TWI479145B - 外觀瑕疵檢測系統及方法 - Google Patents

Description

外觀瑕疵檢測系統及方法

本發明涉及檢測系統及方法，尤其涉及一種外觀瑕疵檢測系統及方法。

為提高掌上型裝置外殼的堅固性，多數掌上型裝置的外殼採用一體成型方式進行切割、製作，其外殼邊角區域亦為考慮安全性而較圓滑。在對掌上型裝置的側邊進行瑕疵檢查時，現有的巡轉式元件外觀瑕疵檢測系統需要針對掌上型裝置側邊進行拍攝，對取得的掌上型裝置側邊影像進行判別作業時，其上方的照明光源照射的強度雖可協助取得外觀瑕疵狀況，卻容易造成掌上型裝置的邊角界線幾乎呈現光滑狀態，導致偵測到掌上型裝置的側邊影像出現瑕疵時，系統無法由影像中判別出具體是哪條側邊出現瑕疵，使得過去傳統的巡轉式元件外觀瑕疵檢測系統僅能夠判別掌上型裝置的側邊是否出現瑕疵，而無法確定出現瑕疵的具體位置，造成後續人員在瑕疵二次檢測、重工作業上的困擾，以及檢視作業時間上的浪費。

鑒於以上內容，有必要提供一種外觀瑕疵檢測系統及方法，其可預先設置待測樣本位於各轉動角度的側邊影像範本，每個側邊影像範本記錄有側邊區塊及側邊區塊的位置，當檢測到待測樣本的側邊影像中出現瑕疵時，可以根據預先設置的側邊影像範本確定該瑕疵的具體位置。

一種外觀瑕疵檢測系統，該系統包括：影像獲取模組，用於獲取檢測裝置的攝像單元攝取的待測樣本的當前影像，該當前影像包括該待測樣本的側邊影像及投射影像，該投射影像為待測樣本在檢測裝置的平面鏡上投影的影像；影像分析模組，用於對待測樣本的側邊影像進行瑕疵檢測作業，並根據待測樣本的投射影像確定待測樣本的轉動角度；範本比對模組，用於當待測樣本的側邊影像中檢測出瑕疵時，根據該待測樣本的轉動角度獲取對應的側邊影像範本，該側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本的側邊影像中所包含的側邊區塊；所述範本比對模組，還用於將待測樣本的側邊影像與該獲取的側邊影像範本進行比對，確定待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊。

一種外觀瑕疵檢測方法，該方法包括：影像獲取步驟，獲取檢測裝置的攝像單元攝取的待測樣本的當前影像，該當前影像包括該待測樣本的側邊影像及投射影像，該投射影像為待測樣本在檢測裝置的平面鏡上投影的影像；影像分析步驟，對待測樣本的側邊影像進行瑕疵檢測作業，並根據待測樣本的投射影像確定待測樣本的轉動角度；範本比對步驟一，當待測樣本的側邊影像中檢測出瑕疵時，根據該待測樣本的轉動角度獲取對應的側邊影像範本，該側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本的側邊影像中所包含的側邊區塊；範本比對步驟二，將待測樣本的側邊影像與該獲取的側邊影像範本進行比對，確定待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊。

相較於習知技術，所述的外觀瑕疵檢測系統及方法，其可預先設置待測樣本位於各轉動角度的側邊影像範本，每個側邊影像範本記錄有側邊區塊及側邊區塊的位置，當檢測到待測樣本的側邊影像中出現瑕疵時，可以根據預先設置的側邊影像範本確定該瑕疵的具體位置，從而提高檢出待測樣本外觀瑕疵的準確性。

電子裝置：2

檢測裝置：4

顯示設備：20

輸入設備：22

儲存器：23

外觀瑕疵檢測系統：24

處理器：25

攝像單元：40

水平巡轉台：42

照明光源：43

平面鏡：45

待測樣本：60

範本創建模組：240

影像獲取模組：241

影像分析模組：242

範本比對模組：243

結果輸出模組：244

圖1係本發明外觀瑕疵檢測系統的應用環境示意圖。

圖2係本發明外觀瑕疵檢測系統的功能模組圖。

圖3係本發明外觀瑕疵檢測方法較佳實施方式的流程圖。

圖4係圖1中的檢測裝置的結構示意圖。

圖5係攝像單元攝取的待測樣本的側邊影像及待測樣本在平面鏡上的投射影像的示意圖。

圖6係待測樣本位於各轉動角度的側邊影像範本示意圖。

圖7係計算待測樣本的轉動角度和位置的示意圖。

圖8係確定待測樣本的側邊影像所包含的側邊區塊的示意圖。

圖9係確定待測樣本的側邊影像所包含的側邊區塊的位置示意圖。

圖10係從待測樣本的當前影像中偵測側邊影像和投射影像的示意圖。

圖11係將待測樣本的側邊影像與對應的側邊影像範本進行比對的示意圖。

參閱圖1所示，係本發明外觀瑕疵檢測系統的應用環境示意圖。在本實施方式中，該外觀瑕疵檢測系統24運行於一個電子裝置2中。所述電子裝置2透過資料線與檢測裝置4連接。所述電子裝置2還包括透過訊號線和資料線相連的顯示設備20、輸入設備22、儲存器23及處理器25。在本實施方式中，所述電子裝置2可以是一台電腦，所述顯示設備20可以是液晶顯示螢幕，所述輸入設備22可以是鍵盤和滑鼠等。

