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WO2008077680A1 - Method and device for optically testing objects - Google Patents

Method and device for optically testing objects Download PDF

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Publication number
WO2008077680A1
WO2008077680A1 PCT/EP2007/062184 EP2007062184W WO2008077680A1 WO 2008077680 A1 WO2008077680 A1 WO 2008077680A1 EP 2007062184 W EP2007062184 W EP 2007062184W WO 2008077680 A1 WO2008077680 A1 WO 2008077680A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
determined
value
image areas
areas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/062184
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolf-Dieter Herberg
Martin KÄSEMANN
Stefan Strathmann
Michael Moser
Marek Twardochlib
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of WO2008077680A1 publication Critical patent/WO2008077680A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/001Industrial image inspection using an image reference approach
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/60Analysis of geometric attributes
    • G06T7/68Analysis of geometric attributes of symmetry
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20021Dividing image into blocks, subimages or windows
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection

Definitions

  • the invention relates to a method and a corresponding apparatus for the optical inspection of objects.
  • Control of all articles produced by a person who, for example, looks at all articles and visually inspects for errors, is ruled out at high production speeds. At higher production speeds, on the one hand, a person would have only a fraction of a second to look at an article, on the other hand, the person would quickly tire due to the monotonous activity.
  • machine systems can be adapted to the high production and processing speeds with new technologies.
  • image recognition and image processing methods are used.
  • the article to be tested is guided past a camera which produces an image of the article, which is then processed further.
  • CCD camera images can be generated, which can be transmitted in a simple manner to a data processing system.
  • the data processing system checks the image, for example, for deviations against a reference image. If the determined deviations exceed a predefined limit value, this can Data processing system trigger a predefined action, for example, to remove the recognized as faulty article from production.
  • WO 01-09820 describes a method for digital image processing in which rectangular areas within an image are identified in which predefined operations are to be performed. These predefined operations are, for example, resizing to a predefined size, a color or gamma correction. Then, for each identified area, it is checked whether predefined features exist in it, for example features that can be interpreted as the presence or absence of features. In this test, the features determined for the image to be examined are compared with a reference in order to determine deviations or similarities.
  • WO2005 / 043141 A1 describes a system for testing material, for example networks, and in particular for optimizing the test method.
  • the nets are passed by cameras and generated images from both sides of the network, which are processed in a data processing system.
  • individual characteristic values are calculated, for example the gray value, which is compared with a previously determined reference gray value.
  • the reference values are calculated as the average of a large number of individual values, each of which was determined on the basis of possibly faulty test pieces.
  • a deviation of a value of an individual item is interpreted as an error if a statistically determined limit value is exceeded.
  • other characteristic features can be determined and tested.
  • This method is optimized to reduce deviations erroneously recognized as errors by a person reviewing the evaluated reference images and comparing them with the detected errors. Pictures on which one Error is then removed and it will be determined from the sequence of error-free images new reference values. Thresholds whose overshoot or undershoot is interpreted as an error can still be changed manually.
  • a disadvantage of the methods described above is the associated computational effort, which, with limited computational resources, essentially determines the time required for examining an image and thus an article.
  • the invention therefore describes a method and a corresponding device for fast and reliable testing of articles.
  • the invention describes a method for checking an object for deviations from at least one reference object, with the following method steps:
  • At least part of the reference image and a corresponding, equal part of the image are divided into several image areas, and that for each image area of the reference image at least one reference value and for each corresponding image area of the image, a corresponding test value is determined.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a device for carrying out the
  • process Figure 2 is a schematic representation of an object to be tested
  • Figure 3 is a schematic representation of the object image in a first
  • Figure 4 is a schematic representation of a division of an image in the first
  • Figure 5 is a schematic representation of a division of an image into first and second image areas
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a device 110 for carrying out the method.
  • the objects 120 to be tested are moved on a conveyor belt 130 past a first and a second camera 140, 141 in the direction of the arrow.
  • the basic body of the objects is aligned so that it is moved past the cameras in a defined orientation.
  • the objects have an oval base body whose short axis 121 points to the cameras.
  • the orientation serves to align the object, so that it can be ensured that a particular side of the object is viewed with the following procedure.
  • the alignment can take place via any feature, for example, based on the outer shape or in an object round base, for example via a notch in the ground, as it is known from bottles.
  • the cameras each generate an image in front of a defined background 150, 151 from a moving object, wherein the first camera 140 generates an image from one side and the second camera 141 generates an image from the opposite side of the object.
  • the generation of an image is triggered by means of a suitable triggering device 160, 161, when the object is moved past this.
  • a suitable triggering device may for example be a light barrier or a mechanical switch.
  • flash devices 170, 171 preferably with LED lights, can be used.
  • the cameras such as CCD cameras, generate digital images, each composed of a finite set of pixels.
  • a pixel a so-called pixel, can reproduce the color of the imaged object in color or black and white, whereby in the case of a black-and-white reproduction, the color values are reproduced as grayscale values.
  • the pixels are arranged in rows and columns so that an image is a matrix of pixels.
  • the use of cameras with different resolutions is possible, with a higher resolution allows the reproduction of smaller details of the imaged object or the use of a lower resolution with fewer pixels restricts the reproduction of the object to coarse details.
  • higher resolution cameras and data processing equipment will be more powerful in the future, it will be possible to use higher resolution cameras.
  • the inventive method is not limited in terms of a higher resolution.
  • the transmission of the image files is preferably initiated by a camera, so that immediately after the generation of an image file, this is transmitted to the connected data processing system, in order then to be processed as quickly as possible.
  • the cameras can be connected via a known interface to the data processing system, for example by means of a firewire IEEE 1394 interface.
  • the image file can be in any format, for example, to reduce the amount of data to be transmitted in a packed format such. B. "jpg” or in an unpacked format such. B. "bmp” or in a proprietary format, which may be, for example, a specific format of the camera manufacturer, transmitted.
  • the format conversion into a format suitable for processing the data then takes place in the data processing system.
  • the data processing system 180 may be a so-called personal computer PC, in particular a laptop.
  • the cameras as well as the device for ejecting an object identified as defective can be connected via the standard interfaces 190 normally present on the data processing system.
  • FIG. 2 shows an image 200, shown schematically here, of an object 210 against a background 220, as it is transmitted from a camera to the data processing system.
  • the dashed line 201 in the drawing represents the outer dimensions of the image.
  • the image shown here schematically as a line drawing is actually transmitted as a color image to the data processing system, so that all colors are reproduced.
  • the picture can also be a black-and-white picture, whereby the colors are rendered as grayscale.
  • the background 220 can have at least one vertical contrast jump, so that different objects stand out clearly at least from one of the contrasts and thus the outer contour can be determined.
  • the background of the exemplary embodiment described here has, in its upper and lower regions, a light area and a dark area positioned therebetween.
  • the object 210 is a - bottle-shaped vessel shown schematically - which is shown in frontal view.
  • the object has at its upper end a closure 230 and on its front side a label 240.
  • the vessel and the label may be colored in a commercial manner; this is not shown in the drawing.
  • FIG. 3 illustrates a first method step of processing the image 300 of a pattern object.
  • the central axis 310 of the object 320 or the image of the object is determined.
  • the first vertical contrast jump is first determined in each case within a surface 330 or 331 from outside to inside, ie from the image edge in the direction of the image center.
  • a method known per se in image processing can be used which, for example, compares the color values of horizontally adjacent pixels.
  • the surfaces 330, 331 are placed in such a way that they capture both a piece of the light background and the dark background, so that for a light color object, the contrast jump with respect to the dark background and, for an object of dark color, the contrast jump with respect to the light Background can be determined.
  • the determined contrast jumps are interpreted in each case as the outer edge of the object 320.
  • the central axis 310 of the image of the object can now be determined mathematically simply and is formed by those pixels which lie in the middle between the determined outer edges.
  • a grid 410 is subsequently placed on the image 400 of the object, wherein the grid is larger than the object image and the grid shape is coarsely adapted to the shape of the object image.
  • the grid can be aligned with the previously determined central axis, so that the imaginary grid is always positioned the same.
  • a horizontal center axis can also be determined, which can be used in accordance with the vertical orientation of the imaginary grating.
  • the fields of the grid are shaped so that they cover a surface without gaps, without overlapping. Accordingly, the grid fields have a triangular, hexagonal or preferably a quadrangular shape. The shape of the grid is chosen so that the image of the object is completely covered by the grid.
  • the grid fields thus define image areas 420, 430.
  • image areas 420, 430 For the pixels of each image area, statistical values are subsequently determined, which are stored as reference values for features of an image area.
  • Those image areas - designated 420 by way of example - which at least partially represent the background are excluded from further processing. This rules out that parts of the background would be checked and evaluated as erroneous, even though the object itself is error-free. Accordingly, in the subsequent processing steps, only those image areas-designated by way of example by reference numeral 430-are processed and checked, which image exclusively the object.
  • the size of the image areas is useful to choose, taking into account various factors.
  • the number of image areas must be small enough that their management in the data processing system does not take a disproportionate amount of time.
  • the image areas must not be too large, so that the exclusion of the image areas 420 does not leave too much of the object unconsidered.
  • the number of pixels per image area is in turn to be chosen such that a statistical evaluation over the pixels of an image area is statistically meaningful or significant.
  • the resolution of the camera (in pixels) ie the number of pixels of the entire image has to be considered. For the exemplary embodiment described here, a number of 5,000 to 8,000 image areas has proven successful with a camera resolution of 1392 ⁇ 1040 pixels and an object size of approximately 70 ⁇ 320 mm.
  • N number of pixels of the total image, corresponds to pixel d. Camera
  • This value represents a guide variable that can be varied depending on the available computing power of the data processing system, the camera resolution and the desired processing speed.
  • the determination of the reference values it is optionally possible to increase the number of pixels for an image area which arrive at the determination of a value, the number of image areas to be taken into consideration and their location remaining unchanged, in which case the pixel of the image area is determined adjacent image areas are taken into account.
  • the adjoining two rows or columns of pixels of the adjacent image areas can be used to determine the reference values for the image area 431, so that more pixels than the image area itself are used to determine the reference values. In practice it has been found that this procedure increases the security in the determination of the reference values, wherein the amount of pixels lying outside an image area is adjustable.
  • a plurality of reference values can now be determined and stored, wherein for different objects different different reference values can first be determined, stored and used in the actual test.
  • a reference value may, for example, turn off the color values of the pixels in a color space.
  • the standard deviation of the red-green-blue values of the pixels is determined, so that for each color results in a value for the average value and the scattering around this mean value.
  • Another reference value can be determined by means of the Sobel operator, which provides a measure of the roughness of an image area.
  • the Sobel operator which is known per se, determines differences in brightness between the pixels, which can be interpreted as edges. For each pixel, a value is calculated by means of the Sobel operator, which in turn is used to calculate an average value and the standard deviation.
  • the red-green-blue values (RGB) supplied by the camera for calculating the color saturation, intensity and brightness can be transformed into other color spaces, for example the HSV or HLS color space, in order to obtain the mean value and the associated standard deviation of the color saturation and intensity and to determine the brightness.
  • the Sobel operator as well as the color saturation and intensity values are determined.
  • various other per se known features of a matrix of contiguous pixels can be used as features for the test.
  • a certain number of - well found - sample objects are now processed to generate the reference values.
  • the determined mean values and standard signatures are stored, so that a number of determined mean values and associated standard deviations are available for each image area and each feature corresponding to the number of pattern objects.
  • k different features M are to be taken into account when checking an object, and corresponding reference values are determined on the basis of a number / sample objects, the mean value and the associated standard deviation are determined for each feature M for each feature.
  • M 1 [M 11 , ..., ⁇ ]
  • M k [M kl , ..., M kl ]
  • the values in the intervals M ⁇ ,..., M k are sorted in size. From these values determined for each image area and each feature, the median, ie the mean value of an interval, is then determined as the reference value for the respective feature M. The Selection of the respective median ensures that extreme values have no influence on the reference values.
  • the selected reference values are then stored permanently, so that they only have to be loaded when restarting the system or the data processing system in order to be able to check associated objects immediately. Also, reference values for various types or types of objects may be stored so that the device for testing corresponding objects may be set up very quickly by loading the corresponding reference values.
  • the inspection of the objects can begin.
  • an image is generated by the cameras and transferred to the data processing system.
  • the same method steps are used on the transferred images or image files as for determining the reference values, wherein the values now determined for the image areas do not serve as reference values, but the test values are the test values.
  • the center axis of the respective imaged object is determined by the method described above.
  • a - thought - grid is aligned, which divides the object image into image areas.
  • the values are then determined for the same features or, if configured accordingly in the software of the data processing system, only for some of the features, again taking into account those image areas that map at least part of the background.
  • each feature value of an image area is then checked whether this is within a predetermined range of values.
  • the limits of the range of values are initially predetermined by the standard deviation of the reference value, but can be changed manually, so that larger or smaller deviations from the respective reference value can be set as tolerable. If the test shows that the value of the feature is within the permissible limits, this is considered “good”. Otherwise, if the feature value determined for an image area is outside the permissible limits, this is rated as "erroneous" and an error counter is incremented.
  • This error counter is, for example, always incremented by 1 if at least one feature value is outside the predetermined interval for an image area, but at most once for an image area, so that in the case of multiple deviations within an image area the error counter is only incremented once.
  • the error counter thus indicates the number of image areas in which at least one value of a feature is outside the permissible interval.
  • Whether a tested object is to be assessed as defective and accordingly ejected is determined by means of the error counter. If an image has too many image regions with deviations, that is to say the error counter has a correspondingly high counter reading, the object under test belonging to the image is taken out of further production or ejected by means of a suitable device which is connected to the data processing system ,
  • an image section of the object image it can be divided into second image areas.
  • objects to be tested are, for example, covered with labels.
  • the labels are produced in a separate production process and then glued by a roll using a suitable machine.
  • the position of the label on the object in the horizontal and / or vertical direction vary and thus differ from that on the reference objects. If, for example, a label has a color contrast to the color of the background and deviates the position of a label, for example in the horizontal direction, such that the vertical edge of the label falls into a different column of first image areas, for example, they would be erroneously identified as being defective be rated.
  • a second grid 510 is placed over the label 540 so that the second image areas defined by the second grid 510 completely cover the label.
  • the second image areas may have the same size as the first image areas or be larger or smaller.
  • the size of the image areas can also be chosen such that the image detail whose geometric dimensions are known in the image in many cases, is split exactly into second image areas, so that the edges of the second grid on the edge of the image section or just within the edges lies.
  • a center line of the detail can be determined and used or one or two reference points or reference numbers 550 can be used, which are printed on each label at the same location.
  • this is the silhouette of the head 550.
  • the exact placement of the silhouette is now determined within an area in which the silhouette is usually placed using a conventional algorithm in image processing. Since the placement of the reference character relative to the label is known, now the second - imaginary - grid can be placed exactly.
  • second image areas overlap at least partially with first image areas. These second image areas are not taken into account in the subsequent processing, but are removed from the processing and thus from the test. This prevents parts of the bottle body from being checked in the case of an improperly placed label. Since these second image areas each map changing sections of the bottle body due to the inaccurate placement, an examination of these second image areas would erroneously lead to a high number of errors.
  • first image regions which completely or at least partially overlap with second image regions do not become defective during the processing of the first image regions considered. This prevents correspondingly that in the examination of these first image areas due to the inaccurate placement of the label, the first image areas from object to object represent very different sections of the label and would falsely lead to a high number of errors.
  • a group of image areas can be determined manually for the second image areas by means of the software program running on the data processing system, which are excluded from the examination.
  • the group of those second image areas which at least partially represent the lettering 560 can be excluded from the test.
  • the examination of the second image areas takes place analogously to the examination of the first image areas. Accordingly, for the pixels of each image area, a reference value is initially determined for at least one feature to be checked on the basis of pattern objects and the method described above. Subsequently, for each of the image areas to be processed, the value for each feature to be tested is determined and compared with the reference feature value. If a comparison between one for an image area and the corresponding feature reference value results in a deviation beyond the permissible range, a corresponding counter is increased.
  • the counter may be the one that was increased during the examination of the first image areas, or it may be another, separate counter out.
  • corresponding limit values for the maximum number of errors allowed for an object and / or area can be defined and evaluated independently of each other before the object belonging to a region to be tested is rejected as defective from further production.
  • a plurality of superimposed or juxtaposed grids can be used to define corresponding further image areas which are tested in the manner described above.
  • the method can also be designed such that individual image regions from the first or further image regions are excluded from the test. This can for example be done by an image of a pattern object with associated Division into image areas on a monitor of the data processing system is displayed and manually a group of image areas or individual image areas can be marked so that for this no check is performed. In this way, for example, those areas of an image can be taken out of the test, in which a variable lettering, such as a date stamp, is attached. Such variable lettering would in many cases, for example when using the Sobel filter, always lead to different values that would be erroneously considered as errors.
  • the described method thus enables fast, reliable testing of objects for visible deviations of sample objects, with which the reference values for the respective features were previously determined.
  • the automated generation of reference values based on sample objects offers a flexible adaptation to different objects, so that the method and the corresponding device can be adapted quickly and without great effort to the examination of various objects.
  • the storage of once obtained and proven in practice reference values allows the maintenance of consistent product quality, the sensitivity of the method by manually changing the interval limits for a reference value, the fast and flexible adaptation to a desired product quality.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Quality & Reliability (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for testing an object with regard to deviations with respect to at least one reference object. Digital images of the object and of the reference object are subdivided into a multiplicity of image areas. For the image areas, according to a test criterion in each case at least one reference and test value are determined, which are compared with one another in order to determine deviations.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur optischen Prüfung von Objekten Method and device for the optical inspection of objects

