La présente invention a pour objet un procédé de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé. Elle concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé.

Les verres imprimés, parfois aussi appelés verres texturés, sont fabriqués selon un procédé incluant une opération de laminage à chaud d’une feuille de verre entre deux rouleaux généralement métalliques. La surface des rouleaux peut comporter un relief permettant d’imprimer mécaniquement un motif ou une texture sur la surface de la feuille de verre. Les expressions « verre imprimé » et « verre texturé » sont souvent utilisées pour désigner un verre obtenu par un tel procédé, qu’il comporte ou non un motif ou une texture sur sa surface. Elles désignent donc également un verre, obtenu par laminage, dont la surface est lisse ou dépourvue de texture particulière. La température à laquelle est réalisée l’opération de laminage dépend de la composition du verre. Par exemple, pour un verre sodo-calcique usuel, la température du verre est généralement comprise entre 700 et 800°C. Des exemples de procédé de fabrication de verre imprimé sont décrits dans US1519314 A et DE102004034694 B3.

Lors de la fabrication des verres imprimés, des défauts de type et d’origine différents peuvent apparaître. Certains de ces défauts sont caractéristiques de l’opération de laminage à chaud et apparaissent à la sortie de cette opération.

Dans le domaine technique du verre imprimé, ces défauts ont plusieurs appellations. Ils sont appelés « Pas de Chat » (PC) en français, « Cat FootPrints » (CFP) en anglais, « BlasenStreifen » (BS) en allemand, en raison de leur forme et de leur périodicité. Leur origine est mal connue. Selon l’état actuel des connaissances, leur origine est considérée être en lien avec la création de bulles, au sein du verre, qui, sous l’effet des mouvements de convection engendrés par les rouleaux de laminage, forment périodiquement des marques ou empreintes à la surface du verre. Ces marques ou empreintes sont des zones de la surface du verre dont les propriétés optiques sont altérées. Elles sont généralement visibles comme défauts optiques périodiques à la surface du verre sous éclairage incliné ou rasant.

La formation des défauts PC peut être généralement arrêtée en incitant les bulles à se déplacer vers les bords de la feuille soit en relevant le rouleau de laminage supérieur soit à l’aide de crochet. Toutefois, ces défauts PC ne peuvent être généralement détectés que visuellement lorsque le verre a été refroidi à la fin du procédé de fabrication. Pendant le temps de latence entre le moment où le défaut est généré et le moment où il est détecté visuellement, la production du verre n’est pas arrêtée, et le verre produit pendant cette période ne peut être ni vendu au client ni utilisé en raison de la présence du défaut. Il s’agit donc d’une double perte matérielle et financière pour le fabriquant. Il est donc souhaitable de détecter la présence des défauts PC le plus tôt possible afin de pouvoir agir rapidement sur le procédé de fabrication de manière à en supprimer la source et ainsi diminuer les pertes de verre.

Or, l’état de la technique ne divulgue aucun moyen d’une telle détection. La présente invention remédie à ce problème. Elle a ainsi pour objet un procédé de détection de défauts de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction en sortie des rouleaux de laminage, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :

a. le calcul, mis en œuvre par ordinateur, d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune de N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction, une fréquence d’acquisition f _e de chaque profil supérieure à la fréquence ù) ₀ de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <5 ₀ des défauts ;

b. le filtrage, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = kw ₀ , de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c ₀ ;

c. la recherche, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ip _Q préalablement défini.

Dans le présent texte, l’expression « verre imprimé » est utilisée pour désigner un verre obtenu par une opération de laminage à chaud tel que décrit précédemment, que le verre comporte ou non un motif ou une texture sur sa surface.

Lors de l’opération de laminage, la température de surface du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage oscille autour d’une valeur moyenne. La fréquence de ces oscillations est corrélée à la fréquence ù) ₀ de rotation des rouleaux. Dans le cadre de travaux de recherche sur le signal de température t(ί) de surface du verre imprimé en sortie de laminage, il a été observé, que, lorsque des défauts PC apparaissent, ledit signal de température t(ί) comprend un phénomène haute fréquence différent de celui pouvant être associé aux oscillations provoquées par les rouleaux de laminage. Il a été constaté empiriquement de manière surprenante que ce phénomène haute fréquence est lié à la fréquence d’apparition des défauts PC.

L’invention est fondée sur l’exploitation du signal haute fréquence contenu dans le signal de température pour détecter et localiser d’éventuels défauts PC directement en sortie de laminage alors même que la température du verre est encore trop élevée pour en permettre une inspection visuelle de sa surface. L’invention permet une détection rapide et précoce des défauts et ainsi d’agir rapidement sur les paramètres du procédé de fabrication pour les faire disparaître.

La mise en œuvre de la présente invention est dépendante des caractéristiques du procédé de laminage à chaud avec lequel le verre imprimé est fabriqué. Ces caractéristiques influent notamment sur les valeurs des paramètres f _e , d ₀ , K et c ₀ . Les valeurs de ces paramètres ne peuvent être connues a priori. Elles peuvent dépendre notamment de la fréquence de rotation w ₀ des rouleaux de laminage, des variations de la température du verre imprimé et de la composition du verre. En conséquence, il est avantageux, pour chaque procédé, de procéder à une caractérisation préliminaire des défauts sur les verres imprimés en fin de fabrication à l’aide de moyens optiques appropriés. Cette caractérisation permet de déterminer la fréquence Y _R(: d’apparition des défauts PC ainsi que leur forme et leur dimension <5 ₀ . De la valeur de ces paramètres dépendent celles des autres paramètres f _e , K, c ₀ , dont les définitions sont détaillées ci-après.

