基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]就現(xiàn)有技術(shù)來(lái)看，機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。
[0003]具體來(lái)說(shuō)，以TFT-1XD為例，其生產(chǎn)過(guò)程中要經(jīng)過(guò)100多道生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)工藝繁多復(fù)雜，盡管大部分生產(chǎn)工藝都已經(jīng)十分成熟且每個(gè)生產(chǎn)工序都有嚴(yán)格的質(zhì)量控制，但是在TFT-1XD量產(chǎn)過(guò)程中還是不可避免地會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的顯示缺陷。TFT-1XD的顯示缺陷種類(lèi)繁多，按照缺陷和背景的對(duì)比度的不同，可以將這些缺陷分為以下幾類(lèi):亮點(diǎn)缺陷、暗點(diǎn)缺陷、亮線缺陷、暗線缺陷、Mura缺陷(Mura是日本語(yǔ)，本意為臟污、玷污的意思，現(xiàn)為平板顯示行業(yè)專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)，Mura缺陷表示平板顯示器的區(qū)塊顯示缺陷、顯示不完美現(xiàn)象)。亮點(diǎn)缺陷、暗點(diǎn)缺陷、亮線缺陷、暗線缺陷一般都是因?yàn)門(mén)FT-LCD生產(chǎn)過(guò)程中的電氣特性引起的，比如TFT陣列短路、斷路或者背光燈的損壞等。而Mura缺陷是由于玻璃基板的不均勻、玻璃基板內(nèi)外的壓力分布不均勻、液晶分子分布不均勻等因素引起的。
[0004]在TFT-LCD的各類(lèi)的顯示缺陷中，由于亮點(diǎn)缺陷、暗點(diǎn)缺陷、亮線缺陷、暗線缺陷都有較高的對(duì)比度、邊緣清晰、形狀規(guī)則，能很容易地被人工或者機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)出來(lái)。而Mura缺陷具有邊緣模糊、對(duì)比度低、形狀不規(guī)則、大小變化多端、位置不固定等特點(diǎn)，是所有顯示缺陷中最難檢測(cè)的一類(lèi)缺陷。目前，大多數(shù)TFT-LCD生產(chǎn)廠家都是使用熟練的工人用肉眼檢測(cè)Mura缺陷的，判斷缺陷的嚴(yán)重程度是通過(guò)工人感覺(jué)Mura缺陷的面積和Mura缺陷的對(duì)比度等做出的主觀判定，缺乏客觀評(píng)判依據(jù)。
[0005]一般情況下，在采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)缺陷時(shí)，只需經(jīng)過(guò)濾波等預(yù)處理即可采用不同的缺陷分割方法將缺陷目標(biāo)分割出來(lái)。然而，通過(guò)CCD相機(jī)采集到的TFT-LCD圖像會(huì)由于外界光照的不均、TFT-1XD本身材料的不均勻、(XD相機(jī)距離TFT-1XD不同位置的距離不同等原因產(chǎn)生圖像的整體亮度不均勻，圖像背景的亮度不均勻會(huì)與Mura缺陷的亮度不均勻混在一起，即Mura缺陷的灰度變化趨勢(shì)和背景的灰度變化趨勢(shì)保持一致，會(huì)使得Mura缺陷淹沒(méi)在背景中，從而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地檢測(cè)出Mura缺陷甚至是檢測(cè)失敗。
[0006]同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的主要問(wèn)題是工程化適應(yīng)性較差，如對(duì)不同型號(hào)產(chǎn)品的差異特性(屏幕分辨率、缺陷類(lèi)別和狀態(tài)等方面差異)的適應(yīng)性較差。同時(shí)，設(shè)備調(diào)試和可操作性較差，在綜合考慮過(guò)檢率等指標(biāo)情況下對(duì)MURA類(lèi)缺陷檢測(cè)效果不理想。
[0007]并且，現(xiàn)有技術(shù)往往采用諸如“小波變換”、“最小二乘的B樣條擬合”等一般意義上的通用處理方法，未能建立起針對(duì)檢測(cè)對(duì)象的有效模型。
[0008]更為重要的是，現(xiàn)有的常規(guī)檢測(cè)方法，其對(duì)成像硬件的要求極為苛刻，不具有工程應(yīng)用價(jià)值。
[0009]舉例來(lái)說(shuō)，“小波變換”作為一種針對(duì)傅立葉變換進(jìn)行改進(jìn)的基本方法，在通用信號(hào)處理較為有效，但在本案發(fā)光面板的缺陷檢測(cè)中(尤其針對(duì)MURA缺陷)，無(wú)法用這種基本方法達(dá)到預(yù)期效果。如針對(duì)模組復(fù)雜背景無(wú)法進(jìn)行有效抑制，主要表現(xiàn)在像素紋理干擾、摩爾紋干擾。特別是模組分辨率變化時(shí)，像素紋理干擾、摩爾紋干擾呈現(xiàn)不規(guī)律強(qiáng)烈變化，“小波變換”對(duì)這種變化的適應(yīng)性較差，使檢測(cè)效果強(qiáng)烈依賴(lài)于機(jī)種屬性，不具有工程價(jià)值。
[0010]“最小二乘的B樣條擬合”是一種常用的數(shù)據(jù)擬合方法，專(zhuān)利CN 101655614 B采用了該方法。使用該方法進(jìn)行MURA缺陷檢測(cè)的主要問(wèn)題表現(xiàn)在:當(dāng)MURA缺陷面積大，對(duì)比度低時(shí)，采用“最小二乘的B樣條擬合”方法處理時(shí)，會(huì)把缺陷特征“擬合”進(jìn)背景中，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)“擬合”的目的。換句話(huà)說(shuō)，其無(wú)法區(qū)分背景和真實(shí)缺陷。另一方面，當(dāng)模組分辨率變化時(shí)，擬合效果跟隨著變化，直至無(wú)法有效區(qū)分背景與特征。
