本发明专利技术公开了一种小型工件表面缺陷的评估方法，该方法利用工业相机在特定光源下采集小型工件表面图像，基于图像处理及轮廓分析的方法检测小型工件的缺角、掉边、异形、麻坑、裂纹等多种缺陷，然后采用凸缺陷评估参数，以及凸缺陷评估参数与直线度评估参数相结合的方法评估小型工件的缺角、掉边等缺陷的严重程度与多少程度，采用基于直方图统计和麻坑像素所占比例的阈值分割方法评估麻坑与裂纹缺陷的程度。基于该评估，本发明专利技术还提供了一种检测表面不合格工件的流程，其误检率低且速度快，能够满足小型工件的在线检测要求，并且应用范围广泛，适用于各种小型工件的表面缺陷检测问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及小型工件表面缺陷
，尤其涉及一种小型工件表面缺陷的评估方法以及利用该评估方法检测表面不合格工件的流程。
技术介绍
表面缺陷是影响小型工件表面质量的一个重要因素，直接影响着最终产品的外观和使用性能。例如，小型的永磁体工件的表面缺陷一方面影响到磁性材料用户关注的永磁材料的表磁分布和磁性能均勻性等特性，另一方面主要影响着永磁材料的耐腐蚀性这一决定磁体寿命的重要特性。小型的机械零部件的表面缺陷则严重影响着其力学性能和产品的外观。目前，对于表面缺陷的检测，国内外已具备了很多种方法，如人工目测法、激光超声检测法，涡流检测技术及光电检测技术等。但是，上述检测方法中大部分存在不足之处而不能在工业中推广应用，例如人工目测法存在检测效率低、检测质量受人的因素的影响较大，以及会增加成本等不足；激光超声检测法由于原理限制主要应用于超微裂纹的缺陷检测，难以评估具有多种缺陷的工件；涡流检测技术适用于大型板材的检测。因此，设计一种对存在缺角、掉边、裂纹、麻坑、异形等多种表面缺陷的小型工件进行缺陷检测和评估的方法具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的技术目的针对现有技术中关于小型工件表面缺陷检测方法的不足，提供一种小型工件表面缺陷评估的新方法，以及利用该评估方法检测表面不合格工件的流程， 尤其适用于存在缺角、掉边、裂纹、麻坑、异形等多种缺陷的小型工件。本专利技术实现上述技术目的所采用的技术方案为一种小型工件表面缺陷的评估方法，包括如下步骤步骤1 采用工业相机在特定光源下采集小型工件表面图像，并进行中值滤波处理，然后采用最大类间方差法计算图像分割的最佳阈值，对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；步骤2 对二值图像进行轮廓检测，得到所有外轮廓，对所有外轮廓进行多边形近似，然后根据小型工件的形状特征，设置一定的面积、内角阈值，标记并提取满足阈值且具有凸性特征的轮廓，达到定位小型工件的目的，得到工件的轮廓信息以及定位后的掩膜图像；步骤3 缺角、掉边和异形三种缺陷反映在工件的轮廓上面，麻坑和裂纹两种缺陷位于工件表面内部，根据以下方法进行工件表面缺陷的评估(1)对于轮廓上缺角或掉边的严重程度，采用凸缺陷评估给出凸缺陷评估参数，根据工件的轮廓信息，检测轮廓的凸缺陷，得到深度最大的凸缺陷的位置和深度信息，深度的大小反映缺角或掉边缺陷大小的严重程度；(2)对于轮廓上缺角或掉边较多，而每一个凸缺陷的深度都不是很大的情况，采用凸缺陷与直线度相结合评估给出直线度评估参数，根据工件的轮廓上最大深度的凸缺陷位置信息，去掉该凸缺陷的邻域，对余下的每一条边进行最小二乘法直线拟合，然后计算直线度误差，直线度误差的大小反映缺角或/和掉边缺陷多少的严重程度；(3)对于异形缺陷的严重程度，采用对边平行度评估给出对边平行度评估参数，根据工件的轮廓信息，计算对边的夹角，即对边平行度夹角，该对边平行度夹角的大小反映异形缺陷的大小程度；(4)对于麻坑和裂纹两种缺陷，采用基于直方图统计和麻坑像素所占比例的阈值分割方法评估首先，根据掩膜图像，计算感兴趣区域的直方图，得到小型工件表面区域的直方图统计和总像素数s ；然后，根据用户对麻坑大小的要求，换算出麻坑所占的像素数m;其次，根据直方图统计，计算出像素数所占比例为m/s的最佳分割阈值T，该最佳分割阈值T满足τ权利要求1.