Dans l’étape (a) du procédé de l’invention, la fréquence d’acquisition f _e avec laquelle les M profils de température ont été acquis est supérieure à la fréquence Y _R(: d’apparition des défauts PC. Dans le cas contraire, le phénomène haute fréquence contenu dans le signal t(ί) de température peut ne pas être détecté. En outre, il peut exister un risque de repliement de spectre lors de la transformation de Fourier de chacune des N lignes. Il est recommandé que la fréquence d’acquisition f _e soit supérieure à deux fois la fréquence Y _Rί d’apparition des défauts PC. Dans un mode de réalisation de l’invention, la fréquence d’acquisition f _e est comprise entre 20 et 150Hz, de préférence entre 20 et 100Hz. Cette gamme de fréquence est avantageuse car elle peut couvrir la plupart des procédés de fabrication de verre imprimé par laminage. L’acquisition successive des M profils de température est un échantillonnage temporel selon un intervalle de temps entre l’acquisition de deux profils consécutifs

1

correspondant à— . A fortiori la fréquence d’acquisition f _e est supérieure à la fréquence ù) _Q de rotation des rouleaux. Il n’y a pas de limite haute de la valeur de la fréquence d’acquisition par rapport à celle de rotation des rouleaux.

La résolution numérique de N pixels et la taille des pixels sont dépendantes du moyen d’acquisition utilisé pour l’acquisition des profils de température sur toute la largeur de la feuille de verre dans la deuxième direction. Pour pouvoir distinguer les défauts, il est préférable que le pouvoir de résolution du moyen d’acquisition des profils de température soit égal, ou inférieur, à la taille ou la dimension <5 ₀ des défauts. Le pouvoir de résolution est généralement défini à l’aide du critère de Rayleigh :

où le paramètre l est la longueur d’onde du rayonnement monochromatique utilisé pour l’observation, le paramètre D est le diamètre d’ouverture du diaphragme et le paramètre / est la distance au plan focal.

Un défaut est visible par le moyen d’acquisition si 2 Ar < <5 ₀ . De préférence, la taille des pixels est égale, ou inférieure, à Ar. La largeur maximale de la feuille de verre sur laquelle les profils de température dans la deuxième direction peuvent être acquis est fonction de la taille, e, des pixels et de leur nombre, N. Cette largeur £ peut être estimée selon la formule

Les défauts n’ont généralement pas une forme régulière dans les première et deuxième directions. La dimension <5 ₀ peut alors correspondre à une dimension physique moyenne des défauts, telle que la valeur moyenne des diamètres de Feret, mesurés dans le plan de surface du verre, de chaque défaut, ou encore à la taille moyenne dans ladite deuxième direction.

L’acquisition des M profils de température peut être réalisée sur une partie ou la totalité de la feuille de verre en sortie des rouleaux de laminage. De préférence, les profils de température sont acquis sur toute la largeur de la feuille de verre. La résolution numérique de N pixels est adaptée à la largeur de la zone ou de la totalité de la feuille de verre. Plus N sera élevé, plus élevée sera la résolution spatiale des profils de température dans la deuxième direction. A titre d’exemple non limitatif, la résolution numérique peut être de 1000 pixels, ce qui correspond à la plupart des moyens d’acquisition tels que les numériseurs à balayage à faisceau infrarouge disponibles sur le marché.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de détection comprend en outre, avant l’étape (a), une étape d’acquisition, en sortie des rouleaux de laminage, de M profils de température de la surface du verre imprimé, dans la deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction de manière à créer un thermogramme de dimension M X N .

Dans un mode particulier de réalisation, l’étape d’acquisition est réalisée à l’aide d’un numériseur à balayage à faisceau infrarouge. Le rayonnement infrarouge est particulièrement adapté pour la mesure des profils de température sur des verres imprimés dont les températures peuvent varier entre 500°C et 1000°C en sortie des rouleaux de laminage.

A des fins de simplification de l’expression des formules mathématiques, la notation de Dirac pour les transformées de Fourier est utilisée dans la suite du texte. La transformée de Fourier T(w) du signal de température T(t) et sa transformée inverse sont respectivement notées :

L’ensemble des M profils de température avec une résolution numérique de N pixels peuvent être directement acquis à l’aide d‘un moyen d’acquisition numérique ou par échantillonnage d’un signal analogique provenant d’un moyen d’acquisition analogique. Dans ce dernier cas, le thermogramme de dimension M X N correspond à M et N échantillons du signal selon les première et deuxième directions respectivement.

Le thermogramme peut être représenté sous une forme matricielle : (X = G

M _{M W} ( ), N, M G N, avec M _{M W} ( ) l’espace des matrices de dimension M x N à valeurs dans M. Le coefficient T _{m n} représente la valeur de la température aux coordonnées m, n du thermogramme .

