机器视觉与数字图像处理教程 课件 第10章 产品缺陷检测

产品缺陷检测零件缺陷检测与标记任务要求下图部分零件上方区域存在油污、部分零件下方区域存在左孔位或右孔位缺失的情况，请对零件进行产品质量检测，并把测量结果显示在合适位置。零件缺陷检测与标记实验结果零件缺陷检测与标记实验结果零件缺陷检测与标记零件缺陷检测与标记1）灰度直方图灰度直方图是关于灰度级分布的函数，是对图像中灰度级分布的统计。灰度直方图是将数字图像中的所有像素，按照灰度值的大小，统计其出现的频率，可表示为：零件缺陷检测与标记式中，k为图像f(m,n)的第k级灰度值，nk则为f(m,n)中灰度值为k的像素个数，n为图像的总像素个数，L为灰度级数。不同的灰度分布对应着不同的图像质量。灰度直方图能反映图像的概貌和质量，也是图像增强处理的重要依据零件缺陷检测与标记(1)只反映图像灰度情况，不反映像素位置;(2)一幅图像对应唯一的灰度直方图，但同一灰度直方图可能对应多幅图像;(3)一幅图像划分多个区域，这些区域的直方图之和为原图像直方图。灰度直方图的性质(1）在使用轮廓线确定物体边界时，通过直方图更好地选择边界阈值，进行阈值化处理;(2）对物体与背景有较强对比的景物分割特别有用。灰度直方图的作用零件缺陷检测与标记2）CogHistogramTool工具3）CogResultsAnalysisTool工具CogResultsAnalysisTool工具是VisionPro中用于综合分析和处理检测结果的关键工具，能够对多个工具的输出数据进行汇总、统计和评估，为工业视觉应用提供全面的决策支持。该具备强大的数据分析能力，支持多种数据输入方式，也可以直接连接其他工具的输出结果，获取检测过程中的各类参数如位置、尺寸、角度等。CogResultsAnalysisTool可以进行基本的统计计算如平均值、标准差、最大值、最小值等，帮助用户了解检测数据的整体特征，同时，该工具还支持自定义统计规则和阈值设置，能够根据预设条件对检测结果进行分类和筛选。CogHistogramTool工具专门用于计算和分析图像的灰度直方图，通过对图像中每个像素的灰度值进行统计，可获取图像的灰度特征如图像的平均灰度、灰度范围、对比度等。该具操作简便，只需将待分析的图像输入，就能快速生成灰度直方图信息。实现流程(方法1)零件缺陷检测与标记加载图像零件识别灰度直方图分析（油污区）结果分析结果标签显示CogPMAlignToolCogFixtureToolCogHistogramToolCogResultAnalysisToolCogCreateGraphicLabelTool灰度直方图分析（孔位区）CogHistogramTool零件缺陷检测与标记CogResultsAnalysistTool工具具体设置1.为CogResultsAnalysisTool添加输入变量up、downl、downr，数据分别来自于up、downl、downr（工具类型为CogHistogramTool)中的Result.Mean。2.为CogResultsAnalysisTool添加终端，选择Reslt.EvaluteExpressions.Item[“ok”].Value值传递给CogCreateGraphicLabelTool1中的InputBoolean。实现流程(方法2)零件缺陷检测与标记加载图像零件识别灰度直方图分析（油污区）结果标签显示CogPMAlignToolCogFixtureToolCogHistogramToolCogToolBlockCogCreateGraphicLabelTool灰度直方图分析（孔位区）CogHistogramTool零件缺陷检测与标记CogToolBlock添加简单脚本通过脚本代替CogCreateGraphicLabelTool工具实现结果标签的显示。

if(Inputs.up>130&&Inputs.downl<50&&Inputs.downr<50){Outputs.Output=“True”;//合格品}else

