CN105842885B - 一种液晶屏缺陷分层定位方法及装置 - Google Patents
一种液晶屏缺陷分层定位方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种液晶屏缺陷分层定位方法及装置，通过控制多台相机成像，且相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；以待测液晶屏平面为基准面，标定各相机图像坐标系之间的映射关系T；根据映射关系T，将各相机对应的缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系；根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断缺陷点是否在基准面，辨识内外层缺陷。另外，通过相机图像坐标与物空间坐标的映射关系G，精确计算缺陷点深度坐标，确定缺陷层。通过多台相机构成视觉系统，将平面成像缺陷检测提升为立体成像，不仅能够判断缺陷点的有无和平面位置，而且获取其深度信息，进而完成缺陷点的内外分层定位、分级，帮助剔除干扰，指导工艺改善保证液晶屏质量。
Description
技术领域
本发明涉及液晶屏缺陷检测技术领域，特别是涉及一种液晶屏缺陷分层定位方法及装置。
背景技术
液晶屏是以液晶材料为基本组件，通过改变电压来改变液晶材料内部分子排列从而产生遮光和透光效果，进行图像显示的设备。随着人们对液晶屏需求的提高，液晶屏已形成规模巨大的产业。
如图1所示，为一种目前常用的液晶屏结构示意图，所述液晶屏从外至内依次包括TP玻璃01、上偏光片02、彩色滤光片03、液晶层04、TFT基板05、下偏光片06以及背光源07。其中，所述背光源07作为发光源提供光线；所述背光源07发出的光线经下偏光片06偏光产生偏振光；所述TFT基板05控制信号电压，并将所述信号电压施加到液晶层04进而控制液晶分子的偏转角度；所述彩色滤光片03将经液晶分子偏转的光线滤光、混合调节成各种颜色和亮度的光线；所述上偏光片02与所述下偏光片06配合让光线单方向通过，并最终通过所述TP玻璃01显示输出。由于所述液晶屏结构的复杂性和特殊性，缺陷可能位于液晶屏内部不同的片层或外表面，这种缺陷片层位置信息对于区分真实缺陷和干扰、区分缺陷类型有重要价值，对液晶屏生产和品质管控有重要意义。
目前，对液晶屏缺陷检测一般采用光学检测方法，如图2所示为一种目前常用的液晶屏缺陷检测原理示意图。在所述TP玻璃01上方设置相机08，所述相机08摄取液晶屏的图像，通过对图像的分析，判断所述液晶屏是否存在缺陷。具体地，在实际使用过程中，如果所述TP玻璃01的上表面存在缺陷U，所述相机08可以拍摄到所述缺陷U的相机图像PL，技术人员可以较方便的通过相机图像判断出所述液晶屏是否存在缺陷，保证液晶屏的生产质量。
然而，上述液晶屏缺陷检测方法，仅能粗略判断是否存在缺陷，在实际生产过程中，缺陷往往存在相隔几十到几百微米的透明物体的两个表面上，例如在图2中，液晶屏可能存在缺陷U和缺陷B，所述缺陷U在TP玻璃01的上表面，所述缺陷B在TP玻璃01的下表面，所述缺陷U和所述缺陷B均成像于相机图像PL处，技术人员很难通过相机图像进行区分。
发明内容
本发明实施例中提供了一种液晶屏缺陷分层定位方法及装置，以解决现有技术中的液晶屏缺陷检测无法快速区分液晶屏内部缺陷和外表面干扰，无法定位缺陷层级问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明实施例公开了一种液晶屏缺陷分层定位方法，该方法包括以下步骤：
控制多台相机成像，且所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；
以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；
所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；
根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成缺陷内外分层辨识。
优选地，控制2台相机成像，且所述2台相机的视场重叠区域覆盖待测液晶屏。
优选地，所述根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，包括：
判断对应缺陷点的图像坐标偏差是否大于预设的误差阈值；
