薄膜质量检测方法和薄膜质量检测系统与流程

文档序号:12798791阅读:577来源:国知局
薄膜质量检测方法和薄膜质量检测系统与流程
本发明涉及质量检测
技术领域
,具体而言,涉及一种薄膜质量检测方法和一种薄膜质量检测系统。
背景技术
:在相关技术中,有很多种方法可以检测薄膜质量,这些方法适用的薄膜种类和应用场景均有差异。目前,一般由用户自行选择采用何种方法为薄膜检测质量,然而,这种选择具有很大的主观性和不确定性,容易出现检测偏差等问题。因此需要一种新的技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式。技术实现要素:本发明正是基于上述问题,提出了一种新的技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式。有鉴于此,本发明的一方面提出了一种薄膜质量检测方法,用于薄膜质量检测系统,包括:根据接收到的检测命令,在预设的多种成像方式中选择目标成像方式,其中,所述检测命令包括对待检测薄膜的周期性采集命令或根据触发信号对所述待检测薄膜进行数据采集的命令;使用所述目标成像方式采集所述待检测薄膜的多个位置的图像数据;根据多个位置中的每个位置的图像数据的属性、设定形状、设定范围值、图像高值模板及低值模板、进行数据转换后的阈值范围,确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,以供确定所述待检测薄膜的质量是否合格;其中,所述多种成像方式包括:第一成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的分光组件,分 光后不同波长的光在空间上分开,投射到所述薄膜质量检测系统的一个或一组面阵灰度相机;第二成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的镜面反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第三成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的漫反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第四成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;其中,所述多种成像方式分别获取所述待检测薄膜的不同的光学特征图像。在该技术方案中,可以在系统中预设多种成像方式,以便在接收到检测命令时,选择适用于该检测命令的成像方式,即选择适用于该检测命令的薄膜质量检测方式,以便根据检测结果来判定薄膜的质量是否合格。其中,在检测薄膜质量时,可以进行周期性的图像采集,也可以在每次接收到触发信号时对数据进行采集。通过该技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式,从而提升了薄膜质量检测结果的可靠性,提升了薄膜检测的效率和质量。其中,本技术方案中所述的薄膜包括但不限于液晶薄膜、全息脱铝安全线、光变薄膜、塑料薄膜、纸张、布料、字画等。在上述技术方案中,优选地,在所述光谱成像方式中,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过薄膜质量检测系统的镜头聚焦后进入薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到薄膜质量检测系统的面阵灰度相机。在该技术方案中,光谱采集系统包含主要包含分光组件和面阵灰度相机,分光组件前端有光学镜头。待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到面阵灰度相机的采集单元。面阵灰度相机采集到的每一幅二维图像对应一条窄带区域的光谱信息,图像横向对应待检测薄膜的横向,每一行代表窄带区域在该行对应波长的信息,图像纵向对应不同光谱波长,每一列代表窄带区域的一块子区域的光谱展开信息,图像像素值大小表示某个波长的强度。在上述技术方案中,优选地,所述使用所述目标成像方式采集待检测薄膜的多个位置的图像数据,具体包括:使用与所述目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集所述待检测薄膜的整个幅面宽度的图像数据,以采集所述待检测薄膜的全宽度图像数据;或使用与所述目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集所述待检测薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,所述图像数据采集器在所述宽度方向静止或进行往返运动。在该技术方案中,可以根据实际需求采用不同的图像采集手段来采集图像数据,具体地,既可以采集薄膜的全宽度图像数据,也可以采集薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,在采集过程中,可以通过移动图像数据采集器来对静态的薄膜进行图像数据采集,也可以让静态的图像采集器对移动的薄膜进行图像数据采集。也就是说,光谱采集的典型方法包含两种:一是薄膜沿纵向运动,光谱采集系统固定不动,或(当光谱采集窄带的宽度小于薄膜宽度时)光谱采集系统横向往复移动;二是薄膜固定不动,光谱采集系统沿一个方向运动一次或多次,完成整片薄膜的光谱信息采集。此外,系统可根据实际情况和需要,按特定运动方式采集光谱信息。通过本发明的技术方案,多样化的图像采集手段可以更加贴合用户对检测薄膜的需求,提升了薄膜质量检测结果的可靠性,便于提升检测效率,降低检测成本。