專利名稱：卷筒材料的檢查方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動檢查系統，更具體地涉及對連續運動的卷筒材料進行光學檢查的系統和裝置。
背景技術：
用于分析運動的卷筒材料的檢查系統已經被證明對現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在產品檢驗和在線工藝監測等方面都依賴于這些檢查系統。如果在卷筒材料的制造以后再對產品質量進行離線或人工檢查，則產品質量的相當的檢驗費用將要昂貴得多。
在所有這些檢查系統的設計中的一個困難因素是高數據速率的獲得和處理。傳統的商業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據獲得速率的卷筒尺寸和卷筒速度。另外，為了完全地掃描運動的卷筒材料，這些數據速率要以連續的方式提供。該特別提到的數據速率被認為是廣泛的并導致了處理高連續數據速率的專用圖象處理設備的發展。
技術上通過使用專用電子硬件對數據流進行預處理來解決這個困境，總體上應用專用模塊的多重通道和多重層次。這樣的系統能夠承受檢查運動的卷筒材料所需要的數據速率。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。這些檢查系統是高度專業化的，因此限制了所給出的系統的可能的應用范圍。例如，為檢查金屬而開發的系統將不能也用于檢查印制的包裝材料。由于這種專業化，專用的電子硬件需要金錢和時間方面的高開發成本，它們被降級到只進行簡單的實時圖象處理操作，它們限制了將來前景的擴充，并有相應的高維護成本。
制造工業已經認識到在其運行中靈活性的重要性。為了達到這個目的，經常使制造商努力工作以開發在各種產品之間能夠迅速變化的系統和裝置。但不幸的是，雖然在一些工業部門卷筒材料檢查系統已經證明是有價值的甚至是必不可少的，但它們在處理制造過程中不斷增加的變化步伐方面仍是不成功的。專用信號處理硬件做不到在目前需要對運動的卷筒材料進行光學檢查的各種產品之間迅速變化。如果在一個單板通用計算機上能進行所有需要的處理則將是十分理想的，這樣在生產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有關的開發時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。
發明概述本發明提供一種甚至能夠在高數據速率下檢查運動的卷筒材料的系統。新的分析方法的發現將在線光學檢查的困難限制在商業上可得到的通用計算機的能力范圍之內。對于根據本發明的檢查系統，用同一個硬件能檢查許多不同的產品，只需要加載產品的專用軟件，該軟件包含了關于是什么構成了產品中的缺陷的信息。
本發明的裝置包括一個成象裝置，該成象裝置用于按順序形成一個連續運動的卷筒材料的一個部分的圖象而提供數字數據流。該數據流描繪了卷筒材料的順序部分，而不是如在傳統的機器圖象技術中應用的區域圖象。一臺單板計算機被用來分析數字數據流。該單板計算機首先從數字數據流形成一個象點表(list)并用本發明的算法識別在連續運動的卷筒材料上的缺陷。通過本發明可以處理高卷筒速度和卷筒上的復雜圖形。尤其是，本發明能很好地適應檢查軟電路的挑戰性的應用，達到和成功地處理超過每秒10兆像素的數據速率。
或者，本發明包括一種連續檢查運動的卷筒材料的方法。該方法包括形成卷筒材料的連續部分的圖象以提供數字數據流。然后單板計算機通過首先從該數據流形成一個象點表，然后分析該象點表以識別連續運動的卷筒上的缺陷來處理該數字數據流。作為任選項目，為了改進用于分析的圖象，在形成象點表之前可以先對數據流進行濾波。
為了本發明的目的，定義下列在本申請書中應用的術語如下“卷筒”是指一種在一個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”是指通過連續運動的卷筒材料的單獨的線或面積的順序形成圖象，這些線或面積光學映射到單排傳感器元件(像素)上；“單板計算機”是指有兩個主要特征的通用計算機，該兩個主要特征是1)應答特定指令組的能力；2)執行預先記錄的指令表的能力；
“像素”是指由一個或多個數字值描繪的圖象元素；“象點”是指在兩進制圖象中經連接的像素組；“缺陷”是指在產品中的不希望發生的事件；“灰度”是指具有例如256個數字值的大量可能值的像素；“兩進制化”是將一個像素轉化為兩進制值的過程；“濾波”是將輸入圖象轉變到所希望的輸出圖象的數學轉換，濾波通常用于增強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。
通過下文對本發明的實施例的敘述和權利要求，本發明的其他特征和優點將變得更明顯。
附圖簡述通過下文結合附圖而進行的詳盡敘述，本發明的上述的以及其他的優點對于在本技術領域熟練的人士而言將變得更明顯

圖1是說明本發明的方法的框圖；圖2是本發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照亮裝置的實例；圖4是利用傳輸光的光學照亮裝置的實例；圖5是利用曲折光(transflect)的光學照亮裝置的實例；圖6a，6b和6c是分別利用反射光，傳輸光和曲折光時帶有所描繪的圖形的卷筒可以顯現的方式的實例；和圖7是卷筒檢查裝置的優選實施例的示意圖。
詳細描述本發明是一種光學檢查連續運動的卷筒材料的方法。圖1是描繪本發明的方法的示意圖。一個連續運動的卷筒10的節段位于兩個支撐輥12，14之間。圖象獲得裝置16位于靠近連續運動的卷筒10的地方。圖象獲得裝置掃描連續運動的卷筒10的順序部分以獲得有關各自的順序部分的數據。該數據被傳輸到單板計算機18，該計算機用于收集和分析數據以確定卷筒10上缺陷的存在。然后確定的結果可以有選擇地輸送到工藝控制機構19以執行另外的工藝指令。
卷筒材料根據本發明，連續運動的卷筒可以包括有預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。可以光學成象的以卷筒形式提供的材料都適用于本發明。卷筒材料的實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用本發明而解決的檢查問題的類型是光學薄膜的檢查。檢查問題的第二種類型是軟電路卷筒的檢查。本發明特別適合于處理在一個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的電路圖形所包含的復雜的問題。一個卷筒通常都有多重各別的電路，每一個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用中使用。
