TWI733062B - 複合檢測條件之光學影像自動擷取方法 - Google Patents

Abstract

本發明旨在揭露一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其運用取像裝置及光源之互相搭配而進行待測物之光學影像擷取作業，以在不同波段之光線照射下，有效取得良/劣品之檢測結果，進而提升檢測效率。

Description

複合檢測條件之光學影像自動擷取方法

本發明係有關於一種檢測方法，其尤指一種透過複合檢測條件進行光學影像自動擷取之方法。

生產線上完成之產品，早期係採用人工檢測之方式進行品質控管。由於人眼的視覺感受有其侷限性，以致會有主觀認知差異，例如無法詳細判斷快速移動、微米至奈米級精細尺寸之產品中的缺陷，或者是外部檢測環境、產品本身之特殊條件對於光譜之可見區域的限制，造成無法確切於人眼內呈現產品中之缺陷。後來發展出以人工搭配儀器之方式進行品管作業，然而，因檢測人員之生理狀態抑或是操作儀器不當等疏失，亦常發生漏檢問題。

現今，拜科技進步所賜，機器視覺檢測方法取代人眼視覺檢測的時代已來臨，各領域之業界開始啟用自動檢測方式取代人工檢測。自動檢測方式一方面除了可以減少大量人力之外，同時亦得以克服大部分之檢測條件，將檢測精度、檢測速度一併提升，進而改善習知採用人力檢測所產生之缺失，在檢測效果上具有相當之客觀性及泛用性。

而對於平面產品之檢測，如印刷電路板（Printed circuit board, PCB）、顯示面板（Display Panel）或玻璃（Glass）等，產業上即有運用機器視覺中，非接觸方式之光學技術予以檢測者。以印刷電路板為例，在該領域中，自動光學檢測為製程上常見之代表性手法，習知做法為利用不同方向或光線強度不同之光源對印刷電路板進行照射，以使影像產生色階之差異，再進行影像擷取，之後透過數據資料庫中符合合格產品之圖式、參數，與擷取到之該印刷電路板之影像進行分析、比對。

承接前段，印刷電路板之檢測過程中，採用不同強度或不同方向發射之光線予以照射後，僅能取得該印刷電路板在該光線下之色階差異表現，而無法確實獲取在其他光學條件下所能顯示之瑕疵辨識信息。例如，施以反射光，可檢測該印刷電路板之刮痕，卻無法檢測其有無破洞；施以穿透光，則可檢測該印刷電路板之破洞，而無法檢測其是否有刮痕。

同理，以不同方向之光源先後分別照射印刷電路板，再先後進行影像擷取，其所取得之圖像分析雖足以有效辨識缺陷存在之資訊，但卻須耗費較多時間。例如，先施以反射光，隨之掃描檢測該印刷電路板之刮痕，其後施以穿透光，接著掃描檢測該印刷電路板之破洞，此使得掃描檢測所需時間耗費至少兩倍之時間。

職是之故，本發明人鑑於上述所衍生之問題，本於發明改良之意念，著手研發解決方案，經多時之構思而有本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法產生，以服務社會大眾及促進產業之發展。

本發明之一目的提供一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其以取像裝置及光源適配進行待測物影像之擷取，而可由影像資料中各色圖層所呈現之資訊，有效辨識待測物之瑕疵，進而提升檢測結果之精準度及檢測效率。

本發明之一目的提供一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其藉由待測物經不同波段之光線照射，與取像裝置之感光元件本身功能之相互作用下而取得之各色圖層之影像資訊，可供明顯判斷待測物是否存有瑕疵。

為了達成上述所指稱之各目的與功效，本發明揭露一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其包含：提供一檢測平台；提供一取像裝置，相對該檢測平台而鎖定一影像區域；提供至少一光源，包含至少二波段之光線照射該影像區域之至少一側；一待測物進入該影像區域受該些光線所照射，由該取像裝置進行取像，取得包含該些波段之光線與該待測物之一影像資料，並且將該影像資料與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得一檢測結果。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該光源與該取像裝置設置於該檢測平台之同一側。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該影像資料分別包含一紅色圖層與一綠色圖層之影像資訊，且個別將該紅色圖層與該綠色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該些波段之光線為一紅色波段以及一綠色波段。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該影像資料分別包含一紅色圖層與一藍色圖層之影像資訊，且個別將該紅色圖層與該藍色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該些波段之光線為一紅色波段以及一藍色波段。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該影像資料分別包含一綠色圖層與一藍色圖層之影像資訊，且個別將該綠色圖層與該藍色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該些波段之光線為一綠色波段以及一藍色波段。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該影像資料分別包含一紅色圖層、一綠色圖層以及一藍色圖層之影像資訊，且個別將該紅色圖層、該綠色圖層以及該藍色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該些波段之光線為一紅色波段、一綠色波段以及一藍色波段。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該取像裝置為一照相機構或攝影機構。

