在工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品表面經(jīng)常遇到的不良品類型，大多是裂痕、劃痕、臟污等。而這些不良的缺陷檢測，隨著機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展，技術(shù)的提高，已經(jīng)有很大的突破，不再是檢測的難點(diǎn)。

目前在3C電子領(lǐng)域，例如金屬面、玻璃面、手屏面板、液晶面板等行業(yè)表面檢測上應(yīng)用廣泛。但是，由于這些缺陷形狀不規(guī)則、深淺對比度低，而且往往會被產(chǎn)品表面的自然紋理或圖案所干擾。

因此，表面劃痕缺陷檢測對于合適打光方式、相機(jī)分辨率、被檢測部件、復(fù)雜的機(jī)器視覺算法等要求非常高。

表面劃傷分類

表面劃痕通常可分為三大類：

第一類劃痕

從外觀上較易辨認(rèn)，灰度變化跟周圍區(qū)域?qū)Ρ纫脖容^明顯�？梢赃x擇較小的閾值精缺陷部分直接標(biāo)記。

第二類劃痕

部分灰度值變化并不明顯，整幅圖像灰度比較平均，劃痕面積也比較小，只有幾個像素點(diǎn)，灰度也只比周圍圖像稍低，很難分辨�？梢詫υ瓐D像進(jìn)行均值濾波，得到較平滑的圖像，并與原圖像相減，當(dāng)其差的絕對值大于閾值時就將其置為目標(biāo)，并對所有的目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記，計(jì)算其面積，將面積過小的目標(biāo)去掉，剩下的就標(biāo)記為劃痕。

第三類劃痕

各部分灰度差異較大，形狀通常呈長條形，如果在一幅圖像上采取固定閾值分割，則標(biāo)記的缺陷部分會小于實(shí)際部分。

由于在工業(yè)檢測中圖像的多樣性，對于每一種圖像，都要經(jīng)過分析綜合考慮各種手段來進(jìn)行處理達(dá)到效果。

一般來說，劃痕部分的灰度值和周圍正常部分相比要暗，也就是劃痕部分灰度值偏��；而且，大多都是在光滑表面，所以整幅圖的灰度變化總體來說非常均勻，缺乏紋理特征。

因此，劃痕的檢測一般使用基于統(tǒng)計(jì)的灰度特征或者閾值分割的方法將劃痕部分標(biāo)出。

打光方式

常用的檢測打光方式有以下幾種：

同軸光、低角度和高角度，這幾種打光對硬劃傷檢測效果明顯，但對表面要求較高的產(chǎn)品，比如軟劃傷的效果卻較為不明顯。

根據(jù)大數(shù)據(jù)分析顯示，針對產(chǎn)品表面劃傷，主要提出低角度和高角度兩種解決方案。

低角度方式

兩個物體接觸摩擦，就很容易造成表面劃傷，也就意味著劃傷是有方向性的。在考慮低角度打光效果時，如果我們采用平行光線照射（平行于劃傷），劃傷會被光線虛化，效果在圖像中不明顯。

在考慮低角度打光效果時，如果我們采用平行光線照射（平行于劃傷），劃傷會被光線虛化，效果在圖像中不明顯。

如果我們采用一組垂直于光線照射（垂直于劃傷），劃傷會被光線凸顯，效果在圖像中非常明顯。

從以上分析，我們采用八個條形光源分時曝光工件，設(shè)計(jì)出以下打光方案。

一個環(huán)形光源，分成八路控制，分時曝光，連續(xù)采集八次，最后軟件采用算法，疊加所有缺陷，最終以高標(biāo)準(zhǔn)檢測工件表面劃傷有無。此成像方案適用于表面檢測要求比較高的高精密產(chǎn)品，而對效率要求不苛刻的產(chǎn)品。

高角度方式

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軟劃傷在同軸光效果下，光源工作距離越高，效果越明顯。然而同一光源，光源工作距離高的同時，光源發(fā)光面越小，光源亮度也隨之減弱，效果與實(shí)際情況不可兼得。

很多時候，我們的產(chǎn)線員工在目測產(chǎn)品表面信息時，都是采用日光燈照明方式，日光燈通過鏡面反射入射到眼睛里。

針對鏡面反光的工件，依據(jù)光的反射定律，采用打光方式，形成鏡面反射效果。

如此，光斑照明產(chǎn)品的局部，從而反射出產(chǎn)品表面的信息，使得人眼能夠清晰的判斷出產(chǎn)品是否有缺陷，以及微弱的缺陷也能輕易看到。