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur optischen Prüfung von Objekten.The invention relates to a method and a corresponding apparatus for the optical inspection of objects.

Die Herstellung großer Mengen von Konsumgüterartikeln findet üblicherweise mit Hilfe von Fließbändern statt. Auf diesen werden die Konsumgüterartikel hergestellt oder verpackt, um sie anschließend in den Handel zu bringen. In den Abfüll- und Verpackungsanlagen wird dabei beispielsweise eine große Anzahl gleicher Behälter bzw. Produkte mit hoher Geschwindigkeit befüllt, verschlossen, etikettiert und anschließend in weiteren Verpackungen verpackt oder gesammelt.The production of large quantities of consumer goods usually takes place by means of conveyor belts. On these, the consumer goods are manufactured or packaged, to then bring them on the market. In the filling and packaging systems, for example, a large number of identical containers or products are filled at high speed, sealed, labeled and then packed or collected in further packaging.

Zur Verringerung fehlerhaft produzierter Artikel werden diese während, üblicherweise jedoch mindestens am Ende der Produktion einer Kontrolle unterzogen, um fehlerhafte Artikel aus dem weiteren Produktionsprozess auszustoßen beziehungsweise nicht in den Verkauf gelangen zu lassen.In order to reduce defective articles, they are subjected to a check during, but usually at least at the end of, production in order to eject defective articles from the further production process or to prevent them from being sold.

Eine Kontrolle aller produzierten Artikel durch eine Person, die beispielsweise alle Artikel betrachtet und visuell auf Fehler prüft, ist bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten ausgeschlossen. Bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten hätte eine Person zum einen nur einen Bruchteil einer Sekunde Zeit zur Betrachtung eines Artikels, zum anderen würde die Person aufgrund der monotonen Tätigkeit schnell ermüden.Control of all articles produced by a person who, for example, looks at all articles and visually inspects for errors, is ruled out at high production speeds. At higher production speeds, on the one hand, a person would have only a fraction of a second to look at an article, on the other hand, the person would quickly tire due to the monotonous activity.

Maschinelle Systeme können hingegen mit neuen Technologien an die hohen Produktions- und Verarbeitungsgeschwindigkeiten angepasst werden. Zur visuellen Prüfung werden dabei Bilderkennungs- und Bildverarbeitungsverfahren eingesetzt. Der zu prüfende Artikel wird dabei an einer Kamera vorbeigeführt, die ein Abbild des Artikels erzeugt, welches dann weiterverarbeitet wird. Mittels einer CCD-Kamera können dabei Bilder erzeugt werden, die in einfacher Weise an ein Datenverarbeitungssystem übermittelt werden können. Das Datenverarbeitungssystem prüft das Bild dann beispielsweise auf Abweichungen gegen ein Referenzbild. Überschreiten die ermittelten Abweichungen dabei einen vordefinierten Grenzwert, so kann das Datenverarbeitungssystem eine vordefinierte Aktion auslösen, um beispielsweise den als fehlerbehaftet erkannten Artikel aus der Produktion herauszunehmen.By contrast, machine systems can be adapted to the high production and processing speeds with new technologies. For visual inspection image recognition and image processing methods are used. The article to be tested is guided past a camera which produces an image of the article, which is then processed further. By means of a CCD camera images can be generated, which can be transmitted in a simple manner to a data processing system. The data processing system then checks the image, for example, for deviations against a reference image. If the determined deviations exceed a predefined limit value, this can Data processing system trigger a predefined action, for example, to remove the recognized as faulty article from production.