Outputs.Output=“false”;//不合格品returnfalse;}陶瓷釉面瑕疵检测与标识任务要求下面是四幅视角不同的陶瓷釉面图，每副图像中都含有了相似的瑕疵区域如下图所示，请用合适的方法检测图像中的瑕疵区域并用圆形将该区域标识。陶瓷釉面瑕疵检测与标识实验结果陶瓷釉面瑕疵检测与标识陶瓷釉面瑕疵检测与标识图像格式转换的工具，它允许用户将图像从一种格式转换为另一种格式，常用于图像预处理阶段，例如将彩色图像转换为灰度图像或将灰度图像转换为二值图像。1）CogImageConvertTool工具CogIPOneImageTool是VisionPro视觉系统中用于单张图像预处理的核心工具，通过集成多种图像处理算法，为后续视觉分析提供高质量的图像基础一个预处理工具，包括加减常量卷积、直方图均衡化、扩展、旋转、高斯采样等，处理后的图像可直接输出至测量、定位或识别工具。2）CogIPOneImageTool工具用于图像差异分析的核心工具，主要通过像素级减法运算生成反映两张图像差异的新图像。该工具支持输入两张同场景或同类型图像，通过逐像素计算差异值，清晰显示图像间的变化区域，适用于缺陷检测、动态场景监测等工业视觉场景。3）CogIPTwoImageSubtractTool工具用于斑点检测与分析的核心工具，主要通过图像分割、形态学处理及特征提取技术，实现对目标区域内不规则形状特征的快速识别与量化分析。其核心功能围绕图像分割与特征分析展开。通过阈值设定将图像划分为目标像素与背景像素，然后分割后的二值图像通过连通性分析确定Blob区域，结合形态学操作（如膨胀、腐蚀）优化区域边界，最终提取斑点的数量、面积、周长、重心坐标等几何特征。4）CogBlobTool工具陶瓷釉面瑕疵检测与标识5）CogCreateCircleTool工具

CogCreateCircleTool是一个专门用于在图像上创建圆形的工具，该工具可通过指定圆心位置和半径大小，轻松创建出所需圆形。同时，还能对圆形的颜色、线条粗细和样式等外观属性进行设置，以满足不同的可视化需求，为机器视觉应用中的图像分析和可视化提供了便利。陶瓷釉面瑕疵检测与标识加载图像图像类型转换图像代数运算（差影法）添加显示标识CogIPOneImageTool图像预处理（中值滤波）斑点分析CogImageConvertToolCogIPTwoImageSubtractToolCogBlobToolCogCreateCircleTool陶瓷釉面瑕疵检测与标识实现流程(方法1)陶瓷釉面瑕疵检测与标识CogIPOneImageTool工具设置1.图像类型转换，将图像转换为灰度图像；2.采用CogIPOneImageTool工具对图像进行预处理，采用中值滤波提取图像背景；3.

使用CogIPTwoImageSubtractTool基于差影法获取目标区域，即瑕疵区域；4.使用CogBlobTool工具进行斑点分析，定位瑕疵区域，并使用CogCreateCircle工具将区域标识。CogBlobTool工具设置陶瓷釉面瑕疵检测与标识加载图像图像类型转换图像代数运算（差影法）添加显示标识CogIPOneImageTool图像预处理（中值滤波）斑点分析CogImageConvertToolCogIPTwoImageSubtractToolCogBlobToolCogToolBlcok实现流程(方法2)陶瓷釉面瑕疵检测与标识CogIPOneImageTool工具设置1.图像类型转换，将图像转换为灰度图像；2.采用CogIPOneImageTool工具对图像进行预处理，采用中值滤波提取图像背景；3.使用CogIPTwoImageSubtractTool基于差影法获取目标区域，即瑕疵区域；4.使用CogBlobTool工具进行斑点分析，定位瑕疵区域。CogBlobTool工具设置陶瓷釉面瑕疵检测与标识CogToolBlcok添加脚本1.添加CogCircle对象c，CogBlobTool对象blob；

privateCogCirclec=newCogCircle();

privateCogBlobToolblob=newCogBlobTool();2.初始化blob和c

blob=mToolBlock.Tools["CogBlobTool1"]asCogBlobTool;c.CenterX=blob.Results.GetBlobs()[0].CenterOfMassX;c.CenterY=blob.Results.GetBlobs()[0].CenterOfMassY;c.LineWidthInScreenPixels=2;c.Radius=20;c.Color=CogColorConstants.Blue;陶瓷釉面瑕疵检测与标识CogToolBlcok添加脚本3.在ModifyLastRunRecord函数中添加显示结果mToolBlock.AddGraphicToRunRecord(c,lastRecord,"CogImageConvertTool1.InputImage","");

