[發明專利]用于自動化圖像檢測的數字掩光系統和方法

有效

• 申請號: 201380015587.7
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN104204784B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: J·G·伯廷;R·K·辛格
• 申請（專利權）人: 寶潔公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本專利申請整體涉及用于自動化圖像檢測的數字掩光系統和方法。更具體地，本專利申請涉及在線機器視覺檢測方法，這些方法采用LCD面板數字掩光系統。

背景技術

在自動化圖像檢測領域內，背光照明是一種常見的用來在被檢測物體與背景之間生成高水平對比度的照明技術。背光成像設備通常由高度均勻的光源組成，所述光源跨越被檢測物體后面的限定區域。背光照明技術的效果正比于被檢測物體與背景介質之間的不透明度(或者透射率)的相對差值。

當檢測到具有非均勻不透明度特征的物體時，發生背光成像設備常常遇到的問題。由非均勻不透明度引起的負面效應可作用于被檢測物體以及背景兩者。在涉及此類變化的情況下，對背光強度的最佳設定值必須考慮所涉及的平均不透明度，所述平均不透明度通常在用于檢測的所得圖像中導致各種明區域和暗區域。此類圖像偽影的存在將導致劣化的信噪(SNR)比，這將負面地影響成像系統測量的精密度和準確度。

為了減輕這種對具有非均勻不透明度的物體的負面成像效應，引入了分區背光的概念。通過將均勻的背光細分成各種離散區域或區來實現分區背光，所述區域或區能夠單個地被調節至特定的輸出光強度。這提供了一種用以補償在被檢測物體(或背景)內所包含的具有非均勻不透明度的局部區域的機制。該方法的效果與細分區域的面積成反比；所述區域越小，則照明補償的分辨率就超高。

迄今為止，非常少的照明公司提供可商購獲得的分區背光以用于自動化圖像檢測的目的。此外，在其中提供分區背光能力的少數情況下，分辯 率極為粗糙因而不具有任何實際的用途以用于對高度非均勻物體諸如一次性吸收產品進行自動化圖像檢測。

在所有可商購獲得的情形中，這套用于實現初步分區背光照明的方法是通過離散地分組和控制光源元件(通常為發光二極管(LED))來進行的。該方法受限于所需的用以獨立控制每個LED區中的電流/電壓量的電子器件的復雜度，并且導致實際上僅獲得少數此類區。例如，通過使用出自Advanced Illumination的單一Pulsar 710系列控制器所可能獲得的獨立區的數目不多于四個區。這種先前建立的對自動化圖像檢測實現粗糙照明補償的方法涉及對光發射源元件(例如LED)進行離散分組和強度控制。由于實際上難以實現并校準大數目的獨立組，該方法導致低保真度的補償。

因此，需要一套另選的對于離散區和分區背光概念的方法。期望一種用于自動化圖像檢測的數字掩光系統和方法，其在根本上不同于當前市場上可得的傳統光照方法。由于面臨檢測具有更大細節水平和復雜度的物體的難題，我們需要創建成本過高且占用空間過多的復雜布置方式的電子器件(例如，控制器、致動器、放大器等)。因此，期望一種更節省成本且更易于復制的系統。另外，還需要更高分辯率的照明系統來檢測這些更高細節水平的物體。這些均是本發明的目標；本文所述的實施例可實現這些目標的各種組合。具體實施例可但非必需地實施每一目標。

發明內容

本發明涉及一種數字掩光系統，其包括視頻信號；源光，其輸出發射光；數字光掩膜，其衰減發射光；和視覺系統。此外，本發明還涉及能夠檢測一次性吸收制品的數字掩光系統。

本發明還涉及一種用于自動化圖像檢測的方法，該方法包括以下步驟：生成視頻信號；提供均勻的源光，其輸出發射光；提供數字光掩膜，其衰減發射光；朝制品引導衰減的光；以及用視覺系統檢測制品。此外，本發明還涉及用于自動化圖像檢測的方法，其中均勻的源光為LED光，其中數字光掩膜為LCD面板，其中衰減的光朝一次性吸收制品被引導，和/或其中視覺系統包括照相機。

附圖說明

專利或專利申請文件包含至少一個用顏色表示的附圖。本專利或專利申請公布的具有彩色附圖的副本在有人索取并支付必要費用的情況下將由專利局提供。

應當理解，前述一般說明和以下的詳細說明均描述了各種系統和方法，并且旨在提供概述或框架以供理解受權利要求書保護的主題的性質和特性。包括了附圖以提供對所述各種系統和方法的進一步的理解，并且它們被并入到本說明書中并構成本說明書的一部分。這些圖示出了本文所述的各種系統和方法，并且連同本說明書一起來闡釋受權利要求書保護的主題的原理和操作。

圖1示出了現有技術的自動化圖像檢測方法的流程圖；

圖2示出了根據本文所公開的系統和方法的新的自動化圖像檢測方法的流程圖；

圖3示出了一種示例性傳統背光照明系統；

圖4示出了一種示例性傳統前光照明系統；

圖5示出了一種典型的LCD構造(單一像素)；