表面缺陷檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種表面缺陷檢測方法，將待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖相減，得到缺陷頻譜圖。而缺陷頻譜圖，實際上是將待檢測金屬機加件表面背景的頻譜去除后的頻譜圖。因此，將缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，得到的是待檢測金屬機加件去除表面背景后的表面圖像。將該表面圖像進行顯示，便可清晰的分辨出待檢測機加件的表面是否存在缺陷，以及缺陷的分布狀況。因此，上述表面缺陷檢測裝置及方法可減弱金屬機加件表面背景對檢測過程的干擾，從而提升缺陷檢測的效果，并提高缺陷檢測速度。此外，本發(fā)明還提供一種表面缺陷檢測裝置。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及缺陷檢測技術(shù)，特別是涉及一種表面缺陷檢測裝置及方法。 表面缺陷檢測裝置及方法

【背景技術(shù)】
[0002] 陽極氧化是金屬機加件的一種常用加工工藝，在陽極氧化過程中產(chǎn)生的氣泡有可 能會凝固在金屬表面，從而影響金屬機加件的質(zhì)量。傳統(tǒng)檢測方法是靠人工進行缺陷檢測， 這種方法速度慢，檢測效率低，并且目視無法檢測到細微的缺陷。而且，金屬機加件在加工 過程中，其表面一般會形成規(guī)律的斜紋或圖案，從而導(dǎo)致金屬機加件的表面背景復(fù)雜。然 而，人工檢測缺陷時，金屬機加件表面復(fù)雜的背景會影響對缺陷的辨識，從而使得缺陷檢測 的效果不佳且檢測效率不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要提供一種可減弱表面背景對檢測過程的影響，從而提升缺陷檢測 的效果，并提高缺陷檢測速度的表面缺陷檢測裝置及方法。
[0004] 一種表面缺陷檢測方法，用于檢測金屬機加件的表面是否存在缺陷，所述方法包 括以下步驟：
[0005] 采集所述金屬機加件的表面圖像；
[0006] 對所述表面圖像進行傅立葉變換，得到所述金屬機加件的表面頻譜圖；
[0007] 將所述表面頻譜圖與預(yù)先存儲的標準頻譜圖相減，以得到缺陷頻譜圖，所述標準 頻譜圖為表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖；
[0008] 對所述缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以得到缺陷圖像；
[0009] 獲取所述缺陷圖像并顯示。
[0010] 在其中一個實施例中，在所述獲取所述金屬機加件的表面圖像的步驟之前，所述 方法還包括：
[0011] 獲取所述表面無缺陷的金屬機加件的標準表面圖像，并對所述標準表面圖像進行 傅立葉變換，以得到所述標準頻譜圖。
[0012] 在其中一個實施例中，所述獲取所述金屬機加件的表面圖像的步驟具體為：
[0013] 對所述金屬機加件的表面進行照明，并獲取所述金屬機加件的表面圖像。
[0014] 在其中一個實施例中，所述對所述缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以獲取缺陷圖 像的步驟還包括：
[0015] 對所述缺陷圖像進行閾值分割，以提取出缺陷點的圖像；
[0016] 所述獲取所述缺陷圖像并顯示的步驟還包括：
[0017] 獲取所述缺陷點的圖像并顯示。
[0018] 一種表面缺陷檢測裝置，用于檢測金屬機加件的表面是否存在缺陷，所述表面缺 陷檢測裝置包括：
[0019] 圖像采集器，用于采集所述金屬機加件的表面圖像；
[0020] 處理器，與所述圖像采集器通訊連接，所述處理器包括：
[0021] 變換模塊，用于對所述表面圖像進行傅立葉變換，得到所述金屬機加件的表面頻 譜圖；
[0022] 比對模塊，用于將所述表面頻譜圖與預(yù)先存儲的標準頻譜圖相減，以得到缺陷頻 譜圖，所述標準頻譜圖為表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖；
[0023] 成像模塊，用于對所述缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以獲取缺陷圖像；