Le signal T _n (t) de température pour une ligne n de l’ensemble des N lignes de la matrice est une série T _n (t) = T _{m Tl} , t G {0, ... , M— 1}, des M termes de la ligne n, soit T _n (0) = ¾ _,n - L(l) = T _{l n} , - , T _n (M - 1) = T _{m - n} . La transformée de Fourier de la série est une transformée de Fourier discrète. Selon la notation adoptée, elle est la série des M termes définie par

Avec généralement :

est pair, ou

[o, 1. (M— 1) (M— 1)

0) G - .

2 1,-

2 , —lj si M est impair

L’ensemble des N transformées de Fourier discrètes obtenues pour chacune des N lignes peut être représenté sous forme matricielle :

A— ( Tgh,h ) G M , (Z), N, M E N.

0<m£M,N 0<m£M,N

La matrice A est appelée spectrogramme. Le spectrogramme peut être représenté graphiquement sous la forme d’une image à l’aide de la partie réelle des coefficients T _{m n} , de leur partie imaginaire, ou de leur module

( \ ^T m,n \ ) ' 0<m£M,N

Les transformations de Fourier discrètes peuvent être calculées au moyen d’une ou plusieurs unités de calcul et d’un algorithme de transformation de Fourier rapide tel que l’algorithme de Cooley-Tukey, l’algorithme de Good-Thomas, l’algorithme de Rader ou encore l’algorithme de Bluestein. Ces algorithmes sont généralement adaptés pour le calcul de la transformée de Fourier d’une série dont le nombre de termes est une puissance de 2.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le nombre M de profils est une puissance de deux, 2 ^P , avec p un entier compris entre 9 et 15, de préférence entre 10 et 14. Ce nombre M assure un échantillonnage temporel suffisant des profils de température pour la plupart des procédés de fabrication de verre imprimé au moyen de rouleaux de laminage.

Le signal du phénomène haute fréquence correspondant aux défauts PC peut être avantageusement extrait du spectrogramme à l’aide d’un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = Kù) ₀ , où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1. La valeur du paramètre K dépend de la fréquence Yr _£ d’apparition des défauts PC préalablement déterminée. Il correspond au rapport de la fréquence ù) ₀ à la fréquence Yr _£ : K = p - y PC

Il a été constaté de manière empirique que la valeur du paramètre K est comprise entre 3 et 6, voire entre 4 et 5. Cette gamme de valeurs semble convenir à la plupart des procédés de fabrication de verre imprimé au moyen de rouleaux de laminage.

Un filtre passe-bande peut être exprimé mathématiquement sous la forme d’une fonction de transfert //(w) dans le domaine fréquenfiel. La transformée de Fourier filtrée, T ^* (w) ou T _h ^* (w), peut s’écrire :

T ^* (w) = T (w)H(w)

T _h ^* (w) = T _h (w)//(w) , Vn G {0, ... , N}

Le signal de température filtré T ^* (t) ou T _n ^* (t) s’obtient par la transformation de Fourier inverse de T ^* (w) ou T _h ^* (w) respectivement, soit

Les filtres passe-bande sont généralement qualifiés à l’aide d’un paramètre appelé facteur de qualité, noté Q. Le facteur de qualité est défini comme le rapport de la fréquence

propre, 0) _c , sur la largeur de la bande passante, Dw, soit Q = La largeur de la bande passante Dw est la différence entre les deux fréquences de coupure pour lesquelles l’intensité maximale de réponse à la fréquence centrale est généralement réduite de 3 décibels (dB). Il est également possible de définir une autre valeur de réduction, différente de 3 dB, pour le calcul des fréquences de coupure.

A titre d’exemple non limitatif, pour un filtre passe-bande gaussien défini par la

~(w+w -(w-w

fonction de transfert, //(w) = -— - l· -— — , les fréquences de coupure sont les

fréquences pour lesquelles l’intensité de la réponse à la fréquence, ) _c , est réduite d’un facteur 1

f ^'

Selon la nature du filtre passe-bande pour la mise en œuvre de la présente invention, la valeur du facteur de qualité Q varie, notamment au travers de la valeur de la largeur de la bande passante, Dw. La valeur du facteur de qualité est alors définie égale ou supérieure à une certaine valeur c ₀ déterminée lors de la caractérisation préliminaire des défauts PC. Lors de cette caractérisation, un spectrogramme d’évaluation peut être calculé de manière à déterminer la largeur du pic de signal à la fréquence Y _R(: . La valeur c ₀ est généralement définie de manière à ce que la largeur de la bande passante du filtre soit égale ou supérieure à la largeur du pic de signal à la fréquence Yro Dans certains cas, notamment lorsque l’intensité du bruit dans le signal de température est élevée, la valeur c ₀ peut-être avantageusement définie de manière à ce que la largeur de la bande passante du filtre soit inférieure à la largeur du pic selon le niveau de réduction de bruit recherché.

Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le filtre passe-bande est un filtre passe-bande super gaussien de puissance 10. Un exemple de fonction de transfert représentant un filtre super-gaussien est la fonction suivante :

Les paramètres C et O sont des paramètres fixes définissant l’intensité du filtre et la largeur de la fenêtre de fréquence dans laquelle s’applique le filtre. L’avantage est que les filtres passe-bande de ce type ont généralement un profil avec un sommet plat, dont la largeur est fonction de la valeur de <7, qui est adapté au filtrage des défauts PC.

