CN1759308A - 确定玻璃光学质量的方法 - Google Patents

Abstract

一种确定玻璃光学质量的方法，该玻璃包括至少一个已降低光透射的面积，其中，产生该玻璃的投影像，并在多个测量点上测量该玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃上的阵列。在每一点上确定照度与要求值的偏差，且其中在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。

Description

确定玻璃光学质量的方法

技术领域

本发明涉及确定玻璃光学质量的方法，特别是涉及车用玻璃。

背景技术

在车用玻璃的生产中，希望检查每一玻璃，确定它的光学质量，以保证把它用作车用玻璃是可接受的。

使用投影像来评估玻璃(glazing)的光学质量，是众所周知的。把玻璃放在局域光源(高强度点光源)和屏之间，使该玻璃的投影像投射在屏上。用CCD摄像机记录该投影像，并借助计算机分析。玻璃的投影像以照度的变化为特征，该照度变化与玻璃的透射畸变有关。玻璃的透射畸变是由于玻璃厚度的变化引起的。在层压的玻璃的情形，这些变化可以是在玻璃片制造时引入的，或者是在层压成型时引入的。结果导致所谓“楔”效应。理想的情形是，各玻璃片表面完全平行，使把玻璃片层压成型之后，仍保持相互平行。但是，实际上，各个玻璃片的厚度是变化的，层压本身在玻璃或层压玻璃中产生使光偏折的空的楔状部分，导致光学畸变。楔角的变化引起透射光会聚或发散，这种现象在投影像中由照度的变化表示。玻璃表面上楔角变化得越快，则透射光的会聚或发散变得越大。

US 5694479公开一种利用投影来测量玻璃光学质量的处理过程。记录玻璃的投影像，并进行照度的点测量处理。然后，使用已处理的投影像，构造参考的像，并随后把已处理像的各点与参考像对应的各点进行比较。在构造参考像中，首先必须对记录的投影像所有测量点，包括该像与玻璃的打印面积对应的区域，确定一个照度值。在这些区域中，通过从附近测量点已知照度值的外推，估计照度值。对与玻璃打印面积对应的投影像上各测量点，已经估计照度值之后，通过在整个投影像上执行卷积滤波，可以构造参考像。这样构造参考像是费时的，且执行的计算有许多是不必要的。

发明内容

本发明的一个目的，是对前述的处理过程加以改进。

按照本发明，是提供一种确定玻璃光学质量的方法，该玻璃包括至少一个已降低光透射的面积，本方法包括如下步骤：

产生玻璃的投影像；

在多个测量点上测量玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃上的阵列；

在每一点上，确定这些点的照度与要求值的任何偏差；

其中，在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。

本发明还提供一种确定玻璃光学质量的方法，包括如下步骤：

用局域光源照射玻璃，以产生投影像；

记录该投影像；

确定投影像的有效测量点，从该像中除去那些对应于玻璃已变暗面积的点；

处理记录的投影像，确定每一有效测量点的照度值；

通过使卷积窗在处理的像上逐点扫描，构造参考像，并用卷积滤波器，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均，计算对应于已处理像每一点的参考像各点的参考照度值；

把已处理的投影像每一有效测量点的照度值，与参考像的对应点比较，确定玻璃的光学质量。

本发明的方法，忽略玻璃在已变暗面积(如打印的周边阴暗带，或遮盖被粘合剂粘接的后视镜基座的打印补丁)中的光学质量，从而只进行必要的计算并缩减确定玻璃光学质量需要的时间量。

