1、“.....万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究目录绪论研究背景国内外研究现状本文研究内容汽车涂装表面瑕疵特征分析汽车涂装表面瑕疵产生原因及常见分类汽车涂装表面瑕疵的几何形状特征汽车涂装表面瑕疵的灰度特征汽车涂装表面瑕疵的纹理特征本章小结实验器材的选择光源及照明方式选择工业相机选择镜头选择本章小结汽车涂装表面瑕疵检测算法快速傅里叶变换高斯差分滤波轮廓提取汽车涂装表面瑕疵检测算法描述本章小结汽车涂装表面瑕疵分类方法模式识别局部二值模式提取瑕疵特征算法训练分类器本章小结实验及结果分析汽车涂装表面瑕疵检测实验汽车涂装表面瑕疵分类实验本章小结总结与展望本文工作总结未来工作展望参考文献附录研究生期间发表论文及专利致谢万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究绪论研究背景随着中国经济日新月异的发展，人们生活水平不断提高，汽车成为越来越多家庭必备的交通工具，随着改革开放进程的加快，尤其是二十世纪以来，我国汽车产业发展速度加快，年，我国汽车产量和销量均突破万辆......”。

2、“.....随着整个汽车产业的快速发展，汽车装备技术的自主创新和国产化也快速推进，我国自主生产的冲压生产线已经在市场中占据主导地位，汽车装配输送设备自主化水平明显提升。各个国际汽车巨头也纷纷在中国设厂，而这必然加剧各个汽车厂商之间的竞争，需要引进或自主研发更多先进的系统，不断提高生产的自动化水平，提高汽车质量，降低生产成本。与此同时我们必须注意到，虽然我们的汽车产业进步巨大，但是和世界先进国家的差距还是非常明显，关键零部件制造设备，车身制造与总装设备等所需的核心技术基本上依赖欧美日等发达国家和地区的企业。提高企业创新能力，开展核心技术攻关，提高汽车产业的自动化水平，降低生产成本是我国汽车产业也是世界汽车区域的圆形度，即区域接近圆形的程度区域的矩形度，即区域的面积与其最小的外接矩形面积之间的比值，矩形度反映了块区域对其包围盒的充满程度其中是包围盒的面积，矩形度不超过。区域的圆形性，圆形性是衡量块区域与圆形接近程度的另种量度，定义如下设,为区域边界点......”。

3、“.....记万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究为区域重心到边界点的距离均方差，则圆形性为当区域趋向于圆形时，圆形性特征量将单调递增且趋向于无穷大。它不受区域平移旋转和尺度变化的影响，可以推广用于描述三维物体。汽车涂装表面瑕疵的灰度特征以上介绍的几何形状特征是针对二值化之后的瑕疵区域，而灰度特征具有更广义的描述作用，常用的区域灰度特征有灰度直方图平均灰度值灰度方差灰度值域等。灰度直方图是应用最多的灰度特征，即幅图像中灰度值为数值的像素点的个数所做的统计直方图，直方图的横坐标为图像的灰度级数，纵坐标为统计得到的像素个数，通常情况下用到的是归化以后的直方图。灰度直方图直接反应的是图像中灰度出现的频率，但其包含的信息要丰富许多，包括整个图像的明暗程度，均匀程度，清晰程度等，被广泛应用于图像的分割匹配增强等领域，是个十分有用的图像工具。平均灰度值是幅图像或块区域中所有像素灰度值的均值，反映了这幅图像或这区域的亮暗程度......”。

4、“.....灰度方差即块区域内所有像素灰度值的统计方差，反应了该区域内灰度分布的均匀性，方差越大则越不均匀，方差越小的均匀性越好，计算公式为,灰度值域即区域灰度值的取值范围，值域越大则表明该区域所包含的信息越丰富，否则表示信息越贫乏。汽车涂装表面瑕疵的纹理特征要从纹理分析的角度进行瑕疵检测首先要知道什么是纹理，纹理通常是个万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究比较模糊的概念，经常作为感觉或编织物的外观被人类感知。日常生活中我们接触到的纹理有很多，皮肤岩石土壤草地天空等这些属于自然纹理，衣服绘画墙壁工艺品表面等属于人造纹理。纹理分析是数字图像处理的个重要组成部分，其中个典型的应用就是遥感图像分析。卫星采集区域的遥感图像，需要对其进行分析以便得知哪里是农田，哪里是住宅，哪里是水域等等。纹理虽然没有个准确且唯的定义，但是有许多描述和提取纹理的方法，这是个非常庞大而活跃的研究领域，并且不断取得许多新的进展。为了能够尽可能地提取图像纹理中的信息，需要对纹理进行分析......”。

