方向性纹路中的表面瑕疵
应用机器视觉于方向性纹路 之表面瑕疵检测
方向性纹路中的表面瑕疵
纹路的种类 有方向性的纹路(directional texture)–灰阶变化具有规则性且依特定方向重复的现 象，且呈现某些固定方向的结构特征 –如纺织品之经纬或切削加工件之刀纹等
无方向性之随机纹路(random texture)–不具固定方向性，且随机分布于物体表面 –例如金属铸件
方向性纹路中的表面瑕疵
举例
布紋
切削加工件
金屬鑄件
方向性纹路中的表面瑕疵
本研究的方法 事先并不需要建立纹路的特征指针，而是藉由 傅立叶转换可以凸显方向性纹路之周期性特征 的特性，以及反傅立叶转换之影像还原技术， 来进行方向性纹路之表面瑕疵检测。
方向性纹路中的表面瑕疵
纹路之图例 方向性纹路-切削加工件
(a1) 原始影像
(a2) 傅立叶转换影像
方向性纹路中的表面瑕疵
纹路之图例 随机纹路-金属铸件
(b1) 原始影像
(b2) 傅立叶转换影像
方向性纹路中的表面瑕疵
各个流程方法之处理结果21000 18000 15000 ¨ ¤ × 12000 « Ö ² ¥ 9000 [ È 6000
A 30000
(a) 原始影像() 39
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150 160 170
(b) 图(a)之傅立叶转换影 像( 129 )
Nó à « § ¤ × À¤ ´ ¤ ¨ «
(c) 傅立叶转换之霍氏累加值直方图
(d) 高频谱频带(频带宽 w 度 )
(e) 反傅立叶转换影像
(f) 凸显瑕疵
方向性纹路中的表面瑕疵
影像转换 将原始影像由空间域转为频率域的 傅立叶频谱N 2 N 2
F u, v
1 N
f x, y exp j 2 ux vy N x N N y 2 2
方向性纹路中的表面瑕疵
研究方法-傅立叶转换
(a1) 原始影像
(a2)傅立叶转换影像
方向性纹路中的表面瑕疵
研究方法-霍氏转换v(u , v)
(u0 ,v0)
u
原始影像18000 15000 ¨ 12000 ¤ × « Ö 9000 ² ¥ [ È 6000
A 30000
傅立叶影像
0
10 20 30
40 50
60 70 80
90 100 110 120 130 140 150 160 170
Nó à « § ¤ × À¤ ´ ¤ ¨ «
方向性纹路中的表面瑕疵
高周期分量之方向角度 (1) 非监督式之自动判定法：针对方向性明显且明确的纹路，如刀纹 (2) 监督式之事先指定参数法：针对方向性不明显且不明确的纹路，如布纹18000 15000 ¨ 12000 ¤ × « Ö 9000 ² ¥ [ È 6000
A 30000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Nó à « § ¤ × À¤ ´ ¤ ¨ «
原始影像
傅立叶影像18000 15000 ¨ 12000 ¤ × « Ö 9000 ² ¥ [ È 6000 A
3000 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Nó à « § ¤ × À¤ ´ ¤ ¨ «
方向性纹路中的表面瑕疵
去除傅立叶频谱上宽度为Δω之高功率频谱频带 (本研究中Δω设为15)v L
L L
A
OB
u
w
方向性纹路中的表面瑕疵
影像还原 反傅立叶转换 使得原始影像上具规律性纹路呈现为 一致性的影像 x, y 1 F (u, v) 1 f N NF u, v exp j 2 ux vy N N u v 2 2 N 2 N 2
方向性纹路中的表面瑕疵
铣削刀纹纹路之
实验结果
(a1) 无瑕疵之铣削原 始影像( =28)
(a2) 图(a1)之傅立叶频谱
(a3) w =15之反傅立叶 影像( =8)
(a4) 检测结果影像
(b1) 瑕疵为刮痕之铣削 (b2) 图(b1)之傅立叶频谱 原始影像( =32)
(b3) w =15之反傅立 叶影像( =9)
(b4) 检测结果影像
方向性纹路中的表面瑕疵
刨削刀纹纹路之实验结果
(a1) 无瑕疵之刨削原 始影像( =21)
(a2) 图(a1)之傅立叶频 谱
(a3) w =15之反傅立 叶影像( =10)
(a4) 检测结果影像
(b1) 瑕疵为刮痕之 刨削原始影像 ( =19)
(b2) 图(b1)之傅立叶频 谱
(b3) w =15之反傅立 叶影像( =12)
(b4) 检测结果影像
方向性纹路中的表面瑕疵
布纹纹路之实验结果
(a1) 无瑕疵之布纹原始 影像( =10)
(a2) 图(a1)之傅立叶频 谱
(a3) w =15之反傅立 叶影像( =3)
(a4) 检测结果影像
(b1) 瑕疵为油污之布纹 原始影像( =10)
(b2) 图(b1)之傅立叶频 谱
(b3) w=15之反傅立叶 影像( =7)
(b4) 检测结果影像
方向性纹路中的表面瑕疵
布纹纹路之实验结果(续)
(c1) 瑕疵为毛球之布纹 原始影像( =11)
(c2) 图(c1)之傅立叶频 谱
(c3) w =15之反傅立叶 影像( =4)
(c4) 检测结果影像
(d1) 瑕疵为脱线之布纹 原始影像( =11)
(d2) 图(d1)之傅立叶频 谱
(d3) w =15之反傅立叶 影像( =4)
(d4) 检测结果影像
方向性纹路中的表面瑕疵
木纹纹路之实验结果
(a1) 无瑕疵之木纹原始 影像( =10)
(a2) 图(a1)之傅立叶频谱
(a3) w =15之反傅立叶 影像( =5)
(a4) 检测结果影像
(b1) 瑕疵为压痕之木纹 原始影像( =11)
(b2) 图(b1)之傅立叶频 谱
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