一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法技术

一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法，包括如下步骤：S1：利用计算机生成标准的正弦光栅图案；S2：通过投影仪将光栅图案投影到耐火砖表面；S3：相机同步采集投影在耐火砖表面的光栅图案并传输到计算机；S4：利用六步相移法提取相位，得到包裹相位图；S5：利用三频外差法展开相位，得到绝对相位图；S6：通过缺陷处绝对相位的异常变化对绝对相位图进行缺陷边缘提取；S7：对缺陷边缘进行双边滤波，滤除边缘噪声；S8：对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；S9：进行形态学处理及标记缺陷。本发明专利技术采用六步相移提取相位，保证相位提取的精度，该方法满足了耐火砖表面质量检测的要求，具有较高的检测精度。具有较高的检测精度。具有较高的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法


[0001]本专利技术涉及耐火砖表面缺陷检测
，具体涉及一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]在耐火砖的生产过程中，因工艺水平、人员操作不当等因素所造成的包括火痣、溶洞、裂纹等外观缺陷严重影响了耐火砖的使用寿命，目前，耐火砖表面质量检测主要是通过传统的人工检测的方法，人工检测存在检测效率低、准确性不高、受人工经验和主观因素的影响较大等问题，且耐火砖具有复杂纹理背景，增加了火痣、溶洞等缺陷检测的难度，其已成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：如何提高耐火砖表面缺陷检测的准确性，避免了人工的失误，实现了耐火砖表面缺陷检测自动化，因此提供一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现：
[0005]一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法，包括如下步骤：
[0006]S1：利用计算机生成标准的正弦光栅图案；
[0007]S2：通过投影仪将光栅图案投影到耐火砖表面；
[0008]S3：相机同步采集投影在耐火砖表面的光栅图案并传输到计算机；
[0009]S4：利用六步相移法提取相位，得到包裹相位图；
[0010]S5：利用三频外差法展开相位，得到绝对相位图；
[0011]S6：通过缺陷处绝对相位的异常变化对绝对相位图进行缺陷边缘提取；
[0012]S7：对缺陷边缘进行双边滤波，滤除边缘噪声；
[0013]S8：对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；
[0014]S9：进行形态学处理及标记缺陷。
[0015]所述的步骤S1中利用计算机生成标准的光栅图案如下：
[0016][0017]其中，I为图像中像素点的灰度值；G为光栅图像灰度的最大值，一般为255；n为图像中横纵像素点；T为光栅条纹周期；δ为初始相位。
[0018]所述的步骤S3中相机采集的耐火砖表面的光栅图像如下：
[0019][0020]其中，I
i
(x,y)为图像像素坐标(x,y)处的灰度值；A(x,y)为图像的平均灰度；B(x,y)为图像的调制度；为像素坐标(x,y)处的包裹相位；N为正整数。
[0021]所述的步骤S4中利用六步相移法提取相位，得到包裹相位如下公式。
[0022][0023]所述的步骤S5中利用三频外差法对包裹相位进行展开，得到的绝对相位如下：
[0024][0025]其中，φ(x，y)为像素坐标(x,y)处的绝对相位，k(x，y)为条纹级数。
[0026]所述的步骤S6中缺陷边缘提取主要是指通过对水平和垂直两个方向分别进行两次卷积的方法进行缺陷边缘提取。
[0027]所述的第一次卷积是利用Sobel算子的水平方向1
×
3的卷积核和垂直方向3
×
1的卷积核对图像中每一个像素点的绝对相位值进行卷积运算，卷积核如下：
[0028][0029]水平方向竖直方向；
[0030]所述的第二次卷积是利用水平和竖直方向均为3
×
3的卷积核如下：
[0031][0032]水平方向竖直方向。
[0033]所述的步骤S7中双边滤波是指为了更好地保持边缘并去除缺陷边缘的噪声，将经过两次卷积后的相位图进行双边滤波。
[0034]所述的步骤S8中对滤波后的图像进行阈值分割，主要是通过单一全局阈值进行分割。
[0035]所述的形态学处理主要是指对二值化图像进行先膨胀后腐蚀处理，连通缺陷边缘区域，得到缺陷。
[0036]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用上述技术方案，采用六步相移提取相位，保证相位提取的精度；利用三频外差原理对包裹相位进行相位展开，得到精确的绝对相位；利用边缘提取算法对绝对相位图中的缺陷边缘进行准确的提取。该方法满足了耐火砖表面质量检测的要求，具有较高的检测精度，并且实现了耐火砖表面缺陷的精确识别与定位。