In solchen maschinellen Erkennungssystemen werden zur Verarbeitung der Bilder unterschiedliche Verfahren der digitalen Bildverarbeitung verwendet. Beispielsweise werden Verfahren zur Muster- oder Farberkennung verwendet, um die richtige Platzierung oder Farbe von Merkmalen auf den Artikeln zu prüfen. Derartige Verfahren sind dabei in einem Softwareprogramm implementiert, welches in dem Datenverarbeitungssystem für jedes erzeugte Bild durchlaufen wird.In such machine recognition systems, different methods of digital image processing are used to process the images. For example, pattern or color recognition methods are used to verify the correct placement or color of features on the articles. Such methods are implemented in a software program which is run in the data processing system for each generated image.

So beschreibt beispielsweise die WO 01 -09820 ein Verfahren zur digitalen Bildverarbeitung, bei dem innerhalb eines Bildes rechteckige Bereiche erkannt werden, in denen vordefinierte Operationen ausgeführt werden sollen. Diese vordefinierten Operationen sind beispielsweise eine Größenanpassung an eine vordefinierte Größe, eine Färb- oder Gammakorrektur. Anschließend wird für jeden identifizierten Bereich geprüft, ob in diesem vordefinierte Merkmale vorhanden sind, beispielsweise Merkmale, die als Vorhandensein oder Fehlen von Merkmalen interpretiert werden können. Bei dieser Prüfung werden die für das zu prüfende Bild ermittelten Merkmale mit einer Referenz verglichen, um so Abweichungen bzw. Übereinstimmungen zu ermitteln.For example, WO 01-09820 describes a method for digital image processing in which rectangular areas within an image are identified in which predefined operations are to be performed. These predefined operations are, for example, resizing to a predefined size, a color or gamma correction. Then, for each identified area, it is checked whether predefined features exist in it, for example features that can be interpreted as the presence or absence of features. In this test, the features determined for the image to be examined are compared with a reference in order to determine deviations or similarities.

Die WO2005/043141 A1 beschreibt ein System zur Prüfung von Material, beispielsweise Netzen, und insbesondere zur Optimierung des Prüfverfahrens. Bei diesem Prüfverfahren werden die Netze an Kameras vorbeigeführt und Bilder von beiden Seiten des Netzes erzeugt, die in einer Datenverarbeitungsanlage weiterverarbeitet werden. Aus den erzeugten Bildern werden beispielsweise einzelne charakteristische Werte errechnet, beispielsweise der Grauwert, der mit einem zuvor ermittelten Referenzgrau wert verglichen wird. Die Referenzwerte werden dabei als Mittelwert aus einer großen Anzahl von Einzelwerten, die jeweils anhand von möglicherweise auch fehlerbehafteten Teststücken ermittelt wurden. Eine Abweichung eines Wertes eines Einzelstücks wird bei Überschreitung eines statistisch ermittelten Grenzwertes als Fehler interpretiert. Außer dem genannten Grauwert können andere charakteristische Merkmale ermittelt und geprüft werden. Dieses Verfahren wird zur Verringerung von fälschlicherweise als Fehler erkannten Abweichungen dadurch optimiert, dass eine Person die ausgewerteten Referenzbilder überprüft und mit den ermittelten Fehlern vergleicht. Bilder, auf denen ein Fehler abgebildet ist, werden dann entfernt und es werden aus der Sequenz der fehlerfreien Bilder neue Referenzwerte ermittelt. Schwellwerte, deren Über- bzw. Unterschreiten als Fehler interpretiert wird, können weiterhin manuell verändert werden.WO2005 / 043141 A1 describes a system for testing material, for example networks, and in particular for optimizing the test method. In this test method, the nets are passed by cameras and generated images from both sides of the network, which are processed in a data processing system. From the generated images, for example, individual characteristic values are calculated, for example the gray value, which is compared with a previously determined reference gray value. The reference values are calculated as the average of a large number of individual values, each of which was determined on the basis of possibly faulty test pieces. A deviation of a value of an individual item is interpreted as an error if a statistically determined limit value is exceeded. Apart from the gray value mentioned, other characteristic features can be determined and tested. This method is optimized to reduce deviations erroneously recognized as errors by a person reviewing the evaluated reference images and comparing them with the detected errors. Pictures on which one Error is then removed and it will be determined from the sequence of error-free images new reference values. Thresholds whose overshoot or undershoot is interpreted as an error can still be changed manually.

Ein Nachteil der oben beschriebenen Verfahren ist der mit diesen jeweils verbundene Rechenaufwand, der bei begrenzten Rechenressourcen maßgeblich die Zeitdauer bestimmt, die zur Prüfung eines Bildes und damit eines Artikels benötigt wird. Die Erfindung beschreibt daher ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur schnellen und zuverlässigen Prüfung von Artikeln.A disadvantage of the methods described above is the associated computational effort, which, with limited computational resources, essentially determines the time required for examining an image and thus an article. The invention therefore describes a method and a corresponding device for fast and reliable testing of articles.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Prüfung eines Objekts auf Abweichungen zu mindestens einem Referenzobjekt, mit folgenden Verfahrensschritten:The invention describes a method for checking an object for deviations from at least one reference object, with the following method steps:

A. Erzeugen mindestens eines digitalen Referenzbildes von dem mindestens einen Referenzobjekt und eines entsprechenden digitalen Abbildes von dem Objekt;A. generating at least one reference digital image from the at least one reference object and a corresponding digital image from the object;

B. Ermitteln mindestens eines statistischen Referenzwertes nach mindestens einem Prüfkriterium anhand des Referenzbildes und eines entsprechenden Prüfwertes für das Abbild;B. determining at least one statistical reference value according to at least one test criterion based on the reference image and a corresponding test value for the image;

C. Vergleichen des mindestens einen ermittelten Referenzwertes mit dem mindestens einen, entsprechenden Prüfwert zur Ermittlung von Abweichungen zwischen dem Abbild und dem mindestens einen Referenzbild, undC. comparing the at least one determined reference value with the at least one corresponding test value for determining deviations between the image and the at least one reference image, and

D. Bewertung der aufgefundenen Abweichungen, dadurch gekennzeichnet, dassD. Evaluation of the deviations found, characterized in that

E. mindestens ein Teil des Referenzbildes und ein entsprechender, gleicher Teil des Abbildes in mehrere Bildbereiche aufgeteilt werden, und dass für jeden Bildbereich des Referenzbildes mindestens ein Referenzwert und für jeden entsprechenden Bildbereich des Abbildes ein entsprechender Prüfwert ermittelt wird.E. at least part of the reference image and a corresponding, equal part of the image are divided into several image areas, and that for each image area of the reference image at least one reference value and for each corresponding image area of the image, a corresponding test value is determined.

Im Folgenden werden das Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigenIn the following, the method and the corresponding apparatus for carrying out the method will be described in more detail with reference to figures. Show it

Figur 1 eine schematische Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung desFigure 1 is a schematic plan view of a device for carrying out the

Verfahrens Figur 2 eine schematische Darstellung eines zu prüfenden Objektsprocess Figure 2 is a schematic representation of an object to be tested

Figur 3 eine schematische Darstellung des Objektbildes in einem erstenFigure 3 is a schematic representation of the object image in a first

Verfahrensschrittstep

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Einteilung eines Bildes in ersteFigure 4 is a schematic representation of a division of an image in the first

Bildbereicheimage areas

Figur 5 eine schematische Darstellung einer Einteilung eines Bildes in erste und zweite BildbereicheFigure 5 is a schematic representation of a division of an image into first and second image areas

Figur 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Vorrichtung 110 zur Durchführung des Verfahrens. Die zu prüfenden Objekte 120 werden auf einem Transport- bzw. Fließband 130 an einer ersten und einer zweiten Kamera 140, 141 in Richtung des Pfeils vorbei bewegt. Der Grundkörper der Objekte ist dabei so ausgerichtet, dass dieser in einer definierten Ausrichtung an den Kameras vorbeibewegt wird. In dem dargestellten Beispiel weisen die Objekte einen ovalen Grundkörper auf, dessen kurze Achse 121 auf die Kameras zeigt. Die Ausrichtung dient dabei zur Ausrichtung des Objekts, so dass sichergestellt werden kann, dass eine bestimmte Seite des Objekts mit dem nachfolgenden Verfahren betrachtet wird. Die Ausrichtung kann dabei über ein beliebiges Merkmal erfolgen, beispielsweise anhand der äußeren Form oder bei einem Objekt runder Grundfläche beispielsweise über eine Einkerbung im Boden, wie es von Flaschen bekannt ist.FIG. 1 shows a schematic plan view of a device 110 for carrying out the method. The objects 120 to be tested are moved on a conveyor belt 130 past a first and a second camera 140, 141 in the direction of the arrow. The basic body of the objects is aligned so that it is moved past the cameras in a defined orientation. In the illustrated example, the objects have an oval base body whose short axis 121 points to the cameras. The orientation serves to align the object, so that it can be ensured that a particular side of the object is viewed with the following procedure. The alignment can take place via any feature, for example, based on the outer shape or in an object round base, for example via a notch in the ground, as it is known from bottles.