Un défaut PC est considéré détecté lorsqu’au moins un pic dans les spectres correspondant aux N transformées de Fourier filtrées satisfait un critère de sévérité ip ₀ préalablement défini par l’opérateur en fonction des résultats de la caractérisation préliminaire des défauts PC. L’utilisation d’un critère de sévérité est avantageuse en ce qu’elle permet de fixer un seuil au-delà duquel un pic correspond significativement à un défaut PC et ainsi d’éviter les artefacts de détection. Le critère de sévérité peut être considéré comme un facteur de sensibilité. L’ensemble W contient les fréquences pour lesquelles leur pic satisfait le critère de sévérité défini.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le critère de sévérité ip ₀ est choisi pour un ou plusieurs pics parmi une valeur seuil de l’intensité, une valeur seuil de l’aire sous pic ou une valeur seuil d’excentricité d’une ligne de niveau.

Un thermogramme filtré peut être obtenu par représentation graphique de la matrice filtré des matrices de

dimension M X N à valeurs dans M. Le coefficient T* _{m n} représente la valeur de la température filtrée aux coordonnées m, n de l’image.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de détection comprend, après l’étape (b), une étape d’affichage des N transformées de Fourier filtrées sous la forme d’une image de dimension M X N. L’image est une représentation graphique du spectrogramme filtré. Elle peut être une représentation graphique de la partie réelle, (¾(T ^* _m, „)) de o<m£M,w’ la partie imaginaire, OU du module des éléments

* _m ,n de la matrice A ^* = (T *m,n) _{M N} e M _{M N} (Z) , N, M G N, avec M _{M N} (Î) l’espace des matrices de dimension M X N à valeurs dans TL.

Cette représentation est avantageuse car elle permet de mettre en évidence graphiquement la localisation des défauts sur la largeur de la feuille de verre dans la deuxième direction. Elle peut faire l’objet d’un traitement d’image préalable tel que la binarisation. Ce traitement permet souvent de supprimer tout bruit éventuellement gênant pour la mise en évidence des zones d’intérêt du spectrogramme, c’est-à-dire des zones dans lesquelles les défauts sont présents.

Un des aspects de l’effet technique pouvant être recherché par l’invention est l’automatisation de la détection des défauts au cours de la fabrication. Il peut, en effet, être recherché que le temps d’un opérateur humain ne soit pas monopolisé par la surveillance d’un écran sur lequel les spectrogrammes filtrés et images thermiques filtrées sont affichés pour avertir de l’apparition éventuelle de défauts. Au contraire, il peut être avantageux qu’un opérateur, occupé à d’autres tâches, ne soit averti que lorsqu’un défaut est détecté. A cet effet, dans un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend en outre, après l’étape (c), une étape de signalisation visuelle et/ ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide.

Tous les modes de réalisation décrits peuvent être avantageusement combinés.

Le procédé de détection de l’invention est mis en œuvre par ordinateur. L’invention a également pour objet un programme informatique comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé de l’invention dans tous les modes de réalisation possibles. Tout type de langage de programmation compilé vers une forme binaire ou directement interprété peut être utilisé pour implémenter les étapes du procédé par une suite d’instructions arithmétiques ou logiques exécutables par un ordinateur ou tout système de traitement de l’information programmable. Le programme informatique peut faire partie d’un logiciel, c’est- à-dire d’un ensemble d’instructions exécutables et/ ou d’un ou plusieurs jeux de données ou de bases de données.

En ce sens, l’invention a également pour objet un support de stockage déchiffrable par ordinateur sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé de détection de l’invention. De préférence, ce support de stockage est une mémoire informatique non volatile ou rémanente, par exemple une mémoire de masse magnétique ou à semi-conducteur (solid State drive, flash memory). Elle peut être amovible ou intégrée à l’ordinateur qui en déchiffre le contenu et en exécute les instructions. Elle peut aussi être intégrée à un ordinateur, appelé « serveur », différent de celui qui exécute les instructions, appelé le « client ». Pour exécuter les instructions contenues dans le support de stockage, l’ordinateur « client » peut accéder à la mémoire de l’ordinateur « serveur » par un moyen de télécommunication physique et/ ou aérien. L’ordinateur « serveur » peut aussi déchiffrer le support de stockage sur lequel est stocké le programme d’ordinateur et communiquer les instructions sous forme binaire à l’ordinateur « client » par tout moyen de télécommunication.

Il peut être avantageux que le support de stockage soit un support amovible ou accessible à distance par un moyen de télécommunication de manière à faciliter sa diffusion dans tous les lieux où un procédé de détection selon l’invention est susceptible d’être utilisé. L’invention a également trait à un dispositif de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement dans une première direction en sortie des rouleaux de laminage, ledit dispositif comprenant les modules suivants :

un module de calcul d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction, une fréquence d’acquisition f _e de chaque profil supérieure à la fréquence ù) ₀ de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <5 ₀ des défauts ;

un module de filtrage par un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = Kü) _Q de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c ₀ ;

un module de recherche de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ip _Q préalablement défini.

Les modules du dispositif de détection de l’invention peuvent comprendre avantageusement une ou plusieurs unités de calcul. Des unités de calcul sont comprises dans les unités centrales de traitement (Central Processing Unit). Les unités centrales de traitement sont généralement intégrées à des ordinateurs qui comprennent également un ensemble d’autres composants électroniques, tels que des interfaces d’entrée-sortie, des systèmes de stockages volatiles et/ou rémanents et des BUS, nécessaires au transfert des données entre les unités centrales de traitement et à la communication avec des systèmes extérieurs, ici les différents modules.

