基于LabVIEW的机器视觉在玻璃缺陷检测中的运用.doc

Application of Machine Vision in Detection Application of Machine Vision in Detection of Glass Defect Based on LabVIEW 王 燕 林苏斌 缪希仁 （福州大学电气工程与自动化学院 ，福建 福州 350108） 摘 要 针对近年来玻璃质量要求的不断提高 ， 以机器视觉技术为基础 ， 建立了基于机器视觉的玻璃 缺 陷 检 测 系 统 ， 通 过 LabVIEW 的 Vision and Motion 模块获取玻璃图像并进行图像处理 ， 实现了对图像中玻璃缺陷的提取和 分 析 ， 实 时 性 显 著 ，可 视 化 效 果 好 。 关 键 词 ：LabVIEW，机 器 视 觉 ，玻 璃 缺 陷 ，检 测 Abstract The glass industry proposed some new quality requirements on glasses in recent years．This paper developes an appli- cation in detection of glass defect based on machine vision technology．It could get,extract and analysis glass defects from images through the Vision and Motion module of NI LabVIEW． It has a big superiority in real－time and visualization． Keywords:LabVIEW,machine vision,glass defect,detection 本 文 以 NI 公 司 的 LabVIEW 软件和机器视觉技术为基础 ， 针对玻璃生产和加工造 成缺陷进行图像采集和图像处理 ， 其 处 理图像的实时性和可视化好等优点为玻 璃检测提出了新的方 向 。 1 图 像 获 取 本文构建的玻璃缺 陷检测系统的主要组成部分包括 ： 照 明 光 源 、摄 像 头 、图 像 采 集 卡 、检 测 软 件 等 。 具 体 构 架 如 图 1 所 示 。 2．1 图 像 采 集 LabVIEW 视 觉 模 块 的 NI－IMAQdx 子 模 块中提供了获取图 像 的 各 种 子 VI，包 括 ：打 开 相 机 、配 置 相 机 、启 动 采 集 、获 取 图 像 、 关 闭 相 机 等 子 VI 模 块 ，编写程序后便可采集图像 。 2．2 图 像 预 处 理 在图像采集和传输 过程中会受到内外部等干扰因素 ， 影 响 图 像 质 量 。 图像预处理的目的是减弱图像中的噪声 ，改 善 图 片 质 量 。 常用的图像预处理步 骤 是 ：先进行图像的灰度变换 ，然 后 进 行 图 像 滤 波 。 2．2．1 图像的灰度变换 常用的灰度变换函数 有 线 性 变 换 、伽 玛 变 换 、对 数 变 换 和 指 数 变 换 等 。 （1）灰度的线性变换 灰度的线性变换的数学模型如式 （1）所 示 ： y＝a*x＋b （1） 图 1 缺陷检测系统结构图 1）采 用 亮 度 可 调 、 低 温 、 均 衡 、 无 闪 烁 ， 无 阴 影 的 条 形 LED 红 光 源 ，它可以从任何角 度配合物体的照明 ，因玻璃的透明性对 光 线 反 射 率 低 ，所以采用透射式照明 。 2）选 用 高 分 辨 率 、高 清 晰 度 的 带 有 IEEE 1394 接 口 的 面 阵 CCD 数 字 摄 像 机 （1288*964）。 3）选用带有可重新配置 DIO 的 IEEE1394 接口的图像采集 卡 设 备 ，它可实现对多个 IEEE 1394(火 线 ) 接口摄像头的触发和同步 。 获 取 图 像 前 ，需 调 整 好 摄 像 机 ，被 测 玻 璃 ，LED 光 源 之 间 的 距 离 ，以获取最佳图像 。 2 软 件 处 理 式 中 y：输出图像的灰度 ，x： 输入图像的灰度 ，a： 线 性 函 数 的 斜 率 ，b：线 性 函 数 在 Y 轴 上 的 截 距 。 当 a＞1，图像的对比度将 增 大 ；当 a＜1，图像的对比度将减小 ；当 a＝1 且 b≠0 时 ，可 使 整 个图像更暗或更亮 ；当 a＜0，则图像的暗区将变亮 ，亮 区 将 变 暗 。 （2）伽 玛 变 换 伽玛变换是一种常用的非线 性 变 换 ，其数学模型如式 （2）所 示 ： y＝（x＋esp）＾γ （2） 式 中