在上述技术方案中,优选地,不同的成像方式对应的所述图像数据的属性不同,其中,所述光谱成像方式对应的所述图像数据的属性包括:所述图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,以及所述反射成像方式和所述透射成像方式对应的所述图像数据的属性包括以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。在该技术方案中,光谱成像方式、反射成像方式和透射成像方式均对应有各自的图像数据属性,其中,光谱成像方式对应的图像数据属性包括但不限于图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区 间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,cie为颜色系统,ciexyz、ciel*a*b*、ciehab、为其不同的色彩空间,而反射成像方式和透射成像方式对应的图像数据属性包括但不限于以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。通过该技术方案,可以通过多种图像数据属性对薄膜质量进行判定,多样化的判定依据可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,从而提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,所述确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,具体包括:根据所述每个位置的图像数据的属性,通过预设缺陷值计算公式计算所述每个位置的综合缺陷值,以供根据所述每个位置的所述综合缺陷值确定所述每个位置处的所述待检测薄膜的质量是否合格,所述预设缺陷值计算公式为:其中,i表示采集所述图像数据时的宽度方向,j表示采集所述图像数据的长度方向,wn的范围为[0,1],表示所述每个位置处的第n面向图像数据缺陷权重系数,blobn(i,j)的范围为[0,255],表示所述每个位置处的第n面向图像数据缺陷值,totolblob(i,j)表示所述每个位置处的所述综合缺陷值。在该技术方案中,提出可以通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值,以便根据缺陷值的大小或者说缺陷值的所处范围来判定薄膜质量是否符合要求,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,在所述确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格之前,还包括:根据所述多个位置中的所述每个位置的图像数据的属性,确定所述图像数据的合格数据空间与不合格数据空间;根据所述合格数据空间与所述不合格数据空间的分界线设置质量判别条件,以供根据所述质量判别条件,确定所述待检测薄膜的质量是否合格;以及根据所述图像数据的属性、所述合格数据空间和所述不合格数据空间,确定 所述图像数据的blobn(i,j)。在该技术方案中,在通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值时,可以根据图像数据属性划分出合格数据空间与不合格数据空间,从而可以进一步判断缺陷值是位于合格数据空间内还是位于不合格数据空间内,得出薄膜质量检测结果。通过该技术方案,划分的合格数据空间与不合格数据空间可以使得对缺陷值的范围判断更加准确,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。本发明的另一方面提出了一种薄膜质量检测系统,包括:成像方式选择单元,根据接收到的检测命令,在预设的多种成像方式中选择目标成像方式,其中,所述检测命令包括对待检测薄膜的周期性采集命令或根据触发信号对所述待检测薄膜进行数据采集的命令;图像数据采集单元,使用所述目标成像方式采集所述待检测薄膜的多个位置的图像数据;质量判别单元,根据多个位置中的每个位置的图像数据的属性、设定形状、设定范围值、图像高值模板及低值模板、进行数据转换后的阈值范围,确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,以供确定所述待检测薄膜的质量是否合格;其中,所述多种成像方式包括:第一成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到所述薄膜质量检测系统的一个或一组面阵灰度相机;第二成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的镜面反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第三成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的漫反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第四成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;其中,所述多种成像方式分别获取所述待检测薄膜的不同的光学特征图像。在该技术方案中,可以在系统中预设多种成像方式,以便在接收到检测命令时,选择适用于该检测命令的成像方式,即选择适用于该检测命令的薄膜质量检测方式,以便根据检测结果来判定薄膜的质量是否合格。其 中,在检测薄膜质量时,可以进行周期性的图像采集,也可以在每次接收到触发信号时对数据进行采集。通过该技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式,从而提升了薄膜质量检测结果的可靠性,提升了薄膜检测的效率和质量。其中,本技术方案中所述的薄膜包括但不限于液晶薄膜、全息脱铝安全线、光变薄膜、塑料薄膜、纸张、布料、字画等。