[發明專利]一種基于機器視覺和圖像處理的硅片計數方法

在審

• 申請號: 201610113272.1
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN107133922A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 孫智權
• 申請（專利權）人: 孫智權
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 張華蒙

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于機器視覺和圖像處理的硅片計數方法。

背景技術

在太陽能電池片的生產過程中，原料硅片的入廠檢驗、成品電池片的出廠驗收以及電池片加工過程中的每一次工序之后都需要對硅片或電池片進行計數。目前廣泛使用的計數方法是人工目視檢測，由人工在短時間內快速數片完成，增加了人工成本的同時易操作不當或計數出錯；而且太陽能硅片或電池片的厚度較薄，一般在180微米左右且硅片或電池片易碎怕污染，人工計數并不能滿足以上要求。

隨著機器視覺技術的發展，現有技術中有通過成像裝置獲取圖像完成計數的方法，該方法將電腦機箱和屏幕與測試機箱融合在一起，使得測試機箱體積大，而且機箱扇熱時風扇的震動將會影響成像裝置圖像獲取的質量，此外成像裝置并未使用光源，在機箱內部獲取的電池片圖像質量不太理想，從而影響計數精度，以上改進在實際操作中無法滿足生產需要。

為減少外界條件所引起的誤差，提高計數精度，必須解決如下幾個問題：1)提高被測物擺放位置的靈活性：當硅片或電池片未按要求擺放整齊，所得其圖像位置傾斜時，也能計數準確，不受其影響；2)提高環境適應性：當光照不均或成像條件不佳時，能改善獲取的圖像清晰度不高的問題；3)提高運算速度：減少運算量與運算時間，提高運算效率；4)去噪：由于硅片或電池片本身表面問題以及成像存在的一些干擾，獲取圖像中存在大量干擾噪聲，這些噪聲嚴重影響對硅片或電池片之間的縫隙檢測；5)準確計數并定位：要求提高計數精度，準確檢測硅片或電池片數量，并在圖像中定位標注，方便復查。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種基于機器視覺和圖像處理的硅片計數方法，對層疊硅片或電池片的側面圖像進行處理和運算，完成對每片之間的縫隙檢測，檢測抗干擾性好，計數準確快速。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于機器視覺和圖像處理的硅片計數方法，包括如下步驟：

步驟101、對層疊硅片或電池片的側面圖像進行預處理，其包括：

步驟1011，對層疊硅片或電池片的側面圖像進行中值濾波，采用中值濾波器將像素鄰域內灰度的中值代替該像素的值，去除椒鹽噪聲，為查找條紋縫隙做準備；

步驟1012，對中值濾波處理之后的圖像進行伽馬變換，增強圖像對比度；伽馬變換的基本形式為：

s＝cr^γ(1)

其中，r為輸入灰度級，s為輸出灰度級，c和γ為正常數，當γ＞1時冪律曲線將較窄范圍的暗色輸入值映射為較寬范圍的輸出值，擴展圖像灰度級，增強圖像條紋特性；

步驟102、定位被測物，并由掩膜處理限定運算區域，其包括：

步驟1021，查找層疊的硅片或電池片的最上以及最下的邊緣，得到邊緣坐標信息；其方法是先確定一個搜索區域，在搜索區域內，設置從上到下的若干搜索線，根據每條搜索線上的線剖面圖得到第一個灰度變化的峰值點以及最后一個灰度變化的峰值點；之后將所有搜索線上的第一個灰度變化的峰值點擬合為一條直線作為被測物的上邊緣，所有搜索線上的最后一個灰度變化峰值點擬合為一條直線作為被測物的下邊緣；所得到邊緣坐標信息為：

up₁＝(x₀,y₀),up₂＝(x₁,y₁)(2)

down₁＝(x₂,y₂),down₂＝(x₃,y₃)(3)

其中up₁,up₂為最上邊緣線兩端坐標，down₁,down₂為最下邊緣線兩端坐標；

步驟1022，基于所得到的邊緣信息對預處理之后的圖像進行旋轉，使層疊硅片或電池片的條紋圖像水平分布，旋轉之后所得到的邊緣坐標信息變為：

up＝(x,Y₀),down＝(x,Y₁)(4)

其中Y₀,Y₁為最上邊緣和最下邊緣的縱坐標，x的值從0到圖像像素橫坐標的最大值，up,down表示兩條水平直線，代表層疊硅片或電池片的最上以及最下的邊緣所擬合的直線；