參閱圖4所示，所述檢測裝置4包括攝像單元（如攝影機）40、水平巡轉台（或稱為水平轉動台、水平回轉台）42、照明光源43及平面鏡45等。所述水平巡轉台42上放置有待測樣本（Testing Sample）60，該待測樣本60可以透過一個固定單元固定於水平巡轉台42上，防止水平巡轉台42在轉動時待測樣本60發生移動或掉落。攝像單元40安裝於水平巡轉台的一側（如右側），照明光源43安裝於待測樣本60的正上方，平面鏡45安裝於水平巡轉台42的另一側（如左側）。在本實施方式中，所述待測樣本60為手持設備，如手機。

其中，平面鏡45可以透過一個連接桿與水平巡轉台42連接。所述水平巡轉台42內部安裝有驅動馬達，透過該驅動馬達可以控制水平巡轉台42進行轉動，及調整待測樣本60的轉動角度。該驅動馬達可以是步進馬達或伺服馬達。參閱圖5所示，所述攝像單元40可以同時獲取待測樣本60的側邊影像及待測樣本60在平面鏡45上的投射影像（以下稱為“待測樣本60的投射影像”）。

所述外觀瑕疵檢測系統24用於預先設置待測樣本60位於各轉動角度的側邊影像範本，每個側邊影像範本記錄有側邊區塊及側邊區塊的位置，當檢測到待測樣本60的側邊影像中出現瑕疵時，可以根據預先設置的側邊影像範本確定該瑕疵的具體位置，具體過程以下描述。

在本實施方式中，所述外觀瑕疵檢測系統24可以被分割成一個或多個模組，所述一個或多個模組被儲存在電子裝置2的儲存器23中並被配置成由一個或多個處理器（本實施方式為一個處理器25）執行，以完成本發明。例如，參閱圖2所示，所述外觀瑕疵檢測系統24被分割成範本創建模組240、影像獲取模組241、影像分析模組242、範本比對模組243和結果輸出模組244。本發明所稱的模組是完成一特定功能的程式段，比程式更適合於描述軟體在處理器中的執行過程，關於各模組的功能將在圖3的流程圖中具體描述。

參閱圖3所示，係本發明外觀瑕疵檢測方法較佳實施方式的流程圖。

步驟S10，範本創建模組240設置待測樣本60位於各轉動角度的側邊影像範本，其中，每個轉動角度的側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本60的側邊影像中所包含的側邊區塊及側邊區塊的位置。例如，參閱圖6所示，所述待測樣本60包括四個側邊區塊A、B、C、D，其中，轉動角度為0度的側邊影像範本包括側邊區塊A，轉動角度為30度的側邊影像範本包括側邊區塊A和B。

具體而言，系統維護人員先將待測樣本60置於水平巡轉台42上，並啟動水平巡轉台42進行轉動。水平巡轉台42側邊的攝像單元40對待測樣本60側邊外觀及平面鏡45上投射的待測樣本60進行拍攝，使得攝像單元40同時攝得待測樣本60的側邊影像及投射影像（參閱圖5所示）。

取得待測樣本60的側邊影像及投射影像後，利用影像識別技術，根據待測樣本60上的標籤圖示及文字印刷位置，確定待測樣本60的轉動角度和位置等狀況。例如，可以利用影像識別技術，將待測樣本60的投射影像中的標籤圖示及文字印刷位置與標準影像中的標籤圖示及文字印刷位置進行比對，計算出待測樣本60的轉動角度和位置（參閱圖7所示）。所述標準影像可以是該待測樣本60處於初始位置（如水平狀態）時攝像單元40拍攝的影像。

根據待測樣本60的轉動角度和位置等資訊，可以進一步確定待測樣本60的側邊影像中所包含的側邊區塊及側邊區塊的位置。具體而言，可以根據待測樣本60的投射影像中的標籤圖示及文字印刷位置，確定待測樣本60的側邊影像中所包含的側邊區塊。然後，根據待測樣本60的轉動角度，利用正弦定理計算出每個側邊區塊的投射線長度，根據投射線長度的比例關係確定側邊區塊在側邊影像中的位置。