對于適合于本發明的許多應用，卷筒材料或相結合的材料可以最好具有施加的涂層。可以進行光學成象的涂層適用于本發明。涂層通常施加到基礎卷筒材料的暴露表面上。涂層的實例包括粘結劑，光密涂層，低粘結背側涂層，金屬化涂層，光學活動涂層，導電或非導電涂層，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部分上，或可以全部覆蓋基礎卷筒材料的表面。
檢查卷筒的方法本發明的方法利用一種圖象獲得裝置獲得連續運動的卷筒的順序部分的詳盡圖象。結果的圖象最好以至少每秒10兆像素的數據流提供。數據流被發送到單板計算機，在那里數據流被形成為象點表。然后單板計算機分析該象點表以確定缺陷。圖2說明了本發明的方法。第一步20包括從連續運動的卷筒表面獲得圖象數據。在步驟23形成象點表之前，數據可以任選地進行濾波21和兩進制化22。然后象點表在形成以后在步驟24中進行處理，其中進行分析以識別連續運動的卷筒上的缺陷。來自步驟24的輸出任選地輸送到一個或多個下述部分映射單元25，保存數據庫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的成象裝置完成，該成象裝置能讀取運動的卷筒的順序部分并提供數字數據流形式的輸出。為了本發明的目的，成象裝置可以包括一個直接提供數字數據流的攝象機或帶有另外的模擬數字轉換器的模擬攝象機。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，數據通過單獨線的順序獲得。單獨線包括連續運動的卷筒的一個光學映射到一個單排傳感器元件或像素上的區域。適合于獲得圖象的裝置的實例包括諸如來自PerkinElmer(Sunnyvale，Califonia)的Model#LD21的線掃描攝象機，來自Dalsa(Waterloo，Ontario，Canada)的PiranhaModels，或來自Thompson-CSF(Totawa，NewLersey)的Model#TH78H15。其他的實例包括來自SurfaceInspectionSystemGmbH(Munich，Germany)的結合模擬數字轉換器的激光掃描器。
圖象可以通過利用輔助獲得圖象的光學組件而任選地獲取。這些組件可以是一臺攝象機的任何部分，或可以從攝象機分離。光學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說明在連續運動的卷筒30上用反射光獲取圖象的情況。在一個空閑輥32上運動的卷筒30越過圖象獲取裝置34。光纖35，36導引光通過圓柱形聚焦透鏡37，38到達和圖象獲取裝置34共有的焦點39。常規的光纖和聚焦透鏡就適用于本發明。
傳輸光用于當其通過卷筒時探測會干擾正常的光傳輸的缺陷，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描繪了通過一個玻璃空閑輥42利用傳輸光以及在玻璃空閑輥42上運動的相應的卷筒40的情況。在運行中，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域的上方。
曲折光是反射光和傳輸光的結合，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性方面的缺陷。圖5描繪了曲折光的一個實例。卷筒50在玻璃空閑輥52上傳送。光纖55，56導引光通過圓柱形聚焦透鏡57，58到達和圖象獲取裝置54共有的焦點59。光也從光纖53通過玻璃空閑輥52傳輸并透過卷筒50。傳輸光的焦點和來自反射光源55，56的焦點重合。
在檢查軟電路的優選實施例中，可以利用所有三個光學構造。圖6a，6b和6c顯示了應用到軟電路卷筒上時發光構造的潛在應用。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出現一個亮點。它也能用于探測諸如短路或開路的電氣連續性方面的缺陷。圖6a顯示這樣的缺陷可以怎樣利用傳輸光探測。根據對于傳輸光的圖6a，相對于襯底60的顯示明亮，金屬電路元件62和不導電的覆蓋涂覆層64顯示黑暗。這種情況有一個優點，能夠形成最寬廣的電路蹤跡的表現圖象，這樣，由于電路刻蝕過程引起的邊緣斜度不會引起困難。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上的瑕疵等。在這些情況下，相對于缺陷使光變暗，金屬電路元件62和不導電覆蓋涂層64顯示明亮。曲折光或反射光和傳輸光的結合為電路涂層諸如橫跨金屬和襯底圖形的電介質覆蓋涂層的焊接屏障的探測提供一個實質上不同的分析方法。在這種情況下，因為金屬和襯底之間性能的極端不同，反射光或傳輸光的單獨應用都是不適當的。但是，通過應用曲折光，金屬和襯底圖形之間的涂層就能容易地區分開來。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，兩進制化并形成象點數字數據流從圖象形成裝置傳輸到處理計算機。卷筒材料檢查是一項高要求的應用，因為數據是連續的，只要卷筒在運動，數據就流向系統。這樣，處理計算機必須具有支持所要求的不確定處理速率的能力。本發明的方法根據特定的應用要求能夠處理每秒約10兆像素的連續運動中的卷筒的數據速率或更大，并且最好的是能達到每秒約30兆像素或更大的速率。
在涉及一種均勻薄膜產品的優選實施例中，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。所需要支持的數據通過量為約每秒15兆像素。在涉及軟電路檢查的第二實施例中，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。所需要支持的數據通過量為約每秒17.5兆像素。
數字數據流被發送到單板計算機進行分析。根據本發明，如先前提請注意的那樣，單板計算機是一種具有兩個主要特征的通用計算機1)應答特定指令組的能力；2)執行預先記錄的指令表的能力。為了本發明的目的，所有具有記憶元件，大規模儲存元件，中央處理單元和任選的輸入和輸出裝置的通用計算機都適用于本發明。本發明具體地包括這樣的裝置，包括數字信號處理器和其他明確地為高速執行數學計算而設計的有限的計算機處理板。更好的是，“單板計算機”包括單母板，通用微計算機。
任選地，在形成象點表之前，合乎理想的是對輸入的數字數據流進行濾波以增強圖象中所要求性能的反差。例如，經常應用濾波器減少噪聲或增強諸如邊緣的圖形的反差。總之，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，局部反差增強濾波器，邊緣增強濾波器，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用對于在本技術領域熟練的人士而言通常都是能夠認識的。在本發明中，這些濾波器和映射的參數是由隨機的樣本像素確定，而不是由全部圖象確定。還有，這些操作僅在所涉及的領域內執行。
