用于自动化图像检测的数字掩光系统和方法
【专利摘要】本文所述的系统和方法涉及用于自动化图像检测的数字掩光系统和方法。首先，一种数字掩光系统，该数字掩光系统包括视频信号；源光，该源光输出发射光；数字光掩膜，该数字光掩膜衰减发射光；和视觉系统。这些系统可检测一次性吸收制品。其次，一种用于自动化图像检测的方法，该方法包括以下步骤：生成视频信号；提供均匀的源光，该源光输出发射光；提供数字光掩膜，该数字光掩膜衰减发射光；朝制品引导衰减的光；以及用视觉系统检测制品。该均匀的源光可为LED光，该数字光掩膜可为LCD面板，该衰减的光可被朝向一次性吸收制品引导，和/或该视觉系统可包括照相机。
【专利说明】用于自动化图像检测的数字掩光系统和方法
【技术领域】
[0001]本专利申请整体涉及用于自动化图像检测的数字掩光系统和方法。更具体地，本专利申请涉及在线机器视觉检测方法，这些方法采用LCD面板数字掩光系统。
【背景技术】
[0002]在自动化图像检测领域内，背光照明是一种常见的用来在被检测物体与背景之间生成高水平对比度的照明技术。背光成像设备通常由高度均匀的光源组成，所述光源跨越被检测物体后面的限定区域。背光照明技术的效果正比于被检测物体与背景介质之间的不透明度(或者透射率)的相对差值。
[0003]当检测到具有非均匀不透明度特征的物体时，发生背光成像设备常常遇到的问题。由非均匀不透明度引起的负面效应可作用于被检测物体以及背景两者。在涉及此类变化的情况下，对背光强度的最佳设定值必须考虑所涉及的平均不透明度，所述平均不透明度通常在用于检测的所得图像中导致各种明区域和暗区域。此类图像伪影的存在将导致劣化的信噪(SNR)比，这将负面地影响成像系统测量的精密度和准确度。
[0004]为了减轻这种对具有非均匀不透明度的物体的负面成像效应，引入了分区背光的概念。通过将均匀的背光细分成各种离散区域或区来实现分区背光，所述区域或区能够单个地被调节至特定的输出光强度。这提供了一种用以补偿在被检测物体(或背景)内所包含的具有非均匀不透明度的局部区域的机制。该方法的效果与细分区域的面积成反比；所述区域越�。蛘彰鞑钩サ姆直媛示统�。
[0005]迄今为止，非常少的照明公司提供可商购获得的分区背光以用于自动化图像检测的目的。此外，在其中提供分区背光能力的少数情况下，分辩率极为粗糙因而不具有任何实际的用途以用于对高度非均匀物体诸如一次性吸收产品进行自动化图像检测。
[0006]在所有可商购获得的情形中，这套用于实现初步分区背光照明的方法是通过离散地分组和控制光源元件(通常为发光二极管(LED))来进行的。该方法受限于所需的用以独立控制每个LED区中的电流/电压量的电子器件的复杂度，并且导致实际上仅获得少数此类区。例如，通过使用出自Advanced Illuminat1n的单一 Pulsar 710系列控制器所可能获得的独立区的数目不多于四个区。这种先前建立的对自动化图像检测实现粗糙照明补偿的方法涉及对光发射源元件(例如LED)进行离散分组和强度控制。由于实际上难以实现并校准大数目的独立组，该方法导致低保真度的补偿。
[0007]因此，需要一套另选的对于离散区和分区背光概念的方法。期望一种用于自动化图像检测的数字掩光系统和方法，其在根本上不同于当前市场上可得的传统光照方法。由于面临检测具有更大细节水平和复杂度的物体的难题，我们需要创建成本过高且占用空间过多的复杂布置方式的电子器件(例如，控制器、致动器、放大器等)。因此，期望一种更节省成本且更易于复制的系统。另外，还需要更高分辩率的照明系统来检测这些更高细节水平的物体。这些均是本发明的目标；本文所述的实施例可实现这些目标的各种组合。具体实施例可但非必需地实施每一目标。
【发明内容】
[0008]本发明涉及一种数字掩光系统，其包括视频信号；源光，其输出发射光；数字光掩膜，其衰减发射光；和视觉系统。此外，本发明还涉及能够检测一次性吸收制品的数字掩光系统。
[0009]本发明还涉及一种用于自动化图像检测的方法，该方法包括以下步骤:生成视频信号；提供均匀的源光，其输出发射光；提供数字光掩膜，其衰减发射光；朝制品引导衰减的光；以及用视觉系统检测制品。此外，本发明还涉及用于自动化图像检测的方法，其中均匀的源光为LED光，其中数字光掩膜为LCD面板，其中衰减的光朝一次性吸收制品被引导，和/或其中视觉系统包括照相机。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]专利或专利申请文件包含至少一个用颜色表示的附图。本专利或专利申请公布的具有彩色附图的副本在有人索取并支付必要费用的情况下将由专利局提供。
