CN105301810A - 一种屏幕缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种屏幕缺陷检测方法及装置，令所述屏幕显示一测试图像；启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；对所述图像信号进行预处理；将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。可自动化、高效的对屏幕缺陷进行检测，且对图像信号进行预处理，提高屏幕检测的精确度。

Description

一种屏幕缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明涉及测试领域，特别是涉及一种屏幕缺陷检测方法及装置。

背景技术

随着科技与工业水平的突飞猛进，液晶屏类电子产品逐渐成为我们生活和生产中不可或缺的要素。现在对电子产品的液晶屏幕的品质要求日益提高，手机就是最为常见的LCD屏幕的应用。

但目前，在生产线上针对手机整机装配完成之后LCD屏幕的缺陷检测手段，多为人工肉眼观察，由于人工检测受监测主体的主观和其他客观方面的限制，其精度无法保，且检测无法给出统一的判断标准。此外，长期人眼测试容易产生视觉疲劳，出现漏检或错检的情况，随着液晶显示屏分辨率的不断提高，人眼检测已经不能满足现代化大规模生产LCD对质量的要求。所以需要加强对LCD屏幕的缺陷检测的自动化。

并且，目前针对手机整机LCD屏幕的缺陷检测，如明暗对比度差、亮/暗线、漏光、亮点/色点、暗点、黑/白点/异物点、线状缺陷等等实现自动化检测，需要解决LCD屏幕自身发光以及外部环境干扰导致图像质量不佳，而对缺陷的自动化检测造成了一定的困难的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种屏幕缺陷检测方法及装置，用于解决现有技术中不能智能、高效、且精确的测试电子设备的屏幕的显示的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种屏幕缺陷检测方法，用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，所述方法包括以下步骤：令所述屏幕显示一测试图像；启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；对所述图像信号进行预处理；将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。

于本发明的一具体实施例中，所述屏幕的缺陷检测包括对屏幕的明暗对比度检测，当对所述屏幕的明暗对比度进行检测时，所述预设检测方式为：通过加权平均得到所述图像信号的平均亮度，并将其与一标准亮度值进行比对，当两者差异大于一阈值时，所述屏幕的明暗对比度不合格；当两者差异小于所述阈值时，所述屏幕的明暗对比度合格。

于本发明的一具体实施例中，所述屏幕的缺陷检测还包括对屏幕的亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷中的一种或多种进行检测；其中，所述预设检测方式包括以下中的一种或多种：滤波、二值化、膨胀操作、腐蚀操作、边缘检测、寻找轮廓、以及绘制轮廓。

于本发明的一具体实施例中，所述图像信号预处理的方式包括以下中的一种或多种：感兴趣区域矩形提取、感兴趣区域几何校正、以及图像噪声滤波。

于本发明的一具体实施例中，还用以通过一人机交互界面，对所述电子设备的屏幕进行操作，且对所述屏幕的检测结果进行显示。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种屏幕缺陷检测装置，用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，包括：控制单元，与所述屏幕电连接，用以根据一输入指令，令所述屏幕显示一测试图像，且用以控制一摄像头拍摄所述测试图像，并接收所述摄像头根据对所述测试图像的拍摄而传送的图像信号；摄像头，与所述控制单元电连接，用以根据所述控制单元的控制指令，拍摄所述屏幕的测试图像，且生成一图像信号，并将所述图像信号传送给所述控制单元；其中，所述控制单元还用以对所述图像信号进行预处理，并将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。

于本发明的一具体实施例中，所述屏幕的缺陷检测包括对屏幕的明暗对比度检测，当对所述屏幕的明暗对比度进行检测时，所述预设检测方式为：通过加权平均得到所述图像信号的平均亮度，并将其与一标准亮度值进行比对，当两者差异大于一阈值时，所述屏幕的明暗对比度不合格；当两者差异小于所述阈值时，所述屏幕的明暗对比度合格。

于本发明的一具体实施例中，所述屏幕的缺陷检测还包括对屏幕的亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷中的一种或多种进行检测；其中，所述预设检测方式包括以下中的一种或多种：滤波、二值化、膨胀操作、腐蚀操作、边缘检测、寻找轮廓、以及绘制轮廓。

于本发明的一具体实施例中，所述图像信号预处理的方式包括以下中的一种或多种：感兴趣区域矩形提取、感兴趣区域几何校正、以及图像噪声滤波。

于本发明的一具体实施例中，还包括一人机交互界面，用以根据对所述人机交互界面的操作以对所述电子设备的屏幕进行相应的控制，且用以对所述控制单元对所述屏幕的检测结果进行显示。

如上所述，本发明的屏幕缺陷检测方法及装置，令所述屏幕显示一测试图像；启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；对所述图像信号进行预处理；将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。可自动化、高效的对屏幕缺陷进行检测，且对图像信号进行预处理，提高屏幕检测的精确度。

