本發(fā)明涉及一種缺陷檢查系統(tǒng)和方法，用于照明板材樣品以使能樣品中的表面缺陷的檢測。

背景技術(shù)：

已知的是照亮板材樣品，以使能在表面中的瑕疵的檢查。

一個(gè)特別例子是用于上漆的表面，例如車體，其中針對瑕疵檢查漆或基礎(chǔ)表面。大多數(shù)車制造商使用機(jī)器人和自動化上漆系統(tǒng)涂各涂層漆以產(chǎn)生在車體上的漆面，該車體然后被用于創(chuàng)造整車。雖然這樣的系統(tǒng)一般令人滿意地執(zhí)行，但是大多數(shù)制造商在批準(zhǔn)上漆后的車體用于組裝為整車之前具有油漆工作的質(zhì)量審核。

質(zhì)量控制可以基于人工視覺檢查或由相機(jī)捕獲的圖像的自動圖像處理。

人工檢查過程通常包含工人隨著每個(gè)車體沿著輸送器移動，圍繞每個(gè)車體人工移動，并且針對若干不同的可能瑕疵來視覺掃描車體。

工人一般被給予只有很短的時(shí)間（例如僅幾分鐘），以評估整個(gè)車體。通常，存在漆檢查站，其有足夠的空間用于工人圍繞每個(gè)車體走動。標(biāo)準(zhǔn)方法是基于光越多就越容易視覺識別瑕疵的理解，在檢查過程期間對車體提供盡可能多的直射光。重點(diǎn)在于照明車體。

檢查工人必須留意多達(dá)幾十個(gè)不同類型的瑕疵或缺陷。例如，如果有基礎(chǔ)缺陷，例如在車體金屬中的凸起部分或凹入部分，這通常在油漆工作中將被分別反映在凸起或凹進(jìn)部分。此外，可能在上漆之前或期間已經(jīng)停留在車體上的諸如灰塵或其它顆粒之類的東西將導(dǎo)致顯著的瑕疵。

目前，車漆工作是多涂層。例如，第一涂層或相當(dāng)啞光的中性色防銹劑（有時(shí)稱為“E”涂層）被施加到金屬。通常中性的具有稍微啞光或與最終的車體顏色相同的顏色的底漆涂層被施加到第一涂層。最后，一??個(gè)或多個(gè)頂涂層，例如基涂層加透明涂層可以施加在底涂層上。

第一涂層一般被檢查均勻性、瑕疵和異物。針對瑕疵、平坦性、均勻性、污垢、腔、焊道和金屬中的負(fù)或正凹陷，分析底漆涂層。頂涂層產(chǎn)生高反射表面，其針對諸如平坦性、白色斑點(diǎn)、條紋、漩渦痕和其它瑕疵被檢查。

如果瑕疵被識別后，工人們試圖當(dāng)場把它拋光掉，或車體必須被從組裝線拖到另一位置以進(jìn)行漆修復(fù)。

提供良好的照明解決方案可以幫助在車廠中的工人提早并且有效地檢測缺陷。然而，光沐浴車體的當(dāng)前方法未被發(fā)現(xiàn)是理想的，并且工人有時(shí)依靠他們的手而不是眼睛來檢測車體上的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明由權(quán)利要求限定。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于樣品中的表面缺陷的人工視覺檢查的缺陷檢查系統(tǒng)，包括：

用于照亮樣品表面的包括在平面內(nèi)形成的光源陣列的照明系統(tǒng)，其中光源陣列限定在平面內(nèi)向著樣本的光照方向的范圍，該范圍覆蓋至少90度；和

控制器，其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在單個(gè)入射方向的最大光源強(qiáng)度來照亮樣品的每個(gè)點(diǎn)，并隨著時(shí)間的推移，提供最大光源強(qiáng)度所在的方向改變以覆蓋所述范圍。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于樣品中的表面缺陷的自動檢查的缺陷檢查系統(tǒng)，包括：

用于照亮樣品表面的包括在平面內(nèi)形成的光源陣列的照明系統(tǒng)，包括一個(gè)平面，其中光源陣列限定在平面內(nèi)向著樣本的光照方向的范圍，該范圍覆蓋至少90度；和

控制器，其用于控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在單個(gè)入射方向的最大光源強(qiáng)度來照亮樣品的每個(gè)點(diǎn)，并隨著時(shí)間的推移，提供最大光源強(qiáng)度所在的方向改變以覆蓋所述范圍；

