CN107014830A - Ito导电玻璃检测方法与检测装置 - Google Patents

Abstract

一种ITO导电玻璃检测方法与检测装置，所述检测方法包括：对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；对拍摄获得的各个目标图像进行预处理；对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。本发明技术方案能简单、高效、准确地检测出ITO导电玻璃待检测表面的导电线路细微划伤情况以及短路情况。

Description

ITO导电玻璃检测方法与检测装置

技术领域

本发明涉及视觉检测技术领域，特别涉及一种ITO导电玻璃检测方法与检测装置。

背景技术

氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxides)膜加工制作成的ITO导电玻璃是一种科技含量高的特种镀膜玻璃，也是电子工业的基础材料，主要用于生产液晶显示器件(LCD，Liquid Crystal Display)。因液晶显示器体积小、重量轻、厚度薄、无辐射、电压低、节能环保，所以它是当今国际上最受重视和欢迎的显示器件，它在计算机、通讯、家电、仪器仪表、军工、轻工、医疗等国民经济的各个领域得到了广泛的应用，是目前电子工业中用途最广泛、发展最迅速的一类产品。随着液晶显示器行业的迅速发展和显示器件的最新换代，ITO导电玻璃的市场需求量将大于液晶显示器行业的增长速度。

目前国内大批量的ITO导电玻璃表面质量检测大部分是直接通过人眼进行观察和判断。大批量的ITO导电玻璃产品检测往往需要大量的员工进行高重复性的工作。这种产品缺陷检测方式有许多不足之处，首先，人眼长时间工作在高光源下工作，极易疲劳，容易误判和漏判；其次，由于每个人对标准的认识程度和理解程度不同，主观判断的标准也不一样，难以量化，因此在检测过程中，没有统一的检测标准；最后，由于检测的工作量大、重复性高，对人眼的伤害严重。而且有些时候，如微小的尺寸要精确快速测量，形状匹配，颜色识别等，人们根本无法用肉眼连续稳定地进行，其他物理传感器也难于有用武之地。不仅效率较低，工作强度大，而且产品的附加值也比较低。

随着工业生产的迅速发展，如何快速有效进行生产检测越来越受到重视，而以往的人海战术因人工成本的猛增而不再受到青睐，因此新兴检测技术如机器视觉检测技术则得到推广。所谓机器视觉，就是给机器以视觉功能以代替人眼来进行测量、分析和判别，即通过工业相机(包含工业镜头，一般分为CMOS和CCD两种)将被检测物体表面信息转换为图像信号，由图像处理***(例如为工业PC及其所设置的图像采集卡)进行处理，得到被摄目标(被检测物体)的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，对这些信号进行各种运算来提取所需要的检测特征如面积、位置、长度、角度、数量、颜色等等，再和预设的判别依据比较，从而输出相应判别数据或结果。现有技术中机器视觉检测***的硬件结构可以参考图1。机器视觉技术自诞生以来，就被应用在工业自动化控制中，以其非接触性、高速高精度和稳定性、高柔性、长效性以及高性价比等特点，成为一种优秀的检测技术。

在工业生产中总是经常遇到裂痕、划痕和变色等产品的表面缺陷问题，而这些问题不管对于人工检测还是机器视觉检测都极富挑战。其难度在于该类缺陷形状不规则、深浅对比度低，而且往往会被产品表面的自然纹理或图案所干扰。因此，表面缺陷检测对于正确打光、相机分辨率、被检测部件与工业相机的相对位置、复杂的机器视觉检测算法等要求非常高。机器视觉划痕检测的基本分析过程分为两步：首先，确定检测产品表面是否有划痕，其次，在确定被分析图像上存在划痕之后，对划痕进行提取。划痕的检测一般使用基于统计的灰度特征或者阈值分割的方法将划痕部分标出。

