本發(fā)明涉及圖像識別，具體為一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法。

背景技術(shù)：

1、在很多薄膜生產(chǎn)制程中，如銅箔，表面缺陷檢測特別是針孔檢測至關(guān)重要。銅箔廣泛應(yīng)用于動力電池、電子等領(lǐng)域，銅箔表面的針孔、凹陷等缺陷會導(dǎo)致活性材料在銅箔上的涂布露點(diǎn)或滲透到背面等情況，進(jìn)而使電池內(nèi)阻增大、循環(huán)壽命和容量縮減；使電子產(chǎn)品性能和可靠性大打折扣，引起電路短路等嚴(yán)重質(zhì)量問題。

2、專利cn202210733496.8公開了一種薄膜針孔和亮斑的缺陷識別方法，使用雙光閃頻的兩種透射光源，對線掃相機(jī)獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、重組和運(yùn)算后獲得子圖，結(jié)合光源標(biāo)志物區(qū)分具體光源產(chǎn)生的圖像，最終通過圖像處理算法來確定和區(qū)分針孔和亮斑。此方法的優(yōu)勢是可以進(jìn)一步區(qū)分針孔和亮斑的缺陷，但是其區(qū)分度很大程度依賴于光源角度和算法，圖像獲取和區(qū)分方案比較復(fù)雜，效率不高，而且無法做到100％區(qū)分。同時此方案僅對針孔和亮斑進(jìn)行區(qū)分，無法做到同時檢測表面的常見其他缺陷。

3、專利cn117607164b公開了一種分時打光和虛擬工位的銅箔缺陷檢測方法，其核心思想是將缺陷檢測分成了很多工作流程，在不同的工作流程上使用多種不同光源，分時打光，獲取多個角度的多張不同圖像，在不同的虛擬工作上對正面圖像檢測瑕疵缺陷，對背面圖像檢測針孔。此方法將表面常見缺陷和針孔均進(jìn)行了檢測，但是需要對不同工位不同角度的多張圖像進(jìn)行算法處理來實現(xiàn)，方案較為復(fù)雜且效率不高，同時針孔通過像素變化分析和形態(tài)學(xué)的算法進(jìn)行檢測，檢測方式復(fù)雜且區(qū)分正確率無法得到保障。為此，本發(fā)明針對檢測效率，針孔區(qū)分。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，采用一反射一透射兩種光源，配合光源和相機(jī)控制模組，使用面陣相機(jī)在兩種光源分時點(diǎn)亮的情況下進(jìn)行同步觸發(fā)采集，面陣圖像實時采集得到亮黑兩種交替的圖像，在僅透射光源點(diǎn)亮的黑圖中通過對每個像素的閾值判定，即可判定針孔；在反射光源點(diǎn)亮的亮圖中通過人工智能算法檢測正面常見疵點(diǎn)，此方法在不影響常見表面缺陷檢測的效率下，通過簡單的透光集成了針孔的檢測功能，能做到實時100％區(qū)分針孔和亮斑，高效解決了背景技術(shù)提出的問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，包括透射光源、反射光源、相機(jī)模組、光源和相機(jī)控制模組、圖像處理模組、以及待測薄膜，所述透射光源和反射光源分別與光源和相機(jī)控制模組電性連接，所述光源和相機(jī)控制模組與相機(jī)模組電性連接，所述相機(jī)模組與圖像處理模組電性連接，所述相機(jī)模組設(shè)置于待測薄膜的上方，所述透射光源設(shè)置于待測薄膜的下方，所述反射光源呈角度傾斜設(shè)置于待測薄膜的上方；

5、所述反射光源用于檢測除針孔外的表面疵點(diǎn)；

6、所述透射光源用于檢測待測薄膜的針孔；

7、所述光源和相機(jī)控制模組對兩種光源分時控制，對相機(jī)模組同步進(jìn)行觸發(fā)控制；

8、所述相機(jī)模組采用面陣相機(jī)，能實時獲取反射和透射光源點(diǎn)亮下的面陣圖像，一次成像，無需后端提取、重組，能實時分辨針孔和亮斑；

9、所述圖像處理模組采用人工智能芯片模組，用人工智能算法檢測反射光點(diǎn)亮下的面陣圖像可識別常見表面疵點(diǎn)，用傳統(tǒng)圖像算法檢測透射光點(diǎn)亮下的面陣圖像可識別針孔，識別率更高，針孔和亮斑可100％區(qū)分。

10、優(yōu)選的，所述反射光源和透射光源分時交替點(diǎn)亮，通過相機(jī)模組同步進(jìn)行觸發(fā)采集，分別得到反射光和透射光點(diǎn)亮下的黑亮交替圖像。

11、優(yōu)選的，所述相機(jī)模組為設(shè)定roi(感興趣區(qū)域)之后的面陣相機(jī)，在很多工業(yè)制造環(huán)節(jié)中的檢測拍照環(huán)境，拍攝區(qū)域有限，因此薄膜行業(yè)絕大多數(shù)都是使用線掃相機(jī)。但是我們提出通過對面陣相機(jī)縱向設(shè)置一定高度的roi，同樣可以解決拍攝區(qū)域的問題，同時還能獲得線掃圖像勻光的優(yōu)勢，又能獲得面陣圖像的空間信息，還能提升相機(jī)幀率，在滿足產(chǎn)線速度的要求下，獲得清晰和缺陷對比度更高的實時圖像。

12、優(yōu)選的，所述相機(jī)模組可以是同步曝光相機(jī)，還可采用卷簾曝光相機(jī)。在速率不快的情況下，對光源和卷簾相機(jī)曝光控制，同樣可以得到清晰的圖像，且能大幅降低應(yīng)用成本。

