基于圖像處理的石英晶體片分選系統(tǒng)

　　5 圖像處理

　　圖像處理軟件包的作用是通過圖像數(shù)字處理的方法對石英晶體片進(jìn)行缺陷檢測、分類、統(tǒng)計(jì)和顯示，并將分類結(jié)果發(fā)送至控制器。該系統(tǒng)既可以處理矩形石英晶體片，也可以處理圓形石英晶體片，這兩種形狀不同的石英晶體片的處理流程是不一樣的。考慮到圖像處理技術(shù)屬另一門學(xué)科，過于詳細(xì)的敘述會使文章冗長且難以理解，本文僅以圓形石英晶體片的炸心缺陷為例，簡單介紹系統(tǒng)是如何對圖像進(jìn)行數(shù)字處理，完成分類的。

　　圓形石英晶體片的缺陷主要有：炸心、劃痕、陰影、崩邊、炸口、斷裂等。每一種缺陷都有相應(yīng)的編碼。系統(tǒng)通過對合格品的圖像建模，產(chǎn)生一個樣本模板。生產(chǎn)過程中每一個石英晶體片的圖像都與模板相比較，如果沒有差別就是合格品，如果有差別再按不同的判定準(zhǔn)則逐一判別，直到產(chǎn)生缺陷編碼為止。 本系統(tǒng)采用單色攝像頭，所得圖像是256級灰度。石英晶體片的完好部分與缺陷部分在灰度等級上存在一定差別，各種不同的缺陷灰度等級也不相同，缺陷有一定的形狀、面積并占據(jù)某一位置，這些特征都是對石英晶體片檢測和分類的依據(jù)。

　　炸心缺陷的檢測過程如下：

　　1) 邊緣檢測。使用Prewitt邊緣檢測法，對圓形石英晶片的實(shí)際目標(biāo)進(jìn)行邊緣檢測，然后用相應(yīng)的門限值進(jìn)行二值化。將經(jīng)過二值化后的圖像與模板相比較，取出兩者都是白色的區(qū)域，對這些白色區(qū)域進(jìn)行區(qū)域標(biāo)記，缺陷就保留在其中。

　　2) 面積判別。細(xì)小的污點(diǎn)在經(jīng)過邊緣檢測之后也會表現(xiàn)為白色區(qū)域，為避免對檢測產(chǎn)生干擾，首先要檢查被標(biāo)記的區(qū)域，保留那些面積大于相應(yīng)門限值的區(qū)域。

　　3) 位置判別。炸心不與邊緣連接，所以還要進(jìn)行位置的判別。判斷可能的缺陷區(qū)域是否與邊緣相連，是否完全處于邊緣附近。如果不是，再進(jìn)行下面的灰度判別。

　　不同的缺陷其灰度等級是不同的，通過對各種缺陷的灰度測定，可以找出相對應(yīng)的灰度值作為判定缺陷的門限值。實(shí)際拍攝的圖像灰度與炸心的灰度門限值相比較，高于此值即可判定為炸心。至此，完成了圓形石英晶片內(nèi)部的炸心缺陷檢測。

　　圖6為一個圓形石英晶片內(nèi)部缺陷(炸心)的檢測結(jié)果，右圖中白色線條是檢測出的炸心形狀和位置，在左圖的對應(yīng)位置上可以看到一條灰度較大的線條，該線條就是炸心的圖像顯示。

　　6 結(jié)束語

　　對石英晶體片品質(zhì)分選系統(tǒng)進(jìn)行的大量測試表明，該系統(tǒng)對石英晶體片缺陷的檢出率達(dá)到100％，錯誤檢出率為0，缺陷分類正確率達(dá)到95％，分選速度已經(jīng)接近人工分選速度。今后的工作是進(jìn)一步推廣應(yīng)用，并在大量應(yīng)用的基礎(chǔ)上逐步統(tǒng)一缺陷分類，建立行業(yè)內(nèi)公認(rèn)、量化的缺陷分類標(biāo)準(zhǔn)。