由于在工业检测中图像的多样性，对于每一种图像，都要经过分析综合考虑各种手段来进行处理达到效果。对于ITO导电玻璃表面导电线路的机器视觉检测来说，由于产生的划伤是极为细微的(如图2和图3中的矩形框所示，相关附图中的白色线条即为ITO导电玻璃表面的导电线路)，通过传统的划痕检测方法难以简单、高效、准确地检测出导电线路的划伤情况，因此有必要采取更有针对性的检测手段。

此外，一般来说，通过机器视觉检测技术对ITO导电玻璃表面的图形(导电线路)进行检测时，现有的ITO导电玻璃检测装置所采用的工业相机并不是一次成像的，而是扫描式，现有的工业相机镜头分为两种：一是线阵式，一次只拍一条线那么宽的图像，线阵的区域可能是2*0.0001的宽度，所以拍摄时间久，耗时、镜头贵，但是拍照质量较高；另一种是面阵式，一次拍一定面积，例如玻璃面积是20*50，面阵区域(即ITO导电玻璃待检测表面的图形区域)是2*2的话，就要拍250次。虽然面阵式的镜头便宜，成像效率较高，但是图像质量差，成像效果较低，不利于缺陷的查找，因此对于检测算法提出了更高的要求。

发明内容

本发明要解决的问题是现有技术中的机器视觉检测装置难以简单、高效、准确地检测出ITO导电玻璃待检测表面的导电线路细微划伤情况。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种ITO导电玻璃检测方法，包括：对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；对拍摄获得的各个目标图像进行预处理；对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。

可选的，所述ITO导电玻璃检测方法还包括：在判断出所有直线上的断点之后，确定被判断为断点的对应区域的宽度。

可选的，所述检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上包括：

检测亮线边缘，所述亮线为所述ITO导电玻璃上的导电线路对应于所述目标图像上的线条图形；

根据所述亮线的边缘寻找直的平行线；

找出各条平行线上像素点亮度出现突变而导致不连续的所有像素点。

可选的，所述确定被判断为断点的区域的宽度包括：对所述不连续的所有像素点进行边沿判断，确定所述断点对应区域的宽度。

可选的，所述对拍摄获得的各个目标图像进行预处理包括：对拍摄获得的各个目标图像进行动态分割，以分割出所述目标图像中适于进行所述断点检测的待检测区域。

可选的，拍摄获得的相邻目标图像之间存在部分重叠的区域；所述对拍摄获得的各个目标图像进行预处理包括：根据拍摄顺序去除后获得的目标图像之中与先获得的目标图像存在部分重叠的区域。

可选的，对所述ITO导电玻璃的待检测表面的连续拍摄是以预定频率进行的。

可选的，使所述ITO导电玻璃或适于对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄的工业相机匀速移动，所述工业相机的镜头与所述待检测表面之间保持平行。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种ITO导电玻璃检测装置，包括：图像采集单元，适于对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；预处理单元，适于对所述图像采集单元拍摄获得的各个目标图像进行预处理；第一检测单元，适于对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，并确定所述断点的宽度，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；第二检测单元，适于从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。

可选的，所述ITO导电玻璃检测装置还包括断点宽度确定单元，适于在判断出所有直线上的断点之后，确定被判断为断点的对应区域的宽度。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：

通过对ITO导电玻璃的待检测表面连续拍摄获得的目标图像进行断点检测，判断目标图像的各像素点是否处于直线的断点上，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域，从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域，由此能够简单、高效、准确地检测出ITO导电玻璃待检测表面的导电线路细微划伤情况以及短路情况。