13、優(yōu)選的，所述相機(jī)模組、透射光源和反射光源對準(zhǔn)銅箔的同一個位置處。

14、優(yōu)選的，所述光源和相機(jī)控制模組，為基于fpga實現(xiàn)的任意觸發(fā)波形可配置的多模觸發(fā)控制器，可控制透射光源、反射光源的分時點(diǎn)亮和點(diǎn)亮的時長，同步控制相機(jī)的觸發(fā)采集位置和幀率。

15、優(yōu)選的，所述圖像處理模組，可以是搭載arm/cpu的npu/gpu等專用芯片模組，針孔檢測因算法簡單可以由arm/cpu計算，檢測表面常見其他疵點(diǎn)的人工智能算法可以使用npu/gpu計算。

16、優(yōu)選的，所述針孔檢測算法，是在僅透射光點(diǎn)亮且足夠強(qiáng)的情況下相機(jī)采集到的黑圖，無論針孔多小，都可以在黑圖中通過閾值判定來檢測出來。

17、(三)有益效果

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，具備以下有益效果：

19、1、該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，采用反射和透射分時交替點(diǎn)亮的兩種光源，通過面陣相機(jī)模組同步觸發(fā)采集，分別得到反射光和透射光點(diǎn)亮下的黑亮交替圖像，一次成像，無需后端處理模塊提取、重組；

20、2、該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，采用卷簾曝光相機(jī)，在速度不快的情況下，對光源和卷簾相機(jī)曝光控制，同樣可以得到清晰的圖像，且能大幅降低應(yīng)用成本；

21、3、該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，采用特殊的roi(感興趣區(qū)域)設(shè)定和曝光模式，可以獲得線掃圖像區(qū)域勻光的優(yōu)勢，又能獲得面陣圖像的空間信息，還能提升相機(jī)幀率，在滿足產(chǎn)線速度的要求下，每一次采集都可獲得清晰的實時圖像；

22、4、該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，采用了基于fpga實現(xiàn)的任意觸發(fā)波形可配置的多模觸發(fā)控制模組，可通過編程實現(xiàn)透射光源、反射光源的分時點(diǎn)亮和點(diǎn)亮的時長，同步控制相機(jī)的觸發(fā)采集位置和幀率；

23、5、該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，在反射光源點(diǎn)亮的亮圖中檢測除針孔外的其他表面疵點(diǎn)。在透射光源點(diǎn)亮的黑圖中檢測針孔為高于閾值的亮斑，算法簡單，很容易集成在通用的人工智能芯片中，且不占用算力。識別率更高，針孔和亮斑可100％區(qū)分。

24、6、該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，由于相機(jī)采集到的黑圖，是在僅透射光點(diǎn)亮且足夠強(qiáng)的情況下獲得，無論針孔多小，都可以在黑圖中通過閾值判定來檢測出來，針孔檢測率100％。

技術(shù)特征：

1.一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，包括相機(jī)模組、圖像處理模組、透射光源、反射光源、光源和相機(jī)控制模組以及銅箔，其特征在于：所述透射光源和反射光源-分別與光源和相機(jī)控制模組電性連接，所述光源和相機(jī)控制模組與相機(jī)模組電性連接，所述相機(jī)模組與圖像處理模組電性連接，所述相機(jī)模組設(shè)置于薄膜的上方且正對薄膜待測表面，所述透射光源設(shè)置于薄膜的下方，所述反射光源呈角度傾斜設(shè)置于薄膜的上方；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述反射光源和透射光源分時交替點(diǎn)亮，所述相機(jī)模組同步進(jìn)行觸發(fā)采集，分別得到反射光和透射光點(diǎn)亮下的連續(xù)交替圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述相機(jī)模組可以是同步曝光相機(jī)，還可采用卷簾曝光相機(jī)，在速率不快的情況下，對光源和卷簾相機(jī)曝光控制，同樣可以得到清晰的圖像，且能大幅降低應(yīng)用成本。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述相機(jī)模組通過設(shè)定roi(感興趣區(qū)域)來獲得線掃圖像勻光的優(yōu)勢，又能獲得面陣圖像的空間信息，還能提升相機(jī)幀率，在滿足產(chǎn)線速度的要求下，獲得清晰的實時圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述相機(jī)模組、透射光源和反射光源對準(zhǔn)銅箔的同一個位置處。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述方法中無論針孔和亮斑多小，都能夠在交替的兩幅圖像中進(jìn)行100％識別和區(qū)分。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，其特征在于：所述方法可以應(yīng)用于各類不透明和半透明的薄膜領(lǐng)域，如銅箔領(lǐng)域。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及表面缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，包括相機(jī)模組、圖像處理模組、透射光源、反射光源、光源和相機(jī)控制模組以及待檢測的不透明薄膜(后面簡稱為薄膜)，所述透射光源和反射光源各種分別與光源和相機(jī)控制模組電性連接，所述光源和相機(jī)控制模組與相機(jī)模組電性連接。該集成針孔檢測的薄膜表面缺陷檢測方法，采用一反射一透射兩種光源分時點(diǎn)亮，使用同一組相機(jī)進(jìn)行同步觸發(fā)采集，可直接獲得反射光源和透射光源分別點(diǎn)亮下的帶有待測表面常見疵點(diǎn)和針孔的交替面陣圖像，通過人工智能算法可識別常見疵點(diǎn)，通過簡單傳統(tǒng)算法即可做到實時分辨針孔和亮斑。

技術(shù)研發(fā)人員：馮超,曾霖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：玖目（武漢）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10