多尺度几何变换在金属表面缺陷识别中的应用
发布时间:2021-11-27 05:58
表面缺陷是影响金属板带产品质量的重要因素之一,国内板带材产品用户质量异议事件很大一部分归因于表面缺陷。基于机器视觉的表面检测系统可以对表面缺陷进行在线检测和实时反馈,已成为现代钢铁企业主要的检测手段。目前基于机器视觉的表面检测系统面临的主要难题是缺陷识别率较低,如何在满足在线检测速度的前提下进一步提高缺陷的识别率是一个重要研究内容。特征提取的好坏直接影响表面检测系统的应用效果,因此寻求有效的特征提取方法是提高缺陷识别率的关键。金属表面缺陷在不同方向和不同尺度上具有不同的信息量,缺陷的整体轮廓和几何形状等信息主要表征在图像的粗尺度上,局部边缘和灰度突变点等细节信息则主要体现在图像细尺度上,因此提取表面缺陷的多尺度和多方向信息对于提高缺陷识别率非常重要。多尺度几何变换比小波变换具有更多的方向选择性且基函数满足各向异性的尺度关系,在描述高维信号时能以更少的系数、更优的逼近阶逼近信号奇异处。因此本文针对酸洗带钢、中厚板、铝板等4种金属表面缺陷检测的特点,开发了相应的基于多尺度几何变换的检测算法。本文主要研究内容与创新成果如下。(1)针对酸洗带钢生产线运行速度快、图像背景简单、缺陷种类少的特点,...
【文章来源】:北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:146 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1-1小波和多尺度几何变换方法暹近奇异曲线??由图1-1中可以看出,二维小波在不同的分辨率下,其支撑区间是不同??,,
?计筲复杂度?难??TT—關波钱方法???GmtourUt?兖換?ICT?防ST?CST?_??__?,編歷鑑一』,??酸洗带钢?j.中揮被I?^?_高格密锫板ii_高溫连铸坯I?????1?權..:...?........—???—誠??香?j?^?...^,...4^..,??运行速度快、背景讀署简单、》陷触.?B??比度抵、缺陷?运行速度镘,#最复杂,??镝单、块KW■类'丨少?多、类间娜度大|?.镇孝干扰因素多干扰賺多,缺??图1-2论文结构框图??提出了?Contourlet-KSR的快速特征提取方法,并将该方法在中厚板、铝??板和连铸坯的表面缺陷识别中进行了实验。??第四章对Contourlet变换方法进行了改进,命名为ICT?(improved??contourlet?transform),并分析了?ICT方法的特点。针对中厚板缺陷识别的特??点,提出了基于ICT的特征提取方法,并将该方法在铝板、连铸坯的缺陷识??别中进行了实验。??第五章研究了两种Shearlet变换的方法,一种是经典的非子采样剪切波??变换方法NSST,?—种是非可分离紧支撑剪切波变换方法DNST。针对铝板缺??陷识别的特点提出了基于NSST的特征提取方法,针对连铸坯缺陷识别的特??点,提出了?DNST-GLCM-KSR特征融合的特征提取方法。??第六章研究了复剪切波变换CST方法以及基于复剪切波变换的边缘检??测CSTED方法,并提出了基于CSTED的缺陷区域提取算法,最后针对连铸??坯缺陷识别的特点,提出了基于CST特征融合提取方法。??第七章总结了本文的研宄成果,并给出了今后工
本库??在钢铁类产品的生产线上,不同加工工序会使得产品的表面质量呈现差??异,呈现的缺陷类型也不同。基于机器视觉的表面检测方法由于具有无接触、??实时等特点越来越受企业青睐。在钢铁生产的多个工序中,都可以借助该方??法检测钢铁产品的表面缺陷并采集其表面质量数据用于质量控制和评级。本??章将介绍酸洗带钢、中厚板、高温连铸坯等4类金属表面图像的特点,并建??立对应的样本库。??2.1钢铁生产的工艺流程??钢铁产品的生产是一个非常复杂的过程,主要包括炼铁、炼钢、连铸和??乳钢等阶段。图2-1所示为钢铁生产的工艺流程图。??non?ci^i)?cod?[主要产ai??賴居*?\?I??「崎巨^??7?擁轧齷?i—??匕平」?I?-細??M?f?11?^?刚轧期??W?n?蘚一_*〇 ̄^热额春或薄板??M,\?\?^? ̄??^?-〇e〇—冷腿務或薄板??;?1?^?純減??P?)?A?*???r*????蠓—??「?1?焊s??废钢?H?UeS=t???无缝管??L??无缝管■??t—??铸明件??图2-1钢铁生产的工艺流程图??炼铁是将铁矿石、焦炭、石灰石等原材料送入高炉进行冶炼得到铁水的??过程。炼钢是利用转炉和电炉对炼铁过程得到的铁水和废钢分别进行冶炼得??到钢水的过程。连铸是将经精炼过的钢水连续铸造成钢坯的过程,用到的设??备主要有回转台、中间包、结晶器、拉矫机等。轧钢阶段又分为热轧和冷??乳。热轧是在再结晶温度以上进行,冷轧是在再结晶温度以下进行。??从连铸阶段得到的板坯可以直接送往各型材的热轧机组,得到中厚板和??热轧板卷等各类热轧产品。从热乳生产线上得到的热乳板卷,经酸洗去除氧
