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专利号: 2018107561503
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,采集多张完全覆盖整个鸡蛋蛋壳表面的灰度图像;

步骤2,对灰度图像进行预处理,以消除图像边缘上的背景干扰并凸显细微裂纹特征;

步骤3,检测鸡蛋蛋壳表面上所有的斑点集合,并消除表面的斑点;

步骤4,分别采用自上至下和自左至右的模式动态规划出一条像素点像素值累加总和最大的最优路径,定位为蛋壳上的细微裂纹所在路径;

步骤4的具体实现包括如下子步骤,

步骤4.1,对于M*N的图像,以图像顶部的每个像素点为起点,每个起点都向下出发动态规划出一条路径,每一条路径中像素点所累加的灰度总和其中m=1,2,…,M, 是路径起点(1,k)、第m列的像素点,k的取值是1,2,…,M, 是路径中到下一层像素点的灰度值,i=1,2,3共三个决策,三个决策分别是这条路径走进下一层的三个走向,即左下方,正下方,右下方,跟踪灰度值最大的决策走向,S是经过路径中所有像素点灰度值的累加和;

步骤4.2,不同起点对应路径规划完毕后,决策选择出像素点灰度值累加总和最大的最优路径, best是规划出的最优路径,其路径中所有像素点之和最大,蛋壳上的细微裂纹就定位在这条规划出的最优路径中;

步骤4.3,同理对于M*N的图像,以图像最左端的每个像素点为起点,向右出发同样动态规划出一条像素点灰度值累加总和最大的最优路径;

步骤5,判断最优路径中是否存在像素点个数满足一定阈值的连续曲线,如果存在,则判定为蛋壳上的细微裂纹,当多张图像中存在一条及一条以上连续的曲线时,判定该鸡蛋为裂纹蛋;若不存在,则判定该鸡蛋为完好蛋。

2.如权利要求1所述的一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于:步骤

1中通过一种便携式视觉检测装置采集鸡蛋灰度图像,所述一种便携式视觉检测装置包括图像采集暗箱、工业相机、照明光源、辊轮、步进电机和工业平板电脑;其中工业相机固定安装于图像采集暗箱顶部正中位置,并通过数据传输线与工业平板电脑连接,照明光源夹持固定在暗箱正下方,辊轮通过传动连接杆与固定在暗箱一侧的步进电机相连,工业平板电脑固定在图像采集暗箱的正前方;采集图像时,鸡蛋放置在辊轮上,照明光源以透射方式对鸡蛋照明,通过步进电机控制辊轮转动,利用工业相机采集获得多张完全覆盖整个鸡蛋蛋壳表面的灰度图像,并显示在工业平板电脑上。

3.如权利要求2所述的一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于:所述图像采集暗箱是一种带箱门的矩形暗箱;所述照明光源选用功率为1W的ZYG-L627-1W-12V型暖白色LED光源;所述工业相机选用Point Grey公司型号为FL2G-50S5M-C的工业相机,镜头为Computar公司的M1614-MP采集鸡蛋灰度图像。

4.如权利要求1所述的一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于:步骤

2中对灰度图像进行预处理具体包括如下子步骤,

步骤2.1,利用OTSU自适应阈值分割将灰度图像分割为二值图像;

步骤2.2,采用最小区域面积法对二值图像进行处理,以消除图像边缘上的干扰区域;

步骤2.3,获取鸡蛋的最小外接矩形,并将矩形区域外围的背景剪切掉,获得仅包围鸡蛋的矩形区域;

步骤2.4,将该矩形区域与原图像进行点乘运算,获得去除背景后的鸡蛋完整目标图像;

步骤2.5,使用傅里叶变换将图像转换到频率域,选取巴特沃斯高通滤波器滤波后,再进行傅里叶反变换将图像还原回空间域,并利用灰度增强凸显细微裂纹。

5.如权利要求1所述的一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于:步骤

3的具体实现方式为,首先利用SimpleBlobDetector算法检测鸡蛋蛋壳表面上所有的斑点集合,确定斑点的位置和尺寸信息;然后利用斑点的中心坐标与半径作圆,给圆内的每一个像素点重新赋值,通过以某像素点为中心的5*5矩形区域中灰度值求和的平均值对该像素点赋值,从而消除表面的斑点。

6.如权利要求1所述的一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于:步骤

5的具体实现包括如下子步骤,

步骤5.1,对于自左至右模式规划出的最优路径,根据图像列数,从最左端依此取n列;

步骤5.2,从第一列的路径点为起点开始,顺次向右的n列图像中,沿着路径判断所经过的像素点灰度值是否为0,统计其零点个数;

步骤5.3,若零点个数大于等于p个,则舍弃起点,否则保留;

步骤5.4,再根据步骤5.2-5.3判断以第二列路径点为起点开始的n列图像,依此循环直至判断到最后一列;

步骤5.5,从自上至下模式规划出的最优路径中,根据图像行数,从最上端依次取m行,然后重复步骤5.2-5.4,以相同的方法判断是否舍弃起点;

步骤5.6,根据以上步骤判断舍弃起点后的路径上是否存在像素点个数大于1/5N或者

1/5M的连续曲线,如果存在,则判定为蛋壳上的细微裂纹;

步骤5.7,结合每个鸡蛋采集到的多张图像,经过上述步骤的处理综合判别,若在多张图像中存在一条及一条以上连续的曲线,则判定该鸡蛋为裂纹蛋;若不存在,则判定该鸡蛋为完好蛋。

7.如权利要求6所述的一种鸡蛋蛋壳表面细微裂纹的视觉检测方法,其特征在于:n取

1/5N,m取1/5N。