CN110849911B - 玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法。其中，玻璃缺陷图像采集装置采集条纹光源以不同的明暗变化方向发射的光透过待测玻璃后形成的图像。玻璃缺陷检测设备则通过检测收到的图像中待测区域内明暗变化方向上像素灰度值的剧烈变化以检测玻璃缺陷。而检测方法则至少分析条纹光源位于两个位置时采集的图像来判定是否存在缺陷，以降低玻璃缺陷的漏检率。

Description

玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法

技术领域

本申请涉及玻璃检测领域，具体涉及玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法。

背景技术

现有技术中，一般利用机器视觉分析技术分析玻璃反射光形成的图像来检测玻璃缺陷，然而，以此原理检测缺陷，反射形成的高光可能会干扰玻璃缺陷的显像，因此可能造成漏检。

2013年10月9日公开的中国专利申请CN103344651A公开了一种采集条形光源透过玻璃形成的图像，再将采集到的图像与无缺陷玻璃的图像进行比对，根据相位差获取玻璃缺陷的方法。这种方法目前缺陷显像的内在规律尚不明了，但已经被实验所证实确实可行。然而，实践中，这种方法被发现仍存在很大的漏检率，而且这种方法无法应用于曲面玻璃的缺陷检测，这是因为受曲面玻璃加工精度限制，两片没有缺陷的曲面玻璃，其被条纹光调制后的图像相位也是不一样的。因此，实践中，由于无法获得被检测曲面玻璃的无缺陷图像，也就无法通过与无缺陷图像对比而得的相位差检测图像缺陷。

发明内容

本申请的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种玻璃缺陷图像采集装置、玻璃缺陷检测设备和检测方法，其能够降低漏检率，且进一步地能够应用于曲面玻璃的缺陷检测。

为达成上述目的，采用如下技术方案：

第一技术方案，涉及玻璃缺陷图像采集装置，其包括：条纹光源，其发射明暗相间的光；载台，其承载待测玻璃；和图像采集器，其采集条纹光源发射的光透过待测玻璃后形成的图像；其中，所述的条纹光源相对所述的载台转动，以使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃。

基于第一技术方案，还公开了第二技术方案，其中，所述的图像采集器包括用于成像的镜头和用于采集图像的相机。

基于第一技术方案，还公开了第三技术方案，其中，还包括旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构驱动所述的条纹光源相对所述的载台转动。

基于第一至第三技术方案中的任一个，还公开了第四技术方案，其中，所述的条纹光源相对所述的载台转动并至少停靠于第一位置和第二位置；在所述的第一位置，条纹光源发射的光沿第一方向明暗相间；在所述的第二位置，条纹光源发身的光沿第二方向明暗相间；其中，所述的第一方向与所述的第二方向相交。

基于第四技术方案，还公开了第五技术方案，其中，所述的第一方向与所述的第二方向垂直。

基于第五技术方案，还公开了第六技术方案，其中，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第三位置，在所述的第三位置，条纹光源发射的光沿第三方向明暗相间；所述的第三方向与所述的第二方向或第一方向夹角为45°。

基于第六技术方案，还公开了第七技术方案，其中，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第四位置，在所述的第四位置，条纹光源发射的光沿第四方向明暗相间；所述的第四方向与所述的第三方向垂直。

第八技术方案，涉及玻璃缺陷检测设备，其中包括第一至第七技术方案中任一个所限定的玻璃缺陷图像采集装置和图像分析装置，所述的图像采集器将采集的图像发送至图像分析装置，所述的图像分析装置通过检测收到的图像中待测区域内明暗变化方向上像素灰度值的剧烈变化以检测玻璃缺陷。

第九技术方案，涉及玻璃缺陷检测方法，其用于收集和分析通过第四技术方案 至第七技术 方案 中任一个 所限定 的玻璃缺陷图像采集装置采集的图像；所述的玻璃缺陷检测方法包括：相对待测玻璃转动条纹光源并至少停靠于两个位置：在各位置采集并分析图像，如检测到任一图像在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化则判定待测玻璃存在缺陷。

