[發(fā)明專利]基于B樣條曲面擬合的TFT-LCD Mura缺陷機(jī)器視覺檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310405884.4
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103792699A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李坤;李輝;盧小鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中華人民共和國四川出入境檢驗(yàn)檢疫局
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;G01N21/88
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平板顯示器制造行業(yè)和液晶顯示器顯示缺陷檢測領(lǐng)域，特別涉及TFT-LCD上的Mura缺陷的機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

TFT-LCD生產(chǎn)過程中要經(jīng)過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)十分成熟且每個生產(chǎn)工序都有嚴(yán)格的質(zhì)量控制，但是在TFT-LCD量產(chǎn)過程中還是不可避免地會出現(xiàn)一定數(shù)量的顯示缺陷。TFT-LCD的顯示缺陷種類繁多，按照缺陷和背景的對比度的不同，可以將這些缺陷分為以下幾類：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，本意為臟污、玷污的意思，現(xiàn)為平板顯示行業(yè)專用術(shù)語，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FT-LCD生產(chǎn)過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。?

在TFT-LCD的各類的顯示缺陷中，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)器視覺檢測出來。而Mura缺陷具有邊緣模糊、對比度低、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的一類缺陷。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Mura缺陷的，判斷缺陷的嚴(yán)重程度是通過工人感覺Mura缺陷的面積和Mura缺陷的對比度等做出的主觀判定，缺乏客觀評判依據(jù)。?

一般情況下，在采用機(jī)器視覺檢測缺陷時，只需經(jīng)過濾波等預(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。然而，通過CCD相機(jī)采集到的TFT-LCD圖像會由于外界光照的不均、TFT-LCD本身材料的不均勻、CCD相機(jī)距離TFT-LCD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和背景的灰度變化趨勢保持一致，會使得Mura缺陷淹沒在背景中，從而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地檢測出Mura缺陷甚至是檢測失敗。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決由于圖像背景亮度不均勻?qū)е碌腗ura缺陷不能被準(zhǔn)確分割的問?題，提出一種基于B樣條曲面擬合的TFT-LCD?Mura缺陷機(jī)器視覺檢測方法，通過建立一套TFT-LCD?Mura缺陷檢測系統(tǒng)和檢測流程，利用先進(jìn)的數(shù)字圖像處理技術(shù)、雙三次B樣條曲面擬合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)TFT-LCD?Mura缺陷的準(zhǔn)確快速檢測。?

本發(fā)明提出了一種基于B樣條曲面擬合的TFT-LCD?Mura缺陷機(jī)器視覺檢測方法，該方法包括以下步驟：?

第1步：在暗室中通過CCD相機(jī)采集到被點(diǎn)亮的TFT-LCD灰度圖像，按照采集圖像時的要求設(shè)定采集圖像時環(huán)境的照度、溫度、濕度以及CCD相機(jī)的采集圖像的角度和到TFT-LCD的距離，采集圖像后將圖像傳入計算機(jī)做下一步處理；?

第2步：采用巴特沃斯低通濾波器對原始圖像做濾波處理，消除圖像中的隨機(jī)噪聲；?

第3步：通過全局閾值分割和Hough變換對感興趣區(qū)域進(jìn)行分割，將TFT-LCD圖像從帶有載物臺等背景的圖像中分割出來；?

第4步：采用基于B樣條的最小二乘法的曲面擬合方法，擬合出一個近似通過LCD圖像上給定數(shù)據(jù)點(diǎn)、能反映圖像背景基本變化趨勢的B樣條曲面作為圖像背景，采用B樣條函數(shù)做曲面擬合時，通過添加光順項(xiàng)進(jìn)一步控制擬合精度，并將雙三次B樣條函數(shù)分解為一維函數(shù)求解，且擬合圖像時是對原圖像的分塊擬合；?

第5步：用第3步得到的圖像減去擬合出的背景，得到消除亮度不均勻背景后的圖像；?

第6步：采用Canny算子分割第5步得到的圖像，將Mura缺陷區(qū)域分割出來；?

第7步：采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法中的腐蝕和閉運(yùn)算的技術(shù)對第6步得到的缺陷分割圖像進(jìn)行修正，修復(fù)較大連通區(qū)域并抑制較小連通區(qū)域。?

第8步：計算第7步得到的Mura區(qū)域的面積、Mura區(qū)域的亮度平均值，計算第3步得到的LCD圖像背景亮度平均值；?

第9步：參照SEMU標(biāo)準(zhǔn)，按照第8步計算出的缺陷面積、缺陷亮度平均值、LCD圖像背景亮度平均值計算出缺陷等級。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：步驟（1）包括了采集圖像時的環(huán)境照度、溫度、濕度參數(shù)范圍。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：步驟（1）包括采集圖像時CCD相機(jī)采集圖像的角度和距離計算方法。?