舉例而言，假設待測樣本60的投射影像參閱圖8所示，根據平面鏡45的投射原理，可以確定待測樣本60的側邊影像中所包含的側邊區塊為待測樣本的A邊與B邊（即投射影像上側的A邊與B邊）。繼續參閱圖9所示，假設待測樣本60的轉動角度為θ，側邊區塊A的長度為a，側邊區塊B的長度為b，根據三角函數正弦定理可知：側邊區塊A的投射線長度x = a×sin(θ)，側邊區塊B的投射線長度y = b×sin(θ)，其中，sin()代表正弦函數。根據投射線長度x與y的比例關係，可以確定側邊區塊A和B在側邊影像中的位置。

依據上述方法，控制水平巡轉台42由0度初始位置轉動360度，攝像單元40依序拍攝待測樣本60的側邊影像及投射影像，建立每個角度對應的待測樣本60的側邊影像範本，並將各角度對應的待測樣本60的側邊影像範本儲存於儲存器23中。

步驟S11，啟動外觀瑕疵檢測作業，當待測樣本60在水平巡轉台42上轉動時，影像獲取模組241獲取攝像單元40攝取的待測樣本60的當前影像，該當前影像包括該待測樣本60的側邊影像及在平面鏡45上的投射影像（以下稱為“待測樣本60的投射影像”）。在水平巡轉台42轉動時，攝像單元40持續針對待測樣本60的側邊及平面鏡45上投射的影像進行拍攝，因此獲取的當前影像會包括待測樣本60的側邊影像及投射影像。

在啟動外觀瑕疵檢測作業前，需要控制水平巡轉台42定位到零度初始位置，在該零度初始位置，待測樣本60處於水平放置狀態，例如，參閱圖4所示。

步驟S12，影像分析模組242對待測樣本60的側邊影像進行瑕疵檢測作業，同時根據待測樣本60的投射影像確定待測樣本的轉動角度和轉動位置等狀況。所述影像分析模組242可以利用現有的各式產品外觀瑕疵檢測軟體，對待測樣本60的側邊影像進行瑕疵檢測作業。

具體而言，影像分析模組242利用影像識別技術（如特徵樣本比對技術，Feature Template Matching），從當前影像中識別出待測樣本60的側邊影像及投射影像，並確定側邊影像與投射影像的區域（如最小包圍矩形），將側邊影像與投射影像區域以外的影像刪除，保留側邊影像與投射影像（參閱圖10所示）。

然後，影像分析模組242利用影像識別技術，根據待測樣本60上的標籤圖示及文字印刷位置，確定待測樣本60的轉動角度和位置等狀況。同時，影像分析模組242利用產品外觀瑕疵檢測軟體，對待測樣本60的側邊影像進行外觀瑕疵檢測作業，以確定待測樣本60的側邊影像中是否出現瑕疵。

步驟S13，影像分析模組242判斷待測樣本60的側邊影像中是否出現瑕疵。當待測樣本60的側邊影像中出現瑕疵時，執行步驟S14；當待測樣本60的側邊影像中沒有出現瑕疵時，返回步驟S11。

步驟S14，範本比對模組243根據該待測樣本60的轉動角度獲取對應的側邊影像範本。例如，待測樣本60的轉動角度為15度，則獲取轉動角度為15時的側邊影像範本。

步驟S15，範本比對模組243將待測樣本60的側邊影像與該獲取的側邊影像範本進行比對，確定待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊。例如，參閱圖11所示，將待測樣本60出現瑕疵的側邊影像與對應的側邊影像範本（180^o +θ）進行比對可知，該瑕疵出現在待測樣本60的側邊區塊D。

然後，結果輸出模組244記錄下待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊的位置，並將出現瑕疵的側邊區塊的位置顯示在電子裝置2的顯示設備20上。

在其他實施方式中，該方法還進一步包括，結果輸出模組244根據檢測結果，對檢測完畢的待測樣本60進行分類，並將檢測結果輸出至電子裝置2的顯示設備20上。

具體而言，如果待測樣本60的所有側邊影像中都沒有出現瑕疵，則結果輸出模組244將該待測樣本60分類為合格產品，並在電子裝置2的顯示設備20上顯示檢測透過（Pass）的提示資訊。如果存在待測樣本60的側邊影像包含瑕疵，則結果輸出模組244將該待測樣本60分類為不合格產品，並在電子裝置2的顯示設備20上顯示檢測沒有透過（Failed）的提示資訊。

在其他實施方式中，所述外觀瑕疵檢測系統24也可以運行於檢測裝置4的處理器中，或者一部分模組運行於電子裝置2中，另外一部分模組運行於檢測裝置4中，例如，可以將模組240-241運行於檢測裝置4的處理器中，將模組242-244運行於電子裝置2的處理器25中。

