基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼板檢測領域，尤其涉及一種基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺。
【背景技術】
[0002]現有的鋼板缺陷檢測存在以下弊端:(I)普通光照射下檢測，檢測效果不佳；(2)缺乏自動缺陷標記機構，導致缺陷標記效率低下；(3)圖像分割閾值選擇困難，鋼板背景分割不夠干凈；(4)缺乏有效的缺陷檢測機制。
[0003]為此，本發明提出了一種基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺，能夠利用高強度照明光源對待檢測鋼板進行照明，并且能夠實現高效的自動缺陷標記、鋼板背景分割和鋼板缺陷檢測，提尚鋼板缺陷檢測的可靠性。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺，采用高強度照明光源對待檢測鋼板進行照明，搭建流水線的檢測和標記結構，使用自適應閾值選擇和差值圖像缺陷定位的模式，同時，通過EPLD控制電路、高速緩存雙口 RAM、FPGA芯片和所數字信號處理器進行具體實現，從整體上提高鋼板缺陷檢測的精度和效率。
[0005]根據本發明的一方面，提供了一種基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺，所述檢測平臺包括高強度照明光源、CCD相機、缺陷信息獲取設備和數字信號處理器，所述CCD相機在所述高強度照明光源的照明下對鋼板進行成像，以獲得鋼板圖像，所述缺陷信息獲取設備與所述CCD相機連接，用于獲取所述鋼板圖像中的缺陷信息，所述數字信號處理器與所述缺陷信息獲取設備連接，基于所述缺陷信息對鋼板進行處理。
[0006]更具體地，在所述基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺中，還包括:缺陷標記機構，與所述數字信號處理器連接，用于接收所述數字信號處理器發送的標記信號，對相應的鋼板進行缺陷標記；同步機構，與所述缺陷標記機構和所述缺陷信息獲取設備連接，用于同步標記信號和存在缺陷信號；傳送結構，用于逐塊傳送待檢測的鋼板；移動硬盤，用于預先存儲鋼板灰度閾值范圍和預設缺陷閾值，還用于預先存儲基準鋼板圖像，所述基準鋼板圖像為對基準鋼板塊進行拍攝而獲得的只包括鋼板塊像素的圖像；高速緩存雙口 RAM，設置在所述缺陷信息獲取設備和所述數字信號處理器之間；EPLD控制電路，連接所述高速緩存雙口 RAM、所述缺陷信息獲取設備和所述數字信號處理器，用于控制所述高速緩存雙口RAM、所述缺陷信息獲取設備和所述數字信號處理器之間的數據交互和時序；供電設備，包括太陽能供電器件、市電接口、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述市電接口分別連接，根據市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；所述高強度照明光源為高頻熒光燈，被設置在所述傳送結構的正上方；所述CCD相機采用雙聚焦系統，與所述高強度照明光源一起被設置在所述傳送結構的正上方；所述缺陷信息獲取設備包括圖像預處理子設備、閾值選擇子設備、目標分割子設備和缺陷提取子設備；所述圖像預處理子設備與所述CCD相機連接，用于接收所述鋼板圖像，并對所述鋼板圖像依次執行邊緣增強處理、小波濾波處理、圖像膨脹處理、圖像腐蝕處理和灰度化處理，以獲得灰度化圖像；所述閾值選擇子設備與所述移動硬盤和所述圖像預處理子設備分別連接，用于依次從所述鋼板灰度閾值范圍中選擇一個值作為預選灰度閾值，采用預選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預選背景區域和預選目標區域，計算預選背景區域占據灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計算預選背景區域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計算預選目標區域占據灰度化圖像的面積比例作為目標面積比，計算預選目標區域的像素平均灰度值作為目標平均灰度值，將背景平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以背景面積比以獲得第一乘積，將目標平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標面積比以獲得第二乘積，將第一乘積和第二乘積相加以獲得和值，選擇和值最大的預選灰度閾值作為目標灰度閾值；所述目標分割子設備與所述閾值選擇子設備連接，用于采用目標灰度閾值將灰度化圖像劃分為背景圖像和目標圖像；所述缺陷提取子設備與所述目標分割子設備和所述移動硬盤分別連接，計算目標圖像中所有像素的灰度值總和以作為第一灰度值總和，計算基準鋼板圖像中所有像素的灰度值總和以作為第二灰度值總和，將第一灰度值總和減去第二灰度值總和所獲得的差值的絕對值作為缺陷參考值，當缺陷參考值大于預設缺陷閾值時，判斷鋼板存在缺陷并輸出存在缺陷信號，當缺陷參考值小于等于預設缺陷閾值時，判斷鋼板不存在缺陷并輸出不存在缺陷信號；所述數字信號處理器與所述缺陷信息獲取設備和所述缺陷標記機構分別連接，用于在接收到所述存在缺陷信號時，發出標記信號以控制所述缺陷標記機構對相應的鋼板進行缺陷標記；其中，所述圖像預處理子設備、所述閾值選擇子設備、所述目標分割子設備和所述缺陷提取子設備分別采用不同型號的FPGA芯片來實現。
[0007]更具體地，在所述基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺中，所述檢測平臺還包括:顯示設備，與所述目標分割子設備連接，用于實時顯示所述目標分割子設備輸出的目標圖像。
