钢球作为轴承的主要零件，其表面完整性对轴承的寿命、使用性能和回转精度有着决定性的影响。而在引起轴承的失效时，由于钢球引起的失效占据了高达80%左右的比例。因此保证钢球表面完整性具有重要的现实意义。钢球表面完整性主要依赖于钢球加工工艺水平，而生产企业出厂的成品钢球合格率主要依靠表面缺陷检测技术。目前工业生产中缺少高效率高精度的钢球检测设备。本文进行基于机器视觉技术的钢球表面缺陷检测仪的控制技术和图像处理技术的研究，开发高精度、高效率的钢球表面缺陷检测仪。首先，开发了基于计算机并行端口的步进电机的脉冲发生器和上位机控制程序。为了减少硬件的开发成本和后期的维护成本，设计基于计算机并口的脉冲发生器，实现可变频率的脉冲序列输出，驱动电机执行相应的动作。设计微秒级的精确延时程序来精确控制高低电平的脉宽，使步进电机稳定运行；设计兼备软件触发和硬件触发的控制系统以提高设备的自动化程度。其次，研究了钢球表面图像缺陷区域的提取方法。设计适用于不同工况环境的噪声去除算法，在最大限度的去除噪声同时保留图像中有用的细节特征和边缘特征；设计适合于图像边缘特征的对比度增强算法，使图像中背景区域得到抑制的同时钢球区域的细节得到增强；设计适合于每个图像中有多个钢球的图像分割算法，把图像中每个钢球的目标区域与背景区域分离开来；最后提出一种基于中心区域辐射的钢球缺陷特征提取方法，可快速定位检测基点，圈定检测范围，从而提高检测效率。最后，开发具有友好交互性的钢球表面缺陷检测系统应用软件，对钢球表面检测仪的整体性能进行评估。针对检测效率和检测精度这两个关键目标，对设备的整体运行情况进行跟踪记录。通过正交实验的分析结果，确定影响检测效率和检测精度的主要因素，选出最优检测参数组合。