Die Kameras erzeugen von einem vorbeibewegten Objekt jeweils ein Bild vor einem definierten Hintergrund 150, 151 , wobei die erste Kamera 140 ein Bild von einer Seite und die zweite Kamera 141 ein Bild von der gegenüber liegenden Seite des Objekts erzeugt. Das Erzeugen eines Bildes wird dabei mittels einer geeigneten Auslöseeinrichtung 160, 161 ausgelöst, wenn das Objekt an dieser vorbeibewegt wird. Eine solche Auslöseeinrichtung kann beispielsweise eine Lichtschranke oder ein mechanischer Schalter sein. Bei der Erzeugung der Bilder können zur gleichmäßigen und definierten Ausleuchtung des Objekts Blitzvorrichtungen 170, 171 , vorzugsweise mit LED Leuchten, verwendet werden. Die Kameras, beispielsweise CCD Kameras, erzeugen digitale Bilder, die jeweils aus einer endlichen Menge von Bildpunkten zusammengesetzt sind. Ein Bildpunkt, ein sogenanntes Pixel, kann dabei die Farbe des abgebildeten Objekts in Farbe oder schwarzweiß wiedergeben, wobei im Falle einer schwarzweiß Wiedergabe die Farbwerte als Graustufenwerte wiedergegeben werden. Die Pixel sind in Zeilen und Spalten angeordnet, so dass ein Bild eine Matrix von Pixeln ist. In der hier beschriebenen Vorrichtung wurden CCD-Kameras mit einer Auflösung von 1392x1040 Farbpixeln verwendet, so dass das gesamte von der Kamera erzeugte Bild 1392x1040=1.447.680 Bildpunkte aufweist. Grundsätzlich ist die Verwendung von Kameras mit hiervon abweichenden Auflösungen möglich, wobei eine höhere Auflösung die Wiedergabe kleinerer Details des abgebildeten Objekts ermöglicht beziehungsweise die Verwendung einer geringeren Auflösung mit weniger Pixeln die Wiedergabe des Objekts auf gröbere Details beschränkt. Da in der Zukunft Kameras mit höherer Auflösung und Datenverarbeitungsanlagen mehr Rechenleistung verfügbar sein werden, wird die Verwendung von Kameras mit höherer Auflösung möglich werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hinsichtlich einer höheren Auflösung nicht beschränkt.The cameras each generate an image in front of a defined background 150, 151 from a moving object, wherein the first camera 140 generates an image from one side and the second camera 141 generates an image from the opposite side of the object. The generation of an image is triggered by means of a suitable triggering device 160, 161, when the object is moved past this. Such a triggering device may for example be a light barrier or a mechanical switch. When generating the images, for uniform and defined illumination of the object, flash devices 170, 171, preferably with LED lights, can be used. The cameras, such as CCD cameras, generate digital images, each composed of a finite set of pixels. A pixel, a so-called pixel, can reproduce the color of the imaged object in color or black and white, whereby in the case of a black-and-white reproduction, the color values are reproduced as grayscale values. The pixels are arranged in rows and columns so that an image is a matrix of pixels. In the device described here, CCD cameras with a resolution of 1392x1040 color pixels were used, so that the total image produced by the camera has 1392x1040 = 1,447,680 pixels. Basically, the use of cameras with different resolutions is possible, with a higher resolution allows the reproduction of smaller details of the imaged object or the use of a lower resolution with fewer pixels restricts the reproduction of the object to coarse details. As higher resolution cameras and data processing equipment will be more powerful in the future, it will be possible to use higher resolution cameras. The inventive method is not limited in terms of a higher resolution.

Vom jedem zu prüfenden Objekt werden damit Bilder erzeugt, die von den Kameras in Form von Bilddateien an eine Datenverarbeitungsanlage 180 übertragen werden. Die Übertragung der Bilddateien wird bevorzugt von einer Kamera initiiert, so dass unmittelbar nach dem Erzeugen einer Bilddatei diese an die angeschlossene Datenverarbeitungsanlage übertragen wird, um anschließend möglichst schnell verarbeitet zu werden. Zur Übertragung der Bilddateien können die Kameras über eine bekannte Schnittstelle mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden sein, beispielsweise mittels einer firewire - IEEE 1394 - Schnittstelle. Die Bilddatei kann dabei in einem beliebigen Format, beispielsweise zur Verringerung der zu übertragenden Datenmenge in einem gepackten Format wie z. B. "jpg" oder in einem ungepackten Format wie z. B. "bmp" oder in einem proprietären Format, welches beispielsweise ein spezifisches Format des Kameraherstellers sein kann, übertragen werden. Die Formatumwandlung in ein für die Verarbeitung der Daten geeignetes Format findet dann in der Datenverarbeitungsanlage statt. Die Datenverarbeitungsanlage 180 kann dabei ein sogenannter Personal Computer PC, insbesondere ein Laptop sein. Die Kameras sowie die Vorrichtung zum Ausstoß eines als fehlerhaft erkannten Objekts können über die an der Datenverarbeitungsanlage üblicherweise vorhandenen Standardschnittstellen 190 angeschlossen werden.From each object to be tested so that images are generated, which are transmitted from the cameras in the form of image files to a data processing system 180. The transmission of the image files is preferably initiated by a camera, so that immediately after the generation of an image file, this is transmitted to the connected data processing system, in order then to be processed as quickly as possible. To transmit the image files, the cameras can be connected via a known interface to the data processing system, for example by means of a firewire IEEE 1394 interface. The image file can be in any format, for example, to reduce the amount of data to be transmitted in a packed format such. B. "jpg" or in an unpacked format such. B. "bmp" or in a proprietary format, which may be, for example, a specific format of the camera manufacturer, transmitted. The format conversion into a format suitable for processing the data then takes place in the data processing system. The data processing system 180 may be a so-called personal computer PC, in particular a laptop. The cameras as well as the device for ejecting an object identified as defective can be connected via the standard interfaces 190 normally present on the data processing system.

Figur 2 zeigt ein - hier schematisch dargestelltes - Bild 200 eines Objekts 210 vor einem Hintergrund 220, wie es von einer Kamera an die Datenverarbeitungsanlage übertragen wird. Die in der Zeichnung gestrichelte Linie 201 gibt dabei die äußeren Abmessungen des Bildes wieder. Das hier schematisch als Strichzeichnung dargestellte Bild wird tatsächlich als Farbbild an die Datenverarbeitungsanlage übertragen, so dass alle Farben wiedergegeben werden.FIG. 2 shows an image 200, shown schematically here, of an object 210 against a background 220, as it is transmitted from a camera to the data processing system. The dashed line 201 in the drawing represents the outer dimensions of the image. The image shown here schematically as a line drawing is actually transmitted as a color image to the data processing system, so that all colors are reproduced.

Alternativ zur einer farbigen Abbildung kann das Bild auch ein schwarz-weiß Bild sein, wobei die Farben als Graustufen wiedergegeben werden.As an alternative to a colored picture, the picture can also be a black-and-white picture, whereby the colors are rendered as grayscale.

Der Hintergrund 220 kann dabei mindestens einen vertikalen Kontrastsprung aufweisen, so dass verschiedene Objekte sich zumindest von einem der Kontraste deutlich abheben und so die äußere Kontur ermittelbar ist. Der Hintergrund des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels weist hierzu in seinem oberen und unteren Bereich jeweils einen hellen und einen dazwischen platzierten dunklen Bereich auf.The background 220 can have at least one vertical contrast jump, so that different objects stand out clearly at least from one of the contrasts and thus the outer contour can be determined. For this purpose, the background of the exemplary embodiment described here has, in its upper and lower regions, a light area and a dark area positioned therebetween.

In dem hier gezeigten Beispiel ist das Objekt 210 ein - schematisch dargestelltes - flaschenförmiges Gefäß, welches in Frontalansicht abgebildet ist. Das Objekt weist an seinem oberen Ende einen Verschluss 230 und auf seiner Frontseite ein Etikett 240 auf. Das Gefäß und das Etikett können in handelsüblicher Weise farbig gestaltet sein; dies ist in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt.In the example shown here, the object 210 is a - bottle-shaped vessel shown schematically - which is shown in frontal view. The object has at its upper end a closure 230 and on its front side a label 240. The vessel and the label may be colored in a commercial manner; this is not shown in the drawing.

Bei der Prüfung der Objekte werden verschiedene, bei der Prüfung eines einzelnen Objekts ermittelte Werte mit Referenzwerten verglichen. Diese Referenzwerte müssen daher für jede Art von Objekten, die geprüft werden sollen, bei der Durchführung des Verfahrens vorliegen, so dass diese vor der eigentlichen Prüfung von Objekten zu ermitteln sind. Die Ermittlung der Referenzwerte findet anhand von Musterobjekten statt, die keine Fehler oder Abweichungen beziehungsweise nur zulässige Abweichungen aufweisen. Eine Anzahl dieser Musterobjekte wird dabei mittels des Prüfverfahrens verarbeitet, wobei die Musterobjekte nicht auf Abweichungen geprüft werden, sondern zur Ermittlung von Referenzwerten dienen.When checking the objects, different values determined during the check of an individual object are compared with reference values. These reference values must therefore be present in the implementation of the method for each type of object to be checked so that they can be determined before the actual checking of objects. The determination of the reference values takes place on the basis of sample objects which have no errors or deviations or only permissible deviations. A number of these sample objects are processed by means of the test method, wherein the sample objects are not checked for deviations, but serve to determine reference values.

Die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte werden sowohl bei der Ermittlung der Referenzwerte als auch bei der Prüfung der Objekte durchlaufen.The process steps described below are carried out both when determining the reference values and when checking the objects.

Figur 3 veranschaulicht einen ersten Verfahrensschritt der Verarbeitung des Bildes 300 eines Musterobjekts. In diesem ersten Verfahrensschritt wird die Mittelachse 310 des Objekts 320 bzw. der Abbildung des Objekts ermittelt. Dazu wird zunächst jeweils innerhalb einer Fläche 330 bzw. 331 von außen nach innen, also vom Bildrand in Richtung zur Bildmitte, der erste vertikale Kontrastsprung ermittelt. Dazu kann ein in der Bildverarbeitung an sich bekanntes Verfahren verwendet werden, welches beispielsweise die Farbwerte horizontal nebeneinander liegender Pixel vergleicht. Die Flächen 330, 331 sind dabei so platziert, dass diese sowohl ein Stück des hellen Hintergrunds als auch des dunklen Hintergrunds erfassen, so dass für ein Objekt mit heller Farbe der Kontrastsprung gegenüber dem dunklen Hintergrund und für ein Objekt dunkler Farbgebung der Kontrastsprung gegenüber dem hellen Hintergrund ermittelt werden kann.FIG. 3 illustrates a first method step of processing the image 300 of a pattern object. In this first method step, the central axis 310 of the object 320 or the image of the object is determined. For this purpose, the first vertical contrast jump is first determined in each case within a surface 330 or 331 from outside to inside, ie from the image edge in the direction of the image center. For this purpose, a method known per se in image processing can be used which, for example, compares the color values of horizontally adjacent pixels. The surfaces 330, 331 are placed in such a way that they capture both a piece of the light background and the dark background, so that for a light color object, the contrast jump with respect to the dark background and, for an object of dark color, the contrast jump with respect to the light Background can be determined.

