利用魯棒邊緣判別余量的邊緣測(cè)量視頻工具的制作方法
【專利摘要】一種用于在機(jī)器視覺系統(tǒng)的邊緣特征視頻工具的關(guān)注區(qū)域內(nèi)的多個(gè)邊緣之間進(jìn)行判別的可靠方法，包括以下步驟：確定掃描方向和強(qiáng)度梯度閾值；以及限定關(guān)聯(lián)梯度突起。可能要求梯度閾值落在基于根據(jù)關(guān)注區(qū)域的圖像推導(dǎo)出的強(qiáng)度梯度分布的特定特性的最大范圍內(nèi)。利用位于強(qiáng)度梯度分布和邊緣梯度閾值之間的順序交點(diǎn)處的限制值來(lái)限定梯度突起。允許一個(gè)突起包括與多個(gè)邊緣分別相對(duì)應(yīng)的梯度極值。自動(dòng)確定表示所選邊緣的相對(duì)于所限定的梯度突起的位置的梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)。該梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)可以與掃描方向相對(duì)應(yīng)。
【專利說(shuō)明】利用魯棒邊緣判別余量的邊緣測(cè)量視頻工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)，并且更特別地涉及針對(duì)緊密間隔的邊緣的魯 棒精密邊緣位置確定。

【背景技術(shù)】
[0002] 可以利用精密機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)（或簡(jiǎn)稱為"視覺系統(tǒng)"）來(lái)獲得被檢查對(duì)象的 精密尺寸測(cè)量并且檢查各種其它對(duì)象特征。這種系統(tǒng)可以包括計(jì)算機(jī)、照相機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)、 以及在多個(gè)方向上可移動(dòng)以使得能夠進(jìn)行工件檢查的精密臺(tái)?？梢员碚鳛橥ㄓ?離線"精 密視覺系統(tǒng)的一個(gè)示例性現(xiàn)有技術(shù)是可商購(gòu)獲得的QUICK VISION?系列的基于PC的視 覺系統(tǒng)和可購(gòu)自位于伊利諾伊州奧羅拉的美國(guó)三豐公司（MAC)的^QVPAK?:軟件。例如， 在 2003 年 1 月出版的 QVPAK3D CNC Vision Measuring Machine User's Guide 和 1996 年 9 月出版的 QVPAK3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guide 中大體描述了 QUICK VISION?系列的視覺系統(tǒng)和QVPAK?軟件的特征和操作，這些均通過(guò)引用全部 包含于此。這類系統(tǒng)能夠使用顯微鏡型光學(xué)系統(tǒng)并且移動(dòng)臺(tái)從而以各種倍率提供小的或相 對(duì)較大的工件的檢查圖像。
[0003] 諸如QUICK VISION?系統(tǒng)等的通用精密機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)通常也是可編程的以提 供自動(dòng)化視頻檢查。這些系統(tǒng)通常包括GUI特征和預(yù)定義的圖像分析"視頻工具"以使得 "非專家"操作員可以進(jìn)行操作和編程。例如，通過(guò)引用全部包含于此的美國(guó)專利6, 542, 180 教導(dǎo)了使用包括各種視頻工具的使用的自動(dòng)化視頻檢查的視覺系統(tǒng)。示例性視頻工具包 括有時(shí)被稱為"框工具"的邊緣定位工具，其中這些邊緣定位工具用來(lái)定位工件的邊緣特 征。例如，通過(guò)引用全部包含于此的共同受讓的美國(guó)專利7, 627, 162教導(dǎo)了框工具的各種 應(yīng)用。
[0004] 包括特定檢查事件序列（即，如何獲取各圖像和如何分析/檢查各所獲取圖像） 的機(jī)器控制指令通常被存儲(chǔ)為特定工件配置特有的"零件程序"或"工件程序"。例如，零件 程序定義如何獲取各圖像，諸如如何相對(duì)于工件定位照相機(jī)、以何種照明水平、以何種倍率 水平等。此外，零件程序例如通過(guò)使用諸如邊緣/邊界檢測(cè)視頻工具等的一個(gè)或多個(gè)視頻 工具來(lái)定義如何分析/檢查所獲取圖像。
[0005] 可以手動(dòng)地使用視頻工具（或簡(jiǎn)稱為"工具"）和其它圖形用戶界面特征來(lái)實(shí)現(xiàn)手 動(dòng)檢查和/或機(jī)器控制操作（采用"手動(dòng)模式"）。還可以在學(xué)習(xí)模式期間記錄這些視頻工 具的設(shè)置參數(shù)和操作，從而創(chuàng)建自動(dòng)檢查程序或"零件程序"。視頻工具例如可以包括邊緣 /邊界檢測(cè)工具、自動(dòng)調(diào)焦工具、形狀或圖案匹配工具和尺寸測(cè)量工具等。
[0006] 已知有用于定位工件圖像中的邊緣特征的各種方法。例如，已知有例如Candy邊 緣檢測(cè)器或微分邊緣檢測(cè)器等的向包括邊緣特征的圖像應(yīng)用亮度梯度算子以確定該邊緣 特征的位置的各種算法。這些邊緣檢測(cè)算法可以包括在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)中，其中這些機(jī) 器視覺檢查系統(tǒng)還使用仔細(xì)配置的照明和/或特殊圖像處理技術(shù)以增強(qiáng)亮度梯度或提高 邊緣定位精度和可重復(fù)性。
[0007] -些機(jī)器視覺系統(tǒng)（例如，利用上述的QVPAK?軟件的機(jī)器視覺系統(tǒng)）提供具 有邊緣檢測(cè)算法的可調(diào)整參數(shù)的邊緣定位視頻工具。在特定實(shí)現(xiàn)中，初始可以在學(xué)習(xí)模式 操作期間針對(duì)代表工件上的邊緣確定這些參數(shù)，然后可以在運(yùn)行模式操作期間利用這些參 數(shù)來(lái)尋找相似工件的相應(yīng)邊緣。在學(xué)習(xí)模式期間難以或無(wú)法自動(dòng)確定期望的邊緣檢測(cè)參數(shù) 的情況下，用戶可以選擇手動(dòng)調(diào)整這些參數(shù)。然而，某些邊緣檢測(cè)參數(shù)（例如，這里概述的 諸如TH和THS等的閾值）被認(rèn)為對(duì)于大多數(shù)用戶（例如，相對(duì)不熟練的用戶）而言難以理 解，并且針對(duì)這些參數(shù)的調(diào)整如何影響特定邊緣檢測(cè)操作被認(rèn)為難以可視化。這些參數(shù)的 調(diào)整可能因在編程和使用通用機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)時(shí)遇到的各零件差異的各種邊緣條件和 工件材料而進(jìn)一步復(fù)雜化。將期望一種改進(jìn)方法和系統(tǒng)，其中該改進(jìn)方法和系統(tǒng)使得相對(duì) 不熟練的用戶能夠調(diào)整邊緣定位視頻工具的參數(shù)，以使得可使用這些邊緣定位視頻工具來(lái) 可靠地檢查各種類型的邊緣。更具體地，期望用于提高包括多個(gè)邊緣的關(guān)注區(qū)域內(nèi)的邊緣 檢測(cè)的可靠性的方法和系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 該
【發(fā)明內(nèi)容】
部分是為了以簡(jiǎn)化形式介紹以下在【具體實(shí)施方式】部分進(jìn)一步說(shuō)明的 概念的選擇所提供的。該
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意圖指定所請(qǐng)求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征，也并 不意圖輔助確定所請(qǐng)求保護(hù)的主題的范圍。
[0009] 這里公開一種用于在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)中所包括的邊緣特征視頻工具的關(guān)注區(qū) 域內(nèi)的多個(gè)邊緣之間進(jìn)行判別的情況下提高邊緣檢測(cè)的可靠性的方法，所述方法包括以下 步驟：提供邊緣特征視頻工具，所述邊緣特征視頻工具包括關(guān)注區(qū)域即R0I、由包含邊緣梯 度閾值的多個(gè)邊緣檢測(cè)參數(shù)所管理的邊緣檢測(cè)操作、分布掃描方向和梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)、 以及包含關(guān)注區(qū)域指示符和邊緣選擇元件的視頻工具⑶I ;將工件放置在所述機(jī)器視覺檢 查系統(tǒng)的視場(chǎng)內(nèi)；使所述邊緣特征視頻工具工作，以在所述工件的所獲取圖像中限定包括 多個(gè)邊緣特征的R0I ;使所述邊緣特征視頻工具工作，以選擇所述R0I內(nèi)的邊緣特征作為 所述邊緣特征視頻工具的邊緣檢測(cè)操作所檢測(cè)到的所選邊緣；使所述邊緣特征視頻工具工 作，以確定所述分布掃描方向和所述邊緣梯度閾值；以及使所述邊緣特征視頻工具工作，以 自動(dòng)確定與所述分布掃描方向和所述邊緣梯度閾值相對(duì)應(yīng)的所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)。
[0010] 使所述邊緣特征視頻工具工作以確定所述邊緣梯度閾值的步驟包括：使所述邊緣 特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在具有所述所選邊緣的梯度分布極值作為 一個(gè)限制值和對(duì)向限制值的最大范圍內(nèi)，其中所述對(duì)向限制值離所選邊緣極值不比如下兩 個(gè)相鄰極值的兩個(gè)梯度分布相鄰極值中的限制性梯度分布相鄰極值離所選邊緣極值遠(yuǎn)，所 述兩個(gè)相鄰極值沿著跨所述關(guān)注區(qū)域的所述所選邊緣的強(qiáng)度梯度分布與所選邊緣極值鄰 接，并且具有與所述所選邊緣極值相反的極性（例如，如果極值是"峰值"，則與該極值相反 的極性是"谷值"，反之亦然）。在這種情況下，所選邊緣極值由此可以是沿著所確定的分布 掃描方向在其關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的第一個(gè)極值和最后一個(gè)極值的其中一個(gè)。
[0011] 使所述邊緣特征視頻工具工作以自動(dòng)確定與所確定的所述分布掃描方向和所述 邊緣梯度閾值相對(duì)應(yīng)的所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)的步驟包括：進(jìn)行所述邊緣特征視頻工具的 被配置成使得所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)滿足以下條件的自動(dòng)操作，要滿足的該條件包括：(a) 至少針對(duì)沿著所確定的所述分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)的交點(diǎn)，利用沿著所述 強(qiáng)度梯度分布的位于所述強(qiáng)度梯度分布和所確定的所述邊緣梯度閾值之間的順序交點(diǎn)處 的限制值來(lái)限定梯度突起；(b)允許一個(gè)梯度突起包括與沿著所述強(qiáng)度梯度分布的位于所 述條件（a)所限定的所述限制值之間的多個(gè)邊緣分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)梯度極值；以及（c)所 述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)表示所述所選邊緣相對(duì)于所限定的梯度突起的位置。例如，在一個(gè)實(shí) 施例中，梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)表示包括所選邊緣極值的梯度突起。在這種情況下，可以使用相 關(guān)信號(hào)處理來(lái)根據(jù)這里概述的原理可靠且魯棒地定位所選邊緣。參考這里的附圖，以下更 詳細(xì)地說(shuō)明與梯度突起有關(guān)的概念。
[0012] 在一些實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰極值梯度值中的限制性極值梯度值（即，限制最大范 圍的極值梯度值）是離所選邊緣的梯度分布極值最近的極值梯度值。在這種情況下，所選 邊緣極值由此可以是在關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的唯一極值，從而使得能夠通過(guò)最少的附加信 號(hào)處理定位該極值來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)可靠性。在其它實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰極值梯度值中的 限制性極值梯度值可以是與沿著所確定的分布掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)的相鄰極值 相對(duì)應(yīng)的極值梯度值，而與是否離所選邊緣的梯度分布極值最近無(wú)關(guān)。在這種情況下，所選 邊緣極值由此可以是沿著所確定的分布掃描方向在關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的第一個(gè)極值，從 而使得能夠通過(guò)很簡(jiǎn)單的信號(hào)處理定位該極值來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)可靠性。
[0013] 在其它實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰極值梯度值中的限制性極值梯度值可以是與沿著所確 定的分布掃描方向在所選邊緣之后出現(xiàn)的相鄰極值相對(duì)應(yīng)的極值梯度值，而與是否離所選 邊緣的梯度分布極值最近無(wú)關(guān)。在這種情況下，所選邊緣極值由此可以是沿著所確定的分 布掃描方向在關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的最后極值。然而，該在后的替代例可能需要相對(duì)更加 復(fù)雜的信號(hào)處理來(lái)定位該極值，或者可能在一些應(yīng)用中被視為不太可靠。
