專利名稱：卷筒材料的檢查方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)檢查系統(tǒng)，更具體地涉及對(duì)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒材料進(jìn)行光學(xué)檢查的系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù)：
用于分析運(yùn)動(dòng)的卷筒材料的檢查系統(tǒng)已經(jīng)被證明對(duì)現(xiàn)代制造過程是非常重要的。各種如金屬制造，造紙，非織物和薄膜等工業(yè)在產(chǎn)品檢驗(yàn)和在線工藝監(jiān)測等方面都依賴于這些檢查系統(tǒng)。如果在卷筒材料的制造以后再對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行離線或人工檢查，則產(chǎn)品質(zhì)量的相當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)費(fèi)用將要昂貴得多。
在所有這些檢查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的一個(gè)困難因素是高數(shù)據(jù)速率的獲得和處理。傳統(tǒng)的商業(yè)卷筒材料的制造過程都利用需要每秒幾十或甚至幾百兆像素的檢查數(shù)據(jù)獲得速率的卷筒尺寸和卷筒速度。另外，為了完全地掃描運(yùn)動(dòng)的卷筒材料，這些數(shù)據(jù)速率要以連續(xù)的方式提供。該特別提到的數(shù)據(jù)速率被認(rèn)為是廣泛的并導(dǎo)致了處理高連續(xù)數(shù)據(jù)速率的專用圖象處理設(shè)備的發(fā)展。
技術(shù)上通過使用專用電子硬件對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理來解決這個(gè)困境，總體上應(yīng)用專用模塊的多重通道和多重層次。這樣的系統(tǒng)能夠承受檢查運(yùn)動(dòng)的卷筒材料所需要的數(shù)據(jù)速率。但是，還是存在涉及必須定制專用處理器所需要的硬件和軟件的困難。這些檢查系統(tǒng)是高度專業(yè)化的，因此限制了所給出的系統(tǒng)的可能的應(yīng)用范圍。例如，為檢查金屬而開發(fā)的系統(tǒng)將不能也用于檢查印制的包裝材料。由于這種專業(yè)化，專用的電子硬件需要金錢和時(shí)間方面的高開發(fā)成本，它們被降級(jí)到只進(jìn)行簡單的實(shí)時(shí)圖象處理操作，它們限制了將來前景的擴(kuò)充，并有相應(yīng)的高維護(hù)成本。
制造工業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在其運(yùn)行中靈活性的重要性。為了達(dá)到這個(gè)目的，經(jīng)常使制造商努力工作以開發(fā)在各種產(chǎn)品之間能夠迅速變化的系統(tǒng)和裝置。但不幸的是，雖然在一些工業(yè)部門卷筒材料檢查系統(tǒng)已經(jīng)證明是有價(jià)值的甚至是必不可少的，但它們?cè)谔幚碇圃爝^程中不斷增加的變化步伐方面仍是不成功的。專用信號(hào)處理硬件做不到在目前需要對(duì)運(yùn)動(dòng)的卷筒材料進(jìn)行光學(xué)檢查的各種產(chǎn)品之間迅速變化。如果在一個(gè)單板通用計(jì)算機(jī)上能進(jìn)行所有需要的處理則將是十分理想的，這樣在生產(chǎn)線之間的變化就能僅通過加載所需要的軟件而完成。另外，能夠減少和定制硬件系統(tǒng)有關(guān)的開發(fā)時(shí)間和成本也將是很理想的。但迄今這樣的目的還是不可能的。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種甚至能夠在高數(shù)據(jù)速率下檢查運(yùn)動(dòng)的卷筒材料的系統(tǒng)。新的分析方法的發(fā)現(xiàn)將在線光學(xué)檢查的困難限制在商業(yè)上可得到的通用計(jì)算機(jī)的能力范圍之內(nèi)。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的檢查系統(tǒng)，用同一個(gè)硬件能檢查許多不同的產(chǎn)品，只需要加載產(chǎn)品的專用軟件，該軟件包含了關(guān)于是什么構(gòu)成了產(chǎn)品中的缺陷的信息。
本發(fā)明的裝置包括一個(gè)成象裝置，該成象裝置用于按順序形成一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒材料的一個(gè)部分的圖象而提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流描繪了卷筒材料的順序部分，而不是如在傳統(tǒng)的機(jī)器圖象技術(shù)中應(yīng)用的區(qū)域圖象。一臺(tái)單板計(jì)算機(jī)被用來分析數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。該單板計(jì)算機(jī)首先從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流形成一個(gè)象點(diǎn)表(list)并用本發(fā)明的算法識(shí)別在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒材料上的缺陷。通過本發(fā)明可以處理高卷筒速度和卷筒上的復(fù)雜圖形。尤其是，本發(fā)明能很好地適應(yīng)檢查軟電路的挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，達(dá)到和成功地處理超過每秒10兆像素的數(shù)據(jù)速率。
或者，本發(fā)明包括一種連續(xù)檢查運(yùn)動(dòng)的卷筒材料的方法。該方法包括形成卷筒材料的連續(xù)部分的圖象以提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。然后單板計(jì)算機(jī)通過首先從該數(shù)據(jù)流形成一個(gè)象點(diǎn)表，然后分析該象點(diǎn)表以識(shí)別連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒上的缺陷來處理該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。作為任選項(xiàng)目，為了改進(jìn)用于分析的圖象，在形成象點(diǎn)表之前可以先對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。
為了本發(fā)明的目的，定義下列在本申請(qǐng)書中應(yīng)用的術(shù)語如下“卷筒”是指一種在一個(gè)方向有固定的尺寸而在垂直的方向有不確定長度的薄片材料；“順序”是指通過連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒材料的單獨(dú)的線或面積的順序形成圖象，這些線或面積光學(xué)映射到單排傳感器元件(像素)上；“單板計(jì)算機(jī)”是指有兩個(gè)主要特征的通用計(jì)算機(jī)，該兩個(gè)主要特征是1)應(yīng)答特定指令組的能力；2)執(zhí)行預(yù)先記錄的指令表的能力；
“像素”是指由一個(gè)或多個(gè)數(shù)字值描繪的圖象元素；“象點(diǎn)”是指在兩進(jìn)制圖象中經(jīng)連接的像素組；“缺陷”是指在產(chǎn)品中的不希望發(fā)生的事件；“灰度”是指具有例如256個(gè)數(shù)字值的大量可能值的像素；“兩進(jìn)制化”是將一個(gè)像素轉(zhuǎn)化為兩進(jìn)制值的過程；“濾波”是將輸入圖象轉(zhuǎn)變到所希望的輸出圖象的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，濾波通常用于增強(qiáng)圖象中所要求的特性的反差；和“覆蓋涂覆缺陷”是指在卷筒上不充分的或外來的涂層。
通過下文對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的敘述和權(quán)利要求，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
附圖簡述通過下文結(jié)合附圖而進(jìn)行的詳盡敘述，本發(fā)明的上述的以及其他的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士而言將變得更明顯

圖1是說明本發(fā)明的方法的框圖；圖2是本發(fā)明的圖象獲得和圖象處理元件的詳盡方框流程圖；圖3是利用反射光的光學(xué)照亮裝置的實(shí)例；圖4是利用傳輸光的光學(xué)照亮裝置的實(shí)例；圖5是利用曲折光(transflect)的光學(xué)照亮裝置的實(shí)例；圖6a，6b和6c是分別利用反射光，傳輸光和曲折光時(shí)帶有所描繪的圖形的卷筒可以顯現(xiàn)的方式的實(shí)例；和圖7是卷筒檢查裝置的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
詳細(xì)描述本發(fā)明是一種光學(xué)檢查連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒材料的方法。圖1是描繪本發(fā)明的方法的示意圖。一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒10的節(jié)段位于兩個(gè)支撐輥12，14之間。圖象獲得裝置16位于靠近連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒10的地方。圖象獲得裝置掃描連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒10的順序部分以獲得有關(guān)各自的順序部分的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被傳輸?shù)絾伟逵?jì)算機(jī)18，該計(jì)算機(jī)用于收集和分析數(shù)據(jù)以確定卷筒10上缺陷的存在。然后確定的結(jié)果可以有選擇地輸送到工藝控制機(jī)構(gòu)19以執(zhí)行另外的工藝指令。
卷筒材料根據(jù)本發(fā)明，連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒可以包括有預(yù)先確定的寬度和厚度以及不確定的長度的任何薄片狀的材料?？梢怨鈱W(xué)成象的以卷筒形式提供的材料都適用于本發(fā)明。卷筒材料的實(shí)例包括但不限于金屬，紙張，織物，非織物，玻璃，聚合物薄膜或其各種組合。金屬可以包括例如鋼或鋁等材料。織物通常包括各種纖維。非織物包括例如紙張，過濾媒介或隔離材料。各種薄膜包括例如透明的和不透明的聚合物薄膜，包括層壓的和涂覆的薄膜。
