差厚打印线在镀锡带钢表面检测系统中的识别技术

近年来，机器视觉检测技术得到了广泛应用，特别是在钢铁产品质量检测领域，越来越多的表面质量检测系统被应用到生产现场，为提升产品质量发挥着重要作用。镀锡带钢因其镀层无毒、且基板具有良好的焊接和延展性、镀层具有良好的耐腐蚀性而广泛应用于电子、食品、汽车等工业领域。因镀锡带钢应用场合的不同，一般对镀锡带钢表面的镀锡量要求也不一致，这样就形成了上下表面不同镀锡量组合的镀锡板，以满足不断变化的市场需求。差厚镀锡就是指上下表面的镀锡量不同，一般在某一侧印上差厚标记。差厚打印线是镀锡机组人为在钢板某一个表面打印全长的一种条状印记，用于标识不同表面上镀锡量的差异，是区分差厚镀层而进行指定的直线打印。

在镀锡表面检测系统中，需对差厚打印线与真实缺陷进行有效区分，并将差厚打印线标记剔除出缺陷检测系统，以保证检测系统只检测除打印线之外的真实缺陷。目前，宝钢自主开发的表面检测系统已具备差厚打印线识别功能。

1 差厚打印线管理策略

现场对于差厚打印线一般均采用记号打印在板面上表示镀锡量，具体标识方式如表1 所示，各种差厚打印线的图样模式如表2 所示。

通过对现场打印规则进行梳理，可定义如下类型打印线模式，如表3 所示。在进行图像处理过程中，即可结合这些打印线模式进行差厚打印线的检测和识别。

2 差厚打印线处理与识别

通过观察现场差厚打印线的实际打印情况，可以发现差厚打印过程中往往还会出现如下问题:

( 1) 按差厚打印规则，边部打印线和整板打印线宽度都为1 mm，但由于现场差厚打印设备的实际情况，边部打印线要比整板打印线宽( 整板打印线在二值图中3 个像素宽度，边部的在5 个像素左右) 。

( 2) 由于板形等现场生成工艺原因，有很多打印线特别淡，中间突然有一小段比较明显的，二值化后并不能完整保留所有的打印线( 有的时候一条也出不来) ，所以二值图中并不能验证打印线间隔规律。因为打印线起始位置不确定，所以也不能根据打印线参数计算出打印线的位置，然后去除。

可以看出，这样的条状印记本身并非缺陷，而且随着差厚打印设备本身的不稳定，所形成的条状印记本身间断出现，更增加了差厚打印线与缺陷本身混淆的可能性，给系统正常检测缺陷和识别缺陷带来困难。

检测系统调试期间通过解析L3 传送的打印线标记，判断是否有打印线，并解析打印线类型 ( 双线、单线、边部打印线) 、打印表面( 上表面或下表面) ，并根据镀锡量确定打印间距。

与L3 关于差厚打印缺陷的接口与传输方式:

( 1) L3 通过差厚标识及镀锡量判定打印表面

( 上、下表面) 及打印线间隔类型SortGrade ( int 型) 字段存储打印线相关参数，因为只有一个字段，商定将该int 型设定为3 位，其中: ①百位代表打印类别，1 表示整板打印，2 表示边部打印，0 表示无打印线; ②十位代表打印表面，1 表示打印在上表面，2 表示打印在下表面; ③个位代表打印线类型，1 ～ 8 对应表3 中的八种情况，0 表示边部打印。

( 2) 检测系统服务器接收到SortGrade 字段后，按照上述规则解析打印线参数，并进行不同的处理。

对含有打印线的图像，在二值图中根据打印线细长的特点，确定一条打印线。然后根据解析出的打印线间距，在已确定打印线周围进行搜索，将满足条件的区域置黑，完成打印线的去除。由于打印线规则的不确定性以及反面打印的可能性，在根据打印线规则进行自动判定的同时，系统也会对含有打印线的板面，自动去除细长缺陷( 宽度小于1 mm，累计长度超过图片高度的50%) 。

先检测出可疑打印线位置。如果检测出多条可疑打印线，且有两条打印线之间的距离符合打印线间距，可算出其他应该存在打印线的区域，并将该区域全部置为背景。若不能检测出多条打印线，或不能确定打印线间距，直接采用当前算法，去除疑似打印线区域。图1为含有差厚打印线的 原始图片，图2 为未使用该检测方法的打印线检测效果，打印线均被识别为划伤缺陷。图3 为宝钢Baovision 自主研发带钢表面检测系统中差厚打印线检测效果。

3 结语

镀锡带钢表面检测系统通过解析L3 传送的打印线标记，获得打印线的打印规则，结合图像处理结果进行打印线识别。检测系统应用该技术，有效地区分和识别了镀锡表面的打印线与真实缺陷。打印线识别技术在现场运行3 年多来，取得了满意的效果。