在上述技术方案中,优选地,在所述光谱成像方式中,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过薄膜质量检测系统的镜头聚焦后进入薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到薄膜质量检测系统的面阵灰度相机。在该技术方案中,光谱采集系统包含主要包含分光组件和面阵灰度相机,分光组件前端有光学镜头。待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到面阵灰度相机的采集单元。面阵灰度相机采集到的每一幅二维图像对应一条窄带区域的光谱信息,图像横向对应待检测薄膜的横向,每一行代表窄带区域在该行对应波长的信息,图像纵向对应不同光谱波长,每一列代表窄带区域的一块子区域的光谱展开信息,图像像素值大小表示某个波长的强度。在上述技术方案中,优选地,所述图像数据采集单元包括:第一采集单元,使用与所述目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集所述待检测薄膜的整个幅面宽度的图像数据,以采集所述待检测薄膜的全宽度图像数据;和/或第二采集单元,使用与所述目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集所述待检测薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,所述图像数据采集器在所述宽度方向静止或进行往返运动。在该技术方案中,可以根据实际需求采用不同的图像采集手段来采集图像数据,具体地,既可以采集薄膜的全宽度图像数据,也可以采集薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,在采集过程中,可以通过移动图像数据采集器来对静态的薄膜进行图像数据采集,也可以让静态的图像采集器对移动的薄膜进行图像数据采集。也就是说,光谱采集的典型方法包含两种:一是薄膜沿纵向运动,光谱采集系统固定不动,或(当光谱采集窄带 的宽度小于薄膜宽度时)光谱采集系统横向往复移动;二是薄膜固定不动,光谱采集系统沿一个方向运动一次或多次,完成整片薄膜的光谱信息采集。此外,系统可根据实际情况和需要,按特定运动方式采集光谱信息。通过本发明的技术方案,多样化的图像采集手段可以更加贴合用户对检测薄膜的需求,提升了薄膜质量检测结果的可靠性,便于提升检测效率,降低检测成本。在上述技术方案中,优选地,不同的成像方式对应的所述图像数据的属性不同,其中,所述光谱成像方式对应的所述图像数据的属性包括:所述图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,以及所述反射成像方式和所述透射成像方式对应的所述图像数据的属性包括以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。在该技术方案中,光谱成像方式、反射成像方式和透射成像方式均对应有各自的图像数据属性,其中,光谱成像方式对应的图像数据属性包括但不限于图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,cie为颜色系统,ciexyz、ciel*a*b*、ciehab、为其不同的色彩空间,而反射成像方式和透射成像方式对应的图像数据属性包括但不限于以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。通过该技术方案,可以通过多种图像数据属性对薄膜质量进行判定,多样化的判定依据可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,从而提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,所述质量判别单元具体用于:根据所述每个位置的图像数据的属性,通过预设缺陷值计算公式计算所述每个位置的综合缺陷值,以供根据所述每个位置的所述综合缺陷值确定所述每个位置处的所述待检测薄膜的质量是否合格,所述预设缺陷值计算公式为:其中,i表示采集所述图像数据时的宽度方向,j表示采集所述图像数据的长度方向,wn的范围为[0,1],表示所述每个位置处的第n面向图像数据缺陷权重系数,blobn(i,j)的范围为[0,255],表示所述每个位置处的第n面向图像数据缺陷值,totolblob(i,j)表示所述每个位置处的所述综合缺陷值。在该技术方案中,提出可以通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值,以便根据缺陷值的大小或者说缺陷值的所处范围来判定薄膜质量是否符合要求,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,还包括:判别条件设置单元,在所述确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格之前,根据所述多个位置中的所述每个位置的图像数据的属性,确定所述图像数据的合格数据空间与不合格数据空间,并根据所述合格数据空间与所述不合格数据空间的分界线设置质量判别条件,以供根据所述质量判别条件,确定所述待检测薄膜的质量是否合格;以及缺陷值确定单元,根据所述图像数据的属性、所述合格数据空间和所述不合格数据空间,确定所述图像数据的blobn(i,j)。在该技术方案中,在通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值时,可以根据图像数据属性划分出合格数据空间与不合格数据空间,从而可以进一步判断缺陷值是位于合格数据空间内还是位于不合格数据空间内,得出薄膜质量检测结果。