基于视觉识别的瑕疵系统设计.doc

基于视觉识别的瑕疵系统设计摘要21世纪是一个全新的时代在新的时代背景下计算机视觉技术获得了飞速的发展。在本次研究中笔者为视觉技术为基础设计了一个用于进行瑕疵识别的系统。首先笔者介绍了本系统的具体原理接下来讨论了系统的硬件设计部分然后分析了系?y的软件设计部分最后笔者对本系统的应用前景进行了探讨。【关键词】视觉识别技术瑕疵系统硬件设计软件设计图像识别总的说来以视觉为基础的瑕疵识别技术指的就是首先通过一定的图像传感器获取相关视觉图像再利用图像处理技术对采集到的图像进行有效的分析和整理从而提取出一定的图像特征通过这些特征进行瑕疵判断及分类。本文所构建的系统也遵循上述思路系统中的图像采集模块的主要作用就是对图像进行收集处理系统中的控制器的作用主要体现在两个方面：（1）对图像开展一定的处理操作；（2）对设备进行有效的管理和自动化控制。1系统原理本文所设计的基于视觉识别的瑕疵系统的具体原理如下：（1）要想确保系统处于正常的运行状态必须为其提供必要的光照这些光线需要被投射到检测对象上。同时操作人员需要根据检测对象的选择合适焦距的光学镜头以保证获得清晰的图像。（2）开展图像采集操作。在此期间发挥主要作用的是图像采集设备该设备的主要作用是对检测对象的图像开展一定的简单处理然后将处理好的图像传送至控制器；（3）开展图像处理操作。这里涉及的图像处理技术主要有以下几种：灰度化处理、二值化处理等最终得到的是目标像素数；（4）开展瑕疵判断操作。将前一步得到的目标像素数和已有的基准进行对比然后根据结果确定检测对象是否存在瑕疵；（5）对前面得到的瑕疵判断结果进行输出处理如果检测对象存在瑕疵对其进行开展登记、提醒、清除等操作。此外本系统还可以对检测结果进行统计处理从而方便用户了解检测对象的实际情况。在使用本系统时不同的检测对象具有不同的基准值因此操作人员可以在人机接口对相关基准进行手动的设置。2硬件设计本文所设计的基于视觉识别瑕疵系统的硬件部分主要包括两个模块分别是：图像采集模块以及控制器。其中图像采集模块的主要作用是首先对检测对象的图像进行收集然后对检测对象的图像开展一定的简单处理最后将处理好的图像传递到控制器。而控制器的主要作用则是借助于一定的图像处理技术对图像进行分析和处理并根据处理结果对检测对象的瑕疵情况进行判别。下面分别具体介绍一下：2.1控制器为了更好地提高本系统的性能笔者选择的计算机核心结构是双核处理器。此外笔者还选择和双核处理器配套的接口板接口板主要包括的结构有：（1）单片机其主要作用是处理一些控制命令；（2）输入信号采集电路、输出信号控制电路以及光源控制电路；（3）图像采集模块通讯接口其主要作用是将图像采集模块联入系统中。在系统运行过程中系统中的工业相机可以在规定的时间开展图像采集操作同时也可以进一步将采集到的图像传递到计算机中的核心结构。同时光源控制电路可以有效的对系统中的光源进行控制如果系统处于图像采集状态那么光源就处于开启状态；如果系统没有处于图像采集状态那么光源就处于关闭状态。2.2图像采集模块就图像采集模块而言笔者设计的模块具有一体化的特点这种歌模块的主要优势有：（1）确保系统可以处于稳定的运行状态；（2）在一定程度上提高系统的安装和调试效率。总的说来图像采集模块的主要包括下述内容：光照系统、光学镜头、工业相机以及安装结构件。上述结构全部位于系统的壳体中笔者还为壳体设计了一个透明窗。这样操作人员在安装系统时必须开展的操作就是将透明窗瞄准检测对象。3软件设计在系统的软件设计部分笔者主要关注两个方面的内容具体如下：3.1人机界面部分就系统设计而言人机界面是非常关键的。在设计该界面时需要遵循的原则有：（1）界面必须是清楚的不能过于缭乱；（2）操作不能过于复杂等。基于上述两点笔者选择了带触摸屏的液晶显示器并设计了多个子界面主要有“启动”界面、“工作”界面以及“阈值设定”界面等。3.2图像处理部分在本系统中最为关键的一个部分就是图像处理模块。从软件设计的角度讲笔者在构建图像处理模块时选择了计算机视觉库OpenCV。该视觉库中存在很多的可以用来进行图像处理的函数。图像处理的具体步骤如下：（1）对视觉库OpenCV进行调用并使用一定的函数对采集到的图像执行分割操作这样就得到了一系列的检测区域；（2）借助于一定的图像处理技术对检测区域的图像执行一定的操作主要有灰度化处理、二值化处理以及腐蚀和膨胀处理；（3）通过边缘检测确定检测区域的轮廓并计算轮廓内部的目标区域像素特征。4系统应用前景