[0014] 在一些實(shí)施例中，所述邊緣特征視頻工具可以包括用于自動(dòng)防止將所述邊緣梯度 閾值設(shè)置為包括梯度值0的梯度噪聲帶內(nèi)的值的操作。在一些這種實(shí)施例中，在所述兩個(gè) 梯度分布相鄰極值中的限制性梯度分布相鄰極值落在所述梯度噪聲帶內(nèi)的情況下，將所述 最大范圍的所述對(duì)向限制值限定為離所述所選邊緣極值不比所述梯度噪聲帶的與所述所 選邊緣極值最近的限制值離所述所選邊緣極值遠(yuǎn)。
[0015] 在一些實(shí)施例中，使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所 述最大范圍內(nèi)的步驟包括：將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述最大范圍中所包括的魯棒極值 余量?jī)?nèi)，其中所述魯棒極值余量滿足以下的限定條件，其中所述限定條件包括：(a)利用作 為梯度極值的排名列表中的順序值的第一梯度極值和第二梯度極值來(lái)限制所述魯棒極值 余量，其中所述梯度極值與所述強(qiáng)度梯度分布中的包括在所述最大范圍內(nèi)、并且沿著所確 定的所述分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)且包括所述所選邊緣的梯度極值相對(duì)應(yīng)； 以及（b)用于限制所述魯棒極值余量的所述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展現(xiàn)出 以下其中之一的順序值：(bl)所述排名列表中的順序值之間的最大差；以及（b2)超過(guò)所述 邊緣特征視頻工具中所限定的最小余量值的差。
[0016] 在一些實(shí)施例中，所述邊緣特征視頻工具包括被配置為自動(dòng)確定滿足所述限定條 件的魯棒極值余量的操作，并且所述方法包括自動(dòng)進(jìn)行這些操作。在一些這種實(shí)施例中，用 于限制所述魯棒極值余量的所述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展現(xiàn)出所述排名列 表中的順序值之間的最大差的順序值。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括：將自動(dòng)確定的所 述魯棒極值余量以疊加在所顯示的強(qiáng)度梯度分布上的方式顯示在所述視頻工具中。在 一些實(shí)施例中，使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述魯棒極值 余量?jī)?nèi)的步驟包括：將所述邊緣梯度閾值自動(dòng)設(shè)置在自動(dòng)確定的所述魯棒極值余量?jī)?nèi)。
[0017] 在一些實(shí)施例中，被配置為自動(dòng)確定所述魯棒極值余量的操作包括：確定滿足以 下條件的第一分布掃描方向的魯棒極值余量和第二分布掃描方向的魯棒極值余量，要滿足 的該條件包括：
[0018] (a)利用作為以下梯度極值的第一排名列表中的順序值的第一梯度極值和第二梯 度極值來(lái)限制所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量：與所述強(qiáng)度梯度分布中沿著所述第 一分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)且包括所述所選邊緣的、并且包括在第一最大范 圍內(nèi)的梯度極值相對(duì)應(yīng)的梯度極值，并且用于限制所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量 的所述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展示出所述第一排名列表中的順序值之間的 最大差的順序值；以及
[0019] (b)利用作為以下梯度極值的第二排名列表中的順序值的第一梯度極值和第二梯 度極值來(lái)限制所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量：與所述強(qiáng)度梯度分布中沿著所述第 二分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)且包括所述所選邊緣的、并且包括在第二最大范 圍內(nèi)的梯度極值相對(duì)應(yīng)的梯度極值，并且用于限制所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量 的所述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展示出所述第二排名列表中的順序值之間的 最大差的順序值。在一些這種實(shí)施例中，所述第一最大范圍和所述第二最大范圍可以是相 同的最大范圍，并且該最大范圍的對(duì)向限制值離所述所選邊緣極值不比兩個(gè)梯度分布相鄰 極值中與所述所選邊緣的梯度分布極值最近的極值離所述所選邊緣極值遠(yuǎn)。在其它這種實(shí) 施例中，基于沿著所述第一分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)的第一相鄰極值的梯度 值來(lái)確定所述第一最大范圍，并且基于沿著所述第二分布掃描方向在所述所選邊緣之前出 現(xiàn)的第二相鄰極值的梯度值來(lái)確定所述第二最大范圍。
[0020] 在確定第一分布掃描方向的魯棒極值余量和第二分布掃描方向的魯棒極值余量 的實(shí)施例中，使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述魯棒極值余 量?jī)?nèi)的步驟還可以包括：選擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描 方向的魯棒極值余量的其中一個(gè)；以及將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所選擇的魯棒極值余量 內(nèi)。在這些實(shí)施例中，使所述邊緣特征視頻工具工作以確定所述分布掃描方向的步驟可以 包括：在選擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量的情況下，將所述分布掃描方向設(shè)置 為所述第一分布掃描方向，并且在選擇所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量的情況下， 將所述分布掃描方向設(shè)置為所述第二分布掃描方向。在一些這種實(shí)施例中，所述方法可以 包括以下步驟：將所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒 極值余量以疊加在所顯示的強(qiáng)度梯度分布上的方式顯示在所述視頻工具GUI中，其中，選 擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量的其 中一個(gè)的步驟包括手動(dòng)選擇以下至少之一 ：(a)所顯示的所述第一分布掃描方向的魯棒極 值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量其中之一；以及（b)與所顯示的所述第一 分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量相對(duì)應(yīng)的所述第 一分布掃描方向和所述第二分布掃描方向其中之一。在其它這種實(shí)施例中，選擇所述第一 分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量的其中一個(gè)的步 驟可以包括自動(dòng)選擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的 魯棒極值余量中較大的魯棒極值余量；以及將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所選擇的魯棒極值 余量?jī)?nèi)的步驟可以包括將所述邊緣梯度閾值自動(dòng)設(shè)置在自動(dòng)選擇的魯棒極值余量?jī)?nèi)。
[0021] 在各實(shí)施例中，所述方法還可以包括以下步驟：將與所述邊緣梯度閾值的當(dāng)前值 相對(duì)應(yīng)的邊緣梯度閾值指示符以疊加在所顯示的強(qiáng)度梯度分布上的方式顯示在所述視頻 工具⑶I中。在一些這種實(shí)施例中，在所述視頻工具⑶I中能夠手動(dòng)調(diào)整所顯不的所述邊 緣梯度閾值指示符；以及使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述 最大范圍內(nèi)的步驟包括手動(dòng)調(diào)整所述邊緣梯度閾值指示符。在一些實(shí)施例中，所述方法還 可以包括在所述視頻工具GUI中指示相應(yīng)限定的梯度突起，以及隨著調(diào)整所述邊緣梯度閾 值指示符而調(diào)整梯度突起的指示。
[0022] 在各實(shí)施例中，使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述 最大范圍內(nèi)的步驟可以包括將所述邊緣梯度閾值自動(dòng)設(shè)置在所述最大范圍內(nèi)。
[0023] 在各實(shí)施例中，可以根據(jù)操作的學(xué)習(xí)模式來(lái)進(jìn)行所述方法，并且所述方法中所確 定的參數(shù)可以保存在零件程序內(nèi)以供將來(lái)用在相似工件上。
[0024] 在各實(shí)施例中，所述視頻工具GUI可以包括檢測(cè)魯棒性指不符，所述檢測(cè)魯棒性 指示符表示與如下操作相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)程度：使用所述邊緣特征視頻工具基于所述邊緣檢測(cè) 參數(shù)的當(dāng)前集合來(lái)檢測(cè)所選邊緣特征，以及所述方法還可以包括將所述檢測(cè)魯棒性指示符 顯示在所述視頻工具⑶I中。在一些這種實(shí)施例中，所述檢測(cè)魯棒性指示符可以包括與所 述視頻工具GUI中顯示的對(duì)應(yīng)于所述魯棒極值余量的當(dāng)前大小的邊緣梯度閾值指示符相 關(guān)聯(lián)的顏色。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 通過(guò)參考以下結(jié)合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，將更加容易地解釋和更好地理解本發(fā) 明的前述方面以及許多隨之而來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0026] 圖1是示出通用精密機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的各種典型組件的圖；
[0027] 圖2是與圖1的精密機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)相似并且包括這里所公開的特征的機(jī)器視 覺檢查系統(tǒng)的控制系統(tǒng)部和視覺組件部的框圖；
[0028] 圖3和4是示出包括與這里所公開的用于定位多個(gè)邊緣中的特定邊緣的原理和特 征有關(guān)的各種元件的用戶界面顯示的相似實(shí)施例的圖；
[0029] 圖5是示出與定位多個(gè)邊緣中的特定邊緣有關(guān)、特別是與用于在魯棒極值余量中 設(shè)置梯度閾值以使得邊緣定位結(jié)果對(duì)于工件之間的合理預(yù)期變化不太敏感的方法有關(guān)的 各種考慮的圖；
[0030] 圖6和7是與圖5相似的示出用于限定梯度閾值的最大范圍并且在與替代最大范 圍有關(guān)的替代魯棒極值余量中設(shè)置梯度閾值的各種替代例；以及
[0031] 圖8A和8B是示出用于在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)中所包括的邊緣特征視頻工具的關(guān)注 區(qū)域內(nèi)的多個(gè)邊緣之間進(jìn)行判別時(shí)提高邊緣檢測(cè)的可靠性的方法和/或例程的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 圖1是根據(jù)這里所述的方法可使用的一個(gè)示例性機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10的框圖。該 機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10包括視覺測(cè)量機(jī)12,其中該視覺測(cè)量機(jī)12被可操作地連接以與控制 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14交換數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14被進(jìn)一步可操作地連接以與監(jiān)視 器或顯示器16、打印機(jī)18、操縱桿22、鍵盤24和鼠標(biāo)26交換數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。監(jiān)視器或 顯示器16可以顯示適合控制和/或編程機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10的操作的用戶界面。應(yīng)當(dāng)理 解，在各實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、顯示器16、操縱桿22、鍵盤24和鼠標(biāo)26中的任意或所有 的功能可以替換成觸摸屏平板電腦等，以及/或者觸摸屏平板電腦可以冗余地提供計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)14、顯示器16、操縱桿22、鍵盤24和鼠標(biāo)26中的任意或所有的功能。
