专利名称：卷筒材料的检查方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动检查系统，更具体地涉及对连续运动的卷筒材料进行光学检查的系统和装置。
背景技术：
用于分析运动的卷筒材料的检查系统已经被证明对现代制造过程是非常重要的。各种如金属制造，造纸，非织物和薄膜等工业在产品检验和在线工艺监测等方面都依赖于这些检查系统。如果在卷筒材料的制造以后再对产品质量进行离线或人工检查，则产品质量的相当的检验费用将要昂贵得多。
在所有这些检查系统的设计中的一个困难因素是高数据速率的获得和处理。传统的商业卷筒材料的制造过程都利用需要每秒几十或甚至几百兆像素的检查数据获得速率的卷筒尺寸和卷筒速度。另外，为了完全地扫描运动的卷筒材料，这些数据速率要以连续的方式提供。该特别提到的数据速率被认为是广泛的并导致了处理高连续数据速率的专用图象处理设备的发展。
技术上通过使用专用电子硬件对数据流进行预处理来解决这个困境，总体上应用专用模块的多重通道和多重层次。这样的系统能够承受检查运动的卷筒材料所需要的数据速率。但是，还是存在涉及必须定制专用处理器所需要的硬件和软件的困难。这些检查系统是高度专业化的，因此限制了所给出的系统的可能的应用范围。例如，为检查金属而开发的系统将不能也用于检查印制的包装材料。由于这种专业化，专用的电子硬件需要金钱和时间方面的高开发成本，它们被降级到只进行简单的实时图象处理操作，它们限制了将来前景的扩充，并有相应的高维护成本。
制造工业已经认识到在其运行中灵活性的重要性。为了达到这个目的，经常使制造商努力工作以开发在各种产品之间能够迅速变化的系统和装置。但不幸的是，虽然在一些工业部门卷筒材料检查系统已经证明是有价值的甚至是必不可少的，但它们在处理制造过程中不断增加的变化步伐方面仍是不成功的。专用信号处理硬件做不到在目前需要对运动的卷筒材料进行光学检查的各种产品之间迅速变化。如果在一个单板通用计算机上能进行所有需要的处理则将是十分理想的，这样在生产线之间的变化就能仅通过加载所需要的软件而完成。另外，能够减少和定制硬件系统有关的开发时间和成本也将是很理想的。但迄今这样的目的还是不可能的。
发明概述本发明提供一种甚至能够在高数据速率下检查运动的卷筒材料的系统。新的分析方法的发现将在线光学检查的困难限制在商业上可得到的通用计算机的能力范围之内。对于根据本发明的检查系统，用同一个硬件能检查许多不同的产品，只需要加载产品的专用软件，该软件包含了关于是什么构成了产品中的缺陷的信息。
本发明的装置包括一个成象装置，该成象装置用于按顺序形成一个连续运动的卷筒材料的一个部分的图象而提供数字数据流。该数据流描绘了卷筒材料的顺序部分，而不是如在传统的机器图象技术中应用的区域图象。一台单板计算机被用来分析数字数据流。该单板计算机首先从数字数据流形成一个象点表(list)并用本发明的算法识别在连续运动的卷筒材料上的缺陷。通过本发明可以处理高卷筒速度和卷筒上的复杂图形。尤其是，本发明能很好地适应检查软电路的挑战性的应用，达到和成功地处理超过每秒10兆像素的数据速率。
或者，本发明包括一种连续检查运动的卷筒材料的方法。该方法包括形成卷筒材料的连续部分的图象以提供数字数据流。然后单板计算机通过首先从该数据流形成一个象点表，然后分析该象点表以识别连续运动的卷筒上的缺陷来处理该数字数据流。作为任选项目，为了改进用于分析的图象，在形成象点表之前可以先对数据流进行滤波。
为了本发明的目的，定义下列在本申请书中应用的术语如下“卷筒”是指一种在一个方向有固定的尺寸而在垂直的方向有不确定长度的薄片材料；“顺序”是指通过连续运动的卷筒材料的单独的线或面积的顺序形成图象，这些线或面积光学映射到单排传感器元件(像素)上；“单板计算机”是指有两个主要特征的通用计算机，该两个主要特征是1)应答特定指令组的能力；2)执行预先记录的指令表的能力；
“像素”是指由一个或多个数字值描绘的图象元素；“象点”是指在两进制图象中经连接的像素组；“缺陷”是指在产品中的不希望发生的事件；“灰度”是指具有例如256个数字值的大量可能值的像素；“两进制化”是将一个像素转化为两进制值的过程；“滤波”是将输入图象转变到所希望的输出图象的数学转换，滤波通常用于增强图象中所要求的特性的反差；和“覆盖涂覆缺陷”是指在卷筒上不充分的或外来的涂层。
通过下文对本发明的实施例的叙述和权利要求，本发明的其他特征和优点将变得更明显。
附图简述通过下文结合附图而进行的详尽叙述，本发明的上述的以及其他的优点对于在本技术领域熟练的人士而言将变得更明显
图1是说明本发明的方法的框图；图2是本发明的图象获得和图象处理元件的详尽方框流程图；图3是利用反射光的光学照亮装置的实例；图4是利用传输光的光学照亮装置的实例；图5是利用曲折光(transflect)的光学照亮装置的实例；图6a，6b和6c是分别利用反射光，传输光和曲折光时带有所描绘的图形的卷筒可以显现的方式的实例；和图7是卷筒检查装置的优选实施例的示意图。
详细描述本发明是一种光学检查连续运动的卷筒材料的方法。图1是描绘本发明的方法的示意图。一个连续运动的卷筒10的节段位于两个支撑辊12，14之间。图象获得装置16位于靠近连续运动的卷筒10的地方。图象获得装置扫描连续运动的卷筒10的顺序部分以获得有关各自的顺序部分的数据。该数据被传输到单板计算机18，该计算机用于收集和分析数据以确定卷筒10上缺陷的存在。然后确定的结果可以有选择地输送到工艺控制机构19以执行另外的工艺指令。
卷筒材料根据本发明，连续运动的卷筒可以包括有预先确定的宽度和厚度以及不确定的长度的任何薄片状的材料。可以光学成象的以卷筒形式提供的材料都适用于本发明。卷筒材料的实例包括但不限于金属，纸张，织物，非织物，玻璃，聚合物薄膜或其各种组合。金属可以包括例如钢或铝等材料。织物通常包括各种纤维。非织物包括例如纸张，过滤媒介或隔离材料。各种薄膜包括例如透明的和不透明的聚合物薄膜，包括层压的和涂覆的薄膜。
一种特别适合于通过应用本发明而解决的检查问题的类型是光学薄膜的检查。检查问题的第二种类型是软电路卷筒的检查。本发明特别适合于处理在一个软电路卷筒上的各别的电路在什么地方有淀积或形成在软衬底上的重复的电路图形所包含的复杂的问题。一个卷筒通常都有多重各别的电路，每一个电路都包括各种在任意图形中安排的小部分。然后各别的电路通过例如冲模切割的方法从卷筒分离，在各种分立的电气应用中使用。
