CN106493096A - 镜头自动清洁系统及镜头自动清洁方法 - Google Patents

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Abstract

一种镜头自动清洁系统包括有一摄影机、一能够置于所述摄影机的镜头下方的检测色盘、一清洁工具、一处理器及一制动单元，所述制动单元用于控制所述检测色盘与清洁工具移动，所述摄影机用于持续拍摄转动中的检测色盘而获取多张不同色彩区域之影像，所述处理器用于处理每相邻两张不同色彩区域之影像而获取一差异值，并将所述差异值与一基准值相比较而判断出所述镜头是否有异物，所述制动单元用于在所述处理器判断出所述镜头存在异物时控制所述清洁工具清洁所述镜头。本发明进一步提供了一种镜头自动清洁方法。

Description

镜头自动清洁系统及镜头自动清洁方法
技术领域
本发明涉及一种镜头自动清洁系统及镜头自动清洁方法。
背景技术
如今，摄像机在人们的生活中越来越普及，摄像机镜头清洁与否对成像质量的影响很大，所以对摄像机镜头的保护很重要。现有的生产线上大都搭配有一智能检测系统用以检测待测产品的外观是否出现任何瑕疵。所述智能检测系统包括有一用以拍摄待测产品的智能摄像机，通过分析摄影机摄得之待测产品的影像判别待测产品的外观是否出现瑕疵。然而，若摄影机镜头上因故出现污渍、灰尘、等异物，将可能造成摄影机镜头摄得影像中包含异物之影像，容易造成系统后续进行瑕疵判定作业上的错误，若检测人员无法实时留意摄影机镜头状况，便容易发生产品检测过程产生大量误判之异常情形，造成处理作业上的重工工时、料件浪费，更可能导致产品良率误判等损失。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可自动清洁摄影机镜头的镜头自动清洁系统及镜头自动清洁方法。
一种镜头自动清洁系统包括有一摄影机、一能够置于所述摄影机的镜头下方的检测色盘、一清洁工具、一处理器及一制动单元，所述制动单元用于控制所述检测色盘与清洁工具移动，所述摄影机用于持续拍摄转动中的检测色盘而获取多张不同色彩区域之影像，所述处理器用于处理每相邻两张不同色彩区域之影像而获取一差异值，并将所述差异值与一基准值相比较而判断出所述镜头是否有异物，所述制动单元用于在所述处理器判断出所述镜头存在异物时控制所述清洁工具清洁所述镜头。
进一步地，所述镜头自动清洁系统还包括有一存储单元，所述存储单元用于存储所述摄影机拍摄的多张不同色彩区域之影像。
进一步地，所述处理器包括有一调取模组、一计算模组及一分析模组，所述调取模组用于调取所述存储单元内的影像对应的各像素点之像素值，并将所述像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点，所述计算模组用于根据所述调取模组调取的像素点坐标值计算出相同位置像素点的像素值之间的差异值，所述分析模组用于比对所述差异值与所述基准值而判断出所述镜头是否有异物。
进一步地，当任意两相邻影像之间相同位置像素点颜色的差异值低于基准值时，所述分析模组用于在相应的像素点上的一权值资料中加1；当多张不同色彩区域之影像之同一位置像素点的权值大于一预设比例时，所述分析模组即可判断出所述镜头出现异物，而将该镜头有异物的信息发送至所述制动单元。
进一步地，所述计算模组可根据公式σ= 计算出所述相同位置像素点的像素值之间的差异值。
进一步地，所述镜头自动清洁系统还包括有一支架，所述摄影机安装于所述支架上，所述清洁工具转动安装于所述支架上。
一种镜头自动清洁方法，包括以下步骤：
影像获取步骤：一摄影机持续拍摄一转动中的检测色盘以获取多张不同色彩区域之影像；
处理步骤：一处理器处理所述多张不同色彩区域之影像，并将处理后的多张不同色彩区域之影像与一基准值相比较而判断出所述摄影机的镜头是否有异物；及
执行步骤：当所述镜头存在异物时，一制动单元控制所述清洁工具清洁所述镜头。