[0033] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14通常可以包括任何計(jì)算系統(tǒng)或裝 置。合適的計(jì)算系統(tǒng)或裝置可以包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī) 和包括前述任一的分布式計(jì)算環(huán)境等。這些計(jì)算系統(tǒng)或裝置可以包括執(zhí)行軟件以進(jìn)行這里 所述的功能的一個(gè)或多個(gè)處理器。處理器包括可編程通用或?qū)Ｓ梦⑻幚砥?、可編程控制器?專用集成電路（ASIC)或可編程邏輯裝置（PLD)等、或者這些裝置的組合。可以將軟件存儲(chǔ) 在諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、只讀存儲(chǔ)器（ROM)或閃速存儲(chǔ)器等、或者這些組件的組合等 的存儲(chǔ)器中。還可以將軟件存儲(chǔ)在諸如基于磁性或光學(xué)的盤、閃速存儲(chǔ)器裝置或用于存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)的任何其它類型的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)等的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置中。軟件可以包括包含 用于進(jìn)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的一個(gè) 或多個(gè)程序模塊。在分布式計(jì)算環(huán)境中，可以采用有線或無(wú)線配置在多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)或裝置 中組合或分配程序模塊的功能并且經(jīng)由服務(wù)調(diào)用來(lái)訪問(wèn)該功能。
[0034] 視覺測(cè)量機(jī)12包括可動(dòng)工件臺(tái)32和可包括變焦透鏡或可更換透鏡的光學(xué)成像系 統(tǒng)34。變焦透鏡或可更換透鏡通常為光學(xué)成像系統(tǒng)34所提供的圖像提供各種倍率。機(jī)器 視覺檢查系統(tǒng)10大體上與以上論述的QUICK vision?系列的視覺系統(tǒng)和QVPAK?軟 件、以及類似的當(dāng)前可商購(gòu)獲得的精密機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)可比較。在共同受讓的美國(guó)專利 7, 454, 053、7, 324, 682、8, 111，905和8, 111，938中也描述了機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)10,其中這 些專利各自通過(guò)引用全部包含于此。
[0035] 圖2是與圖1的機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)相似并且包括如這里所述的特征的機(jī)器視覺檢 查系統(tǒng)100的控制系統(tǒng)部120和視覺組件部200的框圖。如以下將更詳細(xì)地說(shuō)明，利用控 制系統(tǒng)部120來(lái)控制視覺組件部200。視覺組件部200包括光學(xué)組件部205、光源220、230 和240以及具有中央透明部212的工件臺(tái)210。工件臺(tái)210沿著X軸和Y軸可控制地移動(dòng)， 其中X軸和Y軸存在于與可以定位工件20的臺(tái)的表面大體平行的面內(nèi)。光學(xué)組件部205 包括照相機(jī)系統(tǒng)260、可更換物鏡250,并且可以包括具有透鏡286和288的轉(zhuǎn)臺(tái)透鏡組件 280。作為轉(zhuǎn)臺(tái)透鏡組件的替代，可以包括固定或手動(dòng)可更換倍率改變透鏡或變焦透鏡結(jié)構(gòu) 等。
[0036] 通過(guò)使用可控馬達(dá)294,光學(xué)組件部205沿著與X軸和Y軸大體垂直的Z軸可控制 地移動(dòng)，其中該可控馬達(dá)294驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器以使光學(xué)組件部205沿著Z軸移動(dòng)以改變工件20 的圖像的焦點(diǎn)?？煽伛R達(dá)294經(jīng)由信號(hào)線296連接至輸入/輸出接口 130。
[0037] 將使用機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100要攝像的工件20或保持多個(gè)工件20的托盤或夾具 放置在工件臺(tái)210上。工件臺(tái)210可被控制為相對(duì)于光學(xué)組件部205移動(dòng)，以使得可更換 物鏡250在工件20上的位置之間以及/或者在多個(gè)工件20之間移動(dòng)。臺(tái)燈220、同軸燈 230和表面燈240 (例如，環(huán)形燈）中的一個(gè)或多個(gè)可以分別發(fā)射源光222、232和/或242， 以對(duì)工件20進(jìn)行照明。光源230可以沿著包括鏡290的路徑發(fā)射光232。該源光被反射或 透射作為工件光255,并且攝像所用的工件光穿過(guò)可更換物鏡250和轉(zhuǎn)臺(tái)透鏡組件280并且 被照相機(jī)系統(tǒng)260收集。將照相機(jī)系統(tǒng)260所拍攝到的工件20的圖像經(jīng)由信號(hào)線262輸 出至控制系統(tǒng)部120。光源220、230和240可以分別經(jīng)由信號(hào)線或總線221、231和241連 接至控制系統(tǒng)部120。為了改變圖像倍率，控制系統(tǒng)部120可以經(jīng)由信號(hào)線或總線281使轉(zhuǎn) 臺(tái)透鏡組件280沿著軸284轉(zhuǎn)動(dòng)，以選擇轉(zhuǎn)臺(tái)透鏡。
[0038] 如圖2所示，在各種典型實(shí)施例中，控制系統(tǒng)部120包括控制器125、輸入/輸出接 口 130、存儲(chǔ)器140、工件程序生成器和執(zhí)行器172、以及電源部190。這些組件各自以及以 下所述的附加組件可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)/控制總線和/或應(yīng)用程序編程接口、或者通 過(guò)各元件之間的直接連接來(lái)互連。
[0039] 輸入/輸出接口 130包括攝像控制接口 131、運(yùn)動(dòng)控制接口 132、照明控制接口 133 和透鏡控制接口 134。運(yùn)動(dòng)控制接口 132可以包括位置控制元件132a和速度/加速度控制 元件132b，盡管這些元件可以進(jìn)行合并和/或不進(jìn)行區(qū)分。照明控制接口 133包括照明控 制元件133a?133η和133fl，其中這些照明控制元件133a?133η和133fl例如在可應(yīng)用 的情況下，針對(duì)機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100的各種相應(yīng)光源，控制選擇、功率、接通/斷開開關(guān)和 選通脈沖定時(shí)。
[0040] 存儲(chǔ)器140可以包括圖像文件存儲(chǔ)器部141、邊緣檢測(cè)存儲(chǔ)器部140ed、可具有一 個(gè)或多個(gè)零件程序等的工件程序存儲(chǔ)器部142、以及視頻工具部143。視頻工具部143包括： 視頻工具部143a和其它視頻工具部（例如，143η)，用于針對(duì)各相應(yīng)視頻工具，來(lái)確定GUI、 圖像處理操作等；以及關(guān)注區(qū)域（R0I)生成器143roi，用于支持用以限定視頻工具部143 所包括的各種視頻工具中可操作的各種R0I的自動(dòng)、半自動(dòng)和/或手動(dòng)操作。
[0041] 在本發(fā)明的上下文中并且如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知，術(shù)語(yǔ)視頻工具通常是指機(jī) 器視覺用戶在無(wú)需創(chuàng)建視頻工具中所包括的逐步操作序列或采用廣義的基于文本的編程 語(yǔ)言等的情況下、經(jīng)由相對(duì)簡(jiǎn)單的用戶界面（例如，圖形用戶界面、可編輯參數(shù)窗口和菜單 等）就可以實(shí)現(xiàn)的一組相對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)或編程操作。例如，視頻工具可以包括通過(guò)調(diào)整用 于管理這些操作和計(jì)算的一些變量或參數(shù)來(lái)在特定實(shí)例中應(yīng)用并定制的一組復(fù)雜預(yù)先編 程的圖像處理操作和計(jì)算。除基礎(chǔ)（underlying)操作和計(jì)算以外，視頻工具還包括使得用 戶能夠針對(duì)視頻工具的特定實(shí)例來(lái)調(diào)整這些參數(shù)的用戶界面。例如，許多機(jī)器視覺視頻工 具使得用戶能夠使用鼠標(biāo)通過(guò)簡(jiǎn)單的"手柄拖動(dòng)"操作來(lái)配置圖形關(guān)注區(qū)域（R0I)指示符， 從而限定通過(guò)視頻工具的特定實(shí)例的圖像處理操作要分析的圖像子集的位置參數(shù)。應(yīng)當(dāng)注 意，在隱含地包括基礎(chǔ)操作的情況下，有時(shí)將可見用戶界面特征稱為視頻工具。
[0042] 與許多視頻工具相同，本發(fā)明的邊緣位置和參數(shù)設(shè)置主題包括用戶界面特征和基 礎(chǔ)圖像處理操作這兩者等，并且可以將相關(guān)特征表征為具有相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置部143ps的多 邊緣特征視頻工具（或多邊緣視頻工具）143ef的特征。多邊緣特征視頻工具143ef通常 包括用于確定邊緣位置的算法?？梢岳眠吘墮z測(cè)參數(shù)來(lái)管理該算法，其中這些邊緣檢測(cè) 參數(shù)可以是在學(xué)習(xí)模式期間在一些情況下自動(dòng)確定和編程的、以及/或者通過(guò)用戶來(lái)手動(dòng) 調(diào)整（例如，諸如以下更詳細(xì)地所述的THS等的閾值）。參數(shù)設(shè)置部143ps可以包括根據(jù)以 下更詳細(xì)地所述的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)各種操作的梯度閾值部143gt和梯度突起計(jì)數(shù)器143gpc。
[0043] 視頻工具部143還可以或作為代替包括根據(jù)已知邊緣檢測(cè)或定位方法進(jìn)行工作 的傳統(tǒng)邊緣特征視頻工具。在一個(gè)實(shí)施例中，多邊緣特征視頻工具143ef可以與這種工具 關(guān)聯(lián)或與這種工具連動(dòng)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以將這里所公開的邊緣梯度閾值和/或 突起計(jì)數(shù)操作作為多邊緣模式而包括在包含相當(dāng)于已知邊緣工具（例如，已知的框工具、 弧工具、圓工具等）的模式的多模式邊緣特征工具中；也就是說(shuō)，在一個(gè)邊緣工具中可以存 在兩個(gè)操作模式。在其它實(shí)施例中，多邊緣特征視頻工具143ef和已知或傳統(tǒng)的邊緣工具 可以是單獨(dú)工具。在這些工具是一個(gè)邊緣工具的兩個(gè)模式的一些實(shí)施例中，邊緣工具可以 基于手動(dòng)操作（例如，如參考以下的圖3和4所述，通過(guò)選擇框工具用戶界面的"多邊緣框 工具-高級(jí)參數(shù)"標(biāo)簽、以及/或者選擇多邊緣模式參數(shù)/編輯框中的多邊緣選項(xiàng)）或者基 于自動(dòng)操作（例如，基于ROI中包括多少個(gè)相似邊緣的自動(dòng)分析），來(lái)選擇特定模式。
[0044] 在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，為了使用戶可以驗(yàn)證以及/或者手動(dòng)設(shè)置或調(diào)整邊緣特征視頻工 具參數(shù)，參數(shù)設(shè)置部143ps可以包括指示和/或調(diào)整各種視頻工具參數(shù)和/或它們的相關(guān) 效果的各種用戶界面特征。如以下將針對(duì)圖3、4、5和6更詳細(xì)地所述，提供了示出根據(jù)當(dāng) 前參數(shù)配置可檢測(cè)到的參數(shù)和/或邊緣特征的變化的（例如，示出機(jī)器視覺系統(tǒng)的掃描線 強(qiáng)度和/或掃描線強(qiáng)度梯度和/或視場(chǎng)的）一個(gè)或多個(gè)邊緣特征表示窗口。
[0045] 臺(tái)燈220、同軸燈230和230'以及表面燈240的信號(hào)線或總線221、231和241分 別全部連接至輸入/輸出接口 130。來(lái)自照相機(jī)系統(tǒng)260的信號(hào)線262和來(lái)自可控馬達(dá)294 的信號(hào)線296連接至輸入/輸出接口 130。除輸送圖像數(shù)據(jù)外，信號(hào)線262還可以輸送來(lái)自 控制器125的用于啟動(dòng)圖像獲取的信號(hào)。
[0046] -個(gè)或多個(gè)顯示裝置136 (例如，圖1的顯示器16)和一個(gè)或多個(gè)輸入裝置138 (例 如，圖1的操縱桿22、鍵盤24和鼠標(biāo)26)也可以連接至輸入/輸出接口 130?？梢允褂蔑@ 示裝置136和輸入裝置138來(lái)進(jìn)行以下操作：顯示能夠包括可用于進(jìn)行檢查操作以及/或 者創(chuàng)建和/或修改零件程序的各種圖形用戶界面（GUI)特征的用戶界面；查看照相機(jī)系統(tǒng) 260所拍攝到的圖像；以及/或者直接控制視覺系統(tǒng)組件部200。顯示裝置136可以顯示 以下更詳細(xì)地說(shuō)明的與邊緣特征視頻工具143ef和參數(shù)設(shè)置部143ps相關(guān)聯(lián)的用戶界面特 征。
[0047] 在各種典型實(shí)施例中，在用戶利用機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100創(chuàng)建工件20的零件程 序時(shí)，用戶通過(guò)以學(xué)習(xí)模式操作機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)100來(lái)生成零件程序指令以提供期望的 圖像獲取訓(xùn)練序列。例如，訓(xùn)練序列可以包括：在視場(chǎng)（F0V)中定位代表工件的特定工件 特征；設(shè)置光水平；調(diào)焦或自動(dòng)調(diào)焦；獲取圖像；以及提供應(yīng)用于圖像的檢查訓(xùn)練序列（例 如，在該工件特征上使用視頻工具其中之一的實(shí)例）。使學(xué)習(xí)模式工作，以使得這些序列被 捕獲或記錄并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的零件程序指令。這些指令在執(zhí)行零件程序的情況下，將使機(jī)器 視覺檢查系統(tǒng)再現(xiàn)訓(xùn)練后的圖像獲取和檢查操作，以在與創(chuàng)建零件程序時(shí)所使用的代表工 件相匹配的運(yùn)行模式工件上自動(dòng)檢查特定工件特征（即，相應(yīng)位置的相應(yīng)特征）。
