确定玻璃光学质量的方法
阅读：22发布：2022-08-12
专利汇可以提供确定玻璃光学质量的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种确定玻璃光学 质量 的方法，该玻璃包括至少一个已降低光透射的面积，其中，产生该玻璃的投影像，并在多个测量点上测量该玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃上的阵列。在每一点上确定照度与要求值的偏差，且其中在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。，下面是确定玻璃光学质量的方法专利的具体信息内容。
1.一种确定玻璃光学质量的方法，该玻璃包括至少一个已降低 光透射的面积，本方法包括如下步骤：
产生该玻璃的投影像；
在多个测量点上测量该玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃 上的阵列；
在每一点上，确定这些点的照度与要求值的任何偏差；
其中，在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。
2.一种确定玻璃光学质量的方法，包括如下步骤：
用局域光源照射该玻璃，以产生投影像；
记录该投影像；
对除去那些与玻璃已变暗面积对应的点的投影像，确定有效测量 点；
处理已记录的投影像，确定每一有效测量点的照度值；
通过使卷积窗在处理的像上逐点扫描，构造一参考像，并用卷积 滤波器，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均， 计算对应于已处理像每一点的参考像各点的参考照度值；
把已处理的投影像每一有效测量点的照度值，与参考像的对应点 比较，确定玻璃的光学质量。
3.按照权利要求2的方法，其中的卷积窗在扫描操作中有恒定 的面积。
4.按照权利要求2和权利要求3的方法，包括记录参考像的步 骤，以便与已处理的像比较。
5.按照权利要求2到4任一项的方法，其中的有效测量点，是 该点的照度值等于或高于预设阈值的点。
6.按照权利要求2到5任一项的方法，其中，当要计算参考照 度的卷积窗的点，与已处理像的无效测量点对应时，不计算参考照度。
7.按照权利要求2到6任一项的方法，其中在构造参考像中， 不考虑无效测量点。
8.按照权利要求2到7任一项的方法，其中，在产生投影像及 有关参考像的计算中，使用同一光源。
9.一种按照本文前面参照附图并如附图演示所描述的、确定玻 璃光学质量的方法。
技术领域
本发明涉及确定玻璃光学质量的方法，特别是涉及车用玻璃。
背景技术
在车用玻璃的生产中，希望检查每一玻璃，确定它的光学质量， 以保证把它用作车用玻璃是可接受的。
使用投影像来评估玻璃(glazing)的光学质量，是众所周知的。 把玻璃放在局域光源(高强度点光源)和屏之间，使该玻璃的投影像 投射在屏上。用CCD摄像机记录该投影像，并借助计算机分析。玻 璃的投影像以照度的变化为特征，该照度变化与玻璃的透射畸变有关。 玻璃的透射畸变是由于玻璃厚度的变化引起的。在层压的玻璃的情形， 这些变化可以是在玻璃片制造时引入的，或者是在层压成型时引入的。 结果导致所谓“楔”效应。理想的情形是，各玻璃片表面完全平行，使 把玻璃片层压成型之后，仍保持相互平行。但是，实际上，各个玻璃 片的厚度是变化的，层压本身在玻璃或层压玻璃中产生使光偏折的空 的楔状部分，导致光学畸变。楔角的变化引起透射光会聚或发散，这 种现象在投影像中由照度的变化表示。玻璃表面上楔角变化得越快， 则透射光的会聚或发散变得越大。
