一、金屬表面缺陷檢測系統(tǒng)簡述

檢測金屬卷材（如帶鋼、銅帶、鋁箔等）表面的異常缺陷并不容易。一種方法是指派專門的檢查員檢查線圈表面的不均勻性、劃痕、銹蝕和其他缺陷。另一種方法是將線路運行速度降低到正常速度的1/4，以便對表面質(zhì)量進(jìn)行目視檢查。

為了實現(xiàn)缺陷檢測的自動化，金屬表面缺陷檢測系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)專門為金屬卷材（如帶鋼、銅帶、鋁箔）生產(chǎn)企業(yè)所開發(fā)，利用光學(xué)成像和圖像處理等技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)線上的材料進(jìn)行在線質(zhì)量控制，保障產(chǎn)品質(zhì)量。

金屬表面缺陷檢測系統(tǒng)是基于機器視覺技術(shù)應(yīng)用，主要由工業(yè)相機、照明設(shè)備及其控制系統(tǒng)等組成。它專門用于檢測缺陷而不僅僅是檢查表面。這意味著它的設(shè)計更多的是一個介于表面檢測系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)之間的中間系統(tǒng)。

金屬表面缺陷檢測系統(tǒng)的核心是缺陷檢測攝像機、照明設(shè)備以及圖像處理軟件。照明設(shè)備提供穩(wěn)定的光照，缺陷檢測相機可以實時采集金屬表面的圖像，圖像處理軟件可以高速處理從攝像機發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。

其中定位攝像機和照明設(shè)備，使得從照明設(shè)備發(fā)出的光從被測材料反射并進(jìn)入照相機。使用金屬表面缺陷檢測系統(tǒng)時，用戶還必須在檢查面上安裝系統(tǒng)基本安裝框架，以固定相關(guān)硬件。

將該系統(tǒng)整合到生產(chǎn)線中的優(yōu)點是提高了檢查速度，減少了專用檢查員的負(fù)擔(dān)并減少了生產(chǎn)線操作員的額外操作負(fù)擔(dān)。此外，該系統(tǒng)允許用戶保存檢查記錄（例如，通過保存數(shù)據(jù)庫中的記錄并在檢查完成后打印檢查結(jié)果）。這些記錄可用于防止投訴發(fā)生，并且還可快速找到缺陷的原因以便于處理受影響的產(chǎn)品。

二、金屬表面缺陷檢測常用數(shù)據(jù)集

1）鋼材表面：NEU-CLS（可用于分類、定位任務(wù)）

地址：faculty.neu.edu.cn/yunh

由東北大學(xué)（NEU）發(fā)布的表面缺陷數(shù)據(jù)庫，收集了熱軋鋼帶的六種典型表面缺陷，即軋制氧化皮（RS），斑塊（Pa），開裂（Cr），點蝕表面（PS），內(nèi)含物（In）和劃痕（Sc）。該數(shù)據(jù)庫包括1,800個灰度圖像：六種不同類型的典型表面缺陷，每一類缺陷包含300個樣本。對于缺陷檢測任務(wù)，數(shù)據(jù)集提供了注釋，指示每個圖像中缺陷的類別和位置。對于每個缺陷，黃色框是指示其位置的邊框，綠色標(biāo)簽是類別分?jǐn)?shù)。

2）天池鋁型材表面瑕疵數(shù)據(jù)集（競賽）

數(shù)據(jù)集下載鏈接：

tianchi.aliyun.com/comp

數(shù)據(jù)集介紹：在鋁型材的實際生產(chǎn)過程中，由于各方面因素的影響，鋁型材表面會產(chǎn)生裂紋、起皮、劃傷等瑕疵，這些瑕疵會嚴(yán)重影響鋁型材的質(zhì)量。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要人工進(jìn)行肉眼目測。然而，鋁型材的表面自身會含有紋路，與瑕疵的區(qū)分度不高。傳統(tǒng)人工肉眼檢查十分費力，不能及時準(zhǔn)確的判斷出表面瑕疵，質(zhì)檢的效率難以把控。近年來，深度學(xué)習(xí)在圖像識別等領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的成果。鋁型材制造商迫切希望采用新的AI技術(shù)來革新現(xiàn)有質(zhì)檢流程，自動完成質(zhì)檢任務(wù)，減少漏檢發(fā)生率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，使鋁型材產(chǎn)品的生產(chǎn)管理者徹底擺脫了無法掌握產(chǎn)品表面質(zhì)量的狀態(tài)。大賽數(shù)據(jù)集里有1萬份來自實際生產(chǎn)中有瑕疵的鋁型材監(jiān)測影像數(shù)據(jù)，每個影像包含一個或多種瑕疵。供機器學(xué)習(xí)的樣圖會明確標(biāo)識影像中所包含的瑕疵類型。