[0048] 圖3和4是示出包括與這里所公開的用于定位多個(gè)邊緣中的特定邊緣的原理和 特征有關(guān)的各種元件的用戶界面顯示300(300'）的相似實(shí)施例的圖。圖3和4包括包含 工件圖像的視場(chǎng)窗口 310、諸如選擇欄320和340等的各種測(cè)量和/或操作選擇欄、實(shí)時(shí) X-Y-Z (位置）坐標(biāo)窗口 330、燈控制窗口 350、以及包含邊緣檢測(cè)參數(shù)窗口 360的邊緣檢測(cè) 視頻工具用戶界面（"框工具"用戶界面），其中在圖3和4所示的實(shí)施例中，通過(guò)選擇框工 具用戶界面的"多邊緣框工具-高級(jí)參數(shù)"標(biāo)簽來(lái)顯示該邊緣檢測(cè)視頻工具用戶界面。該 框工具用戶界面還包括疊加在視場(chǎng)窗口 310中的圖像上的框工具⑶I窗口小部件352,其中 該框工具⑶I窗口小部件352包括作為商用系統(tǒng)中已知的元件的關(guān)注區(qū)域指示符355、上 升/下降指示符RF、掃描方向箭頭SD和（在該特定實(shí)施例中為虛線所示的）邊緣選擇器 ES。上升/下降指示符RF與掃描方向箭頭SD相結(jié)合來(lái)限定所檢測(cè)到的邊緣是具有沿著掃 描方向上升還是下降的強(qiáng)度。邊緣選擇器ES表示（例如，利用工具參數(shù)的當(dāng)前集合）要檢 測(cè)的邊緣。邊緣檢測(cè)參數(shù)窗口 360還可以包括多邊緣模式參數(shù)/編輯框（可以用來(lái)使這里 所公開的多邊緣模式操作有效或無(wú)效，其替代例是使用傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)操作的模式）、ROI 位置參數(shù)/編輯框、掃描方向參數(shù)/編輯框、上升/下降邊緣斜率參數(shù)/編輯框、所選邊緣 突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/編輯框、以及掃描間隔參數(shù)/編輯框。應(yīng)當(dāng)理解，各種參數(shù)可以具有默認(rèn) 值和/或基于先前的用戶界面操作等而自動(dòng)確定的值。可以參考共同受讓的美國(guó)專利申請(qǐng) 11/669, 333 ('333申請(qǐng)）的公開內(nèi)容來(lái)進(jìn)一步理解用戶界面300 (300'）的原理、以及/或者 可與這里所述的原理和特征組合的附加特征，其中該申請(qǐng)通過(guò)引用而全部包含于此。值得 注意的是，盡管這里所述的多邊緣特征工具操作和參數(shù)使用與傳統(tǒng)邊緣特征工具的操作和 參數(shù)使用相比存在差異，但在各實(shí)施例中，針對(duì)多邊緣特征工具操作和傳統(tǒng)邊緣特征工具 操作這兩者，GUI窗口小部件352等可以以基本相似或相同的方式出現(xiàn)。這從用戶訓(xùn)練和 易用性的觀點(diǎn)而言是期望的。
[0049] 邊緣檢測(cè)參數(shù)窗口 360可以包括以下進(jìn)一步說(shuō)明的掃描線強(qiáng)度分布窗口 362(僅 圖3示出）和掃描線強(qiáng)度梯度分布窗口 364、以及當(dāng)前邊緣檢測(cè)參數(shù)的表示或指示符。掃描 線強(qiáng)度分布窗口 362和掃描線強(qiáng)度梯度分布窗口 364針對(duì)跨相對(duì)于邊緣特征視頻工具352 的所選邊緣呈橫向的關(guān)注區(qū)域的代表掃描線（例如，中央或平均掃描線等），在沿著該掃描 線方向的像素位置處示出掃描線強(qiáng)度分布IP和掃描線強(qiáng)度梯度分布GP (掃描線強(qiáng)度分布 IP的斜率）的圖形。在圖3所示的掃描線強(qiáng)度分布窗口 362中，應(yīng)當(dāng)理解為邊緣特征由強(qiáng) 度相對(duì)于沿著掃描線的相對(duì)有限距離的顯著變化來(lái)表示。這種強(qiáng)度的顯著變化由掃描線強(qiáng) 度梯度分布窗口 364中的強(qiáng)度梯度分布GP的相應(yīng)顯著極值（S卩，梯度峰值或谷值）來(lái)反映。
[0050] 為了更好地理解這里所公開的多邊緣操作的新穎特征，首先將概述已知的邊緣檢 測(cè)工具的一些操作。通常應(yīng)用已知的邊緣檢測(cè)操作和/或視頻工具以定位相對(duì)獨(dú)特孤立的 邊緣。通常，這種邊緣在整個(gè)邊緣中展現(xiàn)出與掃描線強(qiáng)度分布IP中的邊緣的顯著強(qiáng)度變化 相對(duì)應(yīng)的顯著對(duì)比度，并且該邊緣通常相對(duì)局部或"尖銳"，這與掃描線強(qiáng)度梯度分布GP中 的顯著梯度峰值或谷值相對(duì)應(yīng)。因而，傳統(tǒng)上利用強(qiáng)度閾值參數(shù)（其可以具有在由于照明 故障或零件缺陷等而導(dǎo)致跨邊緣的強(qiáng)度變化不如所期望的那樣的情況下、觸發(fā)錯(cuò)誤通知的 重要功能）和強(qiáng)度梯度閾值參數(shù)來(lái)判別這種邊緣。圖3所示的參數(shù)TH限定了與跨邊緣所 需的最低水平的亮度或強(qiáng)度變化有關(guān)的閾值。
[0051] 在另一情況中，需要跨邊緣的最低水平的強(qiáng)度變化率的參數(shù)（例如，可以表現(xiàn)邊 緣的寬度或銳度的特征的梯度值）還可以表現(xiàn)邊緣的特定實(shí)例的特征，并且可以防止如下 情況：在邊緣或該邊緣的照明（例如，環(huán)境照明變化或方向變化）或該邊緣的圖像的焦點(diǎn) (模糊的圖像使圖像變寬和柔化）的形式相對(duì)于視頻工具初始訓(xùn)練/編程所使用的"學(xué)習(xí)模 式"邊緣形成或照明發(fā)生不期望變化的情況下，邊緣檢測(cè)視頻工具返回邊緣定位。在所并入 的' 333申請(qǐng)中，將相關(guān)梯度閾值參數(shù)指定為THS。（在圖3中示出類似的梯度值閾值THSP， 但如以下進(jìn)一步所述，以不同方式使用該梯度值閾值THSP來(lái)限定梯度突起）。僅為了說(shuō)明 的目的，在圖3的窗口 362中，利用標(biāo)記為"TH66. 7"的水平線來(lái)示出強(qiáng)度閾值參數(shù)。在窗 口 364中，利用標(biāo)記為"THSP-20. 3"的水平線來(lái)示出強(qiáng)度梯度閾值參數(shù)。在窗口 364中，還 利用標(biāo)記為"THSP23. 8"的水平線來(lái)示出第二強(qiáng)度梯度閾值參數(shù)。以下將進(jìn)一步說(shuō)明該第 二強(qiáng)度梯度閾值的用途。
[0052] 應(yīng)當(dāng)理解，在邊緣特征定位的現(xiàn)有技術(shù)方法和相關(guān)視頻工具中，以上概述的參數(shù) TH和THS的組合是被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于和/或表征學(xué)習(xí)模式期間邊緣的"原型"實(shí)例的這些參數(shù) 的代表，然后已使用相同的參數(shù)在運(yùn)行模式期間檢測(cè)相應(yīng)邊緣。在預(yù)期條件沒有滿足（或 沒有近似滿足）的情況下，這些參數(shù)還可能導(dǎo)致視頻工具的"故障"，這是該方法的故障保 護(hù)特征。這種方法在R0I中可以可靠地隔離單個(gè)或強(qiáng)邊緣的情況下是有效的。
[0053] 在圖3所示的實(shí)施例中，窗口 362和364相對(duì)真實(shí)地表示針對(duì)相對(duì)于R0I的所選 邊緣ES和視場(chǎng)窗口 310中示出的所選邊緣ES呈橫向的所有掃描線的平均值所觀察到的強(qiáng) 度特性。為了明確各窗口之間的關(guān)系，在窗口 362和364中利用虛線的所選邊緣指示符ES' 來(lái)標(biāo)記所選邊緣ES。在各實(shí)施例中，在視頻工具用戶界面中實(shí)際可以示出或可以不示出所 選邊緣指示符ES'。在圖3中可以看出，所選邊緣ES在具有滿足所指示閾值TH和THSP的 強(qiáng)度值和梯度值方面不是唯一的，這示出了 R0I中包括多個(gè)邊緣的情況下的現(xiàn)有技術(shù)的邊 緣檢測(cè)方法存在的一個(gè)問(wèn)題。例如，圖3中的所選邊緣ES的左側(cè)的下一邊緣具有非常相似 的特性（例如，相似的低強(qiáng)度值和負(fù)梯度值）。在一些現(xiàn)有技術(shù)方法中，已嘗試通過(guò)應(yīng)用傳 統(tǒng)參數(shù)（例如，TH和THS)和/或已知方法識(shí)別多個(gè)相似邊緣而在多個(gè)邊緣之間進(jìn)行判別， 然后從掃描的右側(cè)或左側(cè)起"對(duì)邊緣計(jì)數(shù)"以隔離所選邊緣。然而，這進(jìn)一步使傳統(tǒng)閾值參 數(shù)的選擇復(fù)雜化和/或變窄，并且由此得到的邊緣檢測(cè)參數(shù)經(jīng)常導(dǎo)致容易出現(xiàn)因必須計(jì)數(shù) 的多個(gè)邊緣中的一個(gè)或多個(gè)邊緣的特性的微小變化所引起的錯(cuò)誤的檢測(cè)操作。在這里公開 的各實(shí)施例中，由于在R0I中可能存在多個(gè)相似邊緣，因此窗口 362中示出的強(qiáng)度閾值TH 可能無(wú)法用于所選邊緣ES的判別，并且可以在多邊緣工具操作中被忽略或省略。由于該原 因和其它原因，應(yīng)當(dāng)理解，窗口 362和364中的信息相互關(guān)聯(lián)并且在一定程度上是冗余的， 并且（例如，如圖4所示）在各實(shí)施例中可以省略窗口 362。
[0054] 由于以上概述的原因，邊緣定位的現(xiàn)有技術(shù)方法無(wú)法廣泛地應(yīng)用或可靠地在R0I 中的多個(gè)和/或相似邊緣之間進(jìn)行判別。作為又一示例，在窗口 310中，可以觀察到可以將 R0I內(nèi)的"邊緣"中的幾個(gè)邊緣更好地表征為紋理變化等。這些邊緣具有在一定程度上與所 選邊緣ES相似的特性，但這些邊緣的配置和數(shù)量可能根據(jù)應(yīng)用于特定工件的精加工操作 的隨機(jī)變化而實(shí)際在一定程度上有所改變。
[0055] 關(guān)于這里所公開的多邊緣操作的新穎特征，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，在一個(gè)意義上， 與依賴于檢測(cè)個(gè)體邊緣相對(duì)比，這里所公開的方法可以被定性地視為依賴于R0I中的邊緣 特性或紋理的整個(gè)圖案從而"指向"或隔離R0I中的所選邊緣。特別是在多個(gè)相似邊緣彼 此接近、或者在工件的區(qū)域中發(fā)生不可預(yù)期數(shù)量的相似邊緣（例如，由于表面精加工而產(chǎn) 生的"邊緣"等）的情況下，這可能是與排他地檢測(cè)個(gè)體邊緣相比更加可靠和具有魯棒性的 方法。簡(jiǎn)言之，對(duì)比于識(shí)別與相應(yīng)個(gè)體邊緣有關(guān)的個(gè)體梯度峰值，以下所述的相對(duì)簡(jiǎn)單且可 靠的方法包括：對(duì)可能包括多個(gè)邊緣狀特征（準(zhǔn)確數(shù)量并不關(guān)鍵）的"梯度突起"進(jìn)行限定 并計(jì)數(shù)。與設(shè)置主要基于所選邊緣的特性的閾值相比，利用根據(jù)有可能得到穩(wěn)定的梯度突 起的原理所設(shè)置的閾值來(lái)限定或劃界這些梯度突起。然后，基于關(guān)聯(lián)突起計(jì)數(shù)參數(shù)，這些梯 度突起在ROI的邊緣特性的整個(gè)圖案中如同指出向著所選邊緣的路線的地標(biāo)那樣起作用。
[0056] 圖4示出強(qiáng)調(diào)這里所公開的多邊緣操作和/或模式的特征的用戶界面300'的一 個(gè)實(shí)施例。在用戶界面300'中，省略了圖3所示的強(qiáng)度分布窗口 362,并且如以下更詳細(xì)地 所述，利用一些相關(guān)特征來(lái)強(qiáng)調(diào)并增強(qiáng)強(qiáng)度梯度分布窗口 364。
[0057] 如以下更詳細(xì)地所述，應(yīng)當(dāng)理解，用戶界面300'反映了包括多邊緣操作的邊緣特 征視頻工具的"當(dāng)前實(shí)例"。可以利用已知方法來(lái)實(shí)現(xiàn)邊緣特征視頻工具的當(dāng)前實(shí)例，其中 這些方法例如包括如下操作：通過(guò)使用用戶界面300'中示出的"工具"菜單來(lái)顯示視頻工 具欄（未示出），在該工具欄上選擇適當(dāng)?shù)囊曨l工具圖標(biāo)，然后在窗口 310中點(diǎn)擊（或?qū)⒃?圖標(biāo)拖至窗口 310內(nèi)等）以創(chuàng)建可編輯/可調(diào)整框工具⑶I窗口小部件352的當(dāng)前實(shí)例。 在一些實(shí)施例中，該動(dòng)作還可以打開參數(shù)窗口 360。如圖4所示，已調(diào)整了⑶I窗口小部件 352以在工件上限定包括多個(gè)邊緣狀特征的R0I，并且已定位了邊緣選擇器ES以限定R0I 內(nèi)的利用視頻工具的多邊緣模式的邊緣檢測(cè)操作要檢測(cè)的所選邊緣特征。
[0058] 在一些實(shí)施例中，一旦限定了 R0I，則可以將相應(yīng)的強(qiáng)度梯度分布GP顯示在強(qiáng)度 梯度分布窗口 364中。如前面所示，可以利用已知方法基于沿著跨包括所選邊緣的R0I的 代表"掃描線"的像素強(qiáng)度值來(lái)計(jì)算梯度分布GP。在各實(shí)施例中，代表掃描線可以是與一行 圖像像素相對(duì)應(yīng)的中央或所選掃描線、或?yàn)V波掃描線、或可選地基于幾行像素的平均掃描 線等。梯度分布GP通常將展現(xiàn)出與邊緣或邊緣狀特征相對(duì)應(yīng)的多個(gè)極值（還稱為局部最 大值和局部最小值、或者峰值和谷值）。這里，與大小無(wú)關(guān)地，峰值和谷值在指向相反方向的 情況下被稱為具有相反極性。在各實(shí)施例中，由于以下參考圖5更詳細(xì)地所述的原因，利用 視頻工具所進(jìn)行的多邊緣操作可以包括沿著梯度分布GP來(lái)識(shí)別顯著的局部最大值和局部 最小值。例如，可以利用先前參考圖2所概述的梯度分布分析部143gpa來(lái)進(jìn)行這些操作。