[0011]由此可見(jiàn)，上述方法(包括類(lèi)似方法)表現(xiàn)出的共性問(wèn)題為:所涉及的各種“方法”是基于一些特定的數(shù)據(jù)之上的處理，只針對(duì)幾個(gè)特定數(shù)據(jù)集有效，表現(xiàn)出檢測(cè)性能即魯棒性差，機(jī)種適應(yīng)性差，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際工程需求。
[0012]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法。
[0014]本發(fā)明的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其包括以下步驟:步驟一，建立背景模型集；步驟二，獲取待檢測(cè)產(chǎn)品圖像，獲得預(yù)處理圖像；步驟三，通過(guò)地形等高線模型、輻射能量模型，對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行獨(dú)立處理；步驟四，同步匯總處理數(shù)據(jù)，獲取缺陷區(qū)域。
[0015]進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述建立背景模型集的過(guò)程為:通過(guò)圖像采集系統(tǒng)，針對(duì)待檢測(cè)產(chǎn)品的類(lèi)別，采集隨機(jī)樣本；通過(guò)前后處理后，對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行頻譜分析，將所獲取的數(shù)據(jù)建立頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)主成分分析對(duì)頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，提取背景特征；利用背景特征建立背景模型集，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入檢測(cè)軟件。
[0016]更進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述前后處理為進(jìn)入關(guān)鍵處理步驟的前處理、后處理，所述前處理至少包括對(duì)圖像進(jìn)行壞樣本剔除、圖像校正、基本濾波去噪中的一種或是多種，所述后處理至少包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合、去噪、歸一化中的一種或是多種。
[0017]更進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述步驟一中，加入附屬參考因素，所述附屬參考因素包括曝光差異、鏡頭性中的一種或是多種。
[0018]更進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述獲取待檢測(cè)產(chǎn)品圖像過(guò)程為:通過(guò)圖像采集系統(tǒng)獲取待檢測(cè)產(chǎn)品圖像；利用頻域?yàn)V波對(duì)待檢測(cè)產(chǎn)品圖像進(jìn)行初步預(yù)處理，獲得預(yù)處理圖像；建立圖像尺度空間后進(jìn)行歸一化處理；調(diào)用背景模型集，獲取缺陷疑似區(qū)域并在預(yù)處理圖像中進(jìn)行標(biāo)注。
[0019]更進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述初步預(yù)處理過(guò)程包含圖像異常判別、圖像濾波、亮度校正、幾何校正、感興趣區(qū)域檢測(cè)中的一種或是多種。
[0020]更進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述地形等高線模型處理過(guò)程為:在預(yù)處理圖像中建立灰度地形等高線，構(gòu)成地形圖；通過(guò)灰度定義地形高低，即灰度值小，則地形低，灰度值高，則地形高，灰度梯度小，則地形平坦，灰度梯度大，則地形陡峭；進(jìn)行檢測(cè)判斷，即地形等高線密集，構(gòu)成疑似區(qū)域，地形等高線稀疏的為其他區(qū)域。
[0021]更進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述地形等高線模型中的地形圖內(nèi)，隨機(jī)分布有點(diǎn)質(zhì)量小球，作為求解初始種子點(diǎn)，用于建立粗糙度表面重力勢(shì)場(chǎng)下的點(diǎn)質(zhì)量小球動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)數(shù)值迭代優(yōu)化方法，求解點(diǎn)質(zhì)量小球穩(wěn)定收斂的地形底部區(qū)域，獲得缺陷區(qū)域。之后，將地形圖翻轉(zhuǎn)一次，令山峰翻轉(zhuǎn)成谷底，進(jìn)行二次求解，獲得缺陷區(qū)域，兩次過(guò)程得到的缺陷分別為暗區(qū)和亮區(qū)。
[0022]再進(jìn)一步地，上述的基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)光面板檢測(cè)方法，其中，所述輻射能量模型中，將灰度值設(shè)為黑體溫度，獲取黑體輻射模型，采用黑體輻射模型獲得灰度能量，通過(guò)耦合背景模型集獲得相對(duì)輻射強(qiáng)度，當(dāng)該值達(dá)到判定閾值即判為缺陷，通過(guò)翻轉(zhuǎn)進(jìn)行二次求解，分別獲得亮區(qū)和暗區(qū)缺陷。
[0023]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、本方法對(duì)待檢測(cè)產(chǎn)品的分辨不敏感，對(duì)待檢測(cè)對(duì)產(chǎn)品的尺寸亦不敏感。同時(shí)，對(duì)相機(jī)分辨率要求不高。
[0025]2、可用于檢測(cè)背光板、液晶模組、液晶C