[0011]应当理解，前述一般说明和以下的详细说明均描述了各种系统和方法，并且旨在提供概述或框架以供理解受权利要求书保护的主题的性质和特性。包括了附图以提供对所述各种系统和方法的进一步的理解，并且它们被并入到本说明书中并构成本说明书的一部分。这些图示出了本文所述的各种系统和方法，并且连同本说明书一起来阐释受权利要求书保护的主题的原理和操作。
[0012]图1示出了现有技术的自动化图像检测方法的流程图；
[0013]图2示出了根据本文所公开的系统和方法的新的自动化图像检测方法的流程图；
[0014]图3示出了一种示例性传统背光照明系统；
[0015]图4不出了一种不例性传统前光照明系统；
[0016]图5示出了一种典型的IXD构造(单一像素);
[0017]图6示出了根据本文所公开的系统和方法的第一示例性前光照明系统；
[0018]图7示出了根据本文所公开的系统和方法的第一示例性背光照明系统；
[0019]图7A和7B示出了图7的系统，示出了制品的具体部件可被分离以便改善检测结果;
[0020]图8示出了示例性一次性吸收制品的图像，其中制品为不足/过分曝光的；
[0021]图9示出了图8的反转图，并且示出了一种理想的图像补偿；
[0022]图10示出了图9的若干实例的叠加，其表示典型的过程变化；
[0023]图11示出了影响照相机CXD像素光的IXD像素的光学路径；
[0024]图12A示出了示例性一次性吸收制品的未校正图像；
[0025]图12B示出了根据本文所述的系统和方法校正的示例性一次性吸收制品的图像；
[0026]图13A- 13F包括一序列的2D图像，示出了随着区数目在整个序列中的增加而递增的逼近于图10的保真度；
[0027]图14A- 14F包括一序列的3D图像，示出了随着区数目在整个序列中的增加而递增的逼近于图10的保真度；
[0028]图15示出了连续区段的实现；
[0029]图16A和16B示出了跨越七个相邻区的剖视曲线图；
[0030]图17A和17B示出了假定33%漫射时的剖视曲线图；并且
[0031]图18A和18B示出了跨越数千个相邻IXD背光像素的剖视曲线图。
【具体实施方式】
[0032]如本文所用，术语“吸收制品”包括一次性制品，诸如卫生巾、卫生护垫、棉塞、阴道栓剂、阴唇间装置、伤口敷料、尿布、成人失禁衬垫、擦拭物、其它卫生产品、以及它们的组合。此类吸收制品中的至少一些旨在用于吸收体液，诸如经液或血液、阴道分泌物、尿液和粪便。擦拭物可用来吸收体液，或可用于其它目的，诸如用于清洁表面或洗涤面部。上述各种吸收制品将通常包括液体可渗透的顶片、接合到顶片的液体不可渗透的底片和在顶片和底片之间的吸收芯。
[0033]如本文所用，术语吸收制品的“部件”是指吸收制品的各个组分，诸如顶片、采集层、液体处理层、吸收芯或吸收芯的层、底片、和阻隔物诸如阻隔层和阻隔箍。在一些实施例中，“材料”等同于部件；而在其它实施例中，材料被更广义地定义为制品的基底或部分。
[0034]如本文所用，术语“横向”或“⑶”是指在纤维网的平面内垂直于纵向的路径。
[0035]如本文所用，术语“一次性的”描述不旨在被洗涤、或换句话讲复原或作为吸收制品或产品再使用的吸收制品和其它产品(即，它们旨在在使用后被丢弃，并且优选地被回收利用、堆肥处理或换句话讲以环境相容的方式处理)。
[0036]如本文所用，术语“纵向”或“MD”是指材料诸如纤维网沿整个制造过程前进的路径。
[0037]应当理解，在整个本文的说明书和权利要求书中均可使用对源光、背光、前光、侧光、顶光、底光、明区段和暗区段、以及其它结构性照明型式的指称。这些指称是指启用整个组的结构性照明型式。
[0038]另外，虽然本文所讨论的例子是指使用光来补偿对制品的照明，但应当理解，这些例子也涵盖了反向意义:补偿对背景的照明。
[0039]对该系统和方法的概述