[0059] 在圖4中，利用淺色水平虛線來(lái)標(biāo)記這些極值中的一部分的峰值（谷值），以供參 考。圖4還示出梯度值0周圍的梯度噪聲帶GNB。在一些實(shí)施例中，值在梯度噪聲帶GNB內(nèi) 的局部最大值和局部最小值被視為不重要（例如，作為不重要的邊緣或紋理特征）并且被 忽略。在一些實(shí)施例中，視頻工具的多邊緣操作可以自動(dòng)防止將邊緣梯度閾值參數(shù)設(shè)置為 梯度噪聲帶內(nèi)的值。在一些實(shí)施例中，可以基于經(jīng)驗(yàn)來(lái)將GNB限制值設(shè)置為預(yù)定值。在一 些實(shí)施例中，GNB限制值可以基于梯度分布GP的噪聲分析來(lái)自動(dòng)設(shè)置、以及/或者由用戶 (例如，通過(guò)在用戶界面內(nèi)點(diǎn)擊并拖動(dòng)梯度噪聲帶GNB的限制值線、或者輸入期望數(shù)值等） 手動(dòng)調(diào)整。
[0060] 在一些實(shí)施例中，如以下更詳細(xì)地所述，一旦限定了所選邊緣特征，則可以進(jìn)行各 種多邊緣模式操作，并且可以確定和/或顯示相關(guān)特征。圖4示出各種相關(guān)元件。使用邊 緣梯度閾值THSP (例如，兩個(gè)邊緣梯度閾值THSP的其中一個(gè)）來(lái)限定梯度突起（例如，突 起P1>、P2>等）。在具有所選邊緣的梯度分布極值作為一個(gè)限制值L-SE和如下的對(duì)向限制 值（例如，兩個(gè)對(duì)向限制值0L-LNE和0L-RNE的其中一個(gè)）的最大范圍內(nèi)設(shè)置邊緣梯度閾 值THSP，其中該對(duì)向限制值離所選邊緣極值并不比沿著強(qiáng)度梯度分布GP的與所選邊緣極 值鄰接的相鄰極值更遠(yuǎn)，并且該相鄰極值（例如，左相鄰極值LNE和右相鄰極值RNE的其中 一個(gè)）具有與所選邊緣ES的極值相反的極性。在圖4中，由于以下進(jìn)一步說(shuō)明的原因，因 此示出兩個(gè)"候選"邊緣梯度閾值THSP?；谧笙噜彉O值LNE在具有對(duì)向限制值0L-LNE的 最大范圍內(nèi)設(shè)置具有值23. 8的閾值THSP?；谟蚁噜彉O值RNE在具有對(duì)向限制值0L-RNE 的最大范圍內(nèi)設(shè)置具有值-20. 3的閾值THSP。在一些實(shí)施例中，在這樣限定的最大范圍內(nèi) 設(shè)置邊緣梯度閾值THSP的情況下，由此通?？梢郧蟪鏊x邊緣極值是沿著所確定的分布 掃描方向在相關(guān)梯度突起中所出現(xiàn)的第一個(gè)極值和最后一個(gè)極值的其中一個(gè)，從而可以簡(jiǎn) 化與可靠地識(shí)別所選邊緣位置有關(guān)的處理。
[0061] 突起在地理學(xué)領(lǐng)域是可以包括中央峰以及超過(guò)特定高程的周圍次峰值的地理特 征。術(shù)語(yǔ)"梯度突起"暗示了類似特性。特別地，在這里使用該術(shù)語(yǔ)時(shí)，利用沿著強(qiáng)度梯度 分布GP的所確定邊緣梯度閾值THSP和強(qiáng)度梯度分布之間的交點(diǎn)處的限制值來(lái)限定梯度突 起。為了定位所選邊緣，在一些實(shí)施例中，僅需考慮沿著所確定的分布掃描方向在所選邊緣 之前出現(xiàn)的交點(diǎn)和/或突起。應(yīng)當(dāng)理解，由如上示出的交點(diǎn)處的一個(gè)或多個(gè)限制值限定的 一個(gè)梯度突起可以包括與沿著強(qiáng)度梯度分布GP的多個(gè)邊緣分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)梯度極值。 在一些實(shí)施例中，將突起視為與梯度分布GP的如下部分相對(duì)應(yīng)就足夠了，其中這些部分延 伸至邊緣梯度閾值THSP的與對(duì)應(yīng)于所選邊緣的極值相同的一側(cè)。然而，在其它實(shí)施例中， 在對(duì)這里所述的方法和實(shí)施例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的情況下，可以考慮任意極性的突起。
[0062] 為了明確，利用雙向影線標(biāo)記一些梯度突起并且在圖4中進(jìn)行標(biāo)注。在該示例中， 各標(biāo)注突起延伸至邊緣梯度閾值THSP的與對(duì)應(yīng)于所選邊緣的極值相同的側(cè)。例如，（與左 相鄰極值LNE和從左向右的掃描方向相關(guān)聯(lián)的）候選閾值THSP = 23. 8與梯度分布GP交 叉，以限定掃描方向開始點(diǎn)和第一交點(diǎn)之間的第一突起Pl> (其中，符號(hào)"〉"沿著從左向右 的掃描方向進(jìn)行指向）。在沿著掃描線梯度分布從左向右前進(jìn)的第二交點(diǎn)和第三交點(diǎn)之間 限定梯度突起P2>，并且將梯度突起P3>限定為從第四交點(diǎn)開始?？梢钥闯觯x邊緣ES' 是通過(guò)在梯度突起P3>中沿著掃描方向前進(jìn)而出現(xiàn)的第一極值，從而使得能夠在無(wú)需考慮 梯度突起P3>的右端限制值的情況下定位所選邊緣。作為另一示例，（與右相鄰極值RNE和 從右向左的掃描方向相關(guān)聯(lián)的）候選閾值THSP = -20. 3與梯度分布GP交叉，以在沿著掃 描線梯度分布從右向左前進(jìn)的第一交點(diǎn)和第二交點(diǎn)之間限定第一突起Pl〈（其中，符號(hào)"〈" 沿著從右向左的掃描方向進(jìn)行指向）?？梢钥闯?，所選邊緣ES'是在梯度突起P1〈中出現(xiàn)的 第一極值（并且在該特定情況下，也是梯度突起P1〈中出現(xiàn)的唯一極值）。
[0063] 應(yīng)當(dāng)理解，基于用戶定位邊緣選擇器ES，已知了所選邊緣ES'的沿著梯度分布GP 的大致位置。因此，可以自動(dòng)確定出突起包括所選邊緣。此外，如以上針對(duì)這里所述的實(shí)施 例所概述的，在沿著相關(guān)掃描方向前進(jìn)時(shí)，更具體地將所選邊緣識(shí)別為該突起中出現(xiàn)的第 一顯著極值?？梢允褂靡阎幊谭椒ê?或信號(hào)處理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)以上概述的原理和方法。 例如，這些操作可以由先前參考圖2概述的梯度分布分析部143gpa和/或梯度突起計(jì)數(shù)器 部143gpc來(lái)進(jìn)行。
[0064] 在圖4所示的示例中，已選擇候選閾值THSP = -20. 3作為要用于定位所選邊緣 ES/ES'的邊緣候選閾值。如前面所述，邊緣梯度閾值THSP = -20. 3與基于右相鄰極值RNE 的最大范圍相關(guān)聯(lián)。在圖4所示的實(shí)施例中，如由掃描方向參數(shù)/編輯框所示，將掃描方向 選擇為從右向左（即，掃描方向向著左側(cè)前進(jìn)）。在圖4所示的特定實(shí)施例中，將邊緣梯度 閾值THSP = -20. 3設(shè)置在與該掃描方向和/或該最大范圍相關(guān)聯(lián)的魯棒極值余量REM〈的 中點(diǎn)處。以下參考圖5來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明魯棒極值余量。
[0065] 在梯度分布中沿著掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)右相鄰極值RNE，其中可以認(rèn)為 該右相鄰極值RNE與限定梯度突起限制值的相鄰交點(diǎn)相關(guān)，由此所選邊緣是在沿著掃描方 向前進(jìn)時(shí)在相應(yīng)突起P1〈中出現(xiàn)的第一顯著極值。由于與所選邊緣ES/ES'相關(guān)聯(lián)的梯度 突起是（如上所概述的可以自動(dòng)確定的）沿著掃描方向的第一梯度突起P1〈，因此可以將所 選邊緣突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/編輯框自動(dòng)設(shè)置為" 1"。該特定類型的突起計(jì)數(shù)參數(shù)僅是示例性 的而非限制性的。例如，應(yīng)當(dāng)理解，作為代替，梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)可以對(duì)交點(diǎn)或兩個(gè)極性的 突起等進(jìn)行計(jì)數(shù)。更通常地，基于前述說(shuō)明應(yīng)當(dāng)理解，在梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)表示所選邊緣相 對(duì)于所限定的梯度突起的位置的情況下梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)就足夠了，其中在這種情況下， 可以使用相關(guān)信號(hào)處理來(lái)可靠地并且魯棒地根據(jù)以上概述的原理來(lái)定位所選邊緣。識(shí)別包 括所選邊緣的梯度突起的數(shù)量?jī)H是這樣一種可能性。
[0066] 在前述說(shuō)明中，選擇候選閾值THSP = -20. 3作為要用于定位所選邊緣ES/ES'的 邊緣梯度閾值。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在替代例中可以使用候選閾值THSP = 23. 8。在這種情況 下，有利地，可以使邊緣梯度閾值THSP = 23. 8與基于左相鄰極值LNE的最大范圍相關(guān)聯(lián)。 可以（例如通過(guò)選擇掃描方向參數(shù)/編輯框中的"右"單選按鈕）將掃描方向選擇為從左 向右。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將邊緣梯度閾值THSP = 23. 8設(shè)置在與向著右側(cè)的掃描方向 和/或關(guān)于左相鄰極值LNE的最大范圍相關(guān)聯(lián)的魯棒極值余量REM>的中點(diǎn)處。在梯度分 布中沿著向著右側(cè)前進(jìn)的掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)左相鄰極值LNE，其中可以看出，該 左相鄰極值LNE與限定梯度突起限制值的相鄰交點(diǎn)相關(guān)，由此所選邊緣是在沿著該方向前 進(jìn)時(shí)在相應(yīng)突起P3>中出現(xiàn)的第一顯著極值。由于與所選邊緣ES/ES'相關(guān)聯(lián)的梯度突起 是（如上所概述的可以自動(dòng)確定的）沿著掃描方向的第三梯度突起P3>，因此可以將所選邊 緣突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/編輯框自動(dòng)設(shè)置為"3"（未示出）。
[0067] 在一些實(shí)施例中，可以與兩個(gè)掃描方向各自相對(duì)應(yīng)地確定魯棒極值余量REM>和 REM〈（例如圖4所示），并且可以選擇這兩個(gè)魯棒極值余量的其中一個(gè)。在一些實(shí)施例中， (例如通過(guò)選擇關(guān)聯(lián)魯棒極值余量指示符或參數(shù)編輯框等）可以手動(dòng)進(jìn)行選擇，并且可以 將邊緣梯度閾值設(shè)置在所選余量?jī)?nèi)。還可以將掃描方向設(shè)置為與所選魯棒極值余量相對(duì) 應(yīng)?？蛇x地，在一些實(shí)施例中，（例如通過(guò)手動(dòng)選擇掃描方向單選按鈕）選擇掃描方向可以 自動(dòng)選擇相應(yīng)的魯棒極值余量。
[0068] 應(yīng)當(dāng)理解，圖3和4的用戶界面示例中所示的元件的組合僅是示例性而非限制性 的。根據(jù)需要，可以在各實(shí)施例中和/或在這里所概述的操作的不同階段添加或刪除各種 元件，以及/或者可以以實(shí)現(xiàn)相似功能的不同形式來(lái)呈現(xiàn)各種元件。例如，在一些實(shí)施例 中，可以自動(dòng)確定和/或選擇最大范圍，以及/或者可以自動(dòng)確定和/或選擇魯棒極值余 量，并且可以將邊緣梯度閾值自動(dòng)設(shè)置在所確定或所選擇的最大范圍或魯棒極值余量?jī)?nèi)。 在這種情況下，在各實(shí)施例中，（例如通過(guò)顯示諸如限制值線或陰影帶等的相應(yīng)指示符）可 以為了便利而顯示與前述有關(guān)的任何期望GUI元件，或者為了簡(jiǎn)化而省略這些GUI元件。 [0069] 在一些實(shí)施例中，根據(jù)期望，可以顯示根據(jù)參數(shù)的當(dāng)前集合得到的相關(guān)梯度突起。 可選地，在各實(shí)施例中，可以顯示與上述有關(guān)的任何期望GUI元件以供用戶識(shí)別和/或確認(rèn) 和/或調(diào)整。例如，可以通過(guò)將顯示梯度分布疊加在視頻工具⑶I中（例如圖4所示）來(lái) 顯示與邊緣梯度閾值的當(dāng)前值相對(duì)應(yīng)的梯度閾值指示符，并且可以（例如通過(guò)在GUI中選 擇并且拖動(dòng)閾值指示符）手動(dòng)調(diào)整閾值指示符（和基礎(chǔ)參數(shù)）。在一些實(shí)施例中，可以顯示 根據(jù)參數(shù)的當(dāng)前集合所得的相關(guān)梯度突起，并且根據(jù)需要來(lái)與參數(shù)指示符的手動(dòng)調(diào)整相對(duì) 應(yīng)地實(shí)時(shí)進(jìn)行更新。
[0070] 盡管圖3和4所示的典型實(shí)施例示出框型工具的使用，但應(yīng)當(dāng)理解，相同的操作同 樣可以應(yīng)用于弧工具或圓工具等，其中相對(duì)于所選邊緣呈橫向的掃描線分布可以跟隨徑向 方向。
[0071] 圖5是示出如下各種考慮的圖500,其中這些考慮涉及定位多個(gè)邊緣中的特定邊 緣，特別涉及用于在魯棒極值余量中設(shè)置梯度閾值以使得邊緣定位結(jié)果對(duì)工件之間的合理 預(yù)期變化相對(duì)不敏感的方法。圖5中的元件與圖3和4的用戶界面所示的對(duì)應(yīng)元件基本相 似，并且通?？梢酝ㄟ^(guò)類推來(lái)理解。例如，除非以下另外說(shuō)明或暗示，否則圖5中的具有與 圖3和4中的附圖標(biāo)記3XX和4XX相同的后綴"XX"的附圖標(biāo)記5XX可以指定相似或相同 的元件。
