機(jī)器視覺表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)基本組成主要包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、圖像分析模塊、數(shù)據(jù)管理及人機(jī)接口模塊。

圖像獲取模塊由CCD攝像機(jī)、光學(xué)鏡頭、光源及其夾持裝置等組成，其功能是完成產(chǎn)品表面圖像的采集。在光源的照明下，通過(guò)光學(xué)鏡頭將產(chǎn)品表面成像于相機(jī)傳感器上，光信號(hào)先轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)。目前工業(yè)用相機(jī)主要基于CCD或CMOS(complementary metal oxide semiconductor)芯片的相機(jī)。CCD是目前機(jī)器視覺常用的圖像傳感器。

光源直接影響到圖像的質(zhì)量，其作用是克服環(huán)境光干擾，保證圖像的穩(wěn)定性，獲得對(duì)比度盡可能高的圖像。目前常用的光源有鹵素?zé)簟晒鉄艉桶l(fā)光二級(jí)管(LED)。LED光源以體積小、功耗低、響應(yīng)速度快、發(fā)光單色性好、可靠性高、光均勻穩(wěn)定、易集成等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。

機(jī)器視覺由光源構(gòu)成的照明系統(tǒng)按其照射方法可分為明場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明、結(jié)構(gòu)光照明與頻閃光照明。明場(chǎng)與暗場(chǎng)主要描述相機(jī)與光源的位置關(guān)系，明場(chǎng)照明指相機(jī)直接接收光源在目標(biāo)上的反射光，一般相機(jī)與光源異側(cè)分布，這種方式便于安裝；暗場(chǎng)照明指相機(jī)間接接收光源在目標(biāo)上的散射光，一般相機(jī)與光源同側(cè)分布，它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像。結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測(cè)物的3維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。圖像處理模塊主要涉及圖像去噪、圖像增強(qiáng)與復(fù)原、缺陷的檢測(cè)和目標(biāo)分割。

由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、CCD圖像光電轉(zhuǎn)換、傳輸電路及電子元件都會(huì)使圖像產(chǎn)生噪聲，這些噪聲降低了圖像的質(zhì)量從而對(duì)圖像的處理和分析帶來(lái)不良影響，所以要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理以去噪。圖像增強(qiáng)目是針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場(chǎng)合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來(lái)不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識(shí)別效果的圖像處理方法。圖像復(fù)原是通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，對(duì)質(zhì)量下降的圖像加以重建或復(fù)原的處理過(guò)程。機(jī)器視覺圖像復(fù)原很多時(shí)候采用與圖像增強(qiáng)同樣的方法，但圖像增強(qiáng)的結(jié)果還需要下一階段來(lái)驗(yàn)證；而圖像復(fù)原試圖利用退化過(guò)程的先驗(yàn)知識(shí)，來(lái)恢復(fù)已被退化圖像的本來(lái)面目，如加性噪聲的消除、運(yùn)動(dòng)模糊的復(fù)原等。圖像分割的目的是把圖像中目標(biāo)區(qū)域分割出來(lái)，以便進(jìn)行下一步的處理。