基于第九技术方案，还公开了第十技术方案，其中，通过如下方法确定待测区域中明暗变化方向上像素灰度值是否存在剧烈变化：将图像中的待测区域分解成若干条形像素区域；所述条形像素区域中，像素列平行于明暗变化方向，像素行垂直于明暗变化方向，每个像素行包含人为设定的一个或多个像素；对每个像素行的各像素灰度值求平均数得到行像素灰度值；沿像素列方向对行像素灰度值求导，得到行像素导数值；沿像素列方向，对行像素导数值按阈值分割法将行像素灰度值曲线分为彼此相接的正导数值段、近零段、负导数值段、近零段中的一段或多段；如在正导数值段中出现负导数值或在负导数值段中出现正导数值或在近零段中出现导数值的绝对值大于图像噪声值的特定倍数，则确定该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化；任一条形像素区域存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化，所有条形像素区域均不存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值不存在剧烈变化。

相对于现有技术，上述方案具有的如下有益效果：

针对现有技术存在的缺陷漏检情况，申请人发现了条纹光透过待测玻璃形成图像中缺陷显像的一个规律，即，沿着明暗变化方向，玻璃缺陷更易于显像，也就是说，过玻璃缺陷沿明暗变化方向取一像素条，要比过玻璃缺陷垂直于明暗变化方向取一像素条，玻璃缺陷所在位置与周围的像素相比，灰度值变化更剧烈。这个规律首先要基于以较窄的像素条作为主要分析对象，其次，要基于对像素条中缺陷所在位置灰度值的变化进行分析才能发现。

第一技术方案正是基于申请人所发现的上述未被现有技术批露的自然规律。在第一技术方案中，将条纹光源相对载台转动的关键技术手段，使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃，从而使一些具有方向性的玻璃缺陷(如划痕)即使在一个明暗变化方向上不易被显像，也会在明暗变化方向发生变化后被显像，从而降低了缺陷漏检率。需要注意的是，只要条纹光源与载台之间发生相对转动，即可达到降低漏检率的效果，也就是说，这可以通过使载台保持不动，转动条纹光源实现，也可以通过条纹光源不动，转动载台实现，这两者，都可以被概括为条纹光源相对载台转动。

第三技术方案中，其选择了转动条纹光源的方案，而条纹光源被旋转驱动机构驱动转动，可以更好地实现转动角度的精确控制。

第四技术方案是对第一技术方案更为具体的描述。

第五技术方案中，第一方向与第二方向垂直，有利于将在其中一个方向上最不能显影的缺陷在另一个方向上显影出来。

第六和第七技术方案，均是通过增加条纹光源明暗变化方向，从而提升缺陷检出率，降低漏检率。

第八技术方案中，通过上述技术案所限定的玻璃缺陷图像采集装置所采集的图像，再经由第八技术方案所限定的图像分析装置分析，即可利用机器视觉实现对玻璃缺陷的检测，并能够获得更低的漏检率。需要说明的是，技术方案一至七中任一所限定玻璃缺陷图像采集装置并不一定需要与图像分析装置配合，才能发挥作用。这是因为，玻璃缺陷图像采集装置解决的缺陷显影问题，即一般的玻璃缺陷在正常的光照条件下是无法被观察的，当然也无法被拍摄到，而一旦玻璃缺陷被显影，即使使用人工手工对图像进行分析，也能够发现是否存在缺陷。当然，采用机器视觉分析能够更快速、更有效率地完成上述工作。这里，所谓的显影在本申请中即是图像中出现了一个区域，这个区域在明暗变化方向上像素灰度值发生剧烈变化。事实上，发现像素灰度值剧烈变化的方法非常多，几乎所有的机器视觉都具有分析像素灰度值剧烈变化的能力，但是，关键在于，在本申请中，规定了分析的对象是待测区域内明暗变化方向上的像素灰度值的剧烈变化，这里，待测区域是指待测玻璃中待检定缺陷的区域，而明暗变化方向在平面玻璃上与条纹光源的明暗相间的方向相同，而在某些曲面玻璃，特别是三维曲面区域(例如曲面玻璃转角部)，明暗条纹会出现畸变，而明暗变化方向则是指该畸变后的明暗条纹的法线所在的方向。因此，第八技术方案中的玻璃缺陷检测设备不仅具有技术方案一至七中任一所限定的玻璃缺陷图像采集装置所具有的技术效果，还能够实现对平面玻璃、曲面玻璃的缺陷检测能力，即为平面玻璃、曲面玻璃的缺陷检测提供了完整的物质基础。