US 5694479公开一种利用投影来测量玻璃光学质量的处理过程。 记录玻璃的投影像，并进行照度的点测量处理。然后，使用已处理的 投影像，构造参考的像，并随后把已处理像的各点与参考像对应的各 点进行比较。在构造参考像中，首先必须对记录的投影像所有测量点， 包括该像与玻璃的打印面积对应的区域，确定一个照度值。在这些区 域中，通过从附近测量点已知照度值的外推，估计照度值。对与玻璃 打印面积对应的投影像上各测量点，已经估计照度值之后，通过在整 个投影像上执行卷积滤波，可以构造参考像。这样构造参考像是费时 的，且执行的计算有许多是不必要的。
使用投影像来评估玻璃(glazing)的光学质量，是众所周知的。 把玻璃放在局域光源(高强度点光源)和屏之间，使该玻璃的投影像 投射在屏上。用CCD摄像机记录该投影像，并借助计算机分析。玻 璃的投影像以照度的变化为特征，该照度变化与玻璃的透射畸变有关。 玻璃的透射畸变是由于玻璃厚度的变化引起的。在层压的玻璃的情形， 这些变化可以是在玻璃片制造时引入的，或者是在层压成型时引入的。 结果导致所谓“楔”效应。理想的情形是，各玻璃片表面完全平行，使 把玻璃片层压成型之后，仍保持相互平行。但是，实际上，各个玻璃 片的厚度是变化的，层压本身在玻璃或层压玻璃中产生使光偏折的空 的楔状部分，导致光学畸变。楔角的变化引起透射光会聚或发散，这 种现象在投影像中由照度的变化表示。玻璃表面上楔角变化得越快， 则透射光的会聚或发散变得越大。
US 5694479公开一种利用投影来测量玻璃光学质量的处理过程。 记录玻璃的投影像，并进行照度的点测量处理。然后，使用已处理的 投影像，构造参考的像，并随后把已处理像的各点与参考像对应的各 点进行比较。在构造参考像中，首先必须对记录的投影像所有测量点， 包括该像与玻璃的打印面积对应的区域，确定一个照度值。在这些区 域中，通过从附近测量点已知照度值的外推，估计照度值。对与玻璃 打印面积对应的投影像上各测量点，已经估计照度值之后，通过在整 个投影像上执行卷积滤波，可以构造参考像。这样构造参考像是费时 的，且执行的计算有许多是不必要的。
发明内容
本发明的一个目的，是对前述的处理过程加以改进。
按照本发明，是提供一种确定玻璃光学质量的方法，该玻璃包括 至少一个已降低光透射的面积，本方法包括如下步骤：
产生玻璃的投影像；
在多个测量点上测量玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃上 的阵列；
在每一点上，确定这些点的照度与要求值的任何偏差；
其中，在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。
本发明还提供一种确定玻璃光学质量的方法，包括如下步骤：
用局域光源照射玻璃，以产生投影像；
记录该投影像；
确定投影像的有效测量点，从该像中除去那些对应于玻璃已变暗 面积的点；
处理记录的投影像，确定每一有效测量点的照度值；
通过使卷积窗在处理的像上逐点扫描，构造参考像，并用卷积滤 波器，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均， 计算对应于已处理像每一点的参考像各点的参考照度值；
把已处理的投影像每一有效测量点的照度值，与参考像的对应点 比较，确定玻璃的光学质量。
本发明的方法，忽略玻璃在已变暗面积(如打印的周边阴暗带， 或遮盖被粘合剂粘接的后视镜基座的打印补丁)中的光学质量，从而 只进行必要的计算并缩减确定玻璃光学质量需要的时间量。
在本发明的一个优选实施例中，卷积窗在扫描操作中有恒定的面 积。
本方法最好包括记录参考像的步骤，以便与已处理的像比较。
本方法中，有效测量点最好是该点的照度值等于或高于预设阈值 的点。
本方法中，最好是，当要计算参考照度的卷积窗的点，与已处理 像的无效测量点对应时，不计算参考照度。
在一个优选实施例中，在构造参考像中，不考虑无效测量点。
