一種液晶屏幕缺陷視覺檢測方法及裝置製造方法

2023-07-03 19:47:41

一種液晶屏幕缺陷視覺檢測方法及裝置製造方法
【專利摘要】一種液晶屏幕缺陷視覺檢測方法及檢測裝置，根據待測樣品按鍵排布情況，調整矩陣電磁開關按鈕盤按鈕位置，使其與待測樣品按鍵排布相吻合；離線採集各按鈕模板圖像；利用與嵌入式處理器相連的CCD與鏡頭實時採集液晶屏幕圖像；捕捉一幀待測圖像並對該圖像進行彩色圖像灰度化、二值化、中值濾波及投影法定位4步預處理操作；利用滑動模板匹配法對預處理後的圖像與模板圖像進行模板匹配計算，得到缺陷視覺檢測結果並對無缺陷結果進行字符識別；本發明還提供了相應的系統裝置，本發明使用的方法速度高，精確度高，解決了液晶屏幕人工缺陷檢測效率低、成本高、一致性差的缺陷，同時還實現了檢測與識別一體化。
【專利說明】一種液晶屏幕缺陷視覺檢測方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發明屬於機器視覺圖像測量與自動控制【技術領域】，特別涉及一種液晶屏幕缺陷 視覺檢測方法及裝置。 技術背景
[0002] 近年來，隨著圖像處理與模式識別技術的飛速發展，工業生產的智能化與自動化 程度在逐步加深。雖然生產自動化領域已相當廣泛，但針對產品的缺陷檢測，目前現有的檢 測機只能對產品表面劃痕、斑點、凹坑等外觀特徵進行檢測。對於像萬用表這類帶有液晶顯 示屏的儀器，無法在識別其屏幕顯示信息的同時對其進行視覺缺陷檢測及標註，因此，該類 產品的出廠校驗仍然只能依靠人工檢測。這種檢測方法不僅使檢驗成本增高，更存在人為 主觀因素造成的錯檢、漏檢、檢驗精度低、標準化不一等問題。


【發明內容】

[0003] 為了克服上述液晶屏幕缺陷人工檢測的缺點，本發明的目的在於提供一種液晶屏 幕缺陷視覺檢測方法及裝置，實現對液晶屏幕顯示信息的自動識別與自動檢測，並對不良 位置進行定位標註。
[0004] 為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是：
[0005] -種液晶屏幕缺陷視覺檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟：
[0006] 根據待測樣品按鍵排布情況，調整矩陣電磁開關按鈕盤按鈕位置，使其與待測樣 品按鍵排布相吻合；
[0007] 離線採集各個按鈕所對應的模板圖像，並進行編號存儲；
[0008] 根據所述各種組合工作狀態，控制矩陣電磁開關按鈕盤按鈕按下待測樣品的相應 按鍵；
[0009] 實時採集待測樣品每個按鍵按下時所對應的液晶屏幕圖像，並分別選取一幀圖像 進行預處理；
[0010] 對預處理後的圖像與模板圖像進行模板匹配計算，得到缺陷視覺檢測結果，並對 無缺陷結果進行數字字母識別。
[0011] 所述的矩陣電磁開關按鈕盤的按鈕具有平面二自由度，以在按鈕盤表面進行符合 待測樣品按鍵排布的任意排列。
[0012] 所述矩陣電磁開關按鈕盤由矩陣繼電器控制其動作，且控制信號為矩陣形式，如 下式所示：