Die ermittelten Kontrastsprünge werden jeweils als Außenkante des Objekts 320 interpretiert. Die Mittelachse 310 der Abbildung des Objekts lässt sich nun mathematisch einfach ermitteln und wird von denjenigen Pixeln gebildet, die in der Mitte zwischen den ermittelten Außenkanten liegen.The determined contrast jumps are interpreted in each case as the outer edge of the object 320. The central axis 310 of the image of the object can now be determined mathematically simply and is formed by those pixels which lie in the middle between the determined outer edges.

Wie in Figur 4 dargestellt wird anschließend ein - gedachtes - Gitter 410 auf die Abbildung 400 des Objekts gelegt, wobei das Gitter größer als die Objektabbildung ist und die Gitterform der Form der Objektabbildung grob angepasst ist. Das Gitter kann dabei an der zuvor ermittelten Mittelachse ausgerichtet werden, so dass das gedachte Gitter immer gleich positioniert ist.As shown in FIG. 4, a grid 410 is subsequently placed on the image 400 of the object, wherein the grid is larger than the object image and the grid shape is coarsely adapted to the shape of the object image. The grid can be aligned with the previously determined central axis, so that the imaginary grid is always positioned the same.

Analog zur Ermittlung einer hier vertikalen Mittelachse kann auch eine horizontale Mittelachse ermittelt werden, die entsprechend zur vertikalen Ausrichtung des gedachten Gitters herangezogen werden kann. Die Felder des Gitters sind dabei so geformt, dass sie eine Fläche lückenlos abdecken, ohne sich dabei zu überlappen. Dementsprechend weisen die Gitterfelder eine dreieckige, sechseckige oder bevorzugt eine viereckige Form auf. Die Form des Gitters ist so gewählt, dass die Abbildung des Objekts vollständig durch das Gitter abgedeckt ist.Analogous to the determination of a vertical central axis here, a horizontal center axis can also be determined, which can be used in accordance with the vertical orientation of the imaginary grating. The fields of the grid are shaped so that they cover a surface without gaps, without overlapping. Accordingly, the grid fields have a triangular, hexagonal or preferably a quadrangular shape. The shape of the grid is chosen so that the image of the object is completely covered by the grid.

Die Gitterfelder definieren damit Bildbereiche 420, 430. Für die Pixel eines jeden Bildbereichs werden nachfolgend statistische Werte ermittelt, die als Referenzwerte für Merkmale eines Bildbereichs gespeichert werden. Diejenigen Bildbereiche - beispielhaft mit 420 bezeichnet - , die zumindest teilweise den Hintergrund abbilden, sind von der weiteren Verarbeitung, ausgenommen. Dadurch wird ausgeschlossen, dass Teile des Hintergrunds geprüft werden und als fehlerhaft gewertet würden, obwohl das Objekt selbst fehlerfrei ist. Dementsprechend werden in den nachfolgenden Verarbeitungsschritten nur diejenigen Bildbereiche - beispielhaft mit Bezugszeichen 430 bezeichnet - verarbeitet und geprüft, die ausschließlich das Objekt abbilden.The grid fields thus define image areas 420, 430. For the pixels of each image area, statistical values are subsequently determined, which are stored as reference values for features of an image area. Those image areas - designated 420 by way of example - which at least partially represent the background are excluded from further processing. This rules out that parts of the background would be checked and evaluated as erroneous, even though the object itself is error-free. Accordingly, in the subsequent processing steps, only those image areas-designated by way of example by reference numeral 430-are processed and checked, which image exclusively the object.

Die Größe der Bildbereiche ist dabei sinnvoll zu wählen, wobei verschiedene Faktoren zu berücksichtigen sind. So muss die Anzahl der Bildbereiche klein genug sein, dass deren Verwaltung in der Datenverarbeitungsanlage nicht unverhältnismäßig viel Zeit beansprucht. Andererseits dürfen die Bildbereiche nicht zu groß sein, damit durch das Ausschließen der Bildbereiche 420 nicht ein zu großer Anteil des Objekts unberücksichtigt bleibt. Die Anzahl der Pixel pro Bildbereich ist wiederum so zu wählen, dass eine statistische Auswertung über die Pixel eines Bildbereichs statistisch sinnvoll oder signifikant ist. Weiterhin ist die Auflösung der Kamera (in Pixeln), also die Anzahl der Pixel des gesamten Bildes zu berücksichtigen. Für das hier beschriebene Ausführungsbeispiel hat sich bei einer Kameraauflösung von 1392x1040 Pixeln und einer Objektgröße von ca. 70mm x 320mm eine Anzahl von 5.000 bis 8.000 Bildbereichen bewährt.The size of the image areas is useful to choose, taking into account various factors. Thus, the number of image areas must be small enough that their management in the data processing system does not take a disproportionate amount of time. On the other hand, the image areas must not be too large, so that the exclusion of the image areas 420 does not leave too much of the object unconsidered. The number of pixels per image area is in turn to be chosen such that a statistical evaluation over the pixels of an image area is statistically meaningful or significant. Furthermore, the resolution of the camera (in pixels), ie the number of pixels of the entire image has to be considered. For the exemplary embodiment described here, a number of 5,000 to 8,000 image areas has proven successful with a camera resolution of 1392 × 1040 pixels and an object size of approximately 70 × 320 mm.

MitWith

Z = Anzahl der Pixel in einem Bildbereich;Z = number of pixels in an image area;

N = Pixelanzahl des Gesamtbildes, entspricht Pixel d. Kamera;N = number of pixels of the total image, corresponds to pixel d. Camera;

H = Größe des Objekts in Millimetern; undH = size of the object in millimeters; and

0,1 < / < 10 bevorzugt 0,6 < / < 3,5 ; kann die Anzahl der Pixel pro Bildbereich bestimmt werden zu

Figure imgf000011_0001
, wobei dieser Wert eine Richtgröße darstellt, die in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Rechenleistung der Datenverarbeitungsanlage, der Kameraauflösung und der gewünschten Verarbeitungsgeschwindigkeit variiert werden kann.0.1 </ <10, preferably 0.6 </ <3.5; For example, the number of pixels per image area can be determined
Figure imgf000011_0001
This value represents a guide variable that can be varied depending on the available computing power of the data processing system, the camera resolution and the desired processing speed.

Für die Ermittlung der Referenzwerte kann optional die Anzahl der in die Ermittlung eines Wertes eingehenden Pixel für einen Bildbereich vergrößert werden, wobei die Anzahl der zu berücksichtigenden Bildbereiche und deren Lage unverändert bleibt, in dem bei der Ermittlung der bzw. eines Referenzwertes eines Bildbereichs Pixel der angrenzenden Bildbereiche berücksichtigt werden. Beispielsweise können für die Ermittlung der Referenzwerte für den Bildbereich 431 jeweils die angrenzenden beiden Reihen beziehungsweise Spalten von Pixeln der benachbarten Bildbereiche herangezogen werden, so dass für die Ermittlung der Referenzwerte mehr Pixel herangezogen werden als der Bildbereich selbst aufweist. In der Praxis hat sich gezeigt, dass diese Vorgehensweise die Sicherheit bei der Ermittlung der Referenzwerte erhöht, wobei die Menge der außerhalb eines Bildbereichs liegenden Pixel einstellbar ist.For the determination of the reference values, it is optionally possible to increase the number of pixels for an image area which arrive at the determination of a value, the number of image areas to be taken into consideration and their location remaining unchanged, in which case the pixel of the image area is determined adjacent image areas are taken into account. For example, the adjoining two rows or columns of pixels of the adjacent image areas can be used to determine the reference values for the image area 431, so that more pixels than the image area itself are used to determine the reference values. In practice it has been found that this procedure increases the security in the determination of the reference values, wherein the amount of pixels lying outside an image area is adjustable.

Für jeden Bildbereich 430 können nun jeweils mehrere Referenzwerte ermittelt und gespeichert werden, wobei für unterschiedliche Objekte verschiedene unterschiedliche Referenzwerte zunächst ermittelt, gespeichert und bei der tatsächlichen Prüfung herangezogen werden können.For each image area 430, a plurality of reference values can now be determined and stored, wherein for different objects different different reference values can first be determined, stored and used in the actual test.

Ein Referenzwert kann beispielsweise auf die Farbwerte der Pixel in einem Farbraum abstellen. Dazu wird die Standardabweichung der Rot-Grün-Blauwerte der Pixel bestimmt, so dass sich für jede Farbe jeweils ein Wert für den Mittelwert und die Streuung um diesen Mittelwert ergibt.A reference value may, for example, turn off the color values of the pixels in a color space. For this purpose, the standard deviation of the red-green-blue values of the pixels is determined, so that for each color results in a value for the average value and the scattering around this mean value.

Ein weiterer Referenzwert kann mittels des Sobel-Operators ermittelt werden, der ein Maß für die Rauhigkeit eines Bildbereichs liefert. Der an sich bekannte Sobel -Operator ermittelt dabei Ηelligkeitssprünge zwischen den Pixeln, die als Kanten interpretiert werden können. Für jedes Pixel wird mittels des Sobel-Operators ein Wert errechnet, der wiederum zur Berechnung eines Mittelwertes und der Standardabweichung herangezogen wird. Weiterhin können die von der Kamera gelieferten Rot-Grün-Blau Werte (RGB) zur Berechnung der Farbsättigung, Intensität und Helligkeit in andere Farbräume, beispielsweise den HSV- oder HLS-Farbraum transformiert werden, um den Mittelwert und die zugehörige Standardabweichung der Farbsättigung und -intensität und die Helligkeit zu ermitteln.Another reference value can be determined by means of the Sobel operator, which provides a measure of the roughness of an image area. The Sobel operator, which is known per se, determines differences in brightness between the pixels, which can be interpreted as edges. For each pixel, a value is calculated by means of the Sobel operator, which in turn is used to calculate an average value and the standard deviation. Furthermore, the red-green-blue values (RGB) supplied by the camera for calculating the color saturation, intensity and brightness can be transformed into other color spaces, for example the HSV or HLS color space, in order to obtain the mean value and the associated standard deviation of the color saturation and intensity and to determine the brightness.

