基于机器视觉的三轴转台缺陷检测方法与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及基于机器视觉的三轴转台缺陷检测方法。

背景技术：

1、三轴转台是一种工程设备或机械系统，用于实现物体的旋转和定位，具有高度精确的控制，可以精确地控制物体在其上方进行旋转。三轴转台的应用领域广泛，其工作场景众多，三轴转台其自身材质以及防护措施不同，在三轴转台表面可能出现锈蚀的情况。通过滤波的手段对三轴转台表面图像进行处理，结合其锈蚀区域的特征实现对表面锈蚀区域的增强，实现对其缺陷的检测。

2、利用非局部均值滤波对三轴转台表面锈蚀缺陷进行处理时，构建图像中的像素点对应的窗口的过程中，像素点周围存在噪声等影响因素，使得不同像素点对应的窗口中存在不同的噪声水平，进而导致缺陷检测过程中出现误差，使得三轴转台的缺陷检测结果的准确度较低。

技术实现思路

1、为了解决现有方法在对三轴转台进行缺陷检测时缺陷检测结果准确度较低的问题，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的三轴转台缺陷检测方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提供了一种基于机器视觉的三轴转台缺陷检测方法，该方法包括以下步骤：

3、获取待检测三轴转台的表面图像；

4、根据所述表面图像中每个像素点在r通道的值和每个像素点与其预设邻域内像素点的灰度差异，得到每个像素点的缺陷可能性指标；基于所述缺陷可能性指标筛选待滤波点；分别以每个待滤波点为中心点，构建每个待滤波点对应的窗口；根据每个待滤波点与其对应的窗口内像素点的灰度分布，得到每个待滤波点的噪声强度评价值；

5、根据每个待滤波点与其对应的窗口内待滤波点之间的距离以及待滤波点的噪声强度评价值，获得每个待滤波点的噪声水平评价值；根据每个待滤波点对应的窗口内待滤波点的噪声强度评价值、每个待滤波点对应的窗口内像素点的梯度分布和对应的缺陷可能性指标，得到每个待滤波点对缺陷的表现程度值；基于所述噪声水平评价值和所述对缺陷的表现程度值确定每个待滤波点的扩展系数；

6、基于所述扩展系数对待滤波点所对应的窗口的大小进行调整获得对应的目标窗口，基于所述目标窗口对待滤波点进行滤波处理获得处理后的图像，基于所述处理后的图像判断待检测三轴转台是否存在缺陷。

7、优选的，所述根据所述表面图像中每个像素点在r通道的值和每个像素点与其预设邻域内像素点的灰度差异，得到每个像素点的缺陷可能性指标，包括：

8、对于所述表面图像中的第a个像素点：

9、将第a个像素点的灰度值与其预设邻域内每个像素点的灰度值之间的差值绝对值，作为第a个像素点的预设邻域内每个像素点对应的第一差异；

10、根据第a个像素点的预设邻域内所有像素点对应的第一差异、第a个像素点的灰度值和第a个像素点在r通道的值，获得第a个像素点的缺陷可能性指标，所述第一差异和所述第a个像素点的灰度值均与所述缺陷可能性指标呈负相关关系，第a个像素点在r通道的值与所述缺陷可能性指标呈正相关关系。

11、优选的，所述根据每个待滤波点与其对应的窗口内像素点的灰度分布，得到每个待滤波点的噪声强度评价值，包括：

12、对于第b个待滤波点：

13、将第b个待滤波点对应的窗口内灰度值大于预设灰度阈值的像素点记为第一像素点；将第b个待滤波点与其对应的窗口内每个第一像素点之间的距离记为每个第一像素点对应的距离差异；

14、根据第b个待滤波点的灰度值和第b个待滤波点对应的窗口内所有第一像素点对应的距离差异的方差，获得第b个待滤波点的噪声强度评价值，所述第b个待滤波点的灰度值和所述方差均与所述噪声强度评价值呈正相关关系。

15、优选的，采用如下公式计算第b个待滤波点的噪声水平评价值：

16、

17、其中，为第b个待滤波点的噪声水平评价值，为第b个待滤波点对应的窗口内像素点的总数量，为第b个待滤波点对应的窗口内待滤波点的数量，为第b个待滤波点对应的窗口内第i个待滤波点的噪声强度评价值，为第b个待滤波点对应的窗口内的第二像素点的数量，为第b个待滤波点对应的窗口内第j个第二像素点的横坐标，为第b个待滤波点的横坐标，为第b个待滤波点对应的窗口内第j个第二像素点的纵坐标，为第b个待滤波点的纵坐标，为预设第二调整参数，大于0；

18、第b个待滤波点对应的窗口内的第二像素点的获取过程为：将第b个待滤波点对应的窗口内噪声强度评价值大于预设噪声强度阈值的待滤波点确定为第b个待滤波点对应的窗口内的第二像素点。