此外，由于不管待检测的ITO导电玻璃大小，只要保证拍摄区域覆盖待检测区域便能进行断点检测，本发明技术方案具有较强的适应性。

附图说明

图1是现有技术中机器视觉检测***的硬件结构示意图；

图2和图3是ITO导电玻璃表面的导电线路发生细微划伤情况的示意图；

图4是本发明技术方案提供的ITO导电玻璃检测方法的流程示意图；

图5是本发明实施例中对ITO导电玻璃待检测表面进行视觉检测的示意图；

图6是本发明实施例中有待进行断点检测的目标图像的示意图；

图7是本发明实施例中检测亮线边缘的示意图；

图8是本发明实施例中寻找直的平行线并从中找出不连续的像素点的示意图；

图9是本发明实施例中对不连续的像素点进行边沿判断的示意图；

图10至图12是本发明实施例的ITO导电玻璃检测方法的实际效果示意图；

图13是ITO导电玻璃表面的导电线路发生短路情况的示意图。

具体实施方式

现有技术中，采用面阵相机的机器视觉检测装置对ITO导电玻璃表面的导电线路进行检测，由于所述导电线路上产生的划伤一般是极为细微的，且为了提高检测效率所使用的面阵相机的成像质量也很有限，那么仍以传统的划痕检测方法进行机器视觉检测，势必难以简单、高效、准确地检测出导电线路的划伤情况。

为此，本发明技术方案提供一种ITO导电玻璃检测方法，通过采用高速工业相机，以连续拍摄的方式进行检测，即：一个相机按照一定的频率连续采集图像，待检测工件(ITO导电玻璃)以一定的速度经过工业相机的拍摄点，或者移动工业相机对固定的待检测工件，这样拍摄完成一个工件，就会得到一系列的图片，这些图片完全覆盖待检测区域；对于拍摄获得的一系列图片，以断点检测的方式检测出每张图片上的断点，以此确定ITO导电玻璃表面的导电线路的划伤情况。

上述检测方法有如下几个优点：

1.***简单、高效：由于采用工业相机连续拍摄，只要保证拍摄的范围覆盖全部的待检区域即可，不需要针对特定的区域等等，结构简单；而且只要连续拍摄完成就可以得到结果，不用后续的拼接等，效率高。

2.适应性强：不管待检品大小，只要保证拍摄区域覆盖待检区域就能工作。

3.准确性高：判断目标图像的各像素点是否处于直线的断点上，无论导电线路上的划伤多么细微，仍能够通过断点检测的方式准确地检测出来。

如图4所示，所述ITO导电玻璃检测方法包括：

步骤S101，对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；

步骤S102，对拍摄获得的各个目标图像进行预处理；

步骤S103，对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；

步骤S104，从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。

本发明实施例中对ITO导电玻璃待检测表面进行视觉检测可以参阅图5，视觉检测***包括待检测的ITO导电玻璃、传送带、工业相机和编码器，在实际实施时，可以将待检测的ITO导电玻璃放置于传送带上，ITO导电玻璃的待检测表面朝上，所述待检测表面包含待检测的全部图形区域，待拍摄的每一图形区域的大小由面阵相机的拍摄范围确定，面阵相机则垂直固定在ITO导电玻璃待检测表面的相对位置，以便对待检测表面的图形区域进行连续拍摄。

视觉检测开始后，编码器控制传送带运动，由传送带带动ITO导电玻璃如图5所示的箭头所指方向进行匀速移动，如此一个个连续的图形区域便会依次经过工业相机镜头的正对位置，当有触发信号从编码器传来时，工业相机收到该触发信号，便启动拍照，再经过曝光完成拍照过程。本实施例中，工业相机对ITO导电玻璃的待检测表面的连续拍摄可以是以预定频率进行的。

继续参阅图5，本实施例中，随着ITO导电玻璃的移动，若其待检测表面的某个图形区域移动至工业相机镜头的正对位置，相机接收到触发信号启动对该图形区域的拍摄，此时将该图形区域称为当前拍摄的图形区域，而与该图形区域相邻的区域则称为下一待拍摄的图形区域。

本实施例中，只要保证拍摄的范围覆盖全部的待检区域即可，不需要针对特定的图形区域，因此拍摄相邻图形区域分别形成的两个目标图像之间可以存在部分重叠的区域，这并不会影响检测结果的准确性，所以对于编码器发出触发信号的自动控制精度要求并不是非常高，具有较强的适应性。