如果所述图像坐标偏差大于所述误差阈值，则判断所述缺陷点不在基准面上；或者，
如果所述图像坐标偏差小于所述误差阈值，则判断所述缺陷点在基准面上。
优选地，该方法还包括以下步骤：
对多台相机进行标定，确定物空间坐标系与图像坐标系的映射关系G；
根据所有相机对应的缺陷点图像坐标以及所述映射关系G，计算确定缺陷点的物空间坐标，并通过所述物空间坐标中的深度方向坐标，定位缺陷层。
优选地，根据所述缺陷点的物空间坐标，将所述缺陷点定位至多个层级，所述层级用于提示缺陷类型以及相对应的工艺缺陷。
本发明实施例还公开了一种液晶屏缺陷分层定位装置，该装置包括：
相机成像控制模块，用于控制多台相机成像，使所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；
图像映射关系标定模块，用于以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；
缺陷点图像坐标映射变换模块，用于所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；
内外缺陷辨识模块，用于根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成缺陷内外分层辨识。
优选地，所述相机成像控制模块相机调整模块用于调整控制所述2台所述相机成像，使所述2台相机的视场重叠区域覆盖待测液晶屏。
优选地，述内外缺陷辨识模块还包括判断模块，所述判断模块用于判断对应缺陷点的图像坐标偏差是否大于预设的误差阈值；如果所述图像坐标偏差大于所述误差阈值，则判断所述缺陷点不在基准面上；或者，如果所述图像坐标偏差小于所述误差阈值，则判断所述缺陷点在基准面上。
优选地，所述液晶屏缺陷分层定位装置还包括物空间映射关系标定模块和缺陷层定位模块，其中：
所述物空间映射关系标定模块，用于对多台相机进行标定，确定物空间坐标系与图像坐标系的映射关系G；
所述缺陷层定位模块，用于根据所有相机对应的缺陷点图像坐标以及所述映射关系G，计算确定缺陷点的物空间坐标，并通过所述物空间坐标中的深度方向坐标，定位缺陷层。
优选地，所述液晶屏缺陷分层定位装置还包括缺陷点分级模块，用于根据所述缺陷点的物空间坐标，将所述缺陷点定位至多个层级，所述层级用于提示缺陷类型以及相对应的工艺缺陷。
由以上技术方案可见，本发明实施例提供的液晶屏缺陷分层定位方法及装置，通过控制多台相机成像，且所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；然后，所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成待测液晶屏内外层缺陷辨识。另外，对上述双相机或多相机系统图像坐标与物空间三维坐标的关系进行标定，确定相机图像坐标与物空间的映射关系G。根据缺陷点的图像坐标和G计算缺陷点的深度坐标，确定缺陷发生的层。在上述过程中，本发明通过多台相机构成双目或多目视觉系统，将原有的平面成像进行缺陷检测提升为立体成像，不仅能够判断缺陷点有无和平面位置，而且能够有效获取其深度信息，进而完成缺陷点的分层定位，能够快速区分液晶内部缺陷和外表面干扰，同时根据缺陷点深度位置对所述缺陷点分级，进一步帮助技术人员对液晶屏缺陷进行处理、分析缺陷原因以及改进生产工艺，有利于提高液晶屏质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种目前常用的液晶屏结构示意图；
图2为一种目前常用的液晶屏缺陷检测原理示意图；
图3为本发明实施例提供的一种液晶屏缺陷分层定位方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种液晶屏缺陷分层定位方法的原理图；
图5为本发明实施例提供的一种缺陷点图像映射关系示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种液晶屏缺陷分层定位方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种液晶屏缺陷分层定位装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种液晶屏缺陷分层定位装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
