外觀檢測/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,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)行對比的方法來檢測瑕疵。
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“微小瑕疵”、“輕薄污點(diǎn)”等的檢測成為可能。
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。 分割尺寸與檢測對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)際檢測對象的尺寸是一種同時(shí)兼顧檢測敏感度與處理時(shí)間的設(shè)置。
分割尺寸=瑕疵大?。╩m)×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“ 小尺寸瑕疵”、“ 顏色較淺的污跡”等有特點(diǎn)的瑕疵、污跡。
檢測小尺寸瑕疵時(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,可以對于作為差分保留下來的圖像進(jìn)行256 級平均濃度比較。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)雜的對象物體的輪廓進(jìn)行的區(qū)域設(shè)置,也不需要進(jìn)行對象物體的位置修正,因此設(shè)置更簡單。
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,請牢記以下3點(diǎn)。
1、根據(jù)需要檢測的瑕疵大小,設(shè)定段大??;
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;
對于視覺系統(tǒng)而言,拍攝清晰的圖像很重要。