严苛的标准。然而，由于日用陶瓷制品靭性较低，生产工艺比较特殊，成批生产时质量 不易控制等特点，对陶瓷制品进行质量检测，尤其是无损缺陷检测，意义重大。
[0003]目前，大部分企业的日用陶瓷缺陷检测仍然停留在人工肉眼检测水平，检测效率 低，劳动强度大，产品质量不稳定，漏检率较高成为一大诟病。随着工业现代化水平的进步， 基于计算机视觉和数字图像处理技术的检测、识别和控制技术得到了发展。这种新技术的 产生和应用，极大地解放了人类劳动力，提高了生产自动化水平，改善了人类生活现状，有 着极为广阔的应用前景。然而，由于设备昂贵，绝大部分基于数字图像处理技术的陶瓷质量 检测装置仅被运用于一些高精度的工程陶瓷之上，针对日用陶瓷的智能检测系统几乎处于 空白状态。因此，针对一些典型的日用陶瓷缺陷--陶瓷缺口，设计一套有效的算法十分必 要。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种高效方便、操作简便基于数字图像处理技术 的圆形日用陶瓷器件的缺口检测方法。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种圆形日用陶瓷器件的缺口检测 方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步：通过将工业摄像头和光源放置在被检测陶瓷器件的正上方，然后利用计算机 控制获取陶瓷边界的图片； 第二步：对采集的彩色陶瓷图像进行灰度化，获得灰度图像； 第三步：利用阈值分割技术将灰度图像变成二值图像； 第三步：填充陶瓷中的内部边界； 第四步：提取陶瓷的外边界，并获取每个陶瓷外边界上的点的坐标； 第五步：通过构建边界缺口检测框架，确定圆形陶瓷器件圆心、绘制半径曲线和半径残 差曲线； 第六步：缺口的定位与尺寸检测。
[0006] 所述第一步工序中，将被检测陶瓷器件放置在与其颜色反差较大的底色上。
[0007] 所述第五步工序中，圆形陶瓷器件圆心的确定步骤为：从图像外边 界上面随机提取3个点，并以其行列位置为横纵坐标构造三对坐标点，记为 _Κι)，和,然后利用此三点可确定三角形外心，记为 凡），依据外心0到三点（4, .，4)距离相等的特性，同时结合三点坐标可按照如 下公式计算圆心位置：
【权利要求】
1. 一种圆形日用陶瓷器件的缺口检测方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步：通过将工业摄像头和光源放置在被检测陶瓷器件的正上方，然后利用计算机 控制获取陶瓷边界的图片； 第二步：对采集的彩色陶瓷图像进行灰度化，获得灰度图像； 第三步：利用阈值分割技术将灰度图像变成二值图像； 第三步：填充陶瓷中的内部边界； 第四步：提取陶瓷的外边界，并获取每个陶瓷外边界上的点的坐标； 第五步：通过构建边界缺口检测框架，确定圆形陶瓷器件圆心、绘制半径曲线和半径残 差曲线； 第六步：缺口的定位与尺寸检测。
2. 根据权利要求1所述的缺口检测方法，其特征在于：所述第一步工序中，将被检测陶 瓷器件放置在与其颜色反差较大的底色上。
3. 根据权利要求1所述的缺口检测方法，其特征在于：所述第五步工序中，圆形陶瓷器 件圆心的确定步骤为：从图像外边界上面随机提取3个点，并以其行列位置为横纵坐标构 造三对坐标点，记为
然后利用此三点可确定三角 形外心，记为y。），依据外心〇到三点（4，為，為）距离相等的特性，同时结合三点坐 标可按照如下公式计算圆心位置：
其中&和1为圆心的位置坐标，Λ为标准圆的半径； 重复执行次圆心计算实验获得结果记为
，由个圆心坐标点构成的数 列，记为
；计算各圆心只横纵坐标的均值》= + 3^)，并按均值 重新排列数列〇中各元素得0，记为
卜，去除6中首尾两个圆心 4和5"，并将中间(ii-2)个圆心的平均值作为最后的陶瓷圆心
，即：
4. 根据权利要求1所述的缺口检测方法，其特征在于：所述第五步工序中，绘制半 径曲线的步骤为：依次选取外边界上点
，计算其到圆Α
的距离，记为
形成边界点半径距离集，记为
其中 为边界上点的数量，然后对选取的陶瓷外边界点进行编号，并以边界点的编号为横坐 标，相应点到圆心的距离为纵坐标绘制一条曲线，为半径曲线。
5. 根据权利要求1所述的缺口检测方法，其特征在于：所述第五步工序中，绘制半径残 差曲线的步骤为：利用下面的公式对半径曲线上每个点的纵坐标进行处理可得半径残差曲 线：
其中故&表示做半径残差的步长,----为边界上点的数量。
6. 根据权利要求1所述的缺口检测方法，其特征在于：所述第六步工序中，缺口的定位 与尺寸检测的步骤为： (a) 利用公式
，获得半径残差指数次方曲线； (b) 取dif1数列的最大值并收集半径残差指数次方曲线中位于区
1勺点的横坐标位置，形成数列tocaiiM ; (c) 多缺口的判定和位置定位：步进式搜索数列ΙοαΛ?Μ，并依次计算相邻 元素之差，形成数歹
，每当
卩出现元素值持续较小时，表 示该峰值区域的点的位置相对集中，即为缺口；如果中出现多段元素值偏低 的区间，则表明存在多个缺口，每个低值区间对应一个缺口；如果中元素值 整体偏高，则判定为无缺口，检测结束；故仅需检测
#差值的大小即可，当判 定为缺口后，通过每个差值相对集中区域的点的横坐标，即可定位每个缺口位置； (d) 以该缺口点为中心，沿左右两个方向搜索，直至半径差值为〇时停止， 此时左右两点被标记为起始点和终止点，两点间的距离记为缺口宽度； (e) 起始点和终止点中间最大值与最小值之差一般即为缺口的深度的两倍； (f) ?
'赋值绰
，并执行步骤（b)-(c)，直至
是检测无缺口，该检测结束。
【文档编号】G01N21/95GK104297258SQ201410477004
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】王俊祥, 彭华仓, 张礼标, 胡鸿豪 申请人:景德镇陶瓷学院