【權利要求】
1. 一種液晶屏幕缺陷視覺檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟： 根據待測樣品按鍵排布情況，調整矩陣電磁開關按鈕盤按鈕位置，使其與待測樣品按 鍵排布相吻合； 離線採集各個按鈕所對應的模板圖像，並進行編號存儲； 根據所述各種組合工作狀態，控制矩陣電磁開關按鈕盤按鈕按下待測樣品的相應按 鍵； 實時採集待測樣品每個按鍵按下時所對應的液晶屏幕圖像，並分別選取一幀圖像進行 預處理； 對預處理後的圖像與模板圖像進行模板匹配計算，得到缺陷視覺檢測結果，並對無缺 陷結果進行數字字母識別。
2. 根據權利要求1所述液晶屏幕缺陷視覺檢測方法，其特徵在於，所述的矩陣電磁開 關按鈕盤的按鈕具有平面二自由度，以在按鈕盤表面進行符合待測樣品按鍵排布的任意排 列。
3. 根據權利要求1所述液晶屏幕缺陷視覺檢測方法，其特徵在於，所述矩陣電磁開關 按鈕盤由矩陣繼電器控制其動作，且控制信號為矩陣形式，如下式所示： OOOOO 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 矩陣中每個元素對應按鈕盤相應行列的按鈕，其中，0表示該位置按鈕無動作，1表示 該位置按鈕動作以按下待測樣品的相應按鍵； 所述編號儲存的號碼按如下公式確定： num = (5 X R1) +C1 其中，R1為元素1所在行數，C1為元素1所在列數；且行與列均從0開始計算。
4. 根據權利要求1所述液晶屏幕缺陷視覺檢測方法，其特徵在於，所述的預處理包括 如下4個步驟： 首先，將彩色圖像轉換為灰度圖，轉換關係如下： Gray (x, y) = R (x, y) X 0. 299+G (x, y) X 0. 587+B (x, y) X 0. 114 其中Gray(x，y)表示得到的灰度圖像在位置（x，y)處的灰度值，R(x，y)，G(x，y)， B (x，y)分別表示彩色圖像的RGB通道在（x，y)處對應的值。 其次，將灰度圖進行Otsu法二值化，該二值化方法將原始灰度級為G，大小為MXN的圖 像I (X，y)中灰度值為i的像素點的個數記為Iii,則灰度值為i的像素所佔的比例為：
對於圖像I (x，y)，假設前景和背景的分割閾值為T，屬於目標區域的像素的個數在整 幅圖像中所佔的比例記為《〇,則：
圖像總的平均灰度記為y，則： u = CO 〇 U 〇+ CO J U J 前景和背景的類間方差記為〇 2,則： O2 = COciX(Ii0-Ii)Wco1(IirIi)2 遍歷G個灰度級，使得T為某個值的時候，目標和背景的類間方差最大，以此T值作為 自動分割閾值，進行圖像二值化； 再次，在得到二值圖像後進行中值濾波，用以去掉椒鹽噪聲，濾波模板大小為3X3 ; 最後，將濾波後的圖像再經水平投影與堅直投影去除多餘邊框，定位液晶屏幕顯示區 域，至此完成採集圖像的預處理。
5. 根據權利要求1所述液晶屏幕缺陷視覺檢測方法，其特徵在於，所述的滑動模板匹 配法是從待匹配圖像的左上角像素點開始，依次從左到右從上到下滑動模板圖像並保存滑 動位置的特徵信息，利用平方差匹配法計算相似度，找出最相似的區域並將其取出來；將最 相似區域和模板圖作差，對作差的結果進行高斯濾波和利用Canny算法進行邊緣提取；再 將處理過後的圖像附加到待匹配圖像上。
6. -種實現權利要求1所述檢測方法的裝置，其特徵在於，包括： 矩陣電磁開關（7)，由矩陣繼電器（71)和按鈕盤（72)組成，按鈕盤（72)上有矩陣形式 排布的按鈕； 用於採集待測樣品液晶屏幕圖像的相機採集裝置（2); 連接相機採集裝置（2)，外部帶有顯示面板（3)的嵌入式處理器（4)，嵌入式處理器（4) 內帶有用於執行所述預處理算法及滑動模板匹配法的檢測模塊； 同嵌入式處理器（4)的輸出埠相通信連接，並控制電機驅動器（6)的I/O接口（5)， 其中，電機驅動器（6)通過矩陣繼電器（71)控制各個按鈕。
7. 根據權利要求6所述裝置，其特徵在於，還包括： 放置待測樣品的平臺（1)，相機採集裝置（2)的鏡頭朝向平臺（1)的臺面； 由支架底座（81)、垂直支架（82)、水平支架（83)及固定夾（84)組成的支架，垂直支架 (82)安裝在支架底座（81)上，水平支架（83)活動連接於垂直支架（82)的上部，相機採集 裝置（2)通過固定夾（84)安裝在水平支架（83)上。
8. 根據權利要求7所述裝置，其特徵在於，所述的相機採集裝置（2)包括帶有正對平 臺（1)的圖像採集鏡頭（21)和線光源（22)，圖像採集鏡頭（21)與CCD(24)之間通過C接 口連接，而(XD(24)的通信接口通過USB2. O接口同嵌入式處理器（4)相通信連接。
9. 根據權利要求6所述裝置，其特徵在於，所述按鈕盤（72)上的按鈕具有兩個平面自 由度。
10. 根據權利要求6所述裝置，其特徵在於，所述按鈕盤（72)的按鈕排列為5X5按鈕 矩陣。
【文檔編號】G09G3/00GK104360501SQ201410546795
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】韓九強, 李倩茹, 王夏冰, 劉俊, 呂紅強 申請人:西安交通大學