本文编号:3521687
【文章来源】:北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:146 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1-1小波和多尺度几何变换方法暹近奇异曲线??由图1-1中可以看出,二维小波在不同的分辨率下,其支撑区间是不同??,,
?计筲复杂度?难??TT—關波钱方法???GmtourUt?兖換?ICT?防ST?CST?_??__?,編歷鑑一』,??酸洗带钢?j.中揮被I?^?_高格密锫板ii_高溫连铸坯I?????1?權..:...?........—???—誠??香?j?^?...^,...4^..,??运行速度快、背景讀署简单、》陷触.?B??比度抵、缺陷?运行速度镘,#最复杂,??镝单、块KW■类'丨少?多、类间娜度大|?.镇孝干扰因素多干扰賺多,缺??图1-2论文结构框图??提出了?Contourlet-KSR的快速特征提取方法,并将该方法在中厚板、铝??板和连铸坯的表面缺陷识别中进行了实验。??第四章对Contourlet变换方法进行了改进,命名为ICT?(improved??contourlet?transform),并分析了?ICT方法的特点。针对中厚板缺陷识别的特??点,提出了基于ICT的特征提取方法,并将该方法在铝板、连铸坯的缺陷识??别中进行了实验。??第五章研究了两种Shearlet变换的方法,一种是经典的非子采样剪切波??变换方法NSST,?—种是非可分离紧支撑剪切波变换方法DNST。针对铝板缺??陷识别的特点提出了基于NSST的特征提取方法,针对连铸坯缺陷识别的特??点,提出了?DNST-GLCM-KSR特征融合的特征提取方法。??第六章研究了复剪切波变换CST方法以及基于复剪切波变换的边缘检??测CSTED方法,并提出了基于CSTED的缺陷区域提取算法,最后针对连铸??坯缺陷识别的特点,提出了基于CST特征融合提取方法。??第七章总结了本文的研宄成果,并给出了今后工
本库??在钢铁类产品的生产线上,不同加工工序会使得产品的表面质量呈现差??异,呈现的缺陷类型也不同。基于机器视觉的表面检测方法由于具有无接触、??实时等特点越来越受企业青睐。在钢铁生产的多个工序中,都可以借助该方??法检测钢铁产品的表面缺陷并采集其表面质量数据用于质量控制和评级。本??章将介绍酸洗带钢、中厚板、高温连铸坯等4类金属表面图像的特点,并建??立对应的样本库。??2.1钢铁生产的工艺流程??钢铁产品的生产是一个非常复杂的过程,主要包括炼铁、炼钢、连铸和??乳钢等阶段。图2-1所示为钢铁生产的工艺流程图。??non?ci^i)?cod?[主要产ai??賴居*?\?I??「崎巨^??7?擁轧齷?i—??匕平」?I?-細??M?f?11?^?刚轧期??W?n?蘚一_*〇 ̄^热额春或薄板??M,\?\?^? ̄??^?-〇e〇—冷腿務或薄板??;?1?^?純減??P?)?A?*???r*????蠓—??「?1?焊s??废钢?H?UeS=t???无缝管??L??无缝管■??t—??铸明件??图2-1钢铁生产的工艺流程图??炼铁是将铁矿石、焦炭、石灰石等原材料送入高炉进行冶炼得到铁水的??过程。炼钢是利用转炉和电炉对炼铁过程得到的铁水和废钢分别进行冶炼得??到钢水的过程。连铸是将经精炼过的钢水连续铸造成钢坯的过程,用到的设??备主要有回转台、中间包、结晶器、拉矫机等。轧钢阶段又分为热轧和冷??乳。热轧是在再结晶温度以上进行,冷轧是在再结晶温度以下进行。??从连铸阶段得到的板坯可以直接送往各型材的热轧机组,得到中厚板和??热轧板卷等各类热轧产品。从热乳生产线上得到的热乳板卷,经酸洗去除氧
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