CN110286134A - 一种缺陷检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缺陷检测装置，可通过依次控制环形LED光源的点亮区域，获取多幅高光区域均无交叠的待融合图像，并且通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，从而该装置可以检测高反射表面的缺陷，避免了高光对高反射曲面的表面缺陷检测的影响，并且依次控制环形LED光源的点亮区域，保证了高反射弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，提高了高反射表面的缺陷检出率，可实现高反射表面的缺陷自动检测。本发明还公开了一种缺陷检测方法。

Description

一种缺陷检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及缺陷检测技术，尤其涉及一种缺陷检测装置和一种缺陷检测方法。

背景技术

高反射表面，如金属表面、喷漆表面和电镀表面等，对光具有高反射性质，这种表面的缺陷检测在工业自动控制领域经常遇到问题。其一，由于高反射表面镜面反射产生高光会使得相机拍摄的图片中部分区域出现饱和，从而可能掩盖缺陷，影响缺陷检出率。其二，高反射表面上的缺陷的形状、方向和位置很复杂，使得缺陷的散射光对照明方向很敏感，通过拍摄一幅图像，不能保证弯曲表面上的所有的缺陷都能被照明，并且形成可识别的光信号，进而影响缺陷检出率。

发明内容

本发明提供一种缺陷检测装置及其方法，以实现通过多幅高光区域不交叠的待融合图像融合为高光消除的待测物缺陷检测图像，进而消除高光对待测物缺陷检测的影响，提高缺陷检出率。

本发明一方面实施例提出了一种缺陷检测装置，包括：载物台，所述载物台用于承载待测物；环形LED光源，所述环形LED光源与所述待测物正对设置，所述环形LED光源用于照射所述待测物；所述环形LED光源包括多个LED灯，多个所述LED灯环形排列且沿所述环形LED光源径向方向呈列排列，每个所述LED灯均与所述控制单元电连接，所述控制单元分别控制每个所述LED灯的点亮或熄灭；图像采集单元，所述图像采集单元设置在所述环形LED光源远离所述待测物的一侧；控制单元，所述控制单元和图像采集单元相连；所述控制单元依次控制所述环形LED光源的点亮区域，所述点亮区域包括至少一列所述LED灯；相邻两次点亮的所述点亮区域至少部分所述LED灯不同；所述图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集待测物图像；所述控制单元在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的所述待测物图像，直至选取至少三幅所述待测物图像作为待融合图像；并将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息，其中，各所述待融合图像的高光区域均不交叠。

根据本发明实施例提出的缺陷检测装置，可通过依次控制环形LED光源的点亮区域，获取多幅高光区域均无交叠的待融合图像，并且通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，从而该装置可以检测高反射表面的缺陷，避免了高光对高反射曲面的表面缺陷检测的影响，并通过依次控制环形LED光源的点亮区域，保证了高反射弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，提高了高反射表面的缺陷检出率，实现高反射表面的缺陷自动检测。

根据本发明的一个实施例，所述控制单元依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮包括：沿顺时针或者逆时针依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮。

根据本发明的一个实施例，所述控制单元将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，包括：获取各所述待融合图像相同位置像素点的光强值；确定各所述待融合图像相同位置像素点的光强值的中间光强值；将所述中间强度值确定为待测物缺陷检测图像的像素点光强值。

根据本发明的一个实施例，所述控制单元根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息，包括：根据阈值分割法在所述待测物缺陷检测图像中识别所述待测物的缺陷信息。

根据本发明的一个实施例，所述图像采集单元包括相机和物镜，所述相机和物镜连接，所述物镜位于所述环形LED光源远离所述待测物的一侧，所述相机位于所述物镜远离所述环形LED光源的一侧，所述相机分别与所述控制单元相连。

根据本发明的一个实施例，所述相机为CCD工业相机。

本发明另一方面实施例提出了一种缺陷检测方法，包括以下步骤：依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮；所述点亮区域包括至少一列所述LED灯；相邻两次点亮的所述点亮区域至少部分所述LED灯不同；获取所述图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集的待测物图像；在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的所述待测物图像，直至选取至少三幅所述待测物图像作为待融合图像，其中，各所述待融合图像的高光区域均不交叠；将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像；根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息。