至少一個(gè)相機(jī)；

用于控制相機(jī)在光源操作序列期間拍攝連續(xù)圖像的控制器；和

用于處理圖像以導(dǎo)出至少一個(gè)差別圖像的處理器，其中，差別圖像高亮由原本平滑表面上的隨機(jī)定位的表面缺陷引起的陰影位置的變化，并且基于差別圖像提供缺陷檢測。

在兩個(gè)方面，樣品優(yōu)選包括板材，或具有板表面的對象，其旨在具有平滑表面（其可以是平面或平滑彎曲的表面），但是可能具有隨機(jī)定位的表面缺陷，表面的平滑性在該缺陷處被破壞。照明系統(tǒng)導(dǎo)致由這些表面缺陷形成陰影。然后可容易地識別由光照方向的變化而導(dǎo)致的陰影位置的變化。

可以在人工視覺檢查系統(tǒng)中視覺地識別它們，或者可以通過圖像處理基于識別在捕獲的圖像的差別來識別它們。這些圖像差別源自于陰影被投射的方向的變化。在自動化方法中，一個(gè)或多個(gè)差別圖像可用于檢測缺陷。缺陷的外觀針對序列內(nèi)的不同照明條件而變化，而無缺陷的表面具有在圖像中的小得多的變化。因此，通過與閾值比較一個(gè)或多個(gè)差別圖像，可以自動地檢測缺陷。

在兩個(gè)方面，本發(fā)明提供了其中將表面缺陷投射的陰影的位置用來識別那些表面缺陷的系統(tǒng)。通過提供主光照的移動方向，投射的陰影將隨著時(shí)間的推移而移動，這使得缺陷更容易人工地或使用相機(jī)來識別。

光源的平面可形成圍繞待分析的樣品的臺架（以已知方式），而光源都被向內(nèi)定向以照亮樣本。然而，不是簡單地一次并在同一強(qiáng)度照亮所有的光源以利用光充斥樣品，而是提供定向照明，其隨時(shí)間的推移而演變。以這種方式，在樣品上的所有位置由具有主方向的照明照亮，在該主方向中，強(qiáng)度比所有其它方向的強(qiáng)度更高，并且這個(gè)主方向隨時(shí)間的推移而演變。已發(fā)現(xiàn)憑借在特定方向或方向范圍中的定向照明更容易地觀察到缺陷。

本發(fā)明使得缺陷（例如在車體表面上）的可見性能夠被改進(jìn)，從而工人可以更容易和更高效地找到缺陷。

角的范圍將取決于樣品的性質(zhì)。對于單一平坦表面，90度的范圍可以是合適的。對于更3維的對象，例如具有側(cè)面和頂部或底部，較大的范圍是適當(dāng)?shù)模缰辽?35度或甚至至少180度（其對應(yīng)于臺架從地平面向上圍繞對象）。

控制器可以適于控制光源陣列以順序打開一個(gè)光源到設(shè)定亮度并且關(guān)閉或調(diào)暗其它光源。這提供了最基本的方法，其中，在任何時(shí)間由激活的光源照亮的樣品的部分接收僅或主要來自一個(gè)方向的直射光（因?yàn)樵摴庠词屈c(diǎn)源或準(zhǔn)直源）。然而，這可能導(dǎo)致長的檢查過程。

因此，在優(yōu)選的布置中，控制器適于控制光源陣列改變光源的輸出的強(qiáng)度，使得每個(gè)光源在序列中的相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)具有比其它更大的強(qiáng)度。

該方法可以提供在照明分布中的平滑動態(tài)變化。通過在不同時(shí)間具有來自不同的角度的主照明來改進(jìn)缺陷的可檢測性。光源強(qiáng)度的變化可跟隨序列。該序列使不同的缺陷在不同時(shí)間變得從一般背景可見，并且增加檢測缺陷的幾率。通過示例的方式，光源可以以正弦強(qiáng)度曲線被照亮，正弦強(qiáng)度曲線都具有相同的周期但不同的相位。這保持高水平的一般光照，從而樣品的所有區(qū)域可以被檢查，但主光照方向隨時(shí)間的推移而演變。

光源陣列可包括多個(gè)光源子陣列，每個(gè)子陣列在各自平面內(nèi)形成，用于不同的子陣列的平面平行或接近平行，從而法線方向是在一條線（其可以是直的或彎曲的）上。例如，這可以定義一系列的照明臺架。

