一种瓦楞纸生产品质视觉辅助检测方法与流程

本发明涉及图像数据处理，具体涉及一种瓦楞纸生产品质视觉辅助检测方法。

背景技术：

1、在瓦楞纸的生产过程中，由于生产工艺的影响，瓦楞纸表面会产生一些缺陷，比如起泡、起皱、搓板现象等，所谓搓板现象是指制成后的瓦楞纸板，在其表面面纸上沿楞峰与楞峰的脊背之间产生内凹现象，形状如同家用搓衣板一般，故称之为搓板现象。纸板表面的不平整会造成无法正常印刷，操作者常常会依靠增加印刷压力来完成印刷。这就有可能压扁纸板，从而降低了纸板的物理性能，特别是它的边压强度和平压强度。为了提高瓦楞纸板的检测效率，工业上通常采用机器视觉的方法对瓦楞纸板进行采集检测。它主要通过采集瓦楞纸板图像进行预处理，对数据进行分析后完成目标缺陷的识别与提取。但是在一些特定情况，如搓板现象的检测会存在检测偏差，导致缺陷漏检，达不到理想效果。

2、现有的问题：传统的检测方法是对图像进行预处理操作，并通过阈值分割得到与背景灰度差异较大的高亮区域，进而判断当前瓦楞纸是否存在搓板缺陷。但由于在检测过程中，工业相机下采集得到的待检测图像中可能存在不均匀光照干扰造成的非搓板缺陷的高亮区域，该区域会对传统方式下的缺陷检测带来较为严重的干扰。

技术实现思路

1、本发明提供一种瓦楞纸生产品质视觉辅助检测方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种瓦楞纸生产品质视觉辅助检测方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种瓦楞纸生产品质视觉辅助检测方法，该方法包括以下步骤：

4、使用工业相机采集瓦楞纸表面图像，对瓦楞纸表面图像进行canny边缘检测，得到瓦楞纸表面图像内若干条边缘线；根据边缘线上所有相邻像素点连线的斜率之间的差异，得到边缘线的直线相似程度；

5、根据边缘线的直线相似程度，检测出边缘线中的疑似搓板缺陷边缘线；根据疑似搓板缺陷边缘线，对瓦楞纸表面图像进行二值化处理，得到边缘二值图像；对边缘二值图像进行形态学运算，得到边缘膨胀二值图像；

6、根据边缘膨胀二值图像和瓦楞纸表面图像内像素点的对应关系，得到瓦楞纸表面图像内的疑似搓板缺陷连通域；根据疑似搓板缺陷连通域内像素点灰度值之间的差异，确定疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度；根据疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度和像素点灰度值以及对应的疑似搓板缺陷边缘线的直线相似程度，确定疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性；

7、根据疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性，检测出搓板缺陷连通域和正常连通域。

8、进一步地，所述根据边缘线上所有相邻像素点连线的斜率之间的差异，得到边缘线的直线相似程度，包括的具体步骤如下：

9、取瓦楞纸表面图像内任意一条边缘线，以所述边缘线上的交叉点为分割点，将所述边缘线分割成若干条边缘线段；

10、依次统计每一条边缘线段上相邻两个像素点连线的斜率，得到每一条边缘线段对应的斜率序列；

11、根据所有边缘线段对应的斜率序列中所有相邻数据的差值的绝对值，确定所述边缘线的直线相似程度。

12、进一步地，所述根据所有边缘线段对应的斜率序列中所有相邻数据的差值的绝对值，确定所述边缘线的直线相似程度对应的具体计算公式为：

13、

14、其中d为所述边缘线的直线相似程度，和分别为所述边缘线分割的第x条边缘线段对应的斜率序列中第i+1个数据值和第i个数据值，为所述边缘线分割的第x条边缘线段对应的斜率序列中的数据数量，y为所述边缘线分割的边缘线段的数量，为线性归一化函数。

15、进一步地，所述根据边缘线的直线相似程度，检测出边缘线中的疑似搓板缺陷边缘线；根据疑似搓板缺陷边缘线，对瓦楞纸表面图像进行二值化处理，得到边缘二值图像；对边缘二值图像进行形态学运算，得到边缘膨胀二值图像，包括的具体步骤如下：