根据本发明实施例提出的缺陷检测方法，首先依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮；其中，点亮区域包括至少一列LED灯；并且相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同；接着获取图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集的待测物图像；并且在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的待测物图像，直至选取至少三幅待测物图像作为待融合图像；最后将各待融合图像融合为待测物缺陷检测图像；并根据待测物缺陷检测图像识别待测物的缺陷信息，进而可通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，其中，依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮保证了高反射弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，进而提高了高反射表面的缺陷检出率，实现高反射表面的缺陷自动检测。

根据本发明的一个实施例，依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮，包括：

沿顺时针或者逆时针依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮。

根据本发明的一个实施例，所述将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，包括：获取各所述待融合图像相同位置像素点的光强值；确定各所述待融合图像相同位置像素点的光强值的中间光强值；将所述中间强度值确定为待测物缺陷检测图像的像素点光强值。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息，包括：根据阈值分割法在所述待测物缺陷检测图像中识别所述待测物的缺陷信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：可通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，其中，依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮保证了高反射弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，进而提高了高反射表面的缺陷检出率，实现高反射表面的缺陷自动检测。

附图说明

图1为本发明一个实施例的缺陷检测装置的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的缺陷检测装置的环形LED光源的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的缺陷检测装置中控制单元调整LED点亮区域的示意图；

图4是本发明另一个实施例的缺陷检测装置中控制单元调整LED点亮区域的示意图；

图5是本发明又一个实施例的缺陷检测装置中控制单元调整LED点亮区域的示意图；

图6是本发明再一个实施例的缺陷检测装置中控制单元调整LED点亮区域的示意图；

图7是本发明一个具体实施例的缺陷检测装置中控制单元调整LED点亮区域的示意图；

图8是本发明实施例的缺陷检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

现有技术中对于具有高反射性质的表面进行缺陷检测目前主要依赖于人工，但由于人工检测的主观性以及差异性，检测结果不够准确。如果使用自动的机器视觉缺陷检测系统，镜面反射的高光会使得相机拍摄的图片中部分区域出现饱和，从而可能掩盖缺陷，虽然使用低角度的平行光照射使得镜面发射光不进入相机，但这不并适用于弯曲反射面的检测。并且仅通过相机拍摄一张图片，通常不能消除高光，也不能保证弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，由此，需要使用一种缺陷检测装置消除相机拍摄的图片中光照饱和区域，以提高高反射曲面的缺陷检出率。

图1是本发明一个实施例的缺陷检测装置的结构示意图。如图1所示，该缺陷检测装置100包括：载物台1、环形LED光源3、图像采集单元7和控制单元6。

其中，载物台1用于承载待测物2；环形LED光源3与待测物2正对设置，环形LED光源3用于照射待测物2；环形LED光源3包括多个LED灯，多个LED灯环形排列且沿环形LED光源3径向方向呈列排列，每个LED灯均与控制单元6电连接，控制单元6分别控制每个LED灯的点亮或熄灭；图像采集单元7设置在环形LED光源3远离待测物2的一侧；控制单元6和图像采集单元7相连；控制单元6依次控制环形LED光源3的点亮区域，点亮区域包括至少一列LED灯；相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同；图像采集单元7在每次点亮区域点亮时采集待测物图像；控制单元6在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的待测物图像，直至选取至少三幅待测物图像作为待融合图像；并将各待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，根据待测物缺陷检测图像识别待测物的缺陷信息，其中，各所述待融合图像的高光区域均不交叠。

需要说明的是，该缺陷检测装置100的检测原理如下：可通过依次控制环形LED光源3的点亮区域，获取多幅高光区域均无交叠的待融合图像，并且通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，同时，通过依次控制环形LED光源3的点亮区域的不同，可保证待测物2上的所有缺陷均被照明，提高缺陷检测率。

具体来说，LED环形光源上按环形排列且沿环形LED光源3径向方向呈列排列布设有LED灯，控制单元6通过控制每个LED灯的点亮和熄灭，依次控制环形LED光源3上的点亮区域，并控制图像采集单元7在每次点亮区域点亮时采集待测物图像，并在图像采集单元7相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的待测物图像，直至选取至少三幅待测物图像作为待融合图像，并将各待融合图像融合，作为待测物缺陷检测图像，进而根据待测物检测图像识别待测物的缺陷信息，从而通过调整改变环形LED光源上的点亮区域，获取多幅高光区域均无交叠的待融合图像，保证了待测物上的所有缺陷均都能被照明，并将多幅待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，从而消除高光对缺陷检测的影响，提高了待测物的缺陷检出率。