Le nombre et la vitesse de calcul des unités de calcul, et a fortiori d’unités centrales de traitement, nécessaires à l’exécution des étapes de calcul du procédé de détection de l’invention peuvent être ajustés en fonction du nombre de profils de température acquis.

Dans un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de détection comprend en outre un module d’acquisition, en sortie des rouleaux de laminage, de M profils de température de la surface du verre imprimé, dans la deuxième direction perpendiculaire à la première direction, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction de manière à créer un thermogramme de dimension M X N.

En particulier, le module d’acquisition peut comprendre un numériseur à balayage à faisceau infrarouge, adapté à l’acquisition de profils de température sur la surface d’un verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage.

Il peut être avantageux qu’un opérateur, occupé à d’autres tâches, soit averti dès qu’un défaut est détecté. A cet effet, dans un autre mode de réalisation de l’invention, le dispositif de détection peut comprendre en outre un dispositif de signalisation visuelle et/ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide. Le dispositif de signalisation peut être, par exemple, un avertisseur sonore ou un appareil mobile, comme un smartphone ou un téléphone, sur lequel un message d’avertissement est envoyé par un moyen de télécommunication aérien.

Pour permettre la localisation, par un être humain, des défauts détectés par le dispositif de détection sur la largeur de la feuille de verre imprimé, le dispositif de détection peut comprendre en outre un dispositif d’affichage, déchiffrable par un être humain, des N transformées de Fourier filtrées sous la forme d’une image de dimension M X N .

Dans un mode particulier de réalisation du dispositif de l’invention, les modules de calcul, de filtrage et de recherche sont des modules virtuels. A titre d’exemple, ils peuvent être des modules instanciés sous la forme d’objets par un programme informatique ou un logiciel informatique à partir de classes dans la mémoire vive, éventuellement assistée par une mémoire virtuelle, d’un ordinateur. L’ordinateur peut comprendre plusieurs unités centrales de traitement, supports de stockages et interfaces d’entrée-sorties. Le cas échéant, il comprend avantageusement des moyens de télécommunication avec le module d’acquisition, le dispositif d’affichage et le dispositif de signalisation.

Le calcul des transformées de Fourier discrètes est généralement réalisé à l’aide d’un algorithme de transformation de Fourier rapide tel que l’un de ceux mentionnés précédemment. Toutefois, le calcul des transformées de Fourier et des transformées de Fourier inverses successives peut nécessiter des ressources importantes en unités de calcul et présenter quelques inconvénients lorsque ces ressources sont limitées. Il est également assez difficile de l’implémenter par parallélisme des unités de calcul. Il ne permet pas en outre de filtrer le signal de température à la « volée », sans étape de calcul des transformées de Fourier, ce qui allège généralement la charge de calcul pour des ressources limitées. Il peut alors être avantageux d’utiliser une méthode de calcul alternative dite méthode du noyau, moins précise mais plus rapide. Dans le cadre de l’invention, cette méthode doit être considérée comme équivalente à celle, présentée précédemment, impliquant des transformées de Fourier. La méthode du noyau nécessite le calcul d’une seule transformée de Fourier inverse correspondant au noyau, k(t), de la fonction de transfert, d’un filtre passe-bande. Le signal de température filtré est obtenu par la convolution dudit noyau et du signal de température dans l’espace temporel.

avec

A titre d’exemple non limitatif, pour un filtre passe-bande gaussien avec une fonction de transfert

le noyau / (t) est donné par :

En utilisant le théorème du retard, {e ⁱ //(w) , il vient simplement :

Le signal de température filtré peut être ensuite obtenu à la volée, c’est-à-dire sans calcul des transformées de Fourier de chacune des N lignes du thermogramme, par convolution : t ^* (t) = (fc

Lorsque la méthode du noyau est utilisée, le critère de sévérité ip _Q doit être adapté au signal de température dans le domaine temporel. Dans le domaine temporel, après filtrage du signal de température, si des défauts PC sont présents, le phénomène haute fréquence, ou de faible période, associé à ces défauts devrait apparaître plus intense. Le critère de sévérité ip _Q peut être, par exemple, un seuil pour la valeur de l’amplitude du signal filtré.

Ainsi, dans un mode alternatif du procédé de détection de l’invention, les étapes (a) à (c) sont remplacées par les étapes suivantes :

a' le calcul, mis en œuvre par ordinateur, du noyau d’un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = kw ₀ , où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c ₀ ;

b' le filtrage, mis en œuvre par ordinateur, d’un thermogramme de dimension M X N par le calcul de la convolution du noyau dudit filtre avec chacune des N lignes du thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction de mouvement du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction, une fréquence d’acquisition f _e de chaque profil supérieure à la fréquence ù ₀ de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <5 ₀ des défauts ; c'. la recherche, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des lignes parmi les N lignes du thermogramme filtré qui satisfont à un critère de sévérité ip ₀ préalablement défini.

Les particularités et les avantages de l’invention sont illustrés par les figures et les exemples décrits ci-après.

