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研究生: 蘇培嘉
Pei-jia Su
論文名稱: 鐵蛋缺陷檢測
Defects detection of hard-boiled eggs stewed in soybean sauce (A-po-tie-dans)
指導教授: 唐永新
Yeong-Shin Tarng
修芳仲
Fang-Jung Shiou
口試委員: 鄧昭瑞
Geo-Ry Tang
蔡明忠
Ming-Jong Tsai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 反光處理影像處理特徵門檻裂縫缺陷缺口缺陷
外文關鍵詞: particle analysis, image processing measurement system, crack defect, broken defect, aspect ratio
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  • 阿婆鐵蛋的主要缺陷大略可分成缺口與裂縫缺陷,本研究旨在提出一非接觸式光學檢測的方法,辨別鐵蛋的缺陷種類。量測系統主要包括環形燈、彩色CCD攝影機、擺動機構、運動控制卡、人機介面...等。由於鐵蛋表面起伏因素,容易造成反光的情形,因此在文中提出反光處理的方式,以讓日後的影像處理不影響缺陷的判斷。裂縫缺陷經前處理設置ROI後,再將原彩色影像提取Value平面做二值化處理,再經反光處理後得到的二值影像,再根據顆粒分析的洞口數據查看是否為1,假如是再經凸包演算法與無凸包演算法處理的影像做影像相減得到缺陷影像,再由顆粒分析得到長寬比的數據,以辨別出是否為裂縫缺陷;本研究也利用裂縫處兩邊座標的資訊,進行曲線擬合再充填,將充填後影像減去原缺口影像得缺口區域再利用顆粒分析得知有無缺口區域來辨別是否為缺口缺陷。


    The defects of the hard-boiled eggs stewed in soybean sauce (A-po-tie-dans) can be roughly divided into the crack and broken defects. A non-contact image processing measurement system has been proposed to identify the defect types. The projected ring-shaped illumination reflected onto the captured image due to the dark surface of the A-po-tie-dans. A methodology has been proposed to get rid of the reflected light on the captured image, so that the defects evaluation would not be affected. The cracked defect was first pretreated to set the region of interest (ROI). The value plane image was then extracted from the original color image, to do the binarization processing. After getting rid of the reflected light, the binary image was obtained. Using the particle analysis for the obtained binary image, the number of hole can then be obtained. If the number of hole is one, the binary image was processed by the convex hull algorithm to do a convex image. A defect image was obtained by the subtraction of the convex image and the image with no the convex hull algorithm process. The aspect ratio (length/width) determined by the particle analysis can be used to identify whether a crack or broken defect existed. This study also utilized the information along the both sides of the crack image to do a curve fitting and then re-filling the crack image to generate a filling image. A defect image was obtained by the subtraction of the filling image and the crack image. The crack defect can then be determined by the using the particle analysis.

    摘要 2 Abstract 3 誌謝 4 目錄 5 圖索引 9 表索引 14 第一章 緒論 15 1.1研究背景與動機 15 1.2文獻回顧 16 1.3 本文架構 17 第二章 系統硬體架構介紹 19 2.1機構模組 19 2.2電控模組 20 2.2.1致動器 20 2.2.2驅動器 21 2.2.3控制器 22 第三章 視覺取像系統的組成架構 24 3.1影像系統定義 24 3.2光源及照明 25 3.2.1照明系統的種類 26 3.2.2光源選擇與擺設 29 3.3光學鏡頭(Lens) 30 3.3.1光學鏡頭之基本理論 31 3.3.2鏡頭的選用 32 3.4 CCD攝影機 33 3.5 系統解析度 35 第四章 數位影像處理 36 4.1影像處理基本介紹 36 4.2數位影像表示法 37 4.2.1像素座標相關位置表示 38 4.2.2像素座標角度 39 4.2.3數位影像之性質 39 4.2.4直方圖(Histogram) 40 4.3邊緣偵測 41 4.3.1一維邊緣搜尋 42 4.3.2二維邊緣搜尋 43 4.4框選範圍ROI(Regions of interest) 43 4.5二值化 44 4.6型態學(Morphology) 45 4.6.1結構元素 45 4.6.2主要型態學 46 4.7區塊分析 48 4.8區塊濾除 51 4.9影像處理工具 52 4.10凸包(Convex hull)演算法 52 4.11彩色模式 58 4.12單位轉換 60 4.13前處理與反光處理 61 4.14缺陷分類與處理方法 67 第五章 系統整合與實驗驗證 70 5.1系統整合架構 70 5.2系統整合軟體 73 5.3實驗結果 73 第六章 結論與未來展望 104 6.1結論 104 6.2未來展望 105 參考文獻 106 附錄A 步進馬達與減速機規格 108 附錄B 步進馬達驅動器規格 113 附錄C 電源供應器規格 115 附錄D 人機介面 117 作者簡介 120

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