[发明专利]用于确定采集图像中的杂斑的系统和方法

说明书

本发明提供一种用于通过以下方式快速地确定图像中的杂斑水平的系统和方法，其允许得分处理迅速地确定图像是否高于或低于可接受的杂斑水平，例如在不需要对所述图像的所述特征执行更多深入分析的情况下确定正在被成像的运行时对象表面是否是有缺陷。所述系统和方法采用与图像上应当包含表示空白的低梯度幅值的区域相关联的杂斑测试点。这使得通过将训练的杂斑测试点映射在所述坐标空间中缺乏空白(指示杂斑)的位置处，能够迅速地分析运行时图像，并且如果检测的话，可以迅速地指示差异和/或缺陷，这在没有进一步图像分析的情况下允许接受或拒绝所述图像对象。

技术领域

本发明涉及校准和检查成像场景中的对象的机器视觉系统及相关方法。

背景技术

机器视觉系统，在本文中也称为“视觉系统”，用于执行制造环境中的各种任务。一般而言，视觉系统包括具有图像传感器(或“成像器”)的一个或多个摄像机，其采集包含制造环境中的对象场景的灰度或彩色图像。可以分析对象图像以将数据/信息提供给用户和相关联的制造过程。通常由一个或多个视觉系统处理器中的视觉系统分析和处理图像所产生的数据，视觉系统可以专设或是通用计算机(例如，PC、笔记本电脑、平板电脑或智能电话)内安装的一个或多个软件应用的一部分。

常见的视觉系统任务包括校准和检查。在校准任务中，诸如从康耐视公司(Natick,MA)可商购的众所周知的系统的视觉系统工具将场景的图像中的特征与(使用实际或合成模型)训练图案相比较，并且确定成像场景中的图案的存在/缺失和姿态。可以在随后的检查(或其他)操作中使用该信息来搜索缺陷和/或执行诸如部件拒绝的其他操作。

对于(例如)印刷体表面，在校准和质量确定中的具体挑战在于“杂斑(clutter)”出现于何处。在本文，可以将杂斑定义为感兴趣特征周围的梯度特征的扩散。例如，印刷体周围的污点可以被认为是杂斑。

发明内容

本发明通过提供一种以快速方式确定图像中的杂斑水平的系统和方法来克服现有技术的缺点，所述方式允许迅速地确定图像是否高于或低于杂斑的可接受的水平的得分处理——例如以确定在不需要执行图像的特征的更多深入分析的情况下潜在的成像的运行时对象表面是否是有缺陷的。所述系统和方法利用与图像上的根据训练图案应当是空的无特征区域相关联的杂斑测试点(例如，展示低梯度幅值)。在其中应当存在空白并且在其中特征/高幅值的存在意指可以存在杂斑的坐标空间中的位置，使用映射杂斑测试点的训练图案能够迅速分析运行时图像，并且如果定位的话，可以在没有(免于)另外的图像分析的情况下迅速地指示待接受或待拒绝的所述图像的所述对象的差异和/或缺陷。在另外的实施例中，根据所述系统和方法所确定的杂斑得分可以与传统(例如)“覆盖”得分(例如使用规则的图像特征探头)组合以实现运行时图像分析。

在示例性实施例中，提供了一种利用视觉系统确定成像场景中的杂斑的系统和方法。所述系统和方法包括提供场景的运行时图像和训练图案，其具有表示所述训练图案中的空白的杂斑测试点的集合。建立运行时姿态，其包括用于关于所述训练图案的所述图像的坐标空间。示例性地，将所述杂斑测试点映射在用于所述图像的所述坐标空间上并且分别在映射的杂斑测试点处确定空白水平。基于所确定的空白水平，在所述图像的至少一部分中确定杂斑的相关联的水平。示例性地，杂斑水平的所述确定包括生成针对映射的杂斑测试点的相应的杂斑得分值。所述杂斑得分值可以合计，并且所述系统和方法可以生成针对所述图像的至少一部分的总体杂斑得分值。所述空白水平的所述确定可以包括分别在映射的杂斑测试点处确定梯度幅值并且将所述幅值与预定阈值相比较，并且所述姿态的所述建立可以包括以下中的至少一项：(a)利用视觉系统中的校准工具将所述运行时图像与所述训练图案自动地校准和(b)从用户输入获得指示所述姿态的信息。