一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法

技术领域

本发明涉及陶瓷制品检测技术领域，具体涉及一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法。

背景技术

在陶瓷制品生产过程中，表面瑕疵是一个常见的问题，陶瓷制品表面瑕疵识别是一项重要的质量控制工作、，传统的陶瓷制品表面瑕疵检测方法通常依靠人工目视检查，效率低下且易出现漏检和误检的情况。随着计算机视觉和图像处理技术的发展，自动化的表面瑕疵识别系统逐渐应用于陶瓷制品生产领域；

专利公开号为CN110501345A的专利中公开了一种陶瓷球球体表面瑕疵检测系统，其要点是：包括机架、摩擦盘、摩擦盘驱动机构、球体托盘、托盘驱动机构、机器视觉拍摄装置和球体分类机构。由托盘驱动机构驱动球体托盘在摩擦盘的上方转动。球体托盘上设有贯穿其上下的球体限位孔。陶瓷球中部相应部位位于球体限位孔中，球体下部相应部位与摩擦盘相接触。球体托盘用于改变球体在水平面中的位置，陶瓷球在球体限位孔中能自由转动。摩擦盘驱动装置设置在机架上，由摩擦盘驱动装置驱动摩擦盘在同一水平面中运动。由摩擦盘通过摩擦力使球体在球体限位孔中原地自由转动。机器视觉拍摄装置用于拍摄陶瓷球表面。球体分类机构用于将合格的陶瓷球与不合格的陶瓷球分开收集；

然而，在传统的陶瓷制品生产中，瑕疵检测通常是通过人工目视进行的，这种方法存在人工判别主观性强、效率低下、易出错等问题，且无法实现对大批量产品的高效检测，因此，提出一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法，解决了在传统的陶瓷制品生产中，瑕疵检测通常是通过人工目视进行的，这种方法存在人工判别主观性强、效率低下、易出错等的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法，包括：

步骤一：用于对多个合格陶瓷制品的外表面图像进行获取，使用高分辨率的摄像机或扫描仪对陶瓷制品的外表面图像进行获取；

步骤二：对采集到的多个合格陶瓷制品的外表面图像进行预处理；

步骤三：通过对多个合格陶瓷制品图像进行分析，进而对陶瓷制品的外表面图像进行分析并识别裂缝瑕疵的阈值；

步骤四：对实时生产的陶瓷制品图像进行获取，利于图像分割算法，将瑕疵从背景中分离出来，并计算瑕疵的面积，并将其标记为C1；

步骤五：则将实时生产的陶瓷制品图像的瑕疵面积与瑕疵密度与实时生产的陶瓷制品图像进行比较，判断陶瓷制品是否合格，并根据判断结果生成瑕疵信号。

作为本发明进一步的方案：预处理操作包括去噪、增强对比度、调整亮度。

作为本发明进一步的方案：分析并识别裂缝瑕疵的阈的具体方式为：

S1：对预处理后的多个合格陶瓷制品图像中提取与气泡瑕疵相关的特征；

S2：针对预处理后的多个合格陶瓷制品图像中表现为空洞或凹陷区域识别为气泡瑕疵，即在对图像中特征进行提取时，对多个图像中表现为空洞或凹陷区域识别提取；

S3：通过对预处理后的多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域的识别来计算气泡瑕疵的面积来量化气泡瑕疵的大小，并将其标记为Az,z为合格陶瓷制品的数量，z＞1；

S4：通过

其中，Ap为多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域Az的均值，Ap＝(A1+A2+、…、+Az)/z；

当U1≤Y1时，则将Ap多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域Az标准缺陷值E1；

当U1＞Y1时，则按照|Az-Ap|从大到小的顺序依次删除对应的Az值，直至U1≤Y1成立，同时记录删除的Az值的数量s；

若s/z≤α成立时，则将剩余未被删除的Az值的平均值作为多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域Az标准缺陷值E1；

当s/z＞α成立时，则将

作为本发明进一步的方案：从预处理后的图像中提取气泡瑕疵的相关特征，要对陶瓷制品外表面上存在的气泡进行识别的具体步骤为：

从预处理后的图像中提取气泡瑕疵的相关特征，要对陶瓷制品外表面上存在的气泡进行识别的具体步骤为。

作为本发明进一步的方案：具体的判断方式为：

当C1≥E1时，则说明瓷砖表面出现面积超过阈值的裂纹，判定为不合格品，生成瑕疵信号，当C＜≥E1时，则说明瓷砖表面没有出现面积超过阈值的裂纹，判定为合格品，不生成任何信号。