一種特別適合于通過應(yīng)用本發(fā)明而解決的檢查問題的類型是光學(xué)薄膜的檢查。檢查問題的第二種類型是軟電路卷筒的檢查。本發(fā)明特別適合于處理在一個(gè)軟電路卷筒上的各別的電路在什么地方有淀積或形成在軟襯底上的重復(fù)的電路圖形所包含的復(fù)雜的問題。一個(gè)卷筒通常都有多重各別的電路，每一個(gè)電路都包括各種在任意圖形中安排的小部分。然后各別的電路通過例如沖模切割的方法從卷筒分離，在各種分立的電氣應(yīng)用中使用。
對(duì)于適合于本發(fā)明的許多應(yīng)用，卷筒材料或相結(jié)合的材料可以最好具有施加的涂層?？梢赃M(jìn)行光學(xué)成象的涂層適用于本發(fā)明。涂層通常施加到基礎(chǔ)卷筒材料的暴露表面上。涂層的實(shí)例包括粘結(jié)劑，光密涂層，低粘結(jié)背側(cè)涂層，金屬化涂層，光學(xué)活動(dòng)涂層，導(dǎo)電或非導(dǎo)電涂層，或這些涂層的各種組合。涂層可以施加到卷筒材料的至少一個(gè)部分上，或可以全部覆蓋基礎(chǔ)卷筒材料的表面。
檢查卷筒的方法本發(fā)明的方法利用一種圖象獲得裝置獲得連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的順序部分的詳盡圖象。結(jié)果的圖象最好以至少每秒10兆像素的數(shù)據(jù)流提供。數(shù)據(jù)流被發(fā)送到單板計(jì)算機(jī)，在那里數(shù)據(jù)流被形成為象點(diǎn)表。然后單板計(jì)算機(jī)分析該象點(diǎn)表以確定缺陷。圖2說明了本發(fā)明的方法。第一步20包括從連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒表面獲得圖象數(shù)據(jù)。在步驟23形成象點(diǎn)表之前，數(shù)據(jù)可以任選地進(jìn)行濾波21和兩進(jìn)制化22。然后象點(diǎn)表在形成以后在步驟24中進(jìn)行處理，其中進(jìn)行分析以識(shí)別連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒上的缺陷。來自步驟24的輸出任選地輸送到一個(gè)或多個(gè)下述部分映射單元25，保存數(shù)據(jù)庫26，操作者顯示器28或工藝控制器27。
圖象獲得圖象獲得通過用常規(guī)的成象裝置完成，該成象裝置能讀取運(yùn)動(dòng)的卷筒的順序部分并提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流形式的輸出。為了本發(fā)明的目的，成象裝置可以包括一個(gè)直接提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的攝象機(jī)或帶有另外的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬攝象機(jī)。另外，可以利用其他的諸如激光掃描器的傳感器作為成象裝置。卷筒的順序部分表明，數(shù)據(jù)通過單獨(dú)線的順序獲得。單獨(dú)線包括連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的一個(gè)光學(xué)映射到一個(gè)單排傳感器元件或像素上的區(qū)域。適合于獲得圖象的裝置的實(shí)例包括諸如來自PerkinElmer(Sunnyvale，Califonia)的Model#LD21的線掃描攝象機(jī)，來自Dalsa(Waterloo，Ontario，Canada)的PiranhaModels，或來自Thompson-CSF(Totawa，NewLersey)的Model#TH78H15。其他的實(shí)例包括來自SurfaceInspectionSystemGmbH(Munich，Germany)的結(jié)合模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的激光掃描器。
圖象可以通過利用輔助獲得圖象的光學(xué)組件而任選地獲取。這些組件可以是一臺(tái)攝象機(jī)的任何部分，或可以從攝象機(jī)分離。光學(xué)組件在形成圖象的過程中利用反射光，傳輸光或曲折光。反射光適用于探測由卷筒的表面變形諸如表面刮痕引起的缺陷。圖3說明在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒30上用反射光獲取圖象的情況。在一個(gè)空閑輥32上運(yùn)動(dòng)的卷筒30越過圖象獲取裝置34。光纖35，36導(dǎo)引光通過圓柱形聚焦透鏡37，38到達(dá)和圖象獲取裝置34共有的焦點(diǎn)39。常規(guī)的光纖和聚焦透鏡就適用于本發(fā)明。
傳輸光用于當(dāng)其通過卷筒時(shí)探測會(huì)干擾正常的光傳輸?shù)娜毕?，諸如在擠壓薄膜中的凝膠，在涂覆薄膜中的光密度變化等。圖4描繪了通過一個(gè)玻璃空閑輥42利用傳輸光以及在玻璃空閑輥42上運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)的卷筒40的情況。在運(yùn)行中，光從光纖43通過玻璃空閑輥42傳輸并通過卷筒40。圖象獲取裝置位于傳輸光的聚焦區(qū)域的上方。
曲折光是反射光和傳輸光的結(jié)合，特別適用于探測混合缺陷，諸如軟電路卷筒上的覆蓋涂覆層的連續(xù)性方面的缺陷。圖5描繪了曲折光的一個(gè)實(shí)例。卷筒50在玻璃空閑輥52上傳送。光纖55，56導(dǎo)引光通過圓柱形聚焦透鏡57，58到達(dá)和圖象獲取裝置54共有的焦點(diǎn)59。光也從光纖53通過玻璃空閑輥52傳輸并透過卷筒50。傳輸光的焦點(diǎn)和來自反射光源55，56的焦點(diǎn)重合。
在檢查軟電路的優(yōu)選實(shí)施例中，可以利用所有三個(gè)光學(xué)構(gòu)造。圖6a，6b和6c顯示了應(yīng)用到軟電路卷筒上時(shí)發(fā)光構(gòu)造的潛在應(yīng)用。傳輸光用于探測軟電路卷筒上諸如襯底孔的缺陷，襯底孔在黑暗的背景上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。它也能用于探測諸如短路或開路的電氣連續(xù)性方面的缺陷。圖6a顯示這樣的缺陷可以怎樣利用傳輸光探測。根據(jù)對(duì)于傳輸光的圖6a，相對(duì)于襯底60的顯示明亮，金屬電路元件62和不導(dǎo)電的覆蓋涂覆層64顯示黑暗。這種情況有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，能夠形成最寬廣的電路蹤跡的表現(xiàn)圖象，這樣，由于電路刻蝕過程引起的邊緣斜度不會(huì)引起困難。如果需要，如圖6b顯示的反射光可以用于探測電路缺陷，但需要用于探測表面修整的缺陷，諸如可能引起以后的工藝步驟失效的在鍵合區(qū)上的瑕疵等。在這些情況下，相對(duì)于缺陷使光變暗，金屬電路元件62和不導(dǎo)電覆蓋涂層64顯示明亮。曲折光或反射光和傳輸光的結(jié)合為電路涂層諸如橫跨金屬和襯底圖形的電介質(zhì)覆蓋涂層的焊接屏障的探測提供一個(gè)實(shí)質(zhì)上不同的分析方法。在這種情況下，因?yàn)榻饘俸鸵r底之間性能的極端不同，反射光或傳輸光的單獨(dú)應(yīng)用都是不適當(dāng)?shù)摹５?，通過應(yīng)用曲折光，金屬和襯底圖形之間的涂層就能容易地區(qū)分開來。圖6c顯示曲折光的概念，圖中元件62有不同于元件64的圖象。
濾波，兩進(jìn)制化并形成象點(diǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流從圖象形成裝置傳輸?shù)教幚碛?jì)算機(jī)。卷筒材料檢查是一項(xiàng)高要求的應(yīng)用，因?yàn)閿?shù)據(jù)是連續(xù)的，只要卷筒在運(yùn)動(dòng)，數(shù)據(jù)就流向系統(tǒng)。這樣，處理計(jì)算機(jī)必須具有支持所要求的不確定處理速率的能力。本發(fā)明的方法根據(jù)特定的應(yīng)用要求能夠處理每秒約10兆像素的連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒的數(shù)據(jù)速率或更大，并且最好的是能達(dá)到每秒約30兆像素或更大的速率。
在涉及一種均勻薄膜產(chǎn)品的優(yōu)選實(shí)施例中，卷筒速度為600ft/分，卷筒寬度為50英寸，圖象分辨率為20mils/每像素。所需要支持的數(shù)據(jù)通過量為約每秒15兆像素。在涉及軟電路檢查的第二實(shí)施例中，卷筒速度為25mm/秒，卷筒寬度為50mm，圖象分辨率為10微米/每像素。所需要支持的數(shù)據(jù)通過量為約每秒17.5兆像素。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流被發(fā)送到單板計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。根據(jù)本發(fā)明，如先前提請(qǐng)注意的那樣，單板計(jì)算機(jī)是一種具有兩個(gè)主要特征的通用計(jì)算機(jī)1)應(yīng)答特定指令組的能力；2)執(zhí)行預(yù)先記錄的指令表的能力。為了本發(fā)明的目的，所有具有記憶元件，大規(guī)模儲(chǔ)存元件，中央處理單元和任選的輸入和輸出裝置的通用計(jì)算機(jī)都適用于本發(fā)明。本發(fā)明具體地包括這樣的裝置，包括數(shù)字信號(hào)處理器和其他明確地為高速執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算而設(shè)計(jì)的有限的計(jì)算機(jī)處理板。更好的是，“單板計(jì)算機(jī)”包括單母板，通用微計(jì)算機(jī)。
任選地，在形成象點(diǎn)表之前，合乎理想的是對(duì)輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行濾波以增強(qiáng)圖象中所要求性能的反差。例如，經(jīng)常應(yīng)用濾波器減少噪聲或增強(qiáng)諸如邊緣的圖形的反差?？傊?，濾波器可以包括可分離的濾波器，線性濾波器，非線性濾波器，局部反差增強(qiáng)濾波器，邊緣增強(qiáng)濾波器，噪聲減少濾波器或這些濾波器的組合。所指出的濾波器的形成和應(yīng)用對(duì)于在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士而言通常都是能夠認(rèn)識(shí)的。在本發(fā)明中，這些濾波器和映射的參數(shù)是由隨機(jī)的樣本像素確定，而不是由全部圖象確定。還有，這些操作僅在所涉及的領(lǐng)域內(nèi)執(zhí)行。
