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专利号: 2024117610643
申请人: 深圳市微蓝智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-03-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于,所述系统包括以下模块:图像转包模块、位置检验模块、偏差限制模块、拼接变换模块和缺陷检测模块;

所述图像转包模块用于在坐标系中标识出各分体式相机的位置和主光轴方向,选取一台相机的拍摄方向为主方向,按照主方向逆时针顺序排列各相机,将相邻位置相机在同一时刻拍摄的图像组合为图像对;

所述位置检验模块用于检定图像中各像素点的色度,根据相机的视角偏差,计算图像对中第一图像的边缘像素列在第二图像中的映射位置,以第一图像边缘像素列中的像素点为样本,映射位置预设半径内的所有像素点为总体进行显著性检验;

所述偏差限制模块用于在检验水平高于阈值时,从总体集合中按距离顺序依次去除固定数量的像素点,并重新进行检验,直到检验水平不再下降为止,输出剩余的像素点作为特征像素点;

所述拼接变换模块用于对所有特征像素点进行分布拟合,得到拼接线段,以拼接线段作为第一图像在第二图像中的实际映射线段,进行图像拼接合成,输出合成后的图像;

所述缺陷检测模块用于提取合成图像中每一行和每一列的像素点,得到反映像素点色度的验证序列,对每一个验证序列生成离散函数,对离散函数进行中心差分,差分函数值高于阈值的点作为噪点输出,并根据相邻行列中噪点的存在情况判断噪点类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述图像转包模块包括:阵列定位单元和帧间组合单元;

所述阵列定位单元用于确定各相机在阵列中的位置和拍摄方向,按照拍摄方向对相机排序;

所述帧间组合单元用于对相邻相机同一时刻拍摄的图像进行提取和打包,作为图像对存入数据库。

3.根据权利要求2所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述图像转包模块的实现执行以下步骤:步骤S11.在拍摄现场建立三维坐标系,在坐标系中标识分体式相机阵列中各相机的位置坐标,以相机镜头正对的方向为正方向,相机焦距为矢量模长生成相机的方向矢量;

步骤S12.根据相机阵列的主要拍摄内容,选取正对拍摄对象的方向为正方向,单位长度为模长的矢量为主方向矢量,计算主方向矢量与各相机方向矢量的逆时针水平夹角,按水平夹角升序排列各相机,构成相机序列;

步骤S13.在相机序列中对每两个相邻相机进行一次组合,构成n-1个相机组合,n为阵列中分体式相机的数量,对每个组合中的相机划分单独存储空间,在同一时刻存储组合中两台相机拍摄的图像,组合为图像对;

所述图像对中像素更高的图像作为第一图像存储,像素更低的图像作为第二图像存储。

4.根据权利要求1所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述位置检验模块包括:像素量化单元、边缘提取单元和概率检验单元;

所述像素量化单元用于量化图像中各像素点的色彩,以数字化形式对像素点进行坐标标注;

所述边缘提取单元用于计算第一图像的边缘在第二图像中的映射位置,并提取映射位置周边固定范围内的像素点构建总体集合;

所述概率检验单元用于以边缘像素点为样本集合,检验边缘像素点在总体集合中的显著性。

5.根据权利要求4所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述位置检验模块的实现执行以下步骤:步骤S21.选取第一图像的边缘像素列,所述边缘像素列位于第一图像与第二图像间的重合画面中,提取边缘像素列中各像素点的色谱频率,以色谱频率在标准分光色谱中的位置作为像素点的色度;

步骤S22.对边缘像素列中的每个像素点坐标化,得到坐标Q(a,b,c),其中a、b和c分别代表像素点的行位置、列位置和色度,计算像素点的映射位置P(A,B,C),其中A和B分别代表像素点在第二图像中的映射点的横纵坐标,C代表第二图像位置(A,B)处的实际色度;

其中,A=r·cosθ1-d1+a,B=r·cosθ2-d2+b,r代表拍摄第一和第二图像的两台相机间的距离,θ1和θ2分别代表两台相机主光轴间的水平夹角和垂直夹角,d1和d2分别代表第一图像中像素行数量和像素列数量;

步骤S23.以边缘像素列中各像素的色度,构成样本集合{c1,c2,…,cm},其中m为边缘像素列中像素点的数量,cm为边缘像素列中第m个像素点的色度;

以边缘像素列中各像素在边缘图像中的映射位置为中心,获取预设半径内的所有像素点色度,构成总体集合{x1,x2,…,xu},其中u为预设半径内的像素点数量,xu为第u个像素点的色度;

步骤S24.对样本集合进行显著性检验:

其中,t代表检验水平,和分别代表样本集合和总体集合中元素的平均值,xi代表总体集合中第i个元素。

6.根据权利要求1所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述偏差限制模块包括:样本替换单元和特征散点单元;

所述样本替换单元用于依次替换总体集合中的像素点,直到取出像素点使检验水平上升为止;

所述特征散点单元用于以总体集合中剩余的像素点为特征点,将特征点的位置标注在自由空间中;

所述拼接变换模块包括:线段拟合单元和偏转合成单元;

所述线段拟合单元用于在自由空间中利用Matlab拟合全部特征点,构成拼接线;

所述偏转合成单元用于按照拼接线合成图像对中的图像,并输出合成图像。

7.根据权利要求6所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述偏差限制模块的实现执行以下步骤:步骤S31.判断检验水平是否高于阈值,不高于阈值时,对第一图像和第二图像进行原比例拼接,并输出合成图像,高于阈值时,转到步骤S32;

步骤S32.从总体集合中按像素点与最近映射位置间的距离降序依次去除元素,每次去除k个元素时,以当前的总体集合重新进行一次显著性检验,若检验水平降低,则在此去除k个元素,k为预设精度,若检验水平升高,则输出当前总体集合中的全部元素,元素对应的像素点标记为特征像素点;

所述拼接变换模块的实现执行以下步骤:

步骤S41.利用直线拟合工具,用一条线段拟合特征像素点的分布趋势,输出拟合结果,将拟合结果线段作为图像的拼接线段;

步骤S42.以第一图像的边缘像素列为参照列,使边缘像素列与第二图像中的拼接线段重合,合成拼接后的图像输出。

8.根据权利要求1所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述缺陷检测模块包括:坐标变换单元、中心差分单元和缺陷输出单元;

所述坐标变换单元用于提取合成图像每一行和每一列的像素点,生成反映像素点色度的序列;

所述中心差分单元用于对每一个序列生成离散函数,计算离散函数的中心差分函数;

所述缺陷输出单元用于检验差分函数的连续性,输出连续性间断点为预选噪点,并判断预选噪点的缺陷类型。

9.根据权利要求8所述的一种基于分体式相机阵列的缺陷检测系统,其特征在于:所述缺陷检测模块的实现执行以下步骤:步骤S51.提取合成图像中每一行和每一列的像素点,将像素点的色度按所在行列顺序顺次排列,构成验证序列[y1,y2,…,yj,…,yg],其中g为行或列中像素点的数量,j为序号,且j∈{1,2,…,g},yj为行或列中第j个像素点的色度,对每一个验证序列执行步骤S52-S53;

步骤S52.生成离散函数Y(j),使Y(j)=yj,对函数Y(g)进行中心差分:;

其中,Y’(j)为离散函数Y(j)的差分函数,h为差分精度;

步骤S53.将所有j能够取得的值代入差分函数Y’(j),当Y’(j)的值高于预设阈值时,将此时自变量j的值作为异常值输出,异常值对应的像素点标记为噪点,若相邻行或列中同时存在噪点,则判断为存在遮挡物,否则判断为存在拍摄缺陷。