一种金属元件产品缺陷检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种金属元件产品缺陷检测方法及系统，取金属元件的扫描图像，将扫描图像灰度化与高斯滤波得到灰度化图像；将灰度化图像分割为多个不规则的分割图像作为分割图像集合；通过分割图像集合对扫描图像进行天然缺陷吸附处理从而获得标记有非缺陷区域的检测原型图像；在检测原型图像中搜索缺陷位置；对缺陷位置在扫码图像中的相应位置进行像素填充从而得到缺陷图像；提高了图像中缺陷的检出率，准确的区分出图像中的非缺陷区域并形成标记，能够减少金属原件产品的非实质性缺陷的区域检测的误差率，提高缺陷检出的正确率与结果的稳定性。果的稳定性。果的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属元件产品缺陷检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理、数据处理、产品缺陷检测
，具体涉及一种金属元件产品缺陷检测方法及系统。

技术介绍

[0002]金属元件的成型工艺一般采用金属粉末注射成型技术、或者3D打印技术、金属射出成型技术、粉末热压、注塑成型工艺，其工艺中往往在成型的过程中，内部应力或者温度差、人工磨削等原因导致金属的内部出现一些规则痕迹或者空洞，这些规则痕迹或者空洞并不会对于金属元件的应力集中区域和完整性造成影响，并不是金属元件的实质性缺陷，或者实际上造成的损伤有限，并不影响实际的使用，而现有的技术往往会不会对这些部分加以区分，从而降低了金属元件产品的缺陷检测成功率，目前缺陷检测方法的可靠性并不高，而常用的对金属元件的B扫描图像或者工业CT图像进行人工判断，人工成本极高，错误率高，难以准确的识别出哪些产品是正常的B扫描图像或者工业CT图像。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种金属元件产品缺陷检测方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供一种金属元件产品缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：
[0005]S100，获取金属元件的扫描图像，将扫描图像灰度化与高斯滤波得到灰度化图像；
[0006]S200，通过分水岭算法对灰度化图像进行分水岭变换得到灰度化图像中的各个分水岭作为边缘线，通过边缘线将灰度化图像分割为多个不规则的分割图像作为分割图像集合；
[0007]S300，通过分割图像集合对扫描图像进行天然缺陷吸附处理从而获得标记有非缺陷区域的检测原型图像；
[0008]S400，在检测原型图像中搜索缺陷位置；
[0009]S500，对缺陷位置在扫码图像中的相应位置进行像素填充从而得到缺陷图像。
[0010]进一步地，在S100中，获取金属元件的扫描图像的方法为：通过线阵列工业CT机或者X射线断层扫描系统获取的金属元件的断层图像作为扫描图像，或者，通过TOFD相控阵超声成像检测系统获取金属元件的超声图像，将断层图像或者超声图像作为扫描图像，或者获取金属元件的B扫描图像作为扫描图像，所述金属元件包括发动机配件、法兰盘、齿轮、行星轮、输入轴、轴承、支撑板、汽门导管、同步毂中任意一种。
[0011]进一步地，在S300中，通过分割图像集合对扫描图像进行天然缺陷吸附处理从而获得标记有非缺陷区域的检测原型图像的方法包括以下步骤：
[0012]S301，记分割图像集合为GF＝{gf
i1
}，其中gf
i1
为分割图像集合GF中第i1个分割图像，i1∈[1,N1]，N1为分割图像集合GF中分割图像的数量；获取集合GF中各个分割图像gf
i1
的几何中心点记为第i1个分割图像gf
i1
的对应的定位点，由各个定位点构成集合PF＝{pf
i1
}，其中pf
i1
为集合PF中第i1个分割图像gf
i1
的对应的定位点，则每个分割图像对应一个定位点；设置变量i1的值为1；设置空集合G2；令分割图像gf
i1
的边缘线上的像素点的数量为N2；设置变量i2，初始化i2的值为1，i2∈[1,N2]；
[0013]S302，获取分割图像gf
i1
的边缘线上第i2个像素点为点Fpi2(边缘线上的像素点顺序为:分割图像gf
i1
的边缘线上的第1个像素点从分割图像gf
i1
的边缘线上与最长或者最短的点开始顺时针或逆时针方向的顺序排列)，从集合PF中搜索除点pf
i1
之外与点pf
i1
的距离最短的一个点为Sho，取点pf
i1
到点Sho之间的距离为R1；
[0014]S303，取R1为半径、点Fpi2为圆心的圆形范围为吸附范围，遍历各个位于吸附范围之内的集合PF中的定位点，如果这些定位点中存在定位点对应的分割图像的面积小于分割图像gf
i1
的面积，和/或,如果这些定位点中存在定位点对应的分割图像中各个像素的平均像素值小于或等于分割图像gf
i1
中各个像素的平均像素值，则标记这些定位点对应的分割图像为待吸附图像；计算待吸附图像的数量为N3，将N1的值设置为N1
‑
N3(即将N1减去N3的值赋值给N1)；(这些待吸附图像的小区域即为天然缺陷，由于工艺中金属射出的工艺或者注塑的步骤导致一些内部变型不影响金属产品的质量，所以通过此步骤过滤)；
[0015]S304，对各个待吸附图像执行吸附步骤在集合GF中形成吸附后的分割图像gf
i1
，具体步骤为：取点pf
i1
与待吸附图像相切的两个切线的切点分别为Q1和Q2(切线与待吸附图像相切定义为：切线仅仅与待吸附图像的边缘线的一个点相交或者与待吸附图像的一部分边缘线重合)，取Q1和Q2之间的距离为D1，以D1为半径、点Fpi2为圆心的作圆S1，则圆S1与分割图像gf
i1
的边缘线相交于点Q3和Q4，将待吸附图像整体移动到定位点与点Fpi2重叠的位置，从而使得待吸附图像上的Q1和Q2对应移动到覆盖Q3和Q4的位置，记分割图像gf
i1
的边缘线上的圆S1范围内Q3和Q4之间的像素点为重叠像素，计算重叠像素的数量为N4，从分割图像gf
i1
的边缘线上删除各个重叠像素从而在集合GF中形成了吸附后的分割图像gf
i1
；则该待吸附图像的图像区域合并到了分割图像gf
i1
中；将N2的值设置为N2