可分離的濾波器也可以結合本發明而得到利用。圖象處理中的濾波器通常是兩維的。但是它們中的大多數能通過以適當的順序執行垂直方向的一個尺度和水平方向的一個尺度的濾波而實現或接近實現兩維的濾波。這樣，計算成本就從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噪聲。
在單板計算機中先于形成象點表執行的其他步驟包括兩進制化。兩進制化是帶有大量諸如彩色或灰度數值的像素的圖象到兩進制圖象的圖象轉換。
兩進制化的一種形式是固定的兩進制。固定的兩進制以遍及圖象的單水平為基礎。例如，在數值128上進行兩進制時，所有帶有大于128的數值的像素都被轉換成數值“1”(白)，而小于或等于128的像素都轉換為“0”黑。然后圖象就可以根據本發明的象點形成程序形成象點。
兩進制化的另一種形式是適應兩進制。適應兩進制以圖象的動態分析為基礎。對于每個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。這樣補償了低反差或強度變化的圖象。由各種方法來執行這個操作。例如，一個像素的閾值可以通過取最鄰近的20個相鄰像素的平均值而計算出來。如果圖象的左邊有右邊的兩倍那么亮，用于兩進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。但是當使用適應兩進制時，左側局部的擾亂將可和右側一樣同樣探測。這個方法能補償合理的背景強度的變化。
對于沒有圖形的聚合物薄膜的優選實施例，用于兩進制化的閾值通常用在相鄰像素間取平均的局部化的強度分析進行計算。當卷筒是有圖形的卷筒時，特別是檢查軟電路卷筒時，在數據流中的像素的兩進制之前進行的適應性求閾值的特定模式已經被發現是最佳的。這包括識別卷筒的至少一個順序部分，該部分具有基本上是卷筒的光學性能的全部范圍。在重復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。從相應于該線條的數據流中得到具體的注意，識別相應于局部最大和最小的像素值。像素值的范圍由被識別為局部最大的像素值中的最低值和被識別為局部最小的像素值中的最高值界定。然后閾值根據一些適當的規則在該范圍內計算；對于軟電路，計算出的等于[下界+0.75x(上界-下界)]的閾值已經產生出良好的結果。數字數據流的至少一個部分，通常為直到下一次被識別的線條在圖形中出現的那部分被用計算出的閾值進行兩進制化。
依賴于將被分析的缺陷，用多重閾值對特定缺陷類型的每一個值進行兩進制化是理想的。例如，在用傳輸光進行軟電路檢查的優選實施例中，相對于襯底，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。
根據本發明，單板計算機至少執行形成象點表和分析象點表以確定連續運動的卷筒上的缺陷。象點是在一個兩進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，上右對角，右，下右對角，下，下左對角，左，上左對角)。以下面的方式形成象點表。首先，一個兩進制圖象被提出到具有突出值和連接方案的象點形成機構。突出值代表圖象中被涉及的像素的值。該值為兩進制的最小值(通常為0)或兩進制的最大值(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連接方案，象點的存在和像素的連接有關。當卷筒的每一個順序部分被掃描時，相應于該順序部分的數字數據流描述了在相應于其在卷筒上的位置的X范圍中的像素。對于每一條線條，在X范圍中互相連接的像素的聚集被限定為節段。如果這些像素在Y范圍中被連接，一旦這些節段在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范圍相應于卷筒運動的方向。為了計算的方便，一個節段能被描述為從屬于該節段的信息的聚集，該信息在圖象中唯一地識別該節段。根據在X和Y范圍內的開始位置以及在X范圍內像素中的運動長度描述一個節段已經證明是特別方便的。
通過對這些信息的編制和應用，象點的形成過程能減少到對每一線條形成X節段和從線條到線條地分解X節段的連接。為了計算的效率，本發明最好地完成了形成X節段的表和用單疊代法將該表轉換成象點表。本發明的單疊代算法僅需要保存來自先前的線條的X節段的表作為對比表。在當前行中的節段和在對比表中的節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的信息。
過程在Y范圍中的第一線條開始并且疊代每一個相繼的線條。在整個過程中，每一個象點的開放節段的運行計數都被保存。這被用來自動地解釋新的象點的添加，已完成象點的關閉和將分離的象點結合進一個單獨的象點，諸如在字母“V”的基底部。在參考最小的X位置后本發明確定了當前線條中的第一節段。如果X節段的終端位置小于在對比表中的當前節段的開始位置，該節段必須是在一個新象點中的第一節段。在這一點上，分配一個新象點，該象點的開放節段計數增加，該節段被指定為該象點中的第一節段。如果在對比表中相應節段的終端小于當前節段的開始位置，該對比表中的相應的節段就從對比表中去除，開放節段表減少，對比再次開始。但是，如果這些情況都不滿足，當前的節段和在對比表中的相應節段必須重疊并作為同一個象點的一部分。該節段被添加到包圍來自對比表的節段的發展象點。如果多重當前的節段重疊一個單個的來自對比表的節段，然后它們被添加到當前的發展象點中。還有，如果當前的節段重疊來自對比表的多重節段N，就存在一個結合條件。由對比表上的節段描繪的各別的發展象點被結合進一個單獨的象點并且開放的節段表被減少到N-1。最后，如果在鄰接對比表中的節段的當前的線條中沒有節段，那么對于對比表中的每一個節段的開放節段的計數都要減少。
因為實體的卷筒有不確定的長度，形成象點的過程可以無限定地連續進行。但是，當各別的象點的開放節段計數為零時，該各別的象點被認為已經完成，在該點上它們將做進一步的分析。
卷筒同步為了保持空間的對齊，本發明的卷筒檢查系統基本上和連續運動的卷筒保持同步。本發明最好地利用了相應于實體卷筒位置的分析坐標系統，該實體卷筒位置被和視覺數據和分析流對齊。對于傳統的光學檢查系統，這個工作通常是應用一個實體附接到卷筒線上的旋轉編碼器完成的。旋轉編碼器可以包括例如來自Heidenhain，Traunreut，Germany的model#ROD523。因為卷筒是運動的，編碼器輸出一個連續的帶有有規律的距離間隔的數字信號。來自編碼器的每一個脈沖經常被用以觸發攝象機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選方法利用了一種定位在一個相對大的樣本中的數據的子集的相似物的技術。從數學上說，這種確定從一個數據組到另一個數據組的相似物的最佳方法創立了一個相關系數，該相關系數數字化地敘述了兩個數據組之間的關系。雖然有很多方法可以得到這個相關系數，但基本上都有相當高的計算成本并且不適宜于實時應用。但是本發明首次將數據組減少到一個兩進制的結果，在該兩進制的結果上可以達到充分的處理速度。
