[發明專利]基于CCD線陣相機的在線卷板材表面瑕疵檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 201310078605.8
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103196917A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 程晨;周洪鈞;劉金生;富山雅山
• 申請（專利權）人: 同濟大學;無錫動視科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06T7/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及工業圖像處理，產品表面瑕疵檢測，尤其涉及一種基于CCD線陣相機的在線卷板材表面瑕疵檢測系統及其檢測方法。

背景技術

卷板材的使用覆蓋著我們日常生活的方方面面，比如：合成革、紙張、橡膠、薄膜、玻璃板、鋼板、有色金屬板、亞克力板、鋁箔及應用在電子液晶屏上的光學膜等。目前在卷板材生產工業，為提高產品質量，減少材料的表面瑕疵,?增加瑕疵檢測設備的在線檢測手段成為高質量卷板材生產的主要任務。傳統的檢測是由人眼“目測”完成,?由于人類生理因素的限制,?不可能完全準確客觀的檢測出瑕疵。

而機器視覺是利用工業相機配合處理器來代替人眼做測量和判斷的技術,?不僅能夠替代人工監檢,?而且具有能適應在線生產的高速、連續工作、高測量精度等優點。卷板材的生產速度一般在幾十米到幾千米每分鐘，并且需檢測瑕疵大小大多在零點幾毫米，有的高端光學膜的生產需要檢測的精度在幾微米的程度。因此只有借助高速相機才可以完成在線檢測。目前國內此項檢測技術幾乎為和空白，而在歐美日等發達國家，該類設備都已經非常成熟。例如：德國的ISRA（伊斯拉）、日本的FUTEC（飛達科）等公司的檢測設備。他們的處理大多以FPGA進行并行處理的系統方案為主。

假定一副圖像背景色用0表示，而瑕疵部分用1表示，那么標記瑕疵就是將圖像中所有為1的連通成分的像素點標記為對應標號，標號和連通域一一對應。所謂連通域是指一個像素集合，如果集合內每一個像素和其它像素連通則該集合為一個連通域。又有四連通域和八連通域之分。四連通域是一個像素點和它上下左右4點的連通。八連通是和它上、下、左、右、左上，左下、右上、右下8點的連通。

標記示意圖如附圖1，其中a圖為原始圖像背景色用空白表示，物體用1表示，b圖為標記結果。

最早的Rosenfeld和Pfaltz提出來的4鄰域和8鄰域采用數組結構標記法類似于二分法查找，將圖像數組依次二分查找后再合并。

Haralick提出了一種新的方法先將黑色全部標記為-1，白色標記為0，從上往下掃面圖像更改標記，再從下往上掃描更改標記，反復進行直到標記不改變為止。

以上兩種方法隨圖像的大小變化復雜度成倍數遞增，而且只適合靜態圖像標記。

剩下經典的是遞歸方法和序貫方法，還有較新的基于游程編碼的遞歸方法，但遞歸方法同樣不適用于大圖片和動態更新圖片為應用于高速的在線檢測采用序貫方法。

所謂序貫方法具體步驟如下：

背景色為0，物體像素值為1。

從左至右、從上到下逐行掃描圖像：

1、如果像素點為1，則：

如果上面點和左面點只有一個標記，則復制這一標記。

如果兩點有相同的標記，復制這一標記。

如果兩點有不同的標記，則復制上點的標記且將兩個標記輸入等價表中作為等價標記。

否則給這一個像素點分配一新的標記并將這一標記輸入等價表。

2、在等價表的每一等價集中找到最低的標記；

3、掃描圖像，用等價集中的最低標記取代每一標記；

原始的序貫方法沒有給出等價表的具體操作和等價集的完備化方案，具體實踐中如果不對僅通過掃描圖像得到的原始的等價表進行處理會使得標記結果出現同一個連通域出現不同標號的情況。本發明就這一問題作了完備化的設計并給出證明。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于CCD線陣相機的在線卷板材表面瑕疵檢測系統及其檢測方法。

本發明利用Intel?CPU+windows的多核多線程編程實現在線瑕疵標記，給出被檢測卷板材有多少瑕疵，瑕疵的大小、位置、形狀并將瑕疵區域截圖的功能。