[发明专利]一种用于光纤倒像器表面缺陷的检测装置

权利要求书

1.一种用于光纤倒像器表面缺陷的检测装置，其特征在于：包括本体、光源、相机、镜头、计算机；本体由底座和垂直于底座的安装杆构成，光源固定在底座的中心，相机直接连接固定在安装杆上，光源、镜头和相机的几何中心位于同一轴线上，轴线垂直于底座，形成合适成像环境，光源用于提供成像时稳定照明，镜头用于将视场范围内被检测的物体光纤倒像器精确投影到相机感光芯片靶面上，相机用于将光学图像转变为电信号，计算机用于接收相机电信号、并将采集到的图像数据进行处理以及后续缺陷标注和数据保存，包括获取原始图像，分离成像区域，具体为：先将光源、相机和镜头的几何位置固定，相机的成像范围也随之固定，此时打开光源提前采集一张没有检测物体的模板图像M(x，y)，存入计算机中备用，在光源同样的照明条件下，每次检测时放入被检物体光纤倒像器，采集得到的图像记为F(x，y)，调用计算机中储存的模板图像M(x，y)，图像M(x，y)与F(x，y)相减，二者差值不为0的地方构成的区域即为检测物体区域，也即光纤倒像器的表面图像区域；在分离出的图像范围内，求所有像素的灰度平均值，具体为：分离出检测区域后，计算图像F(x，y)在检测区域范围内所有像素的灰度平均值，记为V，然后用V去代替范围内每一个像素的原始灰度值，由此得到新图像G(x，y)，可知，在检测区域范围外，G(x，y)与F(x，y)完全一致，在检测范围内，G(x，y)中的灰度值均为V，F(x，y)为光纤倒像器的表面所成图像的原始灰度值；用得到的灰度平均值减去分离出的图像范围内每个像素的灰度值，得到其差值图像，具体为：图像G(x，y)减去图像F(x，y)，得到的差图像记为H(x，y)，检测范围外H(x，y)的灰度值全为0，检测范围内H(x，y)的灰度值为F(x，y)的平均灰度V和对应位置灰度值的差值，光纤倒像器的缺陷是由完全不透光或者透光率大大下降的受损光纤形成的，反映在图像上就是正常区域像素的灰度值高，缺陷区域的灰度值低，同时正常区域的像素个数远大于缺陷区域的像素个数，基于这个特点可知，H(x，y)中灰度值不为0的区域一定是光纤倒像器的表面区域，而且灰度值越大，说明该位置的原始亮度越低于周围区域的平均亮度，越有可能是缺陷位置；用设定的阈值对分离出的图像范围内的差值图像进行二值化处理，得到的白色区域即为分割出来的缺陷，具体为：结合工程实际设定一个固定阈值T，对图像H(x，y)进行二值化，大于等于T的灰度值取1，小于T的灰度值取0，正常区域灰度值与平均亮度接近，H(x，y)中对应的值小，灰度值取0，缺陷区域灰度值与平均亮度相差大，H(x，y)中对应的值也大，灰度值取1，此时得到的二值图像即为分割出来的缺陷图像，白色区域对应于缺陷部分。

2.如权利要求1所述的一种用于光纤倒像器表面缺陷的检测装置，其特征在于：所述的计算机与本体分离，通过电缆连接到相机上。

3.如权利要求1所述的一种用于光纤倒像器表面缺陷的检测装置，其特征在于：所述被检测的物体光纤倒像器置于光源的中心位置，光源的光线穿过光纤倒像器，由镜头将光纤倒像器表面的光学图像投影到工业相机上，通过电缆传输到计算机上，实现检测对象表面图像数据的采集。

4.如权利要求1所述的一种用于光纤倒像器表面缺陷的检测装置，其特征在于：对所述的白色区域进行几何分析和统计分析，得出缺陷大小、缺陷个数检测数据，具体为：对分割出来的白色区域进行统计分析和几何分析，得到缺陷的个数、缺陷的面积、缺陷的等效直径参数，按照设定的质量检测标准判断产品是否合格。