附图说明
[0037]图1是本专利技术提供的一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法的系统结构图；
[0038]图2是本专利技术提供的一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法的流程图；
[0039]图3是本专利技术具体实施例的计算机生成的光栅图；
[0040]图4是本专利技术具体实施例的相机采集的耐火砖表面变形光栅图；
[0041]图5是本专利技术具体实施例的相位展开后的绝对相位图；
[0042]图6是本专利技术具体实施例的边缘提取图；
[0043]图7是本专利技术具体实施例的滤波图；
[0044]图8是本专利技术具体实施例的缺陷图。
具体实施方式
[0045]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0046]如图1所示，一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法，包括计算机1以及与计算机相连接的DLP投影仪3和相机2，DLP投影仪3和相机2均朝向工作台上的耐火砖，其方法如图2所示：
[0047]S1：利用计算机1生成标准的正弦光栅图案；
[0048]S2：通过投影仪3将正弦光栅图案投影到耐火砖表面；
[0049]S3：相机2同步采集投影在耐火砖表面的正弦光栅图案并传输到计算机1；
[0050]S4：利用六步相移法提取相位，得到包裹相位图；
[0051]S5：利用三频外差法展开相位，得到绝对相位图；
[0052]S6：通过缺陷处绝对相位的异常变化对绝对相位图进行缺陷边缘提取；
[0053]S7：对缺陷边缘进行双边滤波，滤除边缘噪声；
[0054]S8：对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；
[0055]S9：进行形态学处理及标记缺陷。
[0056]所述的步骤S1中利用计算机生成标准的光栅图案如下：
[0057][0058]其中，I为图像中像素点的灰度值；G为光栅图像灰度的最大值，一般为255；n为图像中横纵像素点；T为光栅条纹周期；δ为初始相位。
[0059]所述的步骤S3中相机2采集的耐火砖表面的光栅图像如下：
[0060][0061]其中，I
i
(x,y)为图像像素坐标(x,y)处的灰度值；A(x,y)为图像的平均灰度；B(x,y)为图像的调制度；为像素坐标(x,y)处的包裹相位，N为正整数。
[0062]所述的步骤S4中利用六步相移法提取相位，得到包裹相位如下：
[0063][0064]所述的步骤S5中利用三频外差法对包裹相位进行展开，得到的绝对相位如下：
[0065][0066]其中，φ(x，y)为像素坐标(x,y)处的绝对相位，k(x，y)为条纹级数。
[0067]所述的步骤S6中缺陷边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法及系统，其特征在于，包括如下步骤：S1：利用计算机生成标准的正弦光栅图案；S2：通过投影仪将正弦光栅图案投影到耐火砖表面；S3：相机同步采集投影在耐火砖表面的正弦光栅图案并传输到计算机；S4：利用六步相移法提取相位，得到包裹相位图；S5：利用三频外差法展开相位，得到绝对相位图；S6：通过缺陷处绝对相位的异常变化对绝对相位图进行缺陷边缘提取；S7：对缺陷边缘进行双边滤波，滤除边缘噪声；S8：对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；S9：进行形态学处理及标记缺陷。2.如权利要求1所述的基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法，其特征在于，所述的步骤S1中利用计算机生成标准的光栅图案如下：其中，I为图像中像素点的灰度值；G为光栅图像灰度的最大值，一般为255；n为图像中横纵像素点；T为光栅条纹周期；δ为初始相位。3.如权利要求1所述的基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法，其特征在于，所述的步骤S2中相机为CMOS相机，所述的投影仪为DLP投影仪。4.如权利要求1所述的基于光栅投影的耐火砖表面缺陷检测方法，其特征在于，所述的步骤S3中相机采集的耐火砖表面的光栅图像如下：其中，I
i
(x，y)为图像像素坐标(x，y)处的灰度值；A(x，y)为图像的平均灰度；B(x，y)为图像的调制度；为像素坐标(x，y)处的包裹相位；N为正整数。5.如权利要求l所述的基于光栅投影的耐火砖表面缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，赵会敏，朱振伟，李成，刘丙康，于渊，
申请(专利权)人：郑州大河智信科技股份公司，
类型：发明
国别省市：