进一步地，所述镜头自动清洁方法还包括一存储步骤：一存储单元存储所述摄影机拍摄的多张不同色彩区域之影像。
进一步地，所述执行步骤还包括：一调取模组调取所述存储单元内的影像对应的各像素点之像素值，并将所述像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点，一计算模组根据所述调取模组调取的像素点坐标值计算出相同位置像素点的像素值之间的差异值，及一分析模组比对所述差异值与所述基准值而判断出所述镜头是否有异物。
进一步地，在所述分析比对所述差异值与所述基准值时，还包括：当任意两相邻影像之间相同位置像素点颜色的差异值低于基准值时，所述分析模组用于在相应的像素点上的一权值资料中加1；当多张不同色彩区域之影像之同一位置像素点的权值大于一预设比例时，所述分析模组即可判断出所述镜头出现异物，而将该镜头有异物的信息发送至所述制动单元。
与现有技术相比，在上述镜头自动清洁系统及镜头自动清洁方法中，利用摄影机持续拍摄转动中的检测色盘而获取多张不同色彩区域之影像，所述处理器处理所述多张不同色彩区域之影像后与一基准值相比较，即可判断出所述镜头是否有异物。当所述镜头有异物时，所述制动单元即可控制所述清洁工具清洁所述镜头。
附图说明
图1是本发明镜头自动清洁系统的一较佳实施方式的一立体图。
图2是图1中的镜头自动清洁系统的一结构示意图。
图3为图1中镜头自动清洁系统的一摄影机拍摄的多张不同色彩区域的影像。
图4为图3中的三张影像在同一位置像素点之像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点的一示意图。
图5为图3中多张不同色彩区域的影像的的第一张与第二张的影像取同一位置的示意图。
图6为图3中多张不同色彩区域的影像的的第二张与第三张的影像取同一位置的示意图。
图7是图1的镜头自动清洁系统中一处理器在处理多张不同色彩区域的影像时分析的一示意图。
图8是图1的镜头自动清洁系统中的镜头未出现异物时，所述处理器处理多张不同色彩区域的一分析图。
图9是图1的镜头自动清洁系统中的镜头出现异物时，所述处理器处理多张不同色彩区域的一分析图。
图10是图1的镜头自动清洁系统中的一清洁工具清洁镜头的一立体图。
图11是利用图2中的镜头自动清洁系统实施一镜头自动清洁方法的流程图。
主要元件符号说明
镜头自动清洁系统 100
支架 10
检测色盘 20
摄影机 30
镜头 31
清洁工具 40
存储单元 50
处理器 60
调取模组 61
计算模组 63
分析模组 65
制动单元 70
生产线 200
镜头自动清洁方法 110
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，在本发明的一较佳实施方式中，一镜头自动清洁系统100可应用于一生产线200，用于检测一待测产品（图未示）的外观是否存在瑕疵。所述镜头自动清洁系统100包括一支架10、一可放置于所述生产线200的检测色盘20、一安装于所述支架10上的摄影机30、一转动安装于所述支架10上的清洁工具40、一存储单元50、一处理器60及一可调整所述清洁工具40与所述检测色盘20的制动单元70。
在一实施方式中，所述检测色盘20为一有色圆盘，由各颜色及其不同色阶所组成，以使检测色盘各位置点之颜色皆不相同。可以理解的是，所述检测色盘20将不限于本实施方式中说明之有色圆盘，其检测色盘亦可为液晶显示器（LCD）等电子显示器，或任何由不同颜色、色阶组成且具备色彩变换功能之显示设备所代替。
所述摄影机30用于连续拍摄检测色盘20的不同色彩区域的影像，并将影像存储于所述存储单元50中。当所述摄影机30需要拍摄检测色盘20的影像时，所述制动单元70可将所述检测色盘20推送至摄影机30之镜头下方适当位置，使摄影机30之镜头拍摄范围完全位于检测色盘20上。由于检测色盘20之中心点无法随圆盘转动而改变其位置，若摄影机30拍摄范围内包含检测色盘20之中心点位置，摄影机30拍的之影像中，检测色盘20之中心点所在位置之像素值将固定不变，造成系统后续透过影像判别摄影机镜头上是否出现污渍（灰尘）等异物时可能出现误判。