對于軟電路卷筒的優選實施例，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，跨越整個卷筒的單個的零件，以及從其最接近的相鄰零件轉動180度的互相交織的零件。但是在這些過程中一個不變的方面都是電路的空間取向將在向下的卷筒方向上永遠伴隨一個清楚的和決定性的圖形。本發明獨特地識別和切割互相不關聯的零件，不去考慮卷筒上零件的數量的取向，僅以輸入的視覺流中包含的信息為基礎，不需要外部的傳感器或外部的同步機構。
該優選的兩進制相互關系通過首先獲取一個預先限定的關聯圖象而運行。這可以從一個文件或其他數據儲存機構加載。其次，該預先限定的關聯圖象用預先限定的閾值進行兩進制化。一旦關聯的圖象完成兩進制化后，從初始的經兩進制化的關聯圖象創立一個附加的有經減小的分辨率的低標準取樣的圖象。該低標準取樣的圖象被用于加速相關聯的過程。初始的圖象可以被低標準取樣到任何程度。但是，兩者的功能必須要易于計算。在圖象定位被兩進制化以及低標準取樣以后，它們被儲存在RAM中以在關聯中重復使用。
在這點上，一個任意的圖象可以被提出到定位機構進行關聯。每個任意圖象在提出時都帶有一個兩進制閾值，一個搜索接受變量和一個搜索肯定變量。搜索接受變量被用作將被認為是匹配的最小可接受關聯的測量。搜索肯定變量被用以加速的目的并告訴定位機構，如果發現一個關聯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行兩進制化并次級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構的閾值兩進制化。兩進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。
準備工作完成以后，定位可以開始進行。定位關聯相當于在初始圖形和更大的任意圖象的一個次級部分之間的像素到像素的相減。通過對相減結果求和而確定關聯系數。為零的結果構成匹配的百分之百的肯定性，其中[寬度×高度×兩進制最大值]的結果(通常為1或255)代表完全沒有匹配。
關聯首先在低標準取樣的圖象和一個總定位上進行并且確定該定位的肯定性。因為低標準取樣關聯的結果固有地產生一個加或減n-1個像素(其中n是低標準取樣的數量)的定位，為了進一步將低標準取樣關聯的定位限制到一個甚至更大的程度，在初始的圖象上進行一個第二關聯。最后，當該過程完成時，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象，定位機構容易地繼續在其他任意的圖象上進行關聯。
用一個充分適當的定位機構，本發明能進行定位和僅從數字數據流中提取組成部分的過程。為了達到這個結果，本發明應用幾個預先限定的數字圖象作為關聯圖形。這些數字圖象或定位器包括一種確定卷筒在數字數據流的X和Y范圍內的定位的方法，也包括一種確定每一個各別的部分在卷筒的坐標系內的精確定位的方法。另外，定位器可以用來定位在該部分本身的坐標系內所涉及的獨特區域。
在該過程中的第一步驟是識別卷筒在數字數據流中的精確位置。該精確的位置用一個預先限定的卷筒定位器圖象的兩進制關聯和順序的數字數據流來確定。因為預先限定的卷筒定位器包含在卷筒的重復圖形之間的向下距離中僅發生一次的圖形，該關聯適合于建立卷筒的X和Y坐標系的原點。
用已知的卷筒定位器的位置，本發明能建立在向下的卷筒重復圖形的一個場合中發生的每一個部分的精確的橫穿的和向下的卷筒位置。再一次說明，這個過程通過應用預先確定的部分定位器圖象和順序的數字數據流來完成。但是，為保護計算循環，當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際寬度中作出的補償確定以后，這樣的操作過程就在有限的橫穿卷筒定位中進行。
因為部分的數量及其從卷筒定位器的補償是預先確定的，如上所述的精確的定位機構在發現卷筒上的所有部分上能夠達到幾近完美的精確度。另外，理所當然的是，如果一個分離的部分能被定位，數字化地切割然后任選地被掩蔽和旋轉到一個單獨的取向，可以不考慮初始的取向和橫穿卷筒定位進行所有附加的處理過程。
處理管線將最好在個別的部分上運行。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，卷筒上的部分的數目等。如果產品發生變化，操作者只需從菜單上選擇新的產品。如果一個諸如拼接的擾亂發生，它將探測該擾亂并且自動地再次自我同步，因為它將其所有的目標的實現都僅基于視覺流上。還有，因為應用了預先限定的部分定位器，本方法自動地和連續地糾正橫穿卷筒的漂移和其他卷筒工藝固有的效應。
缺陷分析卷筒檢查應用總體上能分解成兩個獨特的類別，有圖形的(諸如標簽，紙幣和軟電路)和無圖形的(諸如薄膜和非織物)。本發明能成功地進行任何類型的應用，不需檢查硬件有任何變化。通過改變軟件進行不同類型的象點分析，通用的基于單板的計算機系統能完成寬廣范圍的各種應用。
對于無圖形卷筒，視覺信號被要求是均勻的，因此任何不均勻的區域都是有缺陷的。如上所述，視覺處理要求濾波必須增強不均勻的視覺信號，要求兩進制化將有缺陷的區域從背景分離，要求象點的形成將有缺陷的像素集中成統一的實體。最后，所收集的象點經過分析以確定這些象點是否代表卷筒的有缺陷的部分或僅是某些不規則但不是缺陷。分類由象點位置和幾何形狀的參數的分析構成。如果一個具體的象點有和預先限定的缺陷相符合的特征，那該象點就是缺陷。但是，如果它不處在預先限定的缺陷的容限之內，則它不是缺陷。限定或訓練(training)系統識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選實施例中，數字數據流將通過標準的數字視頻輸入卡輸入單板計算機并儲存在計算機的主系統RAM存儲器中。數據是連續的并按需要通過循環緩沖進行小心的存儲處理，使其能適應數據速率，在任何情況下都不發生丟失數據。獲得數據以后，數據可以進行濾波以增強缺陷的反差，同時去除背景噪聲。這些濾波可以調節到符合具體應用的要求。因為是半透明卷筒，材料有一點漫射，需要高通濾波以增強缺陷信號，但也需要平滑的濾波以去除圖象中的噪聲。濾波操作對于通用計算機通常的計算代價較高，但通過小心設計濾波器，處理必要的數據速率其代價可以降到最小。可分解的濾波器對于矩陣分解是普通的并被本技術領域的熟練人士所基本認識。例如，11×11尺寸的濾波器可以被分解成兩個1×11的濾波器，從而將數字操作從121減小到22。通過這樣選擇濾波器的類型，可以實現提高550％的效率。其次，如上所述圖象被高效率地兩進制化并形成象點。在這點上，不規則點作為象點被隔離，并且能應用在本技術領域熟練的人士基本認識的線性的或背側的網絡分類技術通過分析象點特征(尺寸，形狀，位置，強度)分類。在這種情況下，缺陷的強烈程度以尺寸為基礎嚴格確定。如果缺陷大于2平方毫米則被確定為缺陷，否則便落入應用容限以下并被忽略。最后，通過實時映射和曲線制圖數據被顯示給使用者。數據也被儲存在實時存檔數據庫并被傳輸到制造工藝控制系統以采取對處理缺陷材料的存在必要的適當行動。