对于适合于本发明的许多应用，卷筒材料或相结合的材料可以最好具有施加的涂层。可以进行光学成象的涂层适用于本发明。涂层通常施加到基础卷筒材料的暴露表面上。涂层的实例包括粘结剂，光密涂层，低粘结背侧涂层，金属化涂层，光学活动涂层，导电或非导电涂层，或这些涂层的各种组合。涂层可以施加到卷筒材料的至少一个部分上，或可以全部覆盖基础卷筒材料的表面。
检查卷筒的方法本发明的方法利用一种图象获得装置获得连续运动的卷筒的顺序部分的详尽图象。结果的图象最好以至少每秒10兆像素的数据流提供。数据流被发送到单板计算机，在那里数据流被形成为象点表。然后单板计算机分析该象点表以确定缺陷。图2说明了本发明的方法。第一步20包括从连续运动的卷筒表面获得图象数据。在步骤23形成象点表之前，数据可以任选地进行滤波21和两进制化22。然后象点表在形成以后在步骤24中进行处理，其中进行分析以识别连续运动的卷筒上的缺陷。来自步骤24的输出任选地输送到一个或多个下述部分映射单元25，保存数据库26，操作者显示器28或工艺控制器27。
图象获得图象获得通过用常规的成象装置完成，该成象装置能读取运动的卷筒的顺序部分并提供数字数据流形式的输出。为了本发明的目的，成象装置可以包括一个直接提供数字数据流的摄象机或带有另外的模拟数字转换器的模拟摄象机。另外，可以利用其他的诸如激光扫描器的传感器作为成象装置。卷筒的顺序部分表明，数据通过单独线的顺序获得。单独线包括连续运动的卷筒的一个光学映射到一个单排传感器元件或像素上的区域。适合于获得图象的装置的实例包括诸如来自PerkinElmer(Sunnyvale，Califonia)的Model#LD21的线扫描摄象机，来自Dalsa(Waterloo，Ontario，Canada)的PiranhaModels，或来自Thompson-CSF(Totawa，NewLersey)的Model#TH78H15。其他的实例包括来自SurfaceInspectionSystemGmbH(Munich，Germany)的结合模拟数字转换器的激光扫描器。
图象可以通过利用辅助获得图象的光学组件而任选地获取。这些组件可以是一台摄象机的任何部分，或可以从摄象机分离。光学组件在形成图象的过程中利用反射光，传输光或曲折光。反射光适用于探测由卷筒的表面变形诸如表面刮痕引起的缺陷。图3说明在连续运动的卷筒30上用反射光获取图象的情况。在一个空闲辊32上运动的卷筒30越过图象获取装置34。光纤35，36导引光通过圆柱形聚焦透镜37，38到达和图象获取装置34共有的焦点39。常规的光纤和聚焦透镜就适用于本发明。
传输光用于当其通过卷筒时探测会干扰正常的光传输的缺陷，诸如在挤压薄膜中的凝胶，在涂覆薄膜中的光密度变化等。图4描绘了通过一个玻璃空闲辊42利用传输光以及在玻璃空闲辊42上运动的相应的卷筒40的情况。在运行中，光从光纤43通过玻璃空闲辊42传输并通过卷筒40。图象获取装置位于传输光的聚焦区域的上方。
曲折光是反射光和传输光的结合，特别适用于探测混合缺陷，诸如软电路卷筒上的覆盖涂覆层的连续性方面的缺陷。图5描绘了曲折光的一个实例。卷筒50在玻璃空闲辊52上传送。光纤55，56导引光通过圆柱形聚焦透镜57，58到达和图象获取装置54共有的焦点59。光也从光纤53通过玻璃空闲辊52传输并透过卷筒50。传输光的焦点和来自反射光源55，56的焦点重合。
在检查软电路的优选实施例中，可以利用所有三个光学构造。图6a，6b和6c显示了应用到软电路卷筒上时发光构造的潜在应用。传输光用于探测软电路卷筒上诸如衬底孔的缺陷，衬底孔在黑暗的背景上会出现一个亮点。它也能用于探测诸如短路或开路的电气连续性方面的缺陷。图6a显示这样的缺陷可以怎样利用传输光探测。根据对于传输光的图6a，相对于衬底60的显示明亮，金属电路元件62和不导电的覆盖涂覆层64显示黑暗。这种情况有一个优点，能够形成最宽广的电路踪迹的表现图象，这样，由于电路刻蚀过程引起的边缘斜度不会引起困难。如果需要，如图6b显示的反射光可以用于探测电路缺陷，但需要用于探测表面修整的缺陷，诸如可能引起以后的工艺步骤失效的在键合区上的瑕疵等。在这些情况下，相对于缺陷使光变暗，金属电路元件62和不导电覆盖涂层64显示明亮。曲折光或反射光和传输光的结合为电路涂层诸如横跨金属和衬底图形的电介质覆盖涂层的焊接屏障的探测提供一个实质上不同的分析方法。在这种情况下，因为金属和衬底之间性能的极端不同，反射光或传输光的单独应用都是不适当的。但是，通过应用曲折光，金属和衬底图形之间的涂层就能容易地区分开来。图6c显示曲折光的概念，图中元件62有不同于元件64的图象。
滤波，两进制化并形成象点数字数据流从图象形成装置传输到处理计算机。卷筒材料检查是一项高要求的应用，因为数据是连续的，只要卷筒在运动，数据就流向系统。这样，处理计算机必须具有支持所要求的不确定处理速率的能力。本发明的方法根据特定的应用要求能够处理每秒约10兆像素的连续运动中的卷筒的数据速率或更大，并且最好的是能达到每秒约30兆像素或更大的速率。
在涉及一种均匀薄膜产品的优选实施例中，卷筒速度为600ft/分，卷筒宽度为50英寸，图象分辨率为20mils/每像素。所需要支持的数据通过量为约每秒15兆像素。在涉及软电路检查的第二实施例中，卷筒速度为25mm/秒，卷筒宽度为50mm，图象分辨率为10微米/每像素。所需要支持的数据通过量为约每秒17.5兆像素。
数字数据流被发送到单板计算机进行分析。根据本发明，如先前提请注意的那样，单板计算机是一种具有两个主要特征的通用计算机1)应答特定指令组的能力；2)执行预先记录的指令表的能力。为了本发明的目的，所有具有记忆元件，大规模储存元件，中央处理单元和任选的输入和输出装置的通用计算机都适用于本发明。本发明具体地包括这样的装置，包括数字信号处理器和其他明确地为高速执行数学计算而设计的有限的计算机处理板。更好的是，“单板计算机”包括单母板，通用微计算机。
任选地，在形成象点表之前，合乎理想的是对输入的数字数据流进行滤波以增强图象中所要求性能的反差。例如，经常应用滤波器减少噪声或增强诸如边缘的图形的反差。总之，滤波器可以包括可分离的滤波器，线性滤波器，非线性滤波器，局部反差增强滤波器，边缘增强滤波器，噪声减少滤波器或这些滤波器的组合。所指出的滤波器的形成和应用对于在本技术领域熟练的人士而言通常都是能够认识的。在本发明中，这些滤波器和映射的参数是由随机的样本像素确定，而不是由全部图象确定。还有，这些操作仅在所涉及的领域内执行。
可分离的滤波器也可以结合本发明而得到利用。图象处理中的滤波器通常是两维的。但是它们中的大多数能通过以适当的顺序执行垂直方向的一个尺度和水平方向的一个尺度的滤波而实现或接近实现两维的滤波。这样，计算成本就从0(n2)减到0(2n)。例如，垂直滤波器被用来去除由光学视场和传感器的不均匀引起的横穿卷筒的不均匀。然后可用水平的平滑滤波器减少高频率的随机噪声。