液晶屏是广泛使用的显示设备，已形成规模巨大的产业。在液晶屏制造生产过程中，液晶屏质量缺陷光学自动检测设备是监控液晶屏生产质量的关键。由于液晶结构的复杂性和特殊性，缺陷可能发生在不同的层。传统平面成像的自动光学检测设备无法区分在液晶屏不同层中的缺陷。而确认缺陷具体位于哪一层，或至少将液晶屏外表面和内部的缺陷，或不同层的缺陷区分开来，对于液晶制造商进行品质的判定和管控，有重要价值。技术人员可以根据缺陷的定位位置，判断缺陷的严重程度和可修复性，快速剔除干扰，更准确地定位缺陷类型，提高品质管控的精准度，降低损失；而且，通过缺陷定位能够提高缺陷复检确认和修复的效率，并结合工艺分析缺陷产生的环节，为工艺改进提供依据。
图3为本发明实施例提供的一种液晶屏缺陷分层定位方法的流程示意图，所述缺陷定位方法包括以下步骤：
步骤S101：控制多台相机成像，且所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏。
所述相机可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)相机或者CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)相机。为了保证所述相机均能够拍摄液晶屏图像，调整所述相机的视场，使所述视场的重叠区域覆盖待测液晶屏。同时技术人员还可以对所述相机的曝光时间、光圈大小等相机参数进行设置，保证所述相机能够获得清晰完整的待测液晶屏图像。在具体实施时，可以包括多台相机，例如由2台相机构成双目成像系统，2台所述相机的排布可以参看图4，为本发明实施例提供的一种液晶屏缺陷分层定位方法的原理图，所述相机均设置于待测液晶屏的上方，相机的光轴相互平行、且垂直于待测液晶屏的平面；当然，在具体实施时，所述相机的光轴也可以不平行，只需保证所述相机的均能拍摄完整的待测液晶屏图像即可。
为了获取更多缺陷点信息以进行精确定位，本发明实施例可以设置任意多台相机，例如使用3台或者4台相机等构成多目成像系统，设定多台所述相机的参数和视场，使得多台相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏，保证所述多目成像系统中的相机均能摄取完整的待测液晶屏图像。另外，本发明实施例对相机的拍摄角度以及设置位置等不做限制，相机的镜头同样可以选择使用移轴镜头。
步骤S102：以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T。
在实际应用中，所述基准面可以选择为待测液晶屏的任意一个平面，例如可以选择TP玻璃的上表面作为所述基准面，或者选择TP玻璃的下表面作为所述基准面。
确定所述基准面后，对上述双目成像系统或多目成像系统中的所有相机间的成像关系进行标定，所述成像关系可以理解为在基准面上的任意一点A，在相机L的相机图像IA中成像于PL处，所述PL在相机L的图像坐标系中的坐标为(uL,vL)，在相机R的相机图像IB中成像于PR处，所述PR在相机R的图像坐标系中的坐标为(uR，vR)，确定(uL，vL)与(uR，vR)之间的映射关系T。
其中，所述图像坐标系为本领域技术人员常用的建立图像坐标系的方式，例如对于相机L以相机图像IA的中心作为原点，以相互垂直的两边作为坐标轴等；所述图像坐标可以为以像素为单位的坐标系或者物理长度为单位的坐标系等。
所述映射关系T可以为一多维矩阵，通过所述基准面上多个点在所述相机图像IA和所述相机图像IB上的图像坐标，联立方程计算确定所述多维矩阵，具体地，考虑最理想的情况，所述多维矩阵可以为2×2矩阵；为了保证计算的精确性，考虑到镜头畸变等因素，同样可以将所述多维矩阵扩展到任意维矩阵例如4×4矩阵等。当然，所述映射关系T也可以为其他数学表达形式例如函数表达式等，只要能够描述(uL，vL)与(uR，vR)之间的数学转换关系即可；同样，对于多台相机，例如3台相机，同样可以确定第三台相机M的图像坐标系中的任意一点到所述相机L或所述相机R的映射关系，例如确定相机L与相机M之间的映射关系，相机R与相机M之间的映射关系等，具体的图像坐标系的建立过程以及映射关系的确定过程如上述过程所述，在此不再赘述。
需要说明的是，在所述双目成像系统或多目成像系统中，标定完成后相机的位置一般保持不变，且相机与所述液晶屏的相对位置也保持不变，以保证缺陷检测的精确性，防止重复标定。
步骤S103：所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中。