對于有圖形的卷筒，視覺信號被要求包含重復的圖形，這樣缺陷表現為圖形的變形。識別缺陷區域的視覺處理包括將試驗圖形和用其他方法獲得的模板圖形進行比較。圖形對比的普通方法是一種直接空間操作，諸如在試驗圖形和模板圖形之間相減。但是，在實踐中，這種方法由于卷筒工藝的緣故是不健全的，因為正常的工藝會發生變化，諸如卷筒翹曲，光學上的不完全，圖形上的邊緣變化等。因此，在如上所述的視覺處理后，本系統要進行拓撲學的象點處理以檢驗圖形質量而不是直接的圖象對比。即象點特征的數目，象點的空間互相關系以及幾何特征將和已知的特征進行對比以確定試驗圖形是否在規范中。通過這種方法，能非常容易地建立起補償正常工藝變化的容限。還有，數據被顯示給使用者，儲存在存檔數據庫并傳輸到工藝控制系統。
在操作有圖形的卷筒檢查系統之前，必須先分析一個沒有缺陷的參考圖象并提取重要的特征。本發明應用一個訓練過程提取參考圖象中的每一個目標(象點)以及諸如尺寸，形狀，位置和拓撲結構的象點特征。在該方法中，在運行期間，分析單板計算機提取試驗圖象中的象點并將運行時間表中的象點的特征和參考象點表中的特征進行比較。通過將兩個表之間的諸如象點數目和象點特征的拓撲學特征進行比較，即使是細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據數量的優點。還有，現在有可能通過將容限建立到象點性能比較而補償正常工藝的變化。這種類型的處理能成功地使用大規模商用單板計算機處理來自有圖形卷筒檢查的大規模數量的數據。
例如，在檢查有卷筒形式的軟電路的優選實施例中，數字數據流通過標準的視頻輸入卡輸入到單板計算機并儲存在計算機的主系統RAM存儲器中。數據是連續的并按需要通過循環緩沖進行小心的存儲處理，使其能適應數據速率，在任何情況下都不發生丟失數據。獲得數據以后，數據可以進行濾波，但應采取小心措施使濾波不對任何試驗圖形的形狀造成變形。其次視頻數據進行兩進制化并形成象點。很通常的是，適合的閾值對兩進制化是必要的以補償橫穿卷筒的變化。圖象形成象點后，在象點表上進行所有的分析操作。
對于軟電路和PCBs，可能最重要的缺陷是電氣短路，電氣開路，導線縮減和間隔縮減。首先為開路試驗而產生的象點表和參考象點計數進行比較。如果濾去寄生的噪聲象點后運行時間象點的數目大于來自訓練的象點數就存在電路開路，否則需進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。雖然仍然導電，但這些區域在運行中極易發生故障。在技術上，該問題可以通過在圖象本身應用形態學處理而解決。不幸的是，由于這些電路圖象的大規模的尺寸(有時超過200兆字節)以及形態學處理的成本，只能用定制的專用的電子硬件來處理這些問題。在本發明中是通過象點的修改而不是通過圖象來進行分析。首先，對每一個象點從X范圍節段產生Y范圍節段。其次對描繪象點的X范圍和Y范圍的節段進行修改。在導線縮減的情況中，每一個節段對稱地減小到一個預先限定的數以僅能完全通過形成的印跡。然后如上所述基于經修改的節段表重新形成象點。將在新節段表上的象點數和在本具體實例中為訓練表中象點數的預先確定的數目進行比較。如果運行時間計數大于參考計數，然后修改節段長度的過程將印跡切斷，從而識別出印跡縮減。
其次，用相似的機構對該部分進行短路和間隔縮減的試驗。僅有的不同在于，X和Y范圍的節段是擴展了而不是減少了。如果存在短路或間隔縮減，然后象點計數將減少。通過在運行長度上的操作，計算效率可改進到500到200000次的數量范圍。
如果象點表遠遠通過這樣敘述的試驗，但仍有可能因印跡在一側稍許縮短或同時發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行時間表中的每一個象點的位置和幾何形狀信息和其在參考表中的副本進行比較。最好的特征包括但不限制于面積，周長，力矩或縮放比。如果任何運行時間象點位于其參考副本的可接受的容限之外，則整個部分就是有缺陷的。否則它就通過了所有電路缺陷的試驗。
在軟電路缺陷探測中保持高精確度的一個方法是對短路和開路的探測中采用不同的閾值。用于短路的閾值設定得比象點搭橋缺陷更靈敏，用于開路的閾值設定得比象點斷裂缺陷更靈敏。例如，對于傳輸光印跡顯示黑暗。短路閾值可以設定在可取范圍的80％，開路閾值可以設定在20％。
在本優選實施例中的另一個缺陷類別是在諸如導線鍵合或焊接鍵合區的金屬圖形上的瑕疵。這在反射度上表現為低反差。應用如上所述的定位技術通過將圖形隔離而探測這些缺陷。一旦圖形被隔離，就測量在該區域中的局部反差。如果在該區域上圖形的尺寸或反差處于規范之外，則該部分就是有缺陷的。
在本優選實施例中的另一個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域上的介電涂層。如上所述應用曲折光涂層可以從背景中隔離并且形成的象點僅代表覆蓋涂層。然后象點能以相似的方式進行分析以發現如上所述的電路缺陷。
在本優選實施例中的另一個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品性能上的問題。應用傳輸光產品能被成象，這樣孔洞在黑暗背景上表現為明亮。相似于如上所述的均勻卷筒檢查的情況形成象點以及分析各種缺陷。
在本優選實施例中的另一個缺陷類別是引線彎曲。引線被用來將產品連接到外部導線或裝置。如果引線彎曲而離開正常位置就不能進行正確的連接。通過應用傳輸光或反射光，引線能從背景隔離并形成象點。然后在運行時間表上的象點的數目，位置和形狀能和參考表進行比較。主軸線角被證明是對該分析特別重要的形狀參數。
訓練單板計算機通常都帶有一個用于和象點表進行對比的標準的參考表。產品結構或訓練應用的目的是提供一種聚集在運行時間檢查過程中需要的所有信息的方法。這包括所有的兩進制化和濾波信息，缺陷限定，用于在有圖形的卷筒檢查應用中的部分定位的圖形匹配參數以及產品說明信息。雖然在均勻的和有圖形的卷筒檢查中都需要該應用及其某些變化，對軟電路檢查的優選實施例也將作出說明。在本技術領域熟練的人士能作出邏輯上的適應性以按需要進行均勻的卷筒檢查。