La figure 1 est une photographie de défauts « pas de chats » sur une feuille de verre imprimé.

La figure 2 est une représentation sous forme de diagramme du procédé de détection de l’invention.

La figure 3 est une représentation sous forme de diagramme d’un mode de réalisation du procédé de détection de l’invention.

La figure 4 est un exemple de thermogramme d’une feuille de verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage et ne comportant pas de défauts « pas de chats ».

La figure 5 est un exemple de thermogramme d’une feuille de verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage et comportant des défauts « pas de chats ». La figure 6 est le spectrogramme correspondant au thermogramme de la figure 5 après filtrage en fréquence par un filtre super-gaussien de puissance 10 et de facteur de qualité

Q > 0,8.

La figure 7 est le thermogramme de la figure 5 après filtrage par un filtre super gaussien de puissance 10.

La figure 8 est un exemple de spectre extrait du spectrogramme de la figure 6.

La figure 9 est le spectrogramme de la figure 6 représentant l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs transformées de Fourier filtrées satisfont un critère de sévérité ip _Q de valeur seuil de l’intensité de leur module.

La figure 10 est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention.

La figure 11 est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention.

Des exemples de défauts « pas de chat » PC apparaissant sur une feuille de verre imprimé après sa fabrication sont illustrés par la photographie de la figure 1. Sur la figure, la feuille de verre imprimé a été suspendue par des moyens de préhension afin de faciliter l’observation des défauts à l’aide d’un dispositif d’observation optique. Lorsqu’ils sont observés à l’œil nu ou à l’aide d’un dispositif d’observation optique sous un éclairage incliné ou rasant, les défauts apparaissent comme des défauts optiques périodiques sous la forme de taches sombres, parfois allongées. Sur la figure, les défauts PC sont indiqués par des flèches.

Le procédé de détection de l’invention est illustré par la figure 2 sous la forme d’un diagramme. Le procédé de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement rectiligne dans une première direction DI en sortie des rouleaux de laminage comprend les étapes suivantes :

a. le calcul E200, mis en œuvre par ordinateur, par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme D200, oc = (t _{7 n,n} ) _{M N} ^

M _{M W} ( ), N, M E N, de dimension M x N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction Dl, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction D2, une fréquence d’acquisition f _e de chaque profil supérieure à la fréquence ù) ₀ de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension d ₀ des défauts :

b. le filtrage E201, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = Kù) ₀ , de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c ₀ :

T _h ^* (w) = T _h (w)H(w) , Vn G {0, ... , N }

w _e = kw ₀

Q ³ Xo ; c. la recherche E202, mise en œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ip _Q préalablement défini : satisfait y ₀ }.

La figure 3 illustre, sous forme de diagramme, un mode particulier de réalisation du procédé de l’invention. Le procédé comprend les étapes suivantes :

a. le calcul E200, mis en œuvre par ordinateur, par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme D200 de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction Dl, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction D2, une fréquence d’acquisition f _e de chaque profil supérieure à la fréquence w ₀ de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension d ₀ des défauts : b. la définition d’un filtre super-gaussien de puissance ayant pour fonction de transfert :

c. le filtrage E201, mis en œuvre par ordinateur, par un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = Kù) ₀ , de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c ₀ :

T _h ^* (w) = T _h ώ)H ώ) , Vn G {0, ... , JV}

c o _c = Kü) _Q

Q ³ Xo ;

d. la représentation graphique E302 du spectrogramme filtré A ^* = (T ^* _m,n ) _{M N} ^e M _{M N} (X), N, M G N ;

e. la recherche E202, mise œuvre par ordinateur, de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont au critère de sévérité ip _Q . Le critère de sévérité ip _Q est une valeur seuil de l’intensité du module fixée à f en logarithme base 10. L’ensemble W est l’ensemble des fréquences pour lesquelles log ₁₀ > e :

f. la signalisation E303 visuelle ou sonore lorsque l’ensemble W est non vide.

La figure 4 représente un exemple de thermogramme obtenu par l’acquisition à 20 Hz, en sortie des rouleaux de laminage, de 1024 profils de température de la surface du verre imprimé dépourvu de défaut PC, avec une résolution numérique spatiale de 1000 pixels dans la deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction DI du mouvement du verre en sortie des rouleaux de laminage. Les profils de température sont représentés en abscisse dans le domaine temporel. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. L’échelle des niveaux de gris représente l’échelle des températures. La rotation des rouleaux de laminage provoque des variations périodiques de la température, qui se manifestent notamment par l’apparition périodique de régions de la surface du verre où la température est plus élevée.

La figure 5 représente un exemple de thermogramme obtenu par l’acquisition à 20 Hz, en sortie des rouleaux de laminage, de 1024 profils de température de la surface du verre imprimé présentant des défauts PC, avec une résolution numérique spatiale de 1000 pixels dans la deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction DI du mouvement du verre en sortie des rouleaux de laminage. Les profils de température sont représentés en abscisse dans le domaine temporel. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des températures. La rotation des rouleaux de laminage provoque des variations périodiques de la température, qui se manifestent notamment par l’apparition périodique de régions de la surface du verre où la température est plus élevée. Entre les pixels 150 et 200 en ordonnée, une ligne de défauts PC sous la forme d’un phénomène périodique de haute fréquence est visible. L’analyse du thermogramme en tant que tel ne permet pas de détecter et de caractériser ce phénomène avec suffisamment de sensibilité pour que cette détection soit précise.