該系統(tǒng)優(yōu)選地包括樣品平臺，其中樣品平臺相對于照明系統(tǒng)在垂直于平面的方向上可移動。該（或每個(gè)）光源陣列在它們的平面提供光照，但也可以提供沿移動軸線向前和向后的光照，從而被照亮的區(qū)域重疊。移動可以是連續(xù)的或逐步的。

該系統(tǒng)可以包括車體鑲板油漆工作檢查系統(tǒng)。以舉例的方式，汽車可以以相對慢的速度，例如5cm/s被推進(jìn)通過檢查區(qū)域。照明強(qiáng)度可以用大約6s的周期變化。

然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于用于具有待檢查的光滑表面的樣品的任何檢查系統(tǒng)。樣品可以是板材，或被要求具有平滑表面光潔度的固體本體。

本發(fā)明還提供一種對樣品的表面提供照明以使能樣品中的缺陷的視覺人工檢查的方法，該方法包括：

使用在平面內(nèi)形成的光源陣列來照亮樣品平面，其中光源陣列限定在平面內(nèi)朝向樣品的光照方向的范圍，該范圍覆蓋至少90度??；和

控制光源以在序列中操作，使得在任何時(shí)間點(diǎn)，樣品的每個(gè)被照亮點(diǎn)被來自光源陣列的直射光照亮，在該直射光中在單個(gè)入射方向提供最大光源強(qiáng)度，并且隨著時(shí)間的推移，提供最大的光源強(qiáng)度所在的入射方向改變以覆蓋所述范圍。

本發(fā)明還提供一種對樣品的表面提供照明以使能樣品中的缺陷的自動檢查的方法，該方法包括：

使用在平面內(nèi)形成的光源陣列來照亮樣品平面，其中光源陣列限定在平面內(nèi)朝向樣品的光照方向的范圍，該范圍覆蓋至少90度??；和

控制光源以在序列中操作，使得在序列中利用在單個(gè)入射方向的最大光源強(qiáng)度來照亮樣品的每個(gè)點(diǎn)，并隨著時(shí)間的推移，提供最大光源強(qiáng)度所在的方向改變以覆蓋所述范圍；；

在光源操作序列期間拍攝連續(xù)圖像；

處理圖像以導(dǎo)出至少一個(gè)差別圖像，其中，差別圖像高亮由在原本平滑表面的隨機(jī)定位的表面缺陷引起的陰影位置的變化；并且

基于差別圖像提供缺陷檢測。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例，其中：

圖1示出從所有方向照亮的缺陷和從一個(gè)方向照亮的缺陷，并且示出了單個(gè)方向光照如何給出改進(jìn)的缺陷檢測；

圖2示出不同類型的缺陷可以如何最容易地從不同的光照方向被檢測；

圖3示出用于在本發(fā)明的系統(tǒng)和相關(guān)的時(shí)序中使用的照明陣列的例子；

圖4示出在車體噴涂站中使用的本發(fā)明的照明系統(tǒng)；

圖5示出了可使用的燈具的極性光強(qiáng)度分布；

圖6是示出使用相機(jī)的誤差檢測的自動化方法的流程圖；以及

圖7示意性示出針對不同的光設(shè)置的第一和第二相機(jī)圖像并且示出使能誤差檢測的差別圖像。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種用于板材樣品中的缺陷的檢查的缺陷檢查系統(tǒng)。使用光源陣列，其中不同的光源從不同的方向向樣品提供光。光照的主方向被定義有最高強(qiáng)度，并且該方向隨時(shí)間的推移而演變。通過提供變化的定向光照，而不是全面光照，檢測缺陷變得更容易。特別是，陰影被投射的方式對于不同的光照方向而變化。這給出了演變的圖像，其更容易在視覺檢查期間或基于處理捕獲的相機(jī)圖像的自動系統(tǒng)來檢測。

圖1（a）示出從所有方向照亮的缺陷10。這給出了當(dāng)從給定的方向（例如上方）觀察時(shí)的低對比度。圖1（b）示出了從一個(gè)方向照亮的相同缺陷10。該圖像示出單方向光照如何給出改進(jìn)的缺陷檢測。

因此，可以看出，提供定向照明可以顯著增強(qiáng)缺陷對比度。從所有方向提供光的典型照明解決方案因此不是改進(jìn)缺陷和背景的對比度的最佳條件，因?yàn)樗荒墚a(chǎn)生這些缺陷的強(qiáng)陰影。與此相反，從某個(gè)方向上提供光能夠增強(qiáng)對比度來將缺陷呈現(xiàn)得更強(qiáng)烈可見。