‑
N4；将i2的值增加1，当i2≤N2时转到步骤S302，否则转到步骤S305；
[0016]S305，将吸附后的分割图像gf
i1
在扫描图像中的对应区域为FX，计算区域FX内的所有像素的平均值为AVEPix，在扫描图像中将区域FX标记为非缺陷区域，将所有的待吸附图像在扫描图像上的对应位置内所有像素的像素值设置为AVEPix，从集合GF中删除各个待吸附图像并且从集合PF删除待吸附图像对应的定位点，将i1的值增加1，当i1≤N1时转到步骤S302，否则转到步骤S306；
[0017]S306，将扫描图像作为检测原型图像，从而获得标记有非缺陷区域的检测原型图像。
[0018](由于工艺中导致的细微规则痕迹是打磨或者自然凝固构成的，其缝隙的延展具有方向性，因此上述的步骤能够减少金属原件产品的非实质性缺陷的区域检测的误差率)。
[0019]进一步地，在S400中，在检测原型图像中搜索缺陷位置的方法包括以下步骤：
[0020]S401，将分割图像集合GF中的各个分割图像在检测原型图像上的对应位置相比较，筛选出分割图像集合GF中不在非缺陷区域的范围之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属元件产品缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，获取金属元件的扫描图像，将扫描图像灰度化与高斯滤波得到灰度化图像；S200，通过分水岭算法对灰度化图像进行分水岭变换得到灰度化图像中的各个分水岭作为边缘线，通过边缘线将灰度化图像分割为多个不规则的分割图像作为分割图像集合；S300，通过分割图像集合对扫描图像进行天然缺陷吸附处理从而获得标记有非缺陷区域的检测原型图像；S400，在检测原型图像中搜索缺陷位置；S500，对缺陷位置在扫码图像中的相应位置进行像素填充从而得到缺陷图像。2.根据权利要求1所述的一种金属元件产品缺陷检测方法，其特征在于，在S100中，获取金属元件的扫描图像的方法为：通过线阵列工业CT机或者X射线断层扫描系统获取的金属元件的断层图像作为扫描图像，或者，通过TOFD相控阵超声成像检测系统获取金属元件的超声图像，将断层图像或者超声图像作为扫描图像，或者获取金属元件的B扫描图像作为扫描图像。3.根据权利要求1所述的一种金属元件产品缺陷检测方法，其特征在于，在S300中，通过分割图像集合对扫描图像进行天然缺陷吸附处理从而获得标记有非缺陷区域的检测原型图像的方法包括以下步骤：S301，记分割图像集合为GF＝{gf
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}，其中gf
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为分割图像集合GF中第i1个分割图像，i1∈[1,N1]，N1为分割图像集合GF中分割图像的数量；获取集合GF中各个分割图像gf
i1
的几何中心点记为第i1个分割图像gf
i1
的对应的定位点，由各个定位点构成集合PF＝{pf
i1
}，其中pf
i1
为集合PF中第i1个分割图像gf
i1
的对应的定位点，则每个分割图像对应一个定位点；设置变量i1的值为1；设置空集合G2；令分割图像gf
i1
的边缘线上的像素点的数量为N2；设置变量i2，初始化i2的值为1，i2∈[1,N2]；S302，获取分割图像gf
i1
的边缘线上第i2个像素点为点Fpi2，从集合PF中搜索除点pf
i1
之外与点pf
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的距离最短的一个点为Sho，取点pf
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到点Sho之间的距离为R1；S303，取R1为半径、点Fpi2为圆心的圆形范围为吸附范围，遍历各个位于吸附范围之内的集合PF中的定位点，如果这些定位点中存在定位点对应的分割图像的面积小于分割图像gf
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的面积，和/或,如果这些定位点中存在定位点对应的分割图像中各个像素的平均像素值小于或等于分割图像gf
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中各个像素的平均像素值，则标记这些定位点对应的分割图像为待吸附图像；计算待吸附图像的数量为N3，将N1的值设置为N1
‑
N3；S304，对各个待吸附图像执行吸附步骤在集合GF中形成吸附后的分割图像gf
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，具体步骤为：取点pf
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与待吸附图像相切的两个切线的切点分别为Q1和Q2，取Q1和Q2之间的距离为D1，以D1为半径、点Fpi2为圆心的作圆S1，则圆S1与分割图像gf
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的边缘线相交于点Q3和Q4，将待吸附图像整体移动到定位点与点Fpi2重叠的位置，从而使得待吸附图像上的Q1和Q2对应移动到覆盖Q3和Q4的位置，记分割图像gf
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的边缘线上的圆S1范围内Q3和Q4之间的像素点为重叠像素，计算重叠像素的数量为N4，从分割图像gf
i1
的边缘线上删除各个重叠像素从而在集合GF中形成了吸附后的分割图像gf
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；将N2的值设置为N2
‑
N4；将i2的值增加1，当i2≤N2...

【专利技术属性】
技术研发人员：林城铭，林泽从，陈焕森，李冰锋，蔡弟，林暖辉，
申请(专利权)人：广州市光铭金属制品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：