一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法，在入射路径和出射路径上都设有偏振组件，能对比同一偏振角度下，样本不同区域的偏振态是否一致，确定出金属表面是否存在缺陷，当存在缺陷时，将不同偏振角度的成像中的缺陷叠加，得到金属表面的划痕区域，能准确检测出金属表面的缺陷。测出金属表面的缺陷。测出金属表面的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法


[0001]本专利技术涉及机器视觉检测
，具体涉及一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]检测金属表面微小划痕的过程中，目前主要利用机器视觉系统进行识别，由于缺陷通常是非常微小的、不规则且随意分布的，因此，很难将检测金属表面的微小划痕准确识别；当照明光源强度过强，则会导致缺陷信息被表面强反射光淹没；而当照明光源强度过弱，则曲线区域对比度过低，从而难以提取缺陷信息。
[0003]在中国申请号为201810874902.6，公布日为2018.12.11的专利文献公开了一种膜底可视缺陷的检测方法及装置，包括：分别将P偏振、S偏振的第一、二光束倾斜地照射到覆膜件表面上，通过电子镜头获得可视缺陷散射第一、二光束形成的第一、二影像；然后通过图像识别技术，分析第二影像相对第一影像中可视缺陷影像的明度变化，依据第二影像相对第一影像中某可视缺陷影像的明度变化将其识别为膜底缺陷或膜表缺陷。
[0004]该检测方法通过对比P偏振的第一光束形成的第一图像、S偏振的第二光束形成的第二图像之间的变化识别膜底缺陷或膜表缺陷；但是该方法中只通过P偏振与S偏振形成的图像进行对比；其只能对两种角度的偏振光进行对比，其不能对比多种偏振角的光的成像图像的差异，进而不能准确检测出缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法；在入射路径和出射路径上都设有偏振组件，能对比同一偏振角度下，按照不同区域的偏振态是否一致，确定出金属表面是否存在缺陷，当存在缺陷时，将不同偏振角度的成像中的缺陷叠加，得到金属表面的划痕区域，能准确检测出金属表面的缺陷。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法，光源发出的照射光穿过第一偏振组件后照射到样本上，经过样本反射出后输入到检测器中，包括以下步骤:S1、在样本与检测器之间设置第二偏振组件，第二偏振组件具有两个以上预设数值的第二偏振角度。
[0007]S2、照射光穿过第一偏振角度的第一偏振组件，形成第一偏振光。
[0008]S3、第一偏振光射到样本上，经样本反射后的形成第二偏振光输入到第二偏振组件，第二偏振光穿过一第二偏振角度的第二偏振组件，形成第三偏振光。
[0009]S4、检测器获取第三偏振光形成的图像。
[0010]S5、判断同一第二偏振角度下，样本不同区域反射的第三偏振光的偏振态是否一致；若不一致，则进行S6；若一致，则金属表面无缺陷，然后对另一样本进行检测。
[0011]S6、调节第二偏振组件的第二偏振角度。
[0012]S7、第一偏振光射到样本上，经样本反射后的形成第二偏振光输入到第二偏振组件，第二偏振光穿过调整了第二偏振角度之后的第二偏振组件，形成第四偏振光。
[0013]S8、检测器获取第四偏振光形成的图像。
[0014]S9、对两个以上不同反射偏振光形成的图像进行灰度处理，得到每张图像的灰度数值。
[0015]S10、计算数值不同的相邻两个第二偏振角度对应图片之间的灰度差值，得到灰度差值阈值。
[0016]S11、提取每张图像中的种子区域和非种子区域；种子区域为图像中灰度数值大于灰度差值阈值的灰度区域，非种子区域为图像中灰度数值小于灰度差值阈值的灰度区域。
[0017]S12、将不同图像的种子区域进行叠加，将不同图像的非种子区域进行平均化处理；重建图像。
[0018]S13、将重建图像中的种子区域作为种子，利用区域生长算法得到金属表面缺陷的缺陷区域。
[0019]以上方法，当样本的表面无缺陷时，样本表面为平面，经样本表面反射后，形成的一第二偏振光，一第二偏振光与第二偏振组件接触形成一第三偏振光，由于样本表面为平面，一第二偏振光的偏振态不会变化，进而经过第二偏振组件改变偏转角度后，能确定一个偏振角度下偏转后一第三偏振光的偏振态。
