CN103743761A - 一种镜片水印疵病图像检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种镜片水印疵病图像检测装置，检测装置包括暗室柜和安装在所述暗室柜内的支架、光源、镜片支架、相机和光屏，其特征在于：所述光源、镜片支架和光屏自上而下安装于支架上，且光源中心和镜片支架支撑部分中心位于同一轴线上，所述光屏位于镜片支架的正下方，所述光屏面积大于镜片支架支撑部分，所述相机位于光屏侧面，且所述相机视场覆盖光屏；所述相机通过数据线与计算机相连；所述计算机用于获取相机拍摄的图像并判断水印疵病的大小，本发明缩短了镜片的检测时间，提高了镜片的检测效率。

Description

一种镜片水印疵病图像检测装置

技术领域

    本发明涉及一种检测速度快、精度高的镜片水印疵病图像检测装置。 

背景技术

目前，我国已是世界上的镜片生产大国，仅江苏丹阳的镜片产量就占到世界的40%。然而我国的镜片生产检测工艺却比较落后，镜片检测是镜片生产中的重要一环，然而这种落后状况在镜片的检测环节尤为突出。检测工作还主要由人工完成，人工检测存在以下主要问题：1、人工检测的精确度低：会受到工人生理差异、经验、情绪和疲劳度等诸多因素的影响，而且人工检测的判定标准很模糊，无法对镜片瑕疵进行量化判别，最终造成产品的质量参差不齐，严重影响了镜片的销售，造成返单增加；2、人工检测速度慢：熟练工人的检测速度大约为6片/分钟，无法跟流水线上的生产速度严格匹配；3、人工检测成本高：随着我过人力成本的不断增加，人工检测的成本也会越来越高；4、特殊瑕疵的检测能力不足：由于人眼的分辨率有限，对于很细微的和特征不明显的瑕疵，人眼很难观测到。然而在镜片检测的所有瑕疵中，水印又是最难检测的。常见的镜片水印检测方法为工人在白炽灯的照射下，通过旋转和倾斜镜片来观察镜片里是否有水印。此种方法检测速度慢，对于小的偏的水印容易漏检，检测后的产品质量很不稳定。人工检测的速度慢、精度低致使镜片的检测效率低、成本高，这种情况严重制约了我国镜片行业的发展。 

对于镜片疵病检测，专利：曲面镜片检测系统（CN101464419）提出一种对镜片疵病进行检测的方法，该方法是使用摄像机接收反射光，对于散射类疵病具有较好的效果，水印属于折射类疵病，很难对入射的光线形成散射，因此该方法对于水印很难检测，尤其是较小的水印疵病。 

发明内容

针对现有的镜片检测技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种检测速度快、精度高的镜片水印图像检测装置。 

本发明的解决方案是：一种镜片水印疵病图像检测装置，包括暗室柜和安装在所述暗室柜内的支架、光源、镜片支架、相机和光屏，其特征在于：所述光源、镜片支架和光屏自上而下安装于支架上，且光源中心和镜片支架支撑部分中心位于同一轴线上，所述光屏位于镜片支架的正下方且面积大于镜片支架支撑部分，所述相机位于光屏侧面，且所述相机视场覆盖光屏；所述相机通过数据线与计算机相连；所述计算机用于获取相机拍摄的图像并判断水印疵病的大小。 

