CN104122264A - 外观瑕疵检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种外观瑕疵检测系统及方法，该方法包括：控制检测装置的水平巡转台定位到初始位置；调整光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致；控制水平巡转台进行转动；当水平巡转台转动时，持续获取摄像单元摄取的待测样本在不同角度的影像；对待测样本的影像进行处理，将位于亮度容许值区间内的像素转换成指定颜色；对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作；将检测结果输出至电子装置的显示设备上。利用本发明可提高检出待测样本外观瑕疵的准确性。

Description

外观瑕疵检测系统及方法

技术领域

本发明涉及检测系统及方法，尤其涉及一种外观瑕疵检测系统及方法。

背景技术

由于待测样本（Testing Sample，或称测试样本）上的外观瑕疵有时无法在方向固定的照明光源投射下全部成像，瑕疵有时会因照明光源位于不同角度而在摄影机对待测样本进行影像拍摄时造成不同的成像结果。如此不仅容易因测试时的环境限制造成漏判、误判，亦有可能大幅增加产品生产过程或售后服务所需成本。

现有技术中将固定式测试平台与水平巡转台相结合，使待测样本可于测试过程中处于360度旋转移动状态，让照明光源的光线投射于待测样本上的角度、方向，可随着待测样本的旋转移动而产生动态改变，以提升找到外观瑕疵的成功率。

但上述改变照明光源投射角度的方法仍有所局限性，容易产生照明光源投射于待测样本各位置点光线强度不一致的情形，靠近照明光源一侧的亮度较高，距离照明光源较远一侧的光线亮度则相对较低，使得摄影机所取得的待测样本的影像中各位置区块的亮度值差异较大，导致无法正确地判断影像内是否出现外观瑕疵。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种外观瑕疵检测系统及方法，其可通过调整水平巡转台与照明光源之间的光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致。

一种外观瑕疵检测系统，该系统包括：

控制模块，用于控制检测装置的水平巡转台定位到初始位置，该检测装置与电子装置连接，该检测装置还包括照明光源及光学滤镜，该光学滤镜安装于水平巡转台与照明光源之间；

所述控制模块，还用于控制检测装置的摄像单元摄取待测样本的影像，根据摄取的影像调整光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致；

所述控制模块，还用于当照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致时，控制水平巡转台进行转动；

影像获取模块，用于当水平巡转台转动时，持续获取摄像单元摄取的待测样本在不同角度的影像；

影像处理模块，用于对待测样本的影像进行处理，将位于亮度容许值区间内的像素转换成指定颜色，得到处理后的影像；

影像分析模块，用于对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作；

结果输出模块，用于将检测结果输出至电子装置的显示设备上。

一种外观瑕疵检测方法，该方法包括：

控制步骤一，控制检测装置的水平巡转台定位到初始位置，该检测装置与电子装置连接，该检测装置还包括照明光源及光学滤镜，该光学滤镜安装于水平巡转台与照明光源之间；

控制步骤二，控制检测装置的摄像单元摄取待测样本的影像，根据摄取的影像调整光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致；

控制步骤三，当照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致时，控制水平巡转台进行转动；

影像获取步骤，当水平巡转台转动时，持续获取摄像单元摄取的待测样本在不同角度的影像；

影像处理步骤，对待测样本的影像进行处理，将位于亮度容许值区间内的像素转换成指定颜色，得到处理后的影像；

影像分析步骤，对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作；

结果输出步骤，将检测结果输出至电子装置的显示设备上。

相较于现有技术，所述的外观瑕疵检测系统及方法，其可通过调整水平巡转台与照明光源之间的光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致，从而提高检出待测样本外观瑕疵的准确性。