需要说明的是，待测物2可以为形状规则的高反射曲面，即高反射凹面或者凸面。

其中，环形LED光源3包括多个LED灯，多个LED灯环形排列且沿环形LED光源3径向方向呈列排列。可以理解如下，举例来说，如图2所示，图2中环形LED光源3的径向方向每列排列有七个LED灯，并且径向排列的每列LED灯按环形排列。需要说明的是，LED环形光源3上的每个LED灯均与控制单元6电连接，并且控制单元6可单独控制每个LED灯的点亮和熄灭。

另外，控制单元6依次控制环形LED光源3上的点亮区域，并且点亮区域包括至少一列LED灯；相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同，并且图像采集单元7在每次点亮区域点亮时采集待测物图像；控制单元6在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的待测物图像，可以理解如下：

举例来说，如图3-6所示，控制单元6首先点亮环形LED光源3上的a区域，其中，a区域的LED灯的列数至少包括一列LED灯，优选为包括三列LED灯。其中，初始点亮的LED灯的列数可根据实际的待测物的大小进行调整，待测物面积越大，初始点亮的LED灯的列数就越多。此时，控制单元6控制图像采集单元7采集a区域光照下的待测物图像，并获取a区域光照下的待测物图像上的高光区域；接着控制a区域的LED灯熄灭，b区域的LED灯点亮，其中，为了保证图像采集单元7每次采集图像的光照都相同，后期图像处理方便，b区域的LED灯的列数需要与a区域的LED灯的列数相同，控制单元6控制图像采集单元7采集b区域光照下的待测物图像，并获取b区域光照下的待测物图像上的高光区域；控制单元6判断b区域光照下的待测物图像的高光区域与a区域光照下的待测物图像的高光区域是否有交叠，如果无交叠，则选择当前b区域光照下的待测物图像为第二待融合图像；如果有交叠，则舍弃当前b区域光照下的待测物图像，并控制b区域的LED灯熄灭，同时控制c区域的LED灯点亮，同时控制图像采集单元7采集c区域光照下的待测物图像，并且获取c区域光照下的待测物图像上的高光区域，控制单元6判断c区域光照下的待测物图像的高光区域与a区域光照下的待测物图像的高光区域是否有交叠，如果无交叠，则选择当前c区域光照下的待测物图像为第二待融合图像；如果有交叠，继续重复上述步骤，直至寻找到与a区域光照下的待测物图像的高光区域无交叠的待测物图像为止，将此幅待测物图像作为第二待融合图像，其中，a区域光照下的待测物图像为第一待融合图像。

其中，需要说明的是，控制单元6依次控制环形LED光源3上的点亮区域中的依次可以理解为仅为第一次与第二次点亮LED光源3上的点亮区域的次序，而对点亮的点亮区域变换顺序不作具体限制。

可以理解的是，待融合图像越多，最后处理的效果越好，为了后期图像融合处理计算简单，优选为获取三幅待融合图像即可，也就是说，在寻找到第二待融合图像之后，继续以第二待融合图像的点亮区域为基点，寻找第三待融合图像，第三待融合图像上的高光区域与第一、第二待融合图像的高光区域均无交叠，在寻找到三幅待融合图像之后，即可进行图像融合，并对融合后的待测物缺陷检测图像进行缺陷识别。

优选地，为了图像融合效果更好，设置相邻的待融合图像的高光区域之间的距离至少为10个像素，也就是说，在寻找待测物图像上的高光区域与第一待融合图像高光区域无交叠的情况下，且两者之间的距离至少为10个像素时，才将其作为第二待融合图像。

举例来说，如图1所示，在环形LED光源3处于某个高度(LED光源上的点亮区域的LED灯的光线与水平面的夹角为60度)下，通过控制单元6控制环形LED光源3上的点亮区域，比如，打开φ＝0°方向上(其中，以环形LED光源3的圆心为坐标原点，以垂直于纸面向里的方向为y轴，以平行于纸面向右为x轴，φ角即点亮区域的列LED灯与x轴的夹角，0°方向即与x轴重合的LED灯)以一定列数(三列)的LED灯，形成0°方向的照明。在该照明方向下通过相机5采集第一待融合图像并记录高光在待测物上出现的位置。然后通过控制单元6调整处于打开状态的LED的位置，其中，每次调整处于打开状态的LED的位置时，控制单元6均控制相机5采集待测物图像，并比较高光出现的位置与0°方向照明时的位置的高光出现的位置，在高光出现的位置与0°方向照明时的位置离开一定距离(优选为10个像素)时，采集第二待融合图像。继续通过控制单元6调整环形光源上处于打开状态的LED的位置，并比较高光出现的位置与前两幅待融合图像的高光位置，在高光的出现的位置与前两幅待融合图像的高光位置与均离开较大距离(优选为10个像素)时，采集第三待融合图像。对于一般的曲面样品(规则形状的曲面)，采集3个照明方向下的3幅图像进行合成，即可实现高光消除。对于特殊的曲面样品(形状不规则)，可能需要更多的图像进行合成。只要重复上述调整处于打开状态的LED的位置即可改变照明方向，直至最后一幅待融合图像采集完成。