在单板计算机中先于形成象点表执行的其他步骤包括两进制化。两进制化是带有大量诸如彩色或灰度数值的像素的图象到两进制图象的图象转换。
两进制化的一种形式是固定的两进制。固定的两进制以遍及图象的单水平为基础。例如，在数值128上进行两进制时，所有带有大于128的数值的像素都被转换成数值“1”(白)，而小于或等于128的像素都转换为“0”黑。然后图象就可以根据本发明的象点形成程序形成象点。
两进制化的另一种形式是适应两进制。适应两进制以图象的动态分析为基础。对于每个像素的阈值通过图象中的其他像素的分析而确定，这样，不同的像素将有不同的阈值。这样补偿了低反差或强度变化的图象。由各种方法来执行这个操作。例如，一个像素的阈值可以通过取最邻近的20个相邻像素的平均值而计算出来。如果图象的左边有右边的两倍那么亮，用于两进制化的固定阈值将引起依赖于精确的缺陷位置的探测几率上的明显变化。但是当使用适应两进制时，左侧局部的扰乱将可和右侧一样同样探测。这个方法能补偿合理的背景强度的变化。
对于没有图形的聚合物薄膜的优选实施例，用于两进制化的阈值通常用在相邻像素间取平均的局部化的强度分析进行计算。当卷筒是有图形的卷筒时，特别是检查软电路卷筒时，在数据流中的像素的两进制之前进行的适应性求阈值的特定模式已经被发现是最佳的。这包括识别卷筒的至少一个顺序部分，该部分具有基本上是卷筒的光学性能的全部范围。在重复的图形中包含尽可能多的不同视觉特征的线条被考虑为最佳的选择。从相应于该线条的数据流中得到具体的注意，识别相应于局部最大和最小的像素值。像素值的范围由被识别为局部最大的像素值中的最低值和被识别为局部最小的像素值中的最高值界定。然后阈值根据一些适当的规则在该范围内计算；对于软电路，计算出的等于[下界+0.75x(上界-下界)]的阈值已经产生出良好的结果。数字数据流的至少一个部分，通常为直到下一次被识别的线条在图形中出现的那部分被用计算出的阈值进行两进制化。
依赖于将被分析的缺陷，用多重阈值对特定缺陷类型的每一个值进行两进制化是理想的。例如，在用传输光进行软电路检查的优选实施例中，相对于衬底，金属的图形显示黑暗。通过用高阈值探测短路和用低阈值探测开路，可以显著提高探测的几率。
根据本发明，单板计算机至少执行形成象点表和分析象点表以确定连续运动的卷筒上的缺陷。象点是在一个两进制图象中的一组连接的像素。一组连接的像素通常指出像素是4-连接的(四邻上，右，下，左)或8-连接的(八邻上，上右对角，右，下右对角，下，下左对角，左，上左对角)。以下面的方式形成象点表。首先，一个两进制图象被提出到具有突出值和连接方案的象点形成机构。突出值代表图象中被涉及的像素的值。该值为两进制的最小值(通常为0)或两进制的最大值(通常为255)。连接方案分别被指定为四连接或八连接。
不管所使用的是什么象点连接方案，象点的存在和像素的连接有关。当卷筒的每一个顺序部分被扫描时，相应于该顺序部分的数字数据流描述了在相应于其在卷筒上的位置的X范围中的像素。对于每一条线条，在X范围中互相连接的像素的聚集被限定为节段。如果这些像素在Y范围中被连接，一旦这些节段在X范围中被限定为一条线条，就有可能被分解为线条挨线条的形式。Y范围相应于卷筒运动的方向。为了计算的方便，一个节段能被描述为从属于该节段的信息的聚集，该信息在图象中唯一地识别该节段。根据在X和Y范围内的开始位置以及在X范围内像素中的运动长度描述一个节段已经证明是特别方便的。
通过对这些信息的编制和应用，象点的形成过程能减少到对每一线条形成X节段和从线条到线条地分解X节段的连接。为了计算的效率，本发明最好地完成了形成X节段的表和用单叠代法将该表转换成象点表。本发明的单叠代算法仅需要保存来自先前的线条的X节段的表作为对比表。在当前行中的节段和在对比表中的节段的表之间的连接的存在被线条挨线条地分解，这些线条聚集了将限定象点的信息。
过程在Y范围中的第一线条开始并且叠代每一个相继的线条。在整个过程中，每一个象点的开放节段的运行计数都被保存。这被用来自动地解释新的象点的添加，已完成象点的关闭和将分离的象点结合进一个单独的象点，诸如在字母“V”的基底部。在参考最小的X位置后本发明确定了当前线条中的第一节段。如果X节段的终端位置小于在对比表中的当前节段的开始位置，该节段必须是在一个新象点中的第一节段。在这一点上，分配一个新象点，该象点的开放节段计数增加，该节段被指定为该象点中的第一节段。如果在对比表中相应节段的终端小于当前节段的开始位置，该对比表中的相应的节段就从对比表中去除，开放节段表减少，对比再次开始。但是，如果这些情况都不满足，当前的节段和在对比表中的相应节段必须重叠并作为同一个象点的一部分。该节段被添加到包围来自对比表的节段的发展象点。如果多重当前的节段重叠一个单个的来自对比表的节段，然后它们被添加到当前的发展象点中。还有，如果当前的节段重叠来自对比表的多重节段N，就存在一个结合条件。由对比表上的节段描绘的各别的发展象点被结合进一个单独的象点并且开放的节段表被减少到N-1。最后，如果在邻接对比表中的节段的当前的线条中没有节段，那么对于对比表中的每一个节段的开放节段的计数都要减少。
因为实体的卷筒有不确定的长度，形成象点的过程可以无限定地连续进行。但是，当各别的象点的开放节段计数为零时，该各别的象点被认为已经完成，在该点上它们将做进一步的分析。
卷筒同步为了保持空间的对齐，本发明的卷筒检查系统基本上和连续运动的卷筒保持同步。本发明最好地利用了相应于实体卷筒位置的分析坐标系统，该实体卷筒位置被和视觉数据和分析流对齐。对于传统的光学检查系统，这个工作通常是应用一个实体附接到卷筒线上的旋转编码器完成的。旋转编码器可以包括例如来自Heidenhain，Traunreut，Germany的model#ROD523。因为卷筒是运动的，编码器输出一个连续的带有有规律的距离间隔的数字信号。来自编码器的每一个脉冲经常被用以触发摄象机形成跨越卷筒的另一条线条的图象。
用于同步软电路卷筒所包括的优选方法利用了一种定位在一个相对大的样本中的数据的子集的相似物的技术。从数学上说，这种确定从一个数据组到另一个数据组的相似物的最佳方法创立了一个相关系数，该相关系数数字化地叙述了两个数据组之间的关系。虽然有很多方法可以得到这个相关系数，但基本上都有相当高的计算成本并且不适宜于实时应用。但是本发明首次将数据组减少到一个两进制的结果，在该两进制的结果上可以达到充分的处理速度。