需要说明的是，除了固定工业相机，并以传送带的方式带动待检测的ITO导电玻璃匀速移动的方式进行图像采集之外，在其他实施例中，还可以提供固定ITO导电玻璃，并以传动机构带动工业相机匀速移动的方式进行图像采集。当然，使所述ITO导电玻璃或工业相机匀速移动时，所述工业相机的镜头与所述待检测表面之间保持平行。本实施例中，使待检测对象或者面阵相机处于持续不断匀速移动过程中，即检测过程中的图像采集是连续、不间断地进行，如此能够提高检测效率。

需要说明的是，在本实施例中，所述工业相机具体为面阵相机，相机采用的感光元件可以是电荷耦合(CCD，Charge-Coupled Device)感光元件，也可以是互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor)感光元件。

本实施例中，对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像之后，还可以对拍摄获得的目标图像进行预处理。

具体地，所述预处理可以包括：对拍摄获得的各个目标图像进行动态分割，以分割出所述目标图像中适于进行所述断点检测的待检测区域。由于本实施例提供的检测方法尤其适合针对特定的图形(ITO导电玻璃表面众多相互平行的导电线路)进行检测，那么当拍摄的目标图像中存在不适合通过断点检测方式检测的区域时，则需要从中提取出适于进行所述断点检测的待检测区域，确保检测的准确性。

此外，如前所述，拍摄获得的相邻目标图像之间可能存在部分重叠的区域，则预处理还可以包括：根据拍摄顺序去除后获得的目标图像之中与先获得的目标图像存在部分重叠的区域。对于相邻目标图像之间存在部分重叠的区域的情况，为了避免重复检测，可以将重复部分去除，同一区域仅检测一次即可，如此可以大大提高检测效率。

对拍摄获得的各个目标图像进行预处理之后，则可以对经过预处理的各个目标图像进行断点检测。

本实施例中，断点指的是一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域，可以参阅图2或图3，图中的白色线条即为ITO导电玻璃表面的导电线路，图中矩形框所示的区域是白色线条上存在一块黑色区域，该黑色区域即为所在白色线条上的断点，断点可以通过像素的亮度变化予以识别，很显然，在白色线条上突然出现像素亮度变化的区域，即白色线条上突然出现一小段的不连续的情况，这块区域可以被认为是断点。

需要说明的是，断点并不是由某个像素点便能构成的，而是由较多像素点共同形成，“点”的概念是相对于ITO导电玻璃表面的导电线路对应于目标图像上的白色线条图形。当然，在通过计算机进行图像识别处理时，可以认为一条导电线路对应的白色线条是由一条条宽度为一个像素的平行线组成，可以基于每一条此类平行线进行计算。

本实施例中，所述断点检测具体可以检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线(可以认为是目标图像上的亮线，所述亮线是指ITO导电玻璃上的导电线路对应于目标图像上的线条图形)的断点上，并且可以得出断点的宽度，即在判断出所有直线上的断点之后，还可以确定被判断为断点的对应区域的宽度。

实际实施时，断点检测的算法原理可以包括如下过程：

首先，检测亮线边缘。对比图6与图7，图6是有待进行断点检测的目标图像(该目标图像可以经过预处理)或目标图像的某个局部，图7则是经过亮线边缘后形成的示意图，图7中的黑色粗线可以很明显地界定出每一条白色亮线(对应实际的一条条导电线路)。

然后，根据亮线边缘寻找直的平行线。可以参阅图8，本实施例中是以这些直的平行线为基础寻找断点的。

再次，找出各条平行线上像素点亮度出现突变而导致不连续的所有像素点。仍然参阅图8，图中以圆圈标示的深黑色区域即为平行线上的不连续的像素点，这些不连续的相邻像素点构成一个断点。

最后，对所述不连续的所有像素点进行边沿判断，确定所述断点对应区域的宽度。如图9所示，图中每条白色线条在水平方向的距离即为该线条的宽度，位于该白色线条上的断点在水平方向的距离为断点对应区域的宽度。