[0008]更具體地，在所述基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺中:所述顯示設備為液晶顯示屏。
[0009]更具體地，在所述基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺中:所述CCD相機包括線陣C⑶攝像頭。
[0010]更具體地，在所述基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺中:所述圖像預處理子設備、所述閾值選擇子設備、所述目標分割子設備和所述缺陷提取子設備被集成在一塊集成電路板上。
【附圖說明】
[0011]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0012]圖1為根據本發明實施方案示出的基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺的結構方框圖。
[0013]附圖標記:1高強度照明光源；2C⑶相機；3缺陷信息獲取設備；4數字信號處理器
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發明的基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺的實施方案進行詳細說明。
[0015]鋼板是建筑領域的常規材料，其質量好壞直接決定了建筑成品的可靠性。為了對自己剛成品的鋼板進行有效檢測，各個鋼板生產廠商一般采用普通的可見光對待檢測鋼板進行檢測，目前采用的基于圖像處理的鋼板缺陷檢測方案精度都不甚理想。
[0016]為了克服上述不足，本發明搭建了一種基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺，采用高強度照明光源對待檢測鋼板進行照明，針對鋼板和鋼板缺陷的外觀特征，引入了各種圖像處理設備進行有針對性的圖像處理，從而解決上述問題。
[0017]圖1為根據本發明實施方案示出的基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺的結構方框圖，所述檢測平臺包括高強度照明光源、CCD相機、缺陷信息獲取設備和數字信號處理器，所述CCD相機在所述高強度照明光源的照明下對鋼板進行成像，以獲得鋼板圖像，所述缺陷信息獲取設備與所述CCD相機連接，用于獲取所述鋼板圖像中的缺陷信息，所述數字信號處理器與所述缺陷信息獲取設備連接，基于所述缺陷信息對鋼板進行處理。
[0018]接著，繼續對本發明的基于高強度照明的鋼板缺陷檢測平臺的具體結構進行進一步的說明。
[0019]所述檢測平臺還包括:缺陷標記機構，與所述數字信號處理器連接，用于接收所述數字信號處理器發送的標記信號，對相應的鋼板進行缺陷標記。
[0020]所述檢測平臺還包括:同步機構，與所述缺陷標記機構和所述缺陷信息獲取設備連接，用于同步標記信號和存在缺陷信號。
[0021]所述檢測平臺還包括:傳送結構，用于逐塊傳送待檢測的鋼板。
[0022]所述檢測平臺還包括:移動硬盤，用于預先存儲鋼板灰度閾值范圍和預設缺陷閾值，還用于預先存儲基準鋼板圖像，所述基準鋼板圖像為對基準鋼板塊進行拍攝而獲得的只包括鋼板塊像素的圖像。
[0023]所述檢測平臺還包括:高速緩存雙口 RAM，設置在所述缺陷信息獲取設備和所述數字信號處理器之間。
[0024]所述檢測平臺還包括:EPLD控制電路，連接所述高速緩存雙口 RAM、所述缺陷信息獲取設備和所述數字信號處理器，用于控制所述高速緩存雙口 RAM、所述缺陷信息獲取設備和所述數字信號處理器之間的數據交互和時序。
[0025]所述檢測平臺還包括:供電設備，包括太陽能供電器件、市電接口、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述市電接口分別連接，根據市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓。
[0026]所述高強度照明光源為高頻熒光燈，被設置在所述傳送結構的正上方。
[0027]所述CCD相機采用雙聚焦系統，與所述高強度照明光源一起被設置在所述傳送結構的正上方。
[0028]所述缺陷信息獲取設備包括圖像預處理子設備、閾值選擇子設備、目標分割子設備和缺陷提取子設備。
[0029]所述圖像預處理子設備與所述CCD相機連接，用于接收所述鋼板圖像，并對所述鋼板圖像依次執行邊緣增強處理、小波濾波處理、圖像膨脹處理、圖像腐蝕處理和灰度化處理，以獲得灰度化圖像。
[0030]所述閾值選擇子設備與所述移動硬盤和所述圖像預處理子設備分別連接，用于依次從所述鋼板灰度閾值范圍中選擇一個值作為預選灰度閾值，采用預選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預選背景區域和預選目標區域，計算預選背景區域占據灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計算預選背景區域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計算預選目標區域占據灰度化圖像的面積比例作為目標面積比，計算預選目標區域的像素平均灰度值作為目標平均灰度值，將背景平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以背景面積比以獲得第一乘積，將目標平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標面積比以獲得第二乘積，將第一乘積和第二乘積相加以獲得和值，選擇和值