外觀檢測(cè)/瑕疵模式

一、瑕疵模式的原理

圖像傳感器利用攝像元件 CCD 的每個(gè)像素的濃度（明暗） 數(shù)據(jù)，根據(jù)濃度的變化來檢測(cè)瑕疵或邊緣部。考慮到處理全部像素?cái)?shù)據(jù)所需時(shí)間過長(zhǎng)，同時(shí)一些不必要的噪點(diǎn)數(shù)據(jù)會(huì)影響檢查的結(jié)果，因此在本公司生產(chǎn)的 CV 系列中，采用由數(shù)個(gè)像素構(gòu)成的小“分割”的平均濃度，通過與周圍的平均濃度進(jìn)行對(duì)比的方法來檢測(cè)瑕疵。

計(jì)算由四個(gè)像素構(gòu)成的分割的平均濃度，然后與周圍分割的平均濃度進(jìn)行比較。上圖中，在紅線標(biāo)出的分割內(nèi)檢測(cè)到瑕疵。

瑕疵模式，是借助“段”這種由幾個(gè)像素組成的小單位，與周圍進(jìn)行分段比較，將濃度變化點(diǎn)檢測(cè)為瑕疵或污點(diǎn)的模式。通過分段處理，可以在降低干擾影響的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速性，通過將多個(gè)候選項(xiàng)與周圍段進(jìn)行比較，可使過去難以實(shí)現(xiàn)的對(duì)“微小瑕疵”、“輕薄污點(diǎn)”等的檢測(cè)成為可能。

二、瑕疵模式的優(yōu)化設(shè)置方法

1、分割尺寸

下面介紹瑕疵檢查的優(yōu)化設(shè)置方法。 通過調(diào)整分割尺寸，可以優(yōu)化檢測(cè)敏感度及處理時(shí)間。 下表所示的試驗(yàn)結(jié)果表示的是分割尺寸不同時(shí)，瑕疵水平與處理時(shí)間之間的變化關(guān)系。 分割尺寸與檢測(cè)對(duì)象的尺寸基本相同時(shí)，瑕疵水平達(dá)到最大值。換言之，將分割尺寸設(shè)為實(shí)際檢測(cè)對(duì)象的尺寸是一種同時(shí)兼顧檢測(cè)敏感度與處理時(shí)間的設(shè)置。

分割尺寸=瑕疵大小（mm）×Y方向像素?cái)?shù)量/Y方向視野（mm） 

例如：瑕疵尺寸為 2mm、視野為120mm（ 方形）、采用24萬像素照相機(jī)（Y方向 480像素）。 

則：2×480÷120=分割尺寸8

2、適于圖像的分割移動(dòng)量/ 比較間隔的設(shè)置

瑕疵模式的兩個(gè)參數(shù)——移動(dòng)量及比較間隔可以決定進(jìn)行濃度比較時(shí)的分割移動(dòng)距離。 通過調(diào)整這些參數(shù)，可以更好地檢測(cè)“ 小尺寸瑕疵”、“ 顏色較淺的污跡”等有特點(diǎn)的瑕疵、污跡。

檢測(cè)小尺寸瑕疵時(shí)，應(yīng)該將移動(dòng)量及比較間隔均設(shè)為較小的值，以便進(jìn)行細(xì)致比較。 檢測(cè)顏色較淺的污跡時(shí)，需要將移動(dòng)量及比較間隔均設(shè)為較大的值，以便在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行比較。

通過調(diào)整最佳段大小和移動(dòng)量/比較間隔設(shè)定，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的檢測(cè)最佳化。就是將段大小設(shè)定為和瑕疵/污點(diǎn)同樣的大小，并根據(jù)瑕疵/污點(diǎn)的大小和濃度，設(shè)定移動(dòng)量和比較間隔。

三、通過預(yù)處理提高瑕疵模式的使用效果  

1、差分濾鏡：忽略印刷部分，只檢查污跡

果沒有標(biāo)準(zhǔn)，只是測(cè)量濃淡變化值，則難以區(qū)分污跡和印 刷文字。其結(jié)果往往是將清晰的印刷文字（而不是較淺的污跡）作為瑕疵或污跡檢測(cè)出來。

通過保存合格品圖像，進(jìn)行每次輸入圖像及差分預(yù)處理，可以對(duì)于作為差分保留下來的圖像進(jìn)行256 級(jí)平均濃度比較。這樣，即使工件上有復(fù)雜的印刷文字或圖案，也可以檢測(cè)出污跡或瑕疵。

2、實(shí)時(shí)差分濾鏡

該濾鏡可以通過提取原圖像與原圖像經(jīng)過膨脹收縮濾鏡處理后的圖像之間的差分，從而檢測(cè)出小的黑點(diǎn)等缺陷之處。利用該濾鏡時(shí)，可以免去根據(jù)形狀復(fù)雜的對(duì)象物體的輪廓進(jìn)行的區(qū)域設(shè)置，也不需要進(jìn)行對(duì)象物體的位置修正，因此設(shè)置更簡(jiǎn)單。

   3、實(shí)時(shí)差分濾鏡的原理

四、總結(jié)：

要大程度發(fā)揮瑕疵模式的作用，請(qǐng)牢記以下3點(diǎn)。

1、根據(jù)需要檢測(cè)的瑕疵大小，設(shè)定段大小；

2、根據(jù)瑕疵的大小及濃度，設(shè)定移動(dòng)量/比較間隔；

3、根據(jù)工件的形狀，組合預(yù)處理設(shè)定；

對(duì)于視覺系統(tǒng)而言，拍攝清晰的圖像很重要。