19、优选的，所述根据每个待滤波点对应的窗口内待滤波点的噪声强度评价值、每个待滤波点对应的窗口内像素点的梯度分布和对应的缺陷可能性指标，得到每个待滤波点对缺陷的表现程度值，包括：

20、对于第b个待滤波点：

21、将第b个待滤波点对应的窗口内梯度值大于预设梯度阈值的待滤波点确定为第三像素点；

22、对于第b个待滤波点对应的窗口内第t个第三像素点：在第t个第三像素点对应的窗口内，将第t个第三像素点的梯度方向的垂直方向上的像素点作为第t个第三像素点的参考像素点；分别将第t个第三像素点与其每个参考像素点之间的梯度值的差值绝对值，记为第t个第三像素点的每个参考像素点的梯度差异；根据第t个第三像素点与其每个参考像素点之间的距离、第t个第三像素点的每个参考像素点的梯度差异和第t个第三像素点的噪声强度评价值，得到第t个第三像素点的梯度评价指标，所述梯度差异与所述梯度评价指标呈正相关关系，所述第t个第三像素点与其每个参考像素点之间的距离以及第t个第三像素点的噪声强度评价值均与所述梯度评价指标呈负相关关系；

23、根据第b个待滤波点对应的窗口内第三像素点的数量占比、第b个待滤波点对应的窗口内每个第三像素点的梯度评价指标、第b个待滤波点对应的窗口内每个第三像素点的梯度值、第b个待滤波点对应的窗口内每个像素点的缺陷可能性指标，得到第b个待滤波点对缺陷的表现程度值。

24、优选的，采用如下公式计算第b个待滤波点对缺陷的表现程度值：

25、

26、其中，为第b个待滤波点对缺陷的表现程度值，为第b个待滤波点对应的窗口内像素点的总数量，为第b个待滤波点对应的窗口内第三像素点的数量，为第b个待滤波点对应的窗口内第t个第三像素点的梯度评价指标，为第b个待滤波点对应的窗口内第t个第三像素点的梯度值，为第b个待滤波点对应的窗口内第r个像素点的缺陷可能性指标。

27、优选的，所述基于所述噪声水平评价值和所述对缺陷的表现程度值确定每个待滤波点的扩展系数，包括：

28、对于第b个待滤波点：将第b个待滤波点的噪声水平评价值与第b个待滤波点对缺陷的表现程度值之间的比值的归一化结果，确定为第b个待滤波点的扩展系数。

29、优选的，所述基于所述扩展系数对待滤波点所对应的窗口的大小进行调整获得对应的目标窗口，包括：

30、对于第b个待滤波点：若第b个待滤波点的扩展系数小于预设扩展系数阈值，则将第b个待滤波点所对应的窗口作为第b个待滤波点对应的目标窗口；若第b个待滤波点的扩展系数大于或等于预设扩展系数阈值，则计算第b个待滤波点所对应的窗口的边长与第b个待滤波点的扩展系数的乘积的向上取整的结果，将第b个待滤波点所对应的窗口的边长与所述向上取整的结果的和值作为第b个待滤波点对应的目标窗口的边长，以第b个待滤波点为中心，构建边长为第b个待滤波点对应的目标窗口的边长的窗口，作为第b个待滤波点对应的目标窗口。

31、优选的，所述基于所述缺陷可能性指标筛选待滤波点，包括：

32、将缺陷可能性指标大于预设可能性阈值的像素点确定为待滤波点。

33、优选的，所述基于所述目标窗口对待滤波点进行滤波处理获得处理后的图像，包括：

34、基于每个待滤波点对应的目标窗口，采用非局部均值滤波算法进行滤波处理，获得处理后的图像。

35、本发明至少具有如下有益效果：

36、本发明考虑到当待检测三轴转台存在锈蚀缺陷区域时，锈蚀缺陷区域表现为低灰度区域且锈蚀缺陷区域呈现棕色、红色等，因此其像素点在r通道的值较大，本发明首先根据待检测三轴转台的表面图像中每个像素点在r通道的值和每个像素点与其预设邻域内像素点的灰度差异，对每个像素点属于缺陷的可能性进行评价，得到了每个像素点的缺陷可能性指标，基于缺陷可能性指标对所有像素点进行了初步筛选，获得了多个待滤波点，然后结合待滤波点对应的窗口内噪声点的分布情况，根据噪声水平评价值以及纹理特征，确定了每个待滤波点的扩展系数，根据待滤波点在图像中的特征表现对其窗口进行扩展，从而降低窗口中的噪声水平，并增加窗口中缺陷区域的特征，达到对不同待滤波点构建不同大小的目标窗口进行滤波处理的目的，获得更好的滤波效果，提高了待检测三轴转台缺陷检测结果的准确度。