所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，具体地，在本发明实施例中，相机L和相机R分别拍摄待测液晶屏的缺陷点图像并获得相机图像IA和相机图像IB，所述缺陷点的确定方法为本领域技术人员的常规方法，在此不再赘述，例如可以通过缺陷点图像进行灰度分析和边缘分析等，确定缺陷点；获取所述缺陷点图像之后，确定缺陷点在相机L对应的图像坐标系中的图像坐标，以及缺陷点在相机R对应的图像坐标系中的图像坐标，所述图像坐标可以为所述缺陷点图像中心对应的图像坐标；将相机L对应的缺陷点图像坐标，利用上述步骤S102确定的映射关系T，映射到相机R对应的图像坐标系中，如图5所示，为本发明实施例提供的一种缺陷点图像映射关系示意图，考虑以下实测场景，在液晶屏上存在三个缺陷点，即三角形缺陷点、方形缺陷点和圆形缺陷点，所述三角形缺陷点位于TP玻璃的下表面，方形缺陷点和圆形缺陷点位于TP玻璃的上表面，所述映射关系T以TP玻璃的上表面为基准面建立；需要说明的是，所述三角形缺陷点、所述方形缺陷点以及所述圆形缺陷点仅是示例性说明液晶屏上存在3个可以区分的缺陷点，并不代表液晶屏缺陷点的形状属性等。相机L对液晶屏进行拍摄，获取上述3个缺陷点的图像IA，并确定在相机L对应的图像坐标系中的3个缺陷点的图像坐标；相机R同样对液晶屏进行拍摄，获取上述3个缺陷点的图像IB，并确定在相机R对应的图像坐标系中的3个缺陷点的图像坐标；根据映射关系T，通过数学计算，将图像IA中的3个缺陷点映射到图像IB对应的图像坐标系中，其中虚线所示的缺陷点为图像IA中的缺陷点映射到图像IB后的结果，即虚线三角形缺陷点为三角形缺陷点从图像IA映射到图像IB后的结果，虚线方形缺陷点为方形缺陷点从图像IA映射到图像IB后的结果，虚线圆形缺陷点为圆形缺陷点从图像IA映射到图像IB后的结果。同样，对于多目成像系统，例如所述多目成像系统包括3台相机，第三台相机拍摄得到缺陷点的图像IM，可以将图像IM中的缺陷点图像通过上述方式映射到所述相机R对应的图像坐标系中。需要说明的是，在实际检测过程中，所述缺陷点可能为任意多个，而且可以将所述缺陷点图像坐标映射到任意一台相机对应的图像坐标系中，例如相机L对应的图像坐标系，或者将所述缺陷点图像坐标也可以映射到一个独立建立的全局图像坐标系中。
另外，需要说明的是，由于缺陷点的体积很小因此在图像坐标系中可以作为一个缺陷点，从而确定所述缺陷点的图像坐标；当然，在实际测试中，所述缺陷的体积很大不能作为缺陷点时，可以将所述缺陷的中心对应的图像坐标作为所述缺陷的图像坐标。
步骤S104：根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成缺陷内外分层辨识。
通过步骤S103将所有相机对应的缺陷点图像坐标均映射到一台相机对应的图像坐标系之后，根据映射后的缺陷点图像坐标，计算对应缺陷点的图像坐标偏差判断所述缺陷点是否在基准面上，在具体实施时，包括以下步骤：
判断对应缺陷点的图像坐标偏差是否大于预设的误差阈值。
所述对应缺陷点可以理解为，在图5中，3个缺陷点从图像IA映射到图像IB后，在图像IB中虚线三角形缺陷点与三角形缺陷点相对应，虚线方形缺陷点与方形缺陷点相对应，虚线圆形缺陷点与圆形缺陷点相对应。以虚线三角形缺陷点以及三角形缺陷点为例，所述三角形缺陷点在图像IA和图像IB中的图像坐标分别为(uL1，vL1)和(uR1，vR1)；根据映射关系T，图像IA中的三角形缺陷点映射到图像IB中，得到虚线三角形缺陷点，所述虚线三角形缺陷点在IB对应的图像坐标中的坐标为(uRL1，vRL1)，进而判断图像坐标(uR1，vR1)与(uRL1，vRL1)之间的坐标偏差是否大于预设的误差阈值。在本发明实施例中，所述图像坐标偏差的具体计算方式不做限制，例如可以为各个坐标轴方向的偏差例如uR1-uRL1,vR1-vRL1等，或者距离差等；而且，所述误差阈值的具体数值也不做限制，本领域技术人员可以设定所述误差阈值为绝对误差或者相对误差等。
由于成像精度以及标定计算的准确度的问题，同一缺陷点在不同相机进行成像，通过数学计算将缺陷点图像坐标均映射到一个图像坐标系后，总会出现一些误差，不会发生完全重合，通过判断所述图像坐标偏差的大小，判断所述缺陷点是否在基准面上。具体地，如果所述图像坐标偏差大于所述误差阈值，则判断所述缺陷点不在基准面上。在图5中，虚线三角形缺陷点与三角形缺陷点之间的图像坐标偏差大于所述误差阈值，即所述三角形缺陷点在图像IA中图像坐标和所述三角形缺陷点在图像IB中的图像坐标不满足映射关系T，判定所述三角形缺陷点不在基准面上。如果所述图像坐标偏差小于所述误差阈值，则判断所述缺陷点在基准面上，在本发明实施例中所述基准面选择为TP玻璃上表面，进而确定所述三角形缺陷点不在TP玻璃的上表面上。同样参见图5，图中的方形缺陷点和圆形缺陷点对应的图像坐标偏差均在误差阈值之内，从而判定所述方形缺陷点以及所述圆形缺陷点均在基准面上，即在TP玻璃的上表面。
