玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)模化后，各種用途和各種性能的玻璃相繼問世。現(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料，被廣泛用于建筑、日用、藝術(shù)、醫(yī)療、化學(xué)、電子、儀表、核工程等領(lǐng)域。

隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟，越來(lái)越多的制造企業(yè)考慮如何采用機(jī)器視覺來(lái)幫助生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)檢查、測(cè)量和自動(dòng)識(shí)別等功能，以提高效率并降低成本，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化，視覺檢測(cè)也向玻璃行業(yè)的各類產(chǎn)品“發(fā)起”挑戰(zhàn)。

01 玻璃表面缺陷類型

玻璃在成形時(shí)，由于生產(chǎn)材料及生產(chǎn)過(guò)程原因引入的，不可避免的在玻璃表面（含內(nèi)部）出現(xiàn)氣泡和結(jié)石、黑點(diǎn)、斑點(diǎn)等缺陷。

玻璃上的結(jié)石、砂粒因運(yùn)輸過(guò)程中振動(dòng)摩擦，會(huì)出現(xiàn)玻璃表面劃傷；隨著玻璃加工設(shè)計(jì)的多樣化，對(duì)玻璃的打孔、挖槽、磨邊的情形越來(lái)越多，受定位、手法、機(jī)器等因素影響，會(huì)出現(xiàn)劃痕、裂紋、缺損；受環(huán)境或操作原因，也會(huì)出現(xiàn)油污、水漬及其它臟污等污漬。

常見的缺陷包括氣泡、結(jié)石、凹凸、劃傷和色斑等。開口泡和結(jié)石等缺陷會(huì)導(dǎo)致玻璃或組件存在爆片風(fēng)險(xiǎn)，所以這些缺陷的檢出尤其重要。

02 傳統(tǒng)玻璃檢測(cè)方法

傳統(tǒng)的玻璃檢測(cè)方法是依靠人眼來(lái)判斷玻璃表面各種問題，存在很大的局限性：

1. 人眼對(duì)微小的缺陷不敏感，有誤檢、漏檢風(fēng)險(xiǎn)；

2.人眼無(wú)法連續(xù)、穩(wěn)定完成高強(qiáng)度重復(fù)性檢測(cè)工作，會(huì)產(chǎn)生疲勞，速度慢、效率低；

3.主觀判斷受心情、思維、光照等影響，具有很大的不穩(wěn)定性和非標(biāo)準(zhǔn)性。

目前玻璃的尺寸向著超薄和大尺寸的方向發(fā)展，這樣就要求生產(chǎn)速度隨之提升，給人工檢測(cè)也帶來(lái)了很大的困難，此外開口泡和結(jié)石此類缺陷尺寸在小于0.5mm時(shí)，人工往往很難發(fā)現(xiàn)。

人眼檢測(cè)已無(wú)法滿足現(xiàn)代企業(yè)高速、精確、實(shí)時(shí)的品檢要求，而人工成本不斷上漲給企業(yè)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)壓力。

以iPhone OEM工廠為例，生產(chǎn)過(guò)程中的外觀檢查耗費(fèi)30%以上的人力，每年檢查人力成本高達(dá)48億元人民幣。然而，隨著中國(guó)平均工資增長(zhǎng)率超過(guò)10%，低成本勞動(dòng)力的日子已經(jīng)一去不復(fù)返。

降低人力成本已成為企業(yè)最重要、最迫切需要解決的問題。為了減輕昂貴的勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)，機(jī)器視覺替代人眼，采用智能圖像采集和圖像處理技術(shù)，檢測(cè)系統(tǒng)利用視覺處理算法，實(shí)現(xiàn)缺陷精確檢測(cè)，智能分類和分級(jí)，已成為一種行業(yè)趨勢(shì)。

03 基于深度學(xué)習(xí)的玻璃表面質(zhì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

基于機(jī)器視覺技術(shù)的玻璃質(zhì)量檢測(cè)：圖像獲取單元，LED紅光垂直入射待檢測(cè)玻璃后，若玻璃中存在缺陷，CCD相機(jī)的靶面檢測(cè)到不均勻的出射光，然后圖像采集卡對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并將數(shù)字化處理后的圖像傳輸至計(jì)算機(jī)中，對(duì)缺陷圖像進(jìn)行訓(xùn)練和分類，最終達(dá)到玻璃智能檢測(cè)的目的。