第九技术方案，则是对第四至七技术方案中所限定的玻璃缺陷图像采集装置所采集的图像进行分析的方法，其提供了采用机器视觉技术分析上述装置所采集的图像的具体方案，其中，对降低漏检率起至关重要的作用的，当然是收集不同角度条纹光源所照射出的图像，并对上述图像进行全检，一旦有任一个图像中发现缺陷，即判定玻璃存在缺陷的技术手段。

第十技术方案，则是对如何实现对待测区域内明暗变化方向上像素灰度值剧烈变化给出具体的实施方法，当然，这样的实施方法可以有很多，但第十技术方案所限定的方法，不仅可以用于平面玻璃，也可以用于曲面玻璃，而且计算非常方便快捷，其效果和原理与第八技术方案中的相关效果和原理是一致的。第十技术方案还对于如何判定剧烈变化给出了明确的算法，这种算法由于其不需与无缺陷图像进行比对，因此受限制小，能够应用于曲面玻璃。在第十技术方案中，对每个像素行的各像素灰度值求平均数，有利于降低噪声对检测的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明实施例的技术方案，下面简要介绍所需要使用的附图：

图1为玻璃缺陷图像采集装置结构示意图；

图2为条纹光源相对载台处于第一位置时条纹光源与待测玻璃位置关系示意图；

图3为条纹光源相对载台处于第二位置时条纹光源与待测玻璃位置关系示意图；

图4为条纹光源相对载台处于第三位置时条纹光源与待测玻璃位置关系示意图；

图5为条纹光源相对载台处于第四位置时条纹光源与待测玻璃位置关系示意图；

图6为条纹光源的光透过曲面玻璃后形成的图像中曲面区域形成的条纹畸变示意图；

图7为带第一缺陷的待测玻璃在条纹光源相对载台处于第一位置时的图像的一部分；

图8为图7在缺陷位置的放大图；

图9为图7中的条形像素区域沿像素列方向的行像素灰度值图；

图10为带第一缺陷的待测玻璃在条纹光源相对载台处于第三位置时的图像的一部分；

图11为图10的缺陷位置的放大图；

图12为图10中条形像素区域沿像素列方向的行像素灰度值图；

图13为带第一缺陷的待测玻璃在条纹光源相对载台处于第二位置时的图像的一部分；

图14为图13的缺陷位置的放大图；

图15为图13中条形像素区域沿像素列方向的行像素灰度值图；

图16为带第一缺陷的待测玻璃在条纹光源相对载台处于第四位置时的图像的一部分；

图17为图16的缺陷位置的放大图；

图18为图16中条形像素区域沿像素列方向的行像素灰度值图；

图19为带第二缺陷的待测玻璃在条纹光源相对载台处于第一位置时的图像的一部分；

图20为图19的缺陷位置的放大图；

图21为图19中条形像素区域沿像素列方向的行像素灰度值图。

主要附图标记说明：

条纹光源1；载台2；图像采集器3；镜头31；相机32。

具体实施方式

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于简化描述，而不是暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作。

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意为“包含但不限于”。

下面将结合附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请的实施例涉及一种玻璃缺陷图像采集装置和玻璃缺陷检测设备及该设备检测玻璃缺陷的方法。

其中，玻璃缺陷图像采集装置的结构如图1所示，包括机架(图中未示出)、旋转驱动机构(图中未示出)、条纹光源1、载台2和图像采集器3。

机架作为整台玻璃缺陷图像采集装置的基础，相对大地固定地安装于工作位置。

旋转驱动机构为伺服电机，该伺服电机的固定部固接于机架，伺服电机的旋转轴垂直于大地，其输出端朝上。

条纹光源1固接于伺服电机的输出端，从而使条纹光源1可以相对机架沿垂直的旋转轴转动。条纹光源1包括普通光源和光栅，其中光栅置于普通光源的发光面，从而使条纹光源 1发射明暗相间的光。

