明被检镜片夹持装置示意图；所述被检镜片夹持装置15由单片机 控制器4、步进电机驱动器5、步进电机6、双向直线丝杠7和镜片夹爪8组成，所述步进电机驱 动器5用于为步进电机6提供驱动信号；步进电机6与双向直线丝杠7连接，用于提供双向直 线丝杠7的驱动力;双向直线丝杠7用于带动镜片夹爪8移动，其单边运动自由度2 10cm;镜 片夹爪8安装固定于双向直线丝杜7,用于支撑被检镜片9。
[0016] 由图3知，是本发明检测装置中测控系统的示意图；所述单片机控制器4与主控制 器1采用串口相连，并通过I/O口与步进电机驱动器5相连，用于步进电机运动6信号;主控制 器1向单片机控制器4发送电机控制命令，同时通过数据线获取工业相机14所拍摄数字图 像，并结合数字图像处理方法实现对被检镜片9品质的判断。
[0017] 由图4知，是本发明数字图像处理流程图；一种镜片面状疵病数字图像处理检测方 法，主要包括图像分割、孔洞填充、形态学腐蚀、区域筛选、灰度特征提取和镜片品质判断； 所述图像分割采用区域生长方法对被检镜片投影图像初步提取，采用被检镜片投影图 像中心为种子点，以区域灰度平均值为约束条件进行区域生长处理，当没有像素满足归入 条件时停止区域生长； 所述孔洞填充提取图像分割所得区域内所有轮廓，并将所有内轮廓进行填充处理，以 填补由于面状缺陷所产生的漏分割区域； 所述形态学腐蚀是针对孔洞填充区域进行边缘腐蚀，去除由于光照产生的边缘模糊区 域； 所述区域筛选是采用区域圆形度和面积为约束条件对所腐蚀后的区域进一步筛选感 兴趣区域，以防止无被检镜片时的误识别； 所述灰度特征提取是计算感兴趣区域灰度共生矩阵，并提取熵、相关性、同质性和对比 度等用于描述所拍摄镜片投影图像的纹理特征； 所述镜片品质判断是指根据前期所建立品质数据库信息，对比熵、相关性、同质性和对 比度等参数实现对镜片品质判断。
[0018] 实施例1: 如图5所示，一种镜片面状疵病数字图像处理检测方法，萁步骤是： (1) 、通过主控制器1软件系统设置镜片参数，包括被检镜片9类型和尺寸； (2) 、软件系统通过配置文件读取当前所设置的尺寸和类型信息； (3) 、主控制器1通过串口通讯方式向单片机控制器4发送双向直线丝杠7所需运行方向 和距离信息以及舵机10运行情况； (4) 、单片机控制器4通过I/O 口向步进电机驱动器5发送方向信号和脉冲信号，并向舵 机10发送角度运行信号； (5) 、通过工业相机14采集被检镜片9投影至成像光屏13上的原始图像； (6) 、对所采集的原始图像进行数字图像处理与分析，计算投影图像表面的灰度共生矩 阵，并提取表征纹理信息的熵、相关性、同质性和对比度等参数； (7) 根据前期所建分类模型数据库(部分特征统计结果如表1所示），对比当前被检镜片 9投影图像的特征参数，并对镜片疵病情况进行判断。
[0019] 表1为本发明部分镜片所提取特征参数。
[0020] 表1:
【主权项】
1. 一种镜片面状疵病自动检测装置，由主控制器(1)、暗室柜(2)、光源(3)、放大镜片支 架装置、放大镜片（12)、成像光屏（13)和工业相机（14)、被检镜片夹持装置（15)组成;所述 被检镜片夹持装置（15)由单片机控制器(4)、步进电机驱动器(5)、步进电机(6)、双向直线 丝杠(7)和镜片夹爪(8)组成，被检镜片夹持装置（15)安装于暗室柜(2)内，使被检镜片(9) 平面与光源(3)光轴呈垂直状态，其特征在于:所述的主控制器（1)通过串口向单片机控制 器(4)发送步进电机(6)控制命令，同时通过数据线获取工业相机（14)所拍摄数字图像，结 合数字图像处理方法实现对被检镜片(9 )品质的判断。2. 