需要说明的是，相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同，仍以上述点亮区域举例，比如，a区域与b区域，如图3所示，a区域与b区域可以有一列LED灯交叠；或者，如图4所示，a区域与b区域之间可以有一列LED灯的间隔；或者，如图5所示，a区域与b区域之间有一列LED灯的间隔，b区域与c区域之间有两列LED灯的间隔，即区域之间间隔以依次往上递加的方式进行；或者，如图6所示，a区域与b区域之间有两列LED灯交叠，b区域与c区域之间有一列LED灯交叠，即区域之间交叠列数以依次递减的方式进行。其中，a区域与b区域之间的交叠列数或者间隔列数根据待测物的实际情况(比如曲面的面形和实际照明效果)以及高光区域出现的位置进行设置，对于具体采取哪种点亮方式，这里不作限制，仅保证同一待测物情况下每次点亮区域的LED灯列数相同即可。

根据本发明的一个实施例，控制单元6依次控制环形LED光源3的各点亮区域的LED灯点亮包括：沿顺时针或者逆时针依次控制环形LED光源3的各点亮区域的LED灯点亮。

也就是说，a/b/c区域的点亮顺序可以为绕环形LED光源3逆时针点亮，也可以为顺时针点亮，这里不作限制。

根据本发明的一个实施例，控制单元6将各待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，包括：获取各待融合图像相同位置像素点的光强值；确定各待融合图像相同位置像素点的光强值的中间光强值；将中间强度值确定为待测物缺陷检测图像的像素点光强值。

详细来说，在获取高光区域均无交叠的多幅待融合图像之后，获取每幅待融合图像上相同位置像素点的光强值，并以从大到小或者是从小到大顺序进行排列，选取中间强度值作为待测物缺陷检测图像上相同位置像素点的光强值。

可以理解的是，如果控制单元6选取的多幅待融合图像为奇数幅，则直接选取中间强度值作为待测物缺陷检测图像相同位置上像素点的光强值；如果控制单元6选取的多幅待融合图像为偶数幅，则选取中间两个强度值的求和平均值作为待测物缺陷检测图像相同位置上的像素点的光强值。

举例来说，如果待融合图像为k幅，那么，将k幅待融合图像合成为1幅待测物缺陷检测图像，合成方法为：对于待测物缺陷检测图像中的每一个像素点的强度值I(m,n)，取所有k幅图像中的该像素点强度值的中间值(k为奇数)，即

I(m,n)＝Median{I₁(m,n),I₂(m,n),…,I_k(m,n)}

式中Median表示取中间值，m，n表示像素点的坐标。

如果k为偶数，对于待测物缺陷检测图像中的每一个像素点的强度值I(m,n)，则取所有k幅图像中该像素点强度值的中间两个强度值求和平均值。

由此，每幅待融合图像高光区域出现的位置不同，而且彼此没有交叉重叠，这样既可消除高光的影响，使得最终合成的待测物缺陷检测图像中没有高光。

根据本发明的一个实施例，控制单元6根据待测物缺陷检测图像识别待测物的缺陷信息，包括：根据阈值分割法在待测物缺陷检测图像中识别待测物的缺陷信息。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，图像采集单元7包括相机5和物镜4，相机5和物镜4连接，物镜4位于环形LED光源3远离待测物的一侧，相机5位于物镜4远离环形LED光源3的一侧，相机5与控制单元6相连。

根据本发明的一个实施例，相机5为CCD工业相机。控制单元6可以为计算机。

也就是说，控制单元6在控制环形LED光源3上的点亮区域点亮之后，点亮区域的LED灯照射到待测物表面，待测物表面对光线进行反射，进入物镜4，控制单元6控制相机5对待测物进行拍照。