可分離的濾波器也可以結(jié)合本發(fā)明而得到利用。圖象處理中的濾波器通常是兩維的。但是它們中的大多數(shù)能通過以適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行垂直方向的一個(gè)尺度和水平方向的一個(gè)尺度的濾波而實(shí)現(xiàn)或接近實(shí)現(xiàn)兩維的濾波。這樣，計(jì)算成本就從0(n2)減到0(2n)。例如，垂直濾波器被用來去除由光學(xué)視場和傳感器的不均勻引起的橫穿卷筒的不均勻。然后可用水平的平滑濾波器減少高頻率的隨機(jī)噪聲。
在單板計(jì)算機(jī)中先于形成象點(diǎn)表執(zhí)行的其他步驟包括兩進(jìn)制化。兩進(jìn)制化是帶有大量諸如彩色或灰度數(shù)值的像素的圖象到兩進(jìn)制圖象的圖象轉(zhuǎn)換。
兩進(jìn)制化的一種形式是固定的兩進(jìn)制。固定的兩進(jìn)制以遍及圖象的單水平為基礎(chǔ)。例如，在數(shù)值128上進(jìn)行兩進(jìn)制時(shí)，所有帶有大于128的數(shù)值的像素都被轉(zhuǎn)換成數(shù)值“1”(白)，而小于或等于128的像素都轉(zhuǎn)換為“0”黑。然后圖象就可以根據(jù)本發(fā)明的象點(diǎn)形成程序形成象點(diǎn)。
兩進(jìn)制化的另一種形式是適應(yīng)兩進(jìn)制。適應(yīng)兩進(jìn)制以圖象的動(dòng)態(tài)分析為基礎(chǔ)。對(duì)于每個(gè)像素的閾值通過圖象中的其他像素的分析而確定，這樣，不同的像素將有不同的閾值。這樣補(bǔ)償了低反差或強(qiáng)度變化的圖象。由各種方法來執(zhí)行這個(gè)操作。例如，一個(gè)像素的閾值可以通過取最鄰近的20個(gè)相鄰像素的平均值而計(jì)算出來。如果圖象的左邊有右邊的兩倍那么亮，用于兩進(jìn)制化的固定閾值將引起依賴于精確的缺陷位置的探測幾率上的明顯變化。但是當(dāng)使用適應(yīng)兩進(jìn)制時(shí)，左側(cè)局部的擾亂將可和右側(cè)一樣同樣探測。這個(gè)方法能補(bǔ)償合理的背景強(qiáng)度的變化。
對(duì)于沒有圖形的聚合物薄膜的優(yōu)選實(shí)施例，用于兩進(jìn)制化的閾值通常用在相鄰像素間取平均的局部化的強(qiáng)度分析進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)卷筒是有圖形的卷筒時(shí)，特別是檢查軟電路卷筒時(shí)，在數(shù)據(jù)流中的像素的兩進(jìn)制之前進(jìn)行的適應(yīng)性求閾值的特定模式已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是最佳的。這包括識(shí)別卷筒的至少一個(gè)順序部分，該部分具有基本上是卷筒的光學(xué)性能的全部范圍。在重復(fù)的圖形中包含盡可能多的不同視覺特征的線條被考慮為最佳的選擇。從相應(yīng)于該線條的數(shù)據(jù)流中得到具體的注意，識(shí)別相應(yīng)于局部最大和最小的像素值。像素值的范圍由被識(shí)別為局部最大的像素值中的最低值和被識(shí)別為局部最小的像素值中的最高值界定。然后閾值根據(jù)一些適當(dāng)?shù)囊?guī)則在該范圍內(nèi)計(jì)算；對(duì)于軟電路，計(jì)算出的等于[下界+0.75x(上界-下界)]的閾值已經(jīng)產(chǎn)生出良好的結(jié)果。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的至少一個(gè)部分，通常為直到下一次被識(shí)別的線條在圖形中出現(xiàn)的那部分被用計(jì)算出的閾值進(jìn)行兩進(jìn)制化。
依賴于將被分析的缺陷，用多重閾值對(duì)特定缺陷類型的每一個(gè)值進(jìn)行兩進(jìn)制化是理想的。例如，在用傳輸光進(jìn)行軟電路檢查的優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)于襯底，金屬的圖形顯示黑暗。通過用高閾值探測短路和用低閾值探測開路，可以顯著提高探測的幾率。
根據(jù)本發(fā)明，單板計(jì)算機(jī)至少執(zhí)行形成象點(diǎn)表和分析象點(diǎn)表以確定連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒上的缺陷。象點(diǎn)是在一個(gè)兩進(jìn)制圖象中的一組連接的像素。一組連接的像素通常指出像素是4-連接的(四鄰上，右，下，左)或8-連接的(八鄰上，上右對(duì)角，右，下右對(duì)角，下，下左對(duì)角，左，上左對(duì)角)。以下面的方式形成象點(diǎn)表。首先，一個(gè)兩進(jìn)制圖象被提出到具有突出值和連接方案的象點(diǎn)形成機(jī)構(gòu)。突出值代表圖象中被涉及的像素的值。該值為兩進(jìn)制的最小值(通常為0)或兩進(jìn)制的最大值(通常為255)。連接方案分別被指定為四連接或八連接。
不管所使用的是什么象點(diǎn)連接方案，象點(diǎn)的存在和像素的連接有關(guān)。當(dāng)卷筒的每一個(gè)順序部分被掃描時(shí)，相應(yīng)于該順序部分的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流描述了在相應(yīng)于其在卷筒上的位置的X范圍中的像素。對(duì)于每一條線條，在X范圍中互相連接的像素的聚集被限定為節(jié)段。如果這些像素在Y范圍中被連接，一旦這些節(jié)段在X范圍中被限定為一條線條，就有可能被分解為線條挨線條的形式。Y范圍相應(yīng)于卷筒運(yùn)動(dòng)的方向。為了計(jì)算的方便，一個(gè)節(jié)段能被描述為從屬于該節(jié)段的信息的聚集，該信息在圖象中唯一地識(shí)別該節(jié)段。根據(jù)在X和Y范圍內(nèi)的開始位置以及在X范圍內(nèi)像素中的運(yùn)動(dòng)長度描述一個(gè)節(jié)段已經(jīng)證明是特別方便的。
通過對(duì)這些信息的編制和應(yīng)用，象點(diǎn)的形成過程能減少到對(duì)每一線條形成X節(jié)段和從線條到線條地分解X節(jié)段的連接。為了計(jì)算的效率，本發(fā)明最好地完成了形成X節(jié)段的表和用單疊代法將該表轉(zhuǎn)換成象點(diǎn)表。本發(fā)明的單疊代算法僅需要保存來自先前的線條的X節(jié)段的表作為對(duì)比表。在當(dāng)前行中的節(jié)段和在對(duì)比表中的節(jié)段的表之間的連接的存在被線條挨線條地分解，這些線條聚集了將限定象點(diǎn)的信息。
過程在Y范圍中的第一線條開始并且疊代每一個(gè)相繼的線條。在整個(gè)過程中，每一個(gè)象點(diǎn)的開放節(jié)段的運(yùn)行計(jì)數(shù)都被保存。這被用來自動(dòng)地解釋新的象點(diǎn)的添加，已完成象點(diǎn)的關(guān)閉和將分離的象點(diǎn)結(jié)合進(jìn)一個(gè)單獨(dú)的象點(diǎn)，諸如在字母“V”的基底部。在參考最小的X位置后本發(fā)明確定了當(dāng)前線條中的第一節(jié)段。如果X節(jié)段的終端位置小于在對(duì)比表中的當(dāng)前節(jié)段的開始位置，該節(jié)段必須是在一個(gè)新象點(diǎn)中的第一節(jié)段。在這一點(diǎn)上，分配一個(gè)新象點(diǎn)，該象點(diǎn)的開放節(jié)段計(jì)數(shù)增加，該節(jié)段被指定為該象點(diǎn)中的第一節(jié)段。如果在對(duì)比表中相應(yīng)節(jié)段的終端小于當(dāng)前節(jié)段的開始位置，該對(duì)比表中的相應(yīng)的節(jié)段就從對(duì)比表中去除，開放節(jié)段表減少，對(duì)比再次開始。但是，如果這些情況都不滿足，當(dāng)前的節(jié)段和在對(duì)比表中的相應(yīng)節(jié)段必須重疊并作為同一個(gè)象點(diǎn)的一部分。該節(jié)段被添加到包圍來自對(duì)比表的節(jié)段的發(fā)展象點(diǎn)。如果多重當(dāng)前的節(jié)段重疊一個(gè)單個(gè)的來自對(duì)比表的節(jié)段，然后它們被添加到當(dāng)前的發(fā)展象點(diǎn)中。還有，如果當(dāng)前的節(jié)段重疊來自對(duì)比表的多重節(jié)段N，就存在一個(gè)結(jié)合條件。由對(duì)比表上的節(jié)段描繪的各別的發(fā)展象點(diǎn)被結(jié)合進(jìn)一個(gè)單獨(dú)的象點(diǎn)并且開放的節(jié)段表被減少到N-1。最后，如果在鄰接對(duì)比表中的節(jié)段的當(dāng)前的線條中沒有節(jié)段，那么對(duì)于對(duì)比表中的每一個(gè)節(jié)段的開放節(jié)段的計(jì)數(shù)都要減少。
因?yàn)閷?shí)體的卷筒有不確定的長度，形成象點(diǎn)的過程可以無限定地連續(xù)進(jìn)行。但是，當(dāng)各別的象點(diǎn)的開放節(jié)段計(jì)數(shù)為零時(shí)，該各別的象點(diǎn)被認(rèn)為已經(jīng)完成，在該點(diǎn)上它們將做進(jìn)一步的分析。
卷筒同步為了保持空間的對(duì)齊，本發(fā)明的卷筒檢查系統(tǒng)基本上和連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒保持同步。本發(fā)明最好地利用了相應(yīng)于實(shí)體卷筒位置的分析坐標(biāo)系統(tǒng)，該實(shí)體卷筒位置被和視覺數(shù)據(jù)和分析流對(duì)齊。對(duì)于傳統(tǒng)的光學(xué)檢查系統(tǒng)，這個(gè)工作通常是應(yīng)用一個(gè)實(shí)體附接到卷筒線上的旋轉(zhuǎn)編碼器完成的。旋轉(zhuǎn)編碼器可以包括例如來自Heidenhain，Traunreut，Germany的model#ROD523。因?yàn)榫硗彩沁\(yùn)動(dòng)的，編碼器輸出一個(gè)連續(xù)的帶有有規(guī)律的距離間隔的數(shù)字信號(hào)。來自編碼器的每一個(gè)脈沖經(jīng)常被用以觸發(fā)攝象機(jī)形成跨越卷筒的另一條線條的圖象。
用于同步軟電路卷筒所包括的優(yōu)選方法利用了一種定位在一個(gè)相對(duì)大的樣本中的數(shù)據(jù)的子集的相似物的技術(shù)。從數(shù)學(xué)上說，這種確定從一個(gè)數(shù)據(jù)組到另一個(gè)數(shù)據(jù)組的相似物的最佳方法創(chuàng)立了一個(gè)相關(guān)系數(shù)，該相關(guān)系數(shù)數(shù)字化地?cái)⑹隽藘蓚€(gè)數(shù)據(jù)組之間的關(guān)系。雖然有很多方法可以得到這個(gè)相關(guān)系數(shù)，但基本上都有相當(dāng)高的計(jì)算成本并且不適宜于實(shí)時(shí)應(yīng)用。但是本發(fā)明首次將數(shù)據(jù)組減少到一個(gè)兩進(jìn)制的結(jié)果，在該兩進(jìn)制的結(jié)果上可以達(dá)到充分的處理速度。
