技术领域
[0001] 本
发明涉及
应力检测领域，更具体地涉及玻璃应力缺陷的检测方法和装置。
背景技术
[0002] 通常情况下，由于加工过程中的各种工艺影响，玻璃板中会残留应力，而应力的大小是衡量玻璃
质量的重要标准；如果应力较大，则会对玻璃板的使用性能以及使用安全造成明显严重的影响。因此，玻璃的应力检测尤为重要。
[0003] 目前，检测玻璃应力缺陷主要通过以下方法进行：使线偏振光依次通过样品、四分之一波片和检偏镜，然后靠人眼或计算机
图像识别，判定样品内部的应力。其检测原理是：如果样品内存在应力缺陷，则线偏振光在应力的作用下会产生双折射，形成两束偏振方向互相垂直且传播方向不同的光束，该两束光通过四分之一波片和检偏镜之后发生干涉，形成应力纹，从而根据应力纹检测样品应力。然而，由于样品表面的尘埃或瑕疵干扰，应力纹的判定的可靠性差，而且效率低，重复性不好，不利于大批量产品检测。
发明内容
[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够可靠地判定应力缺陷的玻璃应力缺陷的检测方法和装置。
[0005] 一种玻璃应力缺陷的检测方法，该方法包括：
[0006] 使线偏振光依次通过玻璃样品、四分之一波片和检偏镜，其中线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴
正交；
[0007] 当四分之一波片的光轴处于第一
角度时采集玻璃样品的第一成像，第一角度为四分之一波片的光轴相对于线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴的45度角平分线的角度；
[0008] 当四分之一波片的光轴处于第二角度时采集玻璃样品的第二成像，第二角度与第一角度的大小相等、符号相反；
[0009] 获取第一成像的灰度值与第二成像的灰度值；以及
[0010] 根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值确定玻璃样品是否存在应力缺陷。
[0011] 在其中一个
实施例中，根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值确定玻璃样品上是否存在应力缺陷，包括：
[0012] 根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值对第一成像与第二成像进行过滤处理和降噪处理，以生成第三成像，第三成像中包括缺陷异常区域；以及
[0013] 根据缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值与第二成像中对应的灰度值确定缺陷异常区域是否为应力缺陷区域。
[0014] 在其中的一个实施例中，根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值对第一成像与第二成像进行过滤处理和降噪处理，以生成第三成像，第三成像中包括缺陷异常区域，包括：
[0015] 将第一成像的灰度值与第二成像的灰度值进行差值运算，以得到过滤处理后的成像；
[0016] 对过滤处理后的成像进行卷积处理，以得到降噪处理后的成像；
[0017] 对降噪处理后的成像进行二值化处理，以确定缺陷异常区域，并生成第三成像。
[0018] 在其中的一个实施例中，根据缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值与第二成像中对应的灰度值确定缺陷异常区域是否为应力缺陷区域，包括：
[0019] 将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较；
[0020] 若缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值之间的差值的绝对值满足预设条件，则判定该缺陷异常区域为应力缺陷区域；否则判定该缺陷异常区域不为应力缺陷区域。
[0021] 在其中的一个实施例中，线偏振光由白光
光源发出的光入射通过起偏镜来产生，起偏镜的偏振轴与检偏镜的偏振轴正交。
[0022] 一种玻璃应力缺陷的检测装置，该装置使线偏振光依次通过玻璃样品、四分之一波片和检偏镜，其中线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴正交；该装置包括：
[0023] 第一成像采集模
块，用于当四分之一波片的光轴处于第一角度时采集玻璃样品的第一成像，第一角度为四分之一波片的光轴相对于线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴的45度角平分线的角度；
