TFT-LCD液晶顯示器表面缺陷檢測技術(shù)研究.pdf

1、薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，簡稱TFT-LCD)具有高分辨率、高亮度和無幾何變形等優(yōu)點，同時由于其體積小、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的制造過程極其復(fù)雜，需要近百道工序，因此在制造的過程中難免會出現(xiàn)缺陷。對于TFT-LCD的表面缺陷檢測，有利于缺陷的統(tǒng)計分析、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制造過程中常見的缺陷。在圖像獲取的過程中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)檢測的實時性是本文的另一個目標(biāo)。 本文通過機(jī)器視覺的方法對設(shè)計了一個缺陷檢測系統(tǒng)對TFT-LCD進(jìn)行缺陷檢測。針對亮度不均勻，本首先通過基于“平滑抽樣”的處理方法對圖像進(jìn)行區(qū)域劃分，從

3、而克服亮度不均勻的不利影響。針對圖像的非周期性，采用基于“投影谷點”的圖像分割方法并對區(qū)域進(jìn)行分類，克服了圖像內(nèi)部非周期性的影響，最后通過特征提取和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了對缺陷的檢測。 針對攝像頭的物理特性帶來的不利影響，本文首先通過縮小攝像頭與TFT-LCD面板之間的距離，減少攝像頭對面板的獲取范圍的方法，在實驗方法上大大減少亮度不均勻和非周期性的影響。 在檢測算法的設(shè)計上，針對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，即利用一個象素點來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的亮度值，利用這種方法不僅可以有效的通過設(shè)定閾值對圖像進(jìn)行分割，同時也有利于提高系統(tǒng)的效率。通過基于“平滑抽樣”的區(qū)域劃分后，獲得了內(nèi)部亮度均勻的各個小圖像，從而克服了圖像亮度不均勻帶來的不利影響。 針對圖像內(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”的圖像第二次分割算法，該算法通過對圖像進(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，最后根據(jù)圖像的內(nèi)部特點，利用各個投影谷點對圖像進(jìn)行分割，并對分割后的圖像進(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。通過對分割后的圖像區(qū)域分析，獲得了各個區(qū)域的特點，結(jié)合圖像特征提取的相關(guān)理論，本文通過提取區(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)過分割后各個小圖像亮度

6、不同給識別算法的閡值設(shè)置上帶來的困難，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，設(shè)計了基于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)對缺陷區(qū)域進(jìn)行有效的識別。最后通過對正常區(qū)域和缺陷的區(qū)域的比較，有效的對區(qū)域中的缺陷點進(jìn)行精確定位。 本文通過宏觀和微觀的分析方法，設(shè)計了一個基于機(jī)器視覺的檢測系統(tǒng)對TFT-LCD的表面缺陷進(jìn)行檢測。利用本文提出的基于“平滑抽樣”和“投影谷點”的圖像處