附图说明

图1是本发明外观瑕疵检测系统的应用环境示意图。

图2是本发明外观瑕疵检测系统的功能模块图。

图3是本发明外观瑕疵检测方法较佳实施例的流程图。

图4是图1中的检测装置的结构示意图。

图5是水平巡转台处于初始位置时获取待测样本影像的示意图。

图6是水平巡转台处于转动状态时获取待测样本影像的示意图。

图7是待测样本处理后的影像中不含瑕疵的示意图。

图8是待测样本处理后的影像中包含瑕疵的示意图。

主要元件符号说明

电子装置	2
		检测装置	4
显示设备	20
		输入设备	22
存储器	23
		外观瑕疵检测系统	24
处理器	25
		摄像单元	40
水平巡转台	42
		照明光源	43

光学滤镜	45
		固定单元	46
第一连接杆	51
		第二连接杆	52
待测样本	60
		控制模块	240
影像获取模块	241
		影像处理模块	242
影像分析模块	243
		结果输出模块	244

具体实施方式

如图1所示，是本发明外观瑕疵检测系统的应用环境示意图。在本实施例中，该外观瑕疵检测系统24运行于一个电子装置2中。所述电子装置2通过数据线与检测装置4连接。所述电子装置2还包括通过信号线和数据线相连的显示设备20、输入设备22、存储器23及处理器25。在本实施例中，所述电子装置2可以是一台电脑，所述显示设备20可以是液晶显示屏幕，所述输入设备22可以是键盘和鼠标等。

参阅图4所示，所述检测装置4包括摄像单元（如摄影机）40、水平巡转台（或称为水平转动台、水平回转台）42、照明光源43及光学滤镜（Optical filter）45等。在本实施例中，所述光学滤镜45为渐变中灰滤镜（Graduated neutral density filter），或简称为GND滤镜。

参阅图4所示，所述水平巡转台42上安置有固定单元46，该固定单元46用于固定待测样本60，防止水平巡转台42在转动时待测样本60发生移动或掉落。摄像单元40安装于待测样本60的正上方，照明光源43安装于待测样本60的上方某一测（如右侧），光学滤镜45安装于水平巡转台42与照明光源43之间。在本实施例中，所述待测样本60为手持设备（如手机）。

其中，水平巡转台42通过第一连接杆51与光学滤镜45连接，通过第二连接杆52与照明光源43连接。所述水平巡转台42内部安装有驱动马达，通过该驱动马达可以控制水平巡转台42进行转动，及调整光学滤镜45或照明光源43的位置，本实施例以调整光学滤镜45的位置为例进行说明。该驱动马达可以是步进马达或伺服马达。

所述外观瑕疵检测系统24用于调整水平巡转台42与照明光源43之间的光学滤镜45的位置，使得照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度均匀一致，具体过程以下描述。

在本实施例中，所述外观瑕疵检测系统24可以被分割成一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在检测装置4的存储器23中并被配置成由一个或多个处理器（本实施例为一个处理器25）执行，以完成本发明。例如，参阅图2所示，所述外观瑕疵检测系统24被分割成控制模块240、影像获取模块241、影像处理模块242、影像分析模块243和结果输出模块244。本发明所称的模块是完成一特定功能的程序段，比程序更适合于描述软件在处理器中的执行过程，关于各模块的功能将在图3的流程图中具体描述。

如图3所示，是本发明外观瑕疵检测方法较佳实施例的流程图。

步骤S10，控制模块240控制水平巡转台42定位到初始位置。在本实施例中，所述初始位置为水平巡转台42的零度初始位置，在该零度初始位置，待测样本60处于水平放置状态（参阅图5所示）。当水平巡转台42定位到初始位置后，将待测样本60固定于固定单元46上。

步骤S11，控制模块240控制摄像单元40摄取待测样本60的影像，根据摄取的影像调整水平巡转台42与照明光源43之间的光学滤镜45的位置，使得照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度均匀一致。在本实施例中，如果摄像单元40摄取的影像中所有像素的亮度一致，则控制模块240判断照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度均匀一致。如果摄像单元40摄取的影像中所有像素的亮度不一致，则控制模块240判断照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度不一致。所述所有像素的亮度一致是指所有像素的亮度的偏差在预设范围内，例如，该预设范围可以是[-5，5]。