载台2设有一阶梯孔，阶梯孔的大孔朝上，也使阶梯孔的阶梯面朝上以承载待测玻璃4。阶梯孔的大孔与待测玻璃4的外缘相匹配，用于定位待测玻璃4。将待测玻璃置于阶梯孔内时，待测玻璃相对载台固定不动。载台2可以与机架固接，并使阶梯孔位于条纹光源1的上方。载台2也可以通过一个电机相对机架旋转，并在载台2上设置多个阶梯孔，并置入多个待测玻璃，通过旋转载台2，可以让其中的一个待测玻璃4位于条纹光源1的上方。

无论是载台2相对机架固定还是旋转，条纹光源1相对载台2转动，都应当理解为在载台2承载的其中一个待测玻璃4位于条纹光源1的上方时使载台2保持与机架位置固定，并转动条纹光源1，从而使条纹光源1以不同的明暗变化方向照射该待测玻璃。

图像采集器3用于采集条纹光源1发射的光透过待测玻璃4后形成的图像。本实施例中，图像采集器3位于待测玻璃4的上方，其包括用于成像的镜头31和用于采集图像的相机32，其中，镜头31正对待测玻璃4，相机32位于镜头31的上方。

由于条纹光源1由伺服电机驱动，因此，在条纹光源1相对载台2转动时，可以对于转动的停靠角度进行精确控制，即可以停靠于人为设定的任意位置。在本实施例中，针对每个待测玻璃，条纹光源1相对载台2转动并停靠于四个位置。其中，如图2所示，在第一位置时，条纹光源1发射的光沿第一方向明暗相间；如图3所示，在第二位置时，条纹光源1发射的光沿第二方向明暗相间；如图4所示，在第三位置时，条纹光源1发射的光沿第三方向明暗相间；如图5所示，在第四位置时，条纹光源1发射的光沿第四方向明暗相间。任意两个位置上，明暗相间的方向都是相交关系，即不平行也不重合；本实施例中，第二方向与第一方向垂直，第三方向分别与第一方向和第二方向均有45度夹角，而第四方向则垂直于第三方向。具体而言，条纹光源1可沿顺时针方向或逆时针方向依序旋转，分别停靠于第一位置、第三位置、第二位置和第四位置。当然，选择转动停靠于二个位置还是更多个位置，是人为设定的。之所以让条纹光源1相对于待测玻璃4旋转，是因为申请人发现了条纹光透过待测玻璃形成图像中缺陷显像的一个规律，即，沿着明暗变化方向，玻璃缺陷更易于显像，也就是说，过玻璃缺陷沿明暗变化方向取一像素条，要比过玻璃缺陷垂直于明暗变化方向取一像素条，玻璃缺陷所在位置与周围的像素相比，灰度值变化更剧烈。这个规律首先要基于以较窄的像素条作为主要分析对象，其次，要基于对像素条中缺陷所在位置灰度值的变化进行分析才能发现。正是基于申请人所发现的上述未被现有技术批露的自然规律。通过采取将条纹光源1相对载台2转动的关键技术手段，使条纹光源1以不同的明暗变化方向照射待测玻璃 4，从而使一些具有方向性的玻璃缺陷(如划痕)即使在一个明暗变化方向上不易被显像，也会在明暗变化方向发生变化后被显像，从而降低了缺陷漏检率。需要注意的是，只要条纹光源1与载台2之间发生相对转动，即可达到降低漏检率的效果，也就是说，这可以通过本实施例中的方法实现，也可以通过条纹光源1不动，载台2转动实现，这两者，都可以被概括为条纹光源1相对载台2转动。

通过本实施例中批露的玻璃缺陷图像采集装置，已经解决了缺陷的显影问题，降低了漏检率。这里，所谓的显影在本申请中即是图像中出现了一个区域，这个区域在明暗变化方向上像素灰度值发生剧烈变化。因此，甚至可以通过人工对图像进行放大观察，即可确定是否存在缺陷及缺陷的位置。

