《基於結構光視覺的偏光片內部壓痕缺陷檢測方法研究》是依託深圳大學，由鄧元龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於結構光視覺的偏光片內部壓痕缺陷檢測方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄧元龍
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在普通照明條件下，偏光片內部透明的壓痕缺陷難以成像檢測，研究該缺陷光學模型與成像增強機理，為進一步提高缺陷檢測準確率和檢測速度，提供方法和理論依據。. 研究偏光片、壓痕缺陷、結構光源和相機的光學模型，然後基於光線軌跡法，研究均勻光與結構光在缺陷樣品中的傳播規律，計算出反射和透射圖像的強度分布，明確缺陷圖像增強效果與成像系統參數之間的關係，從而闡明缺陷圖像增強的機理；根據增強機理，研究結構光源設計及其產生方法，進而研究快速覆蓋整幅大尺寸偏光片的主動掃描方法；研究與結構光照明、主動成像方法相匹配的快速圖像處理與缺陷識別算法；研究壓痕深度測量方法，建立基於人工神經網路的壓痕缺陷自動識別與分類方法。. 本項目首次提出採用結構光照明檢測偏光片內部透明壓痕缺陷的方法，並揭示成像增強機理、缺陷深度與產品分類之間的關係模型，對偏光片及其它多層透明薄膜的缺陷檢測，具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
針對偏光片內部難以成像檢測的壓痕缺陷，本項目採用二元條紋結構光照明，極大增強了缺陷成像對比度，並將該類缺陷建模為平凸微透鏡，在TracePro里構建了缺陷成像仿真系統，仿真並實驗研究了缺陷成像效果與檢測系統參數之間的關係。通過仿真與實驗研究，給出了結構光成像增強的機理：二元線型結構光相當於引入了一個一維光闌，增強了缺陷（平凸透鏡）的成像作用，從而提高了缺陷對比度。針對極細微的壓痕缺陷，本項目基於上述結構光檢測的研究基礎，進一步提出了“邊緣光”和“飽和成像”兩種檢測新方法，能有效提高缺陷檢測準確率。基於微透鏡成像和相機的飽和效應，給出了邊緣光檢測和飽和成像檢測的機理。針對飽和成像檢測方法，提出一種具有平移、尺度以及旋轉不變性的條紋結構光成像的飽和度定義——建立一個對比度vs飽和度的曲線簇經驗模型，利用五個飽和度位置上的對比度測量數據，即可通過參數最佳化方法尋找到最佳飽和度。提出了一種基於飽和成像和回歸估計的壓痕三維形態測量新方法，採集壓痕飽和成像數據，與共聚焦顯微鏡測量數據建立標記的數據集，在該集上進行降維，在低維的空間使用支持向量回歸以建立飽和成像與缺陷形態參數的關係，把這種回歸關係套用於新的缺陷飽和成像樣本即可估測缺陷形態。缺陷深度平均相對誤差小於3.6%，缺陷寬度平均相對誤差小於1.7%，計算缺陷形態的時間小於0.01s。這一估測方法可以在自動檢測外觀缺陷的同時，完成壓痕缺陷形態測量，可以極大提高質檢效率。本項目還開展了RPCA算法（APG/IALM）、空間紋理濾波算法、基於機器學習的缺陷樣本生成和分類算法等方面的研究。
