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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 的每個像素的濃度(明暗) 數據,根據濃度的變化來檢測瑕疵或邊緣部。考慮到處理全部像素數據所需時間過長,同時一些不必要的噪點數據會影響檢查的結果,因此在本公司生產的 CV 系列中,采用由數個像素構成的小“分割”的平均濃度,通過與周圍的平均濃度進行對比的方法來檢測瑕疵。


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計算由四個像素構成的分割的平均濃度,然后與周圍分割的平均濃度進行比較。上圖中,在紅線標出的分割內檢測到瑕疵。

瑕疵模式,是借助“段”這種由幾個像素組成的小單位,與周圍進行分段比較,將濃度變化點檢測為瑕疵或污點的模式。通過分段處理,可以在降低干擾影響的同時實現高速性,通過將多個候選項與周圍段進行比較,可使過去難以實現的對“微小瑕疵”、“輕薄污點”等的檢測成為可能。

二、瑕疵模式的優化設置方法

1、最佳分割尺寸

下面介紹瑕疵檢查的優化設置方法。 通過調整分割尺寸,可以優化檢測敏感度及處理時間。 下表所示的試驗結果表示的是分割尺寸不同時,瑕疵水平與處理時間之間的變化關系。 分割尺寸與檢測對象的尺寸基本相同時,瑕疵水平達到最大值。換言之,將分割尺寸設為實際檢測對象的尺寸是一種同時兼顧檢測敏感度與處理時間的設置。

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最佳分割尺寸=瑕疵大小(mm)×Y方向像素數量/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(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量/ 比較間隔的設置

瑕疵模式的兩個參數——移動量及比較間隔可以決定進行濃度比較時的分割移動距離。 通過調整這些參數,可以更好地檢測“ 小尺寸瑕疵”、“ 顏色較淺的污跡”等有特點的瑕疵、污跡。

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檢測小尺寸瑕疵時,應該將移動量及比較間隔均設為較小的值,以便進行細致比較。 檢測顏色較淺的污跡時,需要將移動量及比較間隔均設為較大的值,以便在更大的范圍內進行比較。

通過調整最佳段大小和移動量/比較間隔設定,實現目標物的檢測最佳化。最佳設定,就是將段大小設定為和瑕疵/污點同樣的大小,并根據瑕疵/污點的大小和濃度,設定移動量和比較間隔。

三、通過預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

果沒有標準,只是測量濃淡變化值,則難以區分污跡和印 刷文字。其結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,進行每次輸入圖像及差分預處理,可以對于作為差分保留下來的圖像進行256 級平均濃度比較。這樣,即使工件上有復雜的印刷文字或圖案,也可以檢測出污跡或瑕疵。

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2、實時差分濾鏡

該濾鏡可以通過提取原圖像與原圖像經過膨脹收縮濾鏡處理后的圖像之間的差分,從而檢測出極小的黑點等缺陷之處。利用該濾鏡時,可以免去根據形狀復雜的對象物體的輪廓進行的區域設置,也不需要進行對象物體的位置修正,因此設置更簡單。

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3、實時差分濾鏡的原理

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四、總結:

要最大程度發揮瑕疵模式的作用,請牢記以下3點。

1、根據需要檢測的瑕疵大小,設定段大小;

2、根據瑕疵的大小及濃度,設定移動量/比較間隔;

3、根據工件的形狀,組合預處理設定;

最后,對于視覺系統而言,拍攝清晰的圖像很重要。

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