操作的順序通常包括首先取得一個包含至少一個完整的重復圖形的卷筒的無缺陷的圖象；其次，規定圖形的獨特的特征和識別圖形中的工藝控制區域；再其次，對每一個獨特的檢查區域和缺陷類型規定具體的工藝控制設定；最后將該信息保存和安裝到數據庫，在運行時間應用中選擇該產品并運行產品。
首先，應用由適當的光學元件，解決方案，照明等設定的檢查系統獲取一個包含重復圖形的至少一個重復單元的運動的卷筒的圖象。或者，該信息可從CAD(計算機輔助設計)文件中轉入并翻譯成適當的圖象格式。圖象再用常規的操縱工具進行修整，這樣其結果包含重復圖形的一個精確的無缺陷的重復單元。這樣，圖象長度將是卷筒向下方向上的一個重復單元，寬度將跨越整個卷筒。然后用繪圖工具在卷筒向下方向上識別有規律重復的，但在局部的橫穿卷筒區域中是獨特的圖形的特征。該特征被識別為卷筒定位器并將被用來跟蹤卷筒的位置和補償任何橫穿卷筒的移動。卷筒向下距離在卷筒定位器圖形重復的一個點上限定。圖形和重復距離被保存和用于在運行時間應用中跟蹤卷筒。
繪圖工具再次被用于在重復圖形中限定任何分離的“部分”。例如，一個部分可以是在包含不同取向的多重電路的一個重復部分中的一個單獨的電路元件。對于該部分，繪圖工具可以用來識別該部分中的獨特圖形，該圖形能用于在綜合的圖形中定位各別的部分。要限定在其間發生部分重復的卷筒向下距離是因為在一個單獨的卷筒向下圖形重復單元中可能會有多重部分。還有，部分定位器圖形和重復距離將在運行時間檢查中應用以識別各別的部分進行分析。系統自動地定位所有的部分，不考慮重復圖形中的取向。任選地，如果一個卷筒向下重復圖形不包含分離的部分，則整個圖形就能作為一個單獨的部分處理。用這種各別部分的概念有幾個優點。在運行時間中，當部分被識別和分成節段后，所有的分析都是完全一樣的。還有，圖形中經常會有一些其中沒有什么內容的地方。該方法僅檢查需要分析的區域。
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將被置于一個部分中的某一位置的部分記號區域，限定部分的一個向操作者作高分辨率顯示的重要區域的顯示區域，和用于適合的兩進制化的信息。
然后在該部分中限定所涉及的區域(ROI’s)。每一個ROI都在該部分中識別一個具體的分析將對其進行的區域。例如，對于軟電路，所有部分都可以進行短路/開路的分析，鍵合區將進行瑕疵分析，精細的節距區域將進行引線/間隔減縮分析。每一個區域都可以用繪圖工具和對每一個區域各別限定的檢查容限進行各別識別。區域將持續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，再被安裝到在運行時間將應用的檢查系統數據庫中。可以保存多重文件以備在產品變化時選擇。這將允許本發明的操作隨各種產品進行，不受其他干預。
在檢查優先的軟電路中的一個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生空間翹曲。缺陷分析必須能補償這樣的變形。最常用的方法是使試驗圖象發生翹曲以最好地匹配參考圖象，然后進行直接空間對比，例如，從空間圖象中減去試驗圖象。不幸的是，用這樣的方法存在困難，因為難于正確地翹曲圖象以去除更高級別的扭曲，并且有時翹曲不能補償正常的工藝變化。因此，在進行比較后可能必須進行諸如形態學處理的清理處理以去除外部的噪聲。在本技術領域熟練的人士通常都熟悉這樣的處理技術。
系統輸入/輸出本發明的單板計算機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的輸入。它可以接受的輸入包括卷筒速度，卷筒運動，拼接，涂層操作和各種同步信號。還有，本發明可以在確定在連續運動的卷筒中存在缺陷的基礎上向各種裝置提供輸出。單板計算機將輸出指令發送到諸如用戶接口監視器，工藝控制計算機，存檔數據庫，記號系統及其各種組合的裝置中。
能識別缺陷的定位或在連續運動中的卷筒中的各別部分的記號系統適合于和本發明一起使用。記號最好打印在基本靠近缺陷發生點的附近。基本靠近的意思是，記號緊密地聯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，更好的是在1mm以內。
對缺陷標注記號的目的是識別缺陷的成分或區域以便能在一些后續的階段將其從主要生產中去除。缺陷記號次系統利用記號技術的廣泛的變化，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)，激光標記，標簽應用(粘貼在缺陷上或其附近的自黏附標簽)，沖孔，物理變形技術，磁脈沖或它們的組合。缺陷記號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。用不同的記號顏色或形狀記號也可識別缺陷的類別。在諸如卷筒上的條痕的連續缺陷的場合，記號可以由來自墨水蓋印器的重復的小印記或來自油漆噴霧器的連續的印記構成。
常規的記號系統和本發明的檢查系統結合在一起使用。例如，墨水蓋印器由裝載墨水的多孔襯墊構成并被實體放置成和目標材料接觸以轉移墨水。墨水或油漆噴霧器利用電磁閥向目標材料上噴射加壓的墨水或油漆。激光標記裝置用高度聚集的強有力的激光束修改目標材料的表面，通常是改變顏色，燒灼孔洞或改變表面構造。標簽應用通過電磁促動機構向目標材料施加自粘結的標簽。沖孔在目標材料的缺陷上或其附近實體沖孔。可以有很多類型的沖孔器，包括常規的沖制通孔的沖模和底模以及kiss-cut沖孔器，該沖孔器通過目標材料時不突出，因此在運動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別性的標記的諸如電磁錘或滾花輪的裝置實現。磁脈沖能通過強有力的勵磁線圈應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別缺陷。
記號次系統的控制可以是檢查系統本身的一個整體部分，或一個從檢查系統分擔任務的半獨立的智能次系統(即PLC或專用微計算機)。檢查系統的責任是識別缺陷和確定在橫穿卷筒和向下卷筒上的坐標。這些缺陷坐標被傳輸到缺陷記號次系統，該次系統將一個延時機構(基于時間的或基于距離的)和一個同步機構與檢查系統相結合，在促動記號機構之前在圖象傳感器和記號裝置之間提供和保持一個實體間隔。