對(duì)于軟電路卷筒的優(yōu)選實(shí)施例，卷筒通常都包含順序的各別的電路零件，這些電路零件在后面將被切割并附接到有源的電路元件上去。在制造過程中，這些零件可以在卷筒上以許多不同的形式進(jìn)行空間取向，這些不同的形式包括但不限制于N×M陣列，跨越整個(gè)卷筒的單個(gè)的零件，以及從其最接近的相鄰零件轉(zhuǎn)動(dòng)180度的互相交織的零件。但是在這些過程中一個(gè)不變的方面都是電路的空間取向?qū)⒃谙蛳碌木硗卜较蛏嫌肋h(yuǎn)伴隨一個(gè)清楚的和決定性的圖形。本發(fā)明獨(dú)特地識(shí)別和切割互相不關(guān)聯(lián)的零件，不去考慮卷筒上零件的數(shù)量的取向，僅以輸入的視覺流中包含的信息為基礎(chǔ)，不需要外部的傳感器或外部的同步機(jī)構(gòu)。
該優(yōu)選的兩進(jìn)制相互關(guān)系通過首先獲取一個(gè)預(yù)先限定的關(guān)聯(lián)圖象而運(yùn)行。這可以從一個(gè)文件或其他數(shù)據(jù)儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)加載。其次，該預(yù)先限定的關(guān)聯(lián)圖象用預(yù)先限定的閾值進(jìn)行兩進(jìn)制化。一旦關(guān)聯(lián)的圖象完成兩進(jìn)制化后，從初始的經(jīng)兩進(jìn)制化的關(guān)聯(lián)圖象創(chuàng)立一個(gè)附加的有經(jīng)減小的分辨率的低標(biāo)準(zhǔn)取樣的圖象。該低標(biāo)準(zhǔn)取樣的圖象被用于加速相關(guān)聯(lián)的過程。初始的圖象可以被低標(biāo)準(zhǔn)取樣到任何程度。但是，兩者的功能必須要易于計(jì)算。在圖象定位被兩進(jìn)制化以及低標(biāo)準(zhǔn)取樣以后，它們被儲(chǔ)存在RAM中以在關(guān)聯(lián)中重復(fù)使用。
在這點(diǎn)上，一個(gè)任意的圖象可以被提出到定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。每個(gè)任意圖象在提出時(shí)都帶有一個(gè)兩進(jìn)制閾值，一個(gè)搜索接受變量和一個(gè)搜索肯定變量。搜索接受變量被用作將被認(rèn)為是匹配的最小可接受關(guān)聯(lián)的測量。搜索肯定變量被用以加速的目的并告訴定位機(jī)構(gòu)，如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)關(guān)聯(lián)大于或等于該變量就可以立即停止搜索。
在定位可以開始之前，任意的圖象也可以進(jìn)行兩進(jìn)制化并次級(jí)取樣到和初始定位圖象相同的程度。如前所述，任意的圖象用施加到定位機(jī)構(gòu)的閾值兩進(jìn)制化。兩進(jìn)制化值不需要和用定位圖象施加的值相同。這考慮到獲取裝置的照明和靈敏度的變化。
準(zhǔn)備工作完成以后，定位可以開始進(jìn)行。定位關(guān)聯(lián)相當(dāng)于在初始圖形和更大的任意圖象的一個(gè)次級(jí)部分之間的像素到像素的相減。通過對(duì)相減結(jié)果求和而確定關(guān)聯(lián)系數(shù)。為零的結(jié)果構(gòu)成匹配的百分之百的肯定性，其中[寬度×高度×兩進(jìn)制最大值]的結(jié)果(通常為1或255)代表完全沒有匹配。
關(guān)聯(lián)首先在低標(biāo)準(zhǔn)取樣的圖象和一個(gè)總定位上進(jìn)行并且確定該定位的肯定性。因?yàn)榈蜆?biāo)準(zhǔn)取樣關(guān)聯(lián)的結(jié)果固有地產(chǎn)生一個(gè)加或減n-1個(gè)像素(其中n是低標(biāo)準(zhǔn)取樣的數(shù)量)的定位，為了進(jìn)一步將低標(biāo)準(zhǔn)取樣關(guān)聯(lián)的定位限制到一個(gè)甚至更大的程度，在初始的圖象上進(jìn)行一個(gè)第二關(guān)聯(lián)。最后，當(dāng)該過程完成時(shí)，如果有任何匹配的話，匹配的精確定位就被傳遞到所涉及的對(duì)象，定位機(jī)構(gòu)容易地繼續(xù)在其他任意的圖象上進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
用一個(gè)充分適當(dāng)?shù)亩ㄎ粰C(jī)構(gòu)，本發(fā)明能進(jìn)行定位和僅從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中提取組成部分的過程。為了達(dá)到這個(gè)結(jié)果，本發(fā)明應(yīng)用幾個(gè)預(yù)先限定的數(shù)字圖象作為關(guān)聯(lián)圖形。這些數(shù)字圖象或定位器包括一種確定卷筒在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的X和Y范圍內(nèi)的定位的方法，也包括一種確定每一個(gè)各別的部分在卷筒的坐標(biāo)系內(nèi)的精確定位的方法。另外，定位器可以用來定位在該部分本身的坐標(biāo)系內(nèi)所涉及的獨(dú)特區(qū)域。
在該過程中的第一步驟是識(shí)別卷筒在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中的精確位置。該精確的位置用一個(gè)預(yù)先限定的卷筒定位器圖象的兩進(jìn)制關(guān)聯(lián)和順序的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流來確定。因?yàn)轭A(yù)先限定的卷筒定位器包含在卷筒的重復(fù)圖形之間的向下距離中僅發(fā)生一次的圖形，該關(guān)聯(lián)適合于建立卷筒的X和Y坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
用已知的卷筒定位器的位置，本發(fā)明能建立在向下的卷筒重復(fù)圖形的一個(gè)場合中發(fā)生的每一個(gè)部分的精確的橫穿的和向下的卷筒位置。再一次說明，這個(gè)過程通過應(yīng)用預(yù)先確定的部分定位器圖象和順序的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流來完成。但是，為保護(hù)計(jì)算循環(huán)，當(dāng)橫穿卷筒定位由部分定位器從卷筒定位器和部分定位器的實(shí)際寬度中作出的補(bǔ)償確定以后，這樣的操作過程就在有限的橫穿卷筒定位中進(jìn)行。
因?yàn)椴糠值臄?shù)量及其從卷筒定位器的補(bǔ)償是預(yù)先確定的，如上所述的精確的定位機(jī)構(gòu)在發(fā)現(xiàn)卷筒上的所有部分上能夠達(dá)到幾近完美的精確度。另外，理所當(dāng)然的是，如果一個(gè)分離的部分能被定位，數(shù)字化地切割然后任選地被掩蔽和旋轉(zhuǎn)到一個(gè)單獨(dú)的取向，可以不考慮初始的取向和橫穿卷筒定位進(jìn)行所有附加的處理過程。
處理管線將最好在個(gè)別的部分上運(yùn)行。因此，所有的探測算法將完全相同地工作，不需考慮卷筒的圖形，卷筒上的部分的數(shù)目等。如果產(chǎn)品發(fā)生變化，操作者只需從菜單上選擇新的產(chǎn)品。如果一個(gè)諸如拼接的擾亂發(fā)生，它將探測該擾亂并且自動(dòng)地再次自我同步，因?yàn)樗鼘⑵渌械哪繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)都僅基于視覺流上。還有，因?yàn)閼?yīng)用了預(yù)先限定的部分定位器，本方法自動(dòng)地和連續(xù)地糾正橫穿卷筒的漂移和其他卷筒工藝固有的效應(yīng)。
缺陷分析卷筒檢查應(yīng)用總體上能分解成兩個(gè)獨(dú)特的類別，有圖形的(諸如標(biāo)簽，紙幣和軟電路)和無圖形的(諸如薄膜和非織物)。本發(fā)明能成功地進(jìn)行任何類型的應(yīng)用，不需檢查硬件有任何變化。通過改變軟件進(jìn)行不同類型的象點(diǎn)分析，通用的基于單板的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能完成寬廣范圍的各種應(yīng)用。
對(duì)于無圖形卷筒，視覺信號(hào)被要求是均勻的，因此任何不均勻的區(qū)域都是有缺陷的。如上所述，視覺處理要求濾波必須增強(qiáng)不均勻的視覺信號(hào)，要求兩進(jìn)制化將有缺陷的區(qū)域從背景分離，要求象點(diǎn)的形成將有缺陷的像素集中成統(tǒng)一的實(shí)體。最后，所收集的象點(diǎn)經(jīng)過分析以確定這些象點(diǎn)是否代表卷筒的有缺陷的部分或僅是某些不規(guī)則但不是缺陷。分類由象點(diǎn)位置和幾何形狀的參數(shù)的分析構(gòu)成。如果一個(gè)具體的象點(diǎn)有和預(yù)先限定的缺陷相符合的特征，那該象點(diǎn)就是缺陷。但是，如果它不處在預(yù)先限定的缺陷的容限之內(nèi)，則它不是缺陷。限定或訓(xùn)練(training)系統(tǒng)識(shí)別缺陷的方法在下文敘述。
