[发明专利]基于OCT复信号的玻璃表面真伪缺陷识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于OCT复信号的玻璃表面真伪缺陷识别方法及系统。在OCT系统中，使用线聚焦光照明和并行探测，利用OCT成像获得的复解析信号，分析玻璃界面处沿深度方向的复解析信号与标准单一反射界面所产生的复解析信号的差异大小来划定玻璃表面缺陷核心的边界，利用OCT成像获得的玻璃表面的复解析反射信号的相位重构高精度的玻璃表面形貌图，通过比对玻璃表面缺陷核心边界图与玻璃表面形貌图，实现真缺陷和伪缺陷的识别。本发明可以实现高分辨率、高准确率的真伪缺陷识别，可以在有尘生产环境中实时检测玻璃缺陷而不会因灰尘的干扰造成误判。

技术领域

本发明属于光学相干测量领域，具体涉及一种基于OCT复信号的玻璃表面真伪缺陷识别方法及系统。

技术背景

质量控制在玻璃制造工业中是一个关键问题，玻璃中存在的缺陷会大大降低玻璃的质量。人工检测速度慢，易受检测人员主观因素的影响而对玻璃缺陷造成漏检或误检，已经不能适应现代玻璃工业生产线。目前，自动玻璃缺陷检测已经成为一种趋势。自动玻璃缺陷检测系统主要有激光扫描检测和摩尔干涉检测两种。激光扫描检测对微小缺陷不敏感，抗干扰能力差。摩尔干涉检测可以根据图像灰度变化识别出点缺陷，如结石、锡点等，也可以通过条纹扭曲变化识别出光学缺陷，如气泡、畸变、砸伤、波筋等。然而，不管使用以上哪种方法，都有可能将灰尘等伪缺陷识别为点缺陷，造成误判，而在玻璃生产线上，通常是没有灰尘防控系统的，因此这种误判将会大大降低自动检测的准确率和生产的效率。为解决这一问题，华中科技大学的余文勇等人在摩尔干涉检测的基础上提出通过检测点缺陷周围区域是否存在光学畸变，即点缺陷周围是否存在扭曲的摩尔条纹的方法来区分真缺陷和伪缺陷，依据是点缺陷同时会造成缺陷核心周围区域的光学畸变从而引起摩尔条纹扭曲，而伪缺陷不会引起摩尔条纹扭曲。在对质量要求不高，缺陷尺寸较大的情况下，这一方法一定程度上解决了真伪缺陷的识别问题，但在质量要求更高的情况下，当尺寸更小的缺陷也要求被检出并与灰尘等伪缺陷区分开时，这一方法则无法达到相应的检测和识别要求。原因有以下两点：一是摩尔条纹的灰度变化与缺陷造成的图像灰度变化是叠加在一起的，影响缺陷核心边界划定的准确性，二是当摩尔条纹的变化对微小的光学畸变并不敏感，而微小尺寸的真伪缺陷识别对边界划定的准确性和光学畸变的检测灵敏度都有很高的要求。

光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography，简称OCT）能够实施非接触、无损伤、高分辨率的三维成像，在生物医学领域已经得到广泛应用，在工业检测领域的应用也正在逐步发展之中。目前的应用于工业检测的OCT技术，主要通过探测样品中的散射物质的背向散射光光强以及样品界面的反射或背向散射光强来获得样品的三维结构信息。由于玻璃是低散射物质，且具有很高的光学均匀性，没有任何缺陷的玻璃在OCT图像中仅有玻璃表面这一界面反射信号；而玻璃中的点缺陷是散射物质，玻璃中的气泡和裂纹等具有反射界面，因此OCT技术可以通过玻璃的三维图像检测到结石、锡点、划痕、气泡、畸变等玻璃缺陷，并且相对于前面提到的几种技术具有高分辨能力的深度分辨能力。然而，仅仅利用OCT的三维成像能力仍然会将灰尘误识为玻璃表面的点缺陷，无法排除灰尘等伪缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种OCT复信号的玻璃表面真伪缺陷识别方法及系统。

一种OCT复信号的玻璃表面真伪缺陷识别方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤a. 根据玻璃界面处沿深度方向的OCT复解析信号与标准单一反射界面所产生的OCT复解析信号的差异，确定玻璃缺陷的边界图，

步骤b. 根据玻璃的OCT复解析信号的相位重构玻璃表面形貌图，

步骤c. 对比玻璃缺陷的边界图和玻璃表面形貌图，从而识别玻璃缺陷是真缺陷或者伪缺陷。