金屬平面材料(例如，鋼，鋁，銅板等)廣泛用于汽車制造，橋梁建筑，航空航天和其他支柱產業，為現代社會發展和生活改善做出了巨大貢獻。然而，在實際的工業生產過程中，加工設備的損壞或惡劣的工業環境不可避免地會導致金屬平面材料產品出現某些質量問題。一些具有大面積或周期性特征的產品表面缺陷不僅影響后續生產，而且威脅終端產品的質量，給制造企業帶來巨大的經濟和聲譽損失。表面缺陷區域的數量，程度和分布是決定工業金屬平面材料質量的重要因素。基于振動聲調制，無線傳感技術和其他不同原理的損傷檢測方法已經進行了很長時間的研究。但是，基于計算機視覺的表面缺陷檢測方法具有成本低，操作簡便，性能優越等優點，是在圖像表面發現和定位異常區域的最常用方法。硬件設施的發展以及人工智能技術的不斷發展，自動視覺檢查(AVI)設備已逐漸成為工業制造商提高產品質量和生產效率的標準配置。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　金屬平面材料(例如鋼，鋁，銅板和帶材)具有相似的外觀特征，具有統一的質量要求，可以概括為“精確的尺寸，均勻的表面和光潔的表面”，這意味著板材的厚度和寬度應符合規定的精度要求，表面應清潔且無鱗，裂紋，劃痕，輥痕和氣泡等。金屬平面材料表面的缺陷不僅會損壞平面產品的外觀，而且可能成為應力集中的薄弱環節，成為破裂和腐蝕的根源。用于金屬平面材料表面缺陷的檢測設備應具有兩個主要功能：缺陷檢測和缺陷分類。前者的目的是在工業生產過程中在線準確地檢測和定位缺陷，而無需識別缺陷的類型，以便工業現場可以根據缺陷的程度和頻率調整相應的連鑄/軋制設備，從而盡快控制相似缺陷的大量擴散，并有效避免質量問題造成的經濟損失。同時，缺陷分類是識別和標記檢測到的缺陷，以便最終產品的分級。分類精度直接由缺陷檢測的精度決定;因此，檢測系統的整體性能主要受到缺陷檢測過程中各種算法的準確性，時間效率和魯棒性的限制，這是本文的重點。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　金屬平面材料的在線表面缺陷檢測在生產過程中面臨以下嚴峻挑戰：2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　(1)高表面反射率鋼，鋁，銅帶和其他極薄帶的表面光滑，并且它們的高表面反射率易于帶來較高的光影區域;然后，灰度值不一致的現象增加了錯誤邊緣檢測的可能性。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　(2)偽缺陷干擾偽缺陷(例如水滴，水布，雨水線，水霧以及在層流冷卻過程中產生的其他實際缺陷)會導致檢測設備頻繁出現誤報。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　(3)隨機彈性變形由于連續的軋制設備振動，軋制速度差，側導板異位，軋制速度波動，類大氣湍流效應等原因，隨機彈性變形會在電荷耦合器件(CCD)相機產生隨機圖像失真。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　(4)海量圖像數據現實世界中生產線的高速，卷材更換的快節奏以及熱軋機中對細微缺陷檢測的需求，使得圖像采集前端連續生成大量圖像數據，其峰值速度高達5.12 Gbps ，這要求檢測算法必須在檢測精度，計算和可靠性之間達到良好的平衡。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺

　　在不同的工藝中，不同類型的工業設備的工藝操作使表面紋理有很大的差異，相應的金屬板和帶材也具有不同的檢測難度。下圖列出了金屬平面材料的三個典型表面圖像。左側是無缺陷的圖像，右側顯示了幾個典型的缺陷或偽缺陷圖像，例如鱗片，渣痕，裂紋，劃痕，毛刺和連鑄坯表面上的照明不均勻;在熱軋帶鋼表面上有輥痕，劃痕，夾渣，夾雜物，孔洞和氧化皮;冷軋帶鋼表面的酸洗，腐蝕，波紋，污點，凹坑和孔。這些圖像都是使用線性陣列掃描CCD相機從現實世界的生產線上獲取的。2SD機器視覺檢測設備_CCD視覺檢測_外觀缺陷檢測系統_精質視覺