(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210188343.X (22)申请日 2022.02.28 (71)申请人 中科芯集成电路有限公司 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区蠡园开 发区04-6地块 （滴翠路10 0号） 9幢2层 (72)发明人 杨柏松　艾亚辉　朱涛　 (74)专利代理 机构 无锡派尔特知识产权代理事 务所(普通 合伙) 32340 专利代理师 郑婷婷　杨立秋 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/892(2006.01) B07C 5/342(2006.01) B07C 5/36(2006.01) (54)发明名称 一种口罩 缺陷检测装置及方法 (57)摘要 本发明涉及口罩生产技术领域， 具体涉及一 种口罩缺陷检测装置及方法， 包括装置机柜， 装 置机柜上分别安装有： 上料机构， 提供待检测口 罩； 三段式皮带线输送机构， 输送待检测口罩； 图 像采集机构， 采集待检测口罩图像； 图像处理软 件， 按照预设的口罩标准以及检测算法对所采集 口罩图像进行判断并给出良品或不良品结果； 剔 除机构， 对图像处理软件给出的不良品进行剔 除； 控制系统， 用于电气连接上料机构、 输送机 构、 图像采集机构、 图像处理软件和剔除机构。 本 发明提供的口罩缺陷检测方法使用 传统BLOB检 测方法和深度学习方式结合， 完成所有待检测项 的检测， 检测方法的稳定性高， 检测效率高， 检测 精度高， 使得经过装置检测后的产品质量有保 障。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114527075 A 2022.05.24 CN 114527075 A 1.一种口罩 缺陷检测装置， 包括装置 机柜， 其特 征在于， 所述装置 机柜上分别安装有： 上料机构， 提供待检测口罩； 三段式皮带线输送机构， 输送待检测口罩； 图像采集机构， 采集所述待检测口罩图像； 图像处理软件， 按照预设的口罩标准以及检测算法对所采集口罩图像进行判断并给出 良品或不良品结果； 剔除机构， 对图像处 理软件给 出的不良品进行剔除； 控制系统， 用于电气连接所述上料机构、 所述输送机构、 所述图像采集机构、 所述图像 处理软件和所述剔除机构。 2.根据权利要求1所述的一种口罩缺陷检测装置， 其特征在于： 所述图像采集机构包 括： 用于固定相机的支架； 用于安装在所述支架上的、 与所述图像处理软件通过电气连接的 4K线阵相机； 与所述4K线阵相机接口匹配的、 以及可微调光圈和焦距的定焦FA镜头； 以及， 与所述4K线阵相机通过电气连接的光电检测开关和编码器模块； 其中两组所述 4K线阵相机分别位于每相邻两段皮带的空隙处正下 方和正上 方。 3.根据权利要求2所述的一种口罩缺陷检测装置， 其特征在于： 所述图像采集机构还包 括： 四组高亮度线性光源； 其中两组所述高亮度线性光源分别位于每相邻两段皮带 的空隙 处正上方和正下方， 另外两组所述高亮度线性光源分别位于每相 邻两段皮带的空隙处侧方 45°， 即所述高亮度线性光源分别采用照射方向正对所述FA镜头的背光方式和与所述4K线 阵相机中轴线成45 °的正面打光方式； 完成对所述待检测口罩打光。 4.根据权利要求1所述的一种口罩缺陷检测装置， 其特征在于： 所述上料机构用于与 上 游的口罩生产输送线对接， 接收上游的 口罩生产输送线输送的待检测口罩。 5.根据权利要求1所述的一种口罩缺陷检测装置， 其特征在于： 所述输送机构包括： 第 一输送皮带、 第二输送皮带和第三输送皮带； 以及用于驱动所述第一输送皮带、 所述第二输 送皮带和所述第三输送皮带运转的伺服电机； 所述待检测口罩在所述第一输送皮带、 所述 第二输送皮带和所述第三输送皮带之间进行输送。 6.根据权利要求1所述的一种口罩缺陷检测装置， 其特征在于： 所述剔除机构包括： 位 于所述输送机构出料端的吹气气缸和 位于所述吹气气缸的吹气喷嘴正下方 的不良品收集 箱。 