纸杯的缺陷检测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及自动化检测，具体而言，涉及一种纸杯的缺陷检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、在纸杯的生产过程中，纸杯的合格率受到多种因素(例如纸杯成型机的机械状态、底纸品质、纸片品质、温度、水分)的影响，纸杯会出现各种各样的缺陷，如爆口、尺寸问题、侧壁脏污、底部脏污、接缝不良、杯身不圆等等。此时需要不断抽查当前纸杯品质确认生产状态是否良好，通常连续几次出现同一类型的缺陷就意味着纸杯成型机出现了问题，需要及时对纸杯成型机进行调整，确保生产品质，另外，纸杯生产完成出厂需要对所有产品进行质检，筛选出不合格产品。

2、相关技术中，检测模式分为两种，一是人工进行检测，需要不断对纸杯进行抽检，保证良品率，并对所有生产的纸杯分类为合格品和不合格品，人工检测存在效率低且抽检具有一定的随机性，良品率难以得到保证。另外一种采用机器视觉的方式对纸杯进行拍照获取纸杯图像利用算法进行分析，但仅仅对污点进行了检测，而实际生产过程中，纸杯的缺陷种类较多，污点此类缺陷在总体缺陷的占比中不到十分之一，单独只检测一种缺陷意义不大，无法起到替代人工检测的作用。

3、针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明提供了一种纸杯的缺陷检测方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术检测效率较低的技术问题。

2、根据本技术实施例的一个方面，提供了一种纸杯的缺陷检测方法，包括：获取待检测纸杯的彩色图像，对所述彩色图像进行预处理，得到整体亮度变化图；根据所述整体亮度变化图对所述待检测纸杯的目标检测区域进行定位；对所述目标检测区域进行缺陷检测。

3、进一步地，对所述目标检测区域进行缺陷检测包括：获取所述目标检测区域对应的掩图；采用所述掩图获取所述目标检测区域对应的亮度分量图像；获取与所述目标检测区域对应的预测值，将所述预测值与所述亮度分量图像进行差分处理，以进行缺陷检测。

4、进一步地，所述目标检测区域为杯底和侧壁之间的接缝区域，获取与所述目标检测区域对应的预测值包括：对所述接缝区域对应的第一亮度分量图像进行极坐标转换；使用卷积核对转换后的图进行亮度均值滤波，得到中间图；将所述中间图作为所述接缝区域对应的预测值。

5、进一步地，对所述目标检测区域进行缺陷检测包括：根据所述整体亮度变化图提取所述待检测纸杯的外轮廓，将所述外轮廓作为目标检测区域；获取所述外轮廓的点集，根据所述外轮廓的点集拟合外轮廓圆，得到外轮廓拟合圆；定位所述外轮廓拟合圆的圆心；对所述外轮廓进行轮廓划分，得到多个子轮廓；遍历所述子轮廓上所有的点到所述圆心的距离，获取每一个子轮廓对应的最小距离和最大距离；根据所述最小距离和所述最大距离以及预设异常距离差阈值检测所述外轮廓的平整度。

6、进一步地，所述目标检测区域为内杯口和侧壁之间的渐变区域，根据所述整体亮度变化图对所述待检测纸杯的目标检测区域进行定位包括：提取所述整体亮度变化图中杯口高亮区域的环状轮廓，并采用所述环状轮廓的内环轮廓拟合内杯口圆；将所述内杯口圆作为渐变区域的起始圆，按照梯度缩小所述内杯口圆的半径，并获取缩小半径后的圆对应的亮度变化总值；将亮度变化总值小于预设值的圆作为所述渐变区域的终止圆，并将所述起始圆与所述终止圆之间的区域定位为所述渐变区域。

7、进一步地，所述目标检测区域为内杯口和杯壁之间的渐变区域，对所述目标检测区域进行缺陷检测包括：使用两组卷积核对所述整体亮度变化图进行卷积操作，分别提取得到高亮图和低暗图；采用所述渐变区域的掩图截取所述高亮图和所述低暗图，通过二值化提取轮廓；检测轮廓的亮度变化是否符合预设模型的变化趋势；若所述轮廓的亮度变化不符合预设模型的变化趋势，则获取侧壁的亮度模型进行复检，根据侧壁的亮度模型计算亮度的预测值，设定阈值筛选出超出所述亮度的预测值一定大小的轮廓，作为异常区域。