胶囊药品瑕疵检测任务要求如图为待检测的胶囊药品图像，部分胶囊药品存在误放和缺失的情况，请检测胶囊药品是否为合格品并进行文字标注。胶囊药品瑕疵检测实验结果胶囊药品瑕疵检测CogSearchMaxTool是VisionPro中的一款高精度模板匹配工具，专为彩色图像和小图案匹配设计，可检测目标物体的位置、角度和比例变化。该工具采用归一化相关搜索算法，结合颜色和边缘特征进行模板匹配，特别适合需要兼顾精度、色彩和多目标检测的应用场景，其几何模式匹配和颜色特征融合能力使其在复杂工业视觉检测中具有独特优势。胶囊药品瑕疵检测CogSearchMaxTool工具对彩色、纹理丰富的小图案，优先考虑CogSearchMaxTool工具；对精度要求极高但颜色不重要的场景，可考虑CogPMAlignTool工具。训练阶段：用户选择模板区域，工具提取颜色和边缘特征；生成抗干扰的特征模型，存储目标的几何和色彩信息。搜索阶段：在输入图像中滑动搜索窗口，计算与模板的相似度；找出相似度最高的区域，返回位置、角度和匹配分数。图像类型转换图像识别与定位缺失药品检测添加显示标识CogSearchMaxTool合格药品检测结果分析CogSearchMaxToolCogBlobToolCogCreateGraphicLabelToolCogImageConvertToolCogPMAlignToolCogFixtureTool胶囊药品瑕疵检测实现流程(方法1)胶囊药品瑕疵检测CogSearchMaxTool_wanzheng工具设置1.图像类型转换，将图像转换为灰度图像；2.使用CogPMAlignTool和CogFixtureTool工具对图像进行识别和定位；3.使用CogSearchMaxTool_wanzheng工具训练识别合格的胶囊药品；

胶囊药品瑕疵检测CogSearchMaxTool_queshi工具设置4.使用CogSearchMaxTool_queshi工具进行缺失药品训练与识别；5.在CogToolBlock中添加简单脚本；6.使用CogCreateGraphicLabelTool显示检测与识别结果。胶囊药品瑕疵检测CogToolBlock脚本if(Inputs.wanzheng==15){Outputs.res="合格品";}else{Outputs.res="合格:"+Inputs.wanzheng.ToString()+"缺失:"+Inputs.queshi.ToString()+"误放:"+(15-Inputs.queshi-Inputs.wanzheng);}胶囊药品瑕疵检测图像类型转换图像识别与定位缺失药品检测CogSearchMaxTool合格药品检测结果分析与结果显示CogSearchMaxToolCogBlobTool（高级脚本）CogImageConvertToolCogPMAlignToolCogFixtureTool实现流程(方法2)胶囊药品瑕疵检测CogSearchMaxTool_wanzheng工具设置1.图像类型转换，将图像转换为灰度图像；2.使用CogPMAlignTool和CogFixtureTool工具对图像进行识别和定位；3.

使用CogSearchMaxTool_wanzheng工具训练识别合格的胶囊药品；

胶囊药品瑕疵检测CogSearchMaxTool_queshi工具设置4.使用CogSearchMaxTool_queshi工具进行缺失药品训练与识别；5.在CogToolBlock中添加高级脚本；胶囊药品瑕疵检测CogToolBlock添加高级脚本1.添加CogGraphicLabel对象myLabel，CogSearchMaxTool对象search1和search2；

CogGraphicLabelmyLabel=newCogGraphicLabel();CogSearchMaxToolsearch1=newCogSearchMaxTool();CogSearchMaxToolsearch2=newCogSearchMaxTool();

2.初始化search1和search2，并定义变量Count和Count2。

search1=mToolBlock.Tools["CogSearchMaxTool_wanzheng"]asCogSearchMaxTool;intCount=search1.Results.Count;search2=mToolBlock.Tools["CogSearchMaxTool_queshi"]asCogSearchMaxTool;intCount2=search2.Results.Count;胶囊药品瑕疵检测CogToolBlock添加高级脚本3.定义myLabel的字体和颜色属性；

myLabel.Font=newFont("楷体",15);myLabel.Color=CogColorConstants.Red;4.胶囊药品瑕疵检测

if(Count==15){myLabel.SetXYText(180,30,"合格");}else{myLabel.SetXYText(180,30,"合格:"+Count.ToString()+"缺失："+Count2.ToString()+"错放:"+(15-Count-Count2));}5.在ModifyLastRunRecord函数中添加显示结果mToolBlock.AddGraphicToRunRecord(myLabel,lastRecord,"CogImageConvertTool1.InputImage","");

胶囊药品完整性检测与统计胶囊药品完整性检测与统计任务要求如图所示左侧是正常胶囊药品，右侧胶囊存在药品缺失，选择合理的特征检测胶囊是否完整以及胶囊缺失的数量。胶囊药品完整性检测与统计实验结果胶囊药品完整性检测与统计CogColorSegmenterTool工具CogColorSegmenterTool是VisionPro视觉系统中用于彩色图像分割的核心工具，而非基于图像边缘特征进行处理的工具，该工具支持颜色阈值的调整和区域生长，其核心功能是通过颜色特征将目标