7.一种口罩缺陷检测方法， 采用权利要求1 ‑6任一项所述的一种口罩缺陷检测装置进 行， 其特征在于， 所述检测方法的检测缺陷项目包括但不限于如下五类： 口罩空袋/双胞胎 口罩/半只， 口罩褶皱， 口罩膜接 头， 口罩耳 带完整度检测以及口罩压耳 带缺陷检测。 8.根据权利要求7 所述的一种口罩 缺陷检测方法， 其特 征在于： 所述检测方法包括如下步骤： S1、 通过4K线阵相机采集待检测口罩的背景图像和采集待检测口罩图像， 并将两幅图 像进行作差， 得到 差值图像， 记作Ima ge_Sub； S2、 将差值图像Image_Sub从原始采集图像中裁剪出来， 得到目标口罩区域图像Image_ MaskRegi on； 其中， 口罩空袋/双胞胎口罩/半只、 口罩褶皱两个 检测项的检测方法的步骤 包括： (a)对所述目标口罩区域图像Image_MaskRegion通过图像灰度化、 图像二值化预处理权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114527075 A 2操作， 并使用区域面积和几何形状特征筛选出待判定缺陷种类图像区域， 记作 ToJudgeRegi on， 并将上述待判定缺陷种类图像区域从原 始采集图像中裁 剪出来； (b)对于所述待判定缺 陷种类图像区域ToJudgeRegion， 若所述区域面积和几何形状特 征不符合口罩预先设定的特征范围， 则直接判断为不良品， 若所述区域面积和几何形状特 征符合口罩预先设定的特征范围， 则缓存该待判定缺陷种类图像， 留作采用深度学习 方式 判断是否为高度重合的双胞胎口罩情形， 规避高度重合的双胞胎口罩 误判的风险； S3、 对于经上述步骤检测之后的缓存该待判定缺陷种类图像， 检测口罩耳带完整度以 及口罩压耳 带缺陷时， 采用深度学习方式进行口罩耳 带完整度以及口罩压耳 带缺陷检测。 9.根据权利要求8所述的一种口罩 缺陷检测方法， 其特 征在于： 所述口罩膜接 头检测项的检测方法的步骤具体包括： (a)考虑到口罩膜接头的颜色特性， 在完成上述检测项的基础上， 在进行膜接头检测 时， 对所述目标口罩区域图像Image_MaskRegion， 使用颜色空间转换算法， 将所述采集图像 从RGB空间转换成HSV空间， 对经过通道分离的图像， 使用S通道图像， 将该通道图像进行图 像二值化处理， 使用区域 面积和几何形状特 征筛选出膜接 头区域， 记作MoJieTouRegi on； (b)若从上述目标口罩区域中筛选出的膜接头区域MoJieTouRegion非空， 则检测结果 判断为不良品， 若从上述目标口罩区域中筛选出的膜接头区域MoJieTouRegion为空， 则缓 存该待判定缺陷种类图像， 留作后续检测步骤使用。 10.根据权利要求9所述的一种口罩 缺陷检测方法， 其特 征在于： 使用深度学习方式进行口罩耳带完整度以及口罩压耳带缺陷检测项的检测方法的步 骤具体包括： (a)分别采集耳带合格和不合格的口罩在各种光照强度和姿态下的大量图像， 存放在 OK和NG两个文件夹， 作为深度学习方式分类模型的样本图片集； (b)使用经过预训练的二分类深度学习模型， 设置模型训练的主要超参数， 如batch_ size和learning_rate， 使用总的样 本图片集的70％作为训练模型的训练图片集， 对预训练 模型进行训练； (c)使用总的样本图片集的20％作为训练模型的测试图片， 对经过设置超参数训练模 型进行测试。 (d)使用总的样本图片集的10％作为训练模型的验证图片， 对经过设置超参数训练模 型的分类效果进行验证。 所述步骤(a)还 包括以下处 理步骤： 搜集所述缓存的待判定缺陷种类 图像， 存放在NG文件夹， 作为深度学习方式分类模型 的样本图片集； 使得整个 检测方法可以兼容双胞胎口罩检测高度重合的双胞胎口罩情形。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114527075 A 3