基于图像判读的玻璃砖气泡检测方法研究

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目前,国内评价玻璃砖质量的方法依旧为传统的人工检测方法,由于传统的人工检测方法存在着精度低、效率低等缺点,不能满足实际的生产检测需求。而且研究高效率、高精度的玻璃砖检测方法对研发拥有自主产权的玻璃砖检测仪器有着重要的理论意义。本文以玻璃砖为研究对象,利用图像判读原理,对玻璃砖内部的气泡与析晶的检测方法进行了研究。论文主要开展的研究工作如下:(1)根据国家标准GB/T 7962.8-2010《无色光学玻璃测试方法》中的第8部分——气泡度,并结合玻璃砖制造企业的生产检测实际,确定了缺陷检测的技术指标。在传统的玻璃砖人工检测方法的基础上,提出了能够获取玻璃砖内部的气泡与析晶的坐标的横向检测方法和能够对已知坐标的缺陷进行分类与尺寸判读的纵向检测方法。根据检测技术指标对玻璃砖检测装置进行了设计,并通过分析与计算对其所用的部件(如:工业相机、成像镜头等)进行了选型。(2)对玻璃砖横向检测中采集的图像使用大津法(Otsu)处理,将缺陷与背景进行分离,并采用最小外接矩形对缺陷进行标记,以坐标定位算法获取了缺陷的坐标。对玻璃砖纵向检测中采集的图像使用Canny算子进行缺陷的边缘轮廓提取,并为去除气泡的内边缘轮廓设计了轮廓分级算法,完成了气泡的外边缘轮廓的获取。为解决析晶边缘轮廓断开等问题使用了数学形态学算法,实现了析晶的完整边缘轮廓获取。计算并统计气泡与析晶的特征参数值(如圆形度、长宽比等),并以此为依据给出区分气泡与析晶的分类方法。(3)搭建了玻璃砖横向检测实验平台与纵向检测实验平台,完成了玻璃砖内部气泡与析晶的检测实验。采用分度值为0.01mm的标定尺对显微检测设备的相机进行了标定,实现了气泡与析晶的尺寸判读。最终的实验结果表明,本文设计的检测方法能够检测到玻璃砖内部0.03mm及其以上尺寸的气泡与析晶。
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