请参阅图3，所述摄影机30在拍摄所述检测色盘20时，所述制动单元70可转动所述检测色盘20一周，使所述摄影机30可在检测色盘20转动的一周时间内连续拍摄到一系列不同色彩的影像，并将该系列不同色彩的影像存储在所述存储单元50内。例如，摄影机30每1秒可拍摄5张影像，并连续拍摄两秒，将取得10组检测色盘20之影像画面A、B、C、D、E、F、G、H、I、J。每一影像画面的同一位置设定一像素点，所述像素点之像素值皆由R、G、B三元素所组成，通过R（红）、G（绿）、B（蓝）三元素数值之变化，将R、G、B三元素相互迭加以得到各式不同之颜色、色彩。即，各不同之R、G、B像素值组成方式，皆代表不同之像素色彩。
请一起参阅图4及图5，所述处理器60包括有一调取模组61、一计算模组63及一分析模组65。所述调取模组61用于调取所述存储单元50内的影像画面对应的各像素点之像素值，并将所述像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点。例如，同一像素点的R、G、B像素值视为三维空间中的X、Y、Z坐标点，即第1张影像的像素点坐标为（X、Y、Z）、第2张影像的像素点坐标为（X、Y、Z）、第3张影像的像素点坐标为（X、Y、Z）。
所述计算模组63可根据所述调取模组61调取的像素点坐标值计算出相同位置像素点的像素值之间的差异值σ，例如，可将相邻两影像画面相同位置的像素点的坐标值进行计算，而计算出各相同位置像素点R、G、B像素值之间的差异值σ，所述差异值σ可根据公式σ= 获得。
请参阅图5，例如，在计算差异值σ时，假设摄影机30对转动中的检测色盘20连续拍摄10张影像，分别编号为A、B、C…及J为例，所述计算模组63则将先针对A、B影像之第1相同位置像素点之R、G、B像素值进行计算。假设A、B两影像于第1相同位置像素点之R、G、B像素值，分别为（68, 18, 255）及（255, 11, 76），（所述调取模组61则会该两像素点R、G、B像素值转化为三维空间中的两坐标点。这样，所述计算模组63便可通过公式σ= ，计算出两坐标点之间的距离为259，即，A、B影像之第1相同位置像素点颜色的差异值σ为259。
所述分析模组65可根据计算模组63计算的相同位置像素点颜色的差异值σ与存储单元50内存储的一基准值ω进行对比，例如，所述基准值ω可为15。上述的第1相同位置像素点颜色的差异值σ高于基准值ω，即可判定A、B两影像之第1相同位置像素点的颜色相异，反之，若上述的第1相同位置像素点颜色的差异值σ低于或等于基准值ω时，即可判定A、B两影像之第1相同位置像素点的颜色相同或相近。
请参阅图6，所述计算模组63可继续依序对相邻两影像间第1相同位置像素点颜色的差异值σ进行计算，例如，B、C影像、C、D影像、D、F影像…。
请参阅图7，所述分析模组65在根据计算模组63计算的相同位置像素点颜色的差异值σ与一基准值ω进行对比时，若所述任意两相邻影像之间第1相同位置像素点颜色的差异值σ低于基准值ω（颜色相同或相似）时，所述分析模组65即可在第1像素点上的一权值资料中加1；反之，若所述任意两相邻影像之间第1相同位置像素点颜色的差异值σ高于基准值ω（颜色相异）时，所述分析模组65则不需要在第1像素点的权值资料中加1。例如，在图8中的第1像素点位置，A、B两影像的颜色相同或相近及I、J两影像的颜色相同或相近，则分析模组65在第1像素点位置上的权值资料中加2。如此类推，所述分析模组65可判定所有影像中的第1到N个相同位置的像素点的权值，这样，所述分析模组65即可根据相同位置的像素点的权值判断出所述摄影机30的镜头31是否出现异物。
请参阅图8，当所有影像中，例如，10张影像画面A、B、C、D、E、F、G、H、I、J的第1到N个相同位置的像素点的权值均小于80%时，即小于8时，所述分析模组65即可判断出所述摄影机30的镜头31未出现异物，所述摄影机30摄得之影像的各相同位置像素点皆随检测色盘转动而改变。