通过上述步骤描述的方法，在完成系统标定的情况下，对于同一平面上的缺陷点，其在两相机图像中的对应映射关系是确定的。而当两个缺陷点不位于同一平面时，则不满足该映射关系，基于此可以判断两个缺陷是否位于同一层。在具体实施时，同样可以以待测液晶屏的任意其他平面作为基准面，对双目或多目成像系统中的相机进行标定，确定映射关系T，例如以上偏光片02为基准面的映射关系T1，以彩色滤光片03为基准面的映射关系T2等，通过将获取的缺陷点图像坐标，映射到一个图像坐标系中，进而根据图像坐标偏差的大小判断缺陷点是否在相应的基准面上。最终判断出所有的缺陷点所在的缺陷层，完成缺陷点的缺陷层分层辨识。
为进一步提高液晶屏缺陷分层定位的精度和效率，参见图6，为本发明实施例提供的另一种液晶屏缺陷分层定位方法的流程示意图，在图3所述液晶屏缺陷分层定位方法的基础上该方法还包括以下步骤：
步骤S201：对多台相机进行标定，确定物空间坐标系与图像坐标系的映射关系G。
所述物空间坐标系，在具体实施时，可以以相机L或相机R的光心作为原点，建立XYZ三维坐标系作为物空间坐标系，当然所述物空间坐标系也可以称作世界坐标系，为本领域技术人员常用的坐标系建立手段，具体的坐标系建立过程在此不再赘述。。
所述映射关系G，可以表示为矩阵的形式，在具体实施时，除了建立物空间坐标系、图像坐标系外，一般还包括以相机光心为原点分别建立的相机坐标系，所述矩阵即表征所述物空间坐标系与图像坐标系的转换关系，具体地，所述矩阵中包含了物空间坐标系与图像坐标系的转换关系，即包括相机焦距、倾斜角度的相机内参，以及包括相机坐标系与物空间坐标系的旋转、平移量的相机外参，使用标定模板法利用实际尺度信息和拍摄到的图像上的尺度信息计算出映射关系G，或者利用相机自身的旋转、平移等运动计算出所述映射关系G。
步骤S202：根据所有相机对应的缺陷点图像坐标以及所述映射关系G，计算确定缺陷点的物空间坐标，并通过所述物空间坐标中的深度方向坐标，定位缺陷层。
由于在单目成像系统中，相机只能获得待测液晶屏上缺陷点的平面图像，通过引入两台相机或多台相机，从而能够确定待测液晶屏上缺陷点的深度信息。在本发明实施例中，所述深度方向可以理解为液晶屏各个层面的排列方向，其中以Z坐标方向作为所述深度方向坐标，进行详细描述。将相机图像坐标系中的缺陷点图像坐标，利用所述映射关系G，可以计算确定缺陷点对应的物空间坐标；在物空间坐标系中，待测液晶屏各层均对应Z方向的固定值，例如TP玻璃的上表面对应一固定Z值，上偏光片的下表面对应另一固定Z值；通过比对缺陷点的物空间坐标与待测液晶屏各层对应Z值的大小，即可确定缺陷点所位于的待测液晶屏的层面，进而定位缺陷点所在的层面。
步骤S203：根据所述缺陷点的物空间坐标，将所述缺陷点定位至多个层级，所述层级用于提示缺陷类型以及相对应的工艺缺陷。
在具体实施过程中，通过步骤S202中计算获得的缺陷点的物空间坐标，确定所述缺陷点在待测液晶屏的层面，例如如果一粒灰尘缺陷点位于上偏光片上方，可以通过简单的清洁进行去除，该屏仍可作为好品使用，则判断所述缺陷点的层级为干扰缺陷点，所述缺陷点的缺陷层级为干扰级，对液晶屏的质量不会产生致命影响。而如果缺陷点位于上偏光片下方，则属于不可修复的严重缺陷，需做报废处理，则判断所述缺陷点为严重缺陷点，所述缺陷点的层级为严重级，所述缺陷点对液晶屏的质量产生严重影响。同时，技术人员根据缺陷点的缺陷层级，能够方便安排相应缺陷等级的液晶屏进行翻修处理，提高质量；对于缺陷层级为严重级的缺陷点，技术人员可以根据所述缺陷点所处的位置，进行分析判断生产环节可能存在的问题，例如如果所述缺陷点在TP玻璃层的下表面，则需要考虑是否再TP玻璃层清理工艺环节发生问题，进而改善生产工艺。
另外，技术人员还可以根据所述液晶屏的缺陷点物空间坐标，统计分析所述缺陷点的分布规律和产生规律，从而进一步判断缺陷点产生的原因，规避质量风险，有利于提高液晶屏生产质量。