La figure 6 représente le spectrogramme correspondant au spectrogramme de la figure 5 après filtrage en fréquence par un filtre super-gaussien de puissance 10 et de facteur de qualité Q > 0,8 à 3dB. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 816 des 1000 pixels. La fréquence est représentée en abscisse. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des valeurs du module des transformées de Fourier en unité arbitraire. Sur le spectrogramme, les deux zones situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, qui présentent les valeurs de modules les plus élevées pour une même fréquence correspondent à deux lignes de défauts PC. La position de ces zones en ordonnées permet de les localiser précisément sur la feuille de verre imprimé. Il peut être remarqué que l’invention permet de détecter une ligne de défauts PC qui n’était a priori pas visible sur le thermogramme de la figure 5.

La figure 7 est le thermogramme de la figure 5 après filtrage par un filtre super gaussien de puissance 10. Il a été obtenu par le calcul des transformées de Fourier inverses des 816 lignes du spectrogramme filtré de la figure 6. Par rapport à la figure 5, les lignes de défauts PC situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, sont clairement révélées. La figure 8 est un exemple de spectre dans le domaine des fréquences positives d’une ligne du spectrogramme de la figure 6 traversant la zone de module élevée entre 150 et 200 pixels. Le filtre super-gaussien de puissance 10 permet d’isoler avantageusement la fréquence caractéristique de la ligne de défauts PC. La largeur du pic est liée à la dimension des défauts PC.

La figure 9 est le spectrogramme de la figure 6 représentant l’ensemble W selon un critère de sévérité ip _Q de valeur seuil de l’intensité du module fixée à 2,7 en logarithme base 10. La figure représente le spectrogramme de la figure 6 après binarisation à la valeur seuil 2,7. Les points pour lesquels la valeur du module est inférieure à 2,7 apparaissent en noir et les points pour lesquels elle est supérieure à 2,7 apparaissent en clair.

Un premier mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention est représenté schématiquement sur la figure 10. Le dispositif de détection de défaut de laminage dans un verre imprimé en mouvement rectiligne dans une première direction DI en sortie des rouleaux de laminage, comprend les modules suivants :

un module de calcul 1007a d’un spectrogramme par la transformation de Fourier de chacune des N lignes d’un thermogramme de dimension M X N , ledit thermogramme étant composé de M profils de température de la surface du verre imprimé, acquis en sortie des rouleaux de laminage, dans une deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction Dl, avec une résolution numérique spatiale de N pixels dans ladite deuxième direction D2, une fréquence d’acquisition f _e de chaque profil supérieure à la fréquence w ₀ de rotation de rouleaux de laminage, et une taille de pixel égale ou inférieure à la dimension <5 ₀ des défauts ;

un module de filtrage 1007b par un filtre passe-bande de fréquence propre ù) _c = Kü) ₀ de chacune des N transformées de Fourier, où K est un nombre réel positif défini supérieur à 1, et la valeur du facteur de qualité Q est égale ou supérieure à une valeur définie c ₀ ;

un module de recherche 1007c de l’ensemble W des valeurs de fréquence pour lesquelles une ou plusieurs des N transformées de Fourier filtrées satisfont à un critère de sévérité ip _Q préalablement défini.

Dans le présent mode de réalisation, les modules de calcul 1007a, de filtrage 1007b et de recherche 1007c sont des modules virtuels. Ils sont des modules instanciés sous la forme d’objets par un programme informatique ou un logiciel informatique à partir de classes dans la mémoire vive 1007, éventuellement assistée par une mémoire virtuelle, d’un ordinateur 1006. L’ordinateur peut comprendre plusieurs unités centrales de traitement, supports de stockages et interfaces d’entrée-sorties. Il comprend également des moyens de télécommunication 1005 et 1008 avec le module d’acquisition 1004, le dispositif d’affichage 1009 et le dispositif de signalisation 1010.

A des fins purement illustratives et non limitatives, le module d’acquisition 1004 peut être un numériseur à balayage à faisceau infrarouge. Le module d’acquisition 1004, numérise, à l’aide d’une ligne laser infrarouge 1004a, la surface 1001b d’une feuille de verre imprimé 1001a comportant des défauts 1003 en sortie de rouleaux de laminage 1002a et 1002b. Le dispositif de signalisation 1010 peut être un avertisseur sonore, par exemple une sirène. Il peut être remplacé ou complété par un dispositif de signalisation visuelle tel qu’un voyant lumineux. Le dispositif d’affichage 1009 peut être un écran muni d’une interface graphique sur lequel sont affichées des informations déchiffrables par un être humain. Ces informations peuvent être les thermogrammes et/ ou spectrogrammes filtrés et non filtrés, ou des informations relatives à la détection des défauts PC. L’ordinateur 1006 peut également communiquer avec une interface physique ou virtuelle d’entrée (non représentée) de manière à interagir avec le dispositif de détection en lui communiquant des données.

Dans le présent mode de réalisation du dispositif de détection, les modules et éléments autres que les modules de calcul 1007a, de filtrage 1007b et de recherche 1007c sont facultatifs. Sur la figure 10, ils sont représentés à titre illustratif et indicatif. Il est à remarquer qu’ils peuvent être adaptés selon les besoins de l’homme du métier qui souhaiterait mettre en œuvre le dispositif sur une installation de fabrication de verre imprimé.