例如，在檢查半透明的聚合物卷筒的優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流將通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻輸入卡輸入單板計(jì)算機(jī)并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)的主系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)是連續(xù)的并按需要通過循環(huán)緩沖進(jìn)行小心的存儲(chǔ)處理，使其能適應(yīng)數(shù)據(jù)速率，在任何情況下都不發(fā)生丟失數(shù)據(jù)。獲得數(shù)據(jù)以后，數(shù)據(jù)可以進(jìn)行濾波以增強(qiáng)缺陷的反差，同時(shí)去除背景噪聲。這些濾波可以調(diào)節(jié)到符合具體應(yīng)用的要求。因?yàn)槭前胪该骶硗?，材料有一點(diǎn)漫射，需要高通濾波以增強(qiáng)缺陷信號(hào)，但也需要平滑的濾波以去除圖象中的噪聲。濾波操作對(duì)于通用計(jì)算機(jī)通常的計(jì)算代價(jià)較高，但通過小心設(shè)計(jì)濾波器，處理必要的數(shù)據(jù)速率其代價(jià)可以降到最小?？煞纸獾臑V波器對(duì)于矩陣分解是普通的并被本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人士所基本認(rèn)識(shí)。例如，11×11尺寸的濾波器可以被分解成兩個(gè)1×11的濾波器，從而將數(shù)字操作從121減小到22。通過這樣選擇濾波器的類型，可以實(shí)現(xiàn)提高550％的效率。其次，如上所述圖象被高效率地兩進(jìn)制化并形成象點(diǎn)。在這點(diǎn)上，不規(guī)則點(diǎn)作為象點(diǎn)被隔離，并且能應(yīng)用在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士基本認(rèn)識(shí)的線性的或背側(cè)的網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)通過分析象點(diǎn)特征(尺寸，形狀，位置，強(qiáng)度)分類。在這種情況下，缺陷的強(qiáng)烈程度以尺寸為基礎(chǔ)嚴(yán)格確定。如果缺陷大于2平方毫米則被確定為缺陷，否則便落入應(yīng)用容限以下并被忽略。最后，通過實(shí)時(shí)映射和曲線制圖數(shù)據(jù)被顯示給使用者。數(shù)據(jù)也被儲(chǔ)存在實(shí)時(shí)存檔數(shù)據(jù)庫并被傳輸?shù)街圃旃に嚳刂葡到y(tǒng)以采取對(duì)處理缺陷材料的存在必要的適當(dāng)行動(dòng)。
對(duì)于有圖形的卷筒，視覺信號(hào)被要求包含重復(fù)的圖形，這樣缺陷表現(xiàn)為圖形的變形。識(shí)別缺陷區(qū)域的視覺處理包括將試驗(yàn)圖形和用其他方法獲得的模板圖形進(jìn)行比較。圖形對(duì)比的普通方法是一種直接空間操作，諸如在試驗(yàn)圖形和模板圖形之間相減。但是，在實(shí)踐中，這種方法由于卷筒工藝的緣故是不健全的，因?yàn)檎５墓に嚂?huì)發(fā)生變化，諸如卷筒翹曲，光學(xué)上的不完全，圖形上的邊緣變化等。因此，在如上所述的視覺處理后，本系統(tǒng)要進(jìn)行拓?fù)鋵W(xué)的象點(diǎn)處理以檢驗(yàn)圖形質(zhì)量而不是直接的圖象對(duì)比。即象點(diǎn)特征的數(shù)目，象點(diǎn)的空間互相關(guān)系以及幾何特征將和已知的特征進(jìn)行對(duì)比以確定試驗(yàn)圖形是否在規(guī)范中。通過這種方法，能非常容易地建立起補(bǔ)償正常工藝變化的容限。還有，數(shù)據(jù)被顯示給使用者，儲(chǔ)存在存檔數(shù)據(jù)庫并傳輸?shù)焦に嚳刂葡到y(tǒng)。
在操作有圖形的卷筒檢查系統(tǒng)之前，必須先分析一個(gè)沒有缺陷的參考圖象并提取重要的特征。本發(fā)明應(yīng)用一個(gè)訓(xùn)練過程提取參考圖象中的每一個(gè)目標(biāo)(象點(diǎn))以及諸如尺寸，形狀，位置和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的象點(diǎn)特征。在該方法中，在運(yùn)行期間，分析單板計(jì)算機(jī)提取試驗(yàn)圖象中的象點(diǎn)并將運(yùn)行時(shí)間表中的象點(diǎn)的特征和參考象點(diǎn)表中的特征進(jìn)行比較。通過將兩個(gè)表之間的諸如象點(diǎn)數(shù)目和象點(diǎn)特征的拓?fù)鋵W(xué)特征進(jìn)行比較，即使是細(xì)微的圖形缺陷也能夠被探測出來。這種方法具有通過比較缺陷表而不是全部圖象而大幅度減少數(shù)據(jù)數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)。還有，現(xiàn)在有可能通過將容限建立到象點(diǎn)性能比較而補(bǔ)償正常工藝的變化。這種類型的處理能成功地使用大規(guī)模商用單板計(jì)算機(jī)處理來自有圖形卷筒檢查的大規(guī)模數(shù)量的數(shù)據(jù)。
例如，在檢查有卷筒形式的軟電路的優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流通過標(biāo)準(zhǔn)的視頻輸入卡輸入到單板計(jì)算機(jī)并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)的主系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)是連續(xù)的并按需要通過循環(huán)緩沖進(jìn)行小心的存儲(chǔ)處理，使其能適應(yīng)數(shù)據(jù)速率，在任何情況下都不發(fā)生丟失數(shù)據(jù)。獲得數(shù)據(jù)以后，數(shù)據(jù)可以進(jìn)行濾波，但應(yīng)采取小心措施使濾波不對(duì)任何試驗(yàn)圖形的形狀造成變形。其次視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行兩進(jìn)制化并形成象點(diǎn)。很通常的是，適合的閾值對(duì)兩進(jìn)制化是必要的以補(bǔ)償橫穿卷筒的變化。圖象形成象點(diǎn)后，在象點(diǎn)表上進(jìn)行所有的分析操作。
對(duì)于軟電路和PCBs，可能最重要的缺陷是電氣短路，電氣開路，導(dǎo)線縮減和間隔縮減。首先為開路試驗(yàn)而產(chǎn)生的象點(diǎn)表和參考象點(diǎn)計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。如果濾去寄生的噪聲象點(diǎn)后運(yùn)行時(shí)間象點(diǎn)的數(shù)目大于來自訓(xùn)練的象點(diǎn)數(shù)就存在電路開路，否則需進(jìn)一步分析以確定是否存在印跡縮減。
印跡縮減說明部分電路中金屬圖形減小到可接受的容限之外。雖然仍然導(dǎo)電，但這些區(qū)域在運(yùn)行中極易發(fā)生故障。在技術(shù)上，該問題可以通過在圖象本身應(yīng)用形態(tài)學(xué)處理而解決。不幸的是，由于這些電路圖象的大規(guī)模的尺寸(有時(shí)超過200兆字節(jié))以及形態(tài)學(xué)處理的成本，只能用定制的專用的電子硬件來處理這些問題。在本發(fā)明中是通過象點(diǎn)的修改而不是通過圖象來進(jìn)行分析。首先，對(duì)每一個(gè)象點(diǎn)從X范圍節(jié)段產(chǎn)生Y范圍節(jié)段。其次對(duì)描繪象點(diǎn)的X范圍和Y范圍的節(jié)段進(jìn)行修改。在導(dǎo)線縮減的情況中，每一個(gè)節(jié)段對(duì)稱地減小到一個(gè)預(yù)先限定的數(shù)以僅能完全通過形成的印跡。然后如上所述基于經(jīng)修改的節(jié)段表重新形成象點(diǎn)。將在新節(jié)段表上的象點(diǎn)數(shù)和在本具體實(shí)例中為訓(xùn)練表中象點(diǎn)數(shù)的預(yù)先確定的數(shù)目進(jìn)行比較。如果運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)大于參考計(jì)數(shù)，然后修改節(jié)段長度的過程將印跡切斷，從而識(shí)別出印跡縮減。
其次，用相似的機(jī)構(gòu)對(duì)該部分進(jìn)行短路和間隔縮減的試驗(yàn)。僅有的不同在于，X和Y范圍的節(jié)段是擴(kuò)展了而不是減少了。如果存在短路或間隔縮減，然后象點(diǎn)計(jì)數(shù)將減少。通過在運(yùn)行長度上的操作，計(jì)算效率可改進(jìn)到500到200000次的數(shù)量范圍。
如果象點(diǎn)表遠(yuǎn)遠(yuǎn)通過這樣敘述的試驗(yàn)，但仍有可能因印跡在一側(cè)稍許縮短或同時(shí)發(fā)生短路和開路的問題而有缺陷。因此最后的分析階段將來自運(yùn)行時(shí)間表中的每一個(gè)象點(diǎn)的位置和幾何形狀信息和其在參考表中的副本進(jìn)行比較。最好的特征包括但不限制于面積，周長，力矩或縮放比。如果任何運(yùn)行時(shí)間象點(diǎn)位于其參考副本的可接受的容限之外，則整個(gè)部分就是有缺陷的。否則它就通過了所有電路缺陷的試驗(yàn)。
在軟電路缺陷探測中保持高精確度的一個(gè)方法是對(duì)短路和開路的探測中采用不同的閾值。用于短路的閾值設(shè)定得比象點(diǎn)搭橋缺陷更靈敏，用于開路的閾值設(shè)定得比象點(diǎn)斷裂缺陷更靈敏。例如，對(duì)于傳輸光印跡顯示黑暗。短路閾值可以設(shè)定在可取范圍的80％，開路閾值可以設(shè)定在20％。
在本優(yōu)選實(shí)施例中的另一個(gè)缺陷類別是在諸如導(dǎo)線鍵合或焊接鍵合區(qū)的金屬圖形上的瑕疵。這在反射度上表現(xiàn)為低反差。應(yīng)用如上所述的定位技術(shù)通過將圖形隔離而探測這些缺陷。一旦圖形被隔離，就測量在該區(qū)域中的局部反差。如果在該區(qū)域上圖形的尺寸或反差處于規(guī)范之外，則該部分就是有缺陷的。
在本優(yōu)選實(shí)施例中的另一個(gè)缺陷類別是覆蓋涂覆的施加和位置上的缺陷。覆蓋涂覆在軟電路上被用于各種目的，包括焊接屏障或在電路的一定區(qū)域上的介電涂層。如上所述應(yīng)用曲折光涂層可以從背景中隔離并且形成的象點(diǎn)僅代表覆蓋涂層。然后象點(diǎn)能以相似的方式進(jìn)行分析以發(fā)現(xiàn)如上所述的電路缺陷。
在本優(yōu)選實(shí)施例中的另一個(gè)缺陷類別是在基體襯底中的孔洞或缺陷。例如，在襯底中的孔洞能引起產(chǎn)品性能上的問題。應(yīng)用傳輸光產(chǎn)品能被成象，這樣孔洞在黑暗背景上表現(xiàn)為明亮。相似于如上所述的均勻卷筒檢查的情況形成象點(diǎn)以及分析各種缺陷。
在本優(yōu)選實(shí)施例中的另一個(gè)缺陷類別是引線彎曲。引線被用來將產(chǎn)品連接到外部導(dǎo)線或裝置。如果引線彎曲而離開正常位置就不能進(jìn)行正確的連接。通過應(yīng)用傳輸光或反射光，引線能從背景隔離并形成象點(diǎn)。然后在運(yùn)行時(shí)間表上的象點(diǎn)的數(shù)目，位置和形狀能和參考表進(jìn)行比較。主軸線角被證明是對(duì)該分析特別重要的形狀參數(shù)。
訓(xùn)練單板計(jì)算機(jī)通常都帶有一個(gè)用于和象點(diǎn)表進(jìn)行對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)的參考表。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或訓(xùn)練應(yīng)用的目的是提供一種聚集在運(yùn)行時(shí)間檢查過程中需要的所有信息的方法。這包括所有的兩進(jìn)制化和濾波信息，缺陷限定，用于在有圖形的卷筒檢查應(yīng)用中的部分定位的圖形匹配參數(shù)以及產(chǎn)品說明信息。雖然在均勻的和有圖形的卷筒檢查中都需要該應(yīng)用及其某些變化，對(duì)軟電路檢查的優(yōu)選實(shí)施例也將作出說明。在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士能作出邏輯上的適應(yīng)性以按需要進(jìn)行均勻的卷筒檢查。