更具体地，如图7所示，图7(a)、7(b)、7(c)、7(d)所示为4个照明方向时LED灯的设置，图中黑色圆点表示处于打开状态的LED，处于未打开状态的LED未在图中标出。7(a)、7(b)、7(c)、7(d)分别为0°、90°、180°和270°方向照明时的光源设置。

其中，待测物为一球形金属曲面，检测其顶部的缺陷，在环形光LED光源处于一定高度条件下(可以使光线至待测物中心的连线与水平面的夹角为60度)，通过控制单元6控制，分别使环形LED光源3上的点亮区域处于0°、90°、180°和270°四个方向(即φ1＝0°、φ2＝90°、φ3＝180°、φ4＝270°)，即a区域与b区域间隔多列LED灯，光源形状设置为扇形，大小为3排LED。分别依次采集4个照明方向下的待测物图像。需要说明的是，这种情况下，4个照明方向下的待测物图像的高光位置不重叠，通过取中值平均值的方法，将4幅图像合成为1幅图像。最后，通过阈值分割算法从合成的单幅图像中提取待测球体的缺陷信息。

综上所述，根据本发明实施例提出的缺陷检测装置，可通过依次控制环形LED光源的点亮区域，获取多幅高光区域均无交叠的待融合图像，并且通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，从而使得该装置可以检测高反射表面的缺陷，避免了高光对高反射曲面的表面缺陷检测的影响，通过依次控制环形LED光源的点亮区域，保证了高反射弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，并且形成可识别的光信号，提高了高反射表面的缺陷检出率，实现高反射表面的自动检测。

本发明另一方面实施例提出了一种缺陷检测方法，如图8所示，包括以下步骤：

S1:依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮；点亮区域包括至少一列LED灯；相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同；

S2:获取图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集的待测物图像；

S3:在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的待测物图像，直至选取至少三幅待测物图像作为待融合图像，其中，各所述待融合图像的高光区域均不交叠；

S4:将各待融合图像融合为待测物缺陷检测图像；

S5:根据待测物缺陷检测图像识别待测物的缺陷信息。

也就是说，可通过依次控制环形LED光源的点亮区域，获取多幅高光区域均无交叠的待融合图像，并且通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，同时，通过依次控制环形LED光源的点亮区域的不同，可保证待测物上的所有缺陷均被照明，提高缺陷检测率。

举例来说，如图3-6所示，控制单元首先点亮环形LED光源上的a区域，其中，a区域的LED灯的列数至少包括一列LED灯，优选为包括三列LED灯。其中，初始点亮的LED灯的列数可根据实际的待测物的大小进行调整，待测物面积越大，初始点亮的LED灯的列数就越多。此时，控制单元控制图像采集单元采集a区域光照下的待测物图像，并获取a区域光照下的待测物图像上的高光区域；接着控制a区域的LED灯熄灭，b区域的LED灯点亮，其中，为了保证图像采集单元每次采集图像的光照都相同，后期图像处理方便，b区域的LED灯的列数需要与a区域的LED灯的列数相同，控制单元控制图像采集单元采集b区域光照下的待测物图像，并获取b区域光照下的待测物图像上的高光区域；控制单元判断b区域光照下的待测物图像的高光区域与a区域光照下的待测物图像的高光区域是否有交叠，如果无交叠，则选择当前b区域光照下的待测物图像为第二待融合图像；如果有交叠，则舍弃当前b区域光照下的待测物图像，并控制b区域的LED灯熄灭，同时控制c区域的LED灯点亮，同时控制图像采集单元采集c区域光照下的待测物图像，并且获取c区域光照下的待测物图像上的高光区域，控制单元判断c区域光照下的待测物图像的高光区域与a区域光照下的待测物图像的高光区域是否有交叠，如果无交叠，则选择当前c区域光照下的待测物图像为第二待融合图像；如果有交叠，继续重复上述步骤，直至寻找到与a区域光照下的待测物图像的高光区域无交叠的待测物图像为止，将此幅待测物图像作为第二待融合图像，其中，a区域光照下的待测物图像为第一待融合图像。

可以理解的是，待融合图像越多，最后处理的效果越好，为了后期图像融合处理计算简单，优选为获取三幅待融合图像即可，也就是说，在寻找到第二待融合图像之后，继续以第二待融合图像的点亮区域为基点，寻找第三待融合图像，第三待融合图像上的高光区域在寻找到三幅待融合图像之后，即可进行图像融合，并对融合后的待测物缺陷检测图像进行缺陷识别。

