CN110018167B - 一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统 - Google Patents

一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统，具体步骤为：利用工业相机拍摄两侧设置有两个曲面侧光源的待测曲面屏得到第一图像；保持工业相机和待测曲面屏位置不变，利用工业相机拍摄径向设置有一个径向侧光源的待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测。

Description

一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统
技术领域
本发明属于图像检测领域，具体涉及一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统。
背景技术
在AOI面板表面缺陷检测中，面板脏污异物，气泡，划伤，毛屑等缺陷等级评判至关重要，是最基本的检测内容。表面缺陷检测结果将直接影响了液晶显示屏产品良率。传统的表面缺陷等级划分是通过人眼观察面板缺陷去评级，人眼检测的过程存在很强的主观性，受个体因素影响大，直接导致检测效率不稳定。同时随着工作时间的延长，工人精力下降，人眼也会出现疲劳，加剧了检测结果的不可靠性，导致检测效率降低；自动光学检测的优势就会显现出来。然而，当前的表面缺陷检测只能完成屏幕区域的缺陷检测，对于3D区域的外观缺陷检测来说，由于存在弧面角度，往往存在较大的检测难度。对于含有3D曲面的显示屏幕，异物，气泡，划伤，毛屑等外观缺陷既可能存在于平面区域，也可能存在于3D曲面区域。因此，需要一种合适的照明方案来实现平面和曲面区域外观缺陷检测。
曲面OLED屏表面缺陷有异物脏污，刮伤，划伤以及附着灰尘。其中异物脏污和灰尘是由于不会对屏造成损坏，擦出即可。而刮伤，划伤等缺陷是由于这些膜层存在损伤，需要更换。这种缺陷在暗场照明的方式下，在图像中会发亮。暗场照明，即利用散射光照射到屏表面。当屏表面没有缺陷时，拍摄的屏是均匀的暗画面。当某处存在缺陷时，由于改变了表面的形貌，该处的光就会被反射到相机中，因此，在图像中表现出亮点。
图1是现有技术的曲面屏缺陷检测方法的示意图。如图1所示，对于当前的曲面屏照明方案，两侧条形光源(或线光源)向中心打光，平面区域的缺陷由于暗场照明的原理，其中的缺陷将会表现出来，被面板上方的相机拍摄到。但是由于曲面的角度存在，在曲面区域，会存在严重反光现象产生。图2是现有技术的曲面屏缺陷检测图像的示意图。如图2所示，在图像中会出现两条亮带，而当缺陷恰好存在于3D曲面区域时，这些缺陷将会被反光的亮带所覆盖，在最终的拍摄图片中，缺陷被掩盖，因此会造成严重的曲面区域外观缺陷的漏检测。由于曲面的存在，在屏曲面两侧的光源发出的光，在上表面平面区域可以形成暗场照明，因此上表面平面区域的外观缺陷可以被检测到。但左右两侧条形光源发出的光会直射到在屏的曲面区域，导致两曲面区域将直接反射光线到正视相机中。在最终获取的图片中，该曲面区域拍摄画面将过曝。该曲面区域的外观缺陷将完全掩盖在过曝区域中，无法被检测。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统，其利用设置不同的侧向光源的方式拍摄得到第一图像和第二图像，通过提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种曲面屏外观缺陷快速检测方法，具体步骤为：
S1.利用工业相机拍摄两侧设置有两个曲面侧光源的待测曲面屏得到第一图像；
S2.保持工业相机和待测曲面屏位置不变，利用工业相机拍摄径向设置有一个径向侧光源的待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；
S3.提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测。
作为本发明的进一步改进，工业相机的工作距离为：WD＝f(1+L/l)，其中，f为所述工业相机的镜头的焦距，L为曲面屏的长度，l为所述工业相机的芯片的长度。
作为本发明的进一步改进，曲面侧光源和径向侧光源为条形光源或线光源。
作为本发明的进一步改进，提取第一图像的平面区域具体为：
获取第一图像的8bit灰阶图片，读取第一图像亮带对应的平均灰阶值和各像素点的灰阶值以确定剪切分割线，以剪切分割线为边界去除亮带部分得到第一图像的平面区域。
作为本发明的进一步改进，第二图像的曲面区域具体为：
以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种曲面屏外观缺陷快速检测系统，该系统包括工业相机、两个曲面侧光源和一个径向侧光源，其中，两个曲面侧光源位于待测曲面屏的两侧，径向侧光源位于两个曲面侧光源的邻侧，检测步骤为：
开启曲面侧光源并关闭径向侧光源，利用工业相机拍摄待测曲面屏得到第一图像；
关闭曲面侧光源并开启径向侧光源，利用工业相机拍摄待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；