5、“.....统计法即利用幅图像的灰度统计信息来描述纹理，用得最多的是灰度直方图的矩，常用的统计法有灰度差分统计法和行程长度统计法。灰度差分统计法设,是图像中的个像素点，定义该点与和它临近的相距只有微小距离的点,的灰度差值为,，则称,为灰度差分。设灰度差分的所有可能取值共有级，依次计算每点,所对应的灰度差分，累计计算出,取各个数值的次数，继而可以作出,的直方图。由直方图可以知道,取值的概率，当较小值对应的的概率较大时，说明纹理较粗糙否则，说明纹理较细腻。该方法习惯采用以下参数描述纹理图像的特征。对比度角度方向二阶矩熵平均值上述各式中，较平坦时，较小，较大若分布在原点附近，则值较小。行程长度统计法万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究设点,的灰度值为，与其相邻点的灰度值也可能为，统计出从任点出发沿方向上连续个点都具有灰度值这种情况发生的概率，记为,。在同方向上具有相同灰度值的像素个数称为行程长度。由......”。

6、“.....行程长度分布,行程比其中为像素总数。空间自相关函数法除了以上介绍的方法外，纹理还经常用粗糙度来刻画。粗糙度的大小与纹理局部结构的空间周期有关，虽然感觉上的粗糙度不足以成为定量描述纹理的测度，但可以说明纹理测度变化的倾向，换句话说，数值较小的纹理测度表示细纹理，数值较大的测度表示粗纹理。利用空间自相关函数作为纹理测度的方法如下式所示设图像为自相关函数定义如下上式是对大小为的窗口内每个像素点,跟与其偏离值为,的像素之间的相关值进行计算。当偏离量给定后，般纹理区的相关性要比细纹理区高，因而，纹理粗糙度与自相关函数的扩展成正比。自相关函数扩展的种测度是二阶矩，即万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究纹理粗糙度越大，则越大，因此可以方便地用作为衡量粗糙度的种参数。频谱法频谱法主要利用傅里叶频谱的频率特性来描述周期的或接近周期的二维图像模式的方向性......”。

7、“.....纹理模式的基本周期对应峰值在频域平面的位置。如果利用滤波算法将纹理中具有周期性的成分除去，那么剩下的非周期性部分可利用统计方法描述。以上介绍了图像处理领域描述块区域常用的些特征，下文对瑕疵图像的检测算法中会用到瑕疵区域的频谱特征和几何形状特征，而瑕疵分类算法中将用到瑕疵区域的灰度特征。本章小结本章首先介绍了汽车涂装表面瑕疵的总体情况，并且选择了实验室现有的汽车涂装样本及车顶实物中提取的典型的五种瑕疵，分别为灰粒划痕异物鱼眼爆孔，对其产生原因进行了说明并展示了瑕疵样本图片。之后介绍了数字图像领域内对块区域进行描述常用的几何形状特征灰度特征以及纹理特征，为后续瑕疵检测与分类算法的提出打下了基础。万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究实验器材的选择图像处理的第步是获得高质量的图像，因此得到瑕疵区域特别明显的图像是实现快速检测的前提与根本。数字图像是光敏元件对外界光线的反应，而外界光线在到达光敏元件之前需要经历光源目标物镜头三个环节......”。

8、“.....因此首先需要对这三个关键环节进行分析，对每种元件的特点及不足都要了解，只有在此基础之上才有可能选择合适的器件，搭建起有效的实验平台。下面本章将从光源及照明方式工业相机镜头三个方面进行介绍，并选择合适的元件用于搭建实验平台。光源及照明方式选择光源是图像采集系统的核心部件，光源选择的合适与否直接影响到最终采集图像的质量，本课题中，瑕疵图像的采集必须考虑光源与被检测样本之间的相互作用，以使得瑕疵能够更明显地呈现在图像中。光与被测物之间有种相互作用的方式，如图所示镜面反射漫反射定向透射漫透射背反射吸收图光与被测物相互作用光线照射在不同介质的分界面上时，部分光线发生漫反射，部分发生镜面反射，发生种反射光线的多少是由介质分界面的粗糙程度等细微结构决定的。漫反射的反射光线角度不确定，在各个方向上的光线基本是均匀的。但对于镜面反射，光线整体符合反射定律，即入射光与反射光在同水平面，而且它们与反射面法线的夹角是相等的。因此，被测物的形状等宏观结构决定了镜面反射的方向......”。

9、“.....从光源的发光类型来分，主要有以下几种白炽灯通过在很细的灯丝中传输电流产生光，通常情况下，灯丝是由钨制成，处在真空或卤素气体当中，常见的卤素气体为碘或溴。白炽灯的优点是亮度较高，可以产生到的连续光谱，缺点是发热严重，仅有左右的万方数据分类号学校代码学号东华大学硕士学位论文汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究姓名张康指导老师钟平教授申请学位级别硕士学科专业名称光学工程论文提交日期论文答辩日期培养单位东华大学理学院学位授予单位东华大学万方数据汽车涂装表面瑕疵快速检测方法研究东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担......”。