[0040]本文所述的系统和方法涉及用于自动化图像检测的数字掩光系统和方法。本发明通过如下方法提供了一种创建可调节的光照区的另选形式:控制源光穿过中间介质(例如，液晶显示器(LCD)掩膜)的相对透射，而不是试图直接控制光发射，如分区背光方法所做的那样，如图1所示。这种传统的照明100方法使用了硬线构型。多个强度控制器110，112，114向LED光源120提供电压和电流，所述光源包括多个LED区(或组)122，124，126。LED光源120可行地包括10，000个单个LED,该10，000个单个LED分散到约八个区中(难以获得多于十二个区，因为需要用于每个组的控制器来控制电压和电流)。LED光源120朝被检测产品130发射光120’。过滤后的光130’穿过并围绕产品130，从而提供足够的光照以供照相机和/或视觉系统140捕获检测图像。
[0041]本发明的方法不依赖于对光进行离散分区。相反，这些方法依赖于平滑的连续可变的衰减区段，如图2所示。图2示出了本发明的自动化图像检测方法200。强度控制器210向均匀的源光220提供电压和电流。源光220可为LED光、红外光、紫外光、白光等、或它们的组合。适宜地，源光220为高效光，这是指从安全角度来讲该光源不生成过量的热。源光220以任何可见光光谱工作，无论是单色的还是彩色的。适宜地，源光220为LED光；LED光通常生成极少或不生成过量的热，所占用的面积较�。褂檬倜ぃ⑶曳浅０踩�。当所述均匀的源光220为单色时，一般发射较高强度的光(例如，由于缺乏颜色过滤)。当所述均匀的源光220为彩色时，一般发射较低强度的光；然而，彩色源光产生全彩调节，这是可取的。所述均匀的源光220可为背光、前光、侧光、顶光、底光、或它们的组合。所述均匀的源光220向数字光掩膜240提供发射光220’。
[0042]数字光掩膜240为一种IXD面板(或屏幕)，其包括至少一个IXD像素242，244，246，所述像素衰减发射光200’。适宜地，数字光掩膜240包括多个像素242，244，246。
[0043]生成视频信号230并将其输入到数字光掩膜240中。每一像素均由视频信号230控制。视频信号230可为专用装置，诸如计算机等。视频信号230具有非常高的分辩率，并且包括例如至少二十个像素。视频信号230确定数字光掩膜补偿。所述补偿能够提供数字可重复性有益效果。
[0044]数字光掩膜240可为单色的或彩色的，并且可为静态的或动态的。相对于连续光，可使用提供脉冲光的频闪光。衰减的光240’形成复合照明图案，诸如曲线(而基本复合图案包括标准网格图案等)。衰减的光240’朝向产品250或材料被引导，使得产品250或材料可被检测。
[0045]产品250为制造的产品，诸如手机部件、机动车部件、衣服、吸收制品、通常受检测的另一种类型的产品等。适宜地，产品250为吸收制品或其部件。甚至更适宜地，产品250为选自卫生巾、卫生护垫、尿布、成人失禁衬垫、或它们的组件的一次性吸收制品。
[0046]衰减的光240’被产品250反射、透射、或吸收以产生特征或部件的可见对比度。至少透射光250’穿过并围绕产品250，从而提供足够的光照以供视觉系统260捕获检测图像。视觉系统260可包括照相机。照相机可为单色的或彩色的。适宜地，照相机为单色的。源光220和数字光掩膜240的组合能够用来经由反射、透射、吸收、或它们的组合来提高产品250的所期望的结构或部件的对比度。视觉系统260为在线视觉系统，这是指其被并入到制造线中从而以及时方式检测产品250。某个文件将表示被检测物体的2D图像。所述文件和检测图像用来检测产品250。
[0047]本文所述的数字掩光系统和方法的创新之处涉及通过衰减光而不是控制光发射来操控所期望的光照特征。该方法利用了可商购获得的彩色或单色LCD面板。本发明的系统生成复合照明图案以用于自动化图像检测，诸如基于在线机器视觉的检测。这种创新提供了精确的照明补偿以校正自动化图像检测系统(例如，机器视觉系统)由于产品/材料的变化(密度、不透明度等)所造成的成像的不足之处，从而导致对被检测产品/材料的更高保真度的成像并减小废料成本。另外，还可检测或监测产品的彩色部分。与传统方法相t匕，该数字光掩膜提供了一种极高分辩率的且可按数字方式重复的补偿方法。照明校正不需要代表检测系统的处理时间。例如，通过使用可编程的物理衰减区段进行图像相减是不需要处理时间的。该数字光掩膜可有利地应用于涉及与较差机器视觉检测图像相关联的品质/废料损耗的任何制造过程。静态或动态(每产品或滚动平均)数字光掩膜在本发明的范围内。
