CN106153625A - 基于彩色光反射差异的表面划痕检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明应用于电子制造业或手表制造的电子产品或手表外壳划痕检测。分别用红色、蓝色LED光源照射，第一次红色LED直射光源在顶部照明，蓝色LED漫反射光源在接近外壳的低角度照射，数字相机在顶部采集图像。第二次更换为蓝色LED直射光源在顶部照明，红色LED漫反射光源在接近外壳的低角度照射，数字相机同样在顶部采集图像。对两幅图像分别分离出红色和蓝色成分，对第一幅图像用红色成分减去蓝色成分，第二幅图像用蓝色成分减去红色成分。对于图像上的每个像素，如果该像素在两幅图像的计算结果均小于零（或调整设定的阈值），则判断该像素为划痕区域。最后对判断后的图像进行先腐蚀后膨胀的形态学处理，去掉噪声，得到划痕区域。如没有划痕区域则判断无划痕。

Description

基于彩色光反射差异的表面划痕检测方法

技术领域

本专利技术主要应用于手机、笔记本电脑、小型游戏机、手表及其它电子产品的新产品外壳质量检测，包括塑料外壳或金属外壳。

背景技术

手机、笔记本电脑、小型游戏机、手表及其它电子产品在制造过程中，易受到意外划伤而在其表面留下划痕，从而影响产品外观质量。现有的检测方法主要是以人工检测来发现划痕缺陷，从而更换外壳。人工检测主观性强，易工作疲劳，易漏检，而且对于细小的划痕需要调整光照角度和视角才能人工发现，效率低，检测可靠性不高。

发明内容

本发明利用划痕和正常外壳对光照的不同反应来进行检测。正常的外壳区域表面平整，对照射光有较好的镜面反射，对直射光反射角度相对固定，漫反射相对较弱。划痕位置表面不平整，对照射光镜面反射散乱，主要表现为漫反射。

彩色数码相机可以采集获取彩色图像，并能从中将波长600nm左右的红色、波长420nm左右的蓝色图像成分分开。

为此，设计特殊的彩色照明及其角度，从而使正常的外壳区域、划痕区域反射呈现不同的颜色。首先，红色LED光源以直射光方式、以较大的照射角度（接近垂直于被检测面）照射，同时蓝色LED以漫反射光方式、以较小的照射角度照射，如图1所示。

彩色数字相机以垂直于被检测面的角度采集图像I₁(x,y,i)。

正常的外壳区域主要镜面反射红色光线，而漫反射的蓝色光线很弱。划痕区域则相反，红色的镜面反射光线较弱，而漫反射的蓝色光线则相对较强。

彩色数字相机采集得到的图像为I₁(x,y,i)，是一个三维矩阵，x是采集得到的图像上的像素点所在的行号，y为列号，i为1,2,或3。I₁(x,y,1)表示图像的红色成分，I₁(x,y,2)表示图像的绿色成分，I₁(x,y,3)表示图像的蓝色成分。

计算R₁(x,y)=I₁(x,y,1)-I₁(x,y,3)。

更换光源颜色，蓝色LED光源以直射光方式、以较大的照射角度（接近垂直于被检测面）照射，同时红色LED以漫反射光方式、以较小的照射角度照射，如图2所示。再次采集图像I₂(x,y,i)。

计算R₂(x,y)=I₂(x,y,3)-I₂(x,y,1)。

对于图像上的每个像素点(x,y)，如果R₁(x,y)<T而且R₂(x,y)<T，则该像素为划痕位置。其中T为设定的一个阈值，可取零，或根据实际检测环境进行调整。这样得到疑似划痕区域的像素点。

进一步对计算得到的图像划痕区域进行形态学处理，先腐蚀缩小，再膨胀还原，消除小的噪声点。最后可以明确得到划痕区域。

如果最后图像上不存在划痕区域，则该外壳区域无划痕。

本方法也可更换颜色先后顺序。直射光源也可以是LED同轴光。

图1、外壳划痕检测第一次图像采集示意图

图2、外壳划痕检测第二次图像采集示意图

Claims (2)

1.LED光源照射方式、角度和相机组成的硬件系统结构，对手机、笔记本电脑、小型游戏机、手表及其它电子产品的新产品外壳质量检测时，本专利设计的彩色光源系统结构，如图所示，彩色分别是红色和蓝色两种颜色，分别采用直接大角度照射、漫反射低角度照射，检测的外壳包括塑料外壳或金属外壳，插图、外壳划痕检测系统结构示意图。

2. 将采集的彩色图像中分离出的红色和蓝色成分进行计算，用直射光成分减去漫反射光成分，以交换光源颜色的照明方式，再次采集图像，对采集的图像分离出的红色和蓝色成分进行计算，用直射光成分减去漫反射光成分，根据两次计算的结果判断是否划痕区域。