[發(fā)明專利]基于傅里葉梅林及特征匹配的LCD缺陷檢測系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN108205210B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳文建;朱炳斐;李武森;張峻乾
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發(fā)明公開了一種LCD顯示缺陷自動光學(xué)檢測系統(tǒng)及方法，具體是一種基于傅里葉梅林及特征匹配的LCD缺陷檢測系統(tǒng)及方法的實現(xiàn)。裝置有計算機、圖像采集卡、與計算機相連的一個CMOS工業(yè)相機，放置待測顯示屏的載物臺，兩者垂直中間是環(huán)形階梯狀LED光源，待測顯示屏及驅(qū)動顯示裝置。基于傅里葉梅林及特征匹配的圖像配準(zhǔn)算法能夠?qū)崿F(xiàn)高精度配準(zhǔn)，這是該系統(tǒng)及方法的核心，圖像融合進一步提高配準(zhǔn)精度，最后通過差影法檢測缺陷以及最小外接矩形法統(tǒng)計缺陷位置及類型信息。本發(fā)明實現(xiàn)了對LCD顯示缺陷的實時高精度檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于LCD顯示缺陷檢測領(lǐng)域，特別是一種基于傅里葉梅林及特征匹配的LCD缺陷檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

LCD顯示屏作為各種儀器儀表、手機電腦等電子器件的重要顯示器件，對提高我國電子信息行業(yè)的市場競爭力起著至關(guān)重要的作用。LCD顯示屏生產(chǎn)工藝繁雜，很容易出現(xiàn)多種缺陷，影響成像質(zhì)量，降低良品率，因此對LCD顯示屏的缺陷檢測顯得尤為重要。

成像質(zhì)量一直是LCD顯示制造追求的目標(biāo)，良好的產(chǎn)品質(zhì)量是其立足的根本。傳統(tǒng)的檢測方法是人工視覺檢查法，需要花費大量的人力，且人眼的分辨率不高會出現(xiàn)漏檢誤檢，主觀性大，且長期工作會產(chǎn)生視覺疲勞導(dǎo)致穩(wěn)定性不高，很難保證質(zhì)量檢測精度，無法成為統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)，所以慢慢地被取代。

在光電信息技術(shù)飛速進步和發(fā)展的推動作用下，目前已經(jīng)推廣出新型先進的缺陷檢測方法—機器視覺檢測。基于機器視覺的檢測技術(shù)有很多的優(yōu)點:(l)非接觸式檢測，避免對被檢測者產(chǎn)生額外的“缺陷”，檢測的可靠性得以有效的保證(2)頻譜響應(yīng)范圍大，所能檢測的對象十分廣泛，比如人眼觀測不到可見光之外的紅外、超聲波等波長的存在，總體來說比人眼的視覺范圍更加寬闊(3)人工檢測會挑剔環(huán)境而且會疲勞影響工作效率，機器視覺卻可以適應(yīng)各種環(huán)境且不知疲憊能長時間測量分析，能夠取代大量的人工勞動力(4)它還能節(jié)省大量的資源，降低成本，給產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，特別是大批量加工生產(chǎn)的企業(yè)。

缺陷檢測中最關(guān)鍵的是圖像配準(zhǔn)，目前主要的傳統(tǒng)方法是單純的基于特征匹配的方法，且其中的幾何變換是仿射變換。獲得標(biāo)準(zhǔn)圖和處理光照變化影響是通過多張標(biāo)準(zhǔn)無缺陷的圖求平均的方法。

現(xiàn)有的檢測方法的缺點在于：1)獲取標(biāo)準(zhǔn)圖庫的方法比較復(fù)雜，需要配準(zhǔn)再求平均，也占據(jù)了整體檢測的時間；2)配準(zhǔn)方法單一且復(fù)雜，比如金字塔搜索策略，時間比較久，且不能很好的考慮處理由于光照變化引起的亮度不一致的所有情況，除此以外仿射變換沒有考慮到實際拍攝中可能出現(xiàn)圖像畸變引入的三維空間狀態(tài)，校正圖像變形，從而誤檢測；3)基于特征匹配的方法必須要去除誤匹配，且有些去除誤匹配的算法效果不好，且針對不同亮度的圖像檢測結(jié)果不穩(wěn)定，同時去除誤匹配算法增加了總體的匹配時間；4)不能處理存在大角度偏轉(zhuǎn)的圖像，放置LCD時必須要將其角度調(diào)整到可控范圍之內(nèi)；5)全局自適應(yīng)閾值分割，會忽略掉某些與待測目標(biāo)背景極為相近的缺陷，出現(xiàn)漏檢。應(yīng)用范圍窄，不能適用于所有類型的LCD顯示缺陷檢測，且在其他行業(yè)沒有可拓展空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種簡單、有效、快速、高精度、應(yīng)用前景更廣闊的LCD缺陷檢測系統(tǒng)及方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于傅里葉梅林及特征匹配的LCD缺陷檢測系統(tǒng)，包括LCD顯示屏成像系統(tǒng)和LCD顯示屏檢測系統(tǒng)，所述LCD顯示屏成像系統(tǒng)包括CMOS相機、環(huán)形階梯狀LED光源、載物臺、LCD顯示屏及驅(qū)動顯示裝置，LCD顯示屏檢測系統(tǒng)包括圖像采集卡和計算機；

所述圖像采集卡與CMOS相機相連，控制CMOS相機采集LCD顯示屏圖像，所述LCD顯示屏驅(qū)動顯示裝置、圖像采集卡與計算機相連，所述計算機控制驅(qū)動顯示裝置工作，驅(qū)動顯示裝置驅(qū)動LCD顯示屏顯示，所述計算機控制圖像采集卡采集LCD顯示屏顯示出的圖像；

所述CMOS相機、環(huán)形階梯狀LED光源、LCD顯示屏垂直依次放置，且CMOS相機的光軸與LCD顯示屏表面法向一致。