提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测。
作为本发明的进一步改进，工业相机的工作距离为：WD＝f(1+L/l)，其中，f为所述工业相机的镜头的焦距，L为曲面屏的长度，l为所述工业相机的芯片的长度。
作为本发明的进一步改进，曲面侧光源和径向侧光源为条形光源或线光源。
作为本发明的进一步改进，提取第一图像的平面区域具体为：
获取第一图像的8bit灰阶图片，读取第一图像亮带对应的平均灰阶值和各像素点的灰阶值以确定剪切分割线，以剪切分割线为边界去除亮带部分得到第一图像的平面区域。
作为本发明的进一步改进，第二图像的曲面区域具体为：
以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统，其利用设置不同的侧向光源的方式拍摄得到第一图像和第二图像，通过提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测，在现有方案下增加另一方向上条形光源的方法，检测曲面区域的缺陷，实现低漏检率，同时，利用图片拼接的技术，分别将两组条形光源拍摄的图片中的有效区域合成为一副图片，节省了计算机处理时间。
本发明的一种曲面屏外观缺陷快速检测方法及系统，其通过获取第一图像的8bit灰阶图片，以第一图像亮带对应的平均灰阶值为参考以确定相应的剪切分割线，以剪切分割线为边界去除亮带部分，从而更加准确地提取第一图像的无过曝区域，同时，以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分，以确保待测曲面屏检测的完整性。
附图说明
图1是现有技术的曲面屏缺陷检测方法的示意图；
图2是现有技术的曲面屏缺陷检测图像的示意图；
图3是本发明实施例的一种曲面屏外观缺陷快速检测系统的结构示意图；
图4是本发明实施例的一种曲面屏外观缺陷快速检测系统的光源放置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
一种曲面屏外观缺陷快速检测方法，具体步骤为：
S1.利用工业相机拍摄两侧设置有两个曲面侧光源的待测曲面屏得到第一图像；
优选地，工业相机的工作距离为：WD＝f(1+L/l)，其中，f为工业相机所对应的镜头的焦距，L为曲面屏的长度，l为工业相机的芯片的长度；
具体地，曲面侧光源可利用电机控制升降，该光源表面高于曲面屏，作为优选的一种方案，该光源为条形光源或线光源，光源表面高于曲面屏5-25mm，该光源向下倾斜照明。
S2.保持工业相机和待测曲面屏位置不变，利用工业相机拍摄径向设置有一个径向侧光源的待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；
具体地，工业相机拍摄前分别在待测曲面屏的径向设置有一个径向侧光源和另外两侧设置有两个曲面侧光源，进行中拍摄时，打开两侧的曲面侧光源并关闭径向侧光源，进行拍摄时，关闭两侧的曲面侧光源并打开径向侧光源；径向侧光源优选为条形光源或线光源。
S3.提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测。
具体地，第一图像的两侧会存在两条亮带，获取第一图像的8bit灰阶图片，读取第一图像亮带对应的平均灰阶值和各像素点的灰阶值以确定剪切分割线，以剪切分割线为边界去除亮带部分得到第一图像的平面区域；
作为一个示例，可以分别从两条亮带中心点依次第一图像的中心点读取各像素点的灰阶值，得到灰阶值为预设范围的两个像素点，分别对所述两个像素点作平行与第一图像亮带侧的侧边的平行线即为剪切分割线，该预设范围依据曲面区域亮带的平均灰阶值A来设定，作为一个示例，预设范围为0.1A左右；
以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分；
将第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像；
由于曲面屏具有曲面部分，曲面侧光源在屏曲面两侧的光源发出的光，在曲面屏上表面平面区域可能会形成暗场照明，因此上表面平面区域的外观缺陷可以被检测到，但是两侧的曲面侧光源发出的光会直射到在曲面屏的曲面区域，导致曲面屏的曲面区域将直接反射光线到工业相机中，因此，工业相机获取的第一图片的曲面区域拍摄画面将过曝。
通过在增加另一方向上条形光源拍摄得到第二图像，由于宽边增加的侧光源可以形成对曲面区域的暗场照明，当曲面区域没有缺陷时，拍摄的曲面将是一副暗画面图片。当曲面区域存在任何外观缺陷时，该缺陷将会反射宽边发出的光进入相机中，因此在图片中发亮，突出缺陷。
通过在增加另一方向上条形光源拍摄得到第二图像，从而有利于检测曲面屏的曲面区域的缺陷，同时，利用图片拼接的技术，分别将两组条形光源拍摄的图片中的有效区域合成为一副图片，从而节省了计算机处理时间。
图3是本发明实施例的一种曲面屏外观缺陷快速检测系统的结构示意图。如图3所示，一种曲面屏外观缺陷快速检测系统，其包括工业相机、两个曲面侧光源和一个径向侧光源，
图4是本发明实施例的一种曲面屏外观缺陷快速检测系统的光源放置示意图。如图4所示，两个曲面侧光源位于待测曲面屏的两侧，径向侧光源位于两个曲面侧光源的邻侧，
其检测步骤为：
开启曲面侧光源并关闭径向侧光源，利用工业相机拍摄待测曲面屏得到第一图像；