为了进一步提高效率，本实施例还批露了玻璃缺陷检测设备，其可利用机器视觉实现对玻璃缺陷的检测，并能够获得更低的漏检率。本实施例中，玻璃缺陷检测设备包括上述的玻璃缺陷图像采集装置和图像分析装置。其中，图像采集器3将采集的图像发送至图像分析装置，由图像分析装置通过检测收到的图像中待测区域内明暗变化方向上像素灰度值的剧烈变化以检测玻璃缺陷。这样，通过采用机器视觉分析技术，能够更快速、更有效率地完成上述工作。

这里要提示的是，现有技术中，通过机器视觉发现像素灰度值剧烈变化的方法非常多，而本实施例中规定了分析的对象是待测区域内明暗变化方向上的像素灰度值的剧烈变化。这里，待测区域是指待测玻璃中待检定缺陷的区域，而明暗变化方向在平面玻璃上与条纹光源的明暗相间的方向相同，而在某些曲面玻璃，如图6所示，特别是三维曲面区域(例如曲面玻璃转角部)，明暗条纹会出现畸变，而明暗变化方向则是指该畸变后的明暗条纹的法线所在的方向。因此，本实施例中的玻璃缺陷检测设备，还能够实现对平面玻璃、曲面玻璃的缺陷检测能力，即为平面玻璃、曲面玻璃的缺陷检测提供了完整的物质基础。

具体而言，本实施例中，玻璃缺陷检测设备具体的检测方法是：

条纹光源相对载台转动至停靠于第一位置时，收集图像采集器采集的第一图像；

条纹光源相对载台转动至停靠于第三位置时，收集图像采集器采集的第三图像；

条纹光源相对载台转动至停靠于第二位置时，收集图像采集器采集的第二图像；

条纹光源相对载台转动至停靠于第四位置时，收集图像采集器采集的第四图像；

分析第一图像、第三图像、第二图像和第四图像，如检测到四者中任一在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化则判定玻璃存在缺陷。

当然，最简地，也可以只采集条纹光源相对载台转动于停靠于第一位置和第三位置时的第一图像和第二图像并进行分析，如检测到二者中任一在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化则判定玻璃存在缺陷。这样相比现有技术，也能够降低漏检率。

以下进一步具体地说明如何判定在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值是否存在剧烈变化，并用具体的实验数据证实，对于一些具有方向性的缺陷而言，确实在沿着明暗变化方向上，缺陷更易被显像。在描述中，引入了两个缺陷，即第一缺陷和第二缺陷。

图7中的图像是第一缺陷在第一图像中的部分，图10中的图像是第一缺陷在第三图像中的部分，图13中的图像是第一缺陷在第二图像中的部分，图16中的图像是第一缺陷在第四图像中的部分，图19中的图像是第二缺陷在第五图像中的部分。第五图像中，条纹光源的条纹周期被加宽且条纹光源处于第一位置时的图像。

其中，我们先对第一图像进行处理，我们先将第一图像中的待测区域分解成若干条形像素区域，该条形像素区域的特点是其长边平行于条纹的明暗变化方向，由于该条形像素区域是由像素构成的，我们定义长边为像素列，定义其垂直于像素列的方向即垂直于明暗变化方向的为像素行，像素行包含一个或多个像素。需要说明，在图像中与待测玻璃4的平面区域对应的部分，条纹是平行的，因此像素列垂直于条纹方向，而在图像中与待测玻璃4的曲面区域对应的部分，条纹发生了如图7左上部所示的畸变，则此时明暗变化方向即为该条纹的法线方向。将待测区域分别为若干条形像素区域时，这些条形像素区域可以彼此重叠，但条形像素区域的集合必须全面覆盖待测区域。由此，我们将对图像待测区域的处理简化为对条形像素区域的处理。当然，任一条形像素区域存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化，所有条形像素区域均不存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值不存在剧烈变化。