通过该技术方案,划分的合格数据空间与不合格数据空间可以使得对缺陷值的范围判断更加准确,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。通过以上技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式,从而提升了薄膜质量检测结果的可靠性,提升了薄膜检测的效率和质量。附图说明图1示出了根据本发明的一个实施例的薄膜质量检测方法的流程图;图2示出了根据本发明的一个实施例的薄膜质量检测系统的框图;图3示出了根据本发明的另一个实施例的薄膜质量检测系统的结构示意图;图4示出了图3中的各个成像系统的原理图;图5示出了光谱成像系统的线性光源结构图;图6示出了光谱成像系统的成像效果示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。图1示出了根据本发明的一个实施例的薄膜质量检测方法的流程图。如图1所示,根据本发明的一个实施例的薄膜质量检测方法,用于薄膜质量检测系统,包括:步骤102,根据接收到的检测命令,在预设的多种成像方式中选择目标成像方式,其中,所述检测命令包括对待检测薄膜的周期性采集命令或根据触发信号对所述待检测薄膜进行数据采集的命令;步骤104,使用所述目标成像方式采集所述待检测薄膜的多个位置的图像数据;步骤106,根据多个位置中的每个位置的图像数据的属性、设定形状、设定范围值、图像高值模板及低值模板、进行数据转换后的阈值范围,确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,以供确定所述待检测薄膜的质量是否合格。其中,所述多种成像方式包括:第一成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到所述薄膜质量检测系统的一个或一组面阵灰度相机;第二成像方式,所述待检测薄膜的 一条窄带区域的镜面反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第三成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的漫反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第四成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;其中,所述多种成像方式分别获取所述待检测薄膜的不同的光学特征图像。在该技术方案中,可以在系统中预设多种成像方式,以便在接收到检测命令时,选择适用于该检测命令的成像方式,即选择适用于该检测命令的薄膜质量检测方式,以便根据检测结果来判定薄膜的质量是否合格。其中,在检测薄膜质量时,可以进行周期性的图像采集,也可以在每次接收到触发信号时对数据进行采集。通过该技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式,从而提升了薄膜质量检测结果的可靠性,提升了薄膜检测的效率和质量。其中,本技术方案中所述的薄膜包括但不限于液晶薄膜、全息脱铝安全线、光变薄膜、塑料薄膜、纸张、布料、字画等。在上述技术方案中,优选地,在所述光谱成像方式中,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过薄膜质量检测系统的镜头聚焦后进入薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到薄膜质量检测系统的面阵灰度相机。在该技术方案中,光谱采集系统包含主要包含分光组件和面阵灰度相机,分光组件前端有光学镜头。待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到面阵灰度相机的采集单元。面阵灰度相机采集到的每一幅二维图像对应一条窄带区域的光谱信息,图像横向对应待检测薄膜的横向,每一行代表窄带区域在该行对应波长的信息,图像纵向对应不同光谱波长,每一列代表窄带区域的一块子区域的光谱展开信息,图像像素值大小表示某个波长的强度。在上述技术方案中,优选地,步骤104具体包括:使用与目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集待检测薄膜的整个幅面宽度的图像数据, 以采集待检测薄膜的全宽度图像数据;或使用与目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集待检测薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,图像数据采集器在宽度方向静止或进行往返运动。在该技术方案中,可以根据实际需求采用不同的图像采集手段来采集图像数据,具体地,既可以采集薄膜的全宽度图像数据,也可以采集薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,在采集过程中,可以通过移动图像数据采集器来对静态的薄膜进行图像数据采集,也可以让静态的图像采集器对移动的薄膜进行图像数据采集。也就是说,光谱采集的典型方法包含两种:一是薄膜沿纵向运动,光谱采集系统固定不动,或(当光谱采集窄带的宽度小于薄膜宽度时)光谱采集系统横向往复移动;二是薄膜固定不动,光谱采集系统沿一个方向运动一次或多次,完成整片薄膜的光谱信息采集。此外,系统可根据实际情况和需要,按特定运动方式采集光谱信息。通过本发明的技术方案,多样化的图像采集手段可以更加贴合用户对检测薄膜的需求,提升了薄膜质量检测结果的可靠性,便于提升检测效率,降低检测成本。在上述技术方案中,优选地,不同的成像方式对应的图像数据的属性不同,其中,光谱成像方式对应的图像数据的属性包括:图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,以及反射成像方式和透射成像方式对应的图像数据的属性包括以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。