[0024] 顯示器，與所述處理器通訊連接，所述顯示器用于獲取所述缺陷圖像并顯示。
[0025] 在其中一個實施例中，還包括照明燈，所述照明燈用于對所述金屬機加件的表面 進行照明。
[0026] 在其中一個實施例中，還包括用于承載所述金屬機加件工作臺，所述照明燈固定 于所述工作臺的側(cè)面。
[0027] 在其中一個實施例中，所述成像模塊還用于對所述缺陷圖像進行閾值分割，以提 取出缺陷點的圖像；
[0028] 所述顯示器還用于獲取所述缺陷點的圖像并顯示。
[0029] 上述表面缺陷檢測裝置及方法，將待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與表面無缺陷 的金屬機加件的表面頻譜圖相減，得到缺陷頻譜圖。而缺陷頻譜圖，實際上是將待檢測金屬 機加件表面背景的頻譜去除后的頻譜圖。因此，將缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，得到的是 待檢測金屬機加件去除表面背景后的表面圖像。將該表面圖像進行顯示，便可清晰的分辨 出待檢測機加件的表面是否存在缺陷，以及缺陷的分布狀況。因此，上述表面缺陷檢測裝置 及方法可減弱金屬機加件表面背景對檢測過程的干擾，從而提升缺陷檢測的效果，并提高 缺陷檢測速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1為一實施例中表面缺陷檢測方法的流程示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明較佳實施例中表面缺陷檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3中的（a)、(b)部分分別為表面無缺陷的金屬機加件的表面圖像及其表面頻譜 圖；
[0033] 圖4中的（a)、（b)、（c)、（d)部分分別為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面 圖像、表面頻譜圖、缺陷頻譜圖及其缺陷圖像；
[0034] 圖5中的（a)、（b)、（c)、（d)部分分別為表面無缺陷的待檢測金屬機加件的表面 圖像、表面頻譜圖、缺陷頻譜圖及其缺陷圖像。

【具體實施方式】
[0035] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹 全面。
[0036] 需要說明的是，當元件被稱為"固定于"另一個元件，它可以直接在另一個元件上 或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是"連接"另一個元件，它可以是直接連接 到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0037] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個或多個 相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0038] 表面缺陷檢測方法用于檢測金屬機加件的表面是否存在缺陷。
[0039] 請參閱圖1，本發(fā)明一個實施例中的表面缺陷檢測方法，包括步驟S101?S105 :
[0040] 步驟S101，采集金屬機加件的表面圖像。
[0041] 具體的，可通過照相機、攝像機對金屬機加件的表面進行圖像采集。
[0042] 在一個實施例中，上述步驟S101具體為：對金屬機加件的表面進行照明，并獲取 金屬機加件的表面圖像。
[0043] 通過照明，可使得獲取的金屬機加件的表面圖像更加清晰，從而便于獲得更好的 檢測效果。
[0044] 步驟S102,對表面圖像進行傅立葉變換，得到金屬機加件的表面頻譜圖。
[0045] 具體的，先將采集獲得的表面圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行傅立葉變 換，便可得到與表面圖像對應(yīng)的表面頻譜圖。
[0046] 步驟S103,將表面頻譜圖與預(yù)先存儲的標準頻譜圖相減，以得到缺陷頻譜圖，標準 頻譜圖為表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖。
[0047] 具體的，標準頻譜圖中僅包含金屬機加件固有背景的頻譜。因此，將獲取的表面頻 譜圖與標準頻譜圖相減，便可去除表面頻譜圖中背景對應(yīng)的部分。
