(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210929636.9 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 南通金茂防爆电气有限公司 地址 226200 江苏省南 通市启东市科技创 业园青年 东路17号 (72)发明人 赵升磊　 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 基于图像处理的离子交换膜表面缺陷评估 方法及系统 (57)摘要 本发明涉及缺陷检测技术领域， 具体涉及一 种基于图像处理的离子交换膜表面缺陷评估方 法及系统， 利用相关的电子设备对待评估离子交 换膜进行图形识别， 与正常离子交换膜的图像相 比， 获取待评估离子交换膜图像中每个像素的偏 移向量， 通过数据处理得到褶皱面和褶皱线； 对 于每条褶皱线， 进行曲线拟合， 对于曲线上的每 个点， 根据其切线垂线上属于褶皱面的各像素对 其的挤压值， 计算破洞概率， 基于破洞概率进行 离子交换膜表 面缺陷的评估。 本发 明利用电子设 备进行对离子交换膜进行图形识别， 采用数据处 理过程， 对离子交换膜是否可能出现孔洞进行先 行判断， 减少了不必要的工作量， 且有效避免了 孔洞的误检漏检 。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114998344 A 2022.09.02 CN 114998344 A 1.一种基于图像处 理的离子交换膜 表面缺陷评估方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 与正常离 子交换膜的图像相比， 获取待评估离 子交换膜图像中每 个像素的偏移向量； 基于各个 像素的位置和偏移向量， 聚类得到褶皱面和褶皱线； 对于每条褶皱线， 进行曲线拟合， 对于曲线上的每个点， 根据其切线垂线上属于褶皱面 的各像素对其的挤压值， 计算破洞概 率； 所述挤压值根据像素的偏移向量得到； 基于破洞概 率进行离 子交换膜 表面缺陷的评估。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对于每条褶皱线对应曲线上的每个点， 其切 线垂线经过两个褶皱面， 基于褶皱面中包括的垂线像素 的挤压值， 分别计算所述两个褶皱 面对该点的挤压程度， 根据得到的两个挤压程度的最大值和差值， 计算该点的破洞概 率。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述最大值越大， 破洞概率越大， 所述差值越 小， 破洞概 率越大。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 以垂线像素为中心设置窗口， 窗口内像素的 偏移向量在所述垂线上的投影向量模长的和， 为垂线像素对应的挤压值。 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 为垂线像素对应的挤压值设置权重系数， 褶 皱面中包括的垂线像素对应的挤压值进行加权求和， 得到褶皱面对所述曲线 上点的挤压程 度； 所述权重系数包括第一权重系 数和第二权重系 数， 第一权重系 数和垂线像素到所述 曲 线的距离呈负相关关系， 第二权重系数和垂线像素的挤压值梯度呈正相关关系， 其中， 相 邻 垂线像素挤压值的差值 为挤压值梯度。 6.如权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述每 个像素的偏移向量的获取 具体为： 先后两次利用正弦结构光照射待评估离子交换膜， 得到两张包括正弦结构光的待评估 离子交换膜图像， 其中， 先后两次所用正弦结构光中光条纹的方向相互垂直； 若待评估离子交换膜图像中光条纹与行方向垂直， 则对于每个像素， 将该像素和相邻 光条纹中与该像素对应正弦值相同且处于同一行的像素之间的间距， 与正常间距进行比 较， 得到该像素 的横向偏移量； 同理， 得到该像素的纵向偏移量； 根据横向偏移量和纵向偏 移量得到该像素的偏移向量； 其中， 所述正常间距为包括正弦结构光的正常离子交换膜图像中颜色相同的相邻光条 纹的间距。 7.如权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 聚类得到褶皱面和褶皱线， 具体为： 对于聚类得到的每个簇， 基于像素的坐标， 利用PCA算法对簇中像素进行降维后， 计算 簇中像素与较大特征值对应特征向量所在直线的距离方差， 基于距离方差对簇中像素对应 区域进行褶皱面或褶皱线的区分。 8.一种基于 图像处理的离子交换膜表面缺陷评估系统， 包括存储器、 处理器以及存储 在存储器上并可在处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑7任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114998344 A 2基于图像处理的离 子交换膜表面缺陷 评估方法及系统 技术领域 [0001]本发明涉及 缺陷检测技术领域， 具体涉及 一种基于图像处理的离子交换膜表面缺 陷评估方法及系统。 背景技术 [0002]离子交换膜在二次使用中， 由于可能之前发生褶皱， 但是未形成孔洞， 而在更换电 解槽进行循环使用时， 可能由于之前在使用过程中出现褶皱但未出现孔洞， 而在二次使用 中， 就很可能出现孔洞， 致使产品生产过程造成污染， 导 致产品质量 不达标。 [0003]离子交换膜在更换电解槽时， 必须进行褶皱检验， 而现有的进行褶皱检测的视觉 检测系统， 仅能检测是否发生褶皱， 给出褶皱位置， 没有进一步的对褶皱是否可能导致孔洞 的出现进行分析。 发明内容 [0004]为了解决上述技术问题， 本发明的目的在于提供一种基于图像处理的离子交换膜 表面缺陷评估方法及系统， 所采用的技 术方案具体如下： 第一方面， 本发明一个实施例提供了一种基于图像 处理的离子交换膜表面缺陷评 估方法， 该 方法包括以下 具体步骤： 与正常离子交换膜的图像相比， 获取待评估离子交换膜图像中每个像素的偏移向 量； 基于各个 像素的位置和偏移向量， 聚类得到褶皱面和褶皱线； 对于每条褶皱线， 进行曲线拟合， 对于曲线上的每个点， 根据其切线垂线上属于褶 皱面的各像素对其的挤压值， 计算破洞概 率； 所述挤压值根据像素的偏移向量得到； 基于破洞概 率进行离 子交换膜 表面缺陷的评估。 [0005]进一步地， 对于每条褶皱线对应曲线上的每个点， 其切线垂线经过两个褶皱面， 基 于褶皱面中包括的垂线像素 的挤压值， 分别计算所述两个褶皱面对该点的挤压程度， 根据 得到的两个挤压程度的最大值和差值， 计算该点的破洞概 率。 [0006]进一步地， 所述最大值越大， 破洞概 率越大， 所述差值越小， 破洞概 率越大。 [0007]进一步地， 以垂线像素为中心设置窗口， 窗口内像素的偏移 向量在所述垂线上的 投影向量模长的和， 为垂线像素对应的挤压值。 [0008]进一步地， 为垂线像素对应 的挤压值设置权重系数， 褶皱面中包括的垂线像素对 应的挤压值进行加权求和， 得到褶皱面对所述 曲线上点的挤压程度； 所述权重系 数包括第 一权重系 数和第二权重系 数， 第一权重系 数和垂线像素到所述 曲线的距离呈负相关关系， 第二权重系 数和垂线像素 的挤压值梯度呈正相关关系， 其中， 相邻垂线像素挤压值的差值 为挤压值梯度。 [0009]进一步地， 所述每 个像素的偏移向量的获取 具体为： 先后两次利用正弦结构光照射待评估离子交换膜， 得到两张包括正弦结构光的待说　明　书 1/5 页 3 CN 114998344 A 3