在该技术方案中,光谱成像方式、反射成像方式和透射成像方式均对应有各自的图像数据属性,其中,光谱成像方式对应的图像数据属性包括但不限于图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,cie为颜色系统,ciexyz、ciel*a*b*、ciehab、为其不同的色彩空间,而反射成像方式和透射成像方式对应的图像数据属性包括但不限于以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个 数、图纹完整度、图纹相似度。通过该技术方案,可以通过多种图像数据属性对薄膜质量进行判定,多样化的判定依据可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,从而提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,步骤106具体包括:根据每个位置的图像数据的属性,通过预设缺陷值计算公式计算每个位置的综合缺陷值,以供根据每个位置的综合缺陷值确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,预设缺陷值计算公式为:其中,i表示采集图像数据时的宽度方向,j表示采集图像数据的长度方向,wn的范围为[0,1],表示每个位置处的第n面向图像数据缺陷权重系数,blobn(i,j)的范围为[0,255],表示每个位置处的第n面向图像数据缺陷值,totolblob(i,j)表示每个位置处的综合缺陷值。在该技术方案中,提出可以通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值,以便根据缺陷值的大小或者说缺陷值的所处范围来判定薄膜质量是否符合要求,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,在步骤106之前,还包括:根据多个位置中的每个位置的图像数据的属性,确定图像数据的合格数据空间与不合格数据空间;根据合格数据空间与不合格数据空间的分界线设置质量判别条件,以供根据质量判别条件,确定待检测薄膜的质量是否合格;以及根据图像数据的属性、合格数据空间和不合格数据空间,确定图像数据的blobn(i,j)。在该技术方案中,在通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值时,可以根据图像数据属性划分出合格数据空间与不合格数据空间,从而可以进一步判断缺陷值是位于合格数据空间内还是位于不合格数据空间内,得出薄膜质量检测结果。通过该技术方案,划分的合格数据空间与不合格数据空间可以使得对缺陷值的范围判断更加准确,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。图2示出了根据本发明的一个实施例的薄膜质量检测系统的框图。如图2所示,根据本发明的一个实施例的薄膜质量检测系统200,包括:成像方式选择单元202,根据接收到的检测命令,在预设的多种成像方式中选择目标成像方式,其中,检测命令包括对待检测薄膜的周期性采集命令或根据触发信号对待检测薄膜进行数据采集的命令;图像数据采集单元204,使用目标成像方式采集待检测薄膜的多个位置的图像数据;质量判别单元206,根据多个位置中的每个位置的图像数据的属性、设定形状、设定范围值、图像高值模板及低值模板、进行数据转换后的阈值范围,确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,以供确定所述待检测薄膜的质量是否合格。其中,所述多种成像方式包括:第一成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到所述薄膜质量检测系统的一个或一组面阵灰度相机;第二成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的镜面反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第三成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的漫反射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;第四成像方式,所述待检测薄膜的一条窄带区域的透射光,经过镜头聚焦后进入所述薄膜质量检测系统的一个或一组灰度或彩色线阵相机;其中,所述多种成像方式分别获取所述待检测薄膜的不同的光学特征图像。在该技术方案中,可以在系统中预设多种成像方式,以便在接收到检测命令时,选择适用于该检测命令的成像方式,即选择适用于该检测命令的薄膜质量检测方式,以便根据检测结果来判定薄膜的质量是否合格。其中,在检测薄膜质量时,可以进行周期性的图像采集,也可以在每次接收到触发信号时对数据进行采集。通过该技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式,从而提升了薄膜质量检测结果的可靠性,提升了薄膜检测的效率和质量。其中,本技术方案中所述的薄膜包括但不限于液晶薄膜、全息脱铝安全线、光变薄膜、塑料薄膜、纸张、布料、字画等。在上述技术方案中,优选地,在所述光谱成像方式中,所述待检测薄 膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过薄膜质量检测系统的镜头聚焦后进入薄膜质量检测系统的分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到薄膜质量检测系统的面阵灰度相机。