最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

無

電子裝置：2

檢測裝置：4

顯示設備：20

輸入設備：22

儲存器：23

外觀瑕疵檢測系統：24

處理器：25

Claims (12)

1. 一種外觀瑕疵檢測系統，運行於電子裝置，該系統包括：
   影像獲取模組，用於獲取檢測裝置的攝像單元攝取的待測樣本的當前影像，該當前影像包括該待測樣本的側邊影像及投射影像，該投射影像為待測樣本在檢測裝置的平面鏡上投影的影像；
   影像分析模組，用於對待測樣本的側邊影像進行瑕疵檢測作業，並根據待測樣本的投射影像確定待測樣本的轉動角度；
   範本比對模組，用於當待測樣本的側邊影像中檢測出瑕疵時，根據該待測樣本的轉動角度獲取對應的側邊影像範本，該側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本的側邊影像中所包含的側邊區塊；及
   所述範本比對模組，還用於將待測樣本的側邊影像與該獲取的側邊影像範本進行比對，確定待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之外觀瑕疵檢測系統，其中，該系統還包括：
   範本創建模組，用於設置待測樣本位於各轉動角度的側邊影像範本，其中，每個轉動角度的側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本的側邊影像中所包含的側邊區塊及側邊區塊的位置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之外觀瑕疵檢測系統，其中，所述待測樣本的轉動角度根據以下方法獲取：
   利用影像識別技術，將待測樣本的投射影像中的標籤圖示及文字印刷位置與待測樣本的標準影像中的標籤圖示及文字印刷位置進行比對，計算出該待測樣本的轉動角度。
4. 如申請專利範圍第2項所述之外觀瑕疵檢測系統，其中，所述側邊影像中包含的側邊區塊的位置根據以下方法確定：
   根據待測樣本的轉動角度，利用正弦定理計算出每個側邊區塊的投射線長度，根據投射線長度的比例關係確定側邊區塊在側邊影像中的位置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之外觀瑕疵檢測系統，其中，該系統還包括：
   結果輸出模組，用於記錄待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊的位置，並將出現瑕疵的側邊區塊的位置顯示在電子裝置的顯示設備上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之外觀瑕疵檢測系統，其中，所述攝像單元和平面鏡安裝於該檢測裝置的水平巡轉台兩側，該待測樣本放置於水平巡轉台上。
7. 一種外觀瑕疵檢測方法，運行於電子裝置，該方法包括：
   影像獲取步驟，獲取檢測裝置的攝像單元攝取的待測樣本的當前影像，該當前影像包括該待測樣本的側邊影像及投射影像，該投射影像為待測樣本在檢測裝置的平面鏡上投影的影像；
   影像分析步驟，對待測樣本的側邊影像進行瑕疵檢測作業，並根據待測樣本的投射影像確定待測樣本的轉動角度；
   範本比對步驟一，當待測樣本的側邊影像中檢測出瑕疵時，根據該待測樣本的轉動角度獲取對應的側邊影像範本，該側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本的側邊影像中所包含的側邊區塊；及
   範本比對步驟二，將待測樣本的側邊影像與該獲取的側邊影像範本進行比對，確定待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊。
8. 如申請專利範圍第7項所述之外觀瑕疵檢測方法，其中，該方法還包括：
   範本創建步驟，設置待測樣本位於各轉動角度的側邊影像範本，其中，每個轉動角度的側邊影像範本記錄有該轉動角度下待測樣本的側邊影像中所包含的側邊區塊及側邊區塊的位置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之外觀瑕疵檢測方法，其中，所述待測樣本的轉動角度根據以下方法獲取：
   利用影像識別技術，將待測樣本的投射影像中的標籤圖示及文字印刷位置與待測樣本的標準影像中的標籤圖示及文字印刷位置進行比對，計算出該待測樣本的轉動角度。
10. 如申請專利範圍第8項所述之外觀瑕疵檢測方法，其中，所述側邊影像中包含的側邊區塊的位置根據以下方法確定：
    根據待測樣本的轉動角度，利用正弦定理計算出每個側邊區塊的投射線長度，根據投射線長度的比例關係確定側邊區塊在側邊影像中的位置。
11. 如申請專利範圍第7項所述之外觀瑕疵檢測方法，其中，該方法還包括：
    結果輸出步驟，記錄待測樣本中出現瑕疵的側邊區塊的位置，並將出現瑕疵的側邊區塊的位置顯示在電子裝置的顯示設備上。
12. 如申請專利範圍第7項所述之外觀瑕疵檢測方法，其中，所述攝像單元和平面鏡安裝於該檢測裝置的水平巡轉台兩側，該待測樣本放置於水平巡轉台上。