8、进一步地，对所述目标检测区域进行缺陷检测包括：提取所述整体亮度变化图中杯口高亮区域的环状轮廓；采用所述环状轮廓的外环轮廓拟合得到外杯口拟合圆，按照梯度缩小所述外杯口拟合圆的半径，选取亮度变化总量最高的圆为外杯口圆；采用所述环状轮廓的内环轮廓拟合得到内杯口圆；根据所述外杯口圆和所述内杯口圆，计算所述纸杯的实际物理直径；根据所述实际物理直径检测所述纸杯的尺寸。

9、根据本技术实施例的另一个方面，还提供了一种纸杯的缺陷检测装置，包括：获取模块，用于获取待检测纸杯的彩色图像，对所述彩色图像进行预处理，得到整体亮度变化图；定位模块，用于根据所述整体亮度变化图对所述待检测纸杯的目标检测区域进行定位；检测模块，用于对所述目标检测区域进行缺陷检测。

10、进一步地，所述检测模块包括检测子模块，用于获取所述目标检测区域对应的掩图；采用所述掩图获取所述目标检测区域对应的亮度分量图像；获取与所述目标检测区域对应的预测值，将所述预测值与所述亮度分量图像进行差分处理，以进行缺陷检测。

11、进一步地，所述检测子模块，还用于对所述接缝区域对应的第一亮度分量图像进行极坐标转换；使用卷积核对转换后的图进行亮度均值滤波，得到中间图；将所述中间图作为所述接缝区域对应的预测值。

12、进一步地，所述检测模块包括第一检测单元，用于根据所述整体亮度变化图提取所述待检测纸杯的外轮廓，将所述外轮廓作为目标检测区域；获取所述外轮廓的点集，根据所述外轮廓的点集拟合外轮廓圆，得到外轮廓拟合圆；定位所述外轮廓拟合圆的圆心，并对所述外轮廓进行轮廓划分，得到多个子轮廓；遍历所述子轮廓上所有的点到所述圆心的距离，获取每一个子轮廓对应的最小距离和最大距离；根据所述最小距离和所述最大距离以及预设异常距离差阈值检测所述外轮廓的平整度。

13、进一步地，所述定位模块包括第一定位单元，用于提取所述整体亮度变化图中杯口高亮区域的环状轮廓，并采用所述环状轮廓的内环轮廓拟合内杯口圆；将所述内杯口圆作为渐变区域的起始圆，按照梯度缩小所述内杯口圆的半径，并获取缩小半径后的圆对应的亮度变化总值；将亮度变化总值小于预设值的圆作为所述渐变区域的终止圆，并将所述起始圆与所述终止圆之间的区域定位为所述渐变区域

14、进一步地，所述检测模块包括第二检测单元，用于使用两组卷积核对所述整体亮度变化图进行卷积操作，分别提取得到高亮图和低暗图；采用所述渐变区域的掩图截取所述高亮图和所述低暗图，通过二值化提取轮廓；检测轮廓的亮度变化是否符合预设模型的变化趋势；若所述轮廓的亮度变化不符合预设模型的变化趋势，则获取侧壁的亮度模型进行复检，根据侧壁的亮度模型计算亮度的预测值，设定阈值筛选出超出所述亮度的预测值一定大小的轮廓，作为异常区域。

15、进一步地，所述检测模块包括第三检测单元，用提取所述整体亮度变化图中杯口高亮区域的环状轮廓；采用所述环状轮廓的外环轮廓拟合得到外杯口拟合圆，按照梯度缩小所述外杯口拟合圆的半径，选取亮度变化总量最高的圆为外杯口圆；采用所述环状轮廓的内环轮廓拟合得到内杯口圆；根据所述外杯口圆和所述内杯口圆，计算所述纸杯的实际物理直径；根据所述实际物理直径检测所述纸杯的尺寸。

16、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述的步骤。

17、根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行上述方法中的步骤。

18、本技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法中的步骤。

19、通过本发明，获取待检测纸杯的彩色图像，对彩色图像进行预处理，得到整体亮度变化图，根据整体亮度变化图对待检测纸杯的目标检测区域进行定位，对目标检测区域进行缺陷检测。根据纸杯特征将纸杯分成多个区域，结合整体亮度变化图对多个区域分别进行检测。在纸杯成型机与打包机之间形成桥接，完成了生产以及质检的全自动化，节约了人力，同时，通过缺陷检测结果准确调节生产状态，可以提高生产良率，减少了生产浪费，极大地提升了生产力解放了人工。