在该技术方案中,光谱采集系统包含主要包含分光组件和面阵灰度相机,分光组件前端有光学镜头。待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到面阵灰度相机的采集单元。面阵灰度相机采集到的每一幅二维图像对应一条窄带区域的光谱信息,图像横向对应待检测薄膜的横向,每一行代表窄带区域在该行对应波长的信息,图像纵向对应不同光谱波长,每一列代表窄带区域的一块子区域的光谱展开信息,图像像素值大小表示某个波长的强度。在上述技术方案中,优选地,图像数据采集单元204包括:第一采集单元2042,使用与目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集待检测薄膜的整个幅面宽度的图像数据,以采集待检测薄膜的全宽度图像数据;和/或第二采集单元2044,使用与目标成像方式对应的图像数据采集器多次采集待检测薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,图像数据采集器在宽度方向静止或进行往返运动。在该技术方案中,可以根据实际需求采用不同的图像采集手段来采集图像数据,具体地,既可以采集薄膜的全宽度图像数据,也可以采集薄膜的部分幅面宽度的图像数据,其中,在采集过程中,可以通过移动图像数据采集器来对静态的薄膜进行图像数据采集,也可以让静态的图像采集器对移动的薄膜进行图像数据采集。也就是说,光谱采集的典型方法包含两种:一是薄膜沿纵向运动,光谱采集系统固定不动,或(当光谱采集窄带的宽度小于薄膜宽度时)光谱采集系统横向往复移动;二是薄膜固定不动,光谱采集系统沿一个方向运动一次或多次,完成整片薄膜的光谱信息采集。此外,系统可根据实际情况和需要,按特定运动方式采集光谱信息。通过本发明的技术方案,多样化的图像采集手段可以更加贴合用户对检测薄膜的需求,提升了薄膜质量检测结果的可靠性,便于提升检测效率,降低检测成本。在上述技术方案中,优选地,不同的成像方式对应的图像数据的属性不同,其中,光谱成像方式对应的图像数据的属性包括:图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和c*ab值,以及反射成像方式和透射成像方式对应的图像数据的属性包括以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。在该技术方案中,光谱成像方式、反射成像方式和透射成像方式均对应有各自的图像数据属性,其中,光谱成像方式对应的图像数据属性包括但不限于图像数据的主波长、半波宽、峰值强度、能量积分、某个波长区间的主波长、某个波长区间的半波宽、某个波长区间的峰值强度、某个波长区间的能量积分、ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,cie为颜色系统,ciexyz、ciel*a*b*、ciehab、为其不同的色彩空间,而反射成像方式和透射成像方式对应的图像数据属性包括但不限于以下至少之一或其组合:图像数据颜色高低值范围、高低值图像数据模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度。通过该技术方案,可以通过多种图像数据属性对薄膜质量进行判定,多样化的判定依据可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,从而提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,质量判别单元206具体用于:根据每个位置的图像数据的属性,通过预设缺陷值计算公式计算每个位置的综合缺陷值,以供根据每个位置的综合缺陷值确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格,预设缺陷值计算公式为:其中,i表示采集图像数据时的宽度方向,j表示采集图像数据的长度方向,wn的范围为[0,1],表示每个位置处的第n面向图像数据缺陷权重系数,blobn(i,j)的范围为[0,255],表示每个位置处的第n面向图像数据缺陷值,totolblob(i,j)表示每个位置处的综合缺陷值。在该技术方案中,提出可以通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测 位置的缺陷值,以便根据缺陷值的大小或者说缺陷值的所处范围来判定薄膜质量是否符合要求,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。在上述技术方案中,优选地,还包括:判别条件设置单元208,在确定每个位置处的待检测薄膜的质量是否合格之前,根据多个位置中的每个位置的图像数据的属性,确定图像数据的合格数据空间与不合格数据空间,并根据合格数据空间与不合格数据空间的分界线设置质量判别条件,以供根据质量判别条件,确定待检测薄膜的质量是否合格;以及缺陷值确定单元210,根据图像数据的属性、合格数据空间和不合格数据空间,确定图像数据的blobn(i,j)。在该技术方案中,在通过预设缺陷值计算公式计算薄膜的检测位置的缺陷值时,可以根据图像数据属性划分出合格数据空间与不合格数据空间,从而可以进一步判断缺陷值是位于合格数据空间内还是位于不合格数据空间内,得出薄膜质量检测结果。通过该技术方案,划分的合格数据空间与不合格数据空间可以使得对缺陷值的范围判断更加准确,从而可以使得薄膜质量检测结果更加准确全面,提升了薄膜检测的质量和效率。图3示出了根据本发明的另一个实施例的薄膜质量检测系统的结构示意图。如图3所示,根据本发明的另一个实施例的薄膜质量检测系统,用于检测液晶薄膜、全息脱铝安全线、光变薄膜、塑料薄膜、纸张、布料、字画等的质量,包括:辊筒、运动控制系统、光谱采集与处理子系统、反射图像采集与处理子系统、透射图像采集与处理子系统、质量标记子系统、图像分析主站系统和后工序产品处理系统。