对于软电路卷筒的优选实施例，卷筒通常都包含顺序的各别的电路零件，这些电路零件在后面将被切割并附接到有源的电路元件上去。在制造过程中，这些零件可以在卷筒上以许多不同的形式进行空间取向，这些不同的形式包括但不限制于N×M阵列，跨越整个卷筒的单个的零件，以及从其最接近的相邻零件转动180度的互相交织的零件。但是在这些过程中一个不变的方面都是电路的空间取向将在向下的卷筒方向上永远伴随一个清楚的和决定性的图形。本发明独特地识别和切割互相不关联的零件，不去考虑卷筒上零件的数量的取向，仅以输入的视觉流中包含的信息为基础，不需要外部的传感器或外部的同步机构。
该优选的两进制相互关系通过首先获取一个预先限定的关联图象而运行。这可以从一个文件或其他数据储存机构加载。其次，该预先限定的关联图象用预先限定的阈值进行两进制化。一旦关联的图象完成两进制化后，从初始的经两进制化的关联图象创立一个附加的有经减小的分辨率的低标准取样的图象。该低标准取样的图象被用于加速相关联的过程。初始的图象可以被低标准取样到任何程度。但是，两者的功能必须要易于计算。在图象定位被两进制化以及低标准取样以后，它们被储存在RAM中以在关联中重复使用。
在这点上，一个任意的图象可以被提出到定位机构进行关联。每个任意图象在提出时都带有一个两进制阈值，一个搜索接受变量和一个搜索肯定变量。搜索接受变量被用作将被认为是匹配的最小可接受关联的测量。搜索肯定变量被用以加速的目的并告诉定位机构，如果发现一个关联大于或等于该变量就可以立即停止搜索。
在定位可以开始之前，任意的图象也可以进行两进制化并次级取样到和初始定位图象相同的程度。如前所述，任意的图象用施加到定位机构的阈值两进制化。两进制化值不需要和用定位图象施加的值相同。这考虑到获取装置的照明和灵敏度的变化。
准备工作完成以后，定位可以开始进行。定位关联相当于在初始图形和更大的任意图象的一个次级部分之间的像素到像素的相减。通过对相减结果求和而确定关联系数。为零的结果构成匹配的百分之百的肯定性，其中[宽度×高度×两进制最大值]的结果(通常为1或255)代表完全没有匹配。
关联首先在低标准取样的图象和一个总定位上进行并且确定该定位的肯定性。因为低标准取样关联的结果固有地产生一个加或减n-1个像素(其中n是低标准取样的数量)的定位，为了进一步将低标准取样关联的定位限制到一个甚至更大的程度，在初始的图象上进行一个第二关联。最后，当该过程完成时，如果有任何匹配的话，匹配的精确定位就被传递到所涉及的对象，定位机构容易地继续在其他任意的图象上进行关联。
用一个充分适当的定位机构，本发明能进行定位和仅从数字数据流中提取组成部分的过程。为了达到这个结果，本发明应用几个预先限定的数字图象作为关联图形。这些数字图象或定位器包括一种确定卷筒在数字数据流的X和Y范围内的定位的方法，也包括一种确定每一个各别的部分在卷筒的坐标系内的精确定位的方法。另外，定位器可以用来定位在该部分本身的坐标系内所涉及的独特区域。
在该过程中的第一步骤是识别卷筒在数字数据流中的精确位置。该精确的位置用一个预先限定的卷筒定位器图象的两进制关联和顺序的数字数据流来确定。因为预先限定的卷筒定位器包含在卷筒的重复图形之间的向下距离中仅发生一次的图形，该关联适合于建立卷筒的X和Y坐标系的原点。
用已知的卷筒定位器的位置，本发明能建立在向下的卷筒重复图形的一个场合中发生的每一个部分的精确的横穿的和向下的卷筒位置。再一次说明，这个过程通过应用预先确定的部分定位器图象和顺序的数字数据流来完成。但是，为保护计算循环，当横穿卷筒定位由部分定位器从卷筒定位器和部分定位器的实际宽度中作出的补偿确定以后，这样的操作过程就在有限的横穿卷筒定位中进行。
因为部分的数量及其从卷筒定位器的补偿是预先确定的，如上所述的精确的定位机构在发现卷筒上的所有部分上能够达到几近完美的精确度。另外，理所当然的是，如果一个分离的部分能被定位，数字化地切割然后任选地被掩蔽和旋转到一个单独的取向，可以不考虑初始的取向和横穿卷筒定位进行所有附加的处理过程。
处理管线将最好在个别的部分上运行。因此，所有的探测算法将完全相同地工作，不需考虑卷筒的图形，卷筒上的部分的数目等。如果产品发生变化，操作者只需从菜单上选择新的产品。如果一个诸如拼接的扰乱发生，它将探测该扰乱并且自动地再次自我同步，因为它将其所有的目标的实现都仅基于视觉流上。还有，因为应用了预先限定的部分定位器，本方法自动地和连续地纠正横穿卷筒的漂移和其他卷筒工艺固有的效应。
缺陷分析卷筒检查应用总体上能分解成两个独特的类别，有图形的(诸如标签，纸币和软电路)和无图形的(诸如薄膜和非织物)。本发明能成功地进行任何类型的应用，不需检查硬件有任何变化。通过改变软件进行不同类型的象点分析，通用的基于单板的计算机系统能完成宽广范围的各种应用。
对于无图形卷筒，视觉信号被要求是均匀的，因此任何不均匀的区域都是有缺陷的。如上所述，视觉处理要求滤波必须增强不均匀的视觉信号，要求两进制化将有缺陷的区域从背景分离，要求象点的形成将有缺陷的像素集中成统一的实体。最后，所收集的象点经过分析以确定这些象点是否代表卷筒的有缺陷的部分或仅是某些不规则但不是缺陷。分类由象点位置和几何形状的参数的分析构成。如果一个具体的象点有和预先限定的缺陷相符合的特征，那该象点就是缺陷。但是，如果它不处在预先限定的缺陷的容限之内，则它不是缺陷。限定或训练(training)系统识别缺陷的方法在下文叙述。
例如，在检查半透明的聚合物卷筒的优选实施例中，数字数据流将通过标准的数字视频输入卡输入单板计算机并储存在计算机的主系统RAM存储器中。数据是连续的并按需要通过循环缓冲进行小心的存储处理，使其能适应数据速率，在任何情况下都不发生丢失数据。获得数据以后，数据可以进行滤波以增强缺陷的反差，同时去除背景噪声。这些滤波可以调节到符合具体应用的要求。因为是半透明卷筒，材料有一点漫射，需要高通滤波以增强缺陷信号，但也需要平滑的滤波以去除图象中的噪声。滤波操作对于通用计算机通常的计算代价较高，但通过小心设计滤波器，处理必要的数据速率其代价可以降到最小。可分解的滤波器对于矩阵分解是普通的并被本技术领域的熟练人士所基本认识。例如，11×11尺寸的滤波器可以被分解成两个1×11的滤波器，从而将数字操作从121减小到22。通过这样选择滤波器的类型，可以实现提高550％的效率。其次，如上所述图象被高效率地两进制化并形成象点。在这点上，不规则点作为象点被隔离，并且能应用在本技术领域熟练的人士基本认识的线性的或背侧的网络分类技术通过分析象点特征(尺寸，形状，位置，强度)分类。在这种情况下，缺陷的强烈程度以尺寸为基础严格确定。如果缺陷大于2平方毫米则被确定为缺陷，否则便落入应用容限以下并被忽略。最后，通过实时映射和曲线制图数据被显示给使用者。数据也被储存在实时存档数据库并被传输到制造工艺控制系统以采取对处理缺陷材料的存在必要的适当行动。
