表面缺陷是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可避免的問題，如果不及時發(fā)現(xiàn)處理，將會影響產(chǎn)品的外觀質量及性能，導致企業(yè)生產(chǎn)效益下降。現(xiàn)如今，基于機器視覺的表面檢測方法在很多現(xiàn)代化企業(yè)中得到了廣泛的應用，在文中將分析主流機器視覺檢測方法的優(yōu)缺點，并指出現(xiàn)有機器視覺檢測技術存在的問題和對以后的發(fā)展趨勢做進一步的展望。

各種檢查方法的比較

基于機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)缺點對比。

表1：基于機器視覺檢測方法的比較

存在的問題

基于機器視覺的表面缺陷檢測技術在理論研究和工業(yè)實際應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。

（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，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量，降低系統(tǒng)的檢測性能。如何提高圖像采集的質量，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，同時傳統(tǒng)機器視覺的檢測方法需要人工提取特征信息，不具有自動提取全部有用特征信息的能力。如何參考模板精度，降低特征提取的復雜性與不確定性仍是值得進一步研究的問題。

（3）雖然機器視覺檢測在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)取得了較好的檢測效果，但是在實際圖像采集過程中，真實的缺陷數(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，模型對新產(chǎn)生的缺陷類型不能進行正確識別，不足以利用深度學習的方法進行訓練。如何獲取足夠的缺陷樣本，保證在實際應用中的準確率是未來的研究方向之一。

（4）從缺陷檢測的準確性和實時性方面來看，盡管機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確率與實際生產(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)的準確性與實時性仍是現(xiàn)階段需要考慮的問題。

未來發(fā)展趨勢

目前，機器視覺技術已經(jīng)在醫(yī)學、交通航海、工業(yè)生產(chǎn)等領域有了突破性進展，基于機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)為以下兩個方面。

（1）目前基于機器視覺的缺陷檢測方法主要是對工業(yè)相機獲取的二位圖像進行檢測，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，無法進行產(chǎn)品各方位視野信息的表達。如何通過多個工業(yè)相機對被檢測物體進行三維建模，獲得檢測目標的空間信息，提高缺陷檢測系統(tǒng)性能已是未來的一個重要發(fā)展趨勢。

（2）機器視覺缺陷檢測方法目前還處于理論研究階段，在實際應用中仍達不到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中精準化和智能化的要求，利用機器視覺技術設計產(chǎn)品的分揀裝置，結合機械臂對缺陷產(chǎn)品進行分類剔除，建立一套全自動化的生產(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