操作的順序通常包括首先取得一個(gè)包含至少一個(gè)完整的重復(fù)圖形的卷筒的無缺陷的圖象；其次，規(guī)定圖形的獨(dú)特的特征和識(shí)別圖形中的工藝控制區(qū)域；再其次，對(duì)每一個(gè)獨(dú)特的檢查區(qū)域和缺陷類型規(guī)定具體的工藝控制設(shè)定；最后將該信息保存和安裝到數(shù)據(jù)庫，在運(yùn)行時(shí)間應(yīng)用中選擇該產(chǎn)品并運(yùn)行產(chǎn)品。
首先，應(yīng)用由適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件，解決方案，照明等設(shè)定的檢查系統(tǒng)獲取一個(gè)包含重復(fù)圖形的至少一個(gè)重復(fù)單元的運(yùn)動(dòng)的卷筒的圖象?；蛘?，該信息可從CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))文件中轉(zhuǎn)入并翻譯成適當(dāng)?shù)膱D象格式。圖象再用常規(guī)的操縱工具進(jìn)行修整，這樣其結(jié)果包含重復(fù)圖形的一個(gè)精確的無缺陷的重復(fù)單元。這樣，圖象長度將是卷筒向下方向上的一個(gè)重復(fù)單元，寬度將跨越整個(gè)卷筒。然后用繪圖工具在卷筒向下方向上識(shí)別有規(guī)律重復(fù)的，但在局部的橫穿卷筒區(qū)域中是獨(dú)特的圖形的特征。該特征被識(shí)別為卷筒定位器并將被用來跟蹤卷筒的位置和補(bǔ)償任何橫穿卷筒的移動(dòng)。卷筒向下距離在卷筒定位器圖形重復(fù)的一個(gè)點(diǎn)上限定。圖形和重復(fù)距離被保存和用于在運(yùn)行時(shí)間應(yīng)用中跟蹤卷筒。
繪圖工具再次被用于在重復(fù)圖形中限定任何分離的“部分”。例如，一個(gè)部分可以是在包含不同取向的多重電路的一個(gè)重復(fù)部分中的一個(gè)單獨(dú)的電路元件。對(duì)于該部分，繪圖工具可以用來識(shí)別該部分中的獨(dú)特圖形，該圖形能用于在綜合的圖形中定位各別的部分。要限定在其間發(fā)生部分重復(fù)的卷筒向下距離是因?yàn)樵谝粋€(gè)單獨(dú)的卷筒向下圖形重復(fù)單元中可能會(huì)有多重部分。還有，部分定位器圖形和重復(fù)距離將在運(yùn)行時(shí)間檢查中應(yīng)用以識(shí)別各別的部分進(jìn)行分析。系統(tǒng)自動(dòng)地定位所有的部分，不考慮重復(fù)圖形中的取向。任選地，如果一個(gè)卷筒向下重復(fù)圖形不包含分離的部分，則整個(gè)圖形就能作為一個(gè)單獨(dú)的部分處理。用這種各別部分的概念有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在運(yùn)行時(shí)間中，當(dāng)部分被識(shí)別和分成節(jié)段后，所有的分析都是完全一樣的。還有，圖形中經(jīng)常會(huì)有一些其中沒有什么內(nèi)容的地方。該方法僅檢查需要分析的區(qū)域。
然后在部分圖象中限定檢查需要的過程描述符。過程描述符包括精確限定缺陷記號(hào)將被置于一個(gè)部分中的某一位置的部分記號(hào)區(qū)域，限定部分的一個(gè)向操作者作高分辨率顯示的重要區(qū)域的顯示區(qū)域，和用于適合的兩進(jìn)制化的信息。
然后在該部分中限定所涉及的區(qū)域(ROI’s)。每一個(gè)ROI都在該部分中識(shí)別一個(gè)具體的分析將對(duì)其進(jìn)行的區(qū)域。例如，對(duì)于軟電路，所有部分都可以進(jìn)行短路/開路的分析，鍵合區(qū)將進(jìn)行瑕疵分析，精細(xì)的節(jié)距區(qū)域?qū)⑦M(jìn)行引線/間隔減縮分析。每一個(gè)區(qū)域都可以用繪圖工具和對(duì)每一個(gè)區(qū)域各別限定的檢查容限進(jìn)行各別識(shí)別。區(qū)域?qū)⒊掷m(xù)添加直至所有的分析都被限定為止。
最后，為了以后的修訂，文件被保存，如果必要，再被安裝到在運(yùn)行時(shí)間將應(yīng)用的檢查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中?？梢员４娑嘀匚募詡湓诋a(chǎn)品變化時(shí)選擇。這將允許本發(fā)明的操作隨各種產(chǎn)品進(jìn)行，不受其他干預(yù)。
在檢查優(yōu)先的軟電路中的一個(gè)主要困難是因不均勻的張力或制造工藝的變化而引起的卷筒可能變形。因此，卷筒的任何給出的部分都可能從參考外形發(fā)生空間翹曲。缺陷分析必須能補(bǔ)償這樣的變形。最常用的方法是使試驗(yàn)圖象發(fā)生翹曲以最好地匹配參考圖象，然后進(jìn)行直接空間對(duì)比，例如，從空間圖象中減去試驗(yàn)圖象。不幸的是，用這樣的方法存在困難，因?yàn)殡y于正確地翹曲圖象以去除更高級(jí)別的扭曲，并且有時(shí)翹曲不能補(bǔ)償正常的工藝變化。因此，在進(jìn)行比較后可能必須進(jìn)行諸如形態(tài)學(xué)處理的清理處理以去除外部的噪聲。在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士通常都熟悉這樣的處理技術(shù)。
系統(tǒng)輸入/輸出本發(fā)明的單板計(jì)算機(jī)通常接受描述工藝線上的事件的來自不同的使用者的控制和信號(hào)的輸入。它可以接受的輸入包括卷筒速度，卷筒運(yùn)動(dòng)，拼接，涂層操作和各種同步信號(hào)。還有，本發(fā)明可以在確定在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒中存在缺陷的基礎(chǔ)上向各種裝置提供輸出。單板計(jì)算機(jī)將輸出指令發(fā)送到諸如用戶接口監(jiān)視器，工藝控制計(jì)算機(jī)，存檔數(shù)據(jù)庫，記號(hào)系統(tǒng)及其各種組合的裝置中。
能識(shí)別缺陷的定位或在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒中的各別部分的記號(hào)系統(tǒng)適合于和本發(fā)明一起使用。記號(hào)最好打印在基本靠近缺陷發(fā)生點(diǎn)的附近?；究拷囊馑际牵浱?hào)緊密地聯(lián)系于缺陷在橫穿卷筒和向下卷筒方向上的位置，并最好在5mm的容限之內(nèi)，更好的是在1mm以內(nèi)。
對(duì)缺陷標(biāo)注記號(hào)的目的是識(shí)別缺陷的成分或區(qū)域以便能在一些后續(xù)的階段將其從主要生產(chǎn)中去除。缺陷記號(hào)次系統(tǒng)利用記號(hào)技術(shù)的廣泛的變化，諸如墨水或油漆的淀積(包括墨水蓋印器和墨水或油漆噴霧器)，激光標(biāo)記，標(biāo)簽應(yīng)用(粘貼在缺陷上或其附近的自黏附標(biāo)簽)，沖孔，物理變形技術(shù)，磁脈沖或它們的組合。缺陷記號(hào)可以置于缺陷本身之上或其附近，置于卷筒的邊緣或卷筒輥的終端。用不同的記號(hào)顏色或形狀記號(hào)也可識(shí)別缺陷的類別。在諸如卷筒上的條痕的連續(xù)缺陷的場合，記號(hào)可以由來自墨水蓋印器的重復(fù)的小印記或來自油漆噴霧器的連續(xù)的印記構(gòu)成。
常規(guī)的記號(hào)系統(tǒng)和本發(fā)明的檢查系統(tǒng)結(jié)合在一起使用。例如，墨水蓋印器由裝載墨水的多孔襯墊構(gòu)成并被實(shí)體放置成和目標(biāo)材料接觸以轉(zhuǎn)移墨水。墨水或油漆噴霧器利用電磁閥向目標(biāo)材料上噴射加壓的墨水或油漆。激光標(biāo)記裝置用高度聚集的強(qiáng)有力的激光束修改目標(biāo)材料的表面，通常是改變顏色，燒灼孔洞或改變表面構(gòu)造。標(biāo)簽應(yīng)用通過電磁促動(dòng)機(jī)構(gòu)向目標(biāo)材料施加自粘結(jié)的標(biāo)簽。沖孔在目標(biāo)材料的缺陷上或其附近實(shí)體沖孔。可以有很多類型的沖孔器，包括常規(guī)的沖制通孔的沖模和底模以及kiss-cut沖孔器，該沖孔器通過目標(biāo)材料時(shí)不突出，因此在運(yùn)動(dòng)的卷筒上往往工作得更好。缺陷表面的物理變形能通過能在表面上留下有區(qū)別性的標(biāo)記的諸如電磁錘或滾花輪的裝置實(shí)現(xiàn)。磁脈沖能通過強(qiáng)有力的勵(lì)磁線圈應(yīng)用于黑色金屬的表面，這樣在以后能通過簡單的磁傳感器容易地識(shí)別缺陷。
記號(hào)次系統(tǒng)的控制可以是檢查系統(tǒng)本身的一個(gè)整體部分，或一個(gè)從檢查系統(tǒng)分擔(dān)任務(wù)的半獨(dú)立的智能次系統(tǒng)(即PLC或?qū)Ｓ梦⒂?jì)算機(jī))。檢查系統(tǒng)的責(zé)任是識(shí)別缺陷和確定在橫穿卷筒和向下卷筒上的坐標(biāo)。這些缺陷坐標(biāo)被傳輸?shù)饺毕萦浱?hào)次系統(tǒng)，該次系統(tǒng)將一個(gè)延時(shí)機(jī)構(gòu)(基于時(shí)間的或基于距離的)和一個(gè)同步機(jī)構(gòu)與檢查系統(tǒng)相結(jié)合，在促動(dòng)記號(hào)機(jī)構(gòu)之前在圖象傳感器和記號(hào)裝置之間提供和保持一個(gè)實(shí)體間隔。