[0072] 圖5示出掃描線梯度分布GP。（例如，如通過(guò)在適當(dāng)分析例程中實(shí)現(xiàn)的已知數(shù)學(xué) 方法自動(dòng)識(shí)別出的）局部最大值和局部最小值具有圖5中所標(biāo)記的梯度極值GEV。特別地， 將位于所選邊緣ES'的左側(cè)（并且包括所選邊緣ES'）的第一集合的梯度極值標(biāo)記為梯度 極值GEV-L1?GEV-L11。后綴"-LXX"表示這些梯度極值位于所選邊緣ES/ES'的左側(cè)。應(yīng) 當(dāng)理解，這些極值是沿著沿梯度分布GP從左端向著右側(cè)前進(jìn)的直至所選邊緣ES/ES'為止 并且包括所選邊緣ES/ES'的"右"掃描方向出現(xiàn)的。這些極值與確定作為"右"掃描方向 魯棒極值余量的第一掃描方向魯棒極值余量有關(guān)。
[0073] 應(yīng)當(dāng)理解，使用梯度閾值水平來(lái)限定梯度突起，其中在這里所公開的各實(shí)施例中， 這些梯度突起是用于定位所選邊緣的地標(biāo)。因而，將梯度閾值設(shè)置為距離梯度分布GP中所 展現(xiàn)出的任何極值相對(duì)較遠(yuǎn)的水平，這是有利的。這將以穩(wěn)定且可重復(fù)的方式限定梯度突 起，盡管在工件和/或工件圖像之間的特定梯度極值中存在潛在變化?？梢钥闯?，實(shí)現(xiàn)這點(diǎn) 的一個(gè)方式是將梯度閾值設(shè)置于梯度分布GP中沿著掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)的梯度 極值之間的最大間隙內(nèi)。因而，可以認(rèn)為魯棒極值余量滿足包括以下的限定條件：
[0074] (a)利用作為與強(qiáng)度梯度分布中的梯度極值相對(duì)應(yīng)的梯度極值的排名列表中的順 序值的第一梯度極值和第二梯度極值來(lái)限制魯棒極值余量，其中這些梯度極值包括在最大 范圍內(nèi)并且是沿著所確定的分布掃描方向在所選邊緣之前（包括該所選邊緣）出現(xiàn)的；以 及
[0075] (b)限制魯棒極值余量的第一梯度極值和第二梯度極值是展示以下其中之一的順 序值：(bl)排名列表中的順序值之間的最大差；以及（b2)超過(guò)邊緣特征視頻工具中所限定 的最小余量值的差。
[0076] 在圖5中，示出梯度極值GEV-L1?GEV-L11作為排名列表，因?yàn)檫@些值是按沿著 縱軸的值順次排名或排序的。通過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)GEV-L1落在與魯棒極值余量REM>有關(guān)的最 大范圍外，其中在該特定示例中，該魯棒極值余量REM>與左相鄰極值LNE有關(guān)。也就是說(shuō)， 在該特定示例中，將與魯棒極值余量REM>有關(guān)的最大范圍限制在L-SE = GEVsel = GEV-L2 和OL-LNE = GEV-nL = GEV-L11之間。因此，GEV-L1在相關(guān)最大范圍外，并且將其排除而 不予考慮。例如，其余排名列表中的順序值之間的較大差中的兩個(gè)差在GEV-L3與GEV-L4 之間和GEV-L9與GEV-L10之間。GEV-L9和GEV-L10之間的差是其余排名列表中的順序值 之間的最大差。因此，在該特定實(shí)施例中，如指示符REM>所示，GEV-L9和GEV-L10是限制 "右"掃描方向魯棒極值余量的兩個(gè)梯度極值。在該示例中，可以將梯度閾值THSP = 23.8 自動(dòng)設(shè)置在"右"掃描方向魯棒極值余量REM>的中間。然而，在一些實(shí)施例中，用戶可以選 擇將梯度閾值定位在掃描方向魯棒極值余量?jī)?nèi)的其它位置處。
[0077] 通過(guò)圖5的檢查可以看出，魯棒極值余量REM>內(nèi)（除其限制值以外）的任何位置 處的梯度閾值THSP將導(dǎo)致所選邊緣在沿著"右"掃描方向前進(jìn)時(shí)出現(xiàn)在突起P3>中。根據(jù)前 面概述的原理，可以將所選邊緣突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/編輯框自動(dòng)設(shè)置為相應(yīng)值（例如，"3"）。 因而，盡管工件和/或圖像之間的特定極值的合理變化、以及視頻工具R0I中所包括的多個(gè) 相似邊緣，但仍可以將以上概述的參數(shù)集合視為魯棒地表示所選邊緣。
[0078] 在圖5中，將第二集合的梯度極值定位到所選邊緣ES'的右側(cè)（并包括所選邊緣 ES'），并且標(biāo)記為梯度極值GEV-R1?GEV-R4。后綴"-RXX"表示這些梯度極值位于所選邊緣 ES/ES'的右側(cè)。應(yīng)當(dāng)理解，這些極值是沿著沿梯度分布GP從右端向著左側(cè)前進(jìn)、直至所選 邊緣ES/ES'為止并且包括所選邊緣ES/ES'的"左"掃描方向出現(xiàn)的。這些極值與確定作為 "左"掃描方向魯棒極值余量的第二掃描方向魯棒極值余量有關(guān)。示出梯度極值GEV-R1? GEV-R4作為排名列表，其中這些值是按沿縱軸的值順次排名或排序的。
[0079] 通過(guò)檢查，得出GEV-R4落在與魯棒極值余量REM〈有關(guān)的最大范圍外，其中在該特 定示例中，該魯棒極值余量REM〈與右相鄰極值RNE有關(guān)。也就是說(shuō)，在該特定示例中，將與 魯棒極值余量REM〈有關(guān)的最大范圍限制在L-SE = GEVsel = GEV-R1和OL-RNE = GEV-nR = GEV-R3之間。因此，GEV-R4在相關(guān)最大范圍外并且將其排除而不予考慮。其余排名列表 中的順序值之間的最大差落在GEV-R1和GEV-R2之間。因此，在該特定實(shí)施例中，如指示符 REM〈所示，GEV-R1和GEV-R2限制"左"掃描方向魯棒極值余量的兩個(gè)梯度極值。在該示例 中，可以將梯度閾值THSP = -20. 3自動(dòng)設(shè)置在"左"掃描方向魯棒極值余量REM〈的中間。
[0080] 通過(guò)圖5的檢查可以看出，魯棒極值余量REM〈內(nèi)（除其限制值以外）的任何位置 處的梯度閾值THSP將導(dǎo)致所選邊緣在沿著"左"掃描方向前進(jìn)時(shí)出現(xiàn)在突起P1〈中。根據(jù)前 面概述的原理，可以將所選邊緣突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/編輯框自動(dòng)設(shè)置為相應(yīng)值（例如，"1"）。 因而，盡管工件和/或圖像之間的特定極值的合理變化、以及視頻工具R0I中所包括的多個(gè) 相似邊緣，但仍可以將以上概述的參數(shù)集合視為魯棒地表示所選邊緣。
[0081] 在緊上所述的特定示例中，左掃描方向魯棒極值余量REM〈相當(dāng)大，并且將閾值 設(shè)置在中間。在一些實(shí)施例或應(yīng)用中，這使梯度噪聲帶變得不需要并且可以忽略或省略。 因而，左掃描方向魯棒極值余量REM〈可以擴(kuò)展至在一些實(shí)施例中可落在梯度噪聲帶內(nèi)的 GEV-R2。然而，在一些實(shí)施例中，假定梯度分布GP的形式不可預(yù)測(cè)是較為安全的，并且梯度 噪聲帶內(nèi)的極值與相對(duì)較弱的邊緣和/或紋理相對(duì)應(yīng)，并且在工件和/或圖像之間可能變 化大和/或極不可靠。因此，在一些實(shí)施例中，邊緣特征視頻工具包括自動(dòng)防止將邊緣梯度 閾值設(shè)置為包括梯度值〇的梯度噪聲帶內(nèi)的值的操作。
[0082] 在一些實(shí)施例中，對(duì)于特定梯度分布，可以將梯度噪聲帶設(shè)置為將梯度極值GEV 中絕對(duì)值最小的25 %排除。在其它實(shí)施例中，基于分析或?qū)嶒?yàn)，可以設(shè)置為已知與弱邊緣或 不可靠邊緣相對(duì)應(yīng)的預(yù)定限制值。
[0083] 在一些實(shí)施例中，在相鄰極值落在梯度噪聲帶內(nèi)的情況下，可以將最大范圍中與 該相鄰極值相對(duì)應(yīng)的對(duì)向限制值限定為：離所選邊緣極值并不比梯度噪聲帶中最接近所選 邊緣極值的限制值更遠(yuǎn)。這樣將最大范圍限制成排除了"含噪聲的"相鄰極值，由此還自動(dòng) 排除了梯度噪聲帶內(nèi)的任何含噪聲的魯棒極值余量限制值，并且自動(dòng)確保了沒有將梯度閾 值限制值設(shè)置在梯度噪聲帶內(nèi)。
[0084] 上述的右魯棒極值余量和左魯棒極值余量各自基于展現(xiàn)出排名列表中的順序值 之間的最大差的兩個(gè)順序梯度極值。然而，本實(shí)施例僅是示例性的而非限制性的。在其它 實(shí)施例中，多個(gè)邊緣操作可以包括為了提供針對(duì)合理預(yù)期的工件和/或圖像變化的穩(wěn)定結(jié) 果所確定的最小余量值或差要求，并且可以使用超過(guò)該最小余量值或差要求的任何魯棒極 值余量。
[0085] 此外，在一些實(shí)施例中，可以自動(dòng)分別確定左魯棒極值余量和右魯棒極值余量，并 且可以自動(dòng)和/或手動(dòng)選擇較大的一個(gè)（例如，在圖5中為"左"掃描方向魯棒極值余量 REM〈）。在一些實(shí)施例中，可以在左魯棒極值余量和右魯棒極值余量中所選擇的魯棒極值余 量?jī)?nèi)自動(dòng)設(shè)置邊緣梯度閾值。應(yīng)當(dāng)理解，圖3、4和5所示的示例邊緣可以向有經(jīng)驗(yàn)的用戶建 議優(yōu)選進(jìn)行從右向左的掃描，并且這里概述的方法對(duì)于該示例邊緣而言可能并不需要。然 而，應(yīng)當(dāng)理解，以上概述的方法不僅滿足該常識(shí)結(jié)論，而且還提供了在這種"常識(shí)"解決方案 和其它現(xiàn)有技術(shù)方法將失敗的情況下（例如，在諸如所選邊緣ES的左側(cè)的邊緣和紋理等的 邊緣和紋理也在所選邊緣的右側(cè)出現(xiàn)的情況下）也工作的自動(dòng)或半自動(dòng)方法。
[0086] 圖5還示出在視頻工具用戶界面的一些實(shí)施例中可以顯示的檢測(cè)魯棒性指示符 特征。該檢測(cè)魯棒性指示符可以表示與如下操作相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)程度：使用邊緣特征視頻工 具，基于邊緣檢測(cè)參數(shù)的當(dāng)前集合來(lái)檢測(cè)所選邊緣特征。例如，在假定梯度分布極值內(nèi)的合 理預(yù)期或可預(yù)測(cè)變化的情況下，23. 8處的梯度閾值指示符線示出檢測(cè)魯棒性指示符"閾值 安全性=0K (良好）"，這表示右掃描方向魯棒極值余量REM>的相應(yīng)大小使得與使用"右掃 描"參數(shù)的當(dāng)前集合來(lái)檢測(cè)所選邊緣以達(dá)到可接受或"0K"水平相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)降低。-20. 3 處的梯度閾值指示符線示出檢測(cè)魯棒性指示符"閾值安全性=高"，這是因?yàn)樽髵呙璺较螋?棒極值余量REM〈的大小大，從而針對(duì)梯度分布極值的合理預(yù)期或可預(yù)測(cè)變化，使得與使用 "左掃描"參數(shù)的關(guān)聯(lián)當(dāng)前集合來(lái)檢測(cè)所選邊緣相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)程度大幅降低。應(yīng)當(dāng)理解，檢 測(cè)魯棒性指示符可以包括與表示邊緣梯度閾值的線相關(guān)聯(lián)的顏色等。例如，可以使用綠色 閾值線來(lái)表示低風(fēng)險(xiǎn)/高安全性，可以使用黃色線來(lái)表示0K風(fēng)險(xiǎn)/0K安全性，并且可以使 用紅色線來(lái)表示高風(fēng)險(xiǎn)/低安全性。當(dāng)然，還可以使用風(fēng)險(xiǎn)指示符的任何其它便利形式。 [0087] 在一個(gè)實(shí)施例中，可以基于如下比率來(lái)自動(dòng)確定風(fēng)險(xiǎn)指示符，其中該比率為相關(guān) 魯棒極值余量（或在特定實(shí)施例或應(yīng)用中魯棒極值余量不可用的情況下的相關(guān)最大范圍 等）相對(duì)于梯度掃描線GP中所包括的梯度值的范圍的比率（例如，在一些實(shí)施例中，大 于.25的比率可以表示0K風(fēng)險(xiǎn)，并且大于.33的比率可以表示低風(fēng)險(xiǎn)）?？梢曰趯?shí)驗(yàn)或 分析來(lái)確定用于設(shè)置與以上概述的風(fēng)險(xiǎn)指示符類似的風(fēng)險(xiǎn)指示符的替代分析或替代基礎(chǔ)。
[0088] 圖6和7包括與圖5相似的分別示出用于限定梯度閾值的最大范圍、并且在與替 代最大范圍有關(guān)的替代魯棒極值余量中設(shè)置梯度閾值的各種替代例的圖600和700。圖6 和7中的元件與圖5所示的對(duì)應(yīng)元件基本相似，并且通?？梢酝ㄟ^(guò)類推來(lái)理解。例如，除非 以下另外說(shuō)明或暗示，否則圖6和7中具有與圖5的附圖標(biāo)記5XX相同的后綴"XX"的附圖 標(biāo)記6XX和7XX可以指定相似或相同的元件。
[0089] 如前面所示，在左右掃描方向的一些實(shí)施例中，可以自動(dòng)確定魯棒極值余量，并且 可以自動(dòng)和/或手動(dòng)選擇較大的魯棒極值余量。以下參考圖6和7來(lái)概述示例或相關(guān)操作， 其中所選邊緣ES/ES'是與圖5所示的邊緣不同的邊緣。
[0090] 在圖6中，將位于所選邊緣ES'的左側(cè)（并且包括所選邊緣ES'）的第一集合的梯 度極值標(biāo)記為梯度極值GEV-L1?GEV-L10。后綴"-LXX"表示這些梯度極值位于所選邊緣 ES/ES'的左側(cè)。應(yīng)當(dāng)理解，這些極值是沿著沿梯度分布GP從左端向著右側(cè)前進(jìn)、直至所選 邊緣ES/ES'為止并且包括該所選邊緣ES/ES'的"右"掃描方向出現(xiàn)的。這些極值與確定 作為"右"掃描方向魯棒極值余量的第一掃描方向魯棒極值余量有關(guān)。
[0091] 由于以上概述的原因，將梯度極值GEV-L1?GEV-L10示出為排名列表，其中這些 值是按沿縱軸的值順次排名或排序的。通過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)梯度極值GEV-L1?GEV-L10全部落 在與魯棒極值余量REM>有關(guān)的最大范圍內(nèi)，其中在該特定示例中，該魯棒極值余量REM>與 左相鄰極值LNE有關(guān)。也就是說(shuō)，在該特定示例中，將與魯棒極值余量REM>有關(guān)的最大范圍 限制在 L-SE = GEVsel = GEV-L10 和 OL-LNE = GEV-nL = GEV-L1 之間。GEV-L1 和 GEV-L2 之間的差是其余排名列表中的順序值之間的最大差。因此，在該特定實(shí)施例中，如指示符 REM>所示，GEV-L1和GEV-L2是限制"右"掃描方向魯棒極值余量的兩個(gè)梯度極值。
