[發(fā)明專利]一種基于區(qū)域生長算法的電池片EL黑斑缺陷檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710900575.2
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107727662B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉坤;閆皓煒;韓江銳;李愛梅;文熙;陳海永;崔海根;于矗卓;胡潔;樊雷雷;王玉
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué);天津英利新能源有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01N21/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于，該方法包括兩個步驟單元：

第一部分，得到可能的缺陷連通域

1-1、采集圖像：由近紅外相機對EL檢測太陽能電池片進行采集灰度圖像，計算機讀取；

1-2、二值化圖像：在步驟1-1的基礎(chǔ)上對采集到的圖像進行二值化，得到前景圖像的連通域；

1-3、開運算：在步驟1-2的基礎(chǔ)上，對得到的前景圖像的連通域進行開運算，先腐蝕再膨脹，排除噪聲干擾；

1-4、提取感興趣區(qū)域：在步驟1-3的基礎(chǔ)上，對開運算之后的連通域求其最小外界矩形，將此矩形看作要處理的區(qū)域，即感興趣區(qū)域；

1-5、灰度均值：在步驟1-4的基礎(chǔ)上，計算由步驟1-4獲得的感興趣區(qū)域的灰度均值mean；

1-6、區(qū)域分割：在步驟1-3的基礎(chǔ)上，對圖像進行基于區(qū)域生長的分割，得到可能的缺陷區(qū)域；

第二部分，排除誤檢的連通域

2-1、區(qū)域集合:在步驟1-6的基礎(chǔ)上，針對步驟1-6分割出可能的缺陷連通域，提取區(qū)域面積和區(qū)域空洞面積大小兩個特征，設(shè)定閾值，將不滿足條件的區(qū)域排除出去，得到區(qū)域集合Θ；

2-2、計算連通域的大小：在步驟2-1的基礎(chǔ)上，提取區(qū)域集合Θ中所有連通域的最小外接矩形的寬width和高height；

2-3、曲線檢測：在步驟2-1的基礎(chǔ)上，對Θ所對應(yīng)的圖像區(qū)域進行曲線檢測，獲得XLD輪廓區(qū)域，以此來排除表面不均勻的背景陰影區(qū)域；

2-4、邊緣計算：在步驟2-3的基礎(chǔ)上，對XLD輪廓區(qū)域進行邊緣檢測，得到曲線區(qū)域的邊緣；

2-5、黑斑缺陷邊緣獲取：在步驟2-1和步驟2-4的基礎(chǔ)上，將步驟2-1得到的區(qū)域同步驟2-4得到的曲線邊緣信息圖像取交點，從而獲得黑斑缺陷邊緣；

2-6、判斷缺陷區(qū)域：在步驟2-5的基礎(chǔ)上，計算黑斑區(qū)域的形狀特征，將該形狀特征同區(qū)域集合中的連通域外接矩形的寬和高通過數(shù)學(xué)公式來判斷是否是缺陷區(qū)，如果是，將該缺陷區(qū)域標記出來。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：所述方法檢測的黑斑可以是多種形狀，多種尺度，最小為占電池片面積3％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：所述方法適用的太陽能電池片大小為156mm*156mm，相機采集的圖像大小為1024*1024。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：在步驟1-3中，所述開運算方法的運用的模板為矩形，寬和高分別為2和40。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：在步驟1-6中，所述基于區(qū)域生長的分割的規(guī)則定義以及其閾值最大值設(shè)定為動態(tài)值，生長規(guī)則為，

其中g(shù)₁，g₂分別為相鄰像素的灰度值，MinT，MaxT分別為設(shè)定的最小閾值和最大閾值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：所述閾值最大值為感興趣區(qū)域灰度值的一半，參數(shù)設(shè)定為，MinT＝0，MaxT＝mean/2。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：在步驟2-1中，所述區(qū)域面積的最小設(shè)定值為400，所述空洞面積的最大值設(shè)定為50。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)域生長算法的多晶硅太陽能電池片EL圖像黑斑缺陷檢測方法，其特征在于：在所述步驟2-6中，在進行黑斑形狀特征計算之后，判斷公式的定義：

L≤(height+width)/2

其中，height和width的值為步驟2-2中提取的height和weight的值。