[0024] 第二成像采集模块，用于当四分之一波片的光轴处于第二角度时采集玻璃样品的第二成像，第二角度与第一角度的大小相等、符号相反；
[0025] 灰度值获取模块，用于获取第一成像的灰度值与第二成像的灰度值；
[0026] 应力缺陷判定模块，用于根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值确定玻璃样品上是否存在应力缺陷。
[0027] 在其中的一个实施例中，应力缺陷判定模块包括：
[0028] 第三成像生成单元，用于根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值对第一成像与第二成像进行过滤处理和降噪处理，以生成第三成像，第三成像中包括缺陷异常区域；
[0029] 判断单元，用于根据缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值与第二成像中对应的灰度值确定缺陷异常区域是否为应力缺陷区域。
[0030] 在其中的一个实施例中，第三成像生成单元具体用于：
[0031] 将第一成像的灰度值与第二成像的灰度值进行差值运算，以得到过滤处理后的成像；
[0032] 对过滤处理后的成像进行卷积处理，以得到降噪处理后的成像；
[0033] 对降噪处理后的成像进行二值化处理，以确定缺陷异常区域，并生成第三成像。
[0034] 在其中的一个实施例中，判断单元具体用于：
[0035] 将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较；
[0036] 若缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值之间的差值的绝对值满足预设条件，则判定缺陷异常区域为应力缺陷区域；否则判定缺陷异常区域不为应力缺陷区域。
[0037] 在其中的一个实施例中，线偏振光由白光光源发出的光入射通过起偏镜来产生，起偏镜的偏振轴与检偏镜的偏振轴正交。
[0038] 上述玻璃应力缺陷的检测方法和装置，通过在四分之一波片分别相对于线偏振光的偏振方向和检偏镜的偏振轴的角平分线成第一角度和第二角度时，采集玻璃样品的第一成像和第二成像并根据第一成像和第二成像的灰度值判定应力缺陷，能够减轻甚至消除样品表面的尘埃干扰，快速可靠地检测玻璃应力缺陷，且重复性好，能够进行大批量产品的检测。
附图说明
[0039] 将参考附图通过示例方式来描述本发明的优选而非限制的实施例，其中：
[0040] 图1示出了一个实施例中玻璃应力缺陷的检测方法的应用环境示意图；
[0041] 图2示出了一个实施例中玻璃应力缺陷的检测方法的
流程图；
[0042] 图3示出了另一个实施例中玻璃应力缺陷的检测方法的流程图；
[0043] 图4示出了又一个实施例中玻璃应力缺陷的检测方法的流程图；
[0044] 图5示出了再一个实施例中玻璃应力缺陷的检测方法的流程图；
[0045] 图6A-6C示出了根据图5的检测方法得到的玻璃样品的第一成像、第二成像和处理后得到的第三成像；
[0046] 图7示出了一个实施例中玻璃应力缺陷的检测装置的示意图；
[0047] 图8示出了图7中的应力缺陷判定模块的内部结构示意图。具体实施例
[0048] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0049] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0050] 本
申请实施例提供的玻璃应力缺陷的检测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。在图1中，从上到下依次为由
机架(未示出)固定的以下部件：玻璃应力缺陷的检测装置110、镜头120、检偏镜130、四分之一波片140、转动装置(未示出)、起偏镜160和光源170。玻璃样品150位于起偏镜160和四分之一波片140之间。四分之一波片140可以由转动装置转动以围绕垂直于表面的轴线方向旋转固定角度。在本实施例中，该转动装置可以是电动
马达，也可以是
气缸。由光源170发出的光依次通过起偏镜160、玻璃样品150、四分之一波片
140和检偏镜130。其中，起偏镜160和检偏镜130的偏振轴正交。由光源产生的光入射通过起偏镜160产生线偏振光。其中，光源170可以是白光光源。依次通过起偏镜160、玻璃样品150、四分之一波片140和检偏镜130的光在镜头120上呈现图纹。可以使用玻璃应力缺陷的检测装置110在不同角度下对该图纹进行成像，得到第一成像和第二成像，进而通过分析第一成像和第二成像的灰度值以判定玻璃样品是否存在应力缺陷。其中，玻璃应力缺陷的检测装置可以包括成像模块，在本实施例中，该成像模块可以是
