随着人们生活水平的提高,人们对于家居装修愈发精益求精,对家居生活环境的需求也从最基本的满足居住需求上升至舒适度及品质的追求。不仅要设计得考究,更要美观大方,集实用性与审美性于一体。瓷砖是家居装修中的重要组成部分,地面甚至部分墙面也会用瓷砖来装修,所以瓷砖表面的光洁度会直接影响到家居的美观性和功能性。瓷砖表面的瑕疵大小与多少直接影响到瓷砖的美观,也是判断瓷砖质量和瓷砖质量等级分类的一个重要指标。本课题研究的瓷砖表面瑕疵检测系统可用于瓷砖生产企业的在线监测,使企业能够实时监测瓷砖生产情况。本课题研究的瓷砖表面瑕疵检测系统是建立在数字图像处理和模式识别的相关理论基础上的。本文介绍的实现算法主要包括图像预处理算法、模板图像与待测瓷砖图像差分算法、瓷砖瑕疵类型识别算法以及计算瑕疵大小的算法。通过对每个图像预处理步骤中的算法进行介绍和比较,初步的设计出本课题系统的图像预处理算法。讨论了线性变换和分段线性变换后,在图像的预处理中使用分段线性变换将CCD(Charge-coupled Device,电荷耦合元件)工业相机采集的RGB彩色瓷砖图像灰度化,然后采用了更加适合大目标定位的k均值聚类算法对目标进行定位,并通过最大类间方差法(OTSU)阈值分割算法进行目标分割。通过比较灰度拉伸和直方图均衡化,最终采用灰度拉伸来克服光照变化。采用OTSU阈值分割的算法对瓷砖图像做出进一步的处理,为之后的图像去噪做好准备。结合瓷砖图像的特征,对比均值滤波和中值滤波,选择了中值滤波对瓷砖图像进行滤波去噪。本系统改进了传统的“先匹配后差分算法”,在对模板瓷砖图像进行图像预处理之后,导入待测瓷砖图像,将待测瓷砖图像与模板瓷砖图像直接进行差分,根据差分后得到的输出结果图像来判断待测瓷砖是否有瑕疵以及确定瑕疵的位置。然后通过瑕疵的周长和面积的比例识别瑕疵的类型。最后,采用连通域分析算法计算出瓷砖表面的瑕疵数目、周长、面积和质心的坐标等参数,并根据厂家制定的瓷砖等级分类标准对瓷砖进行等级划分。在图形用户界面上对待测瓷砖图像进行表面瑕疵检测处理后,我们可以在该界面很直观地观察到检测的结果。在本课题的研究中,影响待测瓷砖的质量等级划分主要有两个因素:瓷砖中瑕疵的数目、瓷砖中各个瑕疵的大小。我们通过对大量的实验样本进行分析的方法,结合工业流水线的实际要求,优化相关算法。最后,改进后得到的“快速差分算法”使本系统的瓷砖表面瑕疵检测的正确率和检测速率得到了很大的提高。文中给出了系统中带有完整的检测结果的图形用户界面,验证了本系统的可行性和高效性。文章最后对本课题研究的瓷砖表面瑕疵检测系统的不足之处做出总结,提出研发下一代的瓷砖表面瑕疵检测系统的工作展望。