Inline-Inspektion texturierter und hochglänzender Kunststoffoberflächen: = Inline-inspection of textured and high-gloss plastics surface
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| Published: |
Aachen
Verl.-Gruppe Mainz
2012
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| Edition: | 1. Aufl. |
| Series: | IKV-Berichte aus der Kunststoffverarbeitung
234 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | IV, 151 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 9783861302476 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
1.1 EINLEITUNG UND AUSGANGSSITUATION 1
1.2 ZIELSETZUNG UND UEBERBLICK UEBER DAS DOKUMENT 4
2 GRUNDLAGEN DER OBERFLAECHENINSPEKTION MITTELS INDUSTRIELLER
BILDVERARBEITUNG 6
2.1 BILDREPRAESENTATION 7
2.1.1 B ILDREPRAESENTATION IM ORTSRAUM 7
2.1.2 GRUNDLAGEN DER FILTERUNG MIT LINEAREN FILTERN 8
2.2 BILDAUFNAHME 8
2.2.1 BILDAUFNAHME MIT ZEILENKAMERAS 9
2.2.2 OPTISCHE GRUNDLAGEN 11
2.3 LICHT UND OBERFLAECHE 14
2.3.1 WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LICHT UND OBERFLAECHEN 14
2.3.2 FEHLSTELLEN AUF EXTRUDIERTEN KUNSTSTOFFOBERFLAECHEN 16
2.3.3 HOMOGENE, UNSTRUKTURIERTE BELEUCHTUNG 19
2.3.4 STRUKTURIERTE BELEUCHTUNG UND DEFLEKTOMETRIE 20
2.3.5 LICHTQUELLEN 24
2.4 BILDVORVERARBEITUNG 24
2.4.1 RAUSCHUNTERDRUECKUNG MIT GLAETTUNGSFILTERN 24
2.4.2 RANGORDNUNGSFILTER UND MORPHOLOGISCHE OPERATIONEN 25
2.5 MERKMALSEXTRAKTION 25
2.5.1 LOKALE MERKMALE ZUR BESCHREIBUNG VON PIXELN ODER NACHBARSCHAFTEN
26
2.5.2 MERKMALE ZUR BESCHREIBUNG VON OBJEKTEN 26
2.6 MERKMALSKLASSIFIKATION 27
2.6.1 SEMI-UEBERWACHTE KLASSIFIKATION 28
2.6.2 UEBERWACHTE KLASSIFIKATION 29
2.7 MERKMALSRAUMREDUKTION 30
2.8 LAUFZEITOPTIMIERUNG DER SOFTWARE VON INSPEKTIONSSYSTEMEN 32
2.8.1 OPTIMIERUNG DES PROGRAMMCODES 33
2.8.2 VERWENDUNG VON SPEZIALHARDWARE 33
2.8.3 SHARED MEMORY-PROGRAMMIERUNG: PARALLELISIERUNG DER
INSPEKTIONSALGORITHMEN AUF MEHRERE
PROZESSORKEME 33
2.8.4 PARALLELISIERUNG DER INSPEKTIONSALGORITHMEN AUF MEHRERE RECHNER 34
3 GRUNDLAGEN DER TEXTURANALYSE 35
3.1 TEXTURANALYSE 37
3.1.1 STRUKTURELLE ANSAETZE 37
3.1.2 STATISTISCHE ANSAETZE 38
3.1.3 MODELLBASIERTE ANSAETZE 39
3.1.4 FILTERBASIERTE ANSAETZE 39
3.2 VERFAHRENSAUSWAHL IN DER TEXTURANALYSE 40