圖2示出不同類型的缺陷可以如何最容易地從不同的光照方向被檢測。

圖2（a）示出了具有兩個(gè)缺陷的樣品；壓痕12和凸起的凸塊14。六個(gè)光照方向被定義，被顯示為“a”到“f”。圖2（b）示出針對這些缺陷并基于六個(gè)不同的光照方向的亮度對比度（作為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行）的度量。標(biāo)繪圖12'示出針對壓痕的對比度，標(biāo)繪圖14'示出針對凸塊的對比度和標(biāo)繪圖16示出基于所有燈被打開的參考對比度。

可以看出，當(dāng)所有的燈打開時(shí)缺陷的對比度不是最高。從特定的方向提供光導(dǎo)致那些缺陷產(chǎn)生更高的對比度。此外，對于不同類型的缺陷，最佳的照明條件不同。圖2（b）示出了對于壓痕12，方向“c”提供了最佳的對比度，而方向“f”提供了對于凸塊的最佳對比度。

對于真實(shí)樣品，缺陷的形狀和位置是隨機(jī)的和不可預(yù)測的，所以固定的照明條件不能夠針對所有缺陷類型來優(yōu)化缺陷檢測。

為了改進(jìn)不同類型的缺陷的可見性，本發(fā)明的照明系統(tǒng)系統(tǒng)地改變樣品上的照明分布。

圖3示出用于在本發(fā)明的系統(tǒng)和相關(guān)的時(shí)序中使用的照明陣列的例子。

在最簡單的實(shí)施中??，存在提供光到樣品的單個(gè)拱的光源。然而，圖3示出了三個(gè)拱，每個(gè)有三個(gè)光源?？偣簿艂€(gè)光源被編號L1到L9。

每個(gè)拱包括在平面內(nèi)形成的光源的子陣列。光源朝著位于拱內(nèi)的樣本向內(nèi)發(fā)光。在所示的例子中，光源各自處于條的形式，其發(fā)射基本上準(zhǔn)直的光（如圖1（b）所示），以便實(shí)質(zhì)上有單一方向的光照。注意，非準(zhǔn)直點(diǎn)光源也可以提供向內(nèi)的直射光，使得在樣品上的任何點(diǎn)再次僅在單一方向上接收光（即，沿著點(diǎn)光源和樣品上的相應(yīng)點(diǎn)之間的矢量）。

光源的陣列限定向著樣品的光照方向的范圍。該范圍的大小取決于樣品的性質(zhì)。該范圍覆蓋至少90度??（樣品的法線方向的每一側(cè)的至少45度）。對于旨在圍繞樣品的拱，該角度范圍接近180度。范圍在圖3中被示為θ，并且在該示例中大約為135度。

通過來自不同光源的光照，可以以跨越可用范圍的不同的角度來提供光。

當(dāng)然，光可能不會從所有方向到達(dá)樣品表面的每個(gè)部分。例如在左側(cè)的鑲板不會被來自右側(cè)的光照亮。因此，該光源掃描角θ的全部范圍，但在樣品表面上的每個(gè)點(diǎn)可能會經(jīng)歷較小的入射光角的范圍。

圖3中的多個(gè)拱沿著由箭頭30所示的方向被對齊，箭頭30所示的方向?qū)?yīng)于樣品和照明裝置之間的相對移動的方向。這種相對移動意味著，照明裝置是用來使能順序檢查樣品的不同部分以及順序檢查不同樣品。

光源被控制在序列中操作，使得樣品的每個(gè)點(diǎn)是在序列中以單個(gè)入射方向的最大光源強(qiáng)度被照亮。這個(gè)方向隨著時(shí)間的推移而變化，以覆蓋范圍θ。

在最簡單的實(shí)施方式中，一次只有一個(gè)光源（或只有每個(gè)拱的一個(gè)光源）被完全打開。在這種情況下，最大照度是該光源的亮度，和所有其它光源具有零輸出。