Auf diese Weise können für jeden Bildbereich für verschiedene Merkmale, also z.B. die Mittelwerte und Standardabweichung der Farben, des Sobel-Operators sowie der Farbsättigung und -intensität Werte ermittelt werden. Neben den hier beispielhaft aufgezählten Merkmalen können verschiedene andere, an sich bekannte Merkmale einer Matrix zusammenhängender Pixel als Merkmale zur Prüfung herangezogen werden.In this way, for each image area for different features, e.g. the mean and standard deviation of the colors, the Sobel operator as well as the color saturation and intensity values are determined. In addition to the features listed here by way of example, various other per se known features of a matrix of contiguous pixels can be used as features for the test.

Eine bestimmte Anzahl von - als gut befundenen - Musterobjekten wird nun zur Generierung der Referenzwerte verarbeitet. Für jeden Bildbereich eines jeden Musterobjekts werden die ermittelten Mittelwerte und Standardabeichungen gespeichert, so dass für jeweils für jeden Bildbereich und jedes Merkmal entsprechend der Anzahl der Musterobjekte eine Anzahl von ermittelten Mittelwerten und dazugehörigen Standardabweichungen vorliegt.A certain number of - well found - sample objects are now processed to generate the reference values. For each image area of each pattern object, the determined mean values and standard signatures are stored, so that a number of determined mean values and associated standard deviations are available for each image area and each feature corresponding to the number of pattern objects.

Sollen beispielsweise k verschiedene Merkmale M bei der Prüfung eines Objekts berücksichtigt werden, und entsprechende Referenzwerte anhand einer Anzahl / Musterobjekten ermittelt werden, so werden zu jedem Bildbereich für jedes Merkmal M der Mittelwert und die zugehörige Standardabweichung ermittelt:If, for example, k different features M are to be taken into account when checking an object, and corresponding reference values are determined on the basis of a number / sample objects, the mean value and the associated standard deviation are determined for each feature M for each feature.

M1 = [M11,...,^]M 1 = [M 11 , ..., ^]

Mk = [Mkl,...,Mkl]M k = [M kl , ..., M kl ]

Nachdem die ermittelten Referenzwerte und Standardabweichungen ermittelt sind, werden die Werte in den Intervallen Mγ,...,Mk der Größe nach sortiert. Aus diesen zu jedem Bildbereich und jedem Merkmal ermittelten Werten wird nun der Median, also der mittlere Wert eines Intervalls als Referenzwert für das jeweilige Merkmal M bestimmt. Die Auswahl des jeweiligen Medians sorgt dabei dafür, dass Extremwerte keinen Einfluss auf die Referenzwerte haben.After the determined reference values and standard deviations have been determined, the values in the intervals M γ ,..., M k are sorted in size. From these values determined for each image area and each feature, the median, ie the mean value of an interval, is then determined as the reference value for the respective feature M. The Selection of the respective median ensures that extreme values have no influence on the reference values.

Die ausgewählten Referenzwerte werden anschließend dauerhaft gespeichert, so dass diese bei einem Neustart des Systems bzw. der Datenverarbeitungsanlage nur geladen werden müssen, um zugehörige Objekte sofort prüfen zu können. Ebenso können Referenzwerte für verschiedene Typen oder Arten von Objekten gespeichert werden, so dass die Vorrichtung für das Testen entsprechender Objekte durch Laden der entsprechenden Referenzwerte sehr schnell eingerichtet werden kann.The selected reference values are then stored permanently, so that they only have to be loaded when restarting the system or the data processing system in order to be able to check associated objects immediately. Also, reference values for various types or types of objects may be stored so that the device for testing corresponding objects may be set up very quickly by loading the corresponding reference values.

Nachdem die Referenzwerte für die einzelnen zu prüfenden Merkmale für die Bildbereiche jeweils ermittelt wurden, kann die Prüfung der Objekte beginnen. Dazu wird wie bei der Ermittlung der Referenzwerte für jede zu prüfende Ansicht eines Objekts von den Kameras ein Bild erzeugt und an die Datenverarbeitungsanlage transferiert.After the reference values for the individual features to be checked have been determined for the image areas, the inspection of the objects can begin. For this purpose, as in the determination of the reference values for each view of an object to be examined, an image is generated by the cameras and transferred to the data processing system.

In der Datenverarbeitungsanlage werden auf die transferierten Bilder bzw. Bilddateien dieselben Verfahrensschritte angewendet, wie zur Ermittlung der Referenzwerte, wobei die nun zu den Bildbereichen ermittelten Werte nicht als Referenzwerte dienen, sondern die zu prüfenden Werte - die Prüfwerte - sind.In the data processing system, the same method steps are used on the transferred images or image files as for determining the reference values, wherein the values now determined for the image areas do not serve as reference values, but the test values are the test values.

Dementsprechend wird nach dem oben beschriebenen Verfahren in einem ersten Schritt die Mittelachse des jeweils abgebildeten Objekts bestimmt. An dieser wird ein - gedachtes - Gitter ausgerichtet, welches die Objektabbildung in Bildbereiche aufteilt. Für jeden der Bildbereiche werden anschließend für die gleichen Merkmale oder, sofern dies entsprechend in der Software der Datenverarbeitungsanlage konfiguriert wurde, nur für einige der Merkmale die Werte ermittelt, wobei wiederum diejenigen Bildbereiche nicht berücksichtigt werden, die zumindest einen Teil des Hintergrunds abbilden.Accordingly, in a first step, the center axis of the respective imaged object is determined by the method described above. At this a - thought - grid is aligned, which divides the object image into image areas. For each of the image areas, the values are then determined for the same features or, if configured accordingly in the software of the data processing system, only for some of the features, again taking into account those image areas that map at least part of the background.

Für jeden Merkmalswert eines Bildbereichs wird anschließend geprüft, ob dieser in einem vorbestimmten Wertebereich liegt. Die Grenzen des Wertebereichs sind dabei zunächst durch die Standardabweichung des Referenzwertes vorgegeben, können jedoch manuell verändert werden, so dass größere oder kleinere Abweichungen gegenüber dem jeweiligen Referenzwert als tolerierbar eingestellt werden können. Ergibt die Prüfung, dass der Wert des Merkmals innerhalb der zulässigen Grenzen liegt, so wird dies als "gut" gewertet. Anderenfalls, wenn also der für einen Bildbereich ermittelte Merkmalswert außerhalb der zulässigen Grenzen liegt, so wird dies als "fehlerhaft" gewertet und ein Fehlerzähler wird inkrementiert. Dieser Fehlerzähler wird beispielsweise immer dann um 1 inkrementiert, wenn für einen Bildbereich mindestens ein Merkmalswert außerhalb des vorgegebenen Intervalls liegt, für einen Bildbereich jedoch höchstens einmal, so dass im Falle mehrerer Abweichungen innerhalb eines Bildbereichs der Fehlerzähler nur einmal inkrementiert wird. Der Fehlerzähler gibt damit die Anzahl der Bildbereiche an, in denen mindestens ein Wert eines Merkmals außerhalb des jeweils zulässigen Intervalls liegt.For each feature value of an image area is then checked whether this is within a predetermined range of values. The limits of the range of values are initially predetermined by the standard deviation of the reference value, but can be changed manually, so that larger or smaller deviations from the respective reference value can be set as tolerable. If the test shows that the value of the feature is within the permissible limits, this is considered "good". Otherwise, if the feature value determined for an image area is outside the permissible limits, this is rated as "erroneous" and an error counter is incremented. This error counter is, for example, always incremented by 1 if at least one feature value is outside the predetermined interval for an image area, but at most once for an image area, so that in the case of multiple deviations within an image area the error counter is only incremented once. The error counter thus indicates the number of image areas in which at least one value of a feature is outside the permissible interval.

Ob ein geprüftes Objekt als fehlerhaft zu bewerten und dementsprechend auszustoßen ist wird anhand des Fehlerzählers getroffen. Weist ein Bild zu viele Bildbereiche mit Abweichungen auf, das heißt der Fehlerzähler weist einen entsprechend hohen Zählerstand auf, so wird das zu dem Bild gehörige, geprüfte Objekt mittels einer geeigneten Vorrichtung, die mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden ist, aus der weiteren Produktion herausgenommen oder ausgestoßen.Whether a tested object is to be assessed as defective and accordingly ejected is determined by means of the error counter. If an image has too many image regions with deviations, that is to say the error counter has a correspondingly high counter reading, the object under test belonging to the image is taken out of further production or ejected by means of a suitable device which is connected to the data processing system ,

Zur Prüfung eines Bildausschnitts der Objektabbildung kann ein solcher in zweite Bildbereiche aufgeteilt werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass zu prüfende Objekte beispielsweise mit Etiketten beklebt werden. Die Etiketten werden dabei in einem separaten Produktionsprozess hergestellt und anschließend von einer Rolle mittels eines geeigneten Automaten aufgeklebt. Dabei kann die Position des Etiketts auf dem Objekt in horizontaler und/oder in vertikaler Richtung variieren und somit von derjenigen auf den Referenzobjekten abweichen. Weist ein Etikett beispielsweise einen Farbkontrast zu der Farbe des Untergrunds auf und weicht die Position eines Etiketts beispielsweise in horizontaler Richtung ab, so dass beispielsweise der vertikale Rand des Etiketts in eine andere Spalte von ersten Bildbereichen fällt, so würden diese bei der Prüfung fälschlicherweise als fehlerhaft bewertet werden.In order to test an image section of the object image, it can be divided into second image areas. In practice, it has been shown that objects to be tested are, for example, covered with labels. The labels are produced in a separate production process and then glued by a roll using a suitable machine. In this case, the position of the label on the object in the horizontal and / or vertical direction vary and thus differ from that on the reference objects. If, for example, a label has a color contrast to the color of the background and deviates the position of a label, for example in the horizontal direction, such that the vertical edge of the label falls into a different column of first image areas, for example, they would be erroneously identified as being defective be rated.

Zur Prüfung eines solchen Ausschnitts, hier des Etiketts, innerhalb der Abbildung des Objekts kann damit in vorteilhafter Weise ein zweites - gedachtes - Gitter über den Bildausschnitt gelegt werden, so dass dessen Gitterfelder den Ausschnitt in zweite Bildbereiche aufteilen, die mit den oben beschriebenen Verfahrensschritten separat geprüft werden.In order to test such a section, in this case of the label, within the image of the object, it is thus advantageously possible to lay a second - imaginary - grating over the image section so that its grating fields intersect the section in the second Divide image areas, which are tested separately with the method steps described above.