对于有图形的卷筒，视觉信号被要求包含重复的图形，这样缺陷表现为图形的变形。识别缺陷区域的视觉处理包括将试验图形和用其他方法获得的模板图形进行比较。图形对比的普通方法是一种直接空间操作，诸如在试验图形和模板图形之间相减。但是，在实践中，这种方法由于卷筒工艺的缘故是不健全的，因为正常的工艺会发生变化，诸如卷筒翘曲，光学上的不完全，图形上的边缘变化等。因此，在如上所述的视觉处理后，本系统要进行拓扑学的象点处理以检验图形质量而不是直接的图象对比。即象点特征的数目，象点的空间互相关系以及几何特征将和已知的特征进行对比以确定试验图形是否在规范中。通过这种方法，能非常容易地建立起补偿正常工艺变化的容限。还有，数据被显示给使用者，储存在存档数据库并传输到工艺控制系统。
在操作有图形的卷筒检查系统之前，必须先分析一个没有缺陷的参考图象并提取重要的特征。本发明应用一个训练过程提取参考图象中的每一个目标(象点)以及诸如尺寸，形状，位置和拓扑结构的象点特征。在该方法中，在运行期间，分析单板计算机提取试验图象中的象点并将运行时间表中的象点的特征和参考象点表中的特征进行比较。通过将两个表之间的诸如象点数目和象点特征的拓扑学特征进行比较，即使是细微的图形缺陷也能够被探测出来。这种方法具有通过比较缺陷表而不是全部图象而大幅度减少数据数量的优点。还有，现在有可能通过将容限建立到象点性能比较而补偿正常工艺的变化。这种类型的处理能成功地使用大规模商用单板计算机处理来自有图形卷筒检查的大规模数量的数据。
例如，在检查有卷筒形式的软电路的优选实施例中，数字数据流通过标准的视频输入卡输入到单板计算机并储存在计算机的主系统RAM存储器中。数据是连续的并按需要通过循环缓冲进行小心的存储处理，使其能适应数据速率，在任何情况下都不发生丢失数据。获得数据以后，数据可以进行滤波，但应采取小心措施使滤波不对任何试验图形的形状造成变形。其次视频数据进行两进制化并形成象点。很通常的是，适合的阈值对两进制化是必要的以补偿横穿卷筒的变化。图象形成象点后，在象点表上进行所有的分析操作。
对于软电路和PCBs，可能最重要的缺陷是电气短路，电气开路，导线缩减和间隔缩减。首先为开路试验而产生的象点表和参考象点计数进行比较。如果滤去寄生的噪声象点后运行时间象点的数目大于来自训练的象点数就存在电路开路，否则需进一步分析以确定是否存在印迹缩减。
印迹缩减说明部分电路中金属图形减小到可接受的容限之外。虽然仍然导电，但这些区域在运行中极易发生故障。在技术上，该问题可以通过在图象本身应用形态学处理而解决。不幸的是，由于这些电路图象的大规模的尺寸(有时超过200兆字节)以及形态学处理的成本，只能用定制的专用的电子硬件来处理这些问题。在本发明中是通过象点的修改而不是通过图象来进行分析。首先，对每一个象点从X范围节段产生Y范围节段。其次对描绘象点的X范围和Y范围的节段进行修改。在导线缩减的情况中，每一个节段对称地减小到一个预先限定的数以仅能完全通过形成的印迹。然后如上所述基于经修改的节段表重新形成象点。将在新节段表上的象点数和在本具体实例中为训练表中象点数的预先确定的数目进行比较。如果运行时间计数大于参考计数，然后修改节段长度的过程将印迹切断，从而识别出印迹缩减。
其次，用相似的机构对该部分进行短路和间隔缩减的试验。仅有的不同在于，X和Y范围的节段是扩展了而不是减少了。如果存在短路或间隔缩减，然后象点计数将减少。通过在运行长度上的操作，计算效率可改进到500到200000次的数量范围。
如果象点表远远通过这样叙述的试验，但仍有可能因印迹在一侧稍许缩短或同时发生短路和开路的问题而有缺陷。因此最后的分析阶段将来自运行时间表中的每一个象点的位置和几何形状信息和其在参考表中的副本进行比较。最好的特征包括但不限制于面积，周长，力矩或缩放比。如果任何运行时间象点位于其参考副本的可接受的容限之外，则整个部分就是有缺陷的。否则它就通过了所有电路缺陷的试验。
在软电路缺陷探测中保持高精确度的一个方法是对短路和开路的探测中采用不同的阈值。用于短路的阈值设定得比象点搭桥缺陷更灵敏，用于开路的阈值设定得比象点断裂缺陷更灵敏。例如，对于传输光印迹显示黑暗。短路阈值可以设定在可取范围的80％，开路阈值可以设定在20％。
在本优选实施例中的另一个缺陷类别是在诸如导线键合或焊接键合区的金属图形上的瑕疵。这在反射度上表现为低反差。应用如上所述的定位技术通过将图形隔离而探测这些缺陷。一旦图形被隔离，就测量在该区域中的局部反差。如果在该区域上图形的尺寸或反差处于规范之外，则该部分就是有缺陷的。
在本优选实施例中的另一个缺陷类别是覆盖涂覆的施加和位置上的缺陷。覆盖涂覆在软电路上被用于各种目的，包括焊接屏障或在电路的一定区域上的介电涂层。如上所述应用曲折光涂层可以从背景中隔离并且形成的象点仅代表覆盖涂层。然后象点能以相似的方式进行分析以发现如上所述的电路缺陷。
在本优选实施例中的另一个缺陷类别是在基体衬底中的孔洞或缺陷。例如，在衬底中的孔洞能引起产品性能上的问题。应用传输光产品能被成象，这样孔洞在黑暗背景上表现为明亮。相似于如上所述的均匀卷筒检查的情况形成象点以及分析各种缺陷。
在本优选实施例中的另一个缺陷类别是引线弯曲。引线被用来将产品连接到外部导线或装置。如果引线弯曲而离开正常位置就不能进行正确的连接。通过应用传输光或反射光，引线能从背景隔离并形成象点。然后在运行时间表上的象点的数目，位置和形状能和参考表进行比较。主轴线角被证明是对该分析特别重要的形状参数。
训练单板计算机通常都带有一个用于和象点表进行对比的标准的参考表。产品结构或训练应用的目的是提供一种聚集在运行时间检查过程中需要的所有信息的方法。这包括所有的两进制化和滤波信息，缺陷限定，用于在有图形的卷筒检查应用中的部分定位的图形匹配参数以及产品说明信息。虽然在均匀的和有图形的卷筒检查中都需要该应用及其某些变化，对软电路检查的优选实施例也将作出说明。在本技术领域熟练的人士能作出逻辑上的适应性以按需要进行均匀的卷筒检查。
操作的顺序通常包括首先取得一个包含至少一个完整的重复图形的卷筒的无缺陷的图象；其次，规定图形的独特的特征和识别图形中的工艺控制区域；再其次，对每一个独特的检查区域和缺陷类型规定具体的工艺控制设定；最后将该信息保存和安装到数据库，在运行时间应用中选择该产品并运行产品。