照相机，具体可以是线阵相机或面阵相机等。
[0051] 本申请实施例提供的玻璃应力缺陷的检测方法还可以应用于以下应用环境，其与图1所示的应用环境不同之处在于：可以使用光轴方向相对于角平分线方向对称的两个四分之一波片代替在图1中使用转动装置使四分之一波片旋转固定角度，然后分别在两个四分之一波片上方使用两个镜头和两个成像模块来分别成像，得到第一成像和第二成像，对于成像后的处理方法与上述实施例相类似，此处不再撰述。
[0052] 本申请实施例提供了一种玻璃应力缺陷的检测方法，如图2所示，该方法可以包括如下步骤：
[0053] 步骤S210，使线偏振光依次通过玻璃样品、四分之一波片和检偏镜，其中线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴正交。
[0054] 如果在玻璃样品内存在应力缺陷，则线偏振光在应力的作用下会产生双折射，形成两束偏振方向互相垂直且传播方向不同的光束，该两束光通过四分之一波片和检偏镜之后发生干涉，形成应力纹。
[0055] 步骤S220，当四分之一波片的光轴处于第一角度时采集玻璃样品的第一成像，第一角度为四分之一波片的光轴相对于线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴的45度角平分线的角度。
[0056] 步骤S230，当四分之一波片的光轴处于第二角度时采集玻璃样品的第二成像，第二角度与第一角度的大小相等、符号相反。
[0057] 在步骤S220和S230中，在两次成像过程中，四分之一波片分别相对于45度角平分线成第一角度和第二角度，第一角度与第二角度大小相等、符号相反(即分别沿顺
时针方向和逆时针方向)，因此由玻璃样品应力引起的应力纹在第一成像和第二成像中为明暗完全对应；而与应力无关的其他缺陷在第一成像和第二成像中呈现相似的灰度值和图案。其中，第一角度和第二角度的大小θ取决于玻璃样品上的应力大小以及玻璃的其他参数，具体可以根据实际情况进行设定。在一个实施例中，θ具体可以为3°-10°。在一个实施例中，θ为3°。在一个实施例中，θ为5°。在另一个实施例中，θ为8°。在又一个实施例中，θ为10°。
[0058] 步骤S240，获取第一成像的灰度值与第二成像的灰度值。
[0059] 步骤S250，根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值确定玻璃样品是否存在应力缺陷。
[0060] 在本实施例中，可以对成像进行灰度值计算，以定量表示成像中
像素点的明暗差别。由于玻璃样品应力引起的应力纹在第一成像和第二成像中为明暗完全对应，而与应力无关的其他缺陷在第一成像和第二成像中呈现相似的灰度值和图案，因此可以根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值确定玻璃样品是否存在应力缺陷。
[0061] 上述玻璃应力缺陷的检测方法，通过在四分之一波片分别相对于线偏振光的偏振方向和检偏镜的偏振轴的角平分线成第一角度和第二角度时，采集玻璃样品的第一成像和第二成像，并根据第一成像和第二成像的灰度值判定应力缺陷，能够减轻甚至消除样品表面瑕疵或尘埃干扰，快速可靠地检测玻璃应力缺陷，且重复性好，能够进行大批量产品的检测。
[0062] 在一个实施例中，如图3所示，步骤S250包括：
[0063] 步骤S251，根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值对第一成像与第二成像进行过滤处理和降噪处理，以生成第三成像，第三成像中包括缺陷异常区域。
[0064] 在第一成像和第二成像中除了由应力引起的缺陷区域还包括由与应力无关的缺陷区域(例如，由玻璃表面瑕疵或尘埃引起的缺陷)。为了更可靠地判定应力缺陷，需要对第一成像和第二成像进行过滤处理。另外，由于环境和检测条件的影响，在第一成像和第二成像中存在噪点，需要对第一成像和第二成像进行降噪处理，使其更加平滑。因此，经过过滤处理和降噪处理之后的第三成像包括缺陷异常区域。
[0065] 步骤S252，根据缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值与第二成像中对应的灰度值确定该缺陷异常区域是否为应力缺陷区域。
[0066] 在确定缺陷异常区域之后，由于玻璃样品应力引起的应力纹在第一成像和第二成像中为明暗完全对应而与应力无关的其他缺陷在第一成像和第二成像中呈现相似的灰度值和图案，因此可以根据该区域在第一成像和第二成像中的对应的灰度值来判定该缺陷异常区域是否为应力缺陷区域。
