【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及透鏡表面缺陷檢測的，尤其涉及一種塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著光學(xué)產(chǎn)品在消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療設(shè)備及精密儀器中的廣泛應(yīng)用，對光學(xué)透鏡的質(zhì)量要求也越來越高。塑膠光學(xué)透鏡因其輕便、易加工且成本低等優(yōu)勢，逐漸取代傳統(tǒng)玻璃透鏡，成為市場的主流。然而，由于塑膠材料的柔軟性和易受污染性，在生產(chǎn)過程中不可避免地產(chǎn)生氣泡、劃痕、裂紋和雜質(zhì)等缺陷。因此，如何高效、準(zhǔn)確地檢測這些缺陷，保障產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，已成為行業(yè)內(nèi)的重要研究課題。
2、目前市場上對塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測主要依賴于人工檢測和傳統(tǒng)圖像處理方法。傳統(tǒng)的檢測方法主要依賴于人工操作，通過目視檢查光學(xué)透鏡的表面缺陷。然而，人工檢測存在主觀性強(qiáng)、檢測效率低、易疲勞等問題，難以保證大批量生產(chǎn)中的檢測一致性。此外，由于一些微小缺陷難以用肉眼識(shí)別，漏檢率較高。一些檢測方案采用簡單的圖像處理技術(shù)，如邊緣檢測、直方圖分析和二值化處理。這些方法在檢測簡單、顯著的缺陷時(shí)效果較好，但對于復(fù)雜、微小或模糊的缺陷，其檢測精度較低。這些方法往往容易受到光照變化、透鏡位置偏差等環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致誤檢和漏檢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，目的在于減少塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的誤檢與漏檢，為塑膠光學(xué)透鏡的質(zhì)量檢測提供一種可靠的解決方案。
2、實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供的一種塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，包括以下步驟：
3、s1：對塑膠透鏡圖像進(jìn)
4、s2：基于邊緣點(diǎn)集合擬合橢圓模型，利用擬合結(jié)果劃分光學(xué)區(qū)與非光學(xué)區(qū)，并生成光學(xué)區(qū)掩膜；
5、s3：對光學(xué)區(qū)內(nèi)的像素進(jìn)行增強(qiáng)、特征提取，并通過二值化篩選潛在的缺陷區(qū)域，獲得潛在缺陷圖，使用二次元測量儀獲取缺陷區(qū)域的長度和寬度；
6、s4：基于vgg16構(gòu)建缺陷檢測模型，使用經(jīng)過標(biāo)注的訓(xùn)練樣本訓(xùn)練優(yōu)化缺陷檢測模型，獲得優(yōu)化后的模型；
7、s5：使用優(yōu)化后的模型對未標(biāo)注缺陷類別的塑膠透鏡圖像進(jìn)行檢測，獲得缺陷檢測結(jié)果；
8、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方法：
9、可選地，所述s1步驟中對塑膠透鏡圖像進(jìn)行相位一致性多尺度邊緣檢測，獲取塑膠透鏡邊緣點(diǎn)坐標(biāo)集合，包括：
10、s11：使用高斯濾波對塑膠透鏡圖像i進(jìn)行預(yù)處理，具體為：
11、
12、其中，π為圓周率；e為自然常數(shù)；σ為高斯核的標(biāo)準(zhǔn)差；i＝-a,-a+1,…,0,…,a-1,a，j＝-a,-a+1,…,0,…,a-1,a；a為高斯核半徑；x和y分別為塑膠透鏡圖像像素的水平坐標(biāo)和垂直坐標(biāo)；i(x-i,y-j)為塑膠透鏡圖像i在像素位置(x-i,y-j)處的像素值；為預(yù)處理后的圖像在像素位置(x,y)處的像素值；
13、s12：進(jìn)行基于相位一致性的邊緣點(diǎn)提取：
14、s121：對預(yù)處理后的圖像進(jìn)行多尺度傅里葉變換，具體為：
15、
16、其中，m和n分別為塑膠透鏡圖像的水平方向長度和垂直方向長度；δ為虛數(shù)單位，滿足δ2＝-1；u和v分別為水平方向和垂直方向的頻率域位置；f(u,v)為傅里葉變換結(jié)果圖像f在頻率域位置(u,v)處的像素值；
17、基于傅里葉變換結(jié)果圖像提取多尺度傅里葉變換結(jié)果圖，具體為：
18、
19、其中，fn是第n個(gè)尺度的中心頻率，為尺度數(shù)目；為頻帶寬度控制參數(shù)；fn(u,v)為第n個(gè)尺度的傅里葉變換結(jié)果圖像fn在頻率域位置(u,v)處的像素值；
20、s122：計(jì)算多尺度相位圖：
21、對多尺度傅里葉變換結(jié)果圖進(jìn)行傅里葉逆變換獲得多尺度相位圖，具體為：
22、
23、其中，為傅里葉逆變換；arg為復(fù)數(shù)相位提取函數(shù)；θn(x,y)為第n個(gè)尺度的相位圖θn在像素位置(x,y)處的相位值；
24、s123：計(jì)算相位一致性：
