缺陷检测图片在众多领域都有广泛的应用:

缺陷检测图片的应用范围,表面缺陷检测的几种方法

工业制造领域

电子制造业:用于检测电子元件、电路板等的缺陷,如PCB(印刷电路板)的线路短路、开路、元件缺失或损坏等缺陷检测。像在智能手机生产中,对微小的电子元件进行缺陷检测,确保产品质量,提高良品率。

机械制造:检测机械零件表面的划痕、裂纹、孔洞等缺陷。例如汽车发动机零部件,通过对其表面缺陷检测,保证发动机的性能和安全性。

纺织业:检测布匹、织物等的疵点,如孔洞、断线、污渍等。传统的人工视觉检测效率低、精度差,利用缺陷检测图片可提高检测效率和准确性。

建筑行业

对建筑材料如玻璃、钢材等进行表面缺陷检测。例如玻璃表面的划痕、气泡,钢材表面的锈斑、裂纹等。玻璃在建筑中通常用于透明和平滑的表面,对其表面缺陷检测要求较高,缺陷检测图片有助于提高检测精度。

医疗领域

在医学影像检查方面,如肺PET/CT、乳腺MRI、CT结肠造影、数字化胸部X射线图像等,可检测器官组织的病变、异常等情况,辅助医生进行疾病诊断。

二、表面缺陷检测的几种方法

(一)传统方法

目视检查法:依靠检测人员的肉眼直接观察被检测物体的表面,判断是否存在缺陷。这种方法简单易行,但受检测人员主观因素影响较大,且检测效率低,对于微小缺陷容易漏检。

照明检测法:通过特定的照明方式照亮被检测物体表面,利用不同缺陷对光的反射、折射等特性差异来发现缺陷。例如,通过斜射光可以突出物体表面的划痕等缺陷。

摄像检测法:使用摄像机拍摄被检测物体表面的图像,然后对图像进行分析处理来检测缺陷。这种方法可以记录检测结果,便于后续复查和分析。

红外热像检测法:基于物体表面的温度分布差异来检测缺陷。当物体存在缺陷时,其表面的热传导特性可能发生改变,从而在红外热像图上显示出温度异常区域,进而判断缺陷的存在及位置。这种方法适用于检测一些内部缺陷在表面引起的温度变化,如建筑墙体内部的空洞、管道的渗漏等在表面引起的温度变化可被检测到。

激光检测法:利用激光与物体表面相互作用产生的反射、散射等特性来检测缺陷。例如,激光扫描物体表面时,缺陷处的激光反射信号会与正常表面有所不同,通过分析这些信号差异可检测出缺陷,常用于高精度表面检测,如金属精密部件的加工表面检测。

(二)基于深度学习的方法

1. 分类网络

由于CNN(卷积神经网络)强大的特征提取能力,基于CNN的分类网络在表面缺陷分类中被广泛应用。常用的网络结构包括AlexNet,VGG,GoogLeNet,ResNet,DenseNet,SENet,ShuteNet,MobileNet等。

利用分类网络结合滑动窗口的方式可以实现缺陷的定位。例如在布匹缺陷检测中,先使用多层的CNN网络对布匹缺陷数据集中的样本进行分类,然后对于每一类样本使用滑动窗口的方法在原图上进行采样,再对采样后的小图像块进行二分类(有缺陷和无缺陷)来实现缺陷检测。

2. 检测网络

两阶段(two – stage)网络:以FasterR – CNN为代表,这类网络首先生成可能包含缺陷的候选框(proposal),然后进一步进行目标检测。例如在PCB缺陷检测中,通过使用k均值聚类设计合理锚框大小,引入多尺度金字塔网络(FPN)到FasterR – CNN中,加强底层结构信息的融合,适应微小的缺陷检测;在钢表面缺陷检测中,基于FasterR – CNN的带钢表面缺陷检测网络提出多级特征融合网络(MFN)将多个分层特征组合成一个特征,采用区域提议网络(RPN)来生成感兴趣区域(ROI)进行缺陷检测。

一阶段(one – stage)网络:以SSD或YOLO为代表,这类网络直接利用网络中提取的特征来预测缺陷的位置和类别。例如在接触网支架紧固件缺陷检测中,在定位主要结构件位置时采用SSD作为检测网络进行缺陷检测。

3. 分割网络

将缺陷逐像素从背景中分割出来,实现对缺陷区域的精确描绘,虽然要求未详细提及具体的分割网络模型在表面缺陷检测中的应用实例,但这也是深度学习在表面缺陷检测领域中的一种重要方法。

(三)基于Halcon的方法

通过图像分解、快速傅里叶变换、高斯滤波、傅里叶逆变换等步骤,提取并突出缺陷区域。随后,通过对滤波后的图像进行减法处理、均值平滑和共生矩阵计算,识别出灰度能量值较低的缺陷区域,从而实现缺陷检测。主要适用于高纹理图像中的缺陷检测。