请参阅图9，当所有影像中，例如，10张影像画面A、B、C、D、E、F、G、H、I、J的第1到N个相同位置的像素点的其中一像素点R的权值均大于8时，即9时，所述分析模组65即可判断出所述摄影机30的镜头31出现异物，而将该镜头有异物的信息发送至所述制动单元70。
请参阅图10，所述制动单元70在接收到所述分析模组65发送的镜头有异物的信息后控制所述清洁工具40沿靠近所述摄影机30的方向转动，并对齐所述摄影机30的镜头31以清理所述镜头31。当清洁工具40清理完镜头31时，所述检测色盘20即可退回生产线200外，使生产线200得以继续恢复运作。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将存储装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
请参阅图11，图11为本发明实施方式中通过所述镜头自动清洁系统100实现一种镜头自动清洁方法110的一流程图，所述镜头自动清洁方法110方法包括以下步骤：
步骤1101：所述制动单元70将所述检测色盘20推动到所述摄影机30的镜头31的下方位置。
步骤1102：所述制动单元70转动所述检测色盘20，同时，所述摄影机30对转动中的检测色盘20拍摄一定数量的影像，并存储在所述存储单元50中。例如，拍摄10张影像画面A、B、C、D、E、F、G、H、I、J。
步骤1103：所述处理器60的调取模组61调取所述存储单元50内的影像画面对应的各像素点之像素值，并将所述像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点。例如，同一像素点的R、G、B像素值视为三维空间中的X、Y、Z坐标点，即第1张影像的像素点坐标为（X、Y、Z）、第2张影像的像素点坐标为（X、Y、Z）、第3张影像的像素点坐标为（X、Y、Z）。
步骤1104：所述处理器60的计算模组63根据所述调取模组61调取的像素点坐标值计算出相同位置像素点的像素值之间的差异值σ。例如，可将相邻两影像画面相同位置的像素点的坐标值进行计算，而计算出各相同位置像素点R、G、B像素值之间的差异值σ，所述差异值σ可根据公式σ= 获得。
步骤1105：所述处理器60的分析模组65判断计算模组63计算的相同位置像素点颜色的差异值σ是否低于一基准值ω，若否，则进入步骤1106，若是，则进入步骤1107。
步骤1106：所述任意两相邻影像之间相同位置像素点颜色的差异值σ低于基准值ω（颜色相同或相似）时，所述分析模组65即可在相应的像素点上的一权值资料中加1。
步骤1107：所述任意两相邻影像之间相同位置像素点颜色的差异值σ高于基准值ω（颜色不同）时，所述分析模组65无需在相应的像素点上的权值资料中加1，即计为0。
步骤1108：所述分析模组65完成所有影像中的第1到N个相同位置的像素点的权值，并判断相同位置的像素点的权值是否超过一定比例（80%）。若是，则进行步骤1109；若否，则进行步骤1110。例如，当所有影像中，10张影像画面A、B、C、D、E、F、G、H、I、J的第1到N个相同位置的像素点的其中一像素点r的权值均大于8时，即9时，即可判断相同位置的像素点的权值（9）超过8。
步骤1109：所述制动单元70控制所述清洁工具40沿靠近所述摄影机30的方向转动，以让所述清洁工具40对齐所述摄影机30的镜头31以清理所述镜头31。当清洁工具40清理完镜头31时，所述检测色盘20即可退回生产线200外，使生产线200得以继续恢复运作。
步骤1110：完成镜头31的检测动作，所述检测色盘20退回生产线200外，使生产线200得以继续恢复运作。
