柱狀二極管表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、本課題研究對(duì)象為柱狀二極管，黑色管體表面主要有7種外形和紋理缺陷，包括管體大小不一、管體缺損、文字缺失、片狀印染、極性環(huán)缺失、極性環(huán)寬度不一致和露白膠。通過圖像處理和模式識(shí)別對(duì)二極管進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)目的是判斷對(duì)象是否有缺陷，缺陷是什么類型。
　　問題的解決關(guān)鍵在兩個(gè)方面，第一個(gè)是光學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)；第二個(gè)是缺陷檢測(cè)算法設(shè)計(jì)。
　　針對(duì)光學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)，由于對(duì)象是三維結(jié)構(gòu)，深度信息不一致，利用平面工業(yè)相機(jī)拍照易出現(xiàn)光照不均勻、局部反光、局

2、部圖像畸變等不利情況。通過光學(xué)原理和對(duì)象的自身結(jié)構(gòu)特征，測(cè)試出中低角度散射正面照明方式和特定空間角度的條形光源安放方式。
　　針對(duì)缺陷檢測(cè)算子的設(shè)計(jì)，使用的是經(jīng)典的圖像分析流程：圖像預(yù)處理、缺陷ROI的分割、缺陷ROI特征提取和缺陷ROI分類。其中，難點(diǎn)是缺陷ROI的分割和紋理特征提取。
　　對(duì)于第一個(gè)難點(diǎn)，文字與缺陷ROI可能混在一起，而且文字和缺陷ROI的灰度值相近，很難去除文字的干擾，并單獨(dú)將缺陷ROI分割出來。接下來

3、，通過分析文字內(nèi)在外形特征，改進(jìn)筆畫寬度分割（SWT）并應(yīng)用在文字分割上，這樣可以完美地將文字分割出來，同時(shí)不影響其它缺陷 ROI的分割。如此去除文字以后，管體上留下來的便是缺陷ROI。
　　對(duì)于第二個(gè)難點(diǎn)，通過對(duì)ROI內(nèi)部像素灰度排列規(guī)律的分析，提出了模式化梯度方向（HPG_D）和梯度幅值（HPG_A）直方圖特征，并從特征的相對(duì)類間距離和相對(duì)類內(nèi)方差上，說明HPG算子的優(yōu)異性，能很好地描述無明顯條紋的過渡性紋理；從分類效果上，