接下来我们看如何对条形像素区域是否存在剧烈变化进行判断：

对每个像素行的各像素灰度值求平均数得到行像素灰度值；如果像素行只有一个像素，则该像素的灰度值即为行像素灰度值；

沿像素列方向对行像素灰度值求导，得到行像素导数值；

沿像素列方向，对行像素导数值按阈值分割法将行像素灰度值曲线分为彼此相接的正导数值段、近零段、负导数值段、近零段中的一段或多段；如在正导数值段中出现负导数值或在负导数值段中出现正导数值或在近零段中出现某行像素灰度值与该近零段行像素灰度值的平均值之差值的绝对值大于图像噪声值的特定倍数，则确定该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化。

由于采用上述方法不需与无缺陷图像进行比对，因此受限制小，能够应用于曲面玻璃。且由于对各像素行的各像素灰度值求平均数，有利于降低噪声对检测的干扰。

图8示出了第一图像中，第一缺陷部位的放大图。从图8中我们可以看到明暗相间的条纹的一部分，图中的白色箭头即为明暗相间的方向。从图8可以看出，第一缺陷在条纹光源处于第一位置时已经被显像，但显像不够清楚。图9为行像素灰度值沿像素列方向上的变化曲线。对该曲线求导，即可在该曲线的上升段得到正导数值段，该曲线的下降段得到负导数值段，该曲线的头部和底部得到近零段。而正导数值段、近零段、负导数值段、近零段是依序相接的关系。图9中，该缺陷造成在近零段中出现某行像素灰度值与该近零段行像素灰度值的平均值之差值的绝对值大于图像噪声值的2倍，则该缺陷所造成的该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值剧烈变化被检得。

图11示出了第三图像中，第一缺陷部位的放大图。从图11中我们可以看到明暗相间的条纹的一部分，图中的白色箭头即为明暗相间的方向。从图11可以看出，第一缺陷在条纹光源处于第三位置时已经被显像，且显像清晰。图12为行像素灰度值沿像素列方向上的变化曲线。对该曲线求导，即可在该曲线的上升段得到正导数值段，该曲线的下降段得到负导数值段，该曲线的头部和底部得到近零段。而正导数值段、近零段、负导数值段、近零段是依序相接的关系。图12中，该缺陷造成在近零段中出现某行像素灰度值与该近零段行像素灰度值的平均值之差值的绝对值大于图像噪声值的2倍，则该缺陷所造成的该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值剧烈变化被检得。

图14示出了第二图像中，第一缺陷部位的放大图。从图14中我们可以看到明暗相间的条纹的一部分，图中的白色箭头即为明暗相间的方向。从图14可以看出，第一缺陷在条纹光源处于第二位置时已经被显像，但显像较模糊，甚至比第一图像还要模糊。图15为行像素灰度值沿像素列方向上的变化曲线。对该曲线求导，即可在该曲线的上升段得到正导数值段，该曲线的下降段得到负导数值段，该曲线的头部和底部得到近零段。而正导数值段、近零段、负导数值段、近零段是依序相接的关系。图15中，该缺陷造成在近零段中出现某行像素灰度值与该近零段行像素灰度值的平均值之差值的绝对值大于图像噪声值的2倍，则该缺陷所造成的该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值剧烈变化被检得。

图17示出了第四图像中，第一缺陷部位的放大图，从图17中我们可以看到明暗相间的条纹的一部分，图中的白色箭头即为明暗相间的方向。从图17可以看出，第一缺陷在条纹光源处于第四位置时未被有效显像。图18为行像素灰度值沿像素列方向上的变化曲线。对该曲线求导，即可在该曲线的上升段得到正导数值段，该曲线的下降段得到负导数值段，该曲线的头部和底部得到近零段。而正导数值段、近零段、负导数值段、近零段是依序相接的关系。图18中，该缺陷造成在近零段中出现某行像素灰度值与该近零段行像素灰度值的平均值之差值的绝对值未大于图像噪声值的2倍，则该缺陷所造成的该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值剧烈变化未被检得。

从以上对第一缺陷在第一图像、第三图像、第二图像和第四图像中显像情况是不同的。其中，第三图像显像且最清晰，第四图像未显像，第一图像显像但不清晰，第二图像显像但模糊。由此可以证实，本申请中，通过转动条形光源1，可以有效地降低漏检率。

