铣削工件表面图像纹理背景抑制及缺陷提取

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1、学校代码10530学号201330071581分类号TN911.73密级公开硕士学位论文铣削工件表面图像纹理背景抑制及缺陷提取学位申请人邹凤指导教师周友行教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向制造系统智能检测与控制二零一六年五月三十一日TheTextureBackgroundSuppressionandDefectExtractionofMillingWorkpieceSurfaceImageCandidateZouFengSupervisorZhouYouhangCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgram

2、MechanicalEngineeringSpecializationIntelligentDetectionandControlofManufacturingSystemDegreeEngineeringMasterUniversityXiangTanUniversityDate2016.5.31湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意

3、识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要采用机器视觉技术可快速实现铣削工件表面质量缺陷检测，而实际应用中铣削工件表面纹理背景常导致表面质量缺陷检测失败。为了从工件表面图像纹理背景中快速有效分析

4、和提取加工缺陷，本文提出一种基于NMF与Gabor小波虚部特性的图像表面缺陷提取方法，主要开展了如下几个方面的研究：1、高速铣削实验。以VMC-C30高速双转台五轴联动加工中心为实验平台，通过优选加工刀具、加工工艺参数以及冷却液种类，针对特定的工件材料，确定加工实验方案，并开展了一系列高速铣削实验。铣削加工后采用粗糙度测试仪对工件表面进行了表面质量检测。2、工件铣削表面图像获取。选用Microvision系列产品（包括工件放置平台、工业数字摄像机、图像数据采集卡和光源等），搭建采集工件表面图像的硬件平台。同时采用MVIPS软件作为软件程序平台，通过调用相机拍摄

5、程序采集了实验中的工件表面图像。3、工件铣削表面缺陷识别。针对采集的铣削工件表面图像，通过维纳滤波方法进行图像去噪处理后，采用非负矩阵分解算法对去噪图像进行无监督学习，获得了工件加工表面潜在纹理结构图像；然后将工件表面去噪图像和潜在纹理结构图像与Gabor小波滤波器虚部函数分别进行卷积，采用差影法计算获得两图像的能量差异分布，确定能量差异分布阈值后，可在工件表面去噪图像上分割提取缺陷特征；同时依据工件表面质量检测结果，对比分析缺陷特征，可识别高速铣削工件表面缺陷的几何特征，实现对缺陷的数字化描述。本文开展的高速铣削实验和图像处理结果表明：采用基于NMF与Gab

6、or小波虚部特性的图像表面缺陷提取方法，能够有效地抑制铣削加工工件的纹理背景，提高工件表面纹理背景和缺陷的对比度，同时实现对工件表面加工缺陷的数字化描述，可为更好地采用机器视觉技术检测工件表面加工质量奠定理论基础。关键词：高速铣削；缺陷识别；NMF；Gabor小波；特征提取IAbstractThedefectdetectionofmillingworkpiecesurfacecanbeachievedbyusingthemachinevisiontechnologyquickly,butthetexturebackgroundofmillingworkpiec

7、esurfacealwaysleadtothefailureofthedefectdetectioninthepracticalapplication.Inordertoanalyzeandextractthemanufacturingdefectsinthetexturebackgroundofworkpiecesurfaceimagequicklyandeffectively,asurfacedefectextractionmethodbasedonNMFandtheimaginarypartfeaturesofGaborwaveletisproposed

8、inthisdissertation.