一种电解电容外观包装缺陷图像检测系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解电容外观包装缺陷检测方法，尤其是基于数字图像处理的电解电容外观包装缺陷检测系统与检测方法。
【背景技术】
[0002]目前，对于电解电容外部包装的缺陷检验还依赖于人工目视判断，即通过人眼观察电容上、下表面的塑料包装圆形边缘是否规整、包边是否与电容边缘对齐、是否有突出的边缘破损，电容表面的正负极符号位置是否正确、正负极符号是否与电容的长短引脚对应一致，型号信息是否印刷正确等缺陷。人工逐一检测存在着劳动力需求大、速度慢、效率低下的问题，严重影响着企业的生产力和经济效益。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明目的是，提供一种结构简单，能够代替人工操作的电容外观包装缺陷自动检测系统与方法，提高检测效率。
[0004]本发明解决上述技术问题采用以下技术方案:一种电解电容外观包装缺陷图像检测系统，其特征是包括进料槽单元、光源一单元、上表面图像采集单元、光电开关一单元、光源二单元、下表面图像采集单元、光源三单元、光电开关三单元、侧表面图像采集单元、中央处理器单元、显示单元和不合格产品剔除单元；所述的进料槽单元由振动盘按齿对电容进行间隔送料，振动盘的出口为进料槽1-2，振动盘是一人具有螺旋线的凹状盘，进料槽为两条矩形板限定的传动透明槽，传动透明槽中间设有电解电容5检测工位，电解电容6引脚插在透明槽下端；透明槽上设有三个工位，光源一单元位于工位一的上表面图像采集单元2的正上方，为上表面图像采集单元提供光线，上表面图像采集单元在光电开关一单元检测到电容后对电容的上表面进行外观图像采集；光源二单元位于位于工位二的下表面图像采集单元3的正下方，为下表面图像采集单元提供光线，下表面图像采集单元在光电开关二单元检测到电解电容后对电容的下表面进行外观图像采集；光源三单元位于工位三的侧表面图像采集单元的侧方，为侧表面图像采集单元提供光线，侧表面图像采集单元在光电开关三单元检测到电容后对电容的侧表面进行外观图像连续采集，工位三同时为旋转工位，旋转工位1-3带动引脚使电容旋转一周，光电开关三单元检测到电容进入工位三时触发旋转，即进料槽上工位上的步进电机旋转板带动电容旋转一周。中央处理器单元输入端接收图像信号用来对采集的三面图像进行分析处理，中央处理器单元连接的显示单元显示采集图像和处理结果，不合格产品剔除单元将检测到外观包装有缺陷的不合格产品予以剔除。
[0005]进一步，上下表面图像分别进行彩色图像灰度化、图像去噪、图像增强、区域分割、图像归一化、缺陷检测；侧面图像分别进行彩色图像灰度化、图像去噪、图像增强、图像拼接、区域分割、图像归一化、缺陷检测；所述的彩色图像灰度化用来将摄像机获取的彩色图像转换成灰度图像，所述的图像去噪用来对灰度图像进行噪声去除，所述的图像增强用来对图像进行对比度增强，所述的区域分割用来分割出待检测区域，所述的图像归一化用来对待检测的图像进行旋转、裁剪和缩放等归一化处理，所述的缺陷检测用来对待检测的归一化图像与已有的标准归一化图像模板进行缺陷识别，所述的图像拼接用来对旋转一周的电容采集图像拼接成一幅完整的侧面图像；
[0006]具体步骤如下:
[0007]步骤001.光电开关一检测到电容，触发上表面图像采集单元相机捕获图像；
[0008]步骤002.将上表面彩色图像转换成灰度图像；
[0009]步骤003.对上表面灰度图像进行滤波去除图像噪声；
[0010]步骤004.对去噪后的上表面灰度图像进行图像增强以增强图像的对比度；
[0011]步骤005.对增强后的上表面图像进行区域分割，具体包括下面步骤:
[0012]步骤0051.对增强后的上表面图像利用sobel边缘检测算子进行边缘检测；
[0013]步骤0052.对上表面图像边缘利用hough变换检测电容上表面外观边缘圆曲线；
