一种残差分析动态阈值分割的瓶口缺陷检测方法

摘要

本发明公开了一种基于残差分析动态阈值分割的瓶口缺陷检测方法，首先，提出随机圆评估方法用于实现瓶口区域定位；随后，对极坐标变换展开所得的瓶口目标图像进行强烈平滑处理，平滑前后的瓶口目标图像进行差分，形成一个随原始瓶口目标图像灰度值变化的阈值曲面，用该曲面对瓶口目标图像进行动态阈值分割；最后，对分割后的二值图像进行区域连通性检测，根据连通区域的高、宽和面积判断其是否为缺陷。该方法对图像中识别目标的灰度值变化、干扰有很强的适应能力，且执行速度快，有效解决了瓶口缺陷高速高精度检测的难题。

主权项

一种残差分析动态阈值分割的瓶口缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取啤酒瓶口图像；步骤2：从啤酒瓶口图像中定位瓶口目标区域；步骤3：对瓶口目标区域进行缺陷检测；步骤3.1)：对瓶口目标区域图像进行滤波处理；步骤3.2)：对瓶口目标区域进行滤波前后的图像进行差分处理获得残差图像；步骤3.3)：对残差图像r(x,y)进行两次阈值分割后求和，得到一幅二值化图像；对残差图像采用以下公式进行第一次阈值分割：对残差图像采用以下公式进行第二次阈值分割：对两次分割后的图像求和，得到一幅包含所有疑似缺陷区域的二值图像g_all(x,y)；g_all(x,y)＝g_dark(x,y)+g_light(x,y)其中，T_dark和T_light分别为两次分割阈值，g_dark(x，y)和g_light(x，y)均表示阈值分割所得二值化图像；步骤3.4)：对残差图像分割求和后所得二值化图像g_all(x,y)进行连通域分析，获得连通分量，计算连通分量的重心位置、最小外接矩形的高、宽以及面积参数；步骤3.5)根据重心判断连通分量所在的检测区域，根据检测区域中缺陷长、宽和面积特征，设定不同的长、宽和面积阈值进行瓶口缺陷识别，当连通分量的高、宽和面积大于设定阈值时，则说明该连通分量是瓶口缺陷；所述检测区域包括ROI1、ROI2以及ROI3；其中，检测区域ROI1是以步骤2中所得瓶口目标区域中心为圆心，以R1_o和R2_i为半径绘制的两个圆之间的圆环区域；检测区域ROI2是以步骤2中所得瓶口目标区域中心为圆心，以R2_i和R3_o为半径绘制的两个圆之间的圆环区域；检测区域ROI3是以步骤2中所得瓶口目标区域中心为圆心，以R3_o和R3_i为半径绘制的两个圆之间的圆环区域；其中，R1_o＝R1+Rtol，R2_i＝R2‑Rtol，R3_o＝R3+Rtol，R3_i＝R3‑Rtol；R_tol为容许度，R1、R2及R3为对瓶口目标区域进行径向扫描获得的第一、第二和第三组瓶口边缘点分别进行圆拟合所得到的拟合圆的半径。