进一步，所述镜片支架具有垂直和竖直方向的支柱；所述迟滞方向支柱直径小于竖直方向支柱直径。 

进一步，所述判断水印疵病的大小的步骤如下： 

1）获取镜片投影到光屏上的原始图像；

2）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；

3）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；

4）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；

5）根据设定阈值判断是否为水印疵病。

本发明的有益效果是： 

（1）本发明大大缩短了镜片的检测时间，提高了镜片的检测效率。

（2）本发明使用计算机对镜片的投影图像进行处理，大大提高了镜片的检测精度。 

（3）本发明通过对镜片信息的储存，实现了镜片的检测信息追踪。 

附图说明

图1为本发明的结构图； 

图2为本发明的镜片支架结构图；

图3为本发明的图像处理算法流程图；

图4为具体实施例中的原图像；

图5为具体实施例中原图像Otsu二值化图像；

图6为具体实施例中Canny边缘检测图像；

图7为具体实施例中镜片内部图像Otsu二值化图像。

图中：1.暗室柜，2.支架，3.光源，4.镜片，5.镜片支架，6.相机，7.光屏，8.计算机。 

具体实施方式

如图1所示，一种镜片水印疵病图像检测装置，包括暗室柜1、支架2、光源3、镜片支架5、相机6、光屏7和计算机8，其特征在于：支架2、光源3、镜片支架5、相机6和光屏7全部放置在暗室柜1内部，相机6通过数据线与外面的计算机8相连，光源3放置在镜片4的正上方，镜片4在光源3的照射下投影到光屏7上，相机6从侧面拍摄光屏7上的镜片投影，并将拍摄的图像传送到计算机8上，计算机8通过有关软件对图像进行处理，精确判别图像上是否有水印图像，以及水印图像的位置大小等信息，进而判别镜片的等级，并显示和储存镜片4的相关信息，便于工人对镜片进行分类和后期对镜片4的检测信息进行追踪。 

光源3放置在镜片4正上方，光屏7放置在镜片4的正下方，相机6放置在镜片的侧面，相机的中心轴与水平面的夹角为45°，相机6对光屏7上的镜片投影进行拍摄。 

如图2所示，于镜片支架5上有六个位置固定支柱。水平面上的三个支柱负责托起镜片4，而且三个支柱直径很小，可以减少对镜片投影的干扰；垂直方向的三个支柱负责限定镜片4的位置，使镜片投影始终保持在相机的视场范围内； 

由于支架2、光源3、镜片支架5、相机6和光屏7全部放置在暗室柜1内部，检测时可以关闭暗室柜，形成暗室，避免外在光线的干扰，提高检测的精度；为了达到最佳检测效果，光源3选用点光源，相机6选择800万以上黑白工业相机。

本发明的工作原理是：镜片生产过程中由于材料不均匀或者材料固化过程中温度不均匀造成部分区域材料的折射率不同，肉眼观察时犹如水印一样，所以将此类疵病成为水印。由于水印处材料的折射率与正常材料的不同，因此，当光线经过此区域时就会发生偏折。本发明中的光源将光线均匀打到镜片上，镜片如果没有水印疵病，光线经过镜片时就不会发生非正常偏折，镜片在光屏上的投影就会很均匀，如果镜片中存在水印疵病，光线经过镜片时就会发生非正常偏折，镜片在光屏上的投影就会出现条纹。通过相机对镜片的投影进行拍照，并通过图像处理算法进行处理即可判定水印的有无。 

如图3所示，图像处理算法：首先使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取边缘，根据镜片边缘提取镜片内部图像，然后重新进行Otsu二值化，使用标记算法，进行块标记，并统计块的数量、大小等参数，最后根据这些参数运用阈值法判定水印的有无以及等级。 

具体实施例： 

使用上述装置（相机采用880万像素的CCD）对具有水印疵病的镜片经行拍照，获得原始图像如图4所示，对获得的原图像使用Otus算法进行二值化，获得图像如图5所示，对二值化以后的图像使用Canny算法进行镜片边缘图像提取，获得图像如图6所示，再对原始图像的镜片内部使用Otus算法进行二值化，获得的图像如图7所示，然后使用标记算法，对各个块进行标记，并统计块的数量和大小，实施例中共三个块，每个块内包含的像素数量分别为：498像素、368像素、129像素，根据相关分级标准，当镜片中每个水印块内包含的像素数量超过100像素，且水印块数量大于2时，镜片为废品，因此此镜片的等级为废品。

Claims (3)

1.一种镜片水印疵病图像检测装置，包括暗室柜（1）和安装在所述暗室柜（1）内的支架（2）、光源（3）、镜片支架（5）、相机（6）和光屏（7），其特征在于：所述光源（3）、镜片支架（5）和光屏（7）自上而下安装于支架（2）上，且光源（3）中心和镜片支架（5）支撑部分中心位于同一轴线上，所述光屏（7位于镜片支架（5）的正下方，所述光屏（7）面积大于镜片支架（5）支撑部分，所述相机（6位于光屏（7）侧面，且所述相机（6）视场覆盖光屏（7）；所述相机6通过数据线与计算机（8）相连；所述计算机（8）用于获取相机（6）拍摄的图像并判断水印疵病的大小。

2.根据权利要求1所述的一种镜片水印疵病图像检测装置，其特征在于，所述镜片支架（5）具有垂直和竖直方向的支柱；所述迟滞方向支柱直径小于竖直方向支柱直径。

3.根据权利要求1所述的一种镜片水印疵病图像检测装置，其特征在于，所述判断水印疵病的大小的步骤如下：

1）获取镜片投影到光屏上的原始图像；

2）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；

3）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；

4）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；

5）根据设定阈值判断是否为水印疵病。

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