机器视觉在光纤端面缺陷检测中的应用(3)

得到光纤包层的二值图像后，利用VBAI中寻找圆边缘(Find Circular Edge)以及建立坐标系(Set Coordinate System)的函数模块，即能准确地定位光纤纤芯的位置。寻找圆边缘是为了寻找光纤包层圆的边缘，从而寻找到光纤包层圆的圆心，这个圆心也是纤芯圆的圆心，然后以这个圆心为坐标系原点建立坐标系。在VBAI中，建立坐标系这个函数的功能是定位特征，它能根据寻找到的包层圆自动定位圆心，即使包层在图像中的位置改变，坐标系原点也能准确地定位在包层圆的圆心上，而包层圆的圆心就是纤芯圆的圆心。由图4可见，坐标系的原点可以很精确地定位在位置不同的纤芯圆的圆心上，即使是在不规则的包层面上。

2.2 检测区域的划分

在定位了光纤纤芯之后，由于在光纤端面上不同圆环范围内所用的检测标准也不同，所以要以纤芯中心为圆心作不同区域的圆环，再在每个圆环内按规定的检测标准进行检测。如果有任意一个圆环内的检测不能通过，则这个光纤就是有缺陷的，不能通过。在划分区域的时候，由于通过光纤端面检测仪采集得到的图像在VBAI环境下是以像素(pix)为计量单位的，而一般检测标准中给出的光纤端面检测要求是以微米(μm)为计量单位的，所以要通过公式(2)进行转换将微米(μm)转换成像素(pix)。转换的时候需要知道一个参数：dpi(每英寸多少点)，知道了dpi就可以从公式(2)得到像素与微米的转换关系。设P为像素，D为dpi，I为英尺，M为微米，则：

一张图片的dpi可以通过一些常用的看图软件得到(如Acdsee，Photoshop等)，平时所用的640×480或800×600等标准的分辨率的dpi是一个常数：96。这样在对光纤端面进行区域划分的时候，就能准确地算出每个圆环的直径，从而对整个光纤端面可以进行细致并且精确的检测。

2.3 缺陷的检测

2.3.1 不同的阈值

光纤端面缺陷包括白点(崩缺)、黑点(脏污)、阴影(内裂)以及划痕。其中崩缺和划痕是颜色亮于光纤端面的部分，而脏污和阴影是颜色暗于光纤端面的部分。要检测出这些缺陷，对每个区域的每个亮部检测前都要重新对原始图像进行一次图像处理，同时对每个区域的每个暗部检测前也要重新对原始图像进行一次图像处理，以便设置不同的阈值以区分出比光纤端面亮的部分和比光纤端面暗的部分。这样在检测过程中就先后对暗部和亮部进行了检测，如果两者中任何一种检测不能通过，则这个区域的检测就是不能通过的。

光纤端面需要进行检测的区域包含了光纤包层和光纤包层以外的陶瓷部分，所以亮色缺陷和暗色缺陷除了分布在光纤包层上外还有可能会分布在陶瓷面上。由于光纤包层在采集的图像中是暗色的，与暗色的缺陷色度比较接近，而包层外的陶瓷部分色度则更接近于亮色的缺陷。所以检测光纤包层上和包层外陶瓷面上的缺陷时，针对暗色缺陷和亮色缺陷都需要分别设定不同的阈值，才能准确地检测出整个端面的缺陷。因此利用VBAI检测光纤包层外的陶瓷面区域时，需要重新根据双峰法设定阈值，如图5所示。

图5对包层内和包层外暗色缺陷和亮色缺陷的不同二值化处理

由图5可见，在检测的过程中，必须要针对暗色缺陷和亮色缺陷在光纤端面包层内外的不同分布，分别设定不同的阈值，否则会极大的影响检测的精确度。需要注意的是，纤芯本身就是亮色的，所以亮色缺陷检测过程中需要把纤芯忽略掉。