TFT-LCD液晶顯示器表面缺陷檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，簡(jiǎn)稱TFT-LCD)具有高分辨率、高亮度和無(wú)幾何變形等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于其體積小、重量輕和功耗低，因而被廣泛的應(yīng)用在顯示器領(lǐng)域。TFT-LCD的制造過(guò)程極其復(fù)雜，需要近百道工序，因此在制造的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)缺陷。對(duì)于TFT-LCD的表面缺陷檢測(cè)，有利于缺陷的統(tǒng)計(jì)分析、缺陷修補(bǔ)和淘汰不合格品。 Pinhole(針孔)，Scra

2、tch(抓痕)，Particle(微粒)等缺陷是目前TFT-LCD制造過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷。在圖像獲取的過(guò)程中TFT-LCD圖像出現(xiàn)表面亮度不均勻，圖像內(nèi)部非周期性是本文要解決的主要難題。同時(shí)由于攝像機(jī)的分辨率較高，使得圖像數(shù)據(jù)量非常大，因此，提高系統(tǒng)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性是本文的另一個(gè)目標(biāo)。 本文通過(guò)機(jī)器視覺(jué)的方法對(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)缺陷檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)TFT-LCD進(jìn)行缺陷檢測(cè)。針對(duì)亮度不均勻，本首先通過(guò)基于“平滑抽樣”的處理方法對(duì)圖像進(jìn)行區(qū)域劃分，從

3、而克服亮度不均勻的不利影響。針對(duì)圖像的非周期性，采用基于“投影谷點(diǎn)”的圖像分割方法并對(duì)區(qū)域進(jìn)行分類，克服了圖像內(nèi)部非周期性的影響，最后通過(guò)特征提取和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)缺陷的檢測(cè)。 針對(duì)攝像頭的物理特性帶來(lái)的不利影響，本文首先通過(guò)縮小攝像頭與TFT-LCD面板之間的距離，減少攝像頭對(duì)面板的獲取范圍的方法，在實(shí)驗(yàn)方法上大大減少亮度不均勻和非周期性的影響。 在檢測(cè)算法的設(shè)計(jì)上，針對(duì)圖像亮度不均勻的不利影響，本文從宏觀上分析，

4、提出基于“平滑抽樣”的圖像區(qū)域劃分算法，即利用一個(gè)象素點(diǎn)來(lái)代表圖像中的局部區(qū)域，并將該區(qū)域平均亮度作為該點(diǎn)的亮度值，利用這種方法不僅可以有效的通過(guò)設(shè)定閾值對(duì)圖像進(jìn)行分割，同時(shí)也有利于提高系統(tǒng)的效率。通過(guò)基于“平滑抽樣”的區(qū)域劃分后，獲得了內(nèi)部亮度均勻的各個(gè)小圖像，從而克服了圖像亮度不均勻帶來(lái)的不利影響。 針對(duì)圖像內(nèi)部存在非周期性的不利影響，本文從微觀上進(jìn)行分析，采用基于“投影谷點(diǎn)”的圖像第二次分割算法，該算法通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行“行”

5、和“列”的投影獲取圖像的投影曲線，再根據(jù)投影曲線獲得圖像的投影谷點(diǎn)，最后根據(jù)圖像的內(nèi)部特點(diǎn)，利用各個(gè)投影谷點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行分割，并對(duì)分割后的圖像進(jìn)行基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似性的分類，最終有效的克服了圖像內(nèi)部非周期性的不利影響。通過(guò)對(duì)分割后的圖像區(qū)域分析，獲得了各個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)，結(jié)合圖像特征提取的相關(guān)理論，本文通過(guò)提取區(qū)域的面積和紋理特征作為區(qū)域的特征向量，為進(jìn)行缺陷檢測(cè)提供依據(jù)。 為了克服不同圖像亮度不同以及同一幅圖像經(jīng)過(guò)分割后各個(gè)小圖像亮度

6、不同給識(shí)別算法的閡值設(shè)置上帶來(lái)的困難，本文利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于BP算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將歸一化后的特征向量送入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)對(duì)缺陷區(qū)域進(jìn)行有效的識(shí)別。最后通過(guò)對(duì)正常區(qū)域和缺陷的區(qū)域的比較，有效的對(duì)區(qū)域中的缺陷點(diǎn)進(jìn)行精確定位。 本文通過(guò)宏觀和微觀的分析方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)TFT-LCD的表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)。利用本文提出的基于“平滑抽樣”和“投影谷點(diǎn)”的圖像處