Wie in Figur 5 dargestellt wird dazu ein - zweites gedachtes - Gitter 510 so über dem Etikett 540 platziert, dass die durch das zweite Gitter 510 definierten zweiten Bildbereiche das Etikett vollständig abdecken. Die zweiten Bildbereiche können dabei die gleiche Größe wie die ersten Bildbereiche aufweisen oder größer oder kleiner sein. Die Größe der Bildbereiche kann auch so gewählt sein, dass der Bildausschnitt, dessen geometrische Abmessungen auf der Abbildung in vielen Fällen bekannt sind, genau in zweite Bildbereiche aufgeteilt wird, so dass die Kanten des zweiten Gitters auf der Kante des Bildausschnitts oder gerade innerhalb der Kanten liegt.As shown in Figure 5, a second grid 510 is placed over the label 540 so that the second image areas defined by the second grid 510 completely cover the label. The second image areas may have the same size as the first image areas or be larger or smaller. The size of the image areas can also be chosen such that the image detail whose geometric dimensions are known in the image in many cases, is split exactly into second image areas, so that the edges of the second grid on the edge of the image section or just within the edges lies.

Zur genauen Platzierung des zweiten Gitters können beispielsweise eine Mittellinie des Ausschnitts ermittelt und herangezogen werden oder es können ein oder zwei Bezugspunkte oder Bezugszeichen 550 herangezogen werden, welche auf jedem Etikett an der gleichen Stelle aufgedruckt sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist dies die Silhouette des Kopfes 550. Zur Ausrichtung des Gitters wird nun innerhalb eines Bereichs, in dem die Silhouette üblicherweise platziert ist, mit einem in der Bildverarbeitung konventionellen Algorithmus die genaue Platzierung der Silhouette ermittelt. Da die Platzierung des Bezugszeichens relativ zu dem Etikett bekannt ist, kann nun das zweite - gedachte - Gitter exakt platziert werden.For exact placement of the second grid, for example, a center line of the detail can be determined and used or one or two reference points or reference numbers 550 can be used, which are printed on each label at the same location. In this embodiment, this is the silhouette of the head 550. In order to align the grid, the exact placement of the silhouette is now determined within an area in which the silhouette is usually placed using a conventional algorithm in image processing. Since the placement of the reference character relative to the label is known, now the second - imaginary - grid can be placed exactly.

Überragen die Außenmaße des zweiten Gitters die Außenmaße des Etiketts, wenn also das zweite Gitter größer als das Etikett gewählt ist, so überlappen sich zweite Bildbereiche mit ersten Bildbereichen zumindest teilweise. Diese zweiten Bildbereiche werden bei der nachfolgenden Verarbeitung nicht berücksichtigt, sondern werden aus der Verarbeitung und damit aus der Prüfung herausgenommen. Dadurch wird verhindert, dass bei einem ungenau platzierten Etikett Teile des Flaschenkörpers mitgeprüft werden. Da diese zweiten Bildbereiche aufgrund der ungenauen Platzierung jeweils wechselnde Abschnitte des Flaschenkörpers abbilden, würde eine Prüfung dieser zweiten Bildbereiche fälschlicherweise zu einer hohen Fehleranzahl führen.If the outer dimensions of the second grid project beyond the outer dimensions of the label, ie if the second grid is selected larger than the label, then second image areas overlap at least partially with first image areas. These second image areas are not taken into account in the subsequent processing, but are removed from the processing and thus from the test. This prevents parts of the bottle body from being checked in the case of an improperly placed label. Since these second image areas each map changing sections of the bottle body due to the inaccurate placement, an examination of these second image areas would erroneously lead to a high number of errors.

Analog werden erste Bildbereiche, die ganz oder zumindest teilweise mit zweiten Bildbereichen überlappen bei der Verarbeitung der ersten Bildbereiche nicht berücksichtigt. Damit wird entsprechend verhindert, dass bei der Prüfung dieser ersten Bildbereiche aufgrund der ungenauen Platzierung des Etiketts die ersten Bildbereiche von Objekt zu Objekt stark unterschiedliche Abschnitte des Etiketts abbilden und fälschlicherweise zu einer hohen Fehleranzahl führen würden.Analogously, first image regions which completely or at least partially overlap with second image regions do not become defective during the processing of the first image regions considered. This prevents correspondingly that in the examination of these first image areas due to the inaccurate placement of the label, the first image areas from object to object represent very different sections of the label and would falsely lead to a high number of errors.

Ebenso wie für die ersten kann für die zweiten Bildbereiche eine Gruppe von Bildbereichen manuell mittels des auf der Datenverarbeitungsanlage ablaufenden Softwareprogramms bestimmt werden, die von der Prüfung ausgenommen werden. So kann beispielsweise die Gruppe derjenigen zweiten Bildbereiche, die den Schriftzug 560 zumindest teilweise abbilden, von der Prüfung ausgenommen werden.As for the first, a group of image areas can be determined manually for the second image areas by means of the software program running on the data processing system, which are excluded from the examination. Thus, for example, the group of those second image areas which at least partially represent the lettering 560 can be excluded from the test.

Die Prüfung der zweiten Bildbereiche findet analog zu der Prüfung der ersten Bildbereiche statt. Dementsprechend wird für die Pixel eines jeden Bildbereichs zunächst für mindestens ein zu prüfendes Merkmal ein Referenzwert anhand von Musterobjekten und nach oben beschriebenem Verfahren ermittelt. Daran anschließend wird für jeden der zu bearbeitenden Bildbereiche der Wert für jedes zu prüfende Merkmal ermittelt und mit dem Referenzmerkmalswert verglichen. Ergibt ein Vergleich zwischen einem für einen Bildbereich und dem entsprechenden Merkmalsreferenzwert eine Abweichung über den zulässigen Bereich hinaus, so wird ein entsprechender Zähler erhöht.The examination of the second image areas takes place analogously to the examination of the first image areas. Accordingly, for the pixels of each image area, a reference value is initially determined for at least one feature to be checked on the basis of pattern objects and the method described above. Subsequently, for each of the image areas to be processed, the value for each feature to be tested is determined and compared with the reference feature value. If a comparison between one for an image area and the corresponding feature reference value results in a deviation beyond the permissible range, a corresponding counter is increased.

Der Zähler kann dabei derjenige sein, der bei der Prüfung der ersten Bildbereiche erhöht wurde, oder es kann ein weiterer, separater Zähler geführt werden. Im Falle separater, unabhängiger Zähler können entsprechende Grenzwerte für die für ein Objekt und/oder ein Gebiet maximal zulässige Fehleranzahl unabhängig voneinander definiert und ausgewertet werden, bevor das zu einem zu prüfenden Gebiet gehörige Objekt als fehlerhaft aus der weiteren Produktion ausgestoßen wird.The counter may be the one that was increased during the examination of the first image areas, or it may be another, separate counter out. In the case of separate, independent counters, corresponding limit values for the maximum number of errors allowed for an object and / or area can be defined and evaluated independently of each other before the object belonging to a region to be tested is rejected as defective from further production.

In analoger Weise können mehrere, über- oder auch nebeneinanderliegende Gitter zur Definition entsprechender weiterer Bildbereiche verwendet werden, die in oben beschriebener Art und Weise geprüft werden.In an analogous manner, a plurality of superimposed or juxtaposed grids can be used to define corresponding further image areas which are tested in the manner described above.

Das Verfahren kann auch so ausgestaltet sein, dass einzelne Bildbereiche aus den ersten oder weiteren Bildbereichen von der Prüfung ausgeschlossen werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Bild eines Musterobjekts mit zugehöriger Aufteilung in Bildbereiche auf einem Monitor der Datenverarbeitungsanlage dargestellt wird und manuell eine Gruppe von Bildbereichen oder einzelne Bildbereiche markiert werden können, so dass für diese keine Prüfung durchgeführt wird. Auf diese Weise können beispielsweise diejenigen Bereiche eines Bildes aus der Prüfung herausgenommen werden, in den ein veränderlicher Schriftzug, beispielsweise ein Datumsstempel, angebracht ist. Ein solcher veränderlicher Schriftzug würde in vielen Fällen, beispielsweise bei Anwendung des Sobel-Filters, zu immer unterschiedlichen Werten führen, die fälschlicherweise als Fehler gewertet würden.The method can also be designed such that individual image regions from the first or further image regions are excluded from the test. This can for example be done by an image of a pattern object with associated Division into image areas on a monitor of the data processing system is displayed and manually a group of image areas or individual image areas can be marked so that for this no check is performed. In this way, for example, those areas of an image can be taken out of the test, in which a variable lettering, such as a date stamp, is attached. Such variable lettering would in many cases, for example when using the Sobel filter, always lead to different values that would be erroneously considered as errors.

Während die oben beschriebene Prüfung von Bildern ausgeht, die mit Lichtwellen in sichtbarem Bereich aufgenommen wurden, können auch Infrarotbilder oder Bilder bearbeitet werden, die UV-Licht abbilden.While the test described above assumes images taken with visible light waves, it is also possible to process infrared images or images that image UV light.

Das beschriebene Verfahren ermöglicht damit die schnelle, zuverlässige Prüfung von Objekten auf sichtbare Abweichungen von Musterobjekten, mit denen zuvor die Referenzwerte für die jeweiligen Merkmale ermittelt wurden. Dabei bietet die automatisierte Generierung von Referenzwerten anhand von Musterobjekten eine flexible Anpassung an unterschiedliche Objekte, so dass das Verfahren und die entsprechende Vorrichtung schnell und ohne großen Aufwand an die Prüfung verschiedener Objekte angepasst werden kann. Ebenso ermöglicht die Speicherung einmal gewonnener und in der Praxis bewährter Referenzwerte die Einhaltung gleichbleibender Produktqualität, wobei die Empfindlichkeit des Verfahrens durch manuelle Änderung der Intervallgrenzen für einen Referenzwert die schnelle und flexible Anpassung an eine gewünschte Produktqualität. The described method thus enables fast, reliable testing of objects for visible deviations of sample objects, with which the reference values for the respective features were previously determined. The automated generation of reference values based on sample objects offers a flexible adaptation to different objects, so that the method and the corresponding device can be adapted quickly and without great effort to the examination of various objects. Likewise, the storage of once obtained and proven in practice reference values allows the maintenance of consistent product quality, the sensitivity of the method by manually changing the interval limits for a reference value, the fast and flexible adaptation to a desired product quality.