Un second mode de réalisation du dispositif de détection de l’invention est représenté sur la figure 11. Dans ce mode, le dispositif de signalisation 1101 est un ou plusieurs appareils mobiles, par exemple, un ou plusieurs smartphones, en télécommunication aérienne avec l’ordinateur 1006. Lorsqu’un défaut PC est détecté, l’ordinateur peut envoyer sur l’appareil mobile 1101 un message sonore et/ou visuel pour avertir un opérateur. Ce message peut aussi contenir des informations telles qu’un extrait d’un spectrogramme filtré et binarisé de manière à permettre à un opérateur présent sur la ligne de fabrication de localiser le défaut PC sur la feuille de verre et d’intervenir en direct. La télécommunication aérienne peut une télécommunication de type WiFi ou Bluetooth, ou encore par un réseau cellulaire.

Dans le second mode de réalisation du dispositif de détection, les modules et éléments autres que les modules de calcul 1007a, de filtrage 1007b et de recherche 1007c sont représentés à titre illustratif et indicatif. Exemple

Les avantages de l’invention sont illustrés par l’exemple décrit ci-après. Un thermogramme de la surface d’un verre imprimé présentant des défauts PC a été acquis en sortie des rouleaux de laminage à l’aide d’un numériseur à balayage à faisceau infrarouge tel que le numériseur laser infrarouge LSP-HD 50 de la société LAND Metek. La fréquence de rotation w ₀ des rouleaux est de 0,07 Hz.

Le thermogramme comprend 1024 profils de température acquis avec une fréquence / _e de 20Hz, avec une résolution numérique spatiale de 1000 pixels dans la deuxième direction D2 perpendiculaire à la première direction DI du mouvement du verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage. Le thermogramme avec

coefficient le T _{m n} qui représente la valeur de la température aux coordonnées m, n du thermogramme, est représenté sur la figure 5. Les profils de température sont représentés en abscisse dans le domaine temporel. La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des températures.

Chacune des 890 lignes comprend 1024 points de mesure. Le calcul de la transformée de Fourier discrète de chacune des 890 lignes a été réalisé à l’aide d’un algorithme de calcul de transformée de Fourier rapide, selon la formule suivante, avec T _n (t) = T _{m n} , t G {0, ... ,1024 - 1} les 1024 termes de la ligne n :

Un filtre passe-bande super-gaussien de puissance 10 avec un facteur de qualité Q = 0,84 à 3 dB a été appliqué sur chacune des 890 transformées de Fourier discrètes selon la formule :

T _h ^* ( ^w ) = T _h ώ)H ώ), n G {0, ... , TV} avec H ώ) défini par

C = 1

w _e = kw ₀ = 0,308

k = 4,5

s = 10

La figure 6 représente le spectrogramme filtré. Sur cette figure est représenté, dans le domaine de fréquence positive, le module de la matrice A ^* =

(T ^* _7h,h ) _{1024 890} ^ ^1024 _, 89o(¾- La position, exprimée en pixel, est représentée en ordonnées pour 890 des 1000 pixels. La fréquence est représentée en abscisse. L’échelle de niveaux de gris représente l’échelle des valeurs du module des transformées de Fourier discrètes en logarithme base 10 d’une unité arbitraire. Deux zones claires apparaissent sur le spectrogramme. Dans ces zones, les valeurs du module sont maximales. Elles sont situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, dans le domaine de fréquence filtré de 0,13 Hz à 0,49 Hz par le filtre passe-bande.

Un exemple de spectre est fourni par la figure 8 dans le domaine des fréquences positives d’une ligne du spectrogramme de la figure 6 traversant la zone de module élevée entre 150 et 200 pixels. Le filtre super-gaussien de puissance 10 permet d’isoler avantageusement la fréquence caractéristique de la ligne de défauts PC. La largeur du pic est liée à la dimension des défauts PC.

La figure 7 est le thermogramme obtenu par le calcul des transformées de Fourier discrètes inverses des 890 lignes du spectrogramme filtré de la figure 6.

Le critère de sévérité p utilisé pour la recherche de l’ensemble W est une valeur seuil de l’intensité du module fixée à 2,7 en logarithme base 10. Autrement dit, l’ensemble W est l’ensemble des fréquences pour lesquelles 2,7, soit W = (w | log ₁₀ (|T ^* _{m n} |) > 2,7}. La figure 9 est le spectrogramme de la figure 6 représentant l’ensemble W. Dans le cas présent, il a été obtenu par un traitement d’image de binarisation à la valeur seuil 2,7. Les points pour lesquels la valeur du module est inférieure à 2,7 apparaissent en noir et les points pour lesquels elle est supérieure à 2,7 apparaissent en clair.

Les deux zones situées, en ordonnées, entre 150 et 200 pixels et entre 0 et 50 pixels, dans le domaine de fréquence filtré de 0,13 Hz à 0,49 Hz satisfont à ce critère. Cet exemple montre clairement que le procédé de détection de l’invention permet de détecter les défauts PC apparaissant sur un verre imprimé en sortie des rouleaux de laminage selon un critère de sévérité défini.