(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210829319.X (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 陆振刚　孙铭　谭久彬　秦鸿圣　 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/136(2017.01) G06V 10/77(2022.01) G06V 10/74(2022.01) (54)发明名称 一种基于结构对比信息叠层的金属网栅缺 陷检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于结构对比信息叠层 的金属网栅缺陷检测方法， 步骤如下： 由显微镜 拍摄金属 网栅图像； 对输入图像进行分块， 对每 一子块图像进行邻域结构 对比计算， 得到输入图 像的差异矩阵； 对子块的位置进行不同大小的位 移， 进行邻域结构 对比计算， 得到多层差异矩阵， 将各层结果叠加得到先验图； 利用鲁棒主成分分 析法， 结合先验图， 对输入图像进行分解， 得到低 秩、 稀疏和噪声图像； 利用先验图构造二值掩膜， 对稀疏图像进行滤波处理得到显著图； 对显著图 进行阈值分割， 得到二值化检测结果。 本发明无 需训练过程， 对金属网栅的多类缺陷均可检测， 也可泛化至其他周期性纹理图案下的缺陷检测， 其参数设置简单且检测效率高。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115170520 A 2022.10.11 CN 115170520 A 1.一种基于结构对比信息 叠层的金属网栅 缺陷检测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 利用显微系统采集金属网栅图像作为输入图像， 输入图像包含x ×x个网栅周 期， x∈[10,20]， 对输入图像进行同态滤波操作， 得到亮度均衡的图像； 步骤2： 以同态滤波后的输入图像的某像素点为中心， 遍历其对角四个邻域的特征相似 度的差异， 邻域的长与宽取值大于网栅设计周期的1.5倍， 四邻域特征相似度差异 最小时对 应的长宽值即为网栅图案的长和宽方向的周期大小， 根据计算得到的周期， 将网栅图像分 成周期块， 对每一周期块与其水平垂直方向四邻域进行差异比较， 统计每一块计算得到的 特征相似度差异值， 得到差异矩阵， 以周期 中的每一点为始点滑动分块后得到多层差异矩 阵， 将各层结果叠加计算得到先验图P； 步骤3： 将输入网栅图像与先验图对应的权重矩阵代入至优化的鲁棒主成分分析 (RPCA)模型， 其中先验图对应的权重矩阵为W＝exp( ‑P)， RPCA模型将输入图像分为低秩图 像、 稀疏图像和噪声图像； 步骤4： 将先验图进行灰度拉伸， 对拉伸后的先验图进行阈值分割， 得到二值掩膜图。 利 用二值掩膜图对稀疏图像进行滤波操作， 即进行哈达玛积运算， 将非缺陷区域的杂点滤除， 得到显著图； 步骤5： 对显著图四周的边缘像素置零， 以消除显著图边缘的误检高像素值点， 最后进 行进行阈值分割操作， 得到缺陷检测结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于结构对比信息叠层的金属网栅缺陷检测方法， 其特 征在于， 所述 步骤2中： 所述遍历对角四个邻域的特 征相似度差异步骤 包括： 计算某一像素点对角四邻域(左上、 左下、 右上、 右下)的结构相似度指数， 将左上与左 下邻域、 左下与 右下邻域、 右下与 右上邻域、 右上与左上邻域的结构相似度差值求和再取平 均， 最后用1减去计算结果。 所述周期块与其水平 垂直方向四邻域进行差异比较步骤 包括： 计算某一周期块与其水平垂直四邻域(上、 下、 左、 右)周期块的结构相似度指数， 将四 个结构相似度差值求和再取平均得到结构相似度差异 值， 将此周期块与其上、 下、 左与 右邻 域周期块的灰度相减并计算均方根值， 将四个均方根值求和再取平均得到灰度差异值， 灰 度差异值与结构相似度差异值 求和， 最后用2减去求和结果。 3.根据权利要求1所述的一种基于结构对比信息叠层的金属网栅缺陷检测方法， 所述 步骤3中： 所述优化的鲁棒主成分 分析模型如下： 式中E为缺 陷部分(稀疏图像)， A为无缺陷的背景(低 秩图像)， D为输入图像， G表示图像 中由于变形和光照变化而产生的噪声， 参数λ和β用来平衡缺陷部分和噪声部分。 || ·||1为 矩阵1范数， ||·||F为矩阵F范数。 ||·||γ为矩阵Lγ范数： 式中σi为矩阵L的奇异值， 参数γ＞0， W为先验权重矩阵， 其特征在于， P表示先验图， P权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115170520 A 2(i,j)越高表示越有可能是缺陷点， 值越低表示越有可能是背景像素。 4.跟据权利要求1所述的一种基于结构对比信息叠层的金属网栅缺陷检测方法， 其特 征在于， 所述 步骤4中： 所述先验图进行 灰度拉伸步骤为： 用e指数对先验图的每个像素进行拉伸， 使得高像素值映射为更高的值， 更为精确地对 像素区域进行定位。 5.跟据权利要求1所述的一种基于结构对比信息叠层的金属网栅缺陷检测方法， 其特 征在于， 所述 步骤5中： 所述对显著图四周的边 缘像素置零 步骤为： 将显著图边 缘一个网栅周期宽度置零， 其 他像素点保持不变。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115170520 A 3