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申请/专利权人：南通南辉电子材料股份有限公司

摘要：本发明提供一种化成箔的外观缺陷检测方法及系统，涉及箔材检测技术领域，本发明将化成箔的外观缺陷分为表面有无坑洞划痕、边缘是否整齐和颜色是否均匀，通过图像处理技术分别对灰度图进行阈值分割和边缘检测，生成不规则度评价指数和边缘评价指数，在HSV颜色空间图像中生成色调值评价指数，分别对应评价所述的三种外观缺陷，由三种评价指数生成综合评价指数，每个综合评价指数的值对应一组不规则度评价指数、边缘评价指数和色调值评价指数的取值，根据综合评价指数的取值判断三个检测层面是否出现缺陷。

主权项：1.一种化成箔的外观缺陷检测方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：采集待检测化成箔的图像，将图像的尺寸统一缩放为224×224大小，然后将图像复制为相同的两组图像，一组进行灰度化处理后生成第一识别图像，另一组将图像从RGB颜色空间转化成HSV颜色空间后生成第二识别图像，以第一识别图像最左边像素点所在列作为y轴，最下边像素点所在行作为x轴，建立平面直角坐标系，将第一识别图像和第二识别图像的像素点位置在坐标系中一一映射；步骤2：对第一识别图像使用双边滤波器进行滤波，统计256个灰度级别中每个级别像素点出现频次构成的灰度直方图，计算直方图中各个阈值的类间方差，通过最大类间方差选取最佳分割阈值，使用最佳分割阈值对滤波处理之后的第一识别图像进行分割，识别出前景部分和背景部分，提取前景部分生成第三识别图像；步骤3：通过sobel算子处理第三识别图像，生成第三识别图像的边缘点，将第三识别图像等距均匀划分成8×8的64个区域，计算每个区域内像素点的平均灰度值以及边缘像素点数目，结合所有区域生成像素点的灰度值方差和边缘像素点总数目，根据像素点灰度值方差和边缘像素点总数目生成化成箔不规则度，同时采集表面不存在缺陷的化成箔表面的灰度值方差以及边缘像素点数目，预设不规则度阈值，比较实际化成箔不规则度和不规则度阈值生成不规则度评价指数；步骤4：将第一识别图像的坐标系映射到已经得到边缘点的第三识别图像中，确定所有边缘像素点的坐标，通过边缘像素点坐标进行线性回归生成拟合边缘直线，计算所有边缘像素点与拟合边缘直线之间距离的方差，预设边缘方差阈值，通过比较实际方差和边缘方差阈值生成边缘评价指数；步骤5：采集第二识别图像中每个像素点的色调值，生成第二识别图像的色调值方差，预先采集颜色均匀度符合色号标准的化成箔图像的色调值并计算方差，生成色调值方差阈值，比较色调值方差与色调值方差阈值生成色调值评价指数；步骤6：将待检测的化成箔外观缺陷分为表面有无坑洞划痕、边缘是否整齐和颜色是否均匀，综合不规则度评价指数、边缘评价指数和色调值评价指数生成综合评价指数判断待检测的化成箔外观是否存在缺陷；对图像进行灰度化处理所依据的公式为：Y＝0.299*R+0.578*G+0.114*B其中，Y表示像素点的灰度值，R表示像素点的红色通道值，G表示像素点的绿色通道值，B表示像素点的蓝色通道值；将图像从RGB颜色空间转化成HSV颜色空间所依据的原理为：首先将RGB空间的值转化到[0,1]之间，所依据的公式为： 