16、将直线相似程度大于预设的程度阈值的边缘线，记为疑似搓板缺陷边缘线；

17、若瓦楞纸表面图像内不存在疑似搓板缺陷边缘线，判断瓦楞纸表面无搓板缺陷；

18、若瓦楞纸表面图像内存在疑似搓板缺陷边缘线，令瓦楞纸表面图像内疑似搓板缺陷边缘线上的像素点灰度值为1，其它像素点灰度值为0，得到边缘二值图像；

19、使用预设的结构元素对边缘二值图像进行形态学膨胀运算，得到边缘膨胀二值图像。

20、进一步地，所述根据边缘膨胀二值图像和瓦楞纸表面图像内像素点的对应关系，得到瓦楞纸表面图像内的疑似搓板缺陷连通域，包括的具体步骤如下：

21、根据边缘膨胀二值图像和瓦楞纸表面图像内像素点一一对应的关系，将瓦楞纸表面图像内对应在边缘膨胀二值图像内灰度值为1的像素点，记为疑似搓板缺陷区域；

22、将瓦楞纸表面图像内疑似搓板缺陷区域内连续相邻的像素点构成的连通域，记为疑似搓板缺陷连通域。

23、进一步地，所述根据疑似搓板缺陷连通域内像素点灰度值之间的差异，确定疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度，包括的具体步骤如下：

24、从疑似搓板缺陷连通域内的中心像素点开始，沿所述中心像素点的灰度梯度方向逐像素点遍历至疑似搓板缺陷连通域的边界上，依次统计遍历到的像素点灰度值，得到灰度值序列；

25、根据灰度值序列中所有相邻数据的差异，确定疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度。

26、进一步地，所述根据灰度值序列中所有相邻数据的差异，确定疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度对应的具体计算公式为：

27、

28、其中s为疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度，和分别为灰度值序列中第j个数据值和第j+1个数据值，m为灰度值序列中的数据数量，为线性归一化函数。

29、进一步地，所述根据疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度和像素点灰度值以及对应的疑似搓板缺陷边缘线的直线相似程度，确定疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性，包括的具体步骤如下：

30、根据疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度与预设的第一权值的乘积、疑似搓板缺陷连通域内的像素点灰度均值与预设的第二权值的乘积，确定疑似搓板缺陷连通域的缺陷校正系数；

31、根据疑似搓板缺陷连通域的缺陷校正系数、疑似搓板缺陷连通域对应的所有疑似搓板缺陷边缘线的直线相似程度的均值，确定疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性。

32、进一步地，所述根据疑似搓板缺陷连通域的缺陷校正系数、疑似搓板缺陷连通域对应的所有疑似搓板缺陷边缘线的直线相似程度的均值，确定疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性对应的具体计算公式为：

33、

34、其中p为疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性，疑似搓板缺陷连通域对应的所有疑似搓板缺陷边缘线的直线相似程度的均值，s为疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度，t为疑似搓板缺陷连通域内的像素点灰度均值，为预设的第一权值，为预设的第二权值，a为预设的常数，为疑似搓板缺陷连通域的缺陷校正系数，为线性归一化函数。

35、进一步地，所述根据疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性，检测出搓板缺陷连通域和正常连通域，包括的具体步骤如下：

36、将为搓板缺陷的可能性大于预设的缺陷阈值的疑似搓板缺陷连通域，记为搓板缺陷连通域；

37、将为搓板缺陷的可能性小于等于预设的缺陷阈值的疑似搓板缺陷连通域，记为正常连通域。

38、本发明的技术方案的有益效果是：

39、本发明实施例中，对瓦楞纸表面图像进行canny边缘检测，得到瓦楞纸表面图像内的边缘线，根据边缘线上所有相邻像素点连线的斜率之间的差异，得到边缘线的直线相似程度，从而检测出边缘线中的疑似搓板缺陷边缘线，由于不均匀光照造成的高亮区域可能存在弯曲程度较低的边缘，影响搓板缺陷的识别，因此再对瓦楞纸表面图像进行二值化处理，得到边缘二值图像，对边缘二值图像进行形态学运算，得到边缘膨胀二值图像。根据边缘膨胀二值图像和瓦楞纸表面图像内像素点的对应关系，得到瓦楞纸表面图像内的疑似搓板缺陷连通域，根据疑似搓板缺陷连通域内像素点灰度值之间的差异，确定疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度，根据疑似搓板缺陷连通域的灰度变化规律程度和像素点灰度值以及对应的疑似搓板缺陷边缘线的直线相似程度，确定疑似搓板缺陷连通域为搓板缺陷的可能性，由此检测出搓板缺陷连通域。其通过瓦楞纸表面的搓板现象与不均匀光照现象所具有的不同特征，准确的提取瓦楞纸表面的搓板缺陷，并排除了光照形成的色差与纸面不规则纹路引起的干扰。