附图说明

图1显示为本发明的屏幕缺陷检测方法在一具体实施例中的流程示意图。

图2显示为本发明的屏幕缺陷检测装置在一具体实施例中的模块示意图。

元件标号说明

1屏幕缺陷检测装置

11控制单元

12摄像头

S11～S14步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

现有的LCD检测技术多使用对环境改善和控制来达到检测的基础条件，之后使用直方图统计、比对方法，或是模板匹配来进行缺陷检测。这些检测往往对检测环境要求较高，需要搭建固定的检测平台，在实际使用过程中可能会造成检测效率的降低，适用于生产线的可能性较小。本发明提供一种屏幕缺陷检测方法，用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，所述方法包括以下步骤：令所述屏幕显示一测试图像；启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；对所述图像信号进行预处理；将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。

具体，请参阅图1，显示为本发明的屏幕缺陷检测装置在一具体实施例中的模块示意图。所述屏幕缺陷检测装置1，用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，所述电子设备例如为智能手机、平板电脑、或PC等具有显示屏幕的电子设备。

所述屏幕缺陷检测装置1与所述电子设备电连接，包括控制单元11、以及与所述控制单元电连接的摄像头12。

所述控制单元11用以根据一输入指令，令所述屏幕显示一测试图像，且用以控制所述摄像头12拍摄所述测试图像，并接收所述摄像头12根据对所述测试图像的拍摄而传送的图像信号；在一优选实施例中，所述控制单元11通过USB与所述电子设备电连接，且通过所述USB接口控制所述电子设备的屏幕显示测试图像。

其中，所述控制单元11还用以对所述图像信号进行预处理，并将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。通过预处理可以去除或减少检测的外部环境的影响，以及LCD屏幕图像亮度不均和存在细小网格状噪声的现象。

所述预处理包括：ROI(感兴趣区域)矩形提取、ROI几何校正、图像噪声滤波。

其中，ROI矩形提取：

主要为图像信号的后续处理作准备，对图像信号处理时不需要保证图像信号除轮廓外的其他细节，只要将轮廓保留。步骤如下：

1.对图像信号进行高斯滤波去除照片中屏幕的一些细节干扰；

2.将图像信号变成灰度图；

3.将图像信号二值化，让图像信号的轮廓更加清楚，方便继续处理；

4.考虑到照片中手机的屏幕矩形信息最清楚，所以对二值后的图像信号进行矩形提取；

5.把四个点的坐标提取出来，以供后面的图像信号矫正。

图像噪声滤波，包括：

1.周期噪声去除：主要针对处理的是频域有周期性的噪声，可以去除噪声而且很好的保留比较微小的特征。考虑图像由于光线干涉的问题可能出现周期噪声，但是用空域模糊处理会把屏幕缺陷也去掉，所以采用周期噪声滤波。

对图像信号进行二维傅里叶变换，变换到频域，对频域有周期的噪声进行滤波核的乘积，滤去周期噪声，然后进行傅里叶逆变换，得到处理后的图像信号。利用opencv(OpenSourceComputerVisionLibrary，基于开源发行的跨平台计算机视觉库)主要用mat对矩阵元素的定位地址，获得每个点的灰度值，用cvDFT(离散傅里叶变换)函数对图像信号进行二维傅里叶变换，找到周期噪声，利用与滤波核相乘进行周期性噪声的滤除，进行IDFT(InverseDiscreteFourierTransform，离散傅里叶逆变换)，得到处理后的图像信号，这种方法的难点在于如何找到周期噪声，与周期噪声的去除，一般主要用高斯高通滤波的方法。

2.同态滤波，主要针对光照不均匀引起的图像降质，以及采集系统或其他因素影响所导致的图像信噪比低这两种灰度不均匀图像来进行矫正。摄像头对LCD屏幕采集的图片由于拍摄环境无法控制，导致图片亮度不均匀。同态滤波的步骤主要为：log对数运算；进行DFT傅里叶变换；利用高通滤波器滤除低频成分；IDFT傅里叶逆变换回到时域；进行指数运算恢复到处理后的图像信号。

用opencv实现同态滤波，主要用mat对矩阵元素定位地址，获得每个点的灰度值，然后对灰度进行取对数操作，用cvDFT函数对图像进行二维傅里叶变换，通过创建滤波核对频域进行乘积进行处理。进行傅里叶逆变换，然后对灰度值进行指数运算得到处理后的图片。应注意图像中尽量避免出现0灰度值的点。

