机器视觉的皮革表面缺陷检测【字数：12145】
随着经济发展和科技进步，人们的生活品质直线提升，所以对各种生活产品的质量要求逐渐提升，而皮制品一直以来在人们的生活中占据着重要的生活用品比重。因此对于皮革质量的检测，在实际生产中也更为重要，而其中皮革表面瑕疵检测因为其复杂多变的实际情况经常是难点和重点。所以实现皮革表面瑕疵检测的数字化、智能化，从而摆脱长久以来的人力检测主观性和标准不统一性十分重要。皮革表面瑕疵检测包括了在生产线上通过工业相机进行图像采集，而检测部分依靠Halcon软件的智能算法实现图像优化、分割和边缘追踪，对皮革的斑纹、划痕、孔洞等瑕疵进行检测，得出最后结果。然后，通过MFC编写界面，实现皮革表面瑕疵检测在产线上的实时性和可操作性，从而降低生产成本并提高生产效率。课题是以Halcon软件作为算法设计核心，利用线阵相机为图像信息采集主体，通过Visual Studio软件完成界面设计，实现对皮革表面图像的采集和瑕疵检测，并使其具有及时操作性。课题研究主要涉及对整体系统方案设计、图像采集方案选择、主要算法方案设计、软件编程、检测界面设计与编写等内容。系统通过实际演示证明，该检测系统设计合理，算法设计有效，可以稳定的运行，满足实际生产需求，从而提高皮革检测的智能性和一致性。
目录
1.绪论 1
1.1 课题来源及研究意义 1
1.2 课题研究基础、现状及趋势 2
1.2.1课题研究基础 2
1.2.2课题研究现状及趋势 2
1.3论文的主要工作和内容安排 2
2.系统方案设计 4
2.1 设计要点 4
2.1.1 图像采集方案设计要点 4
2.1.2 图像瑕疵检测方案设计要点 4
2.2 系统设计方案 5
2.2.1 图像采集设计方案 5
2.2.2 图像瑕疵检测设计方案 6
2.2.3 方案比对 7
3.图像采集系统设计 10
3.1 相机选型 10
3.2光源选型 11
3.3 镜头选型 12
4.系统软件设计 13
4.1 编程工具软件简介 13
4.2 Halcon总体程序设计 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
4.3 Halcon功能模块设计 14
4.3.1图片获取模块 14
4.3.2图片预处理模块 15
4.3.3图像分割模块 15
4.3.4面积比计算模块 16
4.3.5瑕疵区域显示模块 17
5.系统界面设计 19
5.1 系统界面设计 19
5.2 主要操作流程 19
6.调试及系统分析评价 22
6.1 调试结果与分析 22
6.2 系统分析与评价 27
7.总结与展望 29
7.1 总结 29
7.2 展望 29
7.3 对环境与可持续发展的影响 29
参考文献 30
致谢 31
代码附录 32
1.绪论
1.1 课题来源及研究意义
本课题来源于皮革产业的实际生产需求。皮革加工产业虽然经过了一段时间的发展已经成为成熟的产业，但是随着科技的进步，尤其是计算机技术的飞速发展，产业的自动化和智能化自然也是迫切需要的。一方面是由于市场对皮革制品的质量要求愈发提高，传统的人工检测因为存在主观性和非统一性，确实已经达不到现有的市场需求；另一方面则是因为市场竞争比较激烈，工业智能化数字化的发展使得企业能大幅度的降低生产成本，从要占据市场主动。在这个信息化的大环境下，自动化的生产与检测已经成为了产业升级与发展的必然方向与趋势。
现在社会发展迅速，正处在第四次工业革命。第一次工业革命是“蒸汽时代”，第二次的工业革命是“电气时代”，第三次工业革命是计算机的产生，如今第四次工业革命是“两化融合”——信息化和工业化的深度结合，有别于以前工业与信息的各自独立，工业依然停留在早期的机器取代人工，但是人力依旧占很大比重，无法实现全面的解放劳动生产力。
在实际生产中，皮革缺陷会严重影响皮革的利用率和原材料成本。为了更有效得利用原材料，来避免以次混好和减少生产成本，必定需要对原材料和产品进行检测。皮革缺陷的种类比较多，大体可以将缺陷分为三个时期，按照动物生存期、屠宰过程及原始材料加工处理过程进行分类。生存期存在的缺陷包括伤疤、虫咬等；屠宰过程存在的缺陷包括刀洞、烫伤、针孔等；原始材料加工过程中存在的缺陷包括裂面、掉浆等但是长久以来，这些检测的过程基本都靠手工实现，生产效率低，成本高，效果也不好。随着机器视觉技术的发展，手工检测过程现在慢慢的转变为计算机检测。
目前，在皮革加工产业中，很多仍是采用人工检测，但在皮革检测过程中因表面瑕疵的随机性和复杂性等问题，人工检测无法达成检测的统一性和结果的准确性。通过机器视觉技术采集待检测皮革的图像信息，传送至图像处理系统，图像处理系统通过分析图像像素分布、灰度等信息，提取图像中相关的几何特征、纹理特征等，由此判断待测物体时候有缺陷，其核心是用机器代替人工的主观判断，标准化智能化分析待测产品。机器视觉技术可以适应各种环境，效率高，精度高，实时性强，可以更一致化的检测皮革表面的质量情况。而利用自动数字化检测则能够大幅度解放劳动力，急剧压缩成本。同时可以避免检测标准的不统一，也能更好的面对皮革瑕疵的极不稳定性，能够最大程度的减小产品误检，所以对皮革表面的瑕疵检测的改善研究是具有很好的实际意义的。
1.2 课题研究基础、现状及趋势
1.2.1课题研究基础
