表面缺陷是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可避免的問題，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將會影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量及性能，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)效益下降。現(xiàn)如今，基于機(jī)器視覺的表面檢測方法在很多現(xiàn)代化企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，在文中將分析主流機(jī)器視覺檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出現(xiàn)有機(jī)器視覺檢測技術(shù)存在的問題和對以后的發(fā)展趨勢做進(jìn)一步的展望。

各種檢查方法的比較

基于機(jī)器視覺的缺陷檢測方法的比較如表1所示，包括各種方法的主流分類（檢測）模型、優(yōu)缺點(diǎn)對比。

表1：基于機(jī)器視覺檢測方法的比較

存在的問題

基于機(jī)器視覺的表面缺陷檢測技術(shù)在理論研究和工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中均取得了滿意的成果，但現(xiàn)階段仍存在以下問題和難點(diǎn)。

（1）在圖像采集階段，受光照條件、現(xiàn)場環(huán)境、拍攝角度和距離等因素的影響，被檢測物體的表觀特征會產(chǎn)生變化，對檢測精度產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，噪聲的干擾以及被檢測物體的部分遮擋也會影響到圖像的質(zhì)量，降低系統(tǒng)的檢測性能。如何提高圖像采集的質(zhì)量，最大程度上降低外界因素的干擾是需要解決的問題之一。

（2）傳統(tǒng)機(jī)器視覺的缺陷檢測方法依賴于特征模板的選擇及提取，特征提取的好壞對整體檢測系統(tǒng)的檢測精度及性能有著決定性作用，同時(shí)傳統(tǒng)機(jī)器視覺的檢測方法需要人工提取特征信息，不具有自動(dòng)提取全部有用特征信息的能力。如何參考模板精度，降低特征提取的復(fù)雜性與不確定性仍是值得進(jìn)一步研究的問題。

（3）雖然機(jī)器視覺檢測在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)取得了較好的檢測效果，但是在實(shí)際圖像采集過程中，真實(shí)的缺陷數(shù)據(jù)較少，且表面缺陷種類繁多，形式多樣，缺陷特征的提取效率較低，同時(shí)，模型對新產(chǎn)生的缺陷類型不能進(jìn)行正確識別，不足以利用深度學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行訓(xùn)練。如何獲取足夠的缺陷樣本，保證在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確率是未來的研究方向之一。

（4）從缺陷檢測的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性方面來看，盡管機(jī)器視覺檢測的一系列算法不斷更新，但檢測效率與檢測的準(zhǔn)確率與實(shí)際生產(chǎn)的需求還具有一定的差距。如何解決特征的精確提取，提高檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性仍是現(xiàn)階段需要考慮的問題。

未來發(fā)展趨勢

目前，機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)、交通航海、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域有了突破性進(jìn)展，基于機(jī)器視覺的表面缺陷檢測必將是未來的發(fā)展趨勢，具體表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面。

（1）目前基于機(jī)器視覺的缺陷檢測方法主要是對工業(yè)相機(jī)獲取的二位圖像進(jìn)行檢測，檢測的對象是物體的表面缺陷，而二維圖像的視野信息比較單一，無法進(jìn)行產(chǎn)品各方位視野信息的表達(dá)。如何通過多個(gè)工業(yè)相機(jī)對被檢測物體進(jìn)行三維建模，獲得檢測目標(biāo)的空間信息，提高缺陷檢測系統(tǒng)性能已是未來的一個(gè)重要發(fā)展趨勢。

（2）機(jī)器視覺缺陷檢測方法目前還處于理論研究階段，在實(shí)際應(yīng)用中仍達(dá)不到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中精準(zhǔn)化和智能化的要求，利用機(jī)器視覺技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的分揀裝置，結(jié)合機(jī)械臂對缺陷產(chǎn)品進(jìn)行分類剔除，建立一套全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，是未來工業(yè)生產(chǎn)的大勢所趨。

來源：視覺感知與再現(xiàn)

審核編輯：湯梓紅