[0048] 在一個實施例中，在上述步驟S101之前，表面缺陷檢測方法還包括：獲取表面無 缺陷的金屬機加件的標準表面圖像，并對標準表面圖像進行傅立葉變換，以得到標準頻譜 圖。
[0049] 如圖3中（a)部分所示，標準表面圖像即為表面無缺陷的金屬機加件的表面圖像， 通過對標準表面圖像進行傅立葉變換，便可得到如圖3中（b)部分所示的標準頻譜圖。將 得到的標準頻譜圖進行存儲，便可用于后續(xù)與帶檢測金屬機加件的表面頻譜圖進行相減。
[0050] 進一步的，獲取表面無缺陷的金屬機加件的標準表面圖像時，也對表面無缺陷的 金屬機加件進行照明，且照明的光照強度大于對帶檢測金屬機加件的照明強度。
[0051] 如圖4中（a)部分所示，為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面圖像，圖4中 (b)部分所示為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖，圖4中（c)部分所示為表面 有缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與標準頻譜圖相減得到的缺陷頻譜圖。
[0052] 如圖5中（a)部分所示，為表面無缺陷的待檢測金屬機加件的表面圖像，圖5中 (b)部分所示為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖，圖5中（c)部分所示為表面 無缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與標準頻譜圖相減得到的缺陷頻譜圖。
[0053] 步驟S104,對缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以得到缺陷圖像。
[0054] 具體的，缺陷頻譜圖不包含待檢測金屬機加件的背景的頻譜。因此，通過傅立葉逆 變換后，得到具體的缺陷圖像，且缺陷圖像中不包含金屬機加件本身固有的背景。因此，通 過變換，已將待檢測金屬機加件的背景去除。
[0055] 其中，圖4中（d)部分所示為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的缺陷圖像，圖5中 (d)部分所示為表面無缺陷的待檢測金屬機加件的缺陷圖像。從圖4中（d)部分及圖5中 (d)部分可以看出，待檢測的金屬機加件的表面背景已被去除。
[0056] 步驟S105,獲取缺陷圖像并顯示。
[0057] 由于待檢測金屬機加件的背景去除。因此，在檢測缺陷時可排除復(fù)雜背景的干擾。 通過缺陷圖像，可清晰的辨認出金屬機加件的表面是否帶有缺陷，從而有效的提升檢測效 果及檢測速度。
[0058] 在一個實施例中，上述步驟S104還包括：對缺陷圖像進行閾值分割，以提取出缺 陷點的圖像；
[0059] 上述步驟S105還包括：獲取缺陷點的圖像并顯示。
[0060] 通過閾值分割，可將金屬機加件上存在的缺陷點提取出來，得到缺陷點的圖像。通 過對缺陷點的圖像進行顯示，便可清晰的檢測出缺陷點的形狀及位置。
[0061] 上述表面缺陷檢測方法，將待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與表面無缺陷的金屬 機加件的表面頻譜圖相減，得到缺陷頻譜圖。而缺陷頻譜圖，實際上是將待檢測金屬機加件 表面背景的頻譜去除后的頻譜圖。因此，將缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，得到的是待檢測 金屬機加件去除表面背景后的表面圖像。將該表面圖像進行顯示，便可清晰的分辨出待檢 測機加件的表面是否存在缺陷，以及缺陷的分布狀況。因此，上述表面缺陷檢測方法可減弱 金屬機加件表面背景對檢測過程的干擾，從而提升缺陷檢測的效果，并提高缺陷檢測速度。 [0062] 此外，本發(fā)明還提供一種用于檢測金屬機加件的表面是否存在缺陷的表面缺陷檢 測裝置。
[0063] 請參閱圖2,本發(fā)明較佳實施例中的表面缺陷檢測裝置100包括圖像采集器110、 處理器120及顯示器130。
[0064] 圖像采集器110用于采集金屬機加件的表面圖像。具體的，圖像采集器110可為 照相機、攝像機等設(shè)備。