於本發明之一實施例中，其亦揭露該光源設置於該檢測平台之一側，該取像裝置設置於該檢測平台之另一側。

為使    貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，僅佐以實施例及配合詳細之說明如後：

先前技術所載，習知針對待測物進行自動光學檢測之方法，存在著無法同時擷取不同光學條件下之影像其圖像進行比對。因此，本發明遂提出一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，解決傳統待改進之問題，以提升檢測結果之精準度及檢測效率，並且於下述詳盡說明。

在此說明本發明之一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，請參閱第一圖，其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之流程圖。如圖所示，本發明之步驟包含：

步驟S10：提供一檢測平台；

步驟S12：提供一取像裝置，相對該檢測平台而鎖定一影像區域；

步驟S14：提供至少一光源，包含至少二波段之光線照射該影像區域之至少一側；

步驟S16：一待測物進入該影像區域受該些光線所照射，由該取像裝置進行取像，取得包含該些波段之光線與該待測物之一影像資料；以及

步驟S18：將該影像資料與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得一檢測結果。

接續說明為達成本發明方法之系統的構件組成，請參閱第二A圖以及第二B圖，其係本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取系統之示意圖一、二。如圖所示，本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取系統1包含：一取像裝置10及至少一光源12，取像裝置10設置於一檢測平台9之一側，並且相對檢測平台9而鎖定一影像區域100。光源12可與取像裝置10設置於檢測平台9之同一側(如第二A圖)，亦可光源12設置於檢測平台9之一側，取像裝置10設置於檢測平台9之另一側(如第二B圖)，其包含至少二波長之光線L1、L2照射影像區域100之至少一側。取像裝置10於影像區域100擷取影像而獲得影像資料102。

上述之取像裝置10為一照相機構或攝影機構。

上述之光源12如第二A圖所示，可為具有複數種光線波段之燈具所組成，而可依據檢測人員之照射需求，一次發出兩種波段（顏色）以上之光線L1、L2照射其進入影像區域100之一待測物8。亦可如第二B圖所示，設置多只光源12於檢測平台9之另一側，每一只光源12分別發出一波段之光線L1、L2、L3照射待測物8；其中，該些波段之光線可為人眼所能接收之可見光波段，或者為檢測軟體可讀取、分析、比對之不可見光波段。

上述之檢測軟體，不限制其係何軟體，只要能夠對影像資料102之各色圖層進行解析皆可為之，例如:Adobe Photoshop CC。

上述之待測物8可為一印刷電路板、顯示面板或玻璃。

復參閱第一圖以及第二A圖，以下說明本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之流程，針對待測物8進行自動光學檢測作業時，將執行步驟S10至步驟S18。首先，檢測平台9、取像裝置10以及光源12，已經如上揭第二A圖、文所述之工作位置就定位。當待測物8經由輸送帶（未圖式）或者是機械手臂（未圖式）進入檢測平台9時，光源12發出之光線L1、L2照射位於影像區域100之待測物8，而取像裝置10則對影像區域100中經光線L1、L2照射產生影像變化之待測物8進行取像。之後取像裝置10取像獲取影像資料102，再將影像資料102與待測物8其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於待測物8之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對。爾後，得出檢測結果，知悉適才經檢測之待測物8為良品，抑或為具有瑕疵之劣品。

請一併參閱第三圖、第四A圖以及第四B圖，其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之影像資料參考圖、分色影像資訊參考圖一以及分色影像資訊參考圖二。具體而言，光源12若發射一綠色波段之光線L1、一藍色波段之光線L2，以第三圖所示，即為待測物8藉由光源12照射產生之影像變化樣貌，亦為取像裝置10於影像區域100取像所得之影像資料102。接續如第四A圖以及第四B圖所示，影像資料102透過檢測軟體分色處理後，產生具有綠色圖層之影像資訊（第四A圖），以及具有藍色圖層之影像資訊（第四B圖）。由於以綠色波段之光線L1、藍色波段之光線L2照射待測物8時，取像裝置10之感光元件（未圖式）針對不同光線L1、L2具有感光差異。亦即，當綠色波段之光線L1照射待測物8時，影像資料102色彩之綠色部分具有較豐富之表現；同理，當藍色波段之光線L2照射待測物8時，影像資料102色彩之藍色部分具有較豐富之表現。因此，影像資料102經分色處理後，各顏色圖層之影像資訊即具有明顯差異，而可與待測物8其無瑕疵部分之分色影像資訊，或相同於待測物8之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行辨識、比對作業。

