直线边缘缺陷检测
直线边缘缺陷检测模块通过分析图像中的直线边缘特征，能够精确定位并标记缺陷，并输出缺陷的位置和大小等信息。该模块常用于待检边缘区域呈现明显的直线状分布的场景。
本节内容包含：
模块原理
该模块将实际提取到的边缘与基准边缘直线比较，通过分析边缘的存在性和位置等信息，明确是否存在边缘缺陷。常见缺陷类型包括断裂和位置偏移等。
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断裂：根据断裂与基准边缘直线的位置关系，细分为左断裂和右断裂。
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位置偏移：根据缺陷与基准边缘直线的位置关系，细分为左缺陷、右缺陷。
该模的算法工作流程概览如下图所示。
图 1 算法工作流程概览上图中各步骤解析如下。
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选定检测区域，获取基准边缘直线。
获取基准边缘直线的方式分如下两种：
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方式1：外部生成基准直线边缘并直接传入该模块。
该方式对应如下三种场景：-
前序模块已经获取该边缘直线。
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已有图集的待检边缘区域无法有效提取稳定边缘直线。
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基准边缘直线已知。
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方式2：该模块内部通过直线查找自行查找基准直线边缘。
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提取边缘点集。
在基准边缘直线与检测ROI框的相交直线段上均等分布N个卡尺工具，每个卡尺提取一个边缘点，组成含有N个边缘点的边缘点集。换言之，即通过边缘采样的方式模拟待检边缘区域的边缘信息。
说明：如果卡尺查找边缘点失败，则用卡尺中心点作为该边缘点。
图 2 卡尺工具的分布方式 -
分析边缘点集。
分如下两种分析方式：
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方式1：判定边缘点自身状态。如果查找失败，则为断裂边缘点，否则为OK边缘点。
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方式2：与基准直线比较。如果当前边缘点与基准边缘直线距离偏大，则认为是缺陷边缘点，否则为OK边缘点。
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计算缺陷并输出缺陷信息。
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将连续的断裂边缘点聚类，得到断裂区域；将连续的缺陷边缘点聚类，得到缺陷区域。
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分别计算每个区域的面积和尺寸特征，并输出满足大于一定面积或尺寸要求的缺陷区域。
图 3 缺陷面积与尺寸定义上图中，水平实线为基准边缘直线，蓝色点集为实际检测的边缘点集。
某些场景下仅需要检测基准直线的同侧缺陷，其他场景基于基准直线明确边缘缺陷的位置。如下图所示，如果缺陷在基准直线轨迹方向的左侧，则为左断裂或左缺陷；如果缺陷在轨迹方向右侧，则为右断裂或右缺陷。
图 4 缺陷极性 -
使用方法
在流程中，直线边缘缺陷检测的前后序模块详情如下。
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前后序模块 |
描述 |
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前序模块 |
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后续模块 |
无特定要求 |
一般场景下，在流程中调用直线边缘缺陷检测后，完成该模块的ROI绘制即可对目标图像进行直线边缘缺陷检测。如果检测结果不理想，可调整下文参数配置中提及的运行参数，直至检测结果符合预期。
图 5 检测结果示例
图 6 应用示例参数配置
以下仅介绍该模块的运行参数详情和部分基本参数详情。
该模块的前序模块包含直线查找时，基本参数中需配置输入直线类型。
可通过调整如下运行参数，定义当前模块如何处理输入的数据。
- 边缘类型
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定义待查找的边缘类型。可设置为最强、第一条或最后一条。
- 边缘极性
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定义待查找的边缘的极性。极性指灰度变化的类型，可设置为从黑到白、从白到黑或任意极性。此处的“黑”和“白”分别用来描述灰度值的高和低。
- 滤波尺寸
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用于增强边缘和抑制噪声，最小值为1。当边缘模糊或有噪声干扰时，增大该值有利于使得检测结果更加稳定。但如果边缘与边缘之间距离小于滤波尺寸，边缘位置的精度将受影响，甚至可能丢失边缘。
- 边缘阈值
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边缘阈值即梯度阈值，取值范围0~255。仅梯度大于该值的边缘点可被检测到。数值越大，抗噪能力越强，得到的边缘数量越少，甚至导致目标边缘点被筛除。
- 卡尺高度
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该值描述卡尺（可理解为“用于检测边缘点的ROI”）的高度。当边缘查找不准确时可适当增大该值。
- 卡尺宽度
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该值描述卡尺的宽度。在一定范围内增大该值可以获取更加稳定的边缘点。噪点较多时建议取较大值，但相应的耗时将增大。
- 卡尺间距
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该值描述相邻卡尺的间距。间距越小，获取的边缘点越多，但相应的耗时将增大。
- 缺陷极性
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有轨迹左侧、轨迹右侧和轨迹两侧缺陷三种极性。详情见上文模块原理中的图 4。
- 缺陷距离阈值
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如果查找到的边缘点与基准边缘直线的距离大于该阈值，则判定为待筛选缺陷点。
- 缺陷尺寸/面积使能
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如果开启缺陷尺寸使能和（或）缺陷面积使能，则根据对应阈值做进一步筛选。相关原理请参见上文模块原理中的图 3。
模块结果
该模块输出结果中各项参数详情，请参见直线边缘缺陷检测模块的输出结果。