在本发明的一个优选实施例中，卷积窗在扫描操作中有恒定的面积。

本方法最好包括记录参考像的步骤，以便与已处理的像比较。

本方法中，有效测量点最好是该点的照度值等于或高于预设阈值的点。

本方法中，最好是，当要计算参考照度的卷积窗的点，与已处理像的无效测量点对应时，不计算参考照度。

在一个优选实施例中，在构造参考像中，不考虑无效测量点。

最好是，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用同一光源。

附图说明

现在将参照附图，说明本发明的实施例，附图有：

图1画出实现本发明一个优选实施例的设备安排的透视图；

图2A-2D按照本发明第一实施例的构造参考像的方法，画出卷积窗在扫描玻璃部分时，卷积窗的不同位置。

图3A-3C按照本发明第二实施例的构造参考像的方法，画出卷积窗在扫描玻璃部分时，卷积窗的不同位置。

具体实施方式

图1中，局域光源10照射挡风玻璃12，并在屏16上产生挡风玻璃的投影像14。图上画出挡风玻璃上打印的补丁30，该打印补丁遮盖被粘合剂粘接在挡风玻璃上的后视镜基座。该补丁把阴影32透射在投影像14上。光源是提供高强度点光源的450W氙弧灯。光源10与挡风玻璃12之间的距离是4m，而挡风玻璃12与屏16之间的距离是2m。在挡风玻璃的情形中，测量最好是按实际条件进行，所以挡风玻璃是以安装在车中相同的角度观察的，且光源的轴是水平的并平行于车的轴。图上也画出记录投影像14的CCD摄像机18，例如是有线性响应的10比特面积的扫描CCD摄像机，如Hitachi的型号为KP-F1的摄像机。虽然图1所示的摄像机18画在挡风玻璃12之下，但这不是必需的。必需的只是摄像机对屏16有不畸变的视图，以便能记录投影像14。CCD摄像机18与计算机20连接，计算机用于确定玻璃的光学质量。摄像机18记录的投影像14，存储在计算机20的存储器内，以帮助构造参考像，还用于与参考像比较。

投影像14经计算机20处理，检测有效和无效测量点，其中，有效测量点对应于玻璃不变暗的部分，而无效测量点对应于玻璃变暗的部分(如打印的周边阴暗带，或遮盖被粘合剂粘接的后视镜基座的打印补丁)。被计算机检测的有效测量点，是该点的照度值等于或高于预设阈值，而被检测的无效测量点，则是该点的照度值低于预设的阈值。然后，通过对每一有效测量点的照度值进行量化，处理投影像，之后，把已处理的照度值存储在计算机的存储器中。对每一无效测量点的照度值，不进行量化，而是简单地赋予零值，把零值存储在计算机的存储器中。

因此，已处理的像，除那些与玻璃变暗或打印的面积对应的点外，由记录的投影像所有测量点照度值已量化的点测量构成(即，已处理的像包括：有效测量点照度值已量化的点的测量)。正是用该已处理的像来构造参考像。这一步是通过卷积滤波，使处理的像“平滑化”完成的-使卷积窗在处理的像上逐点扫描，并对已处理像每一有效测量点，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均，计算对应的参考照度值。

在卷积窗只覆盖已处理像有效测量点的玻璃的面积中，通过卷积滤波来构造参考像，是直截了当的。但是，对卷积窗覆盖至少一个无效测量点的情形，必须作一些调整。

最好使用大小为31×31测量点的卷积窗，但为说明的目的并参考图2，图中使用的是3×3测量点的卷积窗。不按比例的图2画出已处理像的一部分，包括有效和无效测量点，以栅格表示，每一测量点表示成一方块。卷积窗用边界标记28内的方块表示(3×3个方块)。无效测量点画成实心的块32，且在本特定例子中，对应于玻璃上的打印的补丁30，该打印的补丁遮盖被粘合剂粘接在挡风玻璃上的后视镜基座。图上画出卷积窗28在已处理像上扫描时的四个相继位置，图2A是在位置1，图2B是在位置2，图2C是在位置3，和图2D是在位置4。当卷积窗在已处理像上扫描时，在每一位置上，对有效测量点的照度值求算术平均值。图2中，卷积窗的大小是3×3，且正在要计算参考照度的窗是它的几何中心点(以方块5表示)。

在如图2A所示的位置1，因为卷积窗只覆盖有效测量点，所以卷积滤波是直截了当的。对与处理像被方块5覆盖的点对应的参考像点，要获得参考照度值，需进行如下的计算：

$I_5=\left[\underset{9}{\overset{1}{\mathrm{\ΣI}}}\right]/9$

即，对卷积窗方块1到9中实际的照度值求平均，其中，各方块与被处理像各有效测量点对应。

在如图2B所示的位置2，卷积窗覆盖已处理像的一个无效测量点(对应于被卷积窗方块9覆盖的点)。在对参考像与卷积窗方块5覆盖的点对应的点，计算参考照度值时，该无效测量点在计算中被忽略，于是，需进行如下的计算，以获得该点的参考照度值：

$I_5=\left[\underset{8}{\overset{1}{\mathrm{\ΣI}}}\right]/8$

即，对卷积窗方块1到8中实际的照度值求平均，这8个方块与被处理像的有效测量点对应。

在如图2C所示的位置3，卷积窗覆盖已处理像的两个无效测量点(对应于被卷积窗方块8和9覆盖的点)，并在对参考像与卷积窗方块5覆盖的点对应的点，计算参考照度值时，这些无效测量点在计算中被忽略，于是，需进行如下的计算，以获得该点的参考照度值：