ROI几何透视矫正：

由上一步得到的角点信息从图像信号中提取所需矩形部分并做几何矫正，以去除LCD屏幕范围之外的不必要的干扰，为后面的处理提供支持，其具体实现为：

1.借助opencv库的imgproc模块，将屏幕的四个角点存在src_vertices变量中；

2.取屏幕的横向和纵向上的距离存在width和high中，以此确定dst_vertices变量；

3.通过warpMatrix和warpPerspective得到矫正后的图像信号。

于本发明的一具体实施例中，所述屏幕的缺陷包括以下中的一种或多种：屏幕的明暗对比度、亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷。

于本发明的一具体实施例中，当对所述屏幕的明暗对比度进行检测时，所述预设检测方式为：通过加权平均得到所述图像信号的平均亮度，并将其与一标准亮度值进行比对，当两者差异大于一阈值时，所述屏幕的明暗对比度不合格；当两者差异小于所述阈值时，所述屏幕的明暗对比度合格。。

于本发明的一具体实施例中，所述预设检测方式还包括以下中的一种或多种：滤波、二值化、膨胀操作、腐蚀操作、边缘检测、寻找轮廓、绘制轮廓。以对屏幕的亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷进行检测。

于本发明的一具体实施例中，屏幕缺陷检测装置1还包括一人机交互界面，用以根据对所述人机交互界面的操作以对所述电子设备的屏幕进行相应的控制，且用以显示所述控制单元对所述屏幕的检测的结果。

请参阅图2，显示为本发明的屏幕缺陷检测方法在一具体实施例中的流程示意图。用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，所述电子设备例如为智能手机、平板电脑、或PC等具有显示屏幕的电子设备，所述方法包括以下步骤：

S11：令所述屏幕显示一测试图像；

S12：启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；

S13：对所述图像信号进行预处理；

S14：将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。通过预处理可以去除或减少检测的外部环境的影响，以及LCD屏幕图像亮度不均和存在细小网格状噪声的现象。

所述预处理包括：ROI(感兴趣区域)矩形提取、ROI几何校正、图像噪声滤波。

其中，ROI矩形提取：

主要为图像信号的后续处理作准备，对图像信号处理时不需要保证图像信号除轮廓外的其他细节，只要将轮廓保留。步骤如下：

1.对图像信号进行高斯滤波去除照片中屏幕的一些细节干扰；

2.将图像信号变成灰度图；

3.将图像信号二值化，让图像信号的轮廓更加清楚，方便继续处理；

4.考虑到照片中手机的屏幕矩形信息最清楚，所以对二值后的图像信号进行矩形提取；

5.把四个点的坐标提取出来，以供后面的图像信号矫正。

图像噪声滤波，包括：

1.周期噪声去除：主要针对处理的是频域有周期性的噪声，可以去除噪声而且很好的保留比较微小的特征。考虑图像由于光线干涉的问题可能出现周期噪声，但是用空域模糊处理会把屏幕缺陷也去掉，所以采用周期噪声滤波。

对图像信号进行二维傅里叶变换，变换到频域，对频域有周期的噪声进行滤波核的乘积，滤去周期噪声，然后进行傅里叶逆变换，得到处理后的图像信号。利用opencv(OpenSourceComputerVisionLibrary，基于开源发行的跨平台计算机视觉库)主要用mat对矩阵元素的定位地址，获得每个点的灰度值，用cvDFT(离散傅里叶变换)函数对图像信号进行二维傅里叶变换，找到周期噪声，利用与滤波核相乘进行周期性噪声的滤除，进行IDFT(InverseDiscreteFourierTransform，离散傅里叶逆变换)，得到处理后的图像信号，这种方法的难点在于如何找到周期噪声，与周期噪声的去除，一般主要用高斯高通滤波的方法。

2.同态滤波，主要针对光照不均匀引起的图像降质，以及采集系统或其他因素影响所导致的图像信噪比低这两种灰度不均匀图像来进行矫正。摄像头对LCD屏幕采集的图片由于拍摄环境无法控制，导致图片亮度不均匀。同态滤波的步骤主要为：log对数运算；进行DFT傅里叶变换；利用高通滤波器滤除低频成分；IDFT傅里叶逆变换回到时域；进行指数运算恢复到处理后的图像信号。

用opencv实现同态滤波，主要用mat对矩阵元素定位地址，获得每个点的灰度值，然后对灰度进行取对数操作，用cvDFT函数对图像进行二维傅里叶变换，通过创建滤波核对频域进行乘积进行处理。进行傅里叶逆变换，然后对灰度值进行指数运算得到处理后的图片。应注意图像中尽量避免出现0灰度值的点。

ROI几何透视矫正：

由上一步得到的角点信息从图像信号中提取所需矩形部分并做几何矫正，以去除LCD屏幕范围之外的不必要的干扰，为后面的处理提供支持，其具体实现为：

1.借助opencv库的imgproc模块，将屏幕的四个角点存在src_vertices变量中；

2.取屏幕的横向和纵向上的距离存在width和high中，以此确定dst_vertices变量；

3.通过warpMatrix和warpPerspective得到矫正后的图像信号。

于本发明的一具体实施例中，所述屏幕的缺陷包括以下中的一种或多种：屏幕的明暗对比度、亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷。