裝置本發(fā)明的裝置總體上包括一個(gè)圖象獲取裝置和一個(gè)單板計(jì)算機(jī)。圖象獲取裝置形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒的一個(gè)順序部分的圖象以提供一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。單板計(jì)算機(jī)從數(shù)據(jù)流形成一個(gè)象點(diǎn)表。然后單板計(jì)算機(jī)分析象點(diǎn)表以探測連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的至少一個(gè)部分中的缺陷。本發(fā)明的檢查裝置總體上被應(yīng)用在常規(guī)的卷筒生產(chǎn)傳輸設(shè)備中。圖7描繪了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。卷筒72從非纏繞輥71通過檢查系統(tǒng)70傳輸?shù)嚼p繞輥74。一個(gè)舞蹈輥76被用來進(jìn)行張緊控制。各個(gè)空閑輥78輔助傳輸卷筒72。一個(gè)任選的操縱機(jī)構(gòu)80可被設(shè)置來將卷筒72引導(dǎo)到系統(tǒng)70的成象區(qū)域。檢查空閑輥82將卷筒傳輸?shù)骄€掃描攝象機(jī)84的下面。為了將成象期間因張力引起的卷筒72的擾動(dòng)減到最小，驅(qū)動(dòng)輥86被置于檢查區(qū)域的下游。很方便地設(shè)置一個(gè)張力變換器88以向卷筒控制器90提供反饋，該卷筒控制器向驅(qū)動(dòng)輥86發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。來自線掃描攝象機(jī)84的圖象數(shù)據(jù)被傳輸?shù)絾伟逵?jì)算機(jī)92，該計(jì)算機(jī)也接收來自卷筒同步器94的輸入。單板計(jì)算機(jī)92形成象點(diǎn)表并進(jìn)行缺陷分析。單板計(jì)算機(jī)92和卷筒記號(hào)系統(tǒng)96聯(lián)通。卷筒記號(hào)系統(tǒng)96能對(duì)卷筒72上的各別缺陷(未顯示)作出記號(hào)。單板計(jì)算機(jī)92選擇性地和卷筒控制器90聯(lián)通以交換卷筒72的產(chǎn)品信息。來自單板計(jì)算機(jī)92的輸出可以在任選的用戶接口98上審視。
因?yàn)橛?jì)算機(jī)的計(jì)算能力是珍貴的，應(yīng)用如上所述的手段，任何通過減少計(jì)算機(jī)費(fèi)用而獲得的效率都是可取的。具體地說，應(yīng)用極端高效的存儲(chǔ)器管理技術(shù)已經(jīng)取得了優(yōu)良的結(jié)果，該管理技術(shù)映射到計(jì)算機(jī)指令組和寄存器結(jié)構(gòu)，諸如特殊的存儲(chǔ)器校正，例如QWORD。SIMD(singleinstructionmultipledata)碼的應(yīng)用也被證明是可取的。設(shè)計(jì)為異步運(yùn)行，并且用多線技術(shù)并行運(yùn)行的單板計(jì)算機(jī)被考慮是可取的。
在一個(gè)任選的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法和裝置可以利用多重成象系統(tǒng)以提供連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的完整的和詳盡的圖象。多重成象裝置可以設(shè)定成在卷筒上平行以提供包括給定襯底的全部寬度的圖象?；蛘?，多重成象裝置可以在各種向下卷筒定位上互相串聯(lián)設(shè)置以充分檢查不同類型的缺陷或在卷筒生產(chǎn)工藝中的一個(gè)給定點(diǎn)上監(jiān)視和缺陷有關(guān)的特殊類型的工藝。
在另一個(gè)替代的實(shí)施例中，可以在一個(gè)給定的卷筒上平行或串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)或更多根據(jù)本發(fā)明的方法或裝置的檢查系統(tǒng)。來自每一個(gè)個(gè)別的系統(tǒng)的單板計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)提供到一個(gè)中心計(jì)算機(jī)。然后中心計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)歸并或同步用于經(jīng)改進(jìn)的工藝控制。
本發(fā)明適用于檢查連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒以識(shí)別卷筒中不希望發(fā)生的事件。本發(fā)明的方法可實(shí)施于任何形式的適合成象的卷筒。方法和裝置理想地適合于處理隨諸如軟電路卷筒那樣的復(fù)雜的卷筒材料一起出現(xiàn)的大規(guī)模的數(shù)據(jù)速率。另外，本發(fā)明利用成象裝置的單板計(jì)算機(jī)處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)速率，不用定制的圖象處理硬件。本發(fā)明包含充分支持具體檢查程序或卷筒材料變化的標(biāo)準(zhǔn)軟件，不需要額外的硬件變化。還有，單板計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行升級(jí)以在不需要變化軟件的情況下實(shí)現(xiàn)處理速度的提高。
權(quán)利要求
1.一種檢查連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的方法，其特征在于，該方法包括a)形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的一個(gè)順序部分的圖象以提供一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，b)從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流形成一個(gè)象點(diǎn)表，和c)分析象點(diǎn)表上的象點(diǎn)以識(shí)別缺陷，其中b)和c)在一個(gè)單板計(jì)算機(jī)中進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括在形成所述象點(diǎn)表之前先對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行兩進(jìn)制化。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中相應(yīng)于每一個(gè)順序部分的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流描述相應(yīng)于其在卷筒上的位置的X范圍中的像素，以及其中形成的步驟包括確定在X范圍中互相連接的像素的收集以便限定節(jié)段；逐線條地解答在相應(yīng)于卷筒運(yùn)動(dòng)方向的Y范圍中的節(jié)段之間是否存在連接；其中確定步驟和解答步驟在一個(gè)單疊代中完成。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括依次保存在每一個(gè)順序線條中的節(jié)段的表將其作為一個(gè)對(duì)比表，并且其中解答包括將當(dāng)前線條的節(jié)段表和對(duì)比表進(jìn)行對(duì)比。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中卷筒是一種帶有圖形的卷筒，該方法進(jìn)一步包括對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行兩進(jìn)制化，兩進(jìn)制化包括識(shí)別基本具有卷筒的光學(xué)性能的全部范圍的至少一個(gè)順序部分；限定一個(gè)以被識(shí)別為局部最大值的像素值中的最低值和被識(shí)別為局部最小值的像素值中的最高值定界的范圍；在該范圍中計(jì)算一個(gè)閾值；和將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的至少一個(gè)部分和該閾值進(jìn)行比較。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中在形成象點(diǎn)表之前將一個(gè)濾波器應(yīng)用到在單板計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)流。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括單板計(jì)算機(jī)和一個(gè)工藝控制系統(tǒng)之間的聯(lián)通。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括對(duì)在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒上的被識(shí)別的缺陷做上記號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述做記號(hào)通過墨水沉積，油漆沉積，激光標(biāo)記，標(biāo)簽應(yīng)用，沖孔，物理變形，磁脈沖或它們的組合。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述記號(hào)基本上做在靠近缺陷發(fā)生的地點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述卷筒從金屬，紙張，聚合物薄膜，織物，非織物，玻璃或它們的組合中選擇。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，其中一個(gè)或多個(gè)涂層或一個(gè)或多個(gè)圖形被施加到所述卷筒。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，其中連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒是一種軟電路卷筒。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述成象通過反射光，傳輸光或曲折光進(jìn)行。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中利用多重成象源。
16.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述兩進(jìn)制化包括適合的閾值或多值閾值。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述數(shù)據(jù)流至少為每秒10兆像素。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括將缺陷分成具體的種類。
19.一種檢查在卷筒上的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物品的方法，其特征在于，該方法包括分析從一個(gè)至少為每秒10兆像素的連續(xù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流形成的象點(diǎn)以識(shí)別該物品上的缺陷，該數(shù)據(jù)流從一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物品的至少一個(gè)部分成象，其中在一個(gè)單板計(jì)算機(jī)中形成和分析象點(diǎn)。