[0014]步骤0053.标记连通电容外观边缘圆曲线所在区域，得到分割的上表面待检测区域；
[0015]步骤006.特别地，若上表面包装上有字符标识信息，还需进行字符标识检测，包括以下步骤:
[0016]步骤0061.对分割得到的上表面待检测区域做水平或垂直灰度投影，分割出电容上表面外观的规格信息所在区域；
[0017]步骤0062.利用上表面规格信息待检测区域图像中左上角和左下角像素所在直线偏离竖直方向的角度对步骤0053得到的上表面待检测区域进行旋转至竖直方向；其中左上角像素是从左至右，从上至下找到的第一个像素点，左下角像素是从左至右，从下至上找到的第一个像素点。
[0018]步骤007.对分割区域图像进行归一化，具体包括下面步骤:
[0019]步骤0071.对旋转至竖直方向的上表面待检测区域图像裁剪成圆边缘上下左右各5个像素的正方形图像；是对已经拍到的任意方向图像进行软件旋转使之与标准模板图像方位一致，具体的旋转角度见步骤0062，裁剪也是要与标准模板一致，为了不丢失任何信息，做小范围扩充。
[0020]步骤0072.对裁剪后的上表面待检测区域图像缩放至大小规定像素点(如160X160)的规定校准图像；
[0021]步骤008.将归一化的上表面待检测区域图像与图像数据库里的标准上表面模板图像(其获取过程也是经步骤001-007)进行异或运算，运算结果超过阈值的判定为上表面不合格。
[0022]步骤009.光电开关二检测到电容，触发下表面图像采集单元相机捕获图像；
[0023]步骤0010.将下表面彩色图像转换成灰度图像；
[0024]步骤0011.对下表面灰度图像进行滤波去除图像噪声；
[0025]步骤0012.对去噪后的下表面灰度图像进行图像增强以增强图像的对比度；
[0026]步骤0013.对增强后的下表面图像进行区域分割，具体包括下面步骤:
[0027]步骤00131.对增强后的下表面图像利用sobel边缘检测算子进行边缘检测；
[0028]步骤00132.对下表面图像边缘利用hough变换检测电容下表面外观边缘圆曲线；步骤00133.标记连通电容外观边缘圆曲线所在区域，得到分割的下表面待检测区域，这里的标记是图像处理领域软件用矩形框框出圆边界的意思；
[0029]步骤0014.特别地，若下表面包装上有字符标识信息，还需进行字符标识检测(也可作为区域的中心或边缘标志)，其特征在于，包括以下步骤:
[0030]步骤00141.对分割得到的下表面待检测区域做水平或垂直灰度投影，分割出电容下表面外观的规格信息所在区域；
[0031]步骤00142.利用下表面规格信息待检测区域图像中左上角和左下角像素所在直线偏离竖直方向的角度对步骤00133得到的下表面待检测区域进行旋转至竖直方向；其中左上角像素是从左至右，从上至下找到的第一个像素点，左下角像素是从左至右，从下至上找到的第一个像素点。
[0032]步骤0015.对分割区域图像进行归一化，具体包括下面步骤:
[0033]步骤00151.对旋转至竖直方向的下表面待检测区域图像裁剪成圆边缘上下左右各5个像素的正方形图像；
[0034]步骤00152.对裁剪后的下表面待检测区域图像缩放至大小规定像素点(如160X160)的规定校准图像；
[0035]步骤0016.将归一化的下表面待检测区域图像与图像数据库里的标准下表面模板图像(其获取过程也是经步骤009-0015)进行异或运算，运算结果超过阈值的判定为下表面不合格。
[0036]步骤0017.光电开关三检测到电容，触发侧表面图像采集单元相机捕获图像，同时触发进料槽上的旋转板带动电容旋转一周；
[0037]步骤0018.将多个侧表面彩色图像转换成灰度图像；
[0038]步骤0019.对多个侧表面灰度图像分别进行滤波去除图像噪声；
[0039]步骤0020.对去噪后的多个侧表面灰度图像分别进行图像增强以增强图像