一种用于外观检测的机器视觉算法制造技术

本发明专利技术涉及一种用于外观检测的机器视觉算法，用于具有光滑、不透明、主体颜色一致的产品外表面外观检测。本发明专利技术提供的算法具有泛化性高、精确度高，具有可持续优化性的特征，处理两个主要需求：1)对产品的颜色进行检测；2)对产品的外观进行检测。本发明专利技术集成多种算法，准确率高；利用历史数据，可以优化参数；SIFT图像匹配算法自身的优良性能；泛化性高，对于主体颜色一致的产品都适用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于外观检测的机器视觉算法
本专利技术涉及一种用于外观检测的机器视觉算法，可用于具有光滑、不透明、主体颜色一致的产品外表面外观检测。
技术介绍
机器视觉技术主要是基于产品的特征信息进行身份识别的一种识别技术，是通过摄像机或摄像头采集含有产品的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪，进而对检测到的产品进行特征比对的一系列相关技术。国内目前对于大多数光滑、不透明、主体颜色一致的产品的外观检测仍使用人工检测的方式。目前有相关专利涉及外观检测的硬件设计及其他产品或通用的外观检测的方法，但还没有针对通用性较强的机器视觉检测算法。例如苏州德创测控科技有限公司申请了一种外观检测系统及方法的专利技术专利(申请公开号为CN108072664A)，该专利技术公开了一种外观检测系统及方法，所述系统包括流水线传送单元、图像获取单元、线型背景光源和图像分析处理单元，其中：流水线传送单元，用于传送待检测物体；图像获取单元，设置于流水线传送单元的上方，用于获取待检测物体的局部图像；线型背景光源，设置于流水线传送单元的下方，并且与图像获取单元相对设置，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于外观检测的机器视觉算法，用于具有光滑、不透明、主体颜色一致的产品外表面外观检测，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：输入正常完好产品的产品图片作为标准模板图片，并给出产品在标准模板图片位置的区域范围及标准模板图片中产品上的N个关键点，N≥10；/n步骤2：依据已知的产品生产节拍及接触式传感器，控制图像采集设备根据预先设定的采集间隔及接触式传感器的条件判定实现实时采集图像；/n步骤3：图像采集设备将把步骤2采集到的实时产品图像传输到边缘侧设备中；/n步骤4：选取实时产品图像矩阵中的固定区域获得实时产品图像的ROI区域图片，ROI区域对应于产品主体部分；/n步骤5：对ROI区域图片的...

【技术特征摘要】
1.一种用于外观检测的机器视觉算法，用于具有光滑、不透明、主体颜色一致的产品外表面外观检测，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：输入正常完好产品的产品图片作为标准模板图片，并给出产品在标准模板图片位置的区域范围及标准模板图片中产品上的N个关键点，N≥10；
步骤2：依据已知的产品生产节拍及接触式传感器，控制图像采集设备根据预先设定的采集间隔及接触式传感器的条件判定实现实时采集图像；
步骤3：图像采集设备将把步骤2采集到的实时产品图像传输到边缘侧设备中；
步骤4：选取实时产品图像矩阵中的固定区域获得实时产品图像的ROI区域图片，ROI区域对应于产品主体部分；
步骤5：对ROI区域图片的尺寸进行归一化处理，获得尺寸归一化图片；
步骤6：对尺寸归一化图片进行亮度归一化处理，获得亮度标准化图片；
步骤7：通过RGB颜色空间及HSV颜色空间对产品颜色进行检测，包括以下步骤：
步骤701：通过RGB颜色空间对产品颜色进行检测，包括以下步骤：
步骤7011：将亮度标准化图片转化为RGB待测图片，在RGB待测图片上选取和步骤1中所述N个关键点一一对应的N个待测像素点；
步骤7012：利用欧式距离计算RGB待测图片中每个待测像素点与标准模板图片对应的关键点之间的颜色相似度，设第n个关键点Pn与第n个待测像素点Pn′的颜色相似度为Dist(Pn，Pn′)，则有：



式(3)中，(xn，yn，zn)为第n个关键点Pn的颜色分量，(x′n，y′n，zn′)为第n个待测像素点Pn′的颜色分量；
步骤7013：基于每个待测像素点与标准模板图片对应的关键点之间的相似度，通过加权均值的方法求得RGB空间中RGB待测图片与标准模板图片的颜色总相似度Msimiliarity，将第n个关键点Pn与第n个待测像素点Pn′的颜色相似度记为Pnsimilarity，则有：



式(4)中，an为权值；
步骤7014：若颜色总相似度Msimiliarity小于阈值，则判定为产品颜色相符，否则判定为产品颜色不相符；
步骤702：通过HSV颜色空间对产品颜色进行检测，包括以下步骤：
步骤7021：将亮度标准化图片转化为HSV待测图片，在HSV待测图片上选取和步骤1中所述N个关键点一一对应的N个待测像素点；
步骤7022：利用欧式距离采用上式(3)计算HSV待测图片中每个待测像素点与标准模板图片对应的关键点之间的颜色相似度；
步骤7023：基于每个待测像素点与标准模板图片对应的关键点之间的颜色相似度，通过加权均值的方法采用上式(4)求得HSV空间中HSV待测图片与标准模板图片的颜色总相似度Msimiliarity；
步骤7024：若颜色总相似度Msimiliarity小于阈值，则判定为产品颜色相符，否则判定为产品颜色不相符；
步骤8：提取产品主体部分，包括以下步骤：
步骤801：将亮度标准化图片转换至RGB空间，选取亮度标准化图片中所有和标准模板图片的颜色相似度在设定阈值以内的像素点，将这些像素点的颜色值置为[255，255，255]，其余部分颜色值置为[0，0，0]；
步骤802：对通过步骤801得到的图片作开运算，得到前景主体部分图片，定义为掩膜图片，掩膜图片为消除杂点后的二值化图片，掩膜图片的背景为黑色，掩膜图片中的产品主体部分为全白；
步骤803：利用掩膜和转换至RGB空间的亮度标准化图片进行与运算得到除产品主体部分全为黑色的提取图片，定义为产品主体图；
步骤9：基于SIFT改进算法进行产品缺陷检测，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：程睿远，顾锴，琚长江，张建安，杜鹏飞，陈纪勇，李倩，
申请(专利权)人：上海电器科学研究所集团有限公司，上海电器科学研究院，上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31