机器视觉技术及应用 课件 任务4 金属零件缺陷检测

金属零件缺陷检测检测如图所示的一组金属零件。要求将检查结果绘制在图像上。如果零件损坏，则绘制一个圆圈将其圈出，反之则不绘制。通过完成此学习任务，掌握形态学处理，包括区域形态膨胀、腐蚀、关闭、开口、细化、增浓、移除像素分支、区域填充。4.4.1形态学处理1.区域形态膨胀区域形态膨胀是指使用预定义内核在区域上执行形态扩张。主要应用于使区域更厚或者填充其中的小孔，如图所示。2.区域形态腐蚀区域形态腐蚀是指使用预定义的内核对区域执行形态腐蚀。主要应用于使区域更薄或者消除小部件，如图所示。3.区域形态关闭区域形态关闭是指使用选定的预定义内核在区域上执行形态关闭。主要应用于填充区域内的小缝隙，但是不会使它变厚，如图所示。4.区域形态开口区域形态开口是指使用预定义核在区域上执行形态开口。主要应用于从区域中移除小部件，而且不会使它变薄，如图所示。5.移除像素分支移除像素分支是指从区域中移除一个像素宽度的分支。该操作将从输入区域中删除长度不超过最大长度的所有分支，如图所示。6.区域形态细化区域形态细化是指使用预定义内核在区域上执行形态细化。该操作执行形态细化。和其他区域形态学操作相似，使用叫做内核（或者结构元素）的形状进行细化。7.区域形态增浓区域形态增浓是指使用预定义的内核在区域上执行形态增浓。该操作执行形态增浓。和其他区域形态学操作相似，使用叫做内核（或者结构元素）的形状执行增浓。8.区域填充区域填充是指扩展输入区域，使其包含先前位于其孔中的所有像素。该操作扩展一个区域，以包含任何区域孔内的所有像素。区域的孔是像素的连接区域，不属于该区域，不接触区域框架的边界，如图所示。4.4.2硬件选型1.相机选型在实验室环境下，首先确认视野范围及检测精度等需求，通过计算公式反推出相机的分辨率选型范围。观察产品差异得知，实验需要通过区域分析分辨出合格和不合格产品，相机像素高有助于区分差异，以我们拍摄视野120mm×90mm，精度要求为0.1mm为例，代入公式120/分辨率长×n=精度，则相机的分辨率在1200×900以上就可达到要求。因此实验选择分辨率160万（1440×1088）的智能相机。2.镜头选型在物距为有限的情况下，根据视野与焦距的运算公式f=Y'·L/Y，计算出焦距的大约取值范围，焦距越小拍摄视野越大，畸变也越大。由于此实验对视野与物距的取值没有严格的要求，此处镜头选型为8mm低畸变工业镜头。3.光源选型本实验需要通过多个区域工具配合实现功能，产品为金属薄片，由于金属反光特性，正面打光难以提取产品完整区域，通过测试可知，面光源打背光的方式得到的外轮廓和整体区域效果最好，所以此实验选择面光源（注意确认样品厚度），面光源大小只需略大于拍摄特征区域即可。4.选型清单序号名称规格参考型号1相机分辨率1440×1088帧率107曝光方式全局曝光靶面1/3”SV-RS160C-C2镜头类型普通定焦镜头焦距8mmSL-LF08-C3光源类型背光源尺寸160mm×160mm颜色白色功率20WSI-JB160160-W4.4.3硬件平台搭建1.架设高度在视野与焦距确定的的情况下，根据运算公式f=Y'·L/Y，可计算出物距的大约取值范围，三者相互影响，实际