[0067] 上述玻璃应力缺陷的检测方法，通过根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值对第一成像与第二成像进行过滤处理和降噪处理，可以过滤应力无关缺陷以及环境引起的噪点的影响并确定缺陷异常区域的轮廓；通过根据缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值与第二成像中对应的灰度值确定该缺陷异常区域是否为应力缺陷区域，能够可靠地确定玻璃应力缺陷。
[0068] 在一个实施例中，如图4所示，步骤S251包括：
[0069] 步骤S2511，将第一成像的灰度值与第二成像的灰度值进行差值运算，以得到过滤处理后的成像。
[0070] 在本实施例中，可以对第一成像以及第二成像的灰度值进行差值运算。在本实施例中，通过进行差值计算，可以初步过滤掉在第一成像和第二成像中灰度值相近的缺陷的干扰。在一个实施例中，差值运算为将第一成像的灰度值与第二成像的灰度值相减除以2之后的结果再加上128。在另一个实施例中，差值运算为将第一成像的灰度值减去第二成像的灰度值再取绝对值。通过对第一成像和第二成像的灰度值进行上述运算后，从而得到过滤处理后的成像。
[0071] 步骤S2512，对过滤处理后的成像进行卷积处理，以得到降噪处理后的成像。
[0072] 在本实施例中，通过对过滤处理后的成像进行卷积处理，从而可以改变像素强度，进而影响周围其他像素的强度。通过使用卷积技术创建滤镜，可以获取一些图像效果，比如模糊等。在本实施例中，卷积处理主要用于滤除噪点，使过滤处理后的成像更加平滑，从而得到降噪处理后的成像。
[0073] 步骤S2513，对降噪处理后的成像进行二值化处理，以确定缺陷异常区域，并生成第三成像。
[0074] 在本实施例中，通过二值化处理可以比较容易获取成像中目标区域的几何特征或者其他特征，比如由于图像的二值化使图像中数据量大为减少，从而能凸显出目标的轮廓。通过对降噪处理后的成像进行二值化处理，可以凸显出缺陷异常区域的轮廓。其中，缺陷异常区域指的是第一成像和第二成像中灰度值相差较大的点。在一些实施例中，图像二值化处理包括图像平滑处理，通过图像平滑处理将二值化后的成像中的噪点消除，从而得到第三成像。在第三成像中缺陷异常区域较为明显，即缺陷异常区域与正常区域具有较为明显的分界。
[0075] 上述玻璃应力缺陷的检测方法，通过对第一成像和第二成像进行差值运算、卷积处理以及二值化处理，能够初步过滤掉在第一成像和第二成像中灰度值相近的缺陷的干扰、过滤噪点和平滑图像并且确定缺陷异常区域的轮廓，从而能够更可靠地检测应力缺陷。
[0076] 在一个实施例中，如图5所示，步骤S252包括：
[0077] 步骤S2521，将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较。
[0078] 步骤S2522，判断缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值之间的差值的绝对值是否满足预设条件；若满足预设条件则执行步骤S2523，否则执行步骤S2524。
[0079] 步骤S2523，判定缺陷异常区域为应力缺陷区域。
[0080] 步骤S2524，判定缺陷异常区域不为应力缺陷区域。
[0081] 在玻璃应力缺陷检测中，由于环境和检测条件的影响，经过过滤和降噪后的成像中可能还会存在少数与应力无关的缺陷。在本实施例中，为了更可靠地判定应力缺陷，将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较。如果缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值之间的差值的绝对值满足预设条件，则判定缺陷异常区域为应力缺陷区域；否则判定缺陷异常区域不为应力缺陷区域。在第三成像中可能包括多个缺陷异常区域，则需要对多个区域中的每一个区域进行判定，以确定该区域是否为应力缺陷区域。另外，由于每个缺陷区域中包含很多像素点，则可对该区域中的多个像素点的灰度值进行
采样。然后对其中采样的像素点的灰度值依次进行判定，如果满足预设条件，则停止对后续像素点的判定并确定该区域为应力缺陷区域；如果一个缺陷区域中所有像素点都被判定完毕后仍不满足预设条件，则判定该区域不是应力缺陷区域。
