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　　本文介紹了如何利用機器視覺進行光纖端面的缺陷檢測，并使用美國國家儀器(NI)公司的VBAI視覺自動檢測開發環境完成了機器視覺系統的開發。VBAI(Vision Builder for Automated Inspection)是NI推出的一款視覺檢查軟件，作為自動檢測的視覺生成器。此工具是實驗室進行快速視覺效果驗證的理想工具，也是很好的生產線簡易測試平臺。結果顯示，該系統能夠比較精確地檢測出缺陷所在位置及其大小，速度較快，達到了對光纖端面缺陷檢測的要求。

　　1 檢測系統

　　本文所提出的光纖端面缺陷機器視覺檢測系統由光纖端面檢測儀以及PC系統組成。檢測的時候將光纖活動連接器插入光纖端面檢測儀的固定測試平臺中，而光纖端面檢測儀通過USB線連接到PC系統上，這樣就能將圖像采集到電腦里。調整顯微鏡焦距，一旦得到了滿意的圖像，就啟動軟件對光纖端面進行分析，與軟件預設的標準指標進行比較，從而定量地確定各區域信息，判斷該光纖端面合格與否。

　　該系統的檢測效果與軟件的能力、顯微鏡性能以及操作人員對焦圖像的技能有關，已經證明了其在準確性、可重復性、再現性以及檢測效率等方面明顯優于人工檢測。該方案還可以提供檢測結果的具體記錄，包括端面圖像和損傷檢測數據等，提高系統的自動化程度。

　　2 檢測過程

　　本系統所使用的檢測軟件是基于VBAI視覺自動檢測開發環境開發的，具備對光纖端面圖像進行處理和分析的能力，其處理流程如圖1所示。

　　在使用光纖端面檢測儀對光纖端面進行圖像采集的時候，由于光纖端面每次出現在視野范圍中的位置都有所不同，所以首先要對光纖端面纖芯的位置進行定位才能對其進行一系列的檢測。要定位纖芯的位置，首先需要將采集到的圖像二值化。因為通過光纖端面檢測儀采集得到的初始圖像為32位的，而在VBAI中對圖像分析處理的函數模塊基本上都是不支持32位圖的，所以只有把32位圖轉化成二值圖像，才能對其進行一系列精確的分析。使用VBAI的視覺助手(Vision Assistant)函數模塊對初始圖像進行圖像處理，通過抽取色彩值(Extract HSL)的子函數即可得到灰度8位圖，然后使用閾值法將圖像二值化。

　　閾值法是一種簡單而且有效的圖像分割方法，此方法是用一個或幾個閾值將圖像的像素灰度級分為幾個級別，屬于一個級別的像素點被認為是同一類物體。需要注意的是，在光纖端面檢測的過程中，由于包層可能會和包層外的臟污屬于同一個灰度級，所以在對包層外的臟污檢測的時候是不能同時對包層上的臟污進行檢測的，需要將包層屏蔽以后再檢測。

　　在本系統中，設F(x，y)表示對圖像二值化的輸出，其像素灰度級范圍為[a，b]，對同一類型的缺陷檢測時只需要設定一個a和b之間的閾值TH，把圖像的像素分成大于TH的像素群(缺陷)和小于TH的像素群(背景)兩部分。即：

　　圖像二值化將缺陷像素點的灰度值設為0，背景像素點的灰度值設為1。在VBAI的視覺助手函數模塊中就有設置閾值(Threshold)的函數子模塊，調用的時候只需要在閾值直方圖上根據雙峰法找到波峰與波谷，并手動調整閾值的大小，使其能將缺陷與背景區分開來即可，如圖2所示。