本发明的有益效果：

本发明，通过对多个合格陶瓷制品的外表面图像进行获取，使用高分辨率的摄像机或扫描仪对陶瓷制的外表面图像进行获，对采集到的多个合格陶瓷制品的外表面图像进行预处理，通过对多个合格陶瓷制品图像进行分析，进而对陶瓷制品的外表面图像进行分析并识别裂缝瑕疵的阈值，将实时生产的陶瓷制品图像的瑕疵面积与瑕疵密度与实时生产的陶瓷制品图像进行比较，判断陶瓷制品是否合格，并根据判断结果生成瑕疵信号，借助计算机视觉和图像处理技术，能够实现自动化的瑕疵检测，提高生产效率和产品质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法的系统框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本发明为一种陶瓷制品表面瑕疵识别系统及方法，包括以下步骤：

步骤一：用于对多个合格陶瓷制品的外表面图像进行获取，使用高分辨率的摄像机或扫描仪对陶瓷制的外表面图像进行获取，在对陶瓷制的外表面图像进行获取时需确保光线充足、均匀，以获得清晰的图像，获取高质量的图像；

步骤二：对采集到的多个合格陶瓷制品的外表面图像进行预处理，对陶瓷制品图像进行预处理的方式包括去噪、增强对比度、调整亮度等操作，

通过对多个合格陶瓷制品图像的预处理，提高后续的分析的准确性，其中去噪、增强对比度、调整亮度等操作均为现有技术，因此在此不做赘述；

步骤三：通过对多个合格陶瓷制品图像进行分析，进而对陶瓷制品的外表面图像进行分析并识别裂缝瑕疵的阈值，可以通过以下步骤实现；

S1：对预处理后的多个合格陶瓷制品图像中提取与气泡瑕疵相关的特征，可以使用一些常见的图像特征提取方法，如纹理特征、形状特征、边缘特征，气泡瑕疵在陶瓷制品的外表面通常表现为空洞或凹陷区域，对于气泡瑕疵的特征提取和量化分析，可以考虑以下步骤：

S2：针对预处理后的多个合格陶瓷制品图像中表现为空洞或凹陷区域识别为气泡瑕疵，即在对图像中特征进行提取时，对多个图像中表现为空洞或凹陷区域识别提取；

S3：通过对预处理后的多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域的识别来计算气泡瑕疵的面积来量化气泡瑕疵的大小，并将其标记为Az,z为合格陶瓷制品的数量，z＞1；

S4：通过

其中，Ap为多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域Az的均值，Ap＝(A1+A2+、…、+Az)/z；

当U1≤Y1时，则将Ap多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域Az标准缺陷值E1；

当U1＞Y1时，则按照|Az-Ap|从大到小的顺序依次删除对应的Az值，直至U1≤Y1成立，同时记录删除的Az值的数量s；

若s/z≤α成立时，则将剩余未被删除的Az值的平均值作为多个合格陶瓷制品图像中空洞或凹陷区域Az标准缺陷值E1；

当s/z＞α成立时，则将

识别陶瓷制品外表面上的气泡可以通过以下步骤进行详细说明：

从预处理后的图像中提取气泡瑕疵的相关特征，要对陶瓷制品外表面上存在的气泡进行识别的具体步骤为：

S01：通过图像处理技术，定位和标记陶瓷制品图像中的瑕疵位置；

S02：利于图像分割算法，将瑕疵从背景中分离出来，并计算瑕疵的面积；

步骤四：对实时生产的陶瓷制品图像进行获取，利于图像分割算法，将瑕疵从背景中分离出来，并计算瑕疵的面积，并将其标记为C1；

步骤五：则将实时生产的陶瓷制品图像的瑕疵面积与瑕疵密度与实时生产的陶瓷制品图像进行比较，判断陶瓷制品是否合格，并根据判断结果生成瑕疵信号，具体的判断方式为：

当C1≥E1时，则说明瓷砖表面出现面积超过阈值的裂纹，判定为不合格品，生成瑕疵信号，当C＜≥E1时，则说明瓷砖表面没有出现面积超过阈值的裂纹，判定为合格品，不生成任何信号；

将实时生产的陶瓷制品图像的瑕疵面积与瑕疵密度与实时生产的陶瓷制品图像进行比较，判断陶瓷制品是否合格，并根据判断结果生成瑕疵信号，借助计算机视觉和图像处理技术，能够实现自动化的瑕疵检测，提高生产效率和产品质量。

本发明的工作原理：通过对多个合格陶瓷制品的外表面图像进行获取，使用高分辨率的摄像机或扫描仪对陶瓷制的外表面图像进行获，对采集到的多个合格陶瓷制品的外表面图像进行预处理，通过对多个合格陶瓷制品图像进行分析，进而对陶瓷制品的外表面图像进行分析并识别裂缝瑕疵的阈值，将实时生产的陶瓷制品图像的瑕疵面积与瑕疵密度与实时生产的陶瓷制品图像进行比较，判断陶瓷制品是否合格，并根据判断结果生成瑕疵信号，借助计算机视觉和图像处理技术，能够实现自动化的瑕疵检测，提高生产效率和产品质量。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。