最好是，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用同一光源。
附图说明
现在将参照附图，说明本发明的实施例，附图有：
图1画出实现本发明一个优选实施例的设备安排的透视图；
图2A-2D按照本发明第一实施例的构造参考像的方法，画出卷 积窗在扫描玻璃部分时，卷积窗的不同位置。
图3A-3C按照本发明第二实施例的构造参考像的方法，画出卷 积窗在扫描玻璃部分时，卷积窗的不同位置。
按照本发明，是提供一种确定玻璃光学质量的方法，该玻璃包括 至少一个已降低光透射的面积，本方法包括如下步骤：
产生玻璃的投影像；
在多个测量点上测量玻璃的照度，这些测量点排列成遍布玻璃上 的阵列；
在每一点上，确定这些点的照度与要求值的任何偏差；
其中，在测量点的阵列中，略去该至少一个已降低光透射的面积。
本发明还提供一种确定玻璃光学质量的方法，包括如下步骤：
用局域光源照射玻璃，以产生投影像；
记录该投影像；
确定投影像的有效测量点，从该像中除去那些对应于玻璃已变暗 面积的点；
处理记录的投影像，确定每一有效测量点的照度值；
通过使卷积窗在处理的像上逐点扫描，构造参考像，并用卷积滤 波器，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均， 计算对应于已处理像每一点的参考像各点的参考照度值；
把已处理的投影像每一有效测量点的照度值，与参考像的对应点 比较，确定玻璃的光学质量。
本发明的方法，忽略玻璃在已变暗面积(如打印的周边阴暗带， 或遮盖被粘合剂粘接的后视镜基座的打印补丁)中的光学质量，从而 只进行必要的计算并缩减确定玻璃光学质量需要的时间量。
在本发明的一个优选实施例中，卷积窗在扫描操作中有恒定的面 积。
本方法最好包括记录参考像的步骤，以便与已处理的像比较。
本方法中，有效测量点最好是该点的照度值等于或高于预设阈值 的点。
本方法中，最好是，当要计算参考照度的卷积窗的点，与已处理 像的无效测量点对应时，不计算参考照度。
在一个优选实施例中，在构造参考像中，不考虑无效测量点。
最好是，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用同一光源。
附图说明
现在将参照附图，说明本发明的实施例，附图有：
图1画出实现本发明一个优选实施例的设备安排的透视图；
图2A-2D按照本发明第一实施例的构造参考像的方法，画出卷 积窗在扫描玻璃部分时，卷积窗的不同位置。
图3A-3C按照本发明第二实施例的构造参考像的方法，画出卷 积窗在扫描玻璃部分时，卷积窗的不同位置。
具体实施方式
图1中，局域光源10照射挡风玻璃12，并在屏16上产生挡风玻 璃的投影像14。图上画出挡风玻璃上打印的补丁30，该打印补丁遮盖 被粘合剂粘接在挡风玻璃上的后视镜基座。该补丁把阴影32透射在投 影像14上。光源是提供高强度点光源的450W氙弧灯。光源10与挡 风玻璃12之间的距离是4m，而挡风玻璃12与屏16之间的距离是2 m。在挡风玻璃的情形中，测量最好是按实际条件进行，所以挡风玻 璃是以安装在车中相同的角度观察的，且光源的轴是水平的并平行于 车的轴。图上也画出记录投影像14的CCD摄像机18，例如是有线性 响应的10比特面积的扫描CCD摄像机，如Hitachi的型号为KP-F1 的摄像机。虽然图1所示的摄像机18画在挡风玻璃12之下，但这不 是必需的。必需的只是摄像机对屏16有不畸变的视图，以便能记录投 影像14。CCD摄像机18与计算机20连接，计算机用于确定玻璃的 光学质量。摄像机18记录的投影像14，存储在计算机20的存储器内， 以帮助构造参考像，还用于与参考像比较。