于本发明的一具体实施例中，当对所述屏幕的明暗对比度进行检测时，所述预设检测方式为：通过加权平均得到所述图像信号的平均亮度，并将其与一标准亮度值进行比对，当两者差异大于一阈值时，所述屏幕的明暗对比度不合格；当两者差异小于所述阈值时，所述屏幕的明暗对比度合格。

于本发明的一具体实施例中，所述预设检测方式还包括以下中的一种或多种：滤波、二值化、膨胀操作、腐蚀操作、边缘检测、寻找轮廓、绘制轮廓。以对屏幕的亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷进行检测。

进一步的，本发明还用以通过一人机交互界面，对所述电子设备的屏幕进行操作，且对所述屏幕的检测结果进行显示。

综上所述，本发明的屏幕缺陷检测方法及装置，令所述屏幕显示一测试图像；启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；对所述图像信号进行预处理；将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。可自动化、高效的对屏幕缺陷进行检测，且对图像信号进行预处理，提高屏幕检测的精确度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种屏幕缺陷检测方法，其特征在于，用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，所述方法包括以下步骤：

令所述屏幕显示一测试图像；

启动一摄像头，用以拍摄所述测试图像，生成一图像信号；

对所述图像信号进行预处理；

将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。

2.根据权利要求1所述的屏幕缺陷检测方法，其特征在于：所述屏幕的缺陷检测包括对屏幕的明暗对比度检测，当对所述屏幕的明暗对比度进行检测时，所述预设检测方式为：通过加权平均得到所述图像信号的平均亮度，并将其与一标准亮度值进行比对，当两者差异大于一阈值时，所述屏幕的明暗对比度不合格；当两者差异小于所述阈值时，所述屏幕的明暗对比度合格。

3.根据权利要求1所述的屏幕缺陷检测方法，其特征在于：所述屏幕的缺陷检测包括对屏幕的亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷中的一种或多种进行检测；其中，所述预设检测方式包括以下中的一种或多种：滤波、二值化、膨胀操作、腐蚀操作、边缘检测、寻找轮廓、以及绘制轮廓。

4.根据权利要求1所述的屏幕缺陷检测方法，其特征在于：所述对图像信号进行预处理的方式包括以下中的一种或多种：感兴趣区域矩形提取、感兴趣区域几何校正、以及图像噪声滤波。

5.根据权利要求1所述的屏幕缺陷检测方法，其特征在于：还用以通过一人机交互界面，对所述电子设备的屏幕进行操作，且对所述屏幕的检测结果进行显示。

6.一种屏幕缺陷检测装置，其特征在于，用以对电子设备的屏幕的缺陷进行检测，包括：

控制单元，与所述屏幕电连接，用以根据一输入指令，令所述屏幕显示一测试图像，且用以控制一摄像头拍摄所述测试图像，并接收所述摄像头根据对所述测试图像的拍摄而传送的图像信号；

摄像头，与所述控制单元电连接，用以根据所述控制单元的控制指令，拍摄所述屏幕的测试图像，且生成一图像信号，并将所述图像信号传送给所述控制单元；

其中，所述控制单元还用以对所述图像信号进行预处理，并将预处理后的所述图像信号根据一预设检测方式进行检测，以检测所述屏幕的缺陷状况。

7.根据权利要求6所述的屏幕缺陷检测装置，其特征在于：所述屏幕的缺陷检测包括对屏幕的明暗对比度检测，当对所述屏幕的明暗对比度进行检测时，所述预设检测方式为：通过加权平均得到所述图像信号的平均亮度，并将其与一标准亮度值进行比对，当两者差异大于一阈值时，所述屏幕的明暗对比度不合格；当两者差异小于所述阈值时，所述屏幕的明暗对比度合格。

8.根据权利要求6所述的屏幕缺陷检测装置，其特征在于：所述屏幕的缺陷检测还包括对屏幕的亮线、暗线、漏光、亮点、色点、暗点、黑点、白点、异物点、以及线状缺陷中的一种或多种进行检测；其中，所述预设检测方式包括以下中的一种或多种：滤波、二值化、膨胀操作、腐蚀操作、边缘检测、寻找轮廓、以及绘制轮廓。

9.根据权利要求6所述的屏幕缺陷检测装置，其特征在于：所述图像信号预处理的方式包括以下中的一种或多种：感兴趣区域矩形提取、感兴趣区域几何校正、以及图像噪声滤波。

10.根据权利要求6所述的屏幕缺陷检测装置，其特征在于：还包括一人机交互界面，用以根据对所述人机交互界面的操作以对所述电子设备的屏幕进行相应的控制，且用以显示所述控制单元对所述屏幕的检测结果。