然而，圖3示出了更先進(jìn)的控制方法。

在圖3中的時(shí)序圖標(biāo)繪強(qiáng)度I相對于時(shí)間t的圖。它顯示了光源L1的正弦強(qiáng)度曲線。所有其它光源被控制，以提供具有偏移的相位的相同的周期和振幅的正弦強(qiáng)度曲線，如所示那樣。只有光源L2至L9的強(qiáng)度曲線的極大值被示出，以避免過分弄亂時(shí)序圖。周期可以是秒的量級，例如在1s至20s的范圍內(nèi)，來為利用每個(gè)特定方向特性的檢查提供一定時(shí)間。

在時(shí)間點(diǎn)的序列處，存在具有最大強(qiáng)度的一個(gè)光源，而所有其它光源具有較低的強(qiáng)度，諸如用于光源L1的時(shí)間t₁。在這些時(shí)間點(diǎn)的每個(gè)，處于光源的視野中的樣本的每個(gè)點(diǎn)以在單一入射方向的最大光源強(qiáng)度被照亮。這個(gè)方向隨時(shí)間的推移而演變。如在圖3中可以看到，存在當(dāng)兩個(gè)相鄰的光源具有相等（并且不完全最大）強(qiáng)度時(shí)的中間時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)光源在提供最大強(qiáng)度時(shí)是獨(dú)立的時(shí)，其源可以被認(rèn)為提供光照的主要方向，雖然所有其它光源（除了被設(shè)置到最小強(qiáng)度的任何光源之外，如果該最小是零的話）正在對光照的大體水平做貢獻(xiàn)。

定向強(qiáng)度差仍然使能增強(qiáng)的漸變和因此改進(jìn)的缺陷檢測。

通過使用多個(gè)拱，強(qiáng)度不僅跨越垂直于運(yùn)動矢量30的平面，而且還沿運(yùn)動矢量30的方向變化。相移正弦函數(shù)的序列創(chuàng)建在水平取向和垂直取向兩者中非常平滑的光分布變化。任何缺陷形狀可在特定時(shí)刻被容易地檢測，在該特定時(shí)刻，定向照明最適合于該特定缺陷。

圖4示出了車體噴涂站中使用的本發(fā)明的照明系統(tǒng)。

車輛本體40安裝在樣品平臺上，樣品平臺相對于照明系統(tǒng)在垂直于平面的方向上（即沿矢量30的方向）可移動。

圖4僅示出了一個(gè)拱的光源44?？芍挥幸粋€(gè)拱或有如上所述的多個(gè)拱。

該光源由控制器46控制，以提供上述的順序控制。

本發(fā)明可以在焊接、上漆商店和組裝線中用于缺陷檢測。它可以使能誤差在制造過程中被更早發(fā)現(xiàn)，并且從而通過避免需要在生產(chǎn)周期中比必要的更晚地修復(fù)缺陷，來降低成本。

對于視覺檢查系統(tǒng)，它可以簡化檢測，因而使檢測較少地依賴于工人經(jīng)驗(yàn)。

有實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)的許多方式。概念是，存在最亮光照光束所源自于的單一方向。通過掃描這個(gè)最亮光照光束以覆蓋全范圍的角度，將有最適合于檢測一特定缺陷的角度。

如上所解釋的，在最簡單的實(shí)施方式中??，可一次打開一個(gè)主光源。這意味著利用定向光束照射照亮在光源的視野中的樣本的部分的所有直射光（即，忽略反射）。對于點(diǎn)光源，該方向?qū)⑨槍υ跇悠飞系牟煌c(diǎn)是不同的。替代地，準(zhǔn)直的光源可以被使用，其具有輸出區(qū)域（如條），從而入射方向針對被該光源照亮的樣本上的所有點(diǎn)來說是相同的。

用于檢查的光條是商業(yè)上可獲得的。例如，可以使用飛利浦漆檢查燈具SM300C和SM301C。這些包括條形燈，具有（部分）準(zhǔn)直輸出。光輸出是不完全準(zhǔn)直的，特別是因?yàn)閬碜砸粋€(gè)條的光輸出區(qū)域需要與下一個(gè)條的光輸出區(qū)域合并（沿相對移動的方向），以提供完整的作業(yè)區(qū)域的光照。燈具具有在正常發(fā)射方向的峰值強(qiáng)度，但存在較低強(qiáng)度的光向正常發(fā)射方向的側(cè)面的擴(kuò)散。通過舉例的方式，圖5示出了用于這些條燈具的極性光強(qiáng)度分布。光束角越窄，由本發(fā)明所期望的陰影效果越大，但期望更大的光束角照亮目標(biāo)區(qū)域。因此，找到折衷。