$I_5=\left[\underset{7}{\overset{1}{\mathrm{\ΣI}}}\right]/7$

即，对卷积窗方块1到7中实际的照度值求平均，这7个方块与被处理像的有效测量点对应。

在卷积窗方块5覆盖已处理像的无效测量点的情形，如图2D所示的位置，不计算参考照度值，而参考像对应点的照度值被赋值零。

如上所述，通过在整个已处理像表面进行卷积滤波，构造参考像，该参考像由每一对应于处理像有效测量点的参考照度值构成。

现在，把参考像与处理像比较，确定玻璃的光学质量。这一比较是通过比较对应点的照度值，并计算处理像各点照度值相对于参考像那些点的照度值的比值。这样，能够确定玻璃的缺陷，把确定的缺陷与通常由车辆制造商提供的规格比较，确定该玻璃是否满足要求的规格。

在上述参照图2说明的方法中，在计算参考照度值中，当卷积窗在处理像至少一个无效测量点上扫描时，窗的大小显著缩小。例如，在图2A中，面积是9个方块，在2B是8个方块，而在图2C，有效的是7个方块。这是因为，当窗覆盖的方块对应于处理像的无效测量点时，这些方块在计算参考照度值不予考虑。在一种另外的方法中，在参考像整个构造过程的扫描操作中，就是说，当窗只在处理像的有效测量点上扫描时，并且也当窗在处理像的无效测量点上扫描时，卷积窗可以有恒定的面积。这是通过改变卷积窗的形状实现的，使当窗确实覆盖处理像的无效测量点时，忽略该无效测量点，并用卷积窗相邻的有效测量点代替。在该方法中，卷积窗中要计算参考照度的点，可以不总是在窗的几何中心，而是在卷积窗预定的点。该方法示于图3，在本特定例子中，虽然可以选择不同的方块，但方块5仍被选为卷积窗中要计算参考照度的点。在图3A-C所示的每一位置中，对参考像与处理像被方块5覆盖的点对应的点，本方法计算的参考照度是：

$I_5=\left[\underset{9}{\overset{1}{\mathrm{\ΣI}}}\right]/9$

在图3所示每一例子中，卷积窗的面积是9个方块，但在各情形中，该窗不是3×3个方块的正方形。

如同前面参照图2说明的方法，通过在处理像的整个表面进行卷积滤波，构造参考像，且由每一对应于处理像有效测量点的参考照度值构成。现在，如同前面参照图2说明的方法，通过比较对应点的照度值，并计算处理像各点照度值相对于参考像那些点的照度值的比值，对参考像与已处理像进行比较，确定玻璃的光学质量。这样，能够确定玻璃的缺陷，把确定的缺陷与通常由车辆制造商提供的规格比较，确定该玻璃是否满足要求的规格。

在上面的实施例中，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用同一光源。这样可以降低使用不同光源时可能产生的误差。

显然，每一测量点的大小，要小于玻璃上已经降低光透射的面积，如打印的补丁30或周边的阴暗带。在前面的实施例中，每一测量点的大小是投影像的像素，与CCD摄像机的单个传感单元对应。

Claims (9)

1.一种确定玻璃光学质量的方法，该玻璃包括至少一个已降低光透射的面积，本方法包括如下步骤：

产生该玻璃的投影像；

在多个测量点上测量该玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃上的阵列；

在每一点上，确定这些点的照度与要求值的任何偏差；

其中，在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。

2.一种确定玻璃光学质量的方法，包括如下步骤：

用局域光源照射该玻璃，以产生投影像；

记录该投影像；

对除去那些与玻璃已变暗面积对应的点的投影像，确定有效测量点；

处理已记录的投影像，确定每一有效测量点的照度值；

通过使卷积窗在处理的像上逐点扫描，构造一参考像，并用卷积滤波器，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均，计算对应于已处理像每一点的参考像各点的参考照度值；

把已处理的投影像每一有效测量点的照度值，与参考像的对应点比较，确定玻璃的光学质量。

3.按照权利要求2的方法，其中的卷积窗在扫描操作中有恒定的面积。

4.按照权利要求2和权利要求3的方法，包括记录参考像的步骤，以便与已处理的像比较。

5.按照权利要求2到4任一项的方法，其中的有效测量点，是该点的照度值等于或高于预设阈值的点。

6.按照权利要求2到5任一项的方法，其中，当要计算参考照度的卷积窗的点，与已处理像的无效测量点对应时，不计算参考照度。

7.按照权利要求2到6任一项的方法，其中在构造参考像中，不考虑无效测量点。

8.按照权利要求2到7任一项的方法，其中，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用同一光源。

9.一种按照本文前面参照附图并如附图演示所描述的、确定玻璃光学质量的方法。

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