投影像14经计算机20处理，检测有效和无效测量点，其中，有 效测量点对应于玻璃不变暗的部分，而无效测量点对应于玻璃变暗的 部分(如打印的周边阴暗带，或遮盖被粘合剂粘接的后视镜基座的打 印补丁)。被计算机检测的有效测量点，是该点的照度值等于或高于 预设阈值，而被检测的无效测量点，则是该点的照度值低于预设的阈 值。然后，通过对每一有效测量点的照度值进行量化，处理投影像， 之后，把已处理的照度值存储在计算机的存储器中。对每一无效测量 点的照度值，不进行量化，而是简单地赋予零值，把零值存储在计算 机的存储器中。
因此，已处理的像，除那些与玻璃变暗或打印的面积对应的点外， 由记录的投影像所有测量点照度值已量化的点测量构成(即，已处理 的像包括：有效测量点照度值已量化的点的测量)。正是用该已处理 的像来构造参考像。这一步是通过卷积滤波，使处理的像“平滑化”完 成的-使卷积窗在处理的像上逐点扫描，并对已处理像每一有效测量 点，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均，计 算对应的参考照度值。
在卷积窗只覆盖已处理像有效测量点的玻璃的面积中，通过卷积 滤波来构造参考像，是直截了当的。但是，对卷积窗覆盖至少一个无 效测量点的情形，必须作一些调整。
最好使用大小为31×31测量点的卷积窗，但为说明的目的并参考 图2，图中使用的是3×3测量点的卷积窗。不按比例的图2画出已处 理像的一部分，包括有效和无效测量点，以栅格表示，每一测量点表 示成一方块。卷积窗用边界标记28内的方块表示(3×3个方块)。无 效测量点画成实心的块32，且在本特定例子中，对应于玻璃上的打印 的补丁30，该打印的补丁遮盖被粘合剂粘接在挡风玻璃上的后视镜基 座。图上画出卷积窗28在已处理像上扫描时的四个相继位置，图2A 是在位置1，图2B是在位置2，图2C是在位置3，和图2D是在位置 4。当卷积窗在已处理像上扫描时，在每一位置上，对有效测量点的照 度值求算术平均值。图2中，卷积窗的大小是3×3，且正在要计算参 考照度的窗是它的几何中心点(以方块5表示)。
在如图2A所示的位置1，因为卷积窗只覆盖有效测量点，所以 卷积滤波是直截了当的。对与处理像被方块5覆盖的点对应的参考像 点，要获得参考照度值，需进行如下的计算：
即，对卷积窗方块1到9中实际的照度值求平均，其中，各方块 与被处理像各有效测量点对应。
在如图2B所示的位置2，卷积窗覆盖已处理像的一个无效测量 点(对应于被卷积窗方块9覆盖的点)。在对参考像与卷积窗方块5 覆盖的点对应的点，计算参考照度值时，该无效测量点在计算中被忽 略，于是，需进行如下的计算，以获得该点的参考照度值：
即，对卷积窗方块1到8中实际的照度值求平均，这8个方块与 被处理像的有效测量点对应。
在如图2C所示的位置3，卷积窗覆盖已处理像的两个无效测量 点(对应于被卷积窗方块8和9覆盖的点)，并在对参考像与卷积窗 方块5覆盖的点对应的点，计算参考照度值时，这些无效测量点在计 算中被忽略，于是，需进行如下的计算，以获得该点的参考照度值：
即，对卷积窗方块1到7中实际的照度值求平均，这7个方块与 被处理像的有效测量点对应。
在卷积窗方块5覆盖已处理像的无效测量点的情形，如图2D所 示的位置，不计算参考照度值，而参考像对应点的照度值被赋值零。
如上所述，通过在整个已处理像表面进行卷积滤波，构造参考像， 该参考像由每一对应于处理像有效测量点的参考照度值构成。
现在，把参考像与处理像比较，确定玻璃的光学质量。这一比较 是通过比较对应点的照度值，并计算处理像各点照度值相对于参考像 那些点的照度值的比值。这样，能够确定玻璃的缺陷，把确定的缺陷 与通常由车辆制造商提供的规格比较，确定该玻璃是否满足要求的规 格。