该薄膜质量检测系统可以自动检测薄膜产品质量,并包含两种检测方法:方法一:采集运行中的薄膜的光谱图像和表面图像,通过数字图像处理对它们进行自动质量检测判断,确定产品质量是否合格,及时得到产品检测结论,以在线进行质量标记,或将检测结果数据信息进行存储,或将检测结果数据信息传递给后工序,后续工序根据检测结果进行整体作废、 局部作废、缺陷修补等处理。其中,检测结果包括:整体是否合格、局部缺陷的纵向位置及横向位置或检测系统的质量标记等。方法二:被检测对象可固定在平板上或者两端固定,图像采集器在运动中扫描检测对象,获取图像数据,进行分析检测,其具体处理方法与方法一所述相同。另外,该薄膜质量检测系统检测的对象可以是整幅薄膜产品,也可以是多幅薄膜产品,还可以是切开的条带状产品。该薄膜质量检测系统主要包含运动控制系统及辊筒等运动组件、至少一套光谱采集处理子系统、至少一套反射图像采集与处理子系统或透射图像采集与处理子系统、图像分析主站系统。以及还可以包含质量标记子系统,该质量标记子系统可与后工序产品处理系统连接。各图像采集与处理子系统可按照固定频率(或周期)采集图像,或通过运动控制系统的触发信号采集图像,触发信号的频率(或周期)与产品运行速度成比例相关。各采集与处理子系统通过嵌入式电路板或计算机进行分析和处理。本系薄膜质量检测系统的薄膜检测基本幅宽为0.2m至1m,当然,也可检测细分切后的更窄的薄膜或者更宽的薄膜,运行速度为小于或等于150m/min。图4示出了图3中的各个成像系统的原理图。如图4所示,光谱成像系统可以采集薄膜的光谱质量信息。光源1发射的光具有较宽的频率范围,谱线平滑,光源1可以是白光光源、紫外光源、红外光源三者中的一个,或者两个、三个的组合,光源1的最大照明面积为1200mm*30mm,照度均匀度大于或等于95%,焦距为200mm,焦距可根据需要调节,总通光量为68000lm,峰值通光量为100000lm,连续工作模式下功率最大为500w,光源功率可动态、无级调节,触发工作模式下峰值功率为3000w,触发模式的开关周期最短可达0.1ms。发光部分采用多个led(lightemittingdiode,发光二极管)排列组成,可全部采用白光led,或白光led与紫外led交替排列、交错排列或平行排列,或白光led与红外led交替排列、交错排列或平行排列,或紫外led、白光led与红外led交替排列、交错排列或平行排列。线 性光源结构如图5所示,led固定在光源底板上,柱状光学元件盖在led上,使发出的光汇聚成高强度的线性光,其中,入射光路可配备消偏器。如图4所示,分光组件采集经过薄膜反射(也可以是透射)后的光谱数据。在滚筒带动薄膜的成像方式下,光学系统的聚焦面可以是薄膜脱离滚筒后悬空的位置,也可以位于滚筒上。反射成像模式下,光源入射角为0至15°,可以使用1至3个光源从不同入射角度照射,光谱采集系统的反射角为0至15°。透射成像模式下,光源入射角为-15°至+15°,可以使用1至3个光源从不同入射角度照射,进入光谱分光采集系统的光线与法线夹角为-15°至+15°。分光组件前端配备一个镜头,该镜头对各色光都具有良好的通过性,经过镜头后的光进入分光器件的狭缝,通过狭缝后,不同波长的光被分光器件在空间上被均匀展开,展开后的光谱分辨率最高可达1nm,最低为20nm。后端的面阵灰度相机采集光谱数据,面阵灰度相机具有连续平滑的光谱响应曲线。反射光成像系统可以是图4所示的反射方法,也可以将光源1置于薄膜的另一侧,采集透射光谱。光源1与法线的夹角范围是0度至80度。当光源1与法线角度为0度或者接近0度时,使用半透半反棱镜成像。分光组件分光后的光谱范围为200nm至1000nm。反射光成像系统用于采集薄膜的反射光图像。光源2是白光光源、紫外光源、红外光源三者中的一个,或者两个、三个的组合,入射角度的范围为0到90度,当入射角为0度时,可使用使用半透半反棱镜成像。根据需要,入射光路上可配备偏振光学器件。相机2为彩色或者灰度的线阵相机或面阵灰度相机。相机2的光轴可以与法线重合,或者是其他任意角度。根据需要,相机2前端可配备偏振光学器件,实现偏振成像效果。再如图4所示,透射光成像系统用于采集薄膜的透射光图像。光源3是白光光源、紫外光源、红外光源三者中的一个,或者两个、三个的组合,光源3的入射角度可以是垂直入射,也可以是0度到90度间的一个角度。相机3的光轴可以与法线重合,或者是其他任意角度。根据需要,相机3前端可以配备偏振光学器件,实现偏振成像效果。如图6所示,光谱采集系统包含主要包含分光组件和面阵灰度相机,分光组件前端有光学镜头。待检测薄膜的一条窄带区域的反射光或透射光,经过镜头聚焦后进入分光组件,分光后不同波长的光在空间上分开,投射到面阵灰度相机的采集单元。面阵灰度相机采集到的每一幅二维图像对应一条窄带区域的光谱信息,图像横向对应待检测薄膜的横向,每一行代表窄带区域在该行对应波长的信息,图像纵向对应不同光谱波长,每一列代表窄带区域的一块子区域的光谱展开信息,图像像素值大小表示某个波长的强度。具体来说,光谱成像的相机为一个面阵的数字相机,相机的每一列对应一小块薄膜的光谱展开曲线。拍摄对象横向物理尺寸为width,相机分辨率为n像素,则横向光谱分辨率为width/npixel,系统width最大为1m,npixel最大为2048,横向空间分辨率最大为0.49mm,也可通过设置相邻n(=2,3,4,…)个像素进行合并,获得较低的分辨率。系统正常工作状态下,横向空间分辨率为0.49mm至49mm。在特殊工作状态下,可任意选择1至20个点,跟踪、分析、检测薄膜的光谱特性。面阵灰度相机纵向像素分辨率最大为1088,也可通过像素合并得到更低分辨率。图像的每一列对应拍摄对象某一块的光谱展开,展开的光谱最大可包含300至1200nm波长范围,也可根据需要采集一部分光谱,比如380至780nm波长范围。从采集到的数据中,选取一定数量的点,波长分辨率为0.5~10nm,一般不少于40个点,用于光谱计算和检测。