[0065] 在本實施例中，表面缺陷檢測裝置100還包括照明燈140,照明燈140用于對金屬 機加件的表面進行照明。通過照明，可使得圖像采集器110獲取的金屬機加件的表面圖像 更加清晰，從而便于獲得更好的檢測效果。
[0066] 進一步的，在本實施例中，表面缺陷檢測裝置100還包括用于承載金屬機加件工 作臺150,照明燈140固定于工作臺150的側(cè)面。工作臺150的表面為平面，從而可使金屬 機加件的表面與圖像采集器110保持垂直，以便獲得更加精確的表面圖像。
[0067] 處理器120與圖像采集器110通訊連接，處理器120包括變換模塊121、比對模塊 123及成像模塊125。
[0068] 變換模塊121用于對表面圖像進行傅立葉變換，得到金屬機加件的表面頻譜圖。
[0069] 具體的，變換模塊121先將采集獲得的表面圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再對數(shù)字信號 進行傅立葉變換，便可得到與表面圖像對應(yīng)的表面頻譜圖。
[0070] 比對模塊123用于將表面頻譜圖與預(yù)先存儲的標準頻譜圖相減，以得到缺陷頻譜 圖，標準頻譜圖為表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖。
[0071] 具體的，標準頻譜圖中僅包含金屬機加件固有背景的頻譜。因此，將獲取的表面頻 譜圖與標準頻譜圖相減，便可去除表面頻譜圖中背景對應(yīng)的部分。
[0072] 在一個實施例中，首先通過圖像采集器110獲取表面無缺陷的金屬機加件的標準 表面圖像，并通過變換模塊121對標準表面圖像進行傅立葉變換，以得到標準頻譜圖。
[0073] 標準表面圖像即為表面無缺陷的金屬機加件的表面圖像，通過對標準表面圖像進 行傅立葉變換，便可得到標準頻譜圖。將得到的標準頻譜圖存儲于處理器120,便可用于比 對模塊123將帶檢測金屬機加件的表面頻譜圖進行相減。
[0074] 進一步的，圖像采集器110獲取表面無缺陷的金屬機加件的標準表面圖像時，照 明燈140也對表面無缺陷的金屬機加件進行照明，且照明的光照強度大于對帶檢測金屬機 加件的照明強度。
[0075] 如圖4中（a)部分所示，為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面圖像，圖4中 (b)部分所示為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖，圖4中（c)部分所示為表面 有缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與標準頻譜圖相減得到的缺陷頻譜圖。
[0076] 如圖5中（a)部分所不，為表面無缺陷的待檢測金屬機加件的表面圖像，圖5中 (b)部分所示為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖，圖5中（c)部分所示為表面 無缺陷的待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與標準頻譜圖相減得到的缺陷頻譜圖。
[0077] 成像模塊125用于對缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以獲取缺陷圖像。
[0078] 具體的，缺陷頻譜圖不包含待檢測金屬機加件的背景的頻譜。因此，通過傅立葉逆 變換后，得到具體的缺陷圖像，且缺陷圖像中不包含金屬機加件本身固有的背景。因此，通 過變換，已將待檢測金屬機加件的背景去除。
[0079] 其中，圖4中（d)部分所示為表面有缺陷的待檢測金屬機加件的缺陷圖像，圖5中 (d)部分所示為表面無缺陷的待檢測金屬機加件的缺陷圖像。從圖4中（d)部分及圖5中 (d)部分可以看出，待檢測的金屬機加件的表面背景已被去除。
[0080] 顯示器130與處理器通訊連接，顯示器130用于獲取缺陷圖像并顯示。
[0081] 由于待檢測金屬機加件的背景去除，在檢測缺陷時可排除復(fù)雜背景的干擾。因此， 通過顯示器130,便可清晰的辨認出金屬機加件的表面是否帶有缺陷，從而有效的提升檢測 效果及檢測速度。
[0082] 在本實施例中，成像模塊125還用于對缺陷圖像進行閾值分割，以提取出缺陷點 的圖像。
[0083] 顯示器130還用于獲取缺陷點的圖像并顯示。
