[发明专利]对用于检测幅材型材料中可变性的不均匀度严重性进行连续制图

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2010年10月19日提交的美国临时专利申请No.61/394,655的优先权，其公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及自动化检测系统，例如用于检测移动幅材的计算机化系统。

背景技术

已经证明用于分析移动幅材的计算机化检测系统对现代制造操作至关重要。生产线的目标是生产完全均匀并且不具有可变性的材料。然而，不均匀性是幅材型材料制造过程中的常见问题。这可由许多过程变量或配方误差导致。因此，配置基于成像的检测系统变得日益常见，该检测系统能够根据光学检测传感器(如摄像机)捕获的数字图像对制成品的质量进行自动分类。在最简单的情况下，一些检测系统应用了通常称为“分类器”的算法，该算法尝试对每个捕获的数字图像(即“样品”)指定评级，从而指示样品或其部分是合格的还是不合格的。

这些检测系统通常尝试辨识“点”缺陷，其中每个缺陷局限在制成材料的单一区域内。然而，可能存在称为“不均匀”缺陷或“不均匀因素”的其他类型的缺陷，其中幅材在较大区域上表现出不均匀可变性。此类不均匀因素的例子包括斑点、颤痕、条带和条纹。按照定义，诸如此类的不均匀型缺陷是分散的而非局部的。因此，相对于局部的点缺陷，计算机化检测系统对此类缺陷的检测和定量可能更难。因此，操作者或质量控制工程师可以采取对稀疏采样的幅材样品进行离线(即在生产完成后)手动检测。

发明内容

总体来讲，本公开描述了计算机化检测系统，该系统用于检测不均匀缺陷的存在并提供表征每个缺陷的严重性的输出。此外，该技术可以提供输出，所述输出提供不均匀度严重性的连续制图。换句话讲，计算机化检测系统可以提供更连续的样品评级，而非局限于离散的等级标签，例如“合格”或“不合格”、或“1”、“3”或“5”。例如，计算机化检测系统可以应用算法生成给定样品在连续刻度上的不均匀度严重性的量度，例如在0至10刻度上的1.63。

在一个实施例中，装置包括处理器和存储多个训练样品的存储器。已为每个图像指定训练图像中存在的不均匀缺陷的一组离散等级标签中的一个。处理器上执行的训练软件包括特征提取模块，用于通过从相应训练图像的像素值计算训练图像的每一个的特征向量，来提取多个训练图像的每一个的特征。训练软件将训练图像的特征向量的每一个表示为多维空间内的一点。该训练计算出训练图像的连续等级，其中针对不同类型的缺陷，为训练图像的每一个指定在连续刻度上的不均匀度严重性等级值。

在另一个实施例中，计算机化检测系统包括存储器，用于存储将训练图像的连续等级表示为多维特征空间内的多个点的模型。多维空间内的每个点对应于不同训练图像的特征向量。计算机化检测系统包括执行软件的服务器，该软件对从制成幅材捕获的新图像进行处理，从而提取新图像的特征。该软件根据训练图像的模型，计算幅材在连续刻度上的不均匀缺陷严重级别。计算机化检测系统包括用户界面，用于向用户输出严重级别。

在另一个实施例中，方法包括在计算机上执行软件，用于通过从相应训练图像的像素值计算每个训练图像的数字描述符，来提取多个训练图像的每一个的特征，其中已对每个图像指定训练图像中存在的不均匀缺陷的一组离散等级标签中的一个。该方法还包括用评级软件处理训练图像的数字描述符，从而根据对训练图像指定的离散等级标签计算训练图像的连续等级。该方法包括对从制成幅材捕获的新图像进行处理，以便提取新图像的特征，以及根据训练图像的连续等级计算幅材的不均匀缺陷的严重级别；以及呈现用户界面，用于向用户输出该严重级别。

该技术可以提供一个或多个优点。例如，向操作员提供的信息越详细，对不均匀度原因的探究可能将越有效。其中缺陷严重级别在连续刻度上实时输出的不均匀度严重性连续制图可以使操作员能够更清楚地看见随时间推移而出现的不均匀度的量和严重性，这可能比诸如“良好”和“差”的离散输出更有利。因此，向操作员呈现的具体不均匀缺陷的输出并不局限于为训练样品指定的离散等级标签。

此外，可以通过计算机化检测系统应用该技术，以便为幅材制造设施内的用户如工艺工程师提供关于不均匀因素的存在及其严重性的实时反馈，从而使得该用户可以对不均匀因素的出现快速作出反应，即通过调整工艺条件以纠正问题，而不会显著延迟生产或生产出大量无用的材料。换句话讲，该技术的应用可以使得操作员能够在故障发生时检测到故障，从而降低浪费的量。