基于二次曲面拟合的脏污检测

原图来自于Ihalcon论坛,条条大路通罗马,目前有动态阈值、频域分析等算法思路,都可以尝试,在此提出另一种思路--人为构造光滑的二次区域与原图对比,进行脏污的检测。

所检测图片如下

脏污在红色箭头所指处

特别浅显

image.png

灰度拉伸等预处理后,脏污基本清晰可见

原图打光不均匀,中间亮,四角暗,应使用尺寸更大的环形光

image.png

打开轮廓线工具

经过脏污处的灰度值分布如图右所示

我们目的使得灰度值分布线更加平滑

image.png

按行依次拟合平滑后的二维灰度图片

效果如下视频

拟合后的轮廓线

几乎无毛刺,十分光滑

image.png

拟合前后的3D视图对比,左原图,右拟合图

拟合后明显比原图光滑很多

image.png

以拟合图为阈值图像进行动态阈值分割

形态学处理,特征筛选后,检测脏污缺陷如下

image.png

整体算法思路

*(1)按行依次拟合平滑后的二维灰度图片

*(2)动态阈值分割,形态学处理,特征筛选出脏污缺陷

拟合代码如下

for i:=0 to Height-1 by 1
    tuple_gen_const(Width,i,Newtuple)
    get_grayval(ImageScaleMax, Newtuple, [0:Width-1], Grayval)
    gen_region_points(Region, [0:Width-1],1000-Grayval)
    union2(RegionLines,Region, RegionUnion)
    closing_rectangle1(RegionUnion,RegionClosing,1000,1)
    opening_circle(RegionClosing, RegionOpening, 3)
    shape_trans(RegionOpening, RegionTrans, 'convex')
    get_region_runs(RegionTrans, Row, ColumnBegin, ColumnEnd)
    set_grayval(ImageCleared, Newtuple, [0:Width-1],1000-ColumnBegin)      
endfor


详细源代码:

*算法思路
*(1)初始化,设置系统变量,读图,定义后续用到的相关常量值
*(2)按行依次拟合平滑后的二维灰度图片
*(3)动态阈值分割,形态学处理,特征筛选出脏污缺陷
*(4)结果显示

*-------------(1)初始化,设置系统变量,读图,定义后续用到的相关常量值------------

*打开窗口更新,方便观察曲面拟合过程
dev_update_on()
*设置为false,即超出图像区域部分不裁剪,否则1000-Grayval时导致超出图像区域会报错
set_system('clip_region','false')
*读图
read_image (Image, '脏污.bmp')
*灰度化
rgb1_to_gray (Image, GrayImage)
*灰度拉伸
scale_image_max(GrayImage, ImageScaleMax)
*得到图片尺寸
get_image_size(ImageScaleMax, Width, Height)
*生成一条区域直线,用于与灰度区域点组成闭合区域,进行后续处理
gen_region_line(RegionLines, 0,1600,Width-1,1600)
*生成一副无灰度值的图
gen_image_proto(ImageScaleMax, ImageCleared, 0)

*-------------(2)按行依次拟合平滑后的二维灰度图片------------

*拟合二维曲面
for i:=0 to Height-1 by 1
    *依次获得每行灰度值大小
    tuple_gen_const(Width,i,Newtuple)
    get_grayval(ImageScaleMax, Newtuple, [0:Width-1], Grayval)
    *将灰度值转换为区域点,平移至图像区域外,方便对比观察
    gen_region_points(Region, [0:Width-1],1000-Grayval)
    *与前面常量直线构成闭合区域
    union2(RegionLines,Region, RegionUnion)
    closing_rectangle1(RegionUnion,RegionClosing,1000,1)
    *开运算,凸性转换,使得区域更加平滑
    opening_circle(RegionClosing, RegionOpening, 3)
    shape_trans(RegionOpening, RegionTrans, 'convex')
    *生成区域游程编码,得到每个区域点的起始坐标,ColumnBegin即为取反后的灰度值曲线上的点
    get_region_runs(RegionTrans, Row, ColumnBegin, ColumnEnd)
    *依次生成每行灰度图,合并成一副图像,使用1000-ColumnBegin平移回来,将灰度值与所在位置点对应上
    set_grayval(ImageCleared, Newtuple, [0:Width-1],1000-ColumnBegin)
       
endfor

*-------------(3)动态阈值分割,形态学处理,特征筛选出脏污缺陷------------

*动态阈值分割
dyn_threshold(ImageScaleMax,ImageCleared, RegionDynThresh, 18, 'dark')
*形态学处理,特征筛选脏污缺陷
opening_circle (RegionDynThresh, RegionOpening1, 1.5)
closing_circle(RegionOpening1, RegionClosing1, 3.5)
connection(RegionClosing1, ConnectedRegions)
select_shape(ConnectedRegions, SelectedRegions, 'area', 'and', 400, 9999)
fill_up (SelectedRegions, RegionFillUp)


*-------------(4)结果显示------------

*结果显示
dev_display (Image)
dev_display (RegionFillUp)


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