Claims

Ansprüche claims 1. Verfahren zur Prüfung eines Objekts 120 auf Abweichungen zu mindestens einem Referenzobjekt, mit folgenden Verfahrensschritten:1. A method for checking an object 120 for deviations from at least one reference object, comprising the following method steps: A. Erzeugen mindestens eines digitalen Referenzbildes 400 von dem mindestens einen Referenzobjekt und eines entsprechenden digitalen Abbildes 400 von dem Objekt 120;A. generating at least one reference digital image 400 from the at least one reference object and a corresponding digital image 400 from the object 120; B. Ermitteln mindestens eines statistischen Referenzwertes nach einem Prüfkriterium anhand des Referenzbildes und eines entsprechenden Prüfwertes für das Abbild 400;B. determining at least one statistical reference value according to a test criterion based on the reference image and a corresponding test value for the image 400; C. Vergleichen des mindestens einen ermittelten Referenzwertes mit dem mindestens einen entsprechenden Prüfwert zur Ermittlung von Abweichungen zwischen dem Abbild und dem mindestens einen Referenzbild, undC. comparing the at least one determined reference value with the at least one corresponding test value for determining deviations between the image and the at least one reference image, and D. Bewertung der ermittelten Abweichungen, dadurch gekennzeichnet, dassD. Evaluation of the determined deviations, characterized in that E. mindestens ein Teil des Referenzbildes und ein entsprechender, gleicher Teil des Abbildes in mehrere Bildbereiche 420, 430 aufgeteilt werden, und dass für jeden Bildbereich 420, 430 des Referenzbildes mindestens ein Referenzwert und für jeden entsprechenden Bildbereich des Abbildes 400 ein entsprechender Prüfwert ermittelt wird.E. at least part of the reference image and a corresponding, same part of the image in several image areas 420, 430 are divided, and that for each image area 420, 430 of the reference image at least one reference value and for each corresponding image area of the image 400, a corresponding test value is determined , 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zur Aufteilung des Teils des Referenzbildes und des entsprechenden Teils des Abbildes 400 diese in aneinander angrenzende Bildbereiche 420, 430 unterteilt werden.2. The method of claim 1, wherein for dividing the part of the reference image and the corresponding part of the image 400, these are divided into adjacent image areas 420, 430. 3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Größe der Bildbereiche 420, 430 in Bildpunkten ermittelt wird zu
Figure imgf000018_0001
mit
3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the size of the image areas 420, 430 is determined in pixels
Figure imgf000018_0001
With
Z = Anzahl der Pixel in einem Bildbereich; N = Pixelanzahl des Gesamtbildes; H = Größe des Objekts in Millimetern; und 0,1 < / < 10 bevorzugt 0,6 < / < 3,5 ; Z = number of pixels in an image area; N = number of pixels of the overall picture; H = size of the object in millimeters; and 0.1 </ <10, preferably 0.6 </ <3.5;
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Referenzobjekt und das Objekt mindestens einen Bezugspunkt 550 aufweisen und die Bildbereiche relativ zu dem Bezugspunkt 550 platziert werden.4. The method of claim 1, wherein the reference object and the object have at least one reference point 550 and the image areas are placed relative to the reference point 550. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Platzierung des in Bildbereiche 420, 431 aufzuteilenden Teils des Referenzbilds und entsprechend des Abbilds eine vertikale oder horizontale Mittelachse 310 der Abbildung des Referenzobjekts oder entsprechend des Objekts ermittelt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, wherein a vertical or horizontal central axis 310 of the image of the reference object or corresponding to the object is determined to place the portion of the reference image to be split in image areas 420, 431 and corresponding to the image. 6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei zur Erzeugung des Referenzbildes das Referenzobjekt und entsprechend zur Erzeugung des Abbildes 400 das Objekt vor einem Hintergrund 150, 151 abgebildet werden, der mindestens einen horizontalen und/oder vertikalen Kontrastsprung aufweist.6. The method of claim 5, wherein for generating the reference image, the reference object and corresponding to the generation of the image 400, the object in front of a background 150, 151 are shown, which has at least one horizontal and / or vertical contrast jump. 7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Ermittlung der horizontalen/vertikalen Mittelachse die horizontal/vertikal verlaufenden Außenkanten des Referenzobjekts in einem Bildbereich 330, 331 ermittelt werden, der die horizontalen/vertikalen Außenkanten des Referenzobjekts oder entsprechend des Objekts und mindestens einen vertikalen/horizontalen Kontrastsprung des Hintergrunds 150, 151 aufweist.7. The method of claim 6, wherein for determining the horizontal / vertical center axis, the horizontal / vertical outer edges of the reference object are determined in an image area 330, 331, the horizontal / vertical outer edges of the reference object or according to the object and at least one vertical / horizontal Contrast jump of the background 150, 151 has. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung des mindestens einen Referenzwertes ein jeweiliger Wert für mehrere Referenzobjekte ermittelt wird und aus den mehreren Werten der Median als Referenzwert gewählt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein for determining the at least one reference value, a respective value for a plurality of reference objects is determined and is selected from the plurality of values of the median as a reference value. 9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Schritt C geprüft wird, ob der Prüfwert innerhalb eines vordefinierten Werteintervalls um den Referenzwert liegt.9. The method according to any one of the preceding claims, wherein it is checked in step C, whether the test value is within a predefined value interval around the reference value. 10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Grenzen des Werteintervalls von Hand veränderbar sind. 10. The method of claim 9, wherein the limits of the value interval are manually changeable. 11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung der Anzahl abweichender Bildbereiche 430 ein Zähler inkrementiert wird.11. The method according to any one of the preceding claims, wherein for determining the number of different image areas 430, a counter is incremented. 12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Bildbereiche, die zumindest teilweise den Hintergrund 150, 151 abbilden, nicht geprüft werden.12. The method according to any one of the preceding claims, wherein image areas that at least partially reflect the background 150, 151 are not checked. 13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Prüfung eines Ausschnitts der Objektabbildung dieser in zweite Bildbereiche 510 aufgeteilt wird und diese entsprechend der Prüfung der ersten Bildbereiche geprüft werden.13. The method according to any one of the preceding claims, wherein for checking a portion of the object image, this is divided into second image areas 510 and these are checked in accordance with the examination of the first image areas. 14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei diejenigen zweiten Bildbereiche 510, die mit ersten Bildbereichen 420, 430 überlappen oder den Hintergrund 150, 151 abbilden, nicht geprüft werden.14. The method of claim 1, wherein those second image areas 510 that overlap with first image areas 420, 430 or image the background 150, 151 are not checked. 15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei diejenigen ersten Bildbereiche 430, die zumindest teilweise mit ersten Bildbereichen überlappen, nicht geprüft werden.15. The method according to any one of the preceding claims, wherein those first image areas 430 which at least partially overlap with first image areas are not checked. 16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Referenzwerte für die Bildbereiche des Referenzobjekts und die Prüfwerte für die entsprechenden Bildbereiche 430 des Abbilds 400 jeweils als Mittelwert über alle Bildpunkte des jeweiligen Bildbereichs ermittelt werden.16. Method according to one of the preceding claims, wherein the reference values for the image regions of the reference object and the test values for the corresponding image regions 430 of the image 400 are respectively determined as an average over all pixels of the respective image region. 17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Ermittlung eines Referenzwertes für einen Bildbereich zusätzlich Bildpunkte benachbarter Bildbereiche berücksichtigt werden.17. The method according to any one of the preceding claims, wherein in the determination of a reference value for an image area additionally pixels of adjacent image areas are taken into account. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Prüfkriterium eine Grundfarbe oder die Helligkeit oder die Farbsättigung in einem Farbraum oder der Wert des Sobel-Operators ist.18. The method of claim 16 or 17, wherein the test criterion is a base color or the brightness or the color saturation in a color space or the value of the Sobel operator. 19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ermittelten Referenzwerte auf einem Datenträger gespeichert und von einem Datenträger geladen werden können.19. The method according to any one of the preceding claims, wherein the determined reference values stored on a disk and from a disk can be loaded. 20. Vorrichtung zur Prüfung eines Objekts auf Abweichungen zu mindestens einem Referenzobjekt mit mindestens einer Kamera zur Erzeugung digitaler Bilder von dem Objekt und dem Referenzobjekt und einer mit der Kamera verbundenen Datenverarbeitungsanlage zur Verarbeitung der Bilder, wobei die Datenverarbeitungsanlage mittels eines Softwareprogramms zur Verarbeitung der Bilder nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist. 20. Device for checking an object for deviations from at least one reference object with at least one camera for generating digital images of the object and the reference object and a data processing system connected to the camera for processing the images, wherein the data processing system by means of a software program for processing the images according to one of the preceding claims is set up.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010037493A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Panasonic Electric Works Europe Ag Method and test system for optically testing a contour of a test object
WO2010037492A1 (en) 2008-10-01 2010-04-08 Panasonic Electric Works Europe Ag Method and test system for optically testing a test object
DE102018110062A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 IMAGO Technologies GmbH Method for error detection of automated processes

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007041987A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Method and apparatus for image production for production monitoring

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0222079A2 (en) * 1985-11-12 1987-05-20 MANIA Elektronik Automatisation Entwicklung und Gerätebau GmbH Printed circuit boards optical testing method
WO2001009820A2 (en) * 1999-07-28 2001-02-08 Intelligent Reasoning Systems, Inc. System and method for dynamic image recognition
DE102004039937A1 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 Hoffmann, André Identification, verification and recognition method and system for human face uses visible characteristics of teeth and uses laser, camera, sensor and color

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0222079A2 (en) * 1985-11-12 1987-05-20 MANIA Elektronik Automatisation Entwicklung und Gerätebau GmbH Printed circuit boards optical testing method
WO2001009820A2 (en) * 1999-07-28 2001-02-08 Intelligent Reasoning Systems, Inc. System and method for dynamic image recognition
DE102004039937A1 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 Hoffmann, André Identification, verification and recognition method and system for human face uses visible characteristics of teeth and uses laser, camera, sensor and color

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010037493A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Panasonic Electric Works Europe Ag Method and test system for optically testing a contour of a test object
WO2010037492A1 (en) 2008-10-01 2010-04-08 Panasonic Electric Works Europe Ag Method and test system for optically testing a test object
DE102018110062A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 IMAGO Technologies GmbH Method for error detection of automated processes

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