当然，通过断点检测找出的所有断点中，有些断点是导电线路的原有设计，属于正常断点，并非是由生产工艺中的划伤造成，因此还需要将这些断点予以排除。

具体地，从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。实际实施时，只需要将判断为断点的区域与原设计图中相应区域的特征进行比对，便能确定哪些为正常断点的区域。

通过本发明实施例提供的ITO导电玻璃检测方法，能够简单、高效、准确地检测出ITO导电玻璃表面的导电线路的划伤情况，其实际效果如图10至图12所示，图中的矩形框即是判断为断点的区域。

需要指出的是，本发明实施例提供的ITO导电玻璃检测方法不但能够检测出ITO导电玻璃表面的导电线路常见的划伤情况，而且还能检测出ITO导电玻璃表面的导电线路的短路情况。如图13所示，图中圆圈标示的区域，原本应该为灰色的，而现在成为了白色，表明相邻的导线发生粘连而形成了短路。本领域技术人员能够理解，这种情况完全可以通过本发明实施例提供的类似检测方法找出缺陷，此处不再赘述。

基于上述ITO导电玻璃检测装置，本发明实施例还提供一种ITO导电玻璃检测装置，包括：图像采集单元，适于对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；预处理单元，适于对所述图像采集单元拍摄获得的各个目标图像进行预处理；第一检测单元，适于对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，并确定所述断点的宽度，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；第二检测单元，适于从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。

本实施例中，所述ITO导电玻璃检测装置还包括断点宽度确定单元，适于在判断出所有直线上的断点之后，确定被判断为断点的对应区域的宽度。

所述ITO导电玻璃检测装置的具体实施也可以参考上述ITO导电玻璃检测方法的实施，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中的ITO导电玻璃检测装置的全部或部分是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是ROM、RAM、磁碟、光盘等。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，包括：

对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；

对拍摄获得的各个目标图像进行预处理；

对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；

从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。

2.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，还包括：在判断出所有直线上的断点之后，确定被判断为断点的对应区域的宽度。

3.根据权利要求2所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，所述检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上包括：

检测亮线边缘，所述亮线为所述ITO导电玻璃上的导电线路对应于所述目标图像上的线条图形；

根据所述亮线的边缘寻找直的平行线；

找出各条平行线上像素点亮度出现突变而导致不连续的所有像素点。

4.根据权利要求3所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，所述确定被判断为断点的区域的宽度包括：对所述不连续的所有像素点进行边沿判断，确定所述断点对应区域的宽度。

5.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，所述对拍摄获得的各个目标图像进行预处理包括：对拍摄获得的各个目标图像进行动态分割，以分割出所述目标图像中适于进行所述断点检测的待检测区域。

6.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，拍摄获得的相邻目标图像之间存在部分重叠的区域；所述对拍摄获得的各个目标图像进行预处理包括：根据拍摄顺序去除后获得的目标图像之中与先获得的目标图像存在部分重叠的区域。

7.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，对所述ITO导电玻璃的待检测表面的连续拍摄是以预定频率进行的。

8.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测方法，其特征在于，使所述ITO导电玻璃或适于对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄的工业相机匀速移动，所述工业相机的镜头与所述待检测表面之间保持平行。

9.一种ITO导电玻璃检测装置，其特征在于，包括：

图像采集单元，适于对ITO导电玻璃的待检测表面进行连续拍摄，获得能够覆盖所述待检测表面全部图形区域的所有目标图像；

预处理单元，适于对所述图像采集单元拍摄获得的各个目标图像进行预处理；

第一检测单元，适于对各个经过预处理的目标图像进行断点检测，所述断点检测包括：检测预处理后的目标图像上的每个像素点，判断各像素点是否处于直线的断点上，所述断点为一条直线上像素点亮度出现突变而导致不连续的像素区域；

第二检测单元，适于从通过所述断点检测后所有被判断为断点的区域中，排除属于正常断点的区域，并将其余断点的区域确定为划伤区域。

10.根据权利要求9所述的ITO导电玻璃检测装置，其特征在于，还包括断点宽度确定单元，适于在判断出所有直线上的断点之后，确定被判断为断点的对应区域的宽度。