裝置本發明的裝置總體上包括一個圖象獲取裝置和一個單板計算機。圖象獲取裝置形成連續運動中的卷筒的一個順序部分的圖象以提供一個數字數據流。單板計算機從數據流形成一個象點表。然后單板計算機分析象點表以探測連續運動的卷筒的至少一個部分中的缺陷。本發明的檢查裝置總體上被應用在常規的卷筒生產傳輸設備中。圖7描繪了本發明的一個優選實施例。卷筒72從非纏繞輥71通過檢查系統70傳輸到纏繞輥74。一個舞蹈輥76被用來進行張緊控制。各個空閑輥78輔助傳輸卷筒72。一個任選的操縱機構80可被設置來將卷筒72引導到系統70的成象區域。檢查空閑輥82將卷筒傳輸到線掃描攝象機84的下面。為了將成象期間因張力引起的卷筒72的擾動減到最小，驅動輥86被置于檢查區域的下游。很方便地設置一個張力變換器88以向卷筒控制器90提供反饋，該卷筒控制器向驅動輥86發送驅動信號。來自線掃描攝象機84的圖象數據被傳輸到單板計算機92，該計算機也接收來自卷筒同步器94的輸入。單板計算機92形成象點表并進行缺陷分析。單板計算機92和卷筒記號系統96聯通。卷筒記號系統96能對卷筒72上的各別缺陷(未顯示)作出記號。單板計算機92選擇性地和卷筒控制器90聯通以交換卷筒72的產品信息。來自單板計算機92的輸出可以在任選的用戶接口98上審視。
因為計算機的計算能力是珍貴的，應用如上所述的手段，任何通過減少計算機費用而獲得的效率都是可取的。具體地說，應用極端高效的存儲器管理技術已經取得了優良的結果，該管理技術映射到計算機指令組和寄存器結構，諸如特殊的存儲器校正，例如QWORD。SIMD(singleinstructionmultipledata)碼的應用也被證明是可取的。設計為異步運行，并且用多線技術并行運行的單板計算機被考慮是可取的。
在一個任選的實施例中，本發明的方法和裝置可以利用多重成象系統以提供連續運動的卷筒的完整的和詳盡的圖象。多重成象裝置可以設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。或者，多重成象裝置可以在各種向下卷筒定位上互相串聯設置以充分檢查不同類型的缺陷或在卷筒生產工藝中的一個給定點上監視和缺陷有關的特殊類型的工藝。
在另一個替代的實施例中，可以在一個給定的卷筒上平行或串聯設置兩個或更多根據本發明的方法或裝置的檢查系統。來自每一個個別的系統的單板計算機將數據提供到一個中心計算機。然后中心計算機將數據歸并或同步用于經改進的工藝控制。
本發明適用于檢查連續運動的卷筒以識別卷筒中不希望發生的事件。本發明的方法可實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雜的卷筒材料一起出現的大規模的數據速率。另外，本發明利用成象裝置的單板計算機處理大規模的數據速率，不用定制的圖象處理硬件。本發明包含充分支持具體檢查程序或卷筒材料變化的標準軟件，不需要額外的硬件變化。還有，單板計算機可以進行升級以在不需要變化軟件的情況下實現處理速度的提高。
權利要求
1.一種檢查連續運動的卷筒的方法，其特征在于，該方法包括a)形成連續運動的卷筒的一個順序部分的圖象以提供一個數字數據流，b)從數字數據流形成一個象點表，和c)分析象點表上的象點以識別缺陷，其中b)和c)在一個單板計算機中進行。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括在形成所述象點表之前先對所述數字數據流進行兩進制化。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，其中相應于每一個順序部分的數字數據流描述相應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段；逐線條地解答在相應于卷筒運動方向的Y范圍中的節段之間是否存在連接；其中確定步驟和解答步驟在一個單疊代中完成。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括依次保存在每一個順序線條中的節段的表將其作為一個對比表，并且其中解答包括將當前線條的節段表和對比表進行對比。
5.如權利要求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，該方法進一步包括對數字數據流進行兩進制化，兩進制化包括識別基本具有卷筒的光學性能的全部范圍的至少一個順序部分；限定一個以被識別為局部最大值的像素值中的最低值和被識別為局部最小值的像素值中的最高值定界的范圍；在該范圍中計算一個閾值；和將數字數據流的至少一個部分和該閾值進行比較。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中在形成象點表之前將一個濾波器應用到在單板計算機中的數據流。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括單板計算機和一個工藝控制系統之間的聯通。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括對在連續運動的卷筒上的被識別的缺陷做上記號。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述做記號通過墨水沉積，油漆沉積，激光標記，標簽應用，沖孔，物理變形，磁脈沖或它們的組合。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述記號基本上做在靠近缺陷發生的地點。
11.如權利要求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.如權利要求11所述的方法，其特征在于，其中一個或多個涂層或一個或多個圖形被施加到所述卷筒。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，其中連續運動的卷筒是一種軟電路卷筒。
14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述成象通過反射光，傳輸光或曲折光進行。
15.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中利用多重成象源。
16.如權利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述兩進制化包括適合的閾值或多值閾值。
17.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述數據流至少為每秒10兆像素。
18.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進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運動的物品的方法，其特征在于，該方法包括分析從一個至少為每秒10兆像素的連續的數字數據流形成的象點以識別該物品上的缺陷，該數據流從一個連續運動的物品的至少一個部分成象，其中在一個單板計算機中形成和分析象點。