20.一種檢查連續(xù)運(yùn)動(dòng)的有一種重復(fù)圖形的卷筒的方法，其特征在于，該方法包括a)形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的順序部分的圖象以提供一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，b)識(shí)別重復(fù)圖形的實(shí)例，c)從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流形成一個(gè)描述重復(fù)圖形的每一個(gè)實(shí)例的象點(diǎn)表，和d)分析象點(diǎn)表上的象點(diǎn)以識(shí)別缺陷，其中c)和d)在一個(gè)單板計(jì)算機(jī)中進(jìn)行。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中重復(fù)圖形的每一個(gè)實(shí)例的象點(diǎn)表上的象點(diǎn)數(shù)和一個(gè)預(yù)先確定的數(shù)進(jìn)行比較。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中每一個(gè)象點(diǎn)的位置和幾何特性和一個(gè)參考象點(diǎn)表中的一個(gè)相應(yīng)象點(diǎn)進(jìn)行比較。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中相應(yīng)于每一個(gè)順序部分的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流描述在相應(yīng)于其在卷筒上的位置的一個(gè)X范圍中的像素，并且其中象點(diǎn)表包括在X范圍中互相連接的像素聚集的長度的信息；另外，其中分析的步驟包括計(jì)算在一個(gè)相應(yīng)于卷筒運(yùn)動(dòng)方向的Y范圍中互相連接的像素聚集的長度的信息；將在X范圍和Y范圍中的至少一個(gè)范圍中或兩個(gè)范圍中的像素聚集的長度修改到一個(gè)第一預(yù)先確定的數(shù)目；以該修改的長度為基礎(chǔ)準(zhǔn)備一個(gè)新的象點(diǎn)表；和將在新的象點(diǎn)表上的象點(diǎn)數(shù)和一個(gè)第二預(yù)先確定的數(shù)目進(jìn)行比較。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述成象通過反射光，傳輸光或曲折光進(jìn)行。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)流被利用來發(fā)現(xiàn)所述卷筒上的各別圖形，不需外來同步。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括在形成所述象點(diǎn)表之前先對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流進(jìn)行兩進(jìn)制化。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，其中所述兩進(jìn)制化用適合的閾值或多值閾值進(jìn)行。
28.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒是一種軟電路卷筒。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，其中所述缺陷包括一個(gè)或多個(gè)短路，開路，引線縮減，間隔縮減，襯底缺陷，圖形不套準(zhǔn)，引線彎曲，覆蓋涂層缺陷，層壓缺陷，瑕疵或碎片。
30.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括對(duì)在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒上的一個(gè)或多個(gè)缺陷做上記號(hào)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，其中所述記號(hào)基本上做在靠近缺陷發(fā)生的地點(diǎn)。
32.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述單板計(jì)算機(jī)和一個(gè)用于控制所述連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒的工藝控制系統(tǒng)聯(lián)通。
33.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述成象裝置和連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒空間同步。
34.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中利用多重成象源。
35.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括將缺陷分成具體的種類。
36.一種用于檢查連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒的裝置，其特征在于，該裝置包括(a)一個(gè)用于順序地形成一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的一個(gè)部分的圖象以提供一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的成象裝置；和(b)一個(gè)為了識(shí)別在所述連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒的至少一個(gè)部分中的缺陷而能從該數(shù)據(jù)流形成一個(gè)象點(diǎn)表并且分析該象點(diǎn)表的單板計(jì)算機(jī)。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)和單板計(jì)算機(jī)聯(lián)通的工藝控制系統(tǒng)。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用于對(duì)在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒上的被識(shí)別的缺陷做上記號(hào)的記號(hào)系統(tǒng)。
39.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，其中所述成象裝置是一個(gè)線掃描攝象機(jī)。
40.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，其中所述成象裝置利用光學(xué)組件，該光學(xué)組件利用反射光，傳輸光或曲折光。
41.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，其中利用多重成象裝置。
42.一種用于檢查軟電路的裝置，其特征在于，該裝置包括(a)一個(gè)用于順序地形成一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的軟電路卷筒的一個(gè)部分的圖象以提供一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的成象裝置；和(b)一個(gè)為了識(shí)別在所述連續(xù)運(yùn)動(dòng)的軟電路卷筒的至少一個(gè)部分中的缺陷而能從該數(shù)據(jù)流形成一個(gè)象點(diǎn)表并且分析該象點(diǎn)表的單板計(jì)算機(jī)。
43.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用于在單板計(jì)算機(jī)和工藝控制系統(tǒng)之間聯(lián)通的工藝控制系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)對(duì)在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的卷筒上的識(shí)別的缺陷做上記號(hào)的記號(hào)系統(tǒng)。
45.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，其中成象裝置是一個(gè)線掃描攝象機(jī)。
46.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，其中所述成象裝置利用光學(xué)組件，該光學(xué)組件利用反射光，傳輸光或曲折光。
47.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，其中利用多重成象裝置。
48.一種檢查軟電路卷筒的方法，其特征在于，該方法包括分析從一個(gè)至少為每秒10兆像素的連續(xù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流形成的象點(diǎn)以識(shí)別該軟電路卷筒上的缺陷，該數(shù)據(jù)流在一個(gè)軟電路卷筒的至少一個(gè)部分成象，其中在一個(gè)單板計(jì)算機(jī)中形成和分析象點(diǎn)。
全文摘要
一種用于順序地形成一個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的卷筒(10)的一個(gè)部分的圖象以提供一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的成象裝置，然后該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流由一個(gè)單板計(jì)算機(jī)(18)進(jìn)行分析，不需使用專用的信號(hào)處理硬件。揭示了在來自成象裝置的數(shù)據(jù)流上運(yùn)行的技術(shù)，該技術(shù)具體包括基于根據(jù)開始位置儲(chǔ)存的象點(diǎn)信息和在橫穿卷筒方向上節(jié)段運(yùn)行長度的操作。這樣使象點(diǎn)的限定適合于線條挨線條的方式，并使通常在連續(xù)的卷筒的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的缺陷的類別用遠(yuǎn)小于先前所需要的計(jì)算能力就能識(shí)別。尤其是，在檢查軟電路的挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中，能達(dá)到超過每秒10兆像素的數(shù)據(jù)速率并成功地進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)G01B11/30GK1633592SQ01822586
公開日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月12日
發(fā)明者S·P·弗勒德, J·A·馬斯特曼, M·P·派克, C·J·斯凱普斯, S·R·瓦格曼, W·許, X·俞 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司