首先，应用由适当的光学元件，解决方案，照明等设定的检查系统获取一个包含重复图形的至少一个重复单元的运动的卷筒的图象。或者，该信息可从CAD(计算机辅助设计)文件中转入并翻译成适当的图象格式。图象再用常规的操纵工具进行修整，这样其结果包含重复图形的一个精确的无缺陷的重复单元。这样，图象长度将是卷筒向下方向上的一个重复单元，宽度将跨越整个卷筒。然后用绘图工具在卷筒向下方向上识别有规律重复的，但在局部的横穿卷筒区域中是独特的图形的特征。该特征被识别为卷筒定位器并将被用来跟踪卷筒的位置和补偿任何横穿卷筒的移动。卷筒向下距离在卷筒定位器图形重复的一个点上限定。图形和重复距离被保存和用于在运行时间应用中跟踪卷筒。
绘图工具再次被用于在重复图形中限定任何分离的“部分”。例如，一个部分可以是在包含不同取向的多重电路的一个重复部分中的一个单独的电路元件。对于该部分，绘图工具可以用来识别该部分中的独特图形，该图形能用于在综合的图形中定位各别的部分。要限定在其间发生部分重复的卷筒向下距离是因为在一个单独的卷筒向下图形重复单元中可能会有多重部分。还有，部分定位器图形和重复距离将在运行时间检查中应用以识别各别的部分进行分析。系统自动地定位所有的部分，不考虑重复图形中的取向。任选地，如果一个卷筒向下重复图形不包含分离的部分，则整个图形就能作为一个单独的部分处理。用这种各别部分的概念有几个优点。在运行时间中，当部分被识别和分成节段后，所有的分析都是完全一样的。还有，图形中经常会有一些其中没有什么内容的地方。该方法仅检查需要分析的区域。
然后在部分图象中限定检查需要的过程描述符。过程描述符包括精确限定缺陷记号将被置于一个部分中的某一位置的部分记号区域，限定部分的一个向操作者作高分辨率显示的重要区域的显示区域，和用于适合的两进制化的信息。
然后在该部分中限定所涉及的区域(ROI’s)。每一个ROI都在该部分中识别一个具体的分析将对其进行的区域。例如，对于软电路，所有部分都可以进行短路/开路的分析，键合区将进行瑕疵分析，精细的节距区域将进行引线/间隔减缩分析。每一个区域都可以用绘图工具和对每一个区域各别限定的检查容限进行各别识别。区域将持续添加直至所有的分析都被限定为止。
最后，为了以后的修订，文件被保存，如果必要，再被安装到在运行时间将应用的检查系统数据库中。可以保存多重文件以备在产品变化时选择。这将允许本发明的操作随各种产品进行，不受其他干预。
在检查优先的软电路中的一个主要困难是因不均匀的张力或制造工艺的变化而引起的卷筒可能变形。因此，卷筒的任何给出的部分都可能从参考外形发生空间翘曲。缺陷分析必须能补偿这样的变形。最常用的方法是使试验图象发生翘曲以最好地匹配参考图象，然后进行直接空间对比，例如，从空间图象中减去试验图象。不幸的是，用这样的方法存在困难，因为难于正确地翘曲图象以去除更高级别的扭曲，并且有时翘曲不能补偿正常的工艺变化。因此，在进行比较后可能必须进行诸如形态学处理的清理处理以去除外部的噪声。在本技术领域熟练的人士通常都熟悉这样的处理技术。
系统输入/输出本发明的单板计算机通常接受描述工艺线上的事件的来自不同的使用者的控制和信号的输入。它可以接受的输入包括卷筒速度，卷筒运动，拼接，涂层操作和各种同步信号。还有，本发明可以在确定在连续运动的卷筒中存在缺陷的基础上向各种装置提供输出。单板计算机将输出指令发送到诸如用户接口监视器，工艺控制计算机，存档数据库，记号系统及其各种组合的装置中。
能识别缺陷的定位或在连续运动中的卷筒中的各别部分的记号系统适合于和本发明一起使用。记号最好打印在基本靠近缺陷发生点的附近。基本靠近的意思是，记号紧密地联系于缺陷在横穿卷筒和向下卷筒方向上的位置，并最好在5mm的容限之内，更好的是在1mm以内。
对缺陷标注记号的目的是识别缺陷的成分或区域以便能在一些后续的阶段将其从主要生产中去除。缺陷记号次系统利用记号技术的广泛的变化，诸如墨水或油漆的淀积(包括墨水盖印器和墨水或油漆喷雾器)，激光标记，标签应用(粘贴在缺陷上或其附近的自黏附标签)，冲孔，物理变形技术，磁脉冲或它们的组合。缺陷记号可以置于缺陷本身之上或其附近，置于卷筒的边缘或卷筒辊的终端。用不同的记号颜色或形状记号也可识别缺陷的类别。在诸如卷筒上的条痕的连续缺陷的场合，记号可以由来自墨水盖印器的重复的小印记或来自油漆喷雾器的连续的印记构成。
常规的记号系统和本发明的检查系统结合在一起使用。例如，墨水盖印器由装载墨水的多孔衬垫构成并被实体放置成和目标材料接触以转移墨水。墨水或油漆喷雾器利用电磁阀向目标材料上喷射加压的墨水或油漆。激光标记装置用高度聚集的强有力的激光束修改目标材料的表面，通常是改变颜色，烧灼孔洞或改变表面构造。标签应用通过电磁促动机构向目标材料施加自粘结的标签。冲孔在目标材料的缺陷上或其附近实体冲孔。可以有很多类型的冲孔器，包括常规的冲制通孔的冲模和底模以及kiss-cut冲孔器，该冲孔器通过目标材料时不突出，因此在运动的卷筒上往往工作得更好。缺陷表面的物理变形能通过能在表面上留下有区别性的标记的诸如电磁锤或滚花轮的装置实现。磁脉冲能通过强有力的励磁线圈应用于黑色金属的表面，这样在以后能通过简单的磁传感器容易地识别缺陷。
记号次系统的控制可以是检查系统本身的一个整体部分，或一个从检查系统分担任务的半独立的智能次系统(即PLC或专用微计算机)。检查系统的责任是识别缺陷和确定在横穿卷筒和向下卷筒上的坐标。这些缺陷坐标被传输到缺陷记号次系统，该次系统将一个延时机构(基于时间的或基于距离的)和一个同步机构与检查系统相结合，在促动记号机构之前在图象传感器和记号装置之间提供和保持一个实体间隔。
装置本发明的装置总体上包括一个图象获取装置和一个单板计算机。图象获取装置形成连续运动中的卷筒的一个顺序部分的图象以提供一个数字数据流。单板计算机从数据流形成一个象点表。然后单板计算机分析象点表以探测连续运动的卷筒的至少一个部分中的缺陷。本发明的检查装置总体上被应用在常规的卷筒生产传输设备中。图7描绘了本发明的一个优选实施例。卷筒72从非缠绕辊71通过检查系统70传输到缠绕辊74。一个舞蹈辊76被用来进行张紧控制。各个空闲辊78辅助传输卷筒72。一个任选的操纵机构80可被设置来将卷筒72引导到系统70的成象区域。检查空闲辊82将卷筒传输到线扫描摄象机84的下面。为了将成象期间因张力引起的卷筒72的扰动减到最小，驱动辊86被置于检查区域的下游。很方便地设置一个张力变换器88以向卷筒控制器90提供反馈，该卷筒控制器向驱动辊86发送驱动信号。来自线扫描摄象机84的图象数据被传输到单板计算机92，该计算机也接收来自卷筒同步器94的输入。单板计算机92形成象点表并进行缺陷分析。单板计算机92和卷筒记号系统96联通。卷筒记号系统96能对卷筒72上的各别缺陷(未显示)作出记号。单板计算机92选择性地和卷筒控制器90联通以交换卷筒72的产品信息。来自单板计算机92的输出可以在任选的用户接口98上审视。