[0048]与传统分区背光照明系统和方法相比，本文所述的本发明的系统和方法是非常不同的且为极大地改进过的。例如，本发明的系统使用均匀的光并用数字光掩膜修改它，而传统分区背光系统采用的是光区。此外，本发明的系统依赖于衰减的光，而传统分区背光系统依赖于发射光。本发明的系统使用掩膜来遮挡我们不想要的光，而传统分区背光控制所发出的光的量。另外，本发明的系统使能使用彩色光和单色光/可见白光，而传统分区背光系统使得其极难以使用色彩，因为这样做将需要使用用于红色、绿色、和蓝色的三重控制器。利用本发明，可提供任何可能的颜色范围。另外，本发明的系统可用仅一个控制器来运行，而传统分区背光系统需要多个控制器。
[0049]图3和4举例说明了传统分区照明系统。图3示出了用于检测吸收制品320的传统背光照明系统300，所述吸收制品包括七个单个部件321，322，323，324，325，326，327。吸收制品320包括后侧332和前侧334。定位成靠近制品320的后侧332的LED光源310朝制品320的后侧332发射光310’ ；过滤后的光320’被透射穿过制品320，并且照相机340捕获制品320的图像。图4示出了用于检测吸收制品420的传统前光照明系统400，所述吸收制品包括六个单个部件421，422，423，424，425，426。吸收制品420包括后侧432和前侧434。定位成靠近制品420的前侧434的LED光源410朝制品420的前侧434发射光410’ ；反射光420’朝向照相机440被引导，所述照相机捕获制品420的图像。这些源光系统均不包括本发明的数字光掩膜。
[0050]数字光掩膜
[0051]通过使用设置在高度均匀的背光前面的像素矩阵数字光掩膜，能够容易地实现极高分辩率的衰减区段的具体实施，如图5所示。图5示出了一种典型的LCD面板(单一像素)500，其包括后玻璃510、偏振膜520、液晶530、任选的滤色器540、偏振膜550、和前玻璃560。也示出了光源580和输出光590。各个像素均为电子可寻址的并且能够单个地被调节，使得它们的相对透射率确定允许穿过它们的相应区域的光量。现在能够通过操控无数的单个像素而不是先前所述的粗糙区域来产生具有高分辩率补偿的用于成像目的的连续变化的衰减区段。所述任选的滤色器通常包括红色滤色器阵列、绿色滤色器阵列、和蓝色滤色器阵列(例如，如存在于彩色监视器中的)。
[0052]IXD像素矩阵技术常常用于可商购获得的电视和计算机监控器的构造中，它们通常被设计成适应于人类的视觉。然而，当用作用于自动化图像检测系统的背光时，现有的LCD监视器不能够产生在制造线上进行高速产品检测所需的足够量的输出强度。可通过将标准LCD显示器中的低强度背光(通常为荧光)替换成高强度的LED自动化图像检测系统背光来消除该缺陷。相比于自动化图像检测系统领域中可商购获得的任何传统方法，结合传统系统LED背光利用LCD元件提供了显著的性能上的阶跃变化。在其它实施例中，源光无需为LED光，而是可为任何光源，诸如红外光、紫外光、白光、或其它光。可基于所期望生成的颜色或图案来选择背光。
[0053]图6和7A - 7C示出了本发明的数字掩光系统。在这些例子中，这些材料组合起来以产生一次性吸收制品。箭头表示光的方向。
[0054]图6示出了根据本文所公开的系统和方法的用于检测吸收制品630的前光照明系统600。吸收制品630包括六个单个部件631，632，633，634，635，636，后侧642和前侧644。均匀的光源610和数字光掩膜620定位成靠近制品630的前侧644。所述均匀的光源610朝数字光掩膜620发射光610’ ；数字光掩膜620衰减发射光610’以产生衰减的光620’。衰减的光620’朝向吸收制品630的前侧644被引导。反射光630’朝向视觉系统650被引导，所述视觉系统捕获制品630的图像。
[0055]图7示出了根据本文所公开的系统和方法的用于检测吸收制品730的背光照明系统 700。吸收制品 730 包括^^一个单个部件 731，732，733，734，735，736a, 736b, 737，738，739，740、后侧742、和前侧744。均匀的光源710和数字光掩膜720定位成靠近制品730的后侧742。所述均匀的光源710朝数字光掩膜720发射光710’ ；数字光掩膜720衰减发射光710’以产生衰减的光720’。衰减的光720’朝向吸收制品730的后侧742被引导。透射光730’朝向视觉系统750被引导，所述视觉系统捕获制品730的图像。虽然图7示出了被检测的完整制品730，但也应当认识到，制品730可在各种制造阶段被检测。因此，图7A和7B为未完成型式的图7的制品730。在图7A中，吸收制品730中存在部件736a，但不存在部件736b。相似地，在图7B中，吸收制品730中存在部件736b，但不存在部件736a。当部件以其他方式重叠或处于复合关系时，该类型的型式可有利于检测。