具体而言，如果照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度不一致，则控制模块240通过水平巡转台42的驱动马达控制第一连接杆51移动（向左、向右、向上、向下），从而调整光学滤镜45的位置，使得光学滤镜45颜色较深的一侧位于照明光源43光线投射强度较强的一侧，以降低待测样本60中距离照明光源43较近部分的投射光线强度，直到照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度均匀一致，则停止调整光学滤镜45的位置。

在其他实施例中，也可以通过系统设置人员手段调整第一连接杆51的方式来调整光学滤镜45的位置，不过这种方式的准确度会降低一些。

步骤S12，当照明光源43投射于待测样本60各位置点的光线强度均匀一致时，控制模块240控制水平巡转台42进行转动，使水平巡转台42稳定进行360度旋转移动。同时，在水平巡转台42转动时，影像获取模块241持续获取摄像单元40摄取的待测样本60在不同角度的影像（参阅图6所示）。在本实施例中，控制模块240通过水平巡转台42的驱动马达控制水平巡转台进行转动，在水平巡转台42转动的同时，摄像单元40持续针对待测样本60进行拍摄取样，例如，水平巡转台42每转动1度，摄像单元40摄取两张待测样本60的影像。

步骤S13，影像处理模块242对待测样本60的影像进行处理，将位于亮度容许值区间内的像素转换成指定颜色，得到处理后的影像。所述指定颜色可以是黑色（如亮度值为0）或白色（如亮度值为255）。在本实施例中，将待测样本60的影像转换成白色（参阅图7所示），该亮度容许值区间为[150，180]。所述像素的亮度值可以是像素的RGB（Red，Green，Blue）值的平均值，即（R+G+B）/3，或者其中的一种（如G值）。

步骤S14，影像分析模块243对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作，判断处理后的影像中是否包含瑕疵。

其中，判断处理后的影像中是否包含瑕疵可以采用现有技术中的方法。举例而言，如果处理后的影像中没有包含亮点或阴影区块，则影像分析模块243判断处理后的影像中不包含瑕疵（参阅图7所示）。如果处理后的影像中包含亮点或阴影区块，则影像分析模块243判断处理后的影像中包含瑕疵（参阅图8所示）。在本实施例中，如果指定颜色为黑色，则所述亮点或阴影区块为亮度高于亮度容许值区间上限（如180）的像素点或像素点区块；如果指定颜色为白色，则所述亮点或阴影区块为亮度低于亮度容许值区间下限（如150）的像素点或像素点区块。所述像素点区块为多个像素点组成的区域。

步骤S15，结果输出模块244根据检测结果，对检测完毕的待测样本60进行分类，并将检测结果输出至电子装置2的显示设备20上。

具体而言，如果所有处理后的影像都不包含瑕疵，则结果输出模块244将该待测样本60分类为合格产品，并在电子装置2的显示设备20上显示检测通过（Pass）的提示信息。如果存在处理后的影像包含瑕疵，则结果输出模块244将该待测样本60分类为不合格产品，并在电子装置2的显示设备20上显示检测没有通过（Failed）的提示信息。

在其他实施例中，所述外观瑕疵检测系统24也可以运行于检测装置4的处理器中，或者一部分模块运行于电子装置2中，另外一部分模块运行于检测装置4中，例如，可以将模块240-242运行于检测装置4的处理器中，将模块243-244运行于电子装置2的处理器25中。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种外观瑕疵检测系统，运行于电子装置，其特征在于，该系统包括：

控制模块，用于控制检测装置的水平巡转台定位到初始位置，该检测装置与电子装置连接，该检测装置还包括照明光源及光学滤镜，该光学滤镜安装于水平巡转台与照明光源之间；

所述控制模块，还用于控制检测装置的摄像单元摄取待测样本的影像，根据摄取的影像调整光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致；