因此，本發(fā)明不要求完全準(zhǔn)直的光輸出。相反，存在一方向，對應(yīng)該方向的到樣品上的特定點(diǎn)的光照具有比對應(yīng)其它方向的更高強(qiáng)度。通常，較高強(qiáng)度光照是對應(yīng)在光輸出表面的法線方向從光源發(fā)射的光。

通過（一次一個(gè)）順序操作光源，在樣品上的每個(gè)點(diǎn)將從一組的入射角順序被照亮，并接收最高強(qiáng)度時(shí)所處于的入射方向?qū)㈦S時(shí)間改變。

上文的例子相反同時(shí)操作所有的光源，但具有變化的強(qiáng)度，以使在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)具有最高強(qiáng)度的入射光對應(yīng)一個(gè)入射方向，并且這個(gè)最高強(qiáng)度的光相對于來自其它方向的較低強(qiáng)度光照引起陰影。這允許更快速的檢查過程，因?yàn)樵谛蛄兄械南乱还庠床捎米罡邚?qiáng)度之前，光源可以持續(xù)短時(shí)間保持具有最高強(qiáng)度。最小光源強(qiáng)度可以是零，但它可以相反是非零最小值。

本發(fā)明可被實(shí)施為單組的光源（在垂直于樣品的相對移動的方向的單個(gè)平面中）。上面的例子使用多個(gè)平面的光源陣列，再次以降低樣品檢查時(shí)間。

本發(fā)明可用于使能缺陷的視覺檢查。然而，它也可以被用來為使用相機(jī)和圖像處理的自動缺陷檢查提供光照。自動缺陷檢查也可基于對比度曲線的分析，并且本發(fā)明的照明裝置可因此同樣改進(jìn)自動缺陷檢測系統(tǒng)的缺陷檢測率。

在自動缺陷檢查系統(tǒng)中，一組的相機(jī)可以用來記錄車體（或其它對象）的圖像序列。例如，有可能存在與在拱中的每個(gè)光源取向相關(guān)聯(lián)的相機(jī)，從而相機(jī)一起具有圍繞被檢查的物體的視野。類似于光源的拱，可以有相機(jī)的單個(gè)臺架，或也可以有相機(jī)的多個(gè)臺架。

按照以上解釋的方式來改變車體表面上的照明分布。然后應(yīng)用到由相機(jī)捕獲的圖像序列的圖像處理被用于檢測所記錄的圖像序列中的變化。這些變化源自于對于不同圖像照明條件是不同地可見的不同缺陷。如上所解釋的，誤差（劃痕，隆起）的外觀將根據(jù)所使用的光分布而改變，而無誤差表面的外觀將保持基本上相同。作為結(jié)果，個(gè)體相機(jī)的圖像序列的分析可以用來檢查在該序列中是否有顯著差別。如果檢測到顯著差別，則它指示缺陷的存在。

圖6是流程圖，其概述該缺陷檢測方法。它可以應(yīng)用到每個(gè)相機(jī)。

該過程開始于步驟60。針對照明變化的至少一個(gè)完整的周期，在步驟62中記錄圖像序列。歸一化步驟是在步驟64中示出以例如通過減去中值以考慮不同的光水平。

在步驟64中分析圖像序列，并從這在步驟68中導(dǎo)出一組差值。每個(gè)差值是差別圖像中的圖像內(nèi)容的量的度量。在步驟70中將這些差值與閾值進(jìn)行比較，從而如果一對圖像之間的差超過一閾值，則檢測到缺陷（步驟72），而如果該對圖像（或分析的多對圖像都未）產(chǎn)生超過閾值的差，則沒有檢測到缺陷（步驟74）。該過程在步驟76結(jié)束。

差別圖像和它們的圖像內(nèi)容的度量可以通過標(biāo)準(zhǔn)的圖像處理來找到。處理的圖像的數(shù)目可以對應(yīng)于光源的數(shù)量，從而當(dāng)每個(gè)光源處于其最大強(qiáng)度時(shí)處理一個(gè)圖像。然而，并非所有的差別圖像可能需要被導(dǎo)出。例如，可能只需要對應(yīng)面對由相機(jī)觀察的物體的一部分的光源的差別圖像。參考圖4，如果相機(jī)對汽車的一側(cè)進(jìn)行成像，則只有當(dāng)該側(cè)的兩個(gè)光源具有它們的最大輸出時(shí)的圖像之間的差別可能是要求的。因此，在理論上，可以在序列中的全部對的圖像之間分析差別圖像，但是，如果根據(jù)光源和相機(jī)的相對位置來選擇要處理的圖像對，則可以實(shí)現(xiàn)減少的圖像處理。作為最低限度，基于兩個(gè)不同的照明條件，只有一對圖像需要被分析以得到針對該相機(jī)的差別圖像。