[0092] 第二集合的梯度極值位于所選邊緣ES'的右側(cè)（并且包括所選邊緣ES'），并且作 為梯度極值GEV-R1?GEV-R5標(biāo)記在排名列表中。后綴"-RXX"表示這些梯度極值位于所 選邊緣ES/ES'的右側(cè)。應(yīng)當(dāng)理解，這些極值是沿著沿梯度分布GP從右端向著左側(cè)前進(jìn)、直 至所選邊緣ES/ES'為止并且包括該所選邊緣ES/ES'的"左"掃描方向出現(xiàn)的。這些極值 與確定作為"左"掃描方向魯棒極值余量REM〈的第二掃描方向魯棒極值余量有關(guān)。將梯度 極值GEV-R1?GEV-R5示出作為排名列表，因?yàn)檫@些值是按沿縱軸的值順次排名或排序的。
[0093] 通過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)梯度極值GEV-R1?GEV-R5全部落在與魯棒極值余量REM〈有關(guān) 的最大范圍內(nèi)，其中在該特定示例中，該魯棒極值余量REM〈與右相鄰極值RNE有關(guān)。也就 是說(shuō)，在該特定示例中，將與魯棒極值余量REM〈有關(guān)的最大范圍限制在L-SE = GEVsel = GEV-R5和OL-RNE = GEV-nR = GEV-R1之間。排名列表中的順序值之間的最大差落在GEV-R1 和GEV-R2之間。因此，在該特定實(shí)施例中，如指示符REM〈所示，GEV-R1和GEV-R2是限制 "右"掃描方向魯棒極值余量的兩個(gè)梯度極值。
[0094] 在各實(shí)施例中，可以將差REM〈與差REM>進(jìn)行比較。在該特定示例中，REM>較大。 因此，選擇REM>作為用于檢測(cè)所選邊緣的基準(zhǔn)，并且可以在"右"掃描方向魯棒極值余量 REM>的中間自動(dòng)設(shè)置梯度閾值（例如，THSP = -35. 6)。將掃描方向設(shè)置為向右。根據(jù)前 面概述的原理，可以將所選邊緣突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/編輯框自動(dòng)設(shè)置為相應(yīng)值（例如，"2"）。 在該示例中，所選邊緣ES'是沿掃描方向在其相應(yīng)梯度突起中出現(xiàn)的第一極值。盡管在工 件和/或圖像之間的特定極值中存在合理變化、以及在視頻工具R0I中包括多個(gè)相似邊緣， 但仍可以將以上概述的參數(shù)集合視為魯棒地表示所選邊緣。
[0095] 由于工件圖像610和掃描線梯度分布GP相同，因此圖7及以下說(shuō)明與圖6相當(dāng)。 然而，在以下概述的實(shí)施例中，使用相同的最大范圍來(lái)確定各魯棒極值余量。特別地，在圖 7所示的實(shí)施例中，最大范圍的對(duì)向限制值0L離所選邊緣極值并不比兩個(gè)相鄰極值梯度值 中最接近所選邊緣的梯度分布極值的一個(gè)極值梯度值更遠(yuǎn)。在該特定示例中，右相鄰極值 梯度值GEV-nR與左相鄰極值梯度值GEV-nL相比，更接近所選邊緣的梯度分布極值GEVsel。 因此，將與魯棒極值余量REM>和REM〈這兩者有關(guān)的最大范圍限制在L-SE = GEVsel = GEV-R5 = GEV-L10 和 OL-RNE = GEV-nR = GEV-R1 之間。
[0096] 通過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)排名列表中與掃描方向魯棒極值余量REM>有關(guān)的梯度極值 GEV-L1?GEV-L3落在最大范圍外。GEV-L8和GEV-L9之間的差是排名列表中剩余的順序 值之間的最大差。因此，在該特定實(shí)施例中，如指示符REM>所示，GEV-L8和GEV-L9是限制 "右"掃描方向魯棒極值余量的兩個(gè)梯度極值。關(guān)于"左"掃描方向魯棒極值余量，梯度極值 GEV-R1?GEV-R5全部落在最大范圍內(nèi)。排名列表中的順序值之間的最大差落在GEV-R1和 GEV-R2之間。因此，如指示符REM〈所示，GEV-R1和GEV-R2是限制"右"掃描方向魯棒極值 余量的兩個(gè)梯度極值。
[0097] 在該特定示例中，REM>大于REM〈。因此，選擇REM>作為用于檢測(cè)所選邊緣的基 準(zhǔn)，并且可以在"右"掃描方向魯棒極值余量REM>的中間自動(dòng)設(shè)置梯度閾值（例如，THSP = 22.2)。將掃描方向設(shè)置為向右。根據(jù)前面所述的原理，可以將所選邊緣突起計(jì)數(shù)器參數(shù)/ 編輯框自動(dòng)設(shè)置為相應(yīng)值（例如，"2"）。
[0098]由于最大范圍是基于兩個(gè)相鄰極值梯度值中最接近所選邊緣的梯度分布極值的 極值梯度值，因此在該示例中，所選邊緣ES'是沿掃描方向在其相應(yīng)梯度突起中出現(xiàn)的唯 一極值。應(yīng)當(dāng)理解，在這些實(shí)施例中，根據(jù)梯度分布GP的特定實(shí)例，限定最大范圍的相鄰極 值無(wú)需沿掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)，盡管該相鄰極值也可以在所選邊緣之前出現(xiàn)。在 任何情況下，盡管在工件和/或圖像之間的特定極值中存在合理變化、以及在視頻工具R0I 中包括多個(gè)相似邊緣，但仍可以將以上概述的參數(shù)集合視為魯棒地表示所選邊緣。
[0099] 上述的右魯棒極值余量和左魯棒極值余量各自基于展現(xiàn)出排名列表內(nèi)的順序值 之間的最大差的兩個(gè)順序梯度極值。然而，本實(shí)施例僅是示例性的而非限制性的。在其它 實(shí)施例中，多個(gè)邊緣操作可以包括為了提供針對(duì)合理預(yù)期的工件和/或圖像變化的穩(wěn)定結(jié) 果所確定的最小余量值或差要求，并且可以使用超過(guò)該最小余量值或差要求并且落在最大 范圍內(nèi)的任何魯棒極值余量。
[0100] 可以使用已知編程方法和/或信號(hào)處理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)以上參考圖5、6和/或7概述 的原理和方法。例如，這些操作可以由前面參考圖2概述的梯度分布分析部143gpa和/或 梯度閾值部143gt和/或梯度突起計(jì)數(shù)器143gpc來(lái)自動(dòng)進(jìn)行。
[0101] 圖8A和8B示出表示如下方法和/或例程的流程圖80,其中該方法和/或例程用 于在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)中所包括的邊緣特征視頻工具的關(guān)注區(qū)域內(nèi)的多個(gè)邊緣之間進(jìn)行 判別時(shí)，提高邊緣檢測(cè)的可靠性?？梢曰趯?shí)現(xiàn)前面公開的相關(guān)操作和/或元件的各種組 合來(lái)進(jìn)行以下概述的一般方法或例程的各實(shí)施例。
[0102] 在塊810中，提供邊緣特征視頻工具，其中該邊緣特征視頻工具包括：關(guān)注區(qū)域 (R0I);由包括邊緣梯度閾值的多個(gè)邊緣檢測(cè)參數(shù)所管理的邊緣檢測(cè)操作；分布掃描方向 和梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)；以及包括關(guān)注區(qū)域指示符和邊緣選擇元件的視頻工具GUI。
[0103] 在塊820中，將工件放置在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場(chǎng)內(nèi)。
[0104] 在塊830中，使邊緣特征視頻工具工作，以在工件的所獲取圖像中限定包括多個(gè) 邊緣特征的R0I。
[0105] 在塊840中，使邊緣特征視頻工具工作，以選擇R0I內(nèi)的邊緣特征作為邊緣特征視 頻工具的邊緣檢測(cè)操作所檢測(cè)到的所選邊緣。
[0106] 在塊850中，使邊緣特征視頻工具工作，以確定分布掃描方向和邊緣梯度閾值。使 邊緣特征視頻工具工作以確定邊緣梯度閾值的操作包括以下：使邊緣特征視頻工具工作以 在具有所選邊緣的梯度分布極值作為一個(gè)限制值以及對(duì)向限制值的最大范圍內(nèi)設(shè)置邊緣 梯度閾值，其中該對(duì)向限制值離所選邊緣極值并不比如下兩個(gè)相鄰極值的兩個(gè)梯度分布相 鄰極值中的限制性梯度分布相鄰極值更遠(yuǎn)，這兩個(gè)相鄰極值與沿關(guān)注區(qū)域內(nèi)的所選邊緣的 強(qiáng)度梯度分布的所選邊緣極值鄰接，并且具有與所選邊緣的極值相反的極性。
[0107] 如前面所示，在一些實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰極值梯度值中的限制性極值梯度值（即， 用于限制最大范圍的極值梯度值）是離所選邊緣的梯度分布極值最近的極值梯度值。在這 種情況下，所選邊緣極值由此可以是在關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的唯一極值，從而可以通過(guò)以 最少的附加信號(hào)處理對(duì)極值進(jìn)行定位來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)可靠性。
[0108] 在其它實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰極值梯度值中的限制性極值梯度值可以是與沿著所確 定的分布掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)的相鄰極值相對(duì)應(yīng)的極值梯度值，而與其離所選邊 緣的梯度分布極值是否最近無(wú)關(guān)。在這種情況下，所選邊緣極值由此可以是沿著所確定的 分布掃描方向在其關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的第一極值，從而可以以非常簡(jiǎn)單的信號(hào)處理對(duì)該 極值進(jìn)行定位來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)可靠性。
[0109] 在其它實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰極值梯度值中的限制性極值梯度值可以是與沿著所確 定的分布掃描方向在所選邊緣之后出現(xiàn)的相鄰極值相對(duì)應(yīng)的極值梯度值，而與其離所選邊 緣的梯度分布極值是否最近無(wú)關(guān)。在這種情況下，所選邊緣極值由此可以是沿著所確定的 分布掃描方向在其關(guān)聯(lián)梯度突起中出現(xiàn)的最后極值。然而，在后的替代例可能需要相對(duì)更 復(fù)雜的信號(hào)處理來(lái)定位該極值，或者在一些應(yīng)用中可能被視為可靠性較差。在塊850之后， 該處理繼續(xù)進(jìn)入圖8B中繼續(xù)的附圖標(biāo)記A。
[0110] 在圖8B的附圖標(biāo)記A之后，在塊860中，使邊緣特征視頻工具工作以自動(dòng)確定與 分布掃描方向和邊緣梯度閾值相對(duì)應(yīng)的梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)。使邊緣特征視頻工具工作以自 動(dòng)確定與所確定的分布掃描方向和邊緣梯度閾值相對(duì)應(yīng)的梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)的操作包括 進(jìn)行邊緣特征視頻工具的被配置成使梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)滿足包括以下的條件的自動(dòng)操作： (a)針對(duì)至少沿著所確定的分布掃描方向在所選邊緣之前出現(xiàn)的交點(diǎn)，利用沿著強(qiáng)度梯度 分布的位于該強(qiáng)度梯度分布和所確定的邊緣梯度閾值之間的順序交點(diǎn)處的限制值來(lái)限定 梯度突起；(b)允許一個(gè)梯度突起包括與沿著強(qiáng)度梯度分布的位于條件（a)所限定的限制 值之間的多個(gè)邊緣分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)梯度極值；以及（c)梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)表示所選邊緣 相對(duì)于所限定的梯度突起的位置。在塊860之后，該處理結(jié)束。
[0111] 應(yīng)當(dāng)理解，可以進(jìn)行以上所公開的各種方法和操作，并且根據(jù)操作的學(xué)習(xí)模式，可 以顯示關(guān)聯(lián)的用戶界面特征。然后可以將該方法中所確定的參數(shù)保存在零件程序中以供將 來(lái)用在相似工件上。當(dāng)然，在各實(shí)施例中，還可以或可選地在零件程序的自動(dòng)運(yùn)行時(shí)間執(zhí)行 時(shí)實(shí)現(xiàn)這些方法。
