機(jī)器視覺(jué)在光纖端面缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用
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閾值法是一種簡(jiǎn)單而且有效的圖像分割方法，此方法是用一個(gè)或幾個(gè)閾值將圖像的像素灰度級(jí)分為幾個(gè)級(jí)別，屬于一個(gè)級(jí)別的像素點(diǎn)被認(rèn)為是同一類(lèi)物體。需要注意的是，在光纖端面檢測(cè)的過(guò)程中，由于包層可能會(huì)和包層外的臟污屬于同一個(gè)灰度級(jí)，所以在對(duì)包層外的臟污檢測(cè)的時(shí)候是不能同時(shí)對(duì)包層上的臟污進(jìn)行檢測(cè)的，需要將包層屏蔽以后再檢測(cè)。
在本系統(tǒng)中，設(shè)F(x，y)表示對(duì)圖像二值化的輸出，其像素灰度級(jí)范圍為[a，b]，對(duì)同一類(lèi)型的缺陷檢測(cè)時(shí)只需要設(shè)定一個(gè)a和b之間的閾值TH，把圖像的像素分成大于TH的像素群(缺陷)和小于TH的像素群(背景)兩部分。即：
圖像二值化將缺陷像素點(diǎn)的灰度值設(shè)為0，背景像素點(diǎn)的灰度值設(shè)為1。在VBAI的視覺(jué)助手函數(shù)模塊中就有設(shè)置閾值(Threshold)的函數(shù)子模塊，調(diào)用的時(shí)候只需要在閾值直方圖上根據(jù)雙峰法找到波峰與波谷，并手動(dòng)調(diào)整閾值的大小，使其能將缺陷與背景區(qū)分開(kāi)來(lái)即可，如圖2所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/165974.htm
2．1 纖芯的定位
本文定位光纖纖芯所使用的是方法是先找到光纖的整個(gè)包層，由于光纖包層的形狀是一個(gè)圓，而這個(gè)圓的圓心就是纖芯的中心了。光纖端面存在較大程度的污染的話(huà)，如果只是設(shè)置一定的閾值將圖像二值化，得到的二值圖像除了光纖包層外還可能會(huì)有很多臟污，這樣就會(huì)對(duì)光纖包層的定位產(chǎn)生很大的影響。所以二值化圖像后還需要使用視覺(jué)助手里的一些子函數(shù)模塊對(duì)圖像進(jìn)行一些形態(tài)學(xué)的處理，使用移除小顆粒(RemoveSmall Objeets)和移除大顆粒(Remove Large Objects)這兩種函數(shù)子模塊，調(diào)整迭代次數(shù)的大小，把比光纖包層小和比光纖包層大的顆粒都濾掉，從而除去對(duì)光纖包層定位的干擾，使得到的二值圖像里只有光纖包層的圖像，如圖3所示。
得到光纖包層的二值圖像后，利用VBAI中尋找圓邊緣(Find Circular Edge)以及建立坐標(biāo)系(Set Coordinate System)的函數(shù)模塊，即能準(zhǔn)確地定位光纖纖芯的位置。尋找圓邊緣是為了尋找光纖包層圓的邊緣，從而尋找到光纖包層圓的圓心，這個(gè)圓心也是纖芯圓的圓心，然后以這個(gè)圓心為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。在VBAI中，建立坐標(biāo)系這個(gè)函數(shù)的功能是定位特征，它能根據(jù)尋找到的包層圓自動(dòng)定位圓心，即使包層在圖像中的位置改變，坐標(biāo)系原點(diǎn)也能準(zhǔn)確地定位在包層圓的圓心上，而包層圓的圓心就是纖芯圓的圓心。由圖4可見(jiàn)，坐標(biāo)系的原點(diǎn)可以很精確地定位在位置不同的纖芯圓的圓心上，即使是在不規(guī)則的包層面上。
2．2 檢測(cè)區(qū)域的劃分
在定位了光纖纖芯之后，由于在光纖端面上不同圓環(huán)范圍內(nèi)所用的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也不同，所以要以纖芯中心為圓心作不同區(qū)域的圓環(huán)，再在每個(gè)圓環(huán)內(nèi)按規(guī)定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。如果有任意一個(gè)圓環(huán)內(nèi)的檢測(cè)不能通過(guò)，則這個(gè)光纖就是有缺陷的，不能通過(guò)。在劃分區(qū)域的時(shí)候，由于通過(guò)光纖端面檢測(cè)儀采集得到的圖像在VBAI環(huán)境下是以像素(pix)為計(jì)量單位的，而一般檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中給出的光纖端面檢測(cè)要求是以微米(μm)為計(jì)量單位的，所以要通過(guò)公式(2)進(jìn)行轉(zhuǎn)換將微米(μm)轉(zhuǎn)換成像素(pix)。轉(zhuǎn)換的時(shí)候需要知道一個(gè)參數(shù)：dpi(每英寸多少點(diǎn))，知道了dpi就可以從公式(2)得到像素與微米的轉(zhuǎn)換關(guān)系。設(shè)P為像素，D為dpi，I為英尺，M為微米，則：
一張圖片的dpi可以通過(guò)一些常用的看圖軟件得到(如Acdsee，Photoshop等)，平時(shí)所用的640×480或800×600等標(biāo)準(zhǔn)的分辨率的dpi是一個(gè)常數(shù)：96。這樣在對(duì)光纖端面進(jìn)行區(qū)域劃分的時(shí)候，就能準(zhǔn)確地算出每個(gè)圓環(huán)的直徑，從而對(duì)整個(gè)光纖端面可以進(jìn)行細(xì)致并且精確的檢測(cè)。
評(píng)論