[0056]本文所述的数字掩光系统和自动化图像检测方法能够用于需要极精密地控制照明的任何物体或制品，其中产品具有变化的不透明度等。在一些实施例中，本文所述的系统和方法用来检测一次性吸收产品。另外，本文所述的系统和方法还可用来检测卫生制品。例如，厚卫生巾可包括密度有变化的纸浆芯。密度增大的区域显现得较暗，并且密度减小的区域显现得较明。
[0057]所得的系统提供了一种能够产生具有许多增强之处的补偿掩膜的背光，其中所述增强之处选自:高分辩率补偿掩膜(几百万像素)、复合补偿掩膜(任何图案)、静态补偿掩膜、动态补偿掩膜(例如，每产品补偿、流动平均等)、补偿掩膜的可重复性(由于数字存储)、高速制造检测系统所需的高水平的输出光、以及它们的组合。
[0058]数字掩膜计算，静态方法
[0059]下文描述用于针对给定的被检测产品确定最佳补偿掩膜的方法。该示例示出了一种可能的用于由机器视觉系统检测的一次性吸收卫生制品的补偿技术。
[0060]如图8所示，给定示例性一次性吸收制品830 (此处为女性卫生制品)的图像800，所述吸收制品包含各种水平的不透明度，由于相异的材料密度，显而易见该图像的各种区域为曝光不足的860或曝光过度的870。不存在照明补偿。为了归一化或平衡图像，补偿机制必须允许分别放大/衰减背光输出的不足/过度曝光的区域。所需的补偿量将与图像的反转图成比例。图9示出了图8的反转图；其示出了理想补偿900以平衡吸收制品830的图像800。由于LCD仅能衰减光(不能进行放大)，因此需要最高背光输出的图像区域将对应于0%衰减的像素强度(“白”像素)。相反地，需要最低背光输出的图像区域将对应于100%衰减的像素强度(“黑”像素)。就IXD数字光掩膜而言，中间程度的衰减由IXD类型、LCD滤光器(单色对彩色)、和电子器件的每像素位分辩率确定。白像素和黑像素之间的衰减跨度称作LCD的动态范围。
[0061]从实际的制造观点来讲，图9所示的反转图像900不足以单独地用作掩膜，因为其不考虑任何过程变型。依赖于制造过程所固有的变型(放置情况、材料特性等)，需要叠加平均若干个反转图像来表示所述可能的变型。这样，就确定了平均补偿掩膜。图10示出了如图9所示补偿的若干实例的叠加1000，其表示典型的过程变型。这产生期望的的补偿掩膜。就动态补偿而言，将不需要对产品进行此类平均化，因为可基于单个产品(每产品)来重新计算补偿掩膜。
[0062]一旦确定了补偿掩膜，就必须有效地校准它以便对所得产品图像产生期望的影响。对于任何给定LCD背光像素,存在唯一的光学路径,其将对应于祀标CCD (电荷稱合器件)成像器像素。为了说明的目的，假定IXD的数目与CXD像素之间精确的1:1映射，但在实施过程中这不是必需的。图11示出了示意图1100，其示出了背光1110、IXD面板1120、LCD像素1122、光学路径1130,透镜1140,照相机CCD 1150,照相机CCD (变焦)1160、和CCD像素1170。示意图1100示出了影响照相机CXD像素1170光的IXD像素1122的光学路径1130。(注:为了进行示意性的说明，图11极大地夸大了照相机CXD 1150/1160的标度。)限定IXD背光1110像素1120与靶标CXD像素1170之间的关系的光学路径1130的二维阵列由下列确定:该设备的物理几何形状、LCD/CCD的分辩率、和成像装置所用的聚焦元件(例如，透镜1140)。可能需要以下操作的任何组合以便针对CCD成像系统校准LCD数字光掩膜；因此，操作选自:增益/偏置、MD平移、⑶平移、标度转换、旋转转换、MD反转/翻转(光学器件可反转图像)、CD反转/翻转(光学器件可反转图像)、畸变去除(光学器件可使图像畸变)、以及它们的组合。在实施过程中，所述校准规程将涉及在LCD背光上显示各种测试图案；以及在所述CCD上记录所得图像。基于该信息，能够确定上文列出的所需转换。