一种小型工件表面缺陷的评估方法，其特征是包括如下步骤步骤1 采用工业相机在特定光源下采集小型工件表面图像，并进行中值滤波处理，然后采用最大类间方差法计算图像分割的最佳阈值，对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；步骤2 对二值图像进行轮廓检测，得到所有外轮廓，对所有外轮廓进行多边形近似， 然后根据小型工件的形状特征，设置一定的面积、内角阈值，标记并提取满足阈值且具有凸性特征的轮廓，达到定位小型工件的目的，得到工件的轮廓信息以及定位后的掩膜图像；步骤3 缺角、掉边和异形三种缺陷反映在工件的轮廓上面，麻坑和裂纹两种缺陷位于工件表面内部，根据以下方法进行工件表面缺陷的评估(1)对于轮廓上缺角或掉边的严重程度，采用凸缺陷评估给出凸缺陷评估参数，根据工件的轮廓信息，检测轮廓的凸缺陷，得到深度最大和次大的凸缺陷的位置和深度信息，深度的大小反映缺角或掉边缺陷大小的严重程度；(2)对于轮廓上缺角或掉边较多，而每一个凸缺陷的深度都不是很大的情况，采用凸缺陷与直线度相结合评估给出直线度评估参数，根据工件的轮廓上最大深度的凸缺陷位置信息，去掉该凸缺陷的邻域，对余下的每一条边进行最小二乘法直线拟合，然后计算直线度误差，直线度误差的大小反映缺角或掉边缺陷多少的严重程度；(3)对于异形缺陷的严重程度，采用对边平行度评估给出对边平行度评估参数，根据工件的轮廓信息，计算对边的夹角，即为对边平行度夹角，该对边平行度夹角的大小反映异形缺陷的大小程度；(4)对于麻坑和裂纹两种缺陷，采用基于直方图统计和麻坑像素所占比例的阈值分割方法评估首先，根据掩膜图像，计算感兴趣区域的直方图，得到小型工件表面区域的直方图统计和总像素数s ；然后，根据用户对麻坑大小的要求，换算出麻坑所占的像素数m;其次，根据直方图统计，计算出像素数所占比例为m/s的最佳分割阈值T，该最佳分割阈值T满足公式 τargmm | ^Η{ )-τηΙ s\，其中，h(t)为感兴趣区域的直方图统计密度函数；τ t=0‘最后，对感兴趣区域进行阈值分割，并对每个分割区域进行轮廓检测、计算轮廓面积计算，即为分割区域轮廓面积，该分割区域轮廓面积的大小反映麻坑的大小程度，计算分割区域轮廓的包围矩形，该包围矩形的长度和长度与宽度的比值参数反映裂纹的情况。2.利用权利要求1所述的小型工件表面缺陷的评估方法检测工件表面不合格产品的流程，其特征是包括如下步骤步骤1 采用工业相机在特定光源下采集小型工件表面图像，并进行中值滤波处理，然后采用最大类间方差法计算图像分割的最佳阈值，对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；步骤2 对二值图像进行轮廓检测，得到所有外轮廓，对所有外轮廓进行多边形近似，然后根据小型工件的形状特征，设置一定的面积、内角阈值，标记并提取满足阈值且具有凸性特征的轮廓，达到定位小型工件的目的，得到工件的轮廓信息以及定位后的掩膜图像；步骤3 设置工件表面最大凸缺陷深度阈值、直线度误差阈值、对边平行度夹角阈值， 以及分割区域轮廓面积的阈值；步骤4 对工件轮廓进行凸缺陷评估、直线度评估和对边平行度评估，对工件表面内部进行分割区域轮廓面积评估；将得到的表面最大凸缺陷深度、直线度误差、对边平行度夹角以及分割区域轮廓面积与所设置的相应的阈值进行比较，若其中任一值大于所设置的相应的阈值，则该工件为表面不合格产品，当所有值均小于所设置的相应的阈值时，该工件为表面合格产品。