根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的暗室柜 (2)为一框架结构，用于提供机器视觉检测环境，隔离外界环境光干扰;所述光源(3)安装于 暗室柜(2)顶部，其光轴与被检镜片(9)和放大镜片（12)中心位于同一垂直线，且距离被检 镜片（9)物理尺寸2 40cm〇3. 根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的单片机 控制器(4)与主控制器（1)采用串口相连，并通过I/O口通过步进电机(6)与步进电机驱动器 (5)相连，步进电机(6)再与双向直线丝杠(7)连接，镜片夹爪(8)安装固定于双向直线丝杠 (7)上，用于支撑被检镜片(9)，所述的双向直线丝杠(7)带动镜片夹爪(8)移动，其单边运动 自由度2 10cm〇4. 根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述放大镜片 支架装置由舵机（10)、放大镜片支架（11)和放大镜片（12)组成，安装在被检镜片夹持装置 (15)的正下方，使被检镜片(9)与放大镜片（12)中心位于同一垂直，所述舵机(10)与单片机 控制器(4)通过I/O 口连接，根据镜片类型改变其转动角度，所述放大镜片支架（11)为一圆 环，并设置有台阶结构，使放大镜片（12)紧密放置于放大镜片支架(11)台阶上。5. 根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的成像光 屏（13)为一白色成像平面，位于被检镜片(9)正下方，其面积大于被检镜片(9)的投影图像。6. 根据权利要求1所述的一种镜片面状疵病自动检测装置，其特征在于:所述的工业相 机(14)安装在被检镜片(9)的侧面，通过数据线与主控制器(1)相连。7. -种如权利要求1所述的镜片面状疵病自动检测的方法，包括以下步骤：其特征在 于： 1) 、图像分割:对被检镜片(9)投影图像进行初步提取，采用被检镜片(9)投影图像中心 为种子点，以区域灰度平均值为约束条件进行区域生长处理，当没有像素满足归入条件时 停止区域生长； 2) 、孔洞填充:将图像分割所得区域内所有的轮廓，进行填充处理，以填补由于面状缺 陷所产生的漏分割区域； 3) 、区域筛选:采用区域圆形度和面积为约束条件对所填充区域进一步筛选感兴趣区 域，以防止无被检镜片时的误识别； 4) 、灰度特征提取:计算感兴趣区域灰度共生矩阵，并提取熵、相关性、同质性和方差， 用于描述所拍摄镜片投影图像的纹理特征； 5) 、镜片品质判断:根据前期所建立品质数据库信息，对比熵、相关性、同质性和方差参 数，实现对镜片品质判断。
【专利摘要】一种镜片面状疵病自动检测装置及方法，由主控制器（1）、暗室柜（2）、光源（3）、放大镜片支架装置（11）、放大镜片（12）、成像光屏（13）和工业相机（14）、被检镜片夹持装置（15）组成；被检镜片夹持装置（15）安装于暗室柜（2）内，使被检镜片（9）平面与光源（3）光轴呈垂直状态，其特征在于：所述的主控制器（1）通过串口向单片机控制器（4）发送步进电机（6）控制命令，同时通过数据线获取工业相机（14）所拍摄数字图像，结合数字图像处理方法实现对被检镜片（9）品质的判断。本发明，可实现对镜片面状疵病的快速、自动检测，极大的提高了镜片检测的准确率和效率，可推动镜片检测的智能化发展。
【IPC分类】G01N21/958
【公开号】CN105606629
【申请号】CN201610174582
【发明人】张志平
【申请人】丹阳市精通眼镜技术创新服务中心有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月25日