[0112] 盡管已經(jīng)例示和說(shuō)明了本發(fā)明的各實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本公開內(nèi)容將 明白所例示和說(shuō)明的特征配置和操作序列的多種變形。因而，應(yīng)當(dāng)理解，可以在沒有背離本 發(fā)明的精神和范圍的情況下在本發(fā)明中進(jìn)行各種改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于在機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)中所包括的邊緣特征視頻工具的關(guān)注區(qū)域內(nèi)的多個(gè) 邊緣之間進(jìn)行判別的情況下提高邊緣檢測(cè)的可靠性的方法，所述方法包括以下步驟： 提供邊緣特征視頻工具，所述邊緣特征視頻工具包括關(guān)注區(qū)域即ROI、由包含邊緣梯度 閾值的多個(gè)邊緣檢測(cè)參數(shù)所管理的邊緣檢測(cè)操作、分布掃描方向和梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)、以 及包含關(guān)注區(qū)域指示符和邊緣選擇元件的視頻工具GUI ; 將工件放置在所述機(jī)器視覺檢查系統(tǒng)的視場(chǎng)內(nèi)； 使所述邊緣特征視頻工具工作，以在所述工件的所獲取圖像中限定包括多個(gè)邊緣特征 的 ROI ; 使所述邊緣特征視頻工具工作，以選擇所述ROI內(nèi)的邊緣特征作為所述邊緣特征視頻 工具的邊緣檢測(cè)操作所檢測(cè)到的所選邊緣； 使所述邊緣特征視頻工具工作，以確定所述分布掃描方向和所述邊緣梯度閾值；以及 使所述邊緣特征視頻工具工作，以自動(dòng)確定與所述分布掃描方向和所述邊緣梯度閾值 相對(duì)應(yīng)的所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)， 其中，使所述邊緣特征視頻工具工作以確定所述邊緣梯度閾值的步驟包括：使所述邊 緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在具有所述所選邊緣的梯度分布極值作 為一個(gè)限制值和對(duì)向限制值的最大范圍內(nèi)，其中所述對(duì)向限制值離所選邊緣極值不比如下 兩個(gè)相鄰極值的兩個(gè)梯度分布相鄰極值中的限制性梯度分布相鄰極值離所選邊緣極值遠(yuǎn)， 所述兩個(gè)相鄰極值沿著跨所述關(guān)注區(qū)域的所述所選邊緣的強(qiáng)度梯度分布與所選邊緣極值 鄰接，并且具有與所述所選邊緣極值相反的極性，以及 使所述邊緣特征視頻工具工作以自動(dòng)確定與所確定的所述分布掃描方向和所述邊緣 梯度閾值相對(duì)應(yīng)的所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)的步驟包括進(jìn)行所述邊緣特征視頻工具的被配 置成使得所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)滿足以下條件的自動(dòng)操作，要滿足的該條件包括： (a) 至少針對(duì)沿著所確定的所述分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)的交點(diǎn)，利用 沿著所述強(qiáng)度梯度分布的位于所述強(qiáng)度梯度分布和所確定的所述邊緣梯度閾值之間的順 序交點(diǎn)處的限制值來(lái)限定梯度突起； (b) 允許一個(gè)梯度突起包括與沿著所述強(qiáng)度梯度分布的位于所述條件（a)所限定的所 述限制值之間的多個(gè)邊緣分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)梯度極值；以及 (c) 所述梯度突起計(jì)數(shù)參數(shù)表示所述所選邊緣相對(duì)于所限定的梯度突起的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述邊緣特征視頻工具包括用于自動(dòng)防止將所 述邊緣梯度閾值設(shè)置為包括梯度值〇的梯度噪聲帶內(nèi)的值的操作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中， 在所述兩個(gè)梯度分布相鄰極值中的限制性梯度分布相鄰極值落在所述梯度噪聲帶內(nèi) 的情況下，將所述最大范圍的所述對(duì)向限制值限定為離所述所選邊緣極值不比所述梯度噪 聲帶的與所述所選邊緣極值最近的限制值離所述所選邊緣極值遠(yuǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述最大范圍內(nèi)的步驟 包括：將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述最大范圍中所包括的魯棒極值余量?jī)?nèi)，其中所述魯 棒極值余量滿足以下的限定條件，其中所述限定條件包括： (a)利用作為梯度極值的排名列表中的順序值的第一梯度極值和第二梯度極值來(lái)限制 所述魯棒極值余量，其中所述梯度極值與所述強(qiáng)度梯度分布中的包括在所述最大范圍內(nèi)、 并且沿著所確定的所述分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)且包括所述所選邊緣的梯 度極值相對(duì)應(yīng)；以及 (b)用于限制所述魯棒極值余量的所述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展現(xiàn)出以 下其中之一的順序值：(bl)所述排名列表中的順序值之間的最大差；以及（b2)超過(guò)所述邊 緣特征視頻工具中所限定的最小余量值的差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述兩個(gè)梯度分布相鄰極值中的限制性梯度分 布相鄰極值是與所述所選邊緣的梯度分布極值最近的極值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述兩個(gè)梯度分布相鄰極值中的限制性梯度分 布相鄰極值是與沿著所確定的所述分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)的相鄰極值相 對(duì)應(yīng)的極值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：進(jìn)行所述邊緣特征視 頻工具的被配置為自動(dòng)確定滿足所述限定條件的魯棒極值余量的操作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，用于限制所述魯棒極值余量的所述第一梯度極 值和所述第二梯度極值是展現(xiàn)出所述排名列表中的順序值之間的最大差的順序值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：將自動(dòng)確定的所述魯 棒極值余量以疊加在所顯示的強(qiáng)度梯度分布上的方式顯示在所述視頻工具GUI中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯 度閾值設(shè)置在所述魯棒極值余量?jī)?nèi)的步驟包括：將所述邊緣梯度閾值自動(dòng)設(shè)置在自動(dòng)確定 的所述魯棒極值余量?jī)?nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中， 被配置為自動(dòng)確定所述魯棒極值余量的操作包括：確定滿足以下條件的第一分布掃描 方向的魯棒極值余量和第二分布掃描方向的魯棒極值余量，要滿足的該條件包括： (a) 利用作為以下梯度極值的第一排名列表中的順序值的第一梯度極值和第二梯度極 值來(lái)限制所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量：與所述強(qiáng)度梯度分布中沿著所述第一分 布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)且包括所述所選邊緣的、并且包括在第一最大范圍內(nèi) 的梯度極值相對(duì)應(yīng)的梯度極值，并且用于限制所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量的所 述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展示出所述第一排名列表中的順序值之間的最大 差的順序值；以及 (b) 利用作為以下梯度極值的第二排名列表中的順序值的第一梯度極值和第二梯度極 值來(lái)限制所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量：與所述強(qiáng)度梯度分布中沿著所述第二分 布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)且包括所述所選邊緣的、并且包括在第二最大范圍內(nèi) 的梯度極值相對(duì)應(yīng)的梯度極值，并且用于限制所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量的所 述第一梯度極值和所述第二梯度極值是展示出所述第二排名列表中的順序值之間的最大 差的順序值； 使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述魯棒極值余量?jī)?nèi)的 步驟包括：選擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極 值余量的其中一個(gè)；以及將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所選擇的魯棒極值余量?jī)?nèi)；以及 使所述邊緣特征視頻工具工作以確定所述分布掃描方向的步驟包括：在選擇所述第一 分布掃描方向的魯棒極值余量的情況下，將所述分布掃描方向設(shè)置為所述第一分布掃描方 向，并且在選擇所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量的情況下，將所述分布掃描方向設(shè) 置為所述第二分布掃描方向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：將所述第一分布掃 描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量以疊加在所顯示的強(qiáng)度 梯度分布上的方式顯示在所述視頻工具GUI中，其中，選擇所述第一分布掃描方向的魯棒 極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量的其中一個(gè)的步驟包括手動(dòng)選擇以下 至少之一 ：(a)所顯不的所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向 的魯棒極值余量其中之一；以及（b)與所顯不的所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和 所述第二分布掃描方向的魯棒極值余量相對(duì)應(yīng)的所述第一分布掃描方向和所述第二分布 掃描方向其中之一。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中， 選擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分布掃描方向的魯棒極值余 量的其中一個(gè)的步驟包括自動(dòng)選擇所述第一分布掃描方向的魯棒極值余量和所述第二分 布掃描方向的魯棒極值余量中較大的魯棒極值余量；以及 將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所選擇的魯棒極值余量?jī)?nèi)的步驟包括將所述邊緣梯度閾 值自動(dòng)設(shè)置在自動(dòng)選擇的魯棒極值余量?jī)?nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一最大范圍和所述第二最大范圍滿足 以下條件其中之一 ：(a)所述第一最大范圍和所述第二最大范圍是相同的最大范圍，并且 該最大范圍的對(duì)向限制值離所述所選邊緣極值不比兩個(gè)梯度分布相鄰極值中與所述所選 邊緣的梯度分布極值最近的極值離所述所選邊緣極值遠(yuǎn)；以及（b)基于沿著所述第一分布 掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)的第一相鄰極值的梯度值來(lái)確定所述第一最大范圍，并 且基于沿著所述第二分布掃描方向在所述所選邊緣之前出現(xiàn)的第二相鄰極值的梯度值來(lái) 確定所述第二最大范圍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：將與所述邊緣梯度 閾值的當(dāng)前值相對(duì)應(yīng)的邊緣梯度閾值指示符以疊加在所顯示的強(qiáng)度梯度分布上的方式顯 示在所述視頻工具GUI中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中， 在所述視頻工具GUI中能夠手動(dòng)調(diào)整所顯示的所述邊緣梯度閾值指示符；以及 使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯度閾值設(shè)置在所述最大范圍內(nèi)的步驟 包括：手動(dòng)調(diào)整所述邊緣梯度閾值指示符。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使所述邊緣特征視頻工具工作以將所述邊緣梯 度閾值設(shè)置在所述最大范圍內(nèi)的步驟包括：將所述邊緣梯度閾值自動(dòng)設(shè)置在所述最大范圍 內(nèi)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)操作的學(xué)習(xí)模式來(lái)進(jìn)行所述方法，并且所 述方法中所確定的參數(shù)保存在零件程序內(nèi)以供將來(lái)用在相似工件上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述視頻工具GUI包括檢測(cè)魯棒性指示符，所述 檢測(cè)魯棒性指示符表示與如下操作相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)程度：使用所述邊緣特征視頻工具基于所 述邊緣檢測(cè)參數(shù)的當(dāng)前集合來(lái)檢測(cè)所選邊緣特征，以及 所述方法還包括將所述檢測(cè)魯棒性指示符顯示在所述視頻工具中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：將與所述邊緣梯度 閾值的當(dāng)前值相對(duì)應(yīng)的邊緣梯度閾值指示符以疊加在所顯示的強(qiáng)度梯度分布上的方式顯 示在所述視頻工具GUI中，其中所述檢測(cè)魯棒性指示符包括與所述邊緣梯度閾值指示符相 關(guān)聯(lián)的顏色。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104121852SQ201410174629
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】R·K·布林爾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三豐