随着社会经济与数字信息技术的快速发展，皮革加工产业中的检测过程应该加大数字化的图像处理方法，从而避免传统的人工检测在面对复杂瑕疵检测时的诸多问题。我国正大力提倡和发展工业4.0，这是符合制造业发展趋势的，积极的提出了两化融合意义就在于推动我国工业自动化的进程。这是各个产业实现自动化，达成产业升级的大好契机，而Halcon作为一款十分成熟的图像软件，在图像处理方面大量的运用，依托于大量实用的算子作为算法编写基础，其具有很强实用性，且与c、c++、c#多种编码语言存在可转换的基础，这样更有利于图像处理技术与各种开发环境的结合与拓展，在现在这种产品多样且交互普遍的环境下具有较好优势。
目录
1.绪论 1
1.1 课题来源及研究意义 1
1.2 课题研究基础、现状及趋势 2
1.2.1课题研究基础 2
1.2.2课题研究现状及趋势 2
1.3论文的主要工作和内容安排 2
2.系统方案设计 4
2.1 设计要点 4
2.1.1 图像采集方案设计要点 4
2.1.2 图像瑕疵检测方案设计要点 4
2.2 系统设计方案 5
2.2.1 图像采集设计方案 5
2.2.2 图像瑕疵检测设计方案 6
2.2.3 方案比对 7
3.图像采集系统设计 10
3.1 相机选型 10
3.2光源选型 11
3.3 镜头选型 12
4.系统软件设计 13
4.1 编程工具软件简介 13
4.2 Halcon总体程序设计 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
4.3 Halcon功能模块设计 14
4.3.1图片获取模块 14
4.3.2图片预处理模块 15
4.3.3图像分割模块 15
4.3.4面积比计算模块 16
4.3.5瑕疵区域显示模块 17
5.系统界面设计 19
5.1 系统界面设计 19
5.2 主要操作流程 19
6.调试及系统分析评价 22
6.1 调试结果与分析 22
6.2 系统分析与评价 27
7.总结与展望 29
7.1 总结 29
7.2 展望 29
7.3 对环境与可持续发展的影响 29
参考文献 30
致谢 31
代码附录 32
1.绪论
1.1 课题来源及研究意义
本课题来源于皮革产业的实际生产需求。皮革加工产业虽然经过了一段时间的发展已经成为成熟的产业，但是随着科技的进步，尤其是计算机技术的飞速发展，产业的自动化和智能化自然也是迫切需要的。一方面是由于市场对皮革制品的质量要求愈发提高，传统的人工检测因为存在主观性和非统一性，确实已经达不到现有的市场需求；另一方面则是因为市场竞争比较激烈，工业智能化数字化的发展使得企业能大幅度的降低生产成本，从要占据市场主动。在这个信息化的大环境下，自动化的生产与检测已经成为了产业升级与发展的必然方向与趋势。
现在社会发展迅速，正处在第四次工业革命。第一次工业革命是“蒸汽时代”，第二次的工业革命是“电气时代”，第三次工业革命是计算机的产生，如今第四次工业革命是“两化融合”——信息化和工业化的深度结合，有别于以前工业与信息的各自独立，工业依然停留在早期的机器取代人工，但是人力依旧占很大比重，无法实现全面的解放劳动生产力。
在实际生产中，皮革缺陷会严重影响皮革的利用率和原材料成本。为了更有效得利用原材料，来避免以次混好和减少生产成本，必定需要对原材料和产品进行检测。皮革缺陷的种类比较多，大体可以将缺陷分为三个时期，按照动物生存期、屠宰过程及原始材料加工处理过程进行分类。生存期存在的缺陷包括伤疤、虫咬等；屠宰过程存在的缺陷包括刀洞、烫伤、针孔等；原始材料加工过程中存在的缺陷包括裂面、掉浆等但是长久以来，这些检测的过程基本都靠手工实现，生产效率低，成本高，效果也不好。随着机器视觉技术的发展，手工检测过程现在慢慢的转变为计算机检测。
目前，在皮革加工产业中，很多仍是采用人工检测，但在皮革检测过程中因表面瑕疵的随机性和复杂性等问题，人工检测无法达成检测的统一性和结果的准确性。通过机器视觉技术采集待检测皮革的图像信息，传送至图像处理系统，图像处理系统通过分析图像像素分布、灰度等信息，提取图像中相关的几何特征、纹理特征等，由此判断待测物体时候有缺陷，其核心是用机器代替人工的主观判断，标准化智能化分析待测产品。机器视觉技术可以适应各种环境，效率高，精度高，实时性强，可以更一致化的检测皮革表面的质量情况。而利用自动数字化检测则能够大幅度解放劳动力，急剧压缩成本。同时可以避免检测标准的不统一，也能更好的面对皮革瑕疵的极不稳定性，能够最大程度的减小产品误检，所以对皮革表面的瑕疵检测的改善研究是具有很好的实际意义的。
1.2 课题研究基础、现状及趋势
1.2.1课题研究基础
随着社会经济与数字信息技术的快速发展，皮革加工产业中的检测过程应该加大数字化的图像处理方法，从而避免传统的人工检测在面对复杂瑕疵检测时的诸多问题。我国正大力提倡和发展工业4.0，这是符合制造业发展趋势的，积极的提出了两化融合意义就在于推动我国工业自动化的进程。这是各个产业实现自动化，达成产业升级的大好契机，而Halcon作为一款十分成熟的图像软件，在图像处理方面大量的运用，依托于大量实用的算子作为算法编写基础，其具有很强实用性，且与c、c++、c#多种编码语言存在可转换的基础，这样更有利于图像处理技术与各种开发环境的结合与拓展，在现在这种产品多样且交互普遍的环境下具有较好优势。
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