优选地，为了图像融合效果更好，设置相邻的待融合图像的高光区域之间的距离至少为10个像素，也就是说，在寻找待测物图像上的高光区域与第一待融合图像高光区域无交叠的情况下，且两者之间的距离至少为10个像素时，才将其作为第二待融合图像。

举例来说，如图1所示，在环形LED光源处于某个高度下，通过控制单元控制环形LED光源上的点亮区域，比如，打开φ＝0°方向上(其中，以环形LED光源的圆心为坐标原点，以垂直于纸面向里的方向为y轴，以平行于纸面向右为x轴，φ角即点亮区域的列LED灯与x轴的夹角，0°方向即与x轴重合的LED灯)以一定列数的LED灯，形成0°方向的照明。在该照明方向下通过相机采集第一待融合图像，并记录高光在待测物上出现的位置。然后通过控制单元调整处于打开状态的LED的位置，其中，每次调整处于打开状态的LED的位置时，控制单元均控制相机采集待测物图像，并比较高光出现的位置与0°方向照明时的位置的高光出现的位置，在高光出现的位置与0°方向照明时的位置离开一定距离(优选为10个像素)时，采集第二待融合图像。继续通过控制单元调整环形光源上处于打开状态的LED的位置，并比较高光出现的位置与前两幅待融合图像的高光位置，在高光的出现的位置与前两幅待融合图像的高光位置均离开较大距离(优选为10个像素)时，采集第三待融合图像。对于一般的曲面样品(规则形状的曲面)，采集3个照明方向下的3幅图像进行合成，即可实现高光消除。对于特殊的曲面样品(形状不规则)，可能需要更多的图像进行合成。只要重复上述调整处于打开状态的LED的位置即可改变照明方向，直至最后一幅待融合图像采集完成。

需要说明的是，相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同，仍以上述点亮区域举例，比如，a区域与b区域，如图3所示，a区域与b区域可以有一列LED灯交叠；或者，如图4所示，a区域与b区域之间可以有一列LED灯的间隔；或者，如图5所示，a区域与b区域之间有一列LED灯的间隔，b区域与c区域之间有两列LED灯的间隔，即区域之间间隔以依次往上递加的方式进行；或者，如图6所示，a区域与b区域之间有两列LED灯交叠，b区域与c区域之间有一列LED灯交叠，即区域之间交叠列数以依次递减的方式进行。其中，a区域与b区域之间的交叠列数或者间隔列数根据待测物的实际情况(比如曲面的面形和实际照明效果)以及高光区域出现的位置进行设置，对于具体采取哪种点亮方式，这里不作限制，仅保证同一待测物情况下每次点亮区域的LED灯列数相同即可。

根据本发明的一个实施例，依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮，包括：

沿顺时针或者逆时针依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮。

也就是说，a/b/c区域的点亮顺序可以为绕环形LED光源逆时针点亮，也可以为顺时针点亮，这里不作限制。

根据本发明的一个实施例，将各待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，包括：获取各待融合图像相同位置像素点的光强值；确定各待融合图像相同位置像素点的光强值的中间光强值；将中间强度值确定为待测物缺陷检测图像的像素点光强值。

根据本发明的一个实施例，根据待测物缺陷检测图像识别待测物的缺陷信息，包括：根据阈值分割法在待测物缺陷检测图像中识别待测物的缺陷信息。

详细来说，在获取高光区域均无交叠的多幅待融合图像之后，获取每幅待融合图像上相同位置像素点的光强值，并以从大到小或者是从小到大顺序进行排列，选取中间强度值作为待测物缺陷检测图像上相同位置像素点的光强值。

可以理解的是，如果控制单元选取的多幅待融合图像为奇数幅，则直接选取中间强度值作为待测物缺陷检测图像相同位置上像素点的光强值；如果控制单元选取的多幅待融合图像为偶数幅，则选取中间两个强度值的求和平均值作为待测物缺陷检测图像相同位置上的像素点的光强值。

举例来说，如果待融合图像为k幅，那么，将k幅待融合图像合成为1幅待测物缺陷检测图像，合成方法为：对于待测物缺陷检测图像中的每一个像素点的强度值I(m,n)，取所有k幅图像中的该像素点强度值的中间值(k为奇数)，即