在特殊工作状态下,可选择1至40个点的光谱数据,用于跟踪、分析、检测薄膜的光谱特性。光谱成像系统能够采集整个幅面宽度范围的光谱,在产品运动同时,系统频繁采集光谱图像,实现间断或连续的全宽度光谱采集;或者能够采集部分幅面宽度范围的光谱,在产品运动同时,系统频繁采集光谱图像,实现间断或连续的部分宽度范围的光谱采集;或者采集部分幅面宽度范围的光谱,在产品运动同时,光谱成像系统在宽度方向往返移动,系统频繁采集光谱图像,实现宽度方向多位置、长度方向间隔位置的光谱采集;或者使用多套分光组件及相机,采集不同位置的光谱图像,分别处理或者进 行光谱图像拼接后再处理。光谱成像系统曝光时间为ex_time,系统运行速度为v,行进方向光谱分辨率为v/ex_time,系统最大速度为v=150m/min,系统最小曝光时间为ex_time=1ms,此时对应的行进方向分辨率为2.5mm,也可通过降低运行速度获得更高的行进方向分辨率,或增大曝光时间降低行进方向分辨率。系统连续曝光工作状态下,行进方向光谱分辨率为2.5mm至100mm。系统可以间隔曝光,间隔时间为ex_skip,该时间范围为0s至10s。另外,光谱检测范围为200nm至1000nm,根据检测对象的特征,包含单峰光谱和多峰光谱两种检测方法:(一)单峰光谱系统自动分析得到薄膜每个横向细块的主波长、半波宽、光谱强度(反射率)、分段积分能量等光谱指标,检测光谱是否合格,光谱检测逻辑关系图如表1所示。同时,计算各指标超过参数范围的值,得到缺陷值。表1测量值参数范围单项检测结论主波长/nm[peak_low,peak_high]合格/不合格半波宽/nm[wave_min,wave_max]合格/不合格强度[strength_min,strength_max]合格/不合格分段积分能量第1段能量[ei_min,ei_max](i=1,...,n)合格/不合格其中,peak_low和peak_high分别为主波长低值阈值和主波长高值阈值;wave_min和wave_max分别为半波宽低值阈值和半波宽高值阈值;strength_min和strength_max分别为强度低值阈值和强度高值阈值;ei_min和ei_max分别为能量积分低值和能量积分高值。各个指标的范围可以人工设定,或者通过分析产品的光谱图像数据自动生成。自动生成指系统分析一定数量合格产品的光谱信息,得到其光谱数据空间1;分析一定数量不合格产品的光谱信息,得到其光谱数据空间2;计算光谱数据空间1和光谱数据空间2的分割界线,即为合格与不合格的检测阈值。除了表1所示的合格/不合格判断方法,不合格程度可以细分为多个等级,表1中“单项检测结论”的“合格/不合格”可细分为 “合格/轻微不合格/一般不合格/严重不合格”。对于包含多幅的产品,可人工指定第一幅起始位置、各幅的宽度和幅间距离等,系统按照指定参数进行光谱检测。或系统自动分析比较有效部分的光谱和间隔部分的光谱,得到第一幅起始位置、各幅的宽度和幅间距离等数据。此外,还可将光谱数据转换为ciexyz值、ciel*a*b*值、ciehab和值,根据自动学习生成的合格数据范围,或者人工指定的合格数据范围,在相关颜色空间(坐标系统)进行合格/不合格检测。(二)多峰光谱通过解耦可以得到多个单峰光谱,各个单峰光谱参考前述单峰光谱的方法进行分析检测,分析比较各个单峰光谱的能量积分、中心波长、主波长强度等参数指标,进行综合分析。另外,在进行反射图像检测的过程中,可以通过反射图像颜色高低值范围、高低值图像模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度等指标检测反射图像是否合格。各个指标的范围可以人工设定,或者通过分析合格产品的光谱图像数据自动生成。在进行透射图像检测的过程中,可以通过透射图像颜色高低值范围、高低值图像模板、图纹个数、图纹完整度、图纹相似度等指标检测反射图像是否合格。各个指标的范围可以人工设定,或者通过分析合格产品的光谱图像数据自动生成。图像分析主站汇集光谱采集处理子系统、反射图像采集与处理子系统、透射图像采集与处理子系统的检测信息,将它们转换到一致的图像分辨率,进行图像位置对准,并将图像位置与物理位置对准,得到产品的检测结果信息。某个图像位置(i,j)的综合缺陷值,为多个图像缺陷数值的融合,如式(1)所示。其中,i表示采集图像数据时的宽度方向,j表示采集图像数据的长度方向,wn的范围为[0,1],表示每个位置处的第n面向图像数据缺陷权重系数,blobn(i,j)的范围为[0,255],表示每个位置处的第n面向图像数据 缺陷值,其中,0表示没有缺陷,255表示最严重的缺陷。totolblob(i,j)表示每个位置处的综合缺陷值。具体地,通过成像参数、缺陷图相比原图的缩放比例可计算得到每个缺陷点的横向分辨率为bxmm/pixel,那么第i个点对应的横向位置为i*bxmm。通过行进方向采图周期、行进速度、缺陷图相比原图的缩放比例可计算得到每个缺陷点的纵向分辨率为bymm/pixel,那么第j个点对应的横向位置为j*bxmm。当一个或多个检测项不合格时,位置(i,j)即被判为不合格。另外,也可以根据图像数据和产品的横向及纵向划分规格参数,将图像位置和细分单元进行匹配,将i(宽度方向位置)对应到幅、根等细分单元,将j(行进方向位置)对应到段等细分单元。分析主站判定某个位置产品不合格时,将相关信息进行显示存储;或通知质量标记子系统,执行缺陷标记;或将质量信息传递给后工序产品处理系统,后续对缺陷产品进行处理。以上结合附图详细说明了本发明的技术方案,通过本发明的技术方案,可以自动为用户选择合适的薄膜质量检测方式,从而提升了薄膜质量检测结果的可靠性,提升了薄膜检测的效率和质量。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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