图20示出了第五图像中，第二缺陷部位的放大图，从图20中我们可以看到明暗相间的条纹的一部分，图中的白色箭头即为明暗相间的方向。从图20可以看出，第二缺陷在条纹光源处于第一位置时已被有效显像。图21为行像素灰度值沿像素列方向上的变化曲线。对该曲线求导，即可在该曲线的上升段得到正导数值段，该曲线的下降段得到负导数值段，该曲线的头部和底部得到近零段。而正导数值段、近零段、负导数值段、近零段是依序相接的关系。图21中，该缺陷造成负导数值段中出现正导数值。则该缺陷所造成的该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值剧烈变化被检得。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本申请保护范围，但并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，包括：

条纹光源，其发射明暗相间的光；

载台，其承载待测玻璃；和

图像采集器，其采集条纹光源发射的光透过待测玻璃后形成的图像；

其中，

所述的条纹光源相对所述的载台转动，以使条纹光源以不同的明暗变化方向照射待测玻璃。

2.如权利要求1所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的图像采集器包括用于成像的镜头和用于采集图像的相机。

3.如权利要求1所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，还包括旋转驱动机构，所述的旋转驱动机构驱动所述的条纹光源相对所述的载台转动。

4.如权利要求1、2或3所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的条纹光源相对所述的载台转动并至少停靠于第一位置和第二位置；在所述的第一位置，条纹光源发射的光沿第一方向明暗相间；在所述的第二位置，条纹光源发身的光沿第二方向明暗相间；其中，所述的第一方向与所述的第二方向相交。

5.如权利要求4所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的第一方向与所述的第二方向垂直。

6.如权利要求5所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第三位置，在所述的第三位置，条纹光源发射的光沿第三方向明暗相间；所述的第三方向与所述的第二方向或第一方向夹角为45°。

7.如权利要求6所述的玻璃缺陷图像采集装置，其特征是，所述的条纹光源相对载台转动还停靠于第四位置，在所述的第四位置，条纹光源发射的光沿第四方向明暗相间；所述的第四方向与所述的第三方向垂直。

8.玻璃缺陷检测设备，其特征是，包括如权利要求1至7中任一项所述的玻璃缺陷图像采集装置和图像分析装置，所述的图像采集器将采集的图像发送至图像分析装置，所述的图像分析装置通过检测收到的图像中待测区域内明暗变化方向上像素灰度值的剧烈变化以检测玻璃缺陷；

其中，对于平面玻璃，所述待测区域内明暗变化方向与条纹光源的明暗相间的方向相同；对于曲面玻璃，所述待测区域内明暗变化方向指畸变后的明暗条纹的法线所在的方向。

9.玻璃缺陷检测方法，其特征是，其用于收集和分析通过如权利要求4至7中任一项所述的玻璃缺陷图像采集装置采集的图像；所述的玻璃缺陷检测方法包括：

相对待测玻璃转动条纹光源并至少停靠于两个位置：

在各位置采集并分析图像，如检测到任一图像在待测区域内明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化则判定待测玻璃存在缺陷。

10.如权利要求9所述的玻璃缺陷检测方法，其特征是，通过如下方法确定待测区域中明暗变化方向上像素灰度值是否存在剧烈变化：

将图像中的待测区域分解成若干条形像素区域；所述条形像素区域中，像素列平行于明暗变化方向，像素行垂直于明暗变化方向，每个像素行包含人为设定的一个或多个像素；

对每个像素行的各像素灰度值求平均数得到行像素灰度值；

沿像素列方向对行像素灰度值求导，得到行像素导数值；

沿像素列方向，对行像素导数值按阈值分割法将行像素灰度值曲线分为彼此相接的正导数值段、近零段、负导数值段、近零段中的一段或多段；如在正导数值段中出现负导数值或在负导数值段中出现正导数值或在近零段中出现某行像素灰度值与该近零段行像素灰度值的平均值之差值的绝对值大于图像噪声值的特定倍数，则确定该矩形像素区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化；

任一条形像素区域存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值存在剧烈变化，所有条形像素区域均不存在剧烈变化则待测区域中明暗变化方向上像素灰度值不存在剧烈变化。

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