3.2.1 VERFAHRENSAUSWAHL DURCH DEN ENTWICKLER 41
HTTP://D-NB.INFO/1029162379
IMAGE 2
II INHALTSVERZEICHNIS
3.2.2 AUTOMATISCHE ADAPTION VON INSPEKTIONSSYSTEMEN 42
4 STAND DER TECHNIK IN DER INLINE-OBERFLAECHENINSPEKTION 44
4.1 INLINE-INSPEKTION VON KUNSTSTOFTEXTRUDATEN 44
4.2 INLINE-INSPEKTION TEXTURIERTER OBERFLAECHEN AUS ANDEREN MATERIALIEN
47
4.3 INSPEKTION HOCHGLAENZENDER OBERFLAECHEN 47
4.4 ZWISCHENFAZIT 48
5 ANFORDERUNGEN UND SYSTEMENTWURF 50
5.1 ANFORDERUNGSANALYSE 50
5.2 ENTWICKLUNG DER BELEUCHTUNGSSTRATEGIE IN ABHAENGIGKEIT VON DER
OBERFLAECHEN- UND FEHLERART..51
5.3 SOFTWARETECHNISCHE UMSETZUNG 54
5.3.1 HARD- UND SOFTWAREUMGEBUNG 54
5.3.2 FUNKTIONALITAET UND STRUKTUR DER ENTWICKELTEN SOFTWARE 55
5.3.3 ENTWICKLUNG EINER PARALLELISIERUNGSSTRATEGIE 56
5.4 VERSUCHSMETHODIK 59
5.4.1 BEWERTUNG DER DETEKTIONSLEISTUNG 59
5.4.2 BEWERTUNG DER KLASSIFIKATIONSLEISTUNG 60
5.5 TESTSYSTEME ZUR BILDAUFNAHME UNTER LABORBEDINGUNGEN UND IN DER
INDUSTRIELLEN PRAXIS 61
5.5.1 TESTSYSTEM ZUR NACHBILDUNG DES KONTINUIERLICHEN
HERSTELLUNGSPROZESSES 61
5.5.2 TESTSYSTEM ZUR AUFNAHME VON PLATTEN UND FLAECHIGEN BAUTEILEN 62
5.5.3 INTEGRATION DES INSPEKTIONSSYSTEMS IN EINE PROFILEXTRUSIONSLINIE
63
5.6 TESTBILDER FUER DIE ENTWICKLUNG UND VALIDIERUNG 64
5.6.1 TESTDATEN FUER DIE INSPEKTION TEXTURIERTER OBERFLAECHEN 65
5.6.2 TESTDATENSAETZE FUER DIE INSPEKTION HOCHGLAENZENDER OBERFLAECHEN 67
5.6.3 MODELLIERUNG DER DEFLEKTOMETRISCHEN ABBILDUNG 69
5.7 ZWISCHENFAZIT 73
6 ENTWICKLUNG VON BILDVERARBEITUNGSALGORITHMEN FUER DIE INSPEKTION
TEXTURIERTER KUNSTSTOFFOBERFLAECHEN 74
6.1 BILDAUFNAHME, BELEUCHTUNG UND BILDVORVERARBEITUNG 74
6.2 ANFORDERUNGSANALYSE 74
6.3 AUSWAHL EINES GEEIGNETEN TEXTURANALYSEALGORITHMUS 75
6.4 FEHLERDETEKTION 78
6.4.1 EXTRAKTION VON TEXTURMERKMALEN MIT DEM LBP-VERFAHREN 78
6.4.2 SEMI-UEBERWACHTE KLASSIFIKATION ZUR DETEKTION DER FEHLSTELLEN 80
6.4.3 REDUKTION DES MERKMALSRAUMS BEI DER FEHLERDETEKTION 81
6.5 FEHLERKLASSIFIKATION 83
6.5.1 MERKMALE ZUR FEHLERKLASSIFIKATION 84
6.6 TEST UND VALIDIERUNG 85
6.6.1 UNTERSUCHUNG DER DETEKTIONSLEISTUNG 85
6.6.1.1 EINFLUSS DER ANZAHL VERWENDETER TRAININGSBILDER 86
6.6.1.2 ERKENNUNGSLEISTUNG IN ABHAENGIGKEIT VON DER FEHLER- UND
FENSTERGROESSE 89