[0063]图12A示出了根据本文所述的系统和方法的示例性一次性吸收制品1200a的未校正的图像，并且图12B示出了示例性一次性吸收制品1200b的校正过的图像。相比于在未校正的制品1200a图像中可见到的部件，在校正过的制品1200b图像中可见到更多部件(诸如衬垫1210、包裹物1220、和条带1230)。
[0064]传统分区背光对数字掩光方法
[0065]以下分析用来以理想化方式示出传统分区背光源与本发明的数字掩光(例如，IXD背光)方法之间的根本差别。分区背光被定义为如下任何背光，其包含受到独立电子强度控制的两个或更多个不同组的光照源元件(例如，LED)。关于更多信息，参见本专利申请的【背景技术】部分。用于该分析的软件为ImageJ (见Rasband, ff.S., ImageJ,U.S.Nat1nal Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, http://imagej.nih.gov/i j/, 1997-2011 ；http://rsbweb.nih.gov/i j/docs/index, html)，其是开源图像编辑器，以及用于 ImageJ 的 3D 表面绘图器插件(见 http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/surface-plotter.html)。
[0066]为了示出所述两套方法之间的补偿能力上的巨大差别，考虑图13A-13F和图14A-14F分别所示的2D和3D图像序列。这些图示出了随着区数目在整个序列图13A-13F和图14A-14F中的增加而逼近于图10的递增的保真度。因此，图13A和14A示出了 150X150像素区1310，1410 ;图13B和14B示出了 100X 100像素区1320，1420 ;图13C和14C示出了75 X 75 像素区 1330，1430 ;图 13D 和 14D 示出了 50 X 50 像素区 1340，1440 ;图 13E 和 14E 示出了 25 X 25像素区1350，1450 ;并且图13F和14F示出了极限情况为连续区段1360，1460。图13A表示将背光分解为二十个离散区1310并进行调节以逼近图10的示例补偿掩膜。为透视图，对于递送二十个独立强度区的传统分区背光，调节是表示实际上获得的高水平的复杂度，其中实用度随着图13A-F和14A-F所示的序列以几何方式减小。每个序列中的最终图像(图13F和图14F)表示用307，200独立像素^40X480像素网格)制成的逼近程度，并且表示非常适度分辩率的LCD显示器的能力。在实施过程中，现代可商购获得的LCD面板具有容易地归入到几百万像素范围内的分辩率。
[0067]一旦数字光掩膜(例如，背光IXD)的分辩率超过了 C⑶成像装置的分辩率，所得补偿掩膜从照相机的观点来讲就不再是离散的，而是被更好地描述为连续区段。图15示出了 3D等高线图，其示出了在用来精确地补偿图像的复合梯度中没有中断部分。因此，图15示出了连续区段1510的实现。
[0068]为了更好地示出分区背光的任何实际的具体实施所固有的中断部分，可检查所得输出光的横截面。图16A和16B示出了横截面的曲线图，其跨越由黄线Y指示的七个相邻理想化区1610(位于曲线图的左侧)。该75X75像素区的示例横截面1620为离散的。注意在输出光中存在高度不期望的中断部分。高对比度的中断部分的存在有效地劣化了背光补偿的信噪比，因为中断部分可能在机器视觉系统中显现为不可取的假边。
[0069]在实施过程中，没有分区背光能够递送如图16A和16B所示的此类完美限定的周边。背光区的锐度将高度地受到物理构造尺寸、LED透镜角、和所用的任何漫射/折射层的影响。图17A和17B示出了更现实的分区背光实例1710，其中假定了 33%的漫射。该75X75像素区的示例横截面1720仍然为离散的。
[0070]尽管考虑了漫射情形，但对应的横截面的曲线图仍然展示出固有的离散性质，其中中断部分现在显现为各区之间的梯度。应该指出的是，相邻区之间的梯度的这种精确外形通常绝不是如图所示完美线性的，而相反是出自相邻区的输出光的复合叠加。由于该原因，建立分区背光是异常困难的。
