基于视觉感知颜色特征的工业检测方法应用研究-机械工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机 构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 签名： 日期： 关于论文使用授权的声明 本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵循此规定） 签名： 导师签名： 日期： -I- 万方数据 万方数据 宁波大学硕士学位论文 摘 要 利用图像色彩信息的 机器视觉技术 在工业 检测中的应用越来越 广泛，作为 关 键技术的颜色特征提 取直接影响到 彩色机 器视觉系统的检测性 能。本文 通过分析 人眼彩色视觉系统的 感受野和侧抑 制机制 ， 提出拮抗色感知颜 色特征 提取算 法， 分别结合统计特征边 界的 SFBB 分 类方法 和高斯混合模 型 GMM 分 类方法，通过 对训练样本的监督学习，应用到大批量小 微零件打火石的端面 颜色检测和冷 冻食 品切割机视觉安全防 护检测系统中 ，通过 实验测试验证了它们 的有效性 ，本文的 具体工作和结论如下 ： 第一，拮抗色感知颜 色特征能够有 效增强 特定颜色通道对其拮 抗色的对比 ， 在对该颜色进行检测 时， 其特征信 息更加 明显。 第二，对拮抗色感 知颜色特征进行 光照不 变特征变换，能够 降低光照因素对 颜色特征检测准确度 的影响。利用光照不 变的 拮抗色感知颜色 特征，对 3 种不同 光照强度下品红色打 火石的检测准 确度分 别为 99.85%，99.83%和 98.68%，而未 进行光照不变特征变 换时，检测准 确度分 别为 89.45%，99.44%和 98.76%，验证 了光照不变特征在不 同光照条件下 进行检 测识别的有效性。 第三，采用基于光照 不变的拮抗 色感知颜色特征与统计特征边界 SFBB 相结 合的分类方法对品红 色特征进行识 别检测 ，在不出现误检 的情况下，品红色端面 的识别准确率达到 99.87%；利用 Otsu 自适应阈值分割与通道 间数值关系约 束相 结合的方法，对 打火石银白色 端面 进行检测 ，其识别准确率 达到 99.62%，满足了 打火石视觉检测识别 系统的性能要 求。 第四，采用拮抗色 感知颜色特征 提取与高斯 混合模型分类相结合 的目标颜色 识别方法，对工人切 割操作时 手套 蓝色特 征进行分类检测 ，通 过设定 ROI 区域， 单幅图像处理时间为 39.18ms，相比 HSV 和 CIE Lab 颜色空间 ，图像处理时 间分 别降低了 16.0%和 45.7%，满足了安全防护系统实时性的要求。 第五，采用拮抗色 感知颜色 特征 提取与 高斯 混合模型 分类相结合 的目标颜色 识别方法，与采 用拮抗色感知 颜色特征提 取与 SFBB 分类相 结合的目标颜 色识别 方法相比较，前者 的检测真阳性 率和伪阳性 率分别为 95.58%和 0.50%，后者的真 阳性率与伪阳性率分 别为 91.52%和 0.90%，实验结果表明 拮抗色感知颜色 特征 与 高 斯 混 合 模 型 分 类 相 结 合 的 目 标 颜 色 识 别 方 法 不 仅 能 够 提 高 图 像 颜 色 特 征 识 别 的精度，而且可以 降低特征的误 检率，具 有较好的鲁棒性，满足了安全防 护系统 可靠性的要求。 关键词：感知颜色特征，特征检测，拮抗色理论，高斯混合模型，彩色机器视觉 -I- 基于视觉感知颜色特征的工业检测方法应用研究 Abstract This paper analyzes the human visual system about perceptual color mechanism of lateral inhibition and receptive field. This paper proposes the algorithm of opponent color perceptual features, which is combined with supervised classification methods using training samples. The algorithm is applied to flintone face color detection and frozen food cutting