由上述实施例可见，本发明实施例提供的液晶屏缺陷分层定位方法，通过控制多台相机成像，且所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；然后，所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成待测液晶屏内外层缺陷辨识。另外，对上述双相机或多相机系统图像坐标与物空间三维坐标的关系进行标定，确定相机图像坐标与物空间的映射关系G。根据缺陷点的图像坐标和G计算缺陷点的深度坐标，确定缺陷发生的层。在上述过程中，本发明通过多台相机构成双目或多目视觉系统，将原有的平面成像进行缺陷检测提升为立体成像，不仅能够判断缺陷点有无和平面位置，而且能够有效获取其深度信息，进而完成缺陷点的内外分层定位，能够快速区分液晶内部缺陷和外表面干扰，同时根据缺陷点深度位置对所述缺陷点分级，进一步帮助技术人员对液晶屏缺陷进行处理、分析缺陷原因以及改进生产工艺，有利于提高液晶屏质量。
通过以上的方法实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
与本发明提供的液晶屏缺陷分层定位方法实施例相对应，本发明还提供了一种液晶屏缺陷分层定位装置，参见图7，为本发明实施例提供的一种液晶屏缺陷分层定位装置的结构示意图，所述装置包括：
相机成像控制模块110，用于控制多台相机成像，使所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；
图像映射关系标定模块120，用于以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；所述基准面可以选择所述待测液晶屏的任意层面，而且可以根据所述待测液晶屏的多个层面建立相应的映射关系T，例如上偏光上表面为基准面时对应的映射关系T1，上偏光片下表面为基准面时对应的映射关系T2等；所述映射关系T可以为矩阵、函数表达式等数学表示形式；
缺陷点图像坐标映射变换模块130，用于所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；
内外缺陷辨识模块140，用于根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成缺陷内外分层辨识。
在具体实施时，优选地，通过2台相机构成的双目成像系统获取待测液晶屏的缺陷点图像，所述相机成像控制模块110用于调整控制所述2台所述相机成像，使所述2台相机的视场重叠区域覆盖待测液晶屏。
优选地，内外缺陷辨识模块140还包括判断模块，所述判断模块通过以下方式判断所述缺陷点是否在同一平面上：判断对应缺陷点的图像坐标偏差是否大于预设的误差阈值；如果所述图像坐标偏差大于所述误差阈值，则判断所述缺陷点不在基准面上；或者，如果所述图像坐标偏差小于所述误差阈值，则判断所述缺陷点在基准面上。
为了更精确地定位缺陷点位置，如图8所示，为本发明实施例提供的另一种液晶屏缺陷分层定位装置的结构示意图，所述液晶屏缺陷分层定位装置还包括空间映射关系标定模块210和缺陷层定位模块220，其中：
所述物空间映射关系标定模块210，用于对多台相机进行标定，确定物空间坐标系与图像坐标系的映射关系G；所述物空间坐标系为三维坐标系，通过所述映射关系G可以将图像坐标系中任一缺陷点的图像坐标计算转换为物空间坐标；
所述缺陷层定位模块220，用于根据所有相机对应的缺陷点图像坐标以及所述映射关系G，计算确定缺陷点的物空间坐标，并通过所述物空间坐标中的深度方向坐标，定位缺陷层。通过计算出的物空间坐标，与待测液晶屏各个层面的物空间坐标进行匹配判断，从而确定所述缺陷点坐在的层面，完成缺陷层定位。
为了方便技术人员，对缺陷点进行处理，所述液晶屏缺陷分层定位装置还包括缺陷点分级模块230，用于根据所述缺陷点的物空间坐标，将所述缺陷点定位至多个层级，所述层级用于提示缺陷类型以及相对应的工艺缺陷。
由上述实施例可见，本发明实施例提供的液晶屏缺陷分层定位装置，通过控制多台相机成像，且所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；然后，所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成待测液晶屏内外层缺陷辨识。另外，对上述双相机或多相机系统图像坐标与物空间三维坐标的关系进行标定，确定相机图像坐标与物空间的映射关系G。根据缺陷点的图像坐标和G计算缺陷点的深度坐标，确定缺陷发生的层。在上述过程中，本发明通过多台相机构成双目或多目视觉系统，将原有的平面成像进行缺陷检测提升为立体成像，不仅能够判断缺陷点有无和平面位置，而且能够有效获取其深度信息，进而完成缺陷点的内外分层定位，能够快速区分液晶内部缺陷和外表面干扰，同时根据缺陷点深度位置对所述缺陷点分级，进一步帮助技术人员对液晶屏缺陷进行处理、分析缺陷原因以及改进生产工艺，有利于提高液晶屏质量。