20.一種檢查連續運動的有一種重復圖形的卷筒的方法，其特征在于，該方法包括a)形成連續運動的卷筒的順序部分的圖象以提供一個數字數據流，b)識別重復圖形的實例，c)從數字數據流形成一個描述重復圖形的每一個實例的象點表，和d)分析象點表上的象點以識別缺陷，其中c)和d)在一個單板計算機中進行。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中重復圖形的每一個實例的象點表上的象點數和一個預先確定的數進行比較。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中每一個象點的位置和幾何特性和一個參考象點表中的一個相應象點進行比較。
23.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中相應于每一個順序部分的數字數據流描述在相應于其在卷筒上的位置的一個X范圍中的像素，并且其中象點表包括在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算在一個相應于卷筒運動方向的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范圍中的至少一個范圍中或兩個范圍中的像素聚集的長度修改到一個第一預先確定的數目；以該修改的長度為基礎準備一個新的象點表；和將在新的象點表上的象點數和一個第二預先確定的數目進行比較。
24.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述成象通過反射光，傳輸光或曲折光進行。
25.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中數據流被利用來發現所述卷筒上的各別圖形，不需外來同步。
26.如權利要求20所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括在形成所述象點表之前先對所述數字數據流進行兩進制化。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，其中所述兩進制化用適合的閾值或多值閾值進行。
28.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中連續運動中的卷筒是一種軟電路卷筒。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于，其中所述缺陷包括一個或多個短路，開路，引線縮減，間隔縮減，襯底缺陷，圖形不套準，引線彎曲，覆蓋涂層缺陷，層壓缺陷，瑕疵或碎片。
30.如權利要求20所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括對在連續運動中的卷筒上的一個或多個缺陷做上記號。
31.如權利要求30所述的方法，其特征在于，其中所述記號基本上做在靠近缺陷發生的地點。
32.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述單板計算機和一個用于控制所述連續運動中的卷筒的工藝控制系統聯通。
33.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中所述成象裝置和連續運動中的卷筒空間同步。
34.如權利要求20所述的方法，其特征在于，其中利用多重成象源。
35.如權利要求20所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括將缺陷分成具體的種類。
36.一種用于檢查連續運動中的卷筒的裝置，其特征在于，該裝置包括(a)一個用于順序地形成一個連續運動的卷筒的一個部分的圖象以提供一個數字數據流的成象裝置；和(b)一個為了識別在所述連續運動的卷筒的至少一個部分中的缺陷而能從該數據流形成一個象點表并且分析該象點表的單板計算機。
37.如權利要求36所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括一個和單板計算機聯通的工藝控制系統。
38.如權利要求36所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括一個用于對在連續運動的卷筒上的被識別的缺陷做上記號的記號系統。
39.如權利要求36所述的裝置，其特征在于，其中所述成象裝置是一個線掃描攝象機。
40.如權利要求36所述的裝置，其特征在于，其中所述成象裝置利用光學組件，該光學組件利用反射光，傳輸光或曲折光。
41.如權利要求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)一個用于順序地形成一個連續運動中的軟電路卷筒的一個部分的圖象以提供一個數字數據流的成象裝置；和(b)一個為了識別在所述連續運動的軟電路卷筒的至少一個部分中的缺陷而能從該數據流形成一個象點表并且分析該象點表的單板計算機。
43.如權利要求42所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括一個用于在單板計算機和工藝控制系統之間聯通的工藝控制系統。
44.如權利要求42所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括一個對在連續運動中的卷筒上的識別的缺陷做上記號的記號系統。
45.如權利要求42所述的裝置，其特征在于，其中成象裝置是一個線掃描攝象機。
46.如權利要求42所述的裝置，其特征在于，其中所述成象裝置利用光學組件，該光學組件利用反射光，傳輸光或曲折光。
47.如權利要求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至少為每秒10兆像素的連續的數字數據流形成的象點以識別該軟電路卷筒上的缺陷，該數據流在一個軟電路卷筒的至少一個部分成象，其中在一個單板計算機中形成和分析象點。
全文摘要
一種用于順序地形成一個連續運動的卷筒(10)的一個部分的圖象以提供一個數字數據流的成象裝置，然后該數字數據流由一個單板計算機(18)進行分析，不需使用專用的信號處理硬件。揭示了在來自成象裝置的數據流上運行的技術，該技術具體包括基于根據開始位置儲存的象點信息和在橫穿卷筒方向上節段運行長度的操作。這樣使象點的限定適合于線條挨線條的方式，并使通常在連續的卷筒的生產中發現的缺陷的類別用遠小于先前所需要的計算能力就能識別。尤其是，在檢查軟電路的挑戰性的應用中，能達到超過每秒10兆像素的數據速率并成功地進行處理。
文檔編號G01B11/30GK1633592SQ01822586
公開日2005年6月29日 申請日期2001年7月2日 優先權日2001年2月12日
發明者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 申請人:3M創新有限公司