[0082] 这里的预设条件具体可以根据对玻璃样品的应力要求而有所不同。对于对应力容忍性低的应用，当该区域中的较少点在第一成像和第二成像中的灰度值之差的绝对值大于预设值时，则可以判定该区域为应力缺陷区域。对于对应力容忍性高的应用；当该区域中的较多点在第一成像和第二成像中的灰度值之差的绝对值大于预设值时，才判定该区域为应力缺陷区域。因此，在一个实施例中，预设条件可以是在一个缺陷区域中只要有一个像素点在第一成像和第二成像中的灰度值之差的绝对值大于预设值时，则判定该区域为应力缺陷区域。预设条件可以是在一个缺陷区域中有5个像素点在第一成像和第二成像中的灰度值之差的绝对值大于预设值时，则判定该区域为应力缺陷区域。预设值同样取决于对玻璃样品的应力要求。在一个实施例中，预设值可以是100。在另一个实施例中，预定
阈值可以是90。在又一个实施例中，预定阈值可以是80。具体可以根据实际情况灵活确定。
[0083] 上述玻璃应力缺陷的检测方法，通过将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较，并判定两者中的灰度值之差的绝对值是否满足预设条件，能够根据具体应用确定缺陷异常区域是否为应力缺陷。
[0084] 图6A-6C示出了根据图5的检测方法得到的玻璃样品的第一成像、第二成像和处理后得到的第三成像。可以看到图6A中的第一成像和图6B中的第二成像中包括缺陷异常区域。为了判定该缺陷异常区域是否为应力缺陷区域，使用图5中的方法对第一成像和第二成像进行处理。经过处理得到的第三成像呈现出缺陷异常区域的轮廓，将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较：若缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值之间的差值的绝对值满足预设条件，则判定缺陷异常区域为应力缺陷区域；否则判定缺陷异常区域不为应力缺陷区域。如图6C所示，经过以上处理，得到应力缺陷区域，如图6C中的框线所示，并且可以看出应力纹在图6A和图6B中是明暗对应的。
[0085] 本申请实施例还提供了一种玻璃应力缺陷的检测装置，如图7所示，装置700使线偏振光依次通过玻璃样品、四分之一波片和检偏镜，其中线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴正交；装置700包括：
[0086] 第一成像采集模块710，用于当四分之一波片的光轴处于第一角度时采集玻璃样品的第一成像，第一角度为四分之一波片的光轴相对于线偏振光的偏振方向与检偏镜的偏振轴的45度角平分线的角度；
[0087] 第二成像采集模块720，用于当四分之一波片的光轴处于第二角度时采集玻璃样品的第二成像，第二角度与第一角度的大小相等、符号相反；
[0088] 灰度值获取模块730，用于获取第一成像的灰度值与第二成像的灰度值；
[0089] 应力缺陷判定模块740，用于根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值确定玻璃样品上是否存在应力缺陷。
[0090] 在其中的一个实施例中，如图8所示，应力缺陷判定模块740包括：
[0091] 第三成像生成单元741，用于根据第一成像的灰度值与第二成像的灰度值对第一成像与第二成像进行过滤处理和降噪处理，以生成第三成像，第三成像中包括缺陷异常区域；
[0092] 判断单元742，用于根据缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值与第二成像中对应的灰度值确定缺陷异常区域是否为应力缺陷区域。
[0093] 在其中的一个实施例中，第三成像生成单元741具体用于：
[0094] 将第一成像的灰度值与第二成像的灰度值进行差值运算，以得到过滤处理后的成像；
[0095] 对过滤处理后的成像进行卷积处理，以得到降噪处理后的成像；
[0096] 对降噪处理后的成像进行二值化处理，以确定缺陷异常区域，并生成第三成像。
[0097] 在其中的一个实施例中，判断单元742具体用于：
[0098] 将缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值进行比较；
[0099] 若缺陷异常区域在第一成像中对应的灰度值和第二成像中对应的灰度值之间的差值的绝对值满足预设条件，则判定缺陷异常区域为应力缺陷区域；否则判定缺陷异常区域不为应力缺陷区域。
[0100] 在其中的一个实施例中，线偏振光由白光光源发出的光入射通过起偏镜来产生，起偏镜的偏振轴与检偏镜的偏振轴正交。
[0101] 使用根据本发明的上述方法和装置，能够减轻甚至消除样品表面的尘埃干扰，快速可靠地检测玻璃应力缺陷，且重复性好，能够进行大批量产品的检测。
[0102] 以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