所述控制模块，还用于当照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致时，控制水平巡转台进行转动；

影像获取模块，用于当水平巡转台转动时，持续获取摄像单元摄取的待测样本在不同角度的影像；

影像处理模块，用于对待测样本的影像进行处理，将位于亮度容许值区间内的像素转换成指定颜色，得到处理后的影像；

影像分析模块，用于对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作；及

结果输出模块，用于将检测结果输出至电子装置的显示设备上。

2.如权利要求1所述的外观瑕疵检测系统，其特征在于，如果摄像单元摄取的影像中所有像素的亮度一致，则判断照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致。

3.如权利要求1所述的外观瑕疵检测系统，其特征在于，所述所有像素的亮度一致是指所有像素的亮度的偏差在预设范围内。

4.如权利要求1所述的外观瑕疵检测系统，其特征在于，所述控制模块根据摄取的影像调整光学滤镜的位置包括：

如果照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度不一致，则通过水平巡转台的驱动马达控制与光学滤镜相连的连接杆移动，使得光学滤镜颜色较深的一侧位于照明光源光线投射强度较强的一侧；及

当照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致时，停止调整光学滤镜的位置。

5.如权利要求1所述的外观瑕疵检测系统，其特征在于，所述影像分析模块对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作包括：

如果处理后的影像中没有包含亮点或阴影区块，则判断处理后的影像中不包含瑕疵；及

如果处理后的影像中包含亮点或阴影区块，则判断处理后的影像中包含瑕疵。

6.如权利要求5所述的外观瑕疵检测系统，其特征在于：

如果指定颜色为黑色，则所述亮点或阴影区块为亮度高于亮度容许值区间上限的像素点或像素点区块；

如果指定颜色为白色，则所述亮点或阴影区块为亮度低于亮度容许值区间下限的像素点或像素点区块。

7.一种外观瑕疵检测方法，运行于电子装置，其特征在于，该方法包括：

控制步骤一，控制检测装置的水平巡转台定位到初始位置，该检测装置与电子装置连接，该检测装置还包括照明光源及光学滤镜，该光学滤镜安装于水平巡转台与照明光源之间；

控制步骤二，控制检测装置的摄像单元摄取待测样本的影像，根据摄取的影像调整光学滤镜的位置，使得照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致；

控制步骤三，当照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致时，控制水平巡转台进行转动；

影像获取步骤，当水平巡转台转动时，持续获取摄像单元摄取的待测样本在不同角度的影像；

影像处理步骤，对待测样本的影像进行处理，将位于亮度容许值区间内的像素转换成指定颜色，得到处理后的影像；

影像分析步骤，对处理后的影像进行外观瑕疵检测操作；及

结果输出步骤，将检测结果输出至电子装置的显示设备上。

8.如权利要求7所述的外观瑕疵检测方法，其特征在于，如果摄像单元摄取的影像中所有像素的亮度一致，则判断照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致。

9.如权利要求7所述的外观瑕疵检测方法，其特征在于，所述所有像素的亮度一致是指所有像素的亮度的偏差在预设范围内。

10.如权利要求7所述的外观瑕疵检测方法，其特征在于，所述控制步骤二包括：

如果照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度不一致，则通过水平巡转台的驱动马达控制与光学滤镜相连的连接杆移动，使得光学滤镜颜色较深的一侧位于照明光源光线投射强度较强的一侧；及

当照明光源投射于待测样本各位置点的光线强度均匀一致时，停止调整光学滤镜的位置。

11.如权利要求7所述的外观瑕疵检测方法，其特征在于，所述影像分析步骤包括：

如果处理后的影像中没有包含亮点或阴影区块，则判断处理后的影像中不包含瑕疵；及

如果处理后的影像中包含亮点或阴影区块，则判断处理后的影像中包含瑕疵。

12.如权利要求11所述的外观瑕疵检测方法，其特征在于：

如果指定颜色为黑色，则所述亮点或阴影区块为亮度高于亮度容许值区间上限的像素点或像素点区块；

如果指定颜色为白色，则所述亮点或阴影区块为亮度低于亮度容许值区间下限的像素点或像素点区块。