因为计算机的计算能力是珍贵的，应用如上所述的手段，任何通过减少计算机费用而获得的效率都是可取的。具体地说，应用极端高效的存储器管理技术已经取得了优良的结果，该管理技术映射到计算机指令组和寄存器结构，诸如特殊的存储器校正，例如QWORD。SIMD(singleinstructionmultipledata)码的应用也被证明是可取的。设计为异步运行，并且用多线技术并行运行的单板计算机被考虑是可取的。
在一个任选的实施例中，本发明的方法和装置可以利用多重成象系统以提供连续运动的卷筒的完整的和详尽的图象。多重成象装置可以设定成在卷筒上平行以提供包括给定衬底的全部宽度的图象。或者，多重成象装置可以在各种向下卷筒定位上互相串联设置以充分检查不同类型的缺陷或在卷筒生产工艺中的一个给定点上监视和缺陷有关的特殊类型的工艺。
在另一个替代的实施例中，可以在一个给定的卷筒上平行或串联设置两个或更多根据本发明的方法或装置的检查系统。来自每一个个别的系统的单板计算机将数据提供到一个中心计算机。然后中心计算机将数据归并或同步用于经改进的工艺控制。
本发明适用于检查连续运动的卷筒以识别卷筒中不希望发生的事件。本发明的方法可实施于任何形式的适合成象的卷筒。方法和装置理想地适合于处理随诸如软电路卷筒那样的复杂的卷筒材料一起出现的大规模的数据速率。另外，本发明利用成象装置的单板计算机处理大规模的数据速率，不用定制的图象处理硬件。本发明包含充分支持具体检查程序或卷筒材料变化的标准软件，不需要额外的硬件变化。还有，单板计算机可以进行升级以在不需要变化软件的情况下实现处理速度的提高。
权利要求
1.一种检查连续运动的卷筒的方法，其特征在于，该方法包括a)形成连续运动的卷筒的一个顺序部分的图象以提供一个数字数据流，b)从数字数据流形成一个象点表，和c)分析象点表上的象点以识别缺陷，其中b)和c)在一个单板计算机中进行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在形成所述象点表之前先对所述数字数据流进行两进制化。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中相应于每一个顺序部分的数字数据流描述相应于其在卷筒上的位置的X范围中的像素，以及其中形成的步骤包括确定在X范围中互相连接的像素的收集以便限定节段；逐线条地解答在相应于卷筒运动方向的Y范围中的节段之间是否存在连接；其中确定步骤和解答步骤在一个单叠代中完成。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括依次保存在每一个顺序线条中的节段的表将其作为一个对比表，并且其中解答包括将当前线条的节段表和对比表进行对比。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中卷筒是一种带有图形的卷筒，该方法进一步包括对数字数据流进行两进制化，两进制化包括识别基本具有卷筒的光学性能的全部范围的至少一个顺序部分；限定一个以被识别为局部最大值的像素值中的最低值和被识别为局部最小值的像素值中的最高值定界的范围；在该范围中计算一个阈值；和将数字数据流的至少一个部分和该阈值进行比较。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在形成象点表之前将一个滤波器应用到在单板计算机中的数据流。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括单板计算机和一个工艺控制系统之间的联通。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括对在连续运动的卷筒上的被识别的缺陷做上记号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述做记号通过墨水沉积，油漆沉积，激光标记，标签应用，冲孔，物理变形，磁脉冲或它们的组合。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述记号基本上做在靠近缺陷发生的地点。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述卷筒从金属，纸张，聚合物薄膜，织物，非织物，玻璃或它们的组合中选择。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其中一个或多个涂层或一个或多个图形被施加到所述卷筒。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中连续运动的卷筒是一种软电路卷筒。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述成象通过反射光，传输光或曲折光进行。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中利用多重成象源。
16.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述两进制化包括适合的阈值或多值阈值。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述数据流至少为每秒10兆像素。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将缺陷分成具体的种类。
19.一种检查在卷筒上的连续运动的物品的方法，其特征在于，该方法包括分析从一个至少为每秒10兆像素的连续的数字数据流形成的象点以识别该物品上的缺陷，该数据流从一个连续运动的物品的至少一个部分成象，其中在一个单板计算机中形成和分析象点。