其中，R表示红色通道值，G表示绿色通道值，B表示蓝色通道值，R0表示将红色通道值进行归一化的结果，G0表示将绿色通道值进行归一化的结果，B0表示将蓝色通道值进行归一化的结果；通过R0、G0、B0计算出值在[0,1]之间的H0、S0、V0，具体公式为：V0＝maxR0，G0，B0 S＝S0*255V＝V0*255其中，H表示色调通道值，S表示饱和度通道值，V表示亮度通道值，H0、S0、V0分别表示对色调通道值、饱和度通道值和亮度通道值归一化的结果；通过最大类间方差选取最佳分割阈值所依据的原理为：遍历所有可能的阈值，根据每个阈值的数值将第一识别图像分隔为背景部分和前景部分，统计背景部分和前景部分的像素点的数量，并计算背景部分和前景部分的像素点的灰度值的均值，并计算类间方差；计算类间方差所依据的公式为：hi2＝ωi0ωi1μi0-μi12其中：hi表示阈值为i时的类间方差，ωi0表示阈值为i时前景部分占总图像的比例，μi0表示阈值为i时前景部分灰度值，ωi1表示阈值为i时背景部分占总图像的比例，μi1表示阈值为i时背景部分灰度值；当hi取最大值时，此时对应的阈值i为最佳分割阈值，使用阈值i对第一识别图像进行阈值分割，提取前景部分作为第三识别图像；生成不规则度评价指数所依据的原理为：首先生成第三识别图像的边缘点，所依据的原理为：将每个像素点的灰度值及其相邻八个像素点的灰度值与sobel算子水平方向模板进行乘积，并将所有乘积相加，得到该像素点水平方向梯度值；将像素点灰度值及其相邻八个像素点灰度值与sobel算子垂直方向模板进行乘积，并将所有结果相加，得到垂直方向梯度值；所述水平方向梯度值计算公式为： 垂直方向梯度值计算公式为： 其中：Gxi，j表示坐标为i，j的像素点水平方向梯度值，Gyi，j表示坐标为i，j的像素点垂直方向梯度值，Xi，j表示坐标为i，j像素点的灰度值；生成梯度幅值依据的公式为： 其中：Gi，j表示坐标为i，j的像素点的梯度幅值；遍历所有的梯度幅值，选择最能够清晰体现图像边缘特征的一个梯度幅值设定为边缘阈值，当坐标为i，j的像素点梯度幅值大于该边缘阈值时，所述像素点视为边缘像素点；生成像素点的灰度值方差所依据的公式为： 其中，Vg表示所有区域的灰度值方差，n表示划分的区域数目，gi表示第i个区域的灰度值，为区域内所有像素点的灰度值总和，表示所有区域的平均灰度值；生成化成箔不规则度所依据的公式为： 其中，P表示化成箔不规则度，WV表示灰度值方差对不规则度的影响权重，Vg表示所有区域的灰度值方差，WK表示边缘像素点数目对不规则度的影响权重，K表示所有区域内边缘像素点的总数目；预设不规则度阈值所依据的公式为： 其中，P0表示不规则度阈值，WV表示灰度值方差对平整的影响权重，Vg0表示表面不存在缺陷的化成箔的灰度值方差，WK表示边缘像素点数目对不规则度的影响权重，K0表示表面不存在缺陷的化成箔的边缘像素点数目；生成不规则度评价指数所依据的公式为： 其中，μ表示不规则度评价指数，P表示待检测化成箔的不规则度，P0表示不规则度阈值；通过边缘像素点坐标进行线性回归生成拟合边缘直线所依据的原理为：经过图像边缘检测和坐标系映射，得到一系列边缘坐标点，计算出所有边缘坐标点的横坐标和纵坐标均值，所依据的公式为： 其中，表示边缘点横坐标的均值，xi表示第i个边缘像素点的横坐标，n表示边缘坐标点的数量，表示边缘点纵坐标的均值，yi表示第i个边缘像素点的纵坐标；生成拟合边缘直线的斜率，所依据的公式为： 