外觀檢測是指確認部件或產(chǎn)品表面異物、瑕疵、缺陷的檢測。外觀檢測一般包括如下檢測內(nèi)容。

• 附著在食品包裝上的異物檢測
• 附著在布上的臟污檢測
• 金屬或樹脂部件上的瑕疵檢測
• 樹脂或橡膠成型時發(fā)生的缺陷、毛刺的缺陷檢測
• 確認LED是否全亮燈的缺陷檢測　等等

以往依靠目視的外觀檢測，近年來隨著工廠自動化的發(fā)展，開始導入圖像處理系統(tǒng)。下面對外觀檢測的基本原理進行講解。

瑕疵模式的原理

分割

圖像傳感器利用攝像元件 CCD 的每個像素的濃度（明暗） 數(shù)據(jù)，根據(jù)濃度的變化來檢測瑕疵或邊緣部?？紤]到處理全部像素數(shù)據(jù)所需時間過長，同時一些不必要的噪點數(shù)據(jù)會影響檢查的結(jié)果，采用由數(shù)個像素構(gòu)成的小“分割”的平均濃度，通過與周圍的平均濃度進行對比的方法來檢測瑕疵。

瑕疵模式算法（各分割與周圍分割進行比較和計算的方法）

下面介紹瑕疵測量模式的算法。

檢測原理 （檢測方向為X）

1. 在檢測區(qū)域內(nèi)，將各種尺寸的小區(qū)域（分割）移動其分割大小的 1/4 量的同時，進行平均濃度的測定。
   

   

2. 在包括當前分割（右圖(1)95的位置））在內(nèi)的檢測方向4 分割中，測量最大濃度和最小濃度。該值就是當前分割的”瑕疵等級”。
   

   

3. 瑕疵等級超過了設(shè)定臨界值時，將該當前分割作為瑕疵進行計數(shù)。該計數(shù)值則作為”傷量”檢查結(jié)果。
   

   

之后，在區(qū)域內(nèi)每次以一定的移動量移動當前分割時重復以上(1)～(3)步驟。

指定檢測方向為XY（二維）時的處理方法

以XY為檢測方向時，對于包括當前分割在內(nèi)的 X、Y方向的各 4個分割（共計16個分割），計算最大濃度與最小濃度的差值。

通過比較周圍 4 個分割 （而不僅是相鄰 2 個分割） 的濃度，可以檢測出微小的濃度變化（ 瑕疵）。

瑕疵模式的原理 總結(jié)

瑕疵模式，是借助“段”這種由幾個像素組成的小單位，與周圍進行分段比較，將濃度變化點檢測為瑕疵或污點的模式。通過分段處理，可以在降低干擾影響的同時實現(xiàn)高速性，通過將多個候選項與周圍段進行比較，可使過去難以實現(xiàn)的對“微小瑕疵”、“輕薄污點”等的檢測成為可能。^*

瑕疵模式的優(yōu)化設(shè)置方法

理想分割尺寸

下面介紹瑕疵檢查的優(yōu)化設(shè)置方法。
通過調(diào)整分割尺寸，可以優(yōu)化檢測敏感度及處理時間。

右表所示的試驗結(jié)果表示的是分割尺寸不同時，瑕疵水平與處理時間之間的變化關(guān)系。

分割尺寸與檢測對象的尺寸基本相同時，瑕疵水平達到最大值。換言之，將分割尺寸設(shè)為實際檢測對象的尺寸是一種同時兼顧檢測敏感度與處理時間的設(shè)置。

最佳分割尺寸=瑕疵大小（mm）×Y方向像素數(shù)量/Y方向視野（mm）

例如：瑕疵尺寸為 2mm、視野為120mm（ 方形）、采用24萬像素照相機（Y方向
480像素）。
則：2×480÷120=分割尺寸8

適于圖像的分割移動量/ 比較間隔的設(shè)置

瑕疵模式的兩個參數(shù)——移動量及比較間隔可以決定進行濃度比較時的分割移動距離。

通過調(diào)整這些參數(shù)，可以更好地檢測“ 小尺寸瑕疵”、“ 顏色較淺的污跡”等有特點的瑕疵·污跡。

檢測小尺寸瑕疵時，應該將移動量及比較間隔均設(shè)為較小的值，以便進行細致比較。
檢測顏色較淺的污跡時，需要將移動量及比較間隔均設(shè)為較大的值，以便在更大的范圍內(nèi)進行比較。

總之，為了得到良好的檢測效果，應該根據(jù)瑕疵·污跡的種類進行適當?shù)脑O(shè)置。

瑕疵模式理想設(shè)定方法 總結(jié)

通過調(diào)整最佳段大小和移動量/比較間隔設(shè)定，實現(xiàn)目標物的檢測最佳化。最佳設(shè)定，就是將段大小設(shè)定為和瑕疵/污點同樣的大小，并根據(jù)瑕疵/污點的大小和濃度，設(shè)定移動量和比較間隔。

圓周方向瑕疵檢查的原理

對于 PET 瓶、軸承、O圈等圓形的工件，應根據(jù)其曲線的外形制定適宜的外觀檢查方法。

這里，我們采用了利用程序進行“極座標轉(zhuǎn)換”的方法。
將圓弧形的窗口（檢查區(qū)域）轉(zhuǎn)換成方形，通過對比圓周及半徑方向上的分割濃度來檢測瑕疵。

通過預處理提高瑕疵模式的使用效果

差分濾鏡：忽略印刷部分，只檢查污跡

如果沒有標準，只是測量濃淡變化值，則難以區(qū)分污跡和印
刷文字。其結(jié)果往往是將清晰的印刷文字（而不是較淺的污跡）作為瑕疵或污跡檢測出來。

通過保存合格品圖像，進行每次輸入圖像及差分預處理，可以對于作為差分保留下來的圖像進行256 級平均濃度比較。

這樣，即使工件上有復雜的印刷文字或圖案，也可以檢測出污跡或瑕疵。

實時差分濾鏡

該濾鏡可以通過提取原圖像與原圖像經(jīng)過膨脹收縮濾鏡處理后的圖像之間的差分，從而檢測出極小的黑點等缺陷之處。利用該濾鏡時，可以免去根據(jù)形狀復雜的對象物體的輪廓進行的區(qū)域設(shè)置，也不需要進行對象物體的位置修正，因此設(shè)置更簡單。

外觀檢測/瑕疵模式 總結(jié)

要最大程度發(fā)揮瑕疵模式的作用，請牢記以下3點。

• 根據(jù)需要檢測的瑕疵大小，設(shè)定段大小
• 根據(jù)瑕疵的大小及濃度，設(shè)定移動量/比較間隔
• 根據(jù)工件的形狀，組合預處理設(shè)定

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