全文摘要本专利技术公开了一种小型工件表面缺陷的评估方法，该方法利用工业相机在特定光源下采集小型工件表面图像，基于图像处理及轮廓分析的方法检测小型工件的缺角、掉边、异形、麻坑、裂纹等多种缺陷，然后采用凸缺陷评估参数，以及凸缺陷评估参数与直线度评估参数相结合的方法评估小型工件的缺角、掉边等缺陷的严重程度与多少程度，采用基于直方图统计和麻坑像素所占比例的阈值分割方法评估麻坑与裂纹缺陷的程度。基于该评估，本专利技术还提供了一种检测表本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种小型工件表面缺陷的评估方法，其特征是：包括如下步骤：步骤１：采用工业相机在特定光源下采集小型工件表面图像，并进行中值滤波处理，然后采用最大类间方差法计算图像分割的最佳阈值，对滤波后的图像进行阈值分割，得到二值图像；步骤２：对二值图像进行轮廓检测、计算轮廓面积计算，即为分割区域轮廓面积，该分割区域轮廓面积的大小反映麻坑的大小程度，计算分割区域轮廓的包围矩形，该包围矩形的长度和长度与宽度的比值参数反映裂纹的情况。对麻坑大小的要求，换算出麻坑所占的像素数ｍ；其次，根据直方图统计，计算出像素数所占比例为ｍ／ｓ的最佳分割阈值Ｔ，该最佳分割阈值Ｔ满足公式：＊＊＊其中，ｈ（ｔ）为感兴趣区域的直方图统计密度函数；最后，对感兴趣区域进行阈值分割，并对每个分割区域角，该对边平行度夹角的大小反映异形缺陷的大小程度；（４）对于麻坑和裂纹两种缺陷，采用基于直方图统计和麻坑像素所占比例的阈值分割方法评估：首先，根据掩膜图像，计算感兴趣区域的直方图，得到小型工件表面区域的直方图统计和总像素数ｓ；然后，根据用户域，对余下的每一条边进行最小二乘法直线拟合，然后计算直线度误差，直线度误差的大小反映缺角或掉边缺陷多少的严重程度；（３）对于异形缺陷的严重程度，采用对边平行度评估：给出对边平行度评估参数，根据工件的轮廓信息，计算对边的夹角，即为对边平行度夹的位置和深度信息，深度的大小反映缺角或掉边缺陷大小的严重程度；（２）对于轮廓上缺角或掉边较多，而每一个凸缺陷的深度都不是很大的情况，采用凸缺陷与直线度相结合评估：给出直线度评估参数，根据工件的轮廓上最大深度的凸缺陷位置信息，去掉该凸缺陷的邻三种缺陷反映在工件的轮廓上面，麻坑和裂纹两种缺陷位于工件表面内部，根据以下方法进行工件表面缺陷的评估：（１）对于轮廓上缺角或掉边的严重程度，采用凸缺陷评估：给出凸缺陷评估参数，根据工件的轮廓信息，检测轮廓的凸缺陷，得到深度最大和次大的凸缺陷进行轮廓检测，得到所有外轮廓，对所有外轮廓进行多边形近似，然后根据小型工件的形状特征，设置一定的面积、内角阈值，标记并提取满足阈值且具有凸性特征的轮廓，达到定位小型工件的目的，得到工件的轮廓信息以及定位后的掩膜图像；步骤３：缺角、掉边和异形...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴亮，王欣刚，庄克成，王志坚，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：97
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