承接前段，第四A圖所示，其影像資訊以低亮度灰階之光學條件來顯示影像資料102之綠色波段圖層，而得以清楚判別較為明亮之區塊是否存有缺陷。如該四A圖中粗線圓圈框選處之紅色箭頭所標示之缺陷，即係藉之而可明顯區分出該缺陷與待測物8之其他部分有所不同，但該四A圖中粗線圓圈框選處之藍色箭頭所標示之瑕疵，因係位於陰暗之區塊而不易加以辨識。同樣地，第四B圖所示，其影像資訊以高亮度灰階之光學條件來顯示影像資料102之藍色波段圖層，而得以清楚判別其在綠色波段圖層中原本較為陰暗之區塊是否存有缺陷。如該四B圖中粗線圓圈框選處之藍色箭頭所標示之瑕疵，即係藉此而可明顯區別出該瑕疵與待測物8之其他部分有所不同，然該四B圖中粗線圓圈框選處之紅色箭頭所標示之缺陷，因其本即位於明亮之區塊，在亮度提高之情形下，反而受光汙染致難以清楚予以辨別。故，本發明之光學影像自動擷取方法，可以將待測物之不同態樣之缺陷/瑕疵同時予以顯像，而便於檢測人員、檢測軟體辨識待測物之優劣。

其中，為了因應待測物8本身之色彩呈現態樣，光源12之光線波段可對應變化。例如光源12可為發射綠色波段之光線L1與紅色波段之光線L2、紅色波段之光線L2與藍色波段之光線L3，或者是綠色波段之光線L1、紅色波段之光線L2以及藍色波段之光線L3。又，綠色波段光線L1、紅色波段光線L2，以及藍色波段光線L3三種光線之強度可以不同、部分相同或相同之方式排列組合運用。而根據光源12發射之光線為何種波段及強度之光線，即可分出相應之顏色圖層，以便於檢測人員、檢測軟體進行瑕疵之分析、比對。

綜上所述，本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，經由取像裝置之感光元件與光源發射不同波段光線照射待測物之相互作用下，而同時取得各顏色圖層之影像資訊，可明顯且有效率地判斷待測物是否存有缺陷。於此，本發明之光學影像自動擷取方法，已有效改善傳統對待測物施行自動光學檢測時所產生之缺失問題。

1:光學影像自動擷取系統8:待測物9:檢測平台10:取像裝置100:影像區域102:影像資料12:光源L1:光線L2:光線L3:光線S10:步驟S12:步驟S14:步驟S16:步驟S18:步驟

第一圖：其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之流程圖； 第二A圖：其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取系統之示意圖一； 第二B圖：其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取系統之示意圖二； 第三圖：其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之影像資料參考圖； 第四A圖：其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之分色影像資訊參考圖一；以及 第四B圖：其為本發明之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法之分色影像資訊參考圖二。

S10:步驟

S12:步驟

S14:步驟

S16:步驟

S18:步驟

Claims (12)

1. 一種複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其包含：提供一檢測平台；提供一取像裝置，相對該檢測平台而鎖定一影像區域；提供至少一光源，包含其為同時進行照射之至少二波段之光線照射該影像區域之至少一側；一待測物進入該影像區域受該些光線所同時照射，由該取像裝置進行取像，同時取得包含該些波段之光線與該待測物之一影像資料；以及將該影像資料其中對應該些個波段之光線之不同色圖層與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物的分色影像資訊進行比對，而取得一檢測結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該光源與該取像裝置設置於該檢測平台之同一側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中於將對應該些個波段之光線之不同色圖層與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物的分色影像資訊進行比對之步驟中，該影像資料經分色處理後即含有一紅色圖層與一綠色圖層之影像資訊，且個別將該紅色圖層與該綠色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。
4. 如申請專利範圍第1或3項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該些波段之光線為一紅色波段以及一綠色波段。
5. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中於將對應該些個波段之光線之不同色圖層與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待 測物的分色影像資訊進行比對之步驟中，該影像資料經分色處理後即含有一紅色圖層與一藍色圖層之影像資訊，且個別將該紅色圖層與該藍色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。
6. 如申請專利範圍第1或5項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該些波段之光線為一紅色波段以及一藍色波段。
7. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中於將對應該些個波段之光線之不同色圖層與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物的分色影像資訊進行比對之步驟中，該影像資料經分色處理後即含有一綠色圖層與一藍色圖層之影像資訊，且個別將該綠色圖層與該藍色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。
8. 如申請專利範圍第1或7項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該些波段之光線為一綠色波段以及一藍色波段。
9. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中於將對應該些個波段之光線之不同色圖層與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物的分色影像資訊進行比對之步驟中，該影像資料經分色處理後即含有一紅色圖層、一綠色圖層以及一藍色圖層之影像資訊，且個別將該紅色圖層、該綠色圖層以及該藍色圖層之影像資訊與該待測物其無瑕疵部分之分色影像資訊，或與相同於該待測物之無瑕疵待測物其分色影像資訊進行比對，而取得該檢測結果。
10. 如申請專利範圍第1或9項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該些波段之光線為一紅色波段、一綠色波段以及一藍色波段。
11. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該取像裝置為一照相機構或攝影機構。
12. 如申請專利範圍第1項所述之複合檢測條件之光學影像自動擷取方法，其中該光源設置於該檢測平台之一側，該取像裝置設置於該檢測平台之另一側。

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