【技术实现步骤摘要】
基于纹理特征聚类的磁瓦表面缺陷检测方法
本专利技术涉及机器视觉领域,具体是指一种通过纹理特征聚类分析对磁瓦表面缺陷检测识别的方法。
技术介绍
铁氧体磁瓦是主要用于永磁电机上的一种瓦状磁铁,其品质的高低直接影响了永磁电机的整体性能。在磁瓦生产过程中,由于工艺问题,磁瓦表面容易出现裂纹、破损、麻点等缺陷,直接影响了磁瓦的正常使用。目前工业生产中对磁瓦表面缺陷的判断基本采用人工检测,检测精度差、检测效率低且劳动力成本高。随着机器视觉的不断发展,基于机器视觉的缺陷检测技术已经开始在工业产品表面质量监控中得到广泛应用,利用机器视觉自动检测能够提高企业的生产效率、降低劳动成本,增加企业的竞争力。然而针对磁瓦这一产品,本身具有灰度差不明显,且表面存在一定的弧度的特点,导致光照不易均匀,图像灰度对比度低,因此需要开发出特定的检测算法来完成缺陷提取识别。
技术实现思路
本专利技术针对上述存在的问题,提供了一种基于纹理特征聚类的磁瓦表面缺陷提取识别方法,实现磁瓦缺陷的自动检测。本专利技术所解决的技术问题是提供一种基于纹理特征聚类的磁瓦表面缺陷提取识别算法。利用Gabor核函数构造能量谱表征磁瓦表面纹理特征,克服光照、尺度、角度等干扰;采用自定义系数修正Gabor能量谱,然后利用模糊C均值聚类算法对修正后Gabor能量谱图像分割出缺陷纹理和正常纹理区域;最后根据聚类分割后区域灰度变化特征快速、有效地提取识别缺陷区域。算法包括以下步骤。第一步:利用Gabor核函数构造能量谱表征磁瓦表面的纹理特征,采用Gabor核函数对原始图像卷积计算,得到8方向的Gabor能量谱,并用0度、45度、 ...
【技术保护点】
1.一种基于纹理特征聚类的磁瓦表面缺陷提取识别方法,实现了磁瓦表面缺陷的自动检测,方法步骤包括以下步骤:第一步:利用Gabor核函数构造能量谱表征磁瓦表面的纹理特征,采用Gabor核函数对原始图像卷积计算,得到8方向的Gabor能量谱,并用0度、45度、90度、135度方向的能量谱叠加表征磁瓦表面的纹理特征;步骤一中,包括以下步骤:(1)Gabor核函数:采用通用的复2‑D Gabor核函数,复2‑D Gabor核函数ζu,v(z)是由高斯函数调制的复正弦函数,其数学表达式为:
【技术特征摘要】
1.一种基于纹理特征聚类的磁瓦表面缺陷提取识别方法,实现了磁瓦表面缺陷的自动检测,方法步骤包括以下步骤:第一步:利用Gabor核函数构造能量谱表征磁瓦表面的纹理特征,采用Gabor核函数对原始图像卷积计算,得到8方向的Gabor能量谱,并用0度、45度、90度、135度方向的能量谱叠加表征磁瓦表面的纹理特征;步骤一中,包括以下步骤:(1)Gabor核函数:采用通用的复2-DGabor核函数,复2-DGabor核函数ζu,v(z)是由高斯函数调制的复正弦函数,其数学表达式为:式中,z=(x,y)为图像像素点,其中,x,y分别为图像中的横坐标和纵坐标;u和v分别表示Gabor小波的方向和尺度;||·||表示模运算;i为复数算子;σ为高斯函数的半径,规定了二维Gabor小波的尺寸大小;ku,v为核函数的中心频率,θ体现了滤波器的方向选择性利用上述数学公式并确定参数:μ=1,v=2,θ=πμ/8,σ=2π,(2)构造Gabor能量谱通过Gabor核函数与磁瓦表面图像卷积计算得到Gabor能量谱,以描述纹理特征,设g(x,y)为图像的灰度值,其中,x,y分别为图像中的横坐标和纵坐标,则卷积值Q(x,y)为:Q(x,y)=ζ(x,y)*g(x,y)相应的幅度谱M(x,y)和相位谱θ(x,y)为:其中Re()为取复数实部函数,Im()为复数的虚部函数;幅度谱M(x,y)足以表示Gabor能量谱,所以采用能量谱数学值上用幅度谱代替;通过分析,缺陷存在于0-180度之间范围,故选用0度、45度、90度和135度四个方向的能量谱;(3)构造Gabor能量总谱四方向的Gabor能量谱GA,GB,GC,GD分别表示了四个方向的纹理特征,如果直接对四方向能量谱分别聚类,则存在重复计算,缺陷特征不明显的缺点,所以将四方向能量谱叠加,得到能量总谱MS,既增强了缺陷的纹理特征,同时减少了计算量;MS=GA+GB+GC+GD;第二步:构造自定义系数谱修正Gabor能量谱,通过自定义系数谱与Gabor能量谱相乘,得到修正的Gabor能量谱,并确定聚类簇数为3,以优化聚类效果;步骤二中,构造一个自定义乘积系数谱ρ(x,y),通过自定义系数谱ρ(x,y)与Gabor能量谱相乘得到修正后的Gabor能量谱MDC;在MS中,主要存在三个区域,分别是正常纹理区域、光照不均匀区域和缺陷区域,且光照不均匀区域和缺陷区域在Gabor能量谱中幅值大小相近,影响了聚类分割,通过局部灰度特征构造自定义能量系数谱修正Gabor能量谱,以优化聚类算法;假设磁瓦表面某点的灰度值为g(x,y),计算以该点为中心的边长为n的正方向框内的平均灰度值m(x,y)和标准差d(x,y),通过如下公式得到自定义系数谱ρ(x,y):...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙海涛,李丹,赵卫东,
申请(专利权)人:安徽达特智能科技有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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