[0071]就数字掩光方法而言，不能迫使补偿掩膜在根本上呈现任何(通常不可取的)离散特征。图18A和18B示出了横截面的曲线图，其跨越由曲线图上的黄线Y指示的数千个相邻LCD背光像素1810。补偿区段的该示例横截面(黄线)为连续曲线1820。注意横截面的曲线图的非线性特性不同于先前提及的离散分区背光曲线图的情形。
[0072]除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一个文件，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此以引用方式全文并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予那个术语的含义或定义为准。
[0073]尽管举例说明和描述了本发明的具体系统和方法，但本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它的改变和变型。因此，所附权利要求旨在涵盖属于本发明范围内的所有这些改变和变型。
【权利要求】
1.一种数字掩光系统，包括: a)视频信号； b)源光，所述源光输出发射光； c)数字光掩膜，所述数字光掩膜衰减所述发射光；和 d)视觉系统。
2.一种用于自动化图像检测的方法，包括以下步骤: a)生成视频信号； b)提供源光，所述源光输出发射光； c)提供数字光掩膜，所述数字光掩膜衰减所述发射光； d)朝制品引导所裳减的光；以及 e)用视觉系统检测所述制品。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统或方法，其中所述视频信号确定数字光掩膜补偿。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所衰减的光形成复合照明图案。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述源光为均匀的、高效率的，或 LED。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述源光为单色的或彩色的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述源光选自:背光、前光、侧光、顶光、底光或它们的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述系统还包括具有所期望的特征的制品，并且其中所述源光通过反射、透射、吸收或它们的组合来提高所期望的特征的对比度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述系统还包括具有非期望的特征的制品，并且其中所述源光通过反射、透射、吸收、或它们的组合来衰减所述非期望的特征的对比度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述数字光掩膜包括像素矩阵、IXD面板、或至少两个IXD像素。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述数字光掩膜为单色的或彩色的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述数字光掩膜为静态的或动态的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，其中所述视觉系统为优选地包括照相机的在线机器视觉系统。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统或方法，还包括与所述源光相关联的强度控制器，其中所述强度控制器控制提供给所述源光的电压和电流。
15.根据权利要求2-14中任一项所述的系统或方法，其中被检测的所述制品为一次性吸收制品。
【文档编号】G01N21/88GK104204784SQ201380015587
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】J·G·伯廷, R·K·辛格 申请人:宝洁公司
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