毕业设计（论文）-基于图像处理技术的玻璃裂纹检测系统软件设计.doc

目录第1章 引言 1第2章玻璃瓶裂缝检测系统软件总体设计 12.1 玻璃瓶裂缝检测现状及分析 12.2课题的提出 22.3系统总体设计 3第3章 图像处理算法分析 33.1图像预处理 33.1.1图像灰度化 43.1.2图像增强 53.1.3图像锐化 93.2图像分割 133.2.1统计最优阈值法 143.2.2迭代阈值分割法 153.3图像特征提取及识别 153.3.1邻域与连通 163.3.4区域描述 173.4缺陷识别及定位 18第4章系统总体软件设计 184.1 Visual Basic简介 184.2 玻璃瓶裂缝检测系统总体设计 194.2.1 图像滤波设计 204.2.2 图像锐化设计 214.2.4 图像分割设计 224.2.5 图像裂缝识别设计 23第5章 总结与展望 245.1 总结 245.2 展望 24第6章 谢辞 25参考文献 26基于图像处理技术的玻璃裂纹检测系统软件设计摘 要随着中国社会经济的迅速发展，对玻璃外观质量的要求越来越高，玻璃瓶裂纹检测是玻璃瓶质量检查的重要方面之一传统的人工检测方法容易漏检、检测速度慢、检测时间长，效率不高，已经不能满足现在的要求，因此如何更加有效的检测出玻璃裂缝已成为一个很热门的话题。

本课题基于VB的开发平台，利用图像处理的知识对玻璃瓶图像预处理、图像分割、图像特征提取和图像缺陷识别，进而完成对玻璃瓶裂缝的检测工作本课题图像预处理分为图像滤波和图像锐化，其中图像平滑的方法为中值滤波法，，图像锐化的方法为梯度锐化；图像分割所用方法为固定值法，迭代法和直方图；提取可疑裂缝的面积和周长，计算圆形度，以此判读是否为裂缝关键字：玻璃裂缝，中值滤波法，迭代法Glass Crack Detecting System Software Design Based on Image processAbstractWith the rapid development of China's social economy, the glass appearance quality requirements more and more high, glass crack detection is one of the glass of the most important aspects of the quality inspection.. Traditional manual testing method is easy to leak, slow speed of testing, testing time is long, the efficiency is not high, already cannot satisfy the requirement of now, so how to more effective to detect the glass cracks has become a very popular topic.This topic is based on VB development platform, using the knowledge of the image processing for glass bottle image preprocessing, image segmentation, image feature extraction and defect identification, and then completes the glass crack detection work. This topic image preprocessing image filtering and image sharpening, image smoothing method of median filtering method, and image sharpening method for gradient sharpening; Image segmentation method is used for the fixed value method, iterative method and histogram; Extract the suspected area and perimeter of crack and circular degree calculation, if this interpretation for cracks.Key words: glass crack, median filter, iterative approach 第1章 引言 随着中国社会经济的迅速发展，对玻璃外观质量的要求越来越高，玻璃瓶裂纹检测是玻璃瓶质量检查的重要方面之一。

玻璃瓶生产过程中，流水线上的玻璃瓶经常会出现瓶口裂纹、瓶口炸口、瓶颈裂缝等缺陷带有这些缺陷的玻璃瓶，一旦装入有气压的液体，非常容易爆炸发生危险缺陷瓶流入市场，给企业形象造成损害，同时埋下了极大的安全隐患 在生产企业中对于玻璃瓶的缺陷检测，国内玻璃生产的现状以及国际玻璃事业的发展趋势要求平板玻璃企业加快现代化步伐，坚持高技术起点，依靠技术进步，大力发展高水平的优质平板玻璃，提高在国际市场上的竞争能力目前国内玻璃瓶生产厂家大多采用人工检测方法，容易受人眼分辨能力和易疲劳等主观因素的影响，无法保质保量地完成生产任务国外大多采用机械装置与玻璃瓶直接接触的方式进行检测利用计算机视觉的方法进行无接触的玻璃瓶裂纹检测具有造价低和灵活性高等优点，有着重要的研究价值目前机器视觉与运动控制、网络通讯等信息技术的结合正在改变玻璃瓶自动化生产的面貌而对玻璃瓶生产企业来说，意识到技术发展的趋势并首先付诸实施者无疑将走在竞争的前列，因此，低成本、高精度、高效益的基于机器视觉的玻璃瓶检测系统逐渐被玻璃瓶生产厂家所接受目前国内玻璃行业都在设法提高产品质量，增强自身竞争力来面对市场的挑战第2章玻璃瓶裂缝检测系统软件总体设计2.1 玻璃瓶裂缝检测现状及分析检测玻璃瓶裂缝通常采取三种方式：人工灯光检测，基于传感技术的检测，基于机器视觉的无接触检测。

