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Erfassung und Verarbeitung von Lichttransportmatrizen zur automatischen Sichtprüfung transparenter Objekte = Acquisition and processing of light transport matrices for automated transparent object inspection

Meyer, Johannes; Längle, Thomas; Beyerer, Jürgen

Abstract: Transparente Materialien kommen in diversen Produkten zum Einsatz und müssen zur korrekten Erfüllung ihres Zwecks oft hohen Qualitätsansprüchen genügen. Dazu müssen diese Materialien insbesondere frei sein von sogenannten streuenden Defekten wie beispielsweise eingeschlossenen Luftblasen. Prüfsysteme auf Basis von Dunkelfeldanordnungen sind prinzipiell in der Lage, diese Defekte abzubilden, haben jedoch einen hohen manuellen Einrichtungsaufwand. In diesem Artikel wird dargelegt, wie Lichttransportmatrizen für ein optisches System bestehend aus einer programmierbaren Flächenlichtquelle und einer telezentrischen Kamera berechnet werden können. Es werden zwei Merkmale vorgestellt, die aus diesen Matrizen extrahiert werden können und die Abbildung streuender Defekte in transparenten Objekten ermöglichen, ohne dass das System speziell an den konkret vorliegenden Prüfling angepasst werden muss. Synthetische Experimente mit Hilfe eines physikalisch basierten und entsprechend erweiterten Renderingframeworks erlaubten eine positive Evaluation des Ansatzes und bestätigten eine gewisse Überlegenheit gegenüber klassischen Inspektionssystemen.

Abstract (englisch): Transparent materials are employed for creating different kinds of products and have to meet high quality requirements. First of all, transparent materials have to be free from so-called scattering defects, e. g., enclosed air bubbles. Visual inspection systems based on dark field setups are principally capable of imaging these kinds of defects, however, it usually requires much effort to adapt them to the test object on hand. This article shows how light transport matrices can be calculated for an optical system consisting of a programmable area light source and a telecentric camera. Two features are proposed that can be extracted out of these matrices and that allow to image scattering defects present in a transparent object without the need of adapting the system to the actual test object. The results of synthetic experiments obtained using a physically based and adequately extended rendering framework approved the proposed approach and showed that it even outperforms classical inspection systems in some situations.


Zugehörige Institution(en) am KIT Lehrstuhl IES Beyerer: Interaktive Echtzeitsysteme (Lehrstuhl IES Beyerer: Interaktive Echtzeitsysteme)
Publikationstyp Proceedingsbeitrag
Jahr 2016
Sprache Deutsch
Identifikator ISBN: 978-3-7315-0587-7
URN: urn:nbn:de:swb:90-630004
KITopen ID: 1000063000
Erschienen in Forum Bildverarbeitung 2016. Hrsg.: M. Heizmann
Verlag KIT Scientific Publishing, Karlsruhe
Seiten 75-86
URLs Gesamtwerk
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