在上述参照图2说明的方法中，在计算参考照度值中，当卷积窗 在处理像至少一个无效测量点上扫描时，窗的大小显著缩小。例如， 在图2A中，面积是9个方块，在2B是8个方块，而在图2C，有效 的是7个方块。这是因为，当窗覆盖的方块对应于处理像的无效测量 点时，这些方块在计算参考照度值不予考虑。在一种另外的方法中， 在参考像整个构造过程的扫描操作中，就是说，当窗只在处理像的有 效测量点上扫描时，并且也当窗在处理像的无效测量点上扫描时，卷 积窗可以有恒定的面积。这是通过改变卷积窗的形状实现的，使当窗 确实覆盖处理像的无效测量点时，忽略该无效测量点，并用卷积窗相 邻的有效测量点代替。在该方法中，卷积窗中要计算参考照度的点， 可以不总是在窗的几何中心，而是在卷积窗预定的点。该方法示于图 3，在本特定例子中，虽然可以选择不同的方块，但方块5仍被选为卷 积窗中要计算参考照度的点。在图3A-C所示的每一位置中，对参考 像与处理像被方块5覆盖的点对应的点，本方法计算的参考照度是：
在图3所示每一例子中，卷积窗的面积是9个方块，但在各情形 中，该窗不是3×3个方块的正方形。
如同前面参照图2说明的方法，通过在处理像的整个表面进行卷 积滤波，构造参考像，且由每一对应于处理像有效测量点的参考照度 值构成。现在，如同前面参照图2说明的方法，通过比较对应点的照 度值，并计算处理像各点照度值相对于参考像那些点的照度值的比值， 对参考像与已处理像进行比较，确定玻璃的光学质量。这样，能够确 定玻璃的缺陷，把确定的缺陷与通常由车辆制造商提供的规格比较， 确定该玻璃是否满足要求的规格。
在上面的实施例中，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用 同一光源。这样可以降低使用不同光源时可能产生的误差。
显然，每一测量点的大小，要小于玻璃上已经降低光透射的面积， 如打印的补丁30或周边的阴暗带。在前面的实施例中，每一测量点的 大小是投影像的像素，与CCD摄像机的单个传感单元对应。
投影像14经计算机20处理，检测有效和无效测量点，其中，有 效测量点对应于玻璃不变暗的部分，而无效测量点对应于玻璃变暗的 部分(如打印的周边阴暗带，或遮盖被粘合剂粘接的后视镜基座的打 印补丁)。被计算机检测的有效测量点，是该点的照度值等于或高于 预设阈值，而被检测的无效测量点，则是该点的照度值低于预设的阈 值。然后，通过对每一有效测量点的照度值进行量化，处理投影像， 之后，把已处理的照度值存储在计算机的存储器中。对每一无效测量 点的照度值，不进行量化，而是简单地赋予零值，把零值存储在计算 机的存储器中。
因此，已处理的像，除那些与玻璃变暗或打印的面积对应的点外， 由记录的投影像所有测量点照度值已量化的点测量构成(即，已处理 的像包括：有效测量点照度值已量化的点的测量)。正是用该已处理 的像来构造参考像。这一步是通过卷积滤波，使处理的像“平滑化”完 成的-使卷积窗在处理的像上逐点扫描，并对已处理像每一有效测量 点，通过对已处理像被卷积窗覆盖的有效测量点的照度值求平均，计 算对应的参考照度值。
在卷积窗只覆盖已处理像有效测量点的玻璃的面积中，通过卷积 滤波来构造参考像，是直截了当的。但是，对卷积窗覆盖至少一个无 效测量点的情形，必须作一些调整。
最好使用大小为31×31测量点的卷积窗，但为说明的目的并参考 图2，图中使用的是3×3测量点的卷积窗。不按比例的图2画出已处 理像的一部分，包括有效和无效测量点，以栅格表示，每一测量点表 示成一方块。卷积窗用边界标记28内的方块表示(3×3个方块)。无 效测量点画成实心的块32，且在本特定例子中，对应于玻璃上的打印 的补丁30，该打印的补丁遮盖被粘合剂粘接在挡风玻璃上的后视镜基 座。图上画出卷积窗28在已处理像上扫描时的四个相继位置，图2A 是在位置1，图2B是在位置2，图2C是在位置3，和图2D是在位置 4。当卷积窗在已处理像上扫描时，在每一位置上，对有效测量点的照 度值求算术平均值。图2中，卷积窗的大小是3×3，且正在要计算参 考照度的窗是它的几何中心点(以方块5表示)。