其中人工检测不仅增加人工成本和管理成本，同时由于人眼容易疲劳且具有不稳定性，无法保证检测的合格率，并且随着近几年生产流水线速度的提升，人眼在精度、速度上的限制，根本无法用人工来完成检测基于传感技术的检测虽然在质量和速度上能满足生产的需要，但它存在检测设备的制造代价高，灵活性差等缺点 九十年代以来，随着数字图像处理技术的成熟，计算机软硬件、光学器件的迅速发展，基于机器视觉的无接触检测代替另外两种检测方式成为发展的趋势应用机器视觉的玻璃瓶检测系统能够大幅降低检测成本，提高产品质量，加快生产速度和效率作为高精度、非接触的测量和检测方案，视觉系统涉及到光学和图像处理算法，而且生产线上对多工序进行同步连续检测时，必须使视觉系统具备分布式联网能力美国NI公司研制的基于PC的视觉检测系统，将机器视觉、运动控制功能与LabView虚拟仪器软件相结合，取得了非常突出的成效德国Siemens公司在1999年推出的智能化工业视觉系统SIMATIC VS710，提供了一体化的、分布式的高档图像处理方案它将CCD、图像处理器、I/O 集成在一个小型机箱内，提供 PROFIBUS 的联网方式或集成的I/O 和RS232接口。

通过Windows下的ProVision参数化软件进行组态具有集成数字化照相机和快速图像处理器，标准连线接口，ProVision组态软件等优点美国工业动力机械有限公司开发了采用摄像技术的全方位空瓶检测机摄像技术空瓶检测机采用反射光学系统、高分辨率摄像技术和自动变焦技术，对各个检测项目进行精确的检测对于直径为 mm 95 的瓶子，可检测的异物面积大于等于 3.5×3.5 2mm ，精确度为 98％，检测mm 64 口径的空瓶时，检测速度可达700瓶/分钟此外，德国的 MIHO 系统、HEUFT系统都是此类系统的典型代表2.2课题的提出国外公司在九十年代初就开始研制计算机视觉检测设备，他们有着雄厚的经济实力和不断成熟的技术目前已经有多家公司生产和出售该类产品，主要集中在美国和德国，以美国NI公司和德国 SIEMENS 公司为代表虽然这些设备的价格昂贵，但依然很受国内玻璃生产厂家的欢迎在国内，各行业的领先企业在解决了生产自动化的问题以后，已经开始将技术革新的目光转向视觉测量自动化方面由于国内玻璃瓶的生产并没有执行一个统一标准，以至各厂家玻璃瓶瓶高、 瓶底以及瓶壁的厚度都有较大的差异， 使玻璃瓶检测系统的推广应用存在一定的阻力。

国内对于玻璃瓶的自动检测刚刚于近年开始起步，仅有少数几个厂家在进行玻璃制品检测设备的研制，但其产品体现的技术水平仅相当于国外九十年代的水平现在仅有四通公司与广州大元公司利用日本的视觉系统建立了实验系统，另外湖南大学在此方面也取得了较大的成果但总体来说，国内基于机器视觉的玻璃瓶检测系统的研究与应用还是比较落后的因此，目前在国内研制具有自主知识产权的玻璃瓶检测系统具有重要的社会效益和经济效益本课题是采用图像处理的知识，基于VB的开发平台，对玻璃瓶进行处理分析，判断是否有裂缝2.3系统总体设计本文设计的玻璃瓶裂缝检测软件是基于VB的开发平台对玻璃瓶的图像进行图像预处理、图像分割和图像特征识别系统总体结构如下图所示： 输入图像 图像预处理 图像分割 图像识别图2-1 系统总体设计框图 将采集到的图像输入到计算机中，对图像进行预处理，包括图像平滑、图像增强和图像锐化三个部分，其中图像平滑的方法为中值滤波，图像增强的方法为灰度拉伸法，图像锐化的方法为拉普拉斯算子法；将经过图像预处理的图像进行图像分割处理，将图像划分成几个或多个区域，这样更加有利于提取出有用的信息，最后利用模板匹配法对图像进行缺陷识别，来检测PCB光板图像是否有缺陷，如果有缺陷，将对缺陷进行定位，这在实际工程中有利于我们针对性地去改正错误，进行定位结束后，开始识别是哪一种缺陷，本文短路和断路的检测用到的知识为连通域数，毛刺和缺损用的是面积的改变，短路和断路会引起面积的改变，所以先检测短路和断路，后检测毛刺和缺损。

当连通域数变多时，判为断路，当连通域数变少时，判为短路当面积变大时，判为毛刺，当面积变小时，判为缺损第3章 图像处理算法分析玻璃瓶裂缝检测的理论基础为图像处理，它是当今各个领域及生活中不可或缺的东西，所要处理的玻璃图像是即时地从生产线上获取的图像，以便可以及时地检测出玻璃瓶的缺陷，以免造成更大的损失在这里图像处理可分为四个步骤：图像预处理、图像分割、图像特征提取和图像识别首先将采集到的玻璃瓶图像，进行图像预处理，，来提高图片质量，更好地进行下一处理，图像预处理主要为图像滤波和图像锐化，在这之前还需进行图像灰度化进行图像平滑的目的是为了减少图像噪声进行图像滤波的目的是提高图像的可读度进行图像锐化的目的是使模糊的图像变得清晰；方便之后的图像分割，将进行过预处理的图片进行图像分割，进行图像分割的目的是把图像分成一些具有不同特征的有意义区域，分为前景和背景，以便进一步分析和说明，图像分割后得到几个或多个各具特性的区域，这些特性可以是像素的灰度、颜色、纹理等，我们提取其中感兴趣的即可3.1图像预处理由于成像传感器噪声、相片颗粒噪声和图像传输过程中的通道传输误差等，会使图像出现一些随机的、。