圖7示意性示出了針對特定的相機(jī)針對不同的光設(shè)置的第一和第二圖像80、82。在每個(gè)圖像中看到劃痕。因?yàn)閯澓郾豢醋魇顷幱?，其根?jù)照明方向具有不同位置（和對比度），所以存在被示出為84的差別圖像。

對差別圖像進(jìn)行處理，以得到圖像內(nèi)容的水平的指示器。這可以基于圖像中的最大亮度，或最暗圖像區(qū)域和最亮圖像區(qū)域之間的最大差別。可以使用更復(fù)雜的圖像處理。然后將指示圖像內(nèi)容的水平的值與閾值進(jìn)行比較。閾值將基于對應(yīng)無缺陷表面的預(yù)期水平來選擇，并且對于被分析的不同產(chǎn)品將是不同的。

因此，差別圖像高亮了由原本光滑的表面上的隨機(jī)定位的表面缺陷所引起的陰影位置的變化。

照明方向的控制只適用于從光源發(fā)射的光，而沒有任何反射，并且這是通過在上面的討論中“直接”照明所表示的意思。將存在由反射所造成的其它光照，但是這將總是具有比直接光照更低的強(qiáng)度。此外，可以通過將檢查系統(tǒng)的外殼設(shè)計(jì)為非反射的來減少反射。

控制器可以以多種方式來實(shí)施，利用軟件和/或硬件，以執(zhí)行所要求的各種功能。處理器是控制器的一個(gè)例子，該控制器采用了可被使用軟件（例如，微代碼）編程以執(zhí)行所要求的功能的一個(gè)或多個(gè)微處理器。控制器然而可以利用或不利用處理器來實(shí)施，并且也可以被實(shí)施為執(zhí)行某些功能的專用硬件和執(zhí)行其它功能的處理器（例如，一個(gè)或多個(gè)編程的微處理器和相關(guān)電路）的組合。

圖3示出了具有每拱三個(gè)光源的布置，以及圖4示出了每拱五個(gè)光源。光源的數(shù)量越大，提供的不同光照方向的數(shù)量就越大。以舉例的方式，可以存在六個(gè)拱，而每個(gè)拱6個(gè)燈具以覆蓋汽車。可能有長得多的連續(xù)，例如用于其中多輛汽車排隊(duì)的檢查區(qū)域。

對于包括板材或具有薄板表面的樣品，本發(fā)明是特別令人感興趣的，該表面旨在具有光滑的表面（其可以是平面或平滑彎曲表面），但是可能具有隨機(jī)地定位的表面缺陷，在該缺陷處，表面的平滑性被破壞。表面可以具有成形的輪廓，但它旨在在正被識別的缺陷的規(guī)模下是平滑的。這些缺陷例如可以包括在上漆表面中的凸起的凸塊或凹痕，并且它們可以例如具有類似于捕獲的顆粒的規(guī)模，例如小于0.5mm。

圖4的系統(tǒng)利用控制器?？梢员徊捎糜糜诳刂破鞯牟考ǖ幌抻诔Ｒ?guī)微處理器，專用集成電路（ASIC）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）。

在各種實(shí)施方式中，處理器或控制器可以與一個(gè)或多個(gè)存儲介質(zhì)（諸如易失性和非易失性計(jì)算機(jī)存儲器，如RAM，PROM，EPROM，和EEPROM）相關(guān)聯(lián)。存儲介質(zhì)可以被編碼有一個(gè)或多個(gè)程序，一個(gè)或多個(gè)程序當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)處理器和/或控制器上執(zhí)行時(shí)，在所要求的功能下執(zhí)行。各種存儲介質(zhì)可以固定在處理器或控制器內(nèi)或者可以是可運(yùn)輸?shù)?，使得存儲在其上的一個(gè)或多個(gè)程序可被加載到處理器或控制器中。

公開的實(shí)施例的其它變型可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)，根據(jù)附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研究來理解和實(shí)現(xiàn)。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”并不排除多個(gè)。某些措施被記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中的簡單事實(shí)并不表示這些措施的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制范圍。