基于PCA-SIFT算法的產(chǎn)品表面缺陷檢測研究

基于PCA—SIFT算法的產(chǎn)品表面缺陷檢測研究PCA-SIFT算法的自動識別。該算法是對基于尺度旋轉(zhuǎn)不變性算法的改進，在保證識別精確度的前提下，利用主元分析法SIFT0.5s?！娟P(guān)鍵詞】缺陷檢測;旋轉(zhuǎn)步長采樣;投影法;PCA-SIFT引言[1];不依賴于人的主觀因素從而保證高穩(wěn)定性與高可靠性;容易滿足各種特殊高危生產(chǎn)檢測場合;便于實現(xiàn)缺陷信息的自動記錄與數(shù)據(jù)庫管理及查詢功能，保障產(chǎn)品生產(chǎn)的全面質(zhì)量管理與過程控制等[2]。構(gòu)方法、全局方法和基于模型的方法[3]。自動視覺檢測是建立在機器視覺基礎(chǔ)上的一門新興檢測技術(shù)，是綜合應(yīng)用圖像處理與分析、模式識別、人工智能、精密儀器等技術(shù)的非接觸式檢測方法。近年來，紅外技術(shù)、CCD技術(shù)和計算機技術(shù)都有了飛速地發(fā)展，基于激光掃描、光譜圖像、紅外成像和超聲波掃描的機器視覺技術(shù)因其成本低、無損傷、準(zhǔn)確、快速、永不疲勞等優(yōu)點在缺陷檢測領(lǐng)域也得到了越來越廣泛的應(yīng)用[4]。檢測的總體流程工件旋轉(zhuǎn)檢臺如下圖1所示[5]是為了使系統(tǒng)能夠自動對被檢產(chǎn)品進行多方位信息提取。圖1視覺檢測原理框圖圖2表面有不同分辨率條紋的圓柱產(chǎn)品法效果，用測試分辨率的具有代表性的黑白線對數(shù)/毫米來驗證。算法介紹旋轉(zhuǎn)步長的確定長[6]。垂直投影就是將一列所有像素點的灰度值累加求和，如式（1）所示：（1）3際操作過程中共同確定的旋轉(zhuǎn)步長為。圖3垂直投影120幅標(biāo)準(zhǔn)樣本圖，提取圖像特征建立標(biāo)準(zhǔn)樣本圖庫。PCA-SIFT圖像匹配算法PCA-SIFTPCA用主成分分析法（SIFT的128維特征向量進行降維，以達到更精確的表示方式。進行降維的具體方法如下：SIFT128維均值向量以及所有樣本點的特征向量與均值向量的差。構(gòu)建協(xié)方差矩陣，求協(xié)方差矩陣的128128特征值從大到小的順序排列和對應(yīng)的特征向量。=36，最A(yù)，它的列由個特征向量組成。將原始128維SIFT描述子按照式（2）PCA-SIFT描述子的主成分表示，即。本實128SIFT20維的PCA-SIFT特征描述符。利用PCA-SIFT特征檢測算法檢測出兩幅幅圖片的所有關(guān)鍵點及對應(yīng)的特小，就說明這兩個點越相似，它們的匹配程度就越高。歐式距離公式如（2）所示（2）其中分別為兩幅待匹配圖上的特征點所生成的特征向量。0.6，如式示：（3）式中為最近歐氏距離，為次近歐式距離。缺陷檢測PCA-SIFT;則停止計算判斷該區(qū)域為缺陷區(qū)域。（4）實驗結(jié)果與分析CPUWindowsMatlab12002026×1669SIFT和PCA-SIFTSIFT進行匹配速度很快，但經(jīng)過PCA-SIFT4-541分別為待檢測圖像41SIFTPCA-SIFT兩種匹配方法的對比ab匹配對數(shù)圖像配準(zhǔn)時間SIFT（128個，b（136個）200.54PCA-SIFT（128個，b（136個）140.152像和標(biāo)準(zhǔn)圖像相似度的計算結(jié)果。表2不同度數(shù)下待檢測圖像和標(biāo)準(zhǔn)圖像相似度的計算結(jié)果待檢測圖像/o728496108標(biāo)準(zhǔn)圖庫/幅25293337相關(guān)度0.94050.93310.9548 0.9641由表2可知被檢測圖像與標(biāo)準(zhǔn)庫庫中對應(yīng)位置圖像的相似度均大于設(shè)定閾值，可判斷該區(qū)域無缺陷。487o時的檢測結(jié)果。100.34sSIFT算法0.5s的時間。圖5有缺陷時的圖像檢測結(jié)論Matlab來自實驗結(jié)果。參考文獻王耀南，李樹濤，毛建旭.計算機圖像處理與識別技術(shù)[M].育出版社，2001：56-89.張學(xué)武，丁燕瓊，閆萍.[J].光學(xué)學(xué)報，201，31（3：0312004.Xie，X.Areviewofrecentadvancesinsurfacedefectdetectionusinganalysistechniques[J].ELCVIA，2008，7（3）..路面車輛實時檢測與跟蹤的視覺方法[J].2010，30（4：1076-1083..X[J].兵工學(xué)報，2012，33（7：881-885.WangWencheng，ChangFaliang.Aprecise