I(m,n)＝Median{I₁(m,n),I₂(m,n),…,I_k(m,n)}

式中Median表示取中间值，其中，m，n表示像素点的坐标。

如果k为偶数，对于待测物缺陷检测图像中的每一个像素的强度值I(m,n)，则取所有k幅图像中该像素点强度值的中间两个强度值求和平均值。

由此，每幅待融合图像高光区域出现的位置不同，而且彼此没有交叉重叠，这样既可消除高光的影响，使得最终合成的待测物缺陷检测图像中没有高光。进而通过阈值分割法分割待测物缺陷检测图像，识别待测物缺陷。

综上所述，根据本发明实施例提出的缺陷检测方法，首先依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮；其中，点亮区域包括至少一列LED灯；并且相邻两次点亮的点亮区域至少部分LED灯不同；接着获取图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集的待测物图像；并且在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的待测物图像，直至选取至少三幅待测物图像作为待融合图像；最后将各待融合图像融合为待测物缺陷检测图像；并根据待测物缺陷检测图像识别待测物的缺陷信息，进而可通过多幅待融合图像合成无高光的待测物缺陷检测图像，以消除高光对待测物缺陷检出的影响，其中，依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮保证了高反射弯曲表面上的所有缺陷都能被照明，并且形成可识别的光信号，进而提高了高反射表面的缺陷检出率，实现高反射表面的缺陷自动检测。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种缺陷检测装置，其特征在于，包括：

载物台，所述载物台用于承载待测物；

环形LED光源，所述环形LED光源与所述待测物正对设置，所述环形LED光源用于照射所述待测物；所述环形LED光源包括多个LED灯，多个所述LED灯环形排列且沿所述环形LED光源径向方向呈列排列，每个所述LED灯均与控制单元电连接，所述控制单元分别控制每个所述LED灯的点亮或熄灭；

图像采集单元，所述图像采集单元设置在所述环形LED光源远离所述待测物的一侧；

控制单元，所述控制单元和图像采集单元相连；

所述控制单元依次控制所述环形LED光源的点亮区域，所述点亮区域包括至少一列所述LED灯；相邻两次点亮的所述点亮区域至少部分所述LED灯不同；

所述图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集待测物图像；

所述控制单元在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的所述待测物图像，直至选取至少三幅所述待测物图像作为待融合图像；并将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息，其中，各所述待融合图像的高光区域均不交叠。

2.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述控制单元依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮包括：

沿顺时针或者逆时针依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮。

3.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述控制单元将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，包括：

获取各所述待融合图像相同位置像素点的光强值；

确定各所述待融合图像相同位置像素点的光强值的中间光强值；

将所述中间强度值确定为待测物缺陷检测图像的像素点光强值。

4.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述控制单元根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息，包括：

根据阈值分割法在所述待测物缺陷检测图像中识别所述待测物的缺陷信息。

5.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述图像采集单元包括相机和物镜，所述相机和所述物镜连接，所述物镜位于所述环形LED光源远离所述待测物的一侧，所述相机位于所述物镜远离所述环形LED光源的一侧，所述相机与所述控制单元相连。

6.根据权利要求5所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述相机为CCD工业相机。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的缺陷检测装置的缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮；所述点亮区域包括至少一列所述LED灯；相邻两次点亮的所述点亮区域至少部分所述LED灯不同；

获取所述图像采集单元在每次点亮区域点亮时采集的待测物图像；

在相邻两次采集的待测物图像的高光区域有交叠时，舍弃第二次采集的所述待测物图像，直至选取至少三幅所述待测物图像作为待融合图像，其中，各所述待融合图像的高光区域均不交叠；

将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像；

根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息。

8.根据权利要求7所述的缺陷检测方法，其特征在于，依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮，包括：

沿顺时针或者逆时针依次控制环形LED光源的各点亮区域的LED灯点亮。

9.根据权利要求7所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述将各所述待融合图像融合为待测物缺陷检测图像，包括：

获取各所述待融合图像相同位置像素点的光强值；

确定各所述待融合图像相同位置像素点的光强值的中间光强值；

将所述中间强度值确定为待测物缺陷检测图像的像素点光强值。

10.根据权利要求7所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述根据所述待测物缺陷检测图像识别所述待测物的缺陷信息，包括：

根据阈值分割法在所述待测物缺陷检测图像中识别所述待测物的缺陷信息。