[发明专利]用于检查具有可视图案的透明或半透明容器的光学方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学检查半透明或透明容器的技术领域，以检测所述容器所存在(如果有的话)的光吸收和/或折射和/或反射缺陷。

本发明发现了一个特别有利的应用，用于检测由玻璃或塑料材料制成且包括广义上的可视图案(例如装饰、突起、定位凸缘或凹槽、和/或鉴定或认证标记，例如模制数字或生产商的商标等)的容器的缺陷。

背景技术

在生产线上，对高速通过光学检查站的容器进行自动检查是已知的，所述光学检查站包括具有位于容器一侧的光和位于容器另一侧的照相机的视觉系统。照相机由于光通过容器而获取图像。该照明技术被称为“透射”。自然地，需要多个检查站以全面检查容器。因此，使用包括六到二十四个照相机的设备来检查容器的垂直壁是已知的。为了检查容器的底部，提供了另一个视觉系统，其中照相机位于容器上方，而光源位于容器的底部下方。经其颈部获取容器的底部的图像。使用其它光学系统可以选择地对光进行设计、校准、偏振等。

可以使用另外的其它装置来检测反射光的缺陷，例如釉面。那些光学装置均具有一个共同的步骤，就是获得每个待检查的容器的至少一个图像。

一般来说，通过包括使图像数字化的电子处理系统对容器的图像进行分析，然后使用计算机对图像进行分析，以确定容器中缺陷的存在。

为了检测容器中的缺陷，在现有技术中，例如，如专利申请EP 1 560 018所述，制备数字掩模并将获取到的图像与数字掩模进行比较是已知的。在该专利的特定情况下，容器被设置为绕其对称轴旋转并获取一系列图像。在通过旋转来进行检查的系统中，使用数字掩模会出现缺陷，这时为了考虑特定特征例如容器上的图案，有必要对多个不同的数字掩模进行管理，因为在获取图像时，由于物品绕其轴旋转，那些特征会出现在不同的位置。

根据该文献，应当考虑的是，数字掩模是适用于叠加在待处理的图像上的图像，即数值或像素阵列，通过其像素的值来修改其中待处理的图像中的像素被处理的方式。例如，将数字掩模中的像素的值用作局部阈值的地图(map)，待处理的图像的像素与其进行比较。然而，数字掩模的值还可以限定过滤器大小、增益等，从而应用至待处理的图像中的每一个像素。

从“Glass worldwide”2011年第33期第32页发表的文章“Quality control solutions for cosmetics”中可知，提供一种分析容器的图像的方法，其中基于实际生产通过训练(trainning)来构造数字掩模，该训练使得能够考虑瓶中反复出现的各种效应，例如在物品的边缘处的阴影。

由于带有图案的容器在获取图像时是随机定向的，该技术不能应用至其中可能存在图案的区域，因为训练会导致该区域内的检测灵敏度完全消失。

将特定类型的图案定位在容器的图像中，并将图像处理应用至那些图案之外是已知的，以避免将所述图案认为是缺陷。然而，在这些情况下，即使图案确实存在缺陷，也不能对图案本身进行分析。这相当于在图案之上定位“非处理”区域。

当所述图案被蚀刻在玻璃上时，在玻璃容器已经被制造出之后立即对其进行检查时，相对而言，所述图案还具有相对大的可变性，这意味着，所述图案不能仅仅被认为是简单的二元几何形状。

因此，检测例如具有可视图案(诸如突起或鉴定或位置标记)的容器中的缺陷尤其困难。图像的处理需要考虑在获取到的图像中所述可视图案的存在。主要困难还表现在检测位于容器的可视图案内的缺陷。

在现有技术中，还从专利申请WO 97/06429中得知一种光学方法，用于检测容器螺纹内的缺陷，该方法用于获取容器的大量图像，并找到确定的处理区域以检测缺陷。对于每个处理区域，将该区域内的所有像素与阈值进行比较。基于每个区域的总体统计量来单独地计算阈值。该技术不能对复杂的图像进行精细的分析，也不能检测具有可视图案(例如突起或鉴定或位置标记)的容器内的缺陷。

文献US 2005/259868描述了检查物体的光学方法，该光学方法包括获取物体的一系列图像，并将获取到的一系列图像中的至少一个图像与事先记录的一系列图像中的一个图像进行比较。该文献教导了对图像进行几何处理，包括在图像相互比较之前进行平移移位和/或旋转移动。当浮雕图案是可变的，并且当其图像作为物体相对于照明和观察装置的位置的函数而变化显著时，该方法不适用于检查透明物体携带的浮雕图案，因为使用该方法观察到的物体的类型不会发生折射。

发明内容