[0084] 通過閾值分割，成像模塊125可將金屬機加件上存在的缺陷點提取出來，得到缺 陷點的圖像。通過顯示器130對缺陷點的圖像進行顯示，便可清晰的檢測出缺陷點的形狀 及位置。
[0085] 表面缺陷檢測裝置100,比對模塊123將待檢測金屬機加件的表面頻譜圖與表面 無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖相減，得到缺陷頻譜圖。而缺陷頻譜圖，實際上是將待檢 測金屬機加件表面背景的頻譜去除后的頻譜圖。因此，成像模塊125將缺陷頻譜圖進行傅 立葉逆變換后，得到的是待檢測金屬機加件去除表面背景后的表面圖像。顯示器130對該 表面圖像進行顯示，便可清晰的分辨出待檢測機加件的表面是否存在缺陷，以及缺陷的分 布狀況。因此，表面缺陷檢測裝置100可減弱金屬機加件表面背景對檢測過程的干擾，從而 提升缺陷檢測的效果，并提高缺陷檢測速度。
[〇〇86] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種表面缺陷檢測方法，用于檢測金屬機加件的表面是否存在缺陷，其特征在于，所 述方法包括以下步驟： 采集所述金屬機加件的表面圖像； 對所述表面圖像進行傅立葉變換，得到所述金屬機加件的表面頻譜圖； 將所述表面頻譜圖與預(yù)先存儲的標準頻譜圖相減，以得到缺陷頻譜圖，所述標準頻譜 圖為表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖； 對所述缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以得到缺陷圖像； 獲取所述缺陷圖像并顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面缺陷檢測方法，其特征在于，在所述獲取所述金屬機加 件的表面圖像的步驟之前，所述方法還包括： 獲取所述表面無缺陷的金屬機加件的標準表面圖像，并對所述標準表面圖像進行傅立 葉變換，以得到所述標準頻譜圖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述獲取所述金屬機加件 的表面圖像的步驟具體為： 對所述金屬機加件的表面進行照明，并獲取所述金屬機加件的表面圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述對所述缺陷頻譜圖進 行傅立葉逆變換，以獲取缺陷圖像的步驟還包括： 對所述缺陷圖像進行閾值分割，以提取出缺陷點的圖像； 所述獲取所述缺陷圖像并顯示的步驟還包括： 獲取所述缺陷點的圖像并顯示。
5. -種表面缺陷檢測裝置，用于檢測金屬機加件的表面是否存在缺陷，其特征在于，所 述表面缺陷檢測裝置包括： 圖像采集器，用于采集所述金屬機加件的表面圖像； 處理器，與所述圖像采集器通訊連接，所述處理器包括： 變換模塊，用于對所述表面圖像進行傅立葉變換，得到所述金屬機加件的表面頻譜 圖； 比對模塊，用于將所述表面頻譜圖與預(yù)先存儲的標準頻譜圖相減，以得到缺陷頻譜圖， 所述標準頻譜圖為表面無缺陷的金屬機加件的表面頻譜圖； 成像模塊，用于對所述缺陷頻譜圖進行傅立葉逆變換，以獲取缺陷圖像； 顯示器，與所述處理器通訊連接，所述顯示器用于獲取所述缺陷圖像并顯示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面缺陷檢測裝置，其特征在于，還包括照明燈，所述照明燈 用于對所述金屬機加件的表面進行照明。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面缺陷檢測裝置，其特征在于，還包括用于承載所述金屬 機加件工作臺，所述照明燈固定于所述工作臺的側(cè)面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面缺陷檢測裝置，其特征在于，所述成像模塊還用于對所 述缺陷圖像進行閾值分割，以提取出缺陷點的圖像； 所述顯示器還用于獲取所述缺陷點的圖像并顯示。
【文檔編號】G01N21/88GK104101601SQ201410284824
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】舒遠, 李玉廷, 王光能, 文茜, 米野, 丁兵, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族電機科技有限公司