本领域技术人员可以理解，图1及图2中示出的组成结构并不构成对镜头自动清洁系统100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，而图11中的镜头自动清洁方法120亦采用图1及图2中所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置来实现。本发明所称的单元、模组等是指一种能够被所述镜头自动清洁系统100中的处理器60所执行并功能够完成特定功能的一系列计算机程序模块，其均可存储于所述存储单元50内。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种镜头自动清洁系统，其特征在于：所述镜头自动清洁系统包括有一摄影机、一能够置于所述摄影机的镜头下方的检测色盘、一清洁工具、一处理器及一制动单元，所述制动单元用于控制所述检测色盘与清洁工具移动，所述摄影机用于持续拍摄转动中的检测色盘而获取多张不同色彩区域之影像，所述处理器用于处理每相邻两张不同色彩区域之影像而获取一差异值，并将所述差异值与一基准值相比较而判断出所述镜头是否有异物，所述制动单元用于在所述处理器判断出所述镜头存在异物时控制所述清洁工具清洁所述镜头。
2.如权利要求1所述的镜头自动清洁系统，其特征在于：所述镜头自动清洁系统还包括有一存储单元，所述存储单元用于存储所述摄影机拍摄的多张不同色彩区域之影像。
3.如权利要求2所述的镜头自动清洁系统，其特征在于：所述处理器包括有一调取模组、一计算模组及一分析模组，所述调取模组用于调取所述存储单元内的影像对应的各像素点之像素值，并将所述像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点，所述计算模组用于根据所述调取模组调取的像素点坐标值计算出相同位置像素点的像素值之间的差异值，所述分析模组用于比对所述差异值与所述基准值而判断出所述镜头是否有异物。
4.如权利要求3所述的镜头自动清洁系统，其特征在于：当每两相邻影像之间相同位置像素点颜色的差异值低于基准值时，所述分析模组用于在相应的像素点上的一权值资料中加1；当多张不同色彩区域之影像之同一位置像素点的权值大于一预设比例时，所述分析模组能够判断出所述镜头出现异物，而将该镜头有异物的信息发送至所述制动单元。
5.如权利要求3所述的镜头自动清洁系统，其特征在于：所述计算模组能够根据公式σ= 计算出所述相同位置像素点的像素值之间的差异值。
6.如权利要求1所述的镜头自动清洁系统，其特征在于：所述镜头自动清洁系统还包括有一支架，所述摄影机安装于所述支架上，所述清洁工具转动安装于所述支架上。
7.一种镜头自动清洁方法，包括以下步骤：
影像获取步骤：一摄影机持续拍摄一转动中的检测色盘以获取多张不同色彩区域之影像；
处理步骤：一处理器处理所述多张不同色彩区域之影像，并将处理后的多张不同色彩区域之影像与一基准值相比较而判断出所述摄影机的镜头是否有异物；及
执行步骤：当所述镜头存在异物时，一制动单元控制所述清洁工具清洁所述镜头。
8.如权利要求7所述的镜头自动清洁方法，还包括一存储步骤：一存储单元存储所述摄影机拍摄的多张不同色彩区域之影像。
9.如权利要求8所述的镜头自动清洁方法，其特征在于：所述执行步骤还包括：一调取模组调取所述存储单元内的影像对应的各像素点之像素值，并将所述像素值组合R、G、B转化为三维空间中的X、Y、Z坐标点，一计算模组根据所述调取模组调取的像素点坐标值计算出相同位置像素点的像素值之间的差异值，及一分析模组比对所述差异值与所述基准值而判断出所述镜头是否有异物。
10.如权利要求8所述的镜头自动清洁方法，其特征在于：在所述分析比对所述差异值与所述基准值时，还包括：当任意两相邻影像之间相同位置像素点颜色的差异值低于基准值时，所述分析模组用于在相应的像素点上的一权值资料中加1；当多张不同色彩区域之影像之同一位置像素点的权值大于一预设比例时，所述分析模组能够判断出所述镜头出现异物，而将该镜头有异物的信息发送至所述制动单元。
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