其中，a表示拟合边缘直线的斜率，xi表示第i个边缘像素点的横坐标，表示边缘点横坐标的均值，yi表示第i个边缘像素点的纵坐标，表示边缘点纵坐标的均值；生成拟合边缘直线的截距，所依据的公式为： 其中，b表示拟合边缘直线的截距，表示边缘点纵坐标的均值，a表示拟合边缘直线的斜率，表示边缘点横坐标的均值；生成的拟合边缘直线方程为：y＝ax+b计算所有边缘像素点与拟合边缘直线之间距离的方差所依据的公式为： 其中，di表示第i个边缘像素点与拟合边缘直线之间的距离，xi表示第i个边缘像素点的横坐标，yi表示第i个边缘像素点的纵坐标，a、b分别表示拟合边缘直线的斜率和截距，Vd表示边缘像素点与拟合边缘直线之间距离的方差，N表示边缘像素点的数目，表示所有边缘像素点与拟合边缘直线之间距离的平均值；预设边缘方差阈值所依据的原理为：分析历史化成箔的边缘数据，计算这些数据中边缘像素点与拟合边缘直线之间距离的方差，采集所有的方差，统计分析这些方差的均值和标准差，根据统计的方差的均值和标准差结果，预设边缘方差阈值所依据的公式为： 其中，Vd0表示边缘方差阈值，表示历史数据中距离方差的均值，σ表示历史数据中距离方差的标准差，k表示反映了实际场景需求与风险容忍度的常数；生成边缘评价指数所依据的公式为： 其中，表示边缘评价指数，Vd表示边缘像素点与拟合边缘直线之间距离的方差，Vd0表示边缘方差阈值；生成色调值评价指数所依据的原理为：生成第二识别图像的色调值方差所依据的公式为： 其中，VH表示第二识别图像的色调值方差，m1表示第二识别图像的像素点数目，Hi表示第i个像素点的色调值，表示第二识别图像中所有像素点的平均色调值；生成色调值方差阈值所依据的公式为： 其中，VH0表示色调值方差阈值，m2表示符合色号标准的化成箔图像的像素点数目，Hi0表示符合色号标准的化成箔图像中第i个像素点的色调值，表示符合色号标准的化成箔图像中所有像素点的平均色调值；生成色调值评价指数所依据的公式为： 其中，ω表示色调值评价指数，VH表示第二识别图像的色调值方差，VH0表示色调值方差阈值；生成综合评价指数判断待检测的化成箔外观是否存在缺陷所依据的原理为：生成综合评价指数所依据的公式为： 其中，λ表示综合评价指数，μ表示不规则度评价指数，表示边缘评价指数，ω表示色调值评价指数；在三种评价指数影响下的综合评价指数共有0、1、2、3、4、5、6、7这个八种取值，每一种取值都对应了一种不规则度评价指数、边缘评价指数和色调值评价指数的取值，具体的判断原理为：当λ＝0时，此时μ＝0,ω＝0，说明不规则度、边缘方差和色调值方差均超出阈值，都存在缺陷；当λ＝1时，此时μ＝0,ω＝1，说明不规则度、边缘方差超出阈值，存在缺陷，色调值不存在缺陷；当λ＝2时，此时μ＝0,ω＝0，说明不规则度、色调值方差超出阈值，存在缺陷，边缘不存在缺陷；当λ＝3时，此时μ＝0,ω＝1，说明不规则度超出阈值，存在缺陷，色调值和边缘不存在缺陷；当λ＝4时，此时μ＝1,ω＝0，说明色调值方差和边缘方差超出阈值，存在缺陷，不规则度不存在缺陷；当λ＝5时，此时μ＝1,ω＝1，说明边缘方差超出阈值，存在缺陷，不规则度和色调值不存在缺陷；当λ＝6时，此时μ＝1,ω＝0，说明色调值方差超出阈值，存在缺陷，不规则度和边缘不存在缺陷；当λ＝7时，此时μ＝1,ω＝1，说明不规则度、边缘方差和色调值方差均未超过阈值，此时的化成箔不存在缺陷。

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