6.6.1.3 UNTERSUCHUNG DER DETEKTIONSLEISTUNG BEI DEN TESTDATENSAETZEN T4
BIS T6 90
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS UE
6.6.2 UNTERSUCHUNG DER KLASSIFIKATIONSLEISTUNG 92
6.6.3 UNTERSUCHUNG DER AUSFUEHRUNGSGESCHWINDIGKEIT 96
6.7 ZWISCHENFAZIT 97
7 ENTWICKLUNG VON BILDVERARBEITUNGSALGORITHMEN FUER DIE INSPEKTION
HOCHGLAENZENDER KUNSTSTOFFOBERFLAECHEN 99
7.1 BILDAUFNAHME, BELEUCHTUNG UND BILDVORVERARBEITUNG 99
7.1.1 SCHAERFENTIEFE 99
7.1.2 WAHL DES MUSTERS 101
7.1.3 BILDVORVERARBEITUNG 101
7.2 FEHLERDETEKTION 101
7.2.1 FEHLERDETEKTION MIT KANTENFILTERN UND MORPHOLOGISCHEN OPERATOREN
103
7.3 FEHLERKLASSIFIKATION 106
7.3.1 MERKMALE ZUR UNTERSCHEIDUNG TOPOGRAPHISCHER FEHLSTELLEN 107
7.3.2 MERKMALE ZUR UNTERSCHEIDUNG ZWISCHEN TOPOGRAPHISCHEN UND
FARBFEHLERN 110
7.4 VALIDIERUNG UND TEST 111
7.4.1 UNTERSUCHUNG DER DETEKTIONSLEISTUNG 111
7.4.1.1 DETEKTIONSLEISTUNG BEI DEN MODELLIERTEN FEHLSTELLEN 113
7.4.1.2 UNTERSUCHUNG DER DETEKTIONSLEISTUNG BEI DEM TESTDATENSATZ HG1
113
7.4.1.3 UNTERSUCHUNG DER DETEKTIONSLEISTUNG BEI DEM TESTDATENSATZ HG2
114
7.4.2 UNTERSUCHUNG DER KLASSIFIKATIONSLEISTUNG 115
7.4.2.1 UNTERSUCHUNG DER MODELLIERTEN FEHLSTELLEN 115
7.4.2.2 UNTERSUCHUNG DES TESTDATENSATZES HG1 117
7.4.2.3 UNTERSUCHUNG DES TESTDATENSATZES HG2 120
7.4.3 UNTERSUCHUNG DER AUSFIIHRUNGSGESCHWINDIGKEIT 121
7.5 ZWISCHENFAZIT 122
8 FAZIT UND AUSBLICK 124
9 KURZZUSAMMENFASSUNG & ABSTRACT 128
9.1 KURZZUSAMMENFASSUNG 128
9.2 ABSTRACT 129
10 LITERATUR 130
11 ABKUERZUNGEN, FORMELZEICHEN, INDIZES 143
11.1 ABKUERZUNGEN 143
11.2 FORMELZEICHEN 143
11.3 INDIZES 144
12 ANHANG 145
12.1 BILDREPRAESENTATION UND -ANALYSE IM FREQUENZRAUM 145
12.2 KLASSIFIKATIONSVERFAHREN 146
12.2.1 KLASSIFIKATION MIT DEM BAYES-KLASSIFIKATOR 146
12.2.2 K-NAECHSTE-NACHBARN-KLASSIFIKATOR 147
IMAGE 4
IV
INHALTSVERZEICHNIS
12.2.3 SUPPORT-VECTOR-MACHINE 148
12.3 VERFAHREN ZUR MERKMALSRAUMREDUKTION 148
12.3.1 MERKMALSRAUMREDUKTION MIT DEM FISHER-KRITERIUM 148
12.3.2 MERKMALSKONSTRUKTION MIT DER HAUPTKOMPONENTENANALYSE 148
12.3.3 MERKMALSRAUMREDUKTION MIT DER SEQUENTIAL FLOATING FORWARD
SELECTION (SFFS) 149
12.4 FORM- UND GRAUWERTMERKMALE FUER DIE FEHLERKLASSIFLKATION 150
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