玻璃表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)硬件部分以計(jì)算機(jī)為控制中心，由光源、光學(xué)鏡頭、攝像機(jī)等硬件搭建而成。

圖像的采集是機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)首先要完成的工作，而圖像的采集需要足夠的光照，所以光源要提供足夠的光照條件，由工業(yè)攝像機(jī)完成圖像的采集工作，并將圖像通過(guò)高速串行線傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中的軟件結(jié)合強(qiáng)大的視覺庫(kù)完成對(duì)圖像的處理工作，判別出缺陷的形狀和種類。

基于機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)的玻璃表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)軟件部分主要依靠軟件平臺(tái)結(jié)合機(jī)器視覺庫(kù)完成玻璃缺陷圖像的濾波、邊緣檢測(cè)、特征提取以及分類的功能，軟件功能及界面可根據(jù)用戶要求進(jìn)行定制開發(fā)，提高了玻璃表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的精度和智能化水平。

以下為4點(diǎn)基于深度學(xué)習(xí)的玻璃表面質(zhì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)：

1. 如何大程度避免漏檢

· 采用多通道高速頻閃成像技術(shù)，1個(gè)工位實(shí)現(xiàn)多種打光方式。

· 高分辨率成像，超越人眼的觀察效果。

2. 如何對(duì)缺陷進(jìn)行分類，可以不同標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)影響程度不同的缺陷

· 多組光源對(duì)玻璃進(jìn)行分層立體成像。

· 多模式融合/圖像特征提取及深度學(xué)習(xí)算法，有效區(qū)分開閉口泡，開口泡，結(jié)石，凹凸類缺陷。

3. 針對(duì)光伏玻璃等玻璃，怎么樣才能更好的適應(yīng)壓延棍差異導(dǎo)致的壓花差異

· 復(fù)合紋理分析，消除玻璃壓花的干擾

· 每秒數(shù)據(jù)吞吐量接近400MB

4. 可以更方便快捷的進(jìn)行系統(tǒng)安裝和調(diào)試

· 模塊化組合成像機(jī)械結(jié)構(gòu)

· 龍門式多組線掃描結(jié)構(gòu)框架

04 玻璃產(chǎn)品的AI視覺瑕疵缺陷檢測(cè)應(yīng)用

案例1：玻璃表面污點(diǎn)劃痕檢測(cè)

針對(duì)MACBook LCD液晶屏進(jìn)行污點(diǎn)劃痕質(zhì)量檢測(cè)，替代原有人工檢測(cè)方式。

采用線陣相機(jī)將LCD屏架設(shè)在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，進(jìn)行LCD屏質(zhì)量檢測(cè)，判斷表面是否有異物\劃傷、異色、凸包、凹痕、針孔、毛邊、亮點(diǎn)等缺陷。

（1）黑點(diǎn)

（2) 異物

（3）劃傷

（4）氣泡

（5）異物

案例2：透鏡缺陷檢測(cè)

當(dāng)前有三種尺寸的透鏡，分別是直徑約為3.4cm的透鏡，直徑約為3.8cm的透鏡，直徑約為4.2cm的透鏡，分別對(duì)這三種尺寸透鏡進(jìn)行檢測(cè)。

檢測(cè)效果圖中，藍(lán)色代表污漬等有問題的區(qū)域（精度為0.39mm）；綠色代表透鏡缺損部分。檢測(cè)效率可達(dá)3秒/個(gè)，誤檢率低于0.1%。

檢測(cè)材質(zhì)也延展至：PS、ABS、PC、PMMA、PE、PO、PVC、PP、PBT、環(huán)氧樹脂等。

測(cè)試1：對(duì)直徑約為3.4cm的透鏡進(jìn)行檢測(cè)

(1)源圖像

(2) 檢測(cè)效果圖

測(cè)試2：對(duì)直徑約為3.8cm的透鏡進(jìn)行檢測(cè)

(1) 源圖像

(2) 檢測(cè)效果圖

測(cè)試3：對(duì)直徑約為3.8cm的破損透鏡進(jìn)行檢測(cè)

(1) 源圖像

(2) 檢測(cè)效果圖