在如图2A所示的位置1，因为卷积窗只覆盖有效测量点，所以 卷积滤波是直截了当的。对与处理像被方块5覆盖的点对应的参考像 点，要获得参考照度值，需进行如下的计算：
即，对卷积窗方块1到9中实际的照度值求平均，其中，各方块 与被处理像各有效测量点对应。
在如图2B所示的位置2，卷积窗覆盖已处理像的一个无效测量 点(对应于被卷积窗方块9覆盖的点)。在对参考像与卷积窗方块5 覆盖的点对应的点，计算参考照度值时，该无效测量点在计算中被忽 略，于是，需进行如下的计算，以获得该点的参考照度值：
即，对卷积窗方块1到8中实际的照度值求平均，这8个方块与 被处理像的有效测量点对应。
在如图2C所示的位置3，卷积窗覆盖已处理像的两个无效测量 点(对应于被卷积窗方块8和9覆盖的点)，并在对参考像与卷积窗 方块5覆盖的点对应的点，计算参考照度值时，这些无效测量点在计 算中被忽略，于是，需进行如下的计算，以获得该点的参考照度值：
即，对卷积窗方块1到7中实际的照度值求平均，这7个方块与 被处理像的有效测量点对应。
在卷积窗方块5覆盖已处理像的无效测量点的情形，如图2D所 示的位置，不计算参考照度值，而参考像对应点的照度值被赋值零。
如上所述，通过在整个已处理像表面进行卷积滤波，构造参考像， 该参考像由每一对应于处理像有效测量点的参考照度值构成。
现在，把参考像与处理像比较，确定玻璃的光学质量。这一比较 是通过比较对应点的照度值，并计算处理像各点照度值相对于参考像 那些点的照度值的比值。这样，能够确定玻璃的缺陷，把确定的缺陷 与通常由车辆制造商提供的规格比较，确定该玻璃是否满足要求的规 格。
在上述参照图2说明的方法中，在计算参考照度值中，当卷积窗 在处理像至少一个无效测量点上扫描时，窗的大小显著缩小。例如， 在图2A中，面积是9个方块，在2B是8个方块，而在图2C，有效 的是7个方块。这是因为，当窗覆盖的方块对应于处理像的无效测量 点时，这些方块在计算参考照度值不予考虑。在一种另外的方法中， 在参考像整个构造过程的扫描操作中，就是说，当窗只在处理像的有 效测量点上扫描时，并且也当窗在处理像的无效测量点上扫描时，卷 积窗可以有恒定的面积。这是通过改变卷积窗的形状实现的，使当窗 确实覆盖处理像的无效测量点时，忽略该无效测量点，并用卷积窗相 邻的有效测量点代替。在该方法中，卷积窗中要计算参考照度的点， 可以不总是在窗的几何中心，而是在卷积窗预定的点。该方法示于图 3，在本特定例子中，虽然可以选择不同的方块，但方块5仍被选为卷 积窗中要计算参考照度的点。在图3A-C所示的每一位置中，对参考 像与处理像被方块5覆盖的点对应的点，本方法计算的参考照度是：
在图3所示每一例子中，卷积窗的面积是9个方块，但在各情形 中，该窗不是3×3个方块的正方形。
如同前面参照图2说明的方法，通过在处理像的整个表面进行卷 积滤波，构造参考像，且由每一对应于处理像有效测量点的参考照度 值构成。现在，如同前面参照图2说明的方法，通过比较对应点的照 度值，并计算处理像各点照度值相对于参考像那些点的照度值的比值， 对参考像与已处理像进行比较，确定玻璃的光学质量。这样，能够确 定玻璃的缺陷，把确定的缺陷与通常由车辆制造商提供的规格比较， 确定该玻璃是否满足要求的规格。
在上面的实施例中，在产生投影像及有关参考像的计算中，使用 同一光源。这样可以降低使用不同光源时可能产生的误差。
显然，每一测量点的大小，要小于玻璃上已经降低光透射的面积， 如打印的补丁30或周边的阴暗带。在前面的实施例中，每一测量点的 大小是投影像的像素，与CCD摄像机的单个传感单元对应。
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