20.一种检查连续运动的有一种重复图形的卷筒的方法，其特征在于，该方法包括a)形成连续运动的卷筒的顺序部分的图象以提供一个数字数据流，b)识别重复图形的实例，c)从数字数据流形成一个描述重复图形的每一个实例的象点表，和d)分析象点表上的象点以识别缺陷，其中c)和d)在一个单板计算机中进行。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中重复图形的每一个实例的象点表上的象点数和一个预先确定的数进行比较。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中每一个象点的位置和几何特性和一个参考象点表中的一个相应象点进行比较。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中相应于每一个顺序部分的数字数据流描述在相应于其在卷筒上的位置的一个X范围中的像素，并且其中象点表包括在X范围中互相连接的像素聚集的长度的信息；另外，其中分析的步骤包括计算在一个相应于卷筒运动方向的Y范围中互相连接的像素聚集的长度的信息；将在X范围和Y范围中的至少一个范围中或两个范围中的像素聚集的长度修改到一个第一预先确定的数目；以该修改的长度为基础准备一个新的象点表；和将在新的象点表上的象点数和一个第二预先确定的数目进行比较。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述成象通过反射光，传输光或曲折光进行。
25.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中数据流被利用来发现所述卷筒上的各别图形，不需外来同步。
26.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在形成所述象点表之前先对所述数字数据流进行两进制化。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，其中所述两进制化用适合的阈值或多值阈值进行。
28.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中连续运动中的卷筒是一种软电路卷筒。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，其中所述缺陷包括一个或多个短路，开路，引线缩减，间隔缩减，衬底缺陷，图形不套准，引线弯曲，覆盖涂层缺陷，层压缺陷，瑕疵或碎片。
30.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括对在连续运动中的卷筒上的一个或多个缺陷做上记号。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，其中所述记号基本上做在靠近缺陷发生的地点。
32.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述单板计算机和一个用于控制所述连续运动中的卷筒的工艺控制系统联通。
33.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述成象装置和连续运动中的卷筒空间同步。
34.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中利用多重成象源。
35.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将缺陷分成具体的种类。
36.一种用于检查连续运动中的卷筒的装置，其特征在于，该装置包括(a)一个用于顺序地形成一个连续运动的卷筒的一个部分的图象以提供一个数字数据流的成象装置；和(b)一个为了识别在所述连续运动的卷筒的至少一个部分中的缺陷而能从该数据流形成一个象点表并且分析该象点表的单板计算机。
37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括一个和单板计算机联通的工艺控制系统。
38.如权利要求36所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括一个用于对在连续运动的卷筒上的被识别的缺陷做上记号的记号系统。
39.如权利要求36所述的装置，其特征在于，其中所述成象装置是一个线扫描摄象机。
40.如权利要求36所述的装置，其特征在于，其中所述成象装置利用光学组件，该光学组件利用反射光，传输光或曲折光。
41.如权利要求36所述的装置，其特征在于，其中利用多重成象装置。
42.一种用于检查软电路的装置，其特征在于，该装置包括(a)一个用于顺序地形成一个连续运动中的软电路卷筒的一个部分的图象以提供一个数字数据流的成象装置；和(b)一个为了识别在所述连续运动的软电路卷筒的至少一个部分中的缺陷而能从该数据流形成一个象点表并且分析该象点表的单板计算机。
43.如权利要求42所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括一个用于在单板计算机和工艺控制系统之间联通的工艺控制系统。
44.如权利要求42所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括一个对在连续运动中的卷筒上的识别的缺陷做上记号的记号系统。
45.如权利要求42所述的装置，其特征在于，其中成象装置是一个线扫描摄象机。
46.如权利要求42所述的装置，其特征在于，其中所述成象装置利用光学组件，该光学组件利用反射光，传输光或曲折光。
47.如权利要求42所述的装置，其特征在于，其中利用多重成象装置。
48.一种检查软电路卷筒的方法，其特征在于，该方法包括分析从一个至少为每秒10兆像素的连续的数字数据流形成的象点以识别该软电路卷筒上的缺陷，该数据流在一个软电路卷筒的至少一个部分成象，其中在一个单板计算机中形成和分析象点。
全文摘要
一种用于顺序地形成一个连续运动的卷筒(10)的一个部分的图象以提供一个数字数据流的成象装置，然后该数字数据流由一个单板计算机(18)进行分析，不需使用专用的信号处理硬件。揭示了在来自成象装置的数据流上运行的技术，该技术具体包括基于根据开始位置储存的象点信息和在横穿卷筒方向上节段运行长度的操作。这样使象点的限定适合于线条挨线条的方式，并使通常在连续的卷筒的生产中发现的缺陷的类别用远小于先前所需要的计算能力就能识别。尤其是，在检查软电路的挑战性的应用中，能达到超过每秒10兆像素的数据速率并成功地进行处理。
文档编号G01B11/30GK1633592SQ01822586
公开日2005年6月29日 申请日期2001年7月2日 优先权日2001年2月12日
发明者S·P·弗勒德, J·A·马斯特曼, M·P·派克, C·J·斯凯普斯, S·R·瓦格曼, W·许, X·俞 申请人:3M创新有限公司