基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷質(zhì)量分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)O
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷是家用領(lǐng)域和工業(yè)設(shè)計(jì)的重要組成部件，其作用主要表現(xiàn)在外觀能夠起到美化環(huán)境方面，因而，對(duì)陶瓷的外觀質(zhì)量要求較高。一般地，陶瓷廠商生產(chǎn)出來的陶瓷不可避免地在外觀上會(huì)存在一些瑕疵，如何識(shí)別并分析出這些瑕疵，對(duì)于陶瓷生產(chǎn)廠商非常重要，能夠幫助他們改變生產(chǎn)工藝，有針對(duì)性地克服這些瑕疵，從而能夠在后續(xù)生產(chǎn)中生產(chǎn)更完美的陶瓷成品。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)陶瓷進(jìn)行外觀瑕疵檢測(cè)，但是現(xiàn)有對(duì)陶瓷外觀瑕疵檢測(cè)的技術(shù)方案存在以下問題:(I)圖像預(yù)處理中，一般采用單個(gè)的濾波模式，濾除效果不佳；(2)陶瓷背景分割的閾值為固定閾值，分割不夠干凈；(3)缺乏外觀瑕疵檢測(cè)的操作平臺(tái)。由于存在上述問題，導(dǎo)致陶瓷外觀瑕疵檢測(cè)準(zhǔn)確性不高，其檢測(cè)結(jié)果難以滿足檢測(cè)方的要求。
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)，能夠搭建一個(gè)陶瓷外觀檢測(cè)的操作環(huán)境，完成適合陶瓷外觀特征的圖像預(yù)處理、陶瓷背景分割和陶瓷瑕疵識(shí)另IJ，從而提高陶瓷外觀分析平臺(tái)的分析數(shù)據(jù)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)，針對(duì)陶瓷和其瑕疵的外觀特征，引入對(duì)比度增強(qiáng)子器件、維納濾波子器件、中值濾波子器件、均值濾波子器件、圖像膨脹處理子器件、圖像腐蝕處理子器件、灰度化處理子器件對(duì)采集的檢測(cè)圖像進(jìn)行連續(xù)處理，獲得最佳的待分析圖像，采用使用自適應(yīng)閾值分割的閾值選擇子器件和目標(biāo)分割子器件完成陶瓷和背景的圖像分割，最后利用瑕疵提取子器件識(shí)別出分割到的陶瓷圖像中的瑕疵成分。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)，所述分析平臺(tái)包括陶瓷容器、CMOS攝像頭、圖像采集卡和主控制器，所述陶瓷容器用于放置待分析的陶瓷，所述CMOS攝像頭用于對(duì)陶瓷進(jìn)行圖像采集以獲得陶瓷圖像，所述圖像采集卡與所述CMOS攝像頭和所述主控制器分別連接，用于接收所述陶瓷圖像并對(duì)所述陶瓷圖像進(jìn)行圖像處理以將圖像處理結(jié)果發(fā)送到所述主控制器。
[0007]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中，還包括:雙光源設(shè)備，包括下光源和LED光源，所述下光源放置在待分析的陶瓷的底部，用于為待分析的陶瓷提供背光，所述LED光源與所述CMOS攝像頭一起放置在所述陶瓷容器的正上方，用于為所述CMOS攝像頭的圖像采集提供輔助照明，所述LED光源還與亮度傳感器連接以接收亮度傳感器發(fā)送的環(huán)境亮度，并根據(jù)環(huán)境亮度控制其自身光強(qiáng)；亮度傳感器，與所述LED光源連接，用于檢測(cè)所述陶瓷容器的正上方的環(huán)境亮度；供電設(shè)備，包括太陽(yáng)能供電器件、市電接口、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述市電接口分別連接，根據(jù)市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；移動(dòng)硬盤，用于預(yù)先存儲(chǔ)陶瓷灰度閾值范圍、預(yù)設(shè)數(shù)量閾值和基準(zhǔn)陶瓷圖像，所述基準(zhǔn)陶瓷圖像為對(duì)基準(zhǔn)陶瓷進(jìn)行拍攝而獲得的只包括陶瓷像素的圖像；所述圖像采集卡設(shè)置在所述陶瓷容器的正上方，包括對(duì)比度增強(qiáng)子器件、維納濾波子器件、中值濾波子器件、均值濾波子器件、圖像膨脹處理子器件、圖像腐蝕處理子器件、灰度化處理子器件、閾值選擇子器件、目標(biāo)分割子器件和瑕疵提取子器件；所述對(duì)比度增強(qiáng)子器件、所述維納濾波子器件、所述中值濾波子器件、所述均值濾波子器件、所述圖像膨脹處理子器件、所述圖像腐蝕處理子器件、所述灰度化處理子器件、所述閾值選擇子器件、所述目標(biāo)分割子器件和所述瑕疵提取子器件分別采用不同型號(hào)的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)；所述對(duì)比度增強(qiáng)子器件與所述CMOS攝像頭連接，用于接收所述陶瓷圖像并對(duì)所述陶瓷圖像執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)處理，以獲得增強(qiáng)圖像；所述維納濾波子器件、中值濾波子器件和均值濾波子器件用于依次對(duì)所述增強(qiáng)圖像執(zhí)行維納濾波、中值濾波和均值濾波處理，以獲得濾波圖像；所述圖像膨脹處理子器件與所述均值濾波子器件連接，用于對(duì)所述濾波圖像執(zhí)行圖像膨脹處理，以獲得膨脹圖像；所述圖像腐蝕處理子器件與所述圖像膨脹處理子器件連接，用于對(duì)所述膨脹圖像執(zhí)行圖像腐蝕處理，以獲得腐蝕圖像；所述灰度化處理子器件與所述圖像腐蝕處理子器件連接，用于對(duì)所述腐蝕圖像執(zhí)行灰度化處理，以獲得灰度化圖像；所述閾值選擇子器件與所述移動(dòng)硬盤和所述灰度化處理子器件分別連接，用于依次從所述陶瓷灰度閾值范圍中選擇一個(gè)值作為預(yù)選灰度閾值，采用預(yù)選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預(yù)選背景區(qū)域和預(yù)選目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為目標(biāo)面積比，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域的像素平均灰度值作為目標(biāo)平均灰度值，將背景平均灰度值減去目標(biāo)平均灰度值，獲得的差的平方乘以背景面積比和目標(biāo)面積比，獲得的乘積作為閾值乘積，選擇閾值乘積最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值；所述目標(biāo)分割子器件與所述閾值選擇子器件連接，用于采用目標(biāo)灰度閾值將灰度化圖像劃分為背景圖像和目標(biāo)圖像；所述瑕疵提取子器件與所述目標(biāo)分割子器件和所述移動(dòng)硬盤分別連接，將目標(biāo)圖像與基準(zhǔn)陶瓷圖像相減，獲得瑕疵圖像，計(jì)算瑕疵圖像中非零像素的總數(shù)以作為瑕疵點(diǎn)總數(shù)，當(dāng)瑕疵點(diǎn)總數(shù)大于等于預(yù)設(shè)數(shù)量閾值時(shí)，判斷陶瓷存在瑕疵并輸出存在瑕疵信號(hào)，當(dāng)瑕疵點(diǎn)總數(shù)小于預(yù)設(shè)數(shù)量閾值時(shí)，判斷陶瓷不存在瑕疵并輸出不存在瑕疵信號(hào)；標(biāo)記機(jī)構(gòu)，與所述主控制器連接，用于在所述主控制器的控制下，對(duì)待分析的陶瓷進(jìn)行標(biāo)記；所述主控制器與所述圖像采集卡和所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)分別連接，用于在接收到所述存在瑕疵信號(hào)時(shí)，向所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)發(fā)送不合格標(biāo)記信號(hào)，在接收到所述不存在瑕疵信號(hào)時(shí)，向所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)發(fā)送合格標(biāo)記信號(hào)；其中，所述標(biāo)記機(jī)構(gòu)在接收到所述不合格標(biāo)記信號(hào)時(shí)，向待分析的陶瓷打上不合格標(biāo)簽，在接收到所述合格標(biāo)記信號(hào)時(shí)，向待分析的陶瓷打上合格標(biāo)簽。
[0008]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中，所述分析平臺(tái)還包括:陶瓷推送入口，設(shè)置在所述陶瓷容器的側(cè)面，用于將待分析的陶瓷推送到所述陶瓷容器內(nèi)。
[0009]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中，所述分析平臺(tái)還包括:用戶輸入設(shè)備，用于在用戶的操作下，輸入所述陶瓷灰度閾值范圍和所述預(yù)設(shè)數(shù)量閾值。
[0010]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中:替換地，所述對(duì)比度增強(qiáng)子器件、所述維納濾波子器件、所述中值濾波子器件、所述均值濾波子器件、所述圖像膨脹處理子器件、所述圖像腐蝕處理子器件、所述灰度化處理子器件、所述閾值選擇子器件、所述目標(biāo)分割子器件和所述瑕疵提取子器件被集成在同一塊FPGA芯片中。
[0011]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中:所述亮度傳感器、所述雙光源設(shè)備和所述CMOS攝像頭被集成在同一集成電路板上。
[0012]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中:所述圖像膨脹處理子器件對(duì)所述濾波圖像執(zhí)行多次圖像膨脹處理。
[0013]更具體地，在所述基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)中:所述圖像腐蝕處理子器件對(duì)所述膨脹圖像執(zhí)行多次圖像腐蝕處理。
【附圖說明】
[0014]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0016]附圖標(biāo)記:1陶瓷容器；2 CMOS攝像頭；3圖像采集卡；4主控制器
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于多重濾波的陶瓷外觀分析平臺(tái)的實(shí)施方案