目前，基于機(jī)器視覺(jué)的表面缺陷檢測(cè)理論研究和實(shí)際應(yīng)用等環(huán)節(jié)均有可喜的成果。

缺陷的種類繁多

缺陷通常是不規(guī)則的，同一工業(yè)產(chǎn)品可能存在不同種類的缺陷。例如，手機(jī)外觀缺陷包括有手機(jī)外殼上出現(xiàn)的污點(diǎn)、劃痕、邊緣缺失、裂紋、水跡水印、氣泡、手指紋、異物、油墨、異色等問(wèn)題。這些缺陷可能單獨(dú)出現(xiàn)，也可能以組合的形式存在，這使得缺陷檢測(cè)變得異常復(fù)雜。

同類缺陷的差異較大

比如同樣是劃痕，表現(xiàn)形式各種各樣，有的發(fā)白，有的發(fā)黑，有的吃視角，有的發(fā)生在邊緣地帶等等，出現(xiàn)在不同位置，表現(xiàn)形式都不一樣。因此導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題：你很難收集到全部形態(tài)的缺陷樣本，所以在測(cè)試集上很難有一個(gè)不錯(cuò)的表現(xiàn)。也就是你的訓(xùn)練集和測(cè)試集存在的明顯影響性能的偏差，這里的偏差不是標(biāo)注導(dǎo)致的，而是數(shù)據(jù)本身導(dǎo)致的。

缺陷所在的背景復(fù)雜

產(chǎn)品表面缺陷檢測(cè)時(shí)，往往會(huì)受到復(fù)雜的背景干擾。例如，產(chǎn)品的背景可能具有復(fù)雜的紋理或圖案，這些紋理和圖案可能與缺陷在視覺(jué)上產(chǎn)生混淆，導(dǎo)致系統(tǒng)難以準(zhǔn)確區(qū)分缺陷和背景。另外，產(chǎn)品的背景顏色和亮度可能因材料、光照條件和表面處理等因素而發(fā)生變化，這些變化都可能影響系統(tǒng)準(zhǔn)確識(shí)別缺陷。

缺陷與背景的對(duì)比度低下

比如劃痕檢測(cè)，利用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行劃痕檢測(cè)的基本過(guò)程分為兩個(gè)步驟：檢測(cè)產(chǎn)品表面是否存在劃痕、對(duì)產(chǎn)品表面劃痕進(jìn)行提取。

如果產(chǎn)品的表面光滑、灰度變化均勻、紋理特征不明顯，在這種情況下進(jìn)行劃痕檢測(cè)時(shí)，一般使用基于統(tǒng)計(jì)的灰度特征或閾值分割法將劃痕部分標(biāo)記出來(lái)。而有些產(chǎn)品圖像的灰度值變化較小，對(duì)比度并不明顯，劃痕部分和正常部分相比，缺乏明顯的特征，這時(shí)候要偵測(cè)到劃痕，存在著一定的難度。

現(xiàn)場(chǎng)光照對(duì)缺陷識(shí)別的影響較大

機(jī)器視覺(jué)中優(yōu)質(zhì)的成像是第一步，由于不同材料物體表面反光、折射等問(wèn)題都會(huì)影響被測(cè)物體特征的提取，因此光源與成像可以說(shuō)是機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)要攻克的第一個(gè)難關(guān)。例如玻璃、反光表面的劃痕檢測(cè)，由于零件表面的高亮特性，容易產(chǎn)生局部過(guò)曝或周圍環(huán)境映射等問(wèn)題，給后續(xù)圖像分析帶來(lái)較大難度。

缺陷判定的模糊性較大

學(xué)術(shù)一點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是正負(fù)樣本類間差距較小，無(wú)法非黑既白的一刀切，很難有一個(gè)一致性的標(biāo)注將正負(fù)樣本分開(kāi)，即便是人工也很難保證。不管用什么手段去描述缺陷，都不能做到明顯可分，比如按照面積、灰度值等繪制其直方圖，中間過(guò)渡區(qū)域永遠(yuǎn)存在一定量的樣本，處于灰色地帶，模棱兩可。不管是多人標(biāo)注，還是做量化指標(biāo)，都很難有好的辦法改變這一現(xiàn)狀。

缺陷標(biāo)注有一定的誤差性

缺陷標(biāo)注時(shí)不可避免會(huì)把部分的缺陷類別標(biāo)注錯(cuò)誤，這就造成了所謂機(jī)器視覺(jué)數(shù)據(jù)臟的問(wèn)題。還有一種數(shù)據(jù)臟的情況是，標(biāo)注時(shí)把OK品判定為NG品或者把NG品判定為OK品。臟數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練帶來(lái)不利的影響，強(qiáng)行訓(xùn)練會(huì)有過(guò)擬合的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)提取通用特征，擬合不到缺陷只能去擬合其他噪聲了。所以一般情況下，數(shù)據(jù)越干凈越好。