Математика

Подготовка изображений прозрачных объектов сложной формы при обнаружении дефектов системой технического зрения

А. В. Коржов, В. А. Сурин, П. В. Лонзингер, В. И. Сафонов, Я. В. Бушмелев, К. Н. Белов

Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Российская Федерация

Аннотация: Статья посвящена предварительной обработке изображений, используемых системой технического зрения для выявления возможных дефектов в прозрачных объектах сложной формы из аморфных материалов. Получение изображений высокого качества с большой контрастностью для таких объектов не всегда возможно из-за малой разности показателей преломления материалов изделия и дефекта. Исследование ранее разработанного метода обнаружения дефектов на основе современной архитектуры нейронной сети показало, что качество и контрастность изображения являются критическими показателями для эффективного выявления дефектов. Поэтому для увеличения контрастности дефектов на фоне была применена специальная методика частотной фильтрации изображения, оказавшаяся эффективнее существующих методов увеличения контрастности в изображениях. Методика основана на разделении изображения на узкие полосы, расположенные перпендикулярно градиенту интенсивности изображения элементов детали. Для каждой полосы применялось одномерное прямое преобразование Фурье, частотная фильтрация и обратное преобразование Фурье. Путем обработки реального изображения изолятора ПС-70Е показано, что применение такой частотной фильтрации позволяет уменьшить контрастность в области изображения элементов детали и увеличить контрастность в области изображения дефекта на контрастном фоне. Указанное свойство позволяет выявлять дефекты меньшего размера, что может быть полезным при использовании систем технического зрения в условиях реального производства.

Ключевые слова: техническое зрение, обработка изображений, повышение контрастности, частотная фильтрация, нейронные сети.

УДК: 004.932

Поступила в редакцию: 30.06.2025

DOI: 10.14529/mmph250303