[0020]当样本的表面存在缺陷时，样本表面凹凸不平，经样本表面的凹面反射后，形成另一第二偏振光，另一第二偏振光与第二偏振组件接触形成另一第三偏振光；而由于样本表面为凹面，针对凹陷的程度不同，另一第二偏振光的偏振态会发生改变，进而经过第二偏振组件改变偏转角度后，另一第三偏振光的偏振态是不确定的。通过对比一个第二偏振角度下，样本不同区域的对应第三偏振光的偏振态是否一致，从而识别出样本的表面是否存在划痕。
[0021]同时通过调节第二偏振组件的第二偏振角；改变光线的偏振方向，通过检测不同第二偏振角度下，样本不同区域的对应的第四偏振光的偏振态是否一致；获得多张相同入射偏振角度下的不同偏振态的图像。
[0022]同时对多张图像进行处理，将种子区域进行叠加，将不同偏振角所对应的划痕点统一收集到一张图像中；能准确识别出金属表面的缺陷；而将非种子区域进行平均化处理，在平均中实现滤波的效果，有效滤去噪声点，同时对不同图像的非种子区域进行平均化处理可以提供细节特征；提高对金属表面微小缺陷的检测精度。
[0023]进一步的，第一偏振组件具有两个以上的第一偏振角度。这样照射光经过不同的第一偏振角度时，能产生不同偏振态的偏振光。
[0024]进一步的，进行S9之前，还包括以下步骤；A1、调节第一偏振组件的第一偏振角度。
[0025]A2、照射光穿过另一第一偏振角度的第一偏振组件，形成第五偏振光；第五偏振光经样本反射后的形成第六输入光到第二偏振组件，第六偏振光穿过一第二偏振角度的第二偏振组件，形成第七偏振光。
[0026]A 3、检测器获取第七偏振光形成的图像。
[0027]A 4、调节第二偏振组件的第二偏振角度。
[0028]A 5、第五偏振光射到样本上，经样本反射后的形成第六偏振光输入到第二偏振组件，第六偏振光穿过另一第二偏振角度的第二偏振组件，形成第八偏振光。
[0029]A 6、检测器获取第八偏振光形成的图像。
[0030]以上方法，通过改变第一偏振角度改变第一偏振光的偏振态，从而能通过第五偏振光经过第二偏振组件后形成的第七偏振光与第八偏振光；通过检测在另一第一偏振角度下，样本不同区域的对应的第七偏振光的偏振态，样本不同区域的对应的第八偏振光的偏振态，获得多张不同入射偏振角度下的不同偏振态的图像。
[0031]进一步的，第一偏振组件包括第一偏光片和第一液晶片，第一偏光片位于第一液晶片与光源之间；第一液晶片电连接有控制器，控制器调整第一液晶片的电压改变第一偏振组件的第一偏振角度。
[0032]以上设置，在电场作用下，改变第一液晶片中分子原有的排列方式，使第一液晶片的光学性质发生改变，产生液晶光电效应，从而改变第一液晶片中液晶分子的偏转角度，从而改变经过第一液晶片的偏振光的偏转角度。
[0033]进一步的，第二偏振组件包括第二偏光片和第二液晶片，第二偏光片位于第二液晶片与检测器之间；第二液晶片电连接有控制器，控制器调整第二液晶片的电压改变第二偏振组件的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于偏振光的金属表面缺陷检测方法，光源发出的照射光穿过第一偏振组件后照射到样本上，经过样本反射出后输入到检测器中，其特征在于：包括以下步骤:S1、在样本与检测器之间设置第二偏振组件，第二偏振组件具有两个以上预设数值的第二偏振角度；S2、照射光穿过第一偏振角度的第一偏振组件，形成第一偏振光；S3、第一偏振光射到样本上，经样本反射后的形成第二偏振光输入到第二偏振组件，第二偏振光穿过一第二偏振角度的第二偏振组件，形成第三偏振光；S4、检测器获取第三偏振光形成的图像；S5、判断同一第二偏振角度下，样本不同区域反射的第三偏振的偏振态是否一致；若不一致，则进行S6；若一致，则金属表面无缺陷，然后对另一样本进行检测；S6、调节第二偏振组件的第二偏振角度；S7、第一偏振光射到样本上，经样本反射后的形成第二偏振光输入到第二偏振组件，第二偏振光穿过另一第二偏振角度的第二偏振组件，形成第四偏振光；S8、检测器获取第四偏振光形成的图像；S9、对两个以上不同反射偏振光形成的图像进行灰度处理，得到每张图像的灰度数值；S10、计算数值不同相邻两个第二偏振角度对应图片之间的灰度差值，得到灰度差值阈值；S11、提取每张图像中的种子区域和非种子区域；种子区域为图像中灰度数值大于灰度差值阈值的灰度区域，非种子区域为图像中灰度数值小于灰度差值阈值的灰度区域，S12、将不同图像的种子区域进行叠加，将不同图像的非种子区域进行平均化处理；重建图像；S13、将重建图像中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈基松，张健，张鸿林，龙云翰，朱善华，肖金，方湘怡，周良泽，龙翔，
申请(专利权)人：广州华立学院，
类型：发明
国别省市：