欧阳浩艺，陈婉钧，杨初平

(华南农业大学 应用物理系，广东 广州 510642)

瓷砖表面品质异常诸如划痕、裂痕等与表面反射率异常相关，常用的基于像素阵列传感器成像技术的图像分析方法能够逐点检测和判定，具有非接触、速度快等特点而受到广泛关注. 为了提高精确性，提出了图像与模板的差分算法[1]、裂纹和孔洞检测的区域生长法[2]、分离缺陷与花纹、背景的算法[3-6]、多算子联合缺陷特征提取方法[7-9]等.

依据光强度涨落相关[10-11]或频谱重建[12-13]原理，采用单一像素探测器也能够实现物体表面反射率成像，但为了获得良好的分辨率，需要按顺序投射多帧二维随机灰度条纹或者不同空间频率的二维余弦灰度条纹，导致成像时间长. 因此采用单像素但非成像探测进行表面品质检测有现实意义，可以提高检测的速度. 本实验采用单像素探测器对瓷砖表面划痕进行检测，结合单帧投影和特别的照度设计，实现瓷砖表面面向探测器的辐射通量均匀化和检测灵敏度均匀化，将瓷砖划痕引起的反射率分布异常转化为反射率累积异常进行检测.

1 表面反射率异常的单像素检测原理

建立如图1所示坐标系，待测平面位于xoy平面并相对于坐标轴对称；单像素探测器的小矩形面元ds0位于与xoy平面平行的平面x′o′y′上，相对原点o′小矩形面元中心坐标为(x0,y0). 2个平面的距离为z. 2个面元连线距离为r2=(x-x0)2+(y-y0)2+z2. 因此，可以得到待测面元ds法向n和探测器ds0法向n′分别与2个面元连线r的夹角……