需要说明的是，本发明实施例提供的液晶屏缺陷分层定位方法及装置，不只适用于液晶屏缺陷分层定位，同样可以适用于其他由多层透明介质构成设备的缺陷定位，例如PCB基板或玻璃基板的缺陷定位等。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种液晶屏缺陷分层定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制多台相机成像，且所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；
以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；
所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；
根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成缺陷内外分层辨识。
2.根据权利要求1所述的液晶屏缺陷分层定位方法，其特征在于，包括控制2台相机成像，且所述2台相机的视场重叠区域覆盖待测液晶屏。
3.根据权利要求1所述的液晶屏缺陷分层定位方法，其特征在于，所述根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，包括：
判断对应缺陷点的图像坐标偏差是否大于预设的误差阈值；
如果所述图像坐标偏差大于所述误差阈值，则判断所述缺陷点不在基准面上；或者，
如果所述图像坐标偏差小于所述误差阈值，则判断所述缺陷点在基准面上。
4.根据权利要求1所述的液晶屏缺陷分层定位方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对多台相机进行标定，确定物空间坐标系与图像坐标系的映射关系G；
根据所有相机对应的缺陷点图像坐标以及所述映射关系G，计算确定缺陷点的物空间坐标，并通过所述物空间坐标中的深度方向坐标，定位缺陷层。
5.根据权利要求4所述的液晶屏缺陷分层定位方法，其特征在于，根据所述缺陷点的物空间坐标，将所述缺陷点定位至多个层级，所述层级用于提示缺陷类型以及相对应的工艺缺陷。
6.一种液晶屏缺陷分层定位装置，其特征在于，包括：
相机成像控制模块，用于控制多台相机成像，使所述相机视场的重叠区域覆盖待测液晶屏；
图像映射关系标定模块，用于以待测液晶屏平面为基准面，对所述相机的成像关系进行标定，确定在所述基准面上多台所述相机对应的图像坐标系之间的映射关系T；
缺陷点图像坐标映射变换模块，用于所述相机分别获取待测液晶屏的缺陷点图像，并根据所述映射关系T，将缺陷点图像坐标均映射到同一图像坐标系中；
内外缺陷辨识模块，用于根据映射后的对应缺陷点图像坐标偏差，判断所述缺陷点是否在基准面上，完成缺陷内外分层辨识。
7.根据权利要求6所述的液晶屏缺陷分层定位装置，其特征在于，所述相机成像控制模块用于调整控制2台相机成像，使所述2台相机的视场重叠区域覆盖待测液晶屏。
8.根据权利要求6所述的液晶屏缺陷分层定位装置，其特征在于，所述内外缺陷辨识模块还包括判断模块，所述判断模块用于判断对应缺陷点的图像坐标偏差是否大于预设的误差阈值；如果所述图像坐标偏差大于所述误差阈值，则判断所述缺陷点不在基准面上；或者，如果所述图像坐标偏差小于所述误差阈值，则判断所述缺陷点在基准面上。
9.根据权利要求6所述的液晶屏缺陷分层定位装置，其特征在于，还包括物空间映射关系标定模块和缺陷层定位模块，其中：
所述物空间映射关系标定模块，用于对多台相机进行标定，确定物空间坐标系与图像坐标系的映射关系G；
所述缺陷层定位模块，用于根据所有相机对应的缺陷点图像坐标以及所述映射关系G，计算确定缺陷点的物空间坐标，并通过所述物空间坐标中的深度方向坐标，定位缺陷层。
10.根据权利要求9所述的液晶屏缺陷分层定位装置，其特征在于，还包括缺陷点分级模块，用于根据所述缺陷点的物空间坐标，将所述缺陷点定位至多个层级，所述层级用于提示缺陷类型以及相对应的工艺缺陷。
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