25、使用多尺度相位圖計(jì)算相位一致性結(jié)果圖，具體為：
26、
27、其中，為所有尺度下的相位圖在像素位置(x,y)處的平均相位值；pc(x,y)為相位一致性結(jié)果圖pc在像素位置(x,y)處的像素值；wn(x,y)為第n個(gè)尺度下像素位置(x,y)的權(quán)重，具體為：
28、
29、s124：提取邊緣點(diǎn)：
30、篩選相位一致性結(jié)果圖pc中的像素獲得邊緣點(diǎn)集合，具體為：
31、
32、其中，t為邊緣點(diǎn)提取閾值；e為塑膠透鏡邊緣點(diǎn)坐標(biāo)集合；為第k個(gè)邊緣點(diǎn)的水平坐標(biāo)和垂直坐標(biāo)；為相位一致性結(jié)果圖pc在像素位置處的像素值。
33、可選地，所述s2步驟中基于邊緣點(diǎn)集合擬合橢圓模型，利用擬合結(jié)果劃分光學(xué)區(qū)與非光學(xué)區(qū)，并生成光學(xué)區(qū)掩膜，包括：
34、s21：使用塑膠透鏡邊緣點(diǎn)坐標(biāo)集合擬合橢圓模型：
35、使用最小二乘法，將塑膠透鏡邊緣點(diǎn)的誤差平方和作為優(yōu)化目標(biāo)，具體為：
36、
37、其中，z為誤差函數(shù)；|e|為e中塑膠透鏡邊緣點(diǎn)的總數(shù)量；為橢圓模型的中心坐標(biāo)；a和b分別為橢圓模型的長軸和短軸；
38、對誤差函數(shù)z分別對橢圓模型的參數(shù)a和b求偏導(dǎo)數(shù)，并設(shè)偏導(dǎo)數(shù)為0求解獲得擬合出的橢圓模型的參數(shù)a'和b'；其中，為擬合出的橢圓模型的中心坐標(biāo)；a'和b'分別為擬合出的橢圓模型的長軸和短軸；
39、s22：劃分?jǐn)M合出的橢圓模型內(nèi)外區(qū)域獲得光學(xué)區(qū)掩膜：
40、s221：構(gòu)建區(qū)域劃分判別條件：
41、通過擬合出的橢圓模型，若像素處于擬合出的橢圓模型內(nèi)則為光學(xué)區(qū)，否則為非光學(xué)區(qū)，獲得光學(xué)區(qū)的像素集合roptical；
42、s222：生成光學(xué)區(qū)掩膜：
43、將光學(xué)區(qū)內(nèi)像素的像素值設(shè)置為1，非光學(xué)區(qū)像素的像素值設(shè)置為0，生成光學(xué)區(qū)掩膜mask。
44、可選地，所述s3步驟中對光學(xué)區(qū)內(nèi)的像素進(jìn)行增強(qiáng)、特征提取，并通過二值化篩選潛在的缺陷區(qū)域，獲得潛在缺陷圖，使用二次元測量儀獲取缺陷區(qū)域的長度和寬度，包括：
45、s31：進(jìn)行圖像增強(qiáng)：
46、使用局部對比度增強(qiáng)方法對塑膠透鏡圖像i中光學(xué)區(qū)內(nèi)的像素進(jìn)行增強(qiáng)，所述局部對比度增強(qiáng)方法為：
47、
48、其中，ienh(x,y)為增強(qiáng)后的圖像ienh在像素位置(x,y)處的像素值；mean5×5(x,y)和std5×5(x,y)分別為以塑膠透鏡圖像i的像素位置(x,y)為中心，大小為5×5的局部窗口內(nèi)像素值的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差；mask(x,y)為光學(xué)區(qū)掩膜mask在像素位置(x,y)處的像素值；
49、s32：進(jìn)行特征提取：
50、使用拉普拉斯算子對增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行特征提取，獲得拉普拉斯特征圖ihp；
51、s33：使用二值化篩選潛在的缺陷區(qū)域本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟S1中，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟S12中，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟S2中，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟S3中，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟S4中，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟S5中，包括以下步驟：
8.一種塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟s1中，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟s12中，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑膠光學(xué)透鏡表面缺陷的檢測方法，其特征在于，所述步驟s2中，包括以下步驟：<...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋飛燕，嵇鵬，武亞，盧芳芳，
申請(專利權(quán))人：無錫鑫巨宏智能科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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