优选地，工业相机的工作距离为：WD＝f(1+L/l)，其中，f为工业相机所对应的镜头的焦距，L为曲面屏的长度，l为工业相机的芯片的长度；
具体地，曲面侧光源可利用电机控制升降，该光源表面高于曲面屏，作为优选的一种方案，该光源为条形光源或线光源，光源表面高于曲面屏5-25mm，该光源向下倾斜照明。
关闭曲面侧光源并开启径向侧光源，利用工业相机拍摄待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；
具体地，工业相机拍摄前分别在待测曲面屏的径向设置有一个径向侧光源和另外两侧设置有两个曲面侧光源，进行中拍摄时，打开两侧的曲面侧光源并关闭径向侧光源，进行拍摄时，关闭两侧的曲面侧光源并打开径向侧光源；径向侧光源优选为条形光源或线光源。
提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测。
具体地，第一图像的两侧会存在两条亮带，获取第一图像的8bit灰阶图片，读取第一图像亮带对应的平均灰阶值和各像素点的灰阶值以此确定剪切分割线，以剪切分割线为边界去除亮带部分得到第一图像的平面区域；
作为一个示例，可以分别从两条亮带中心点依次第一图像的中心点读取各像素点的灰阶值，得到灰阶值为预设范围的两个像素点，分别对所述两个像素点作平行与第一图像亮带侧的侧边的平行线即为剪切分割线，该预设范围依据曲面区域亮带的平均灰阶值A来设定，作为一个示例，预设范围为0.1A左右；
以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分；
将第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域拼接后得到无过曝区域的第三图像；
由于曲面屏具有曲面部分，曲面侧光源在屏曲面两侧的光源发出的光，在曲面屏上表面平面区域可能会形成暗场照明，因此上表面平面区域的外观缺陷可以被检测到，但是两侧的曲面侧光源发出的光会直射到在曲面屏的曲面区域，导致曲面屏的曲面区域将直接反射光线到工业相机中，因此，工业相机获取的第一图片的曲面区域拍摄画面将过曝。
通过在增加另一方向上条形光源拍摄得到第二图像，由于宽边增加的侧光源可以形成对曲面区域的暗场照明，当曲面区域没有缺陷时，拍摄的曲面将是一副暗画面图片。当曲面区域存在任何外观缺陷时，该缺陷将会反射宽边发出的光进入相机中，因此在图片中发亮，突出缺陷。
通过在增加另一方向上条形光源拍摄得到第二图像，从而有利于检测曲面屏的曲面区域的缺陷，同时，利用图片拼接的技术，分别将两组条形光源拍摄的图片中的有效区域合成为一副图片，从而节省了计算机处理时间。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种曲面屏外观缺陷快速检测方法，其特征在于，具体步骤为：
S1.利用工业相机拍摄两侧设置有两个曲面侧光源的待测曲面屏得到第一图像；
S2.保持工业相机和待测曲面屏位置不变，利用工业相机拍摄径向设置有一个径向侧光源的待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；
S3.读取第一图像亮带对应的平均灰阶值和各像素点的灰阶值以确定剪切分割线，利用剪切分割线提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域，拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测；
所述提取第一图像的平面区域具体为：
以剪切分割线为边界去除亮带部分得到第一图像的平面区域；
所述第二图像的曲面区域具体为：
以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分。
2.根据权利要求1所述的一种曲面屏外观缺陷快速检测方法，其特征在于，所述工业相机的工作距离为：WD＝f(1+L/l)，其中，f为所述工业相机的镜头的焦距，L为曲面屏的长度，l为所述工业相机的芯片的长度。
3.根据权利要求1或2所述的一种曲面屏外观缺陷快速检测方法，其特征在于，所述曲面侧光源和径向侧光源为条形光源或线光源。
4.一种曲面屏外观缺陷快速检测系统，该系统包括工业相机、两个曲面侧光源和一个径向侧光源，其中，两个曲面侧光源位于待测曲面屏的两侧，径向侧光源位于两个曲面侧光源的邻侧，其特征在于，检测步骤为：
开启曲面侧光源并关闭径向侧光源，利用工业相机拍摄待测曲面屏得到第一图像；
关闭曲面侧光源并开启径向侧光源，利用工业相机拍摄待测曲面屏得到与第一图像相同规格的第二图像；
读取第一图像亮带对应的平均灰阶值和各像素点的灰阶值以确定剪切分割线，利用剪切分割线提取第一图像的平面区域和第二图像的曲面区域，拼接后得到无过曝区域的第三图像，以实现待测曲面屏外部缺陷的快速检测；
所述提取第一图像的平面区域具体为：
以剪切分割线为边界去除亮带部分得到第一图像的平面区域；
所述第二图像的曲面区域具体为：
以剪切分割线去除第二图像中与第一图像的平面区域对应的部分得到第二图像的曲面部分。
5.根据权利要求4所述的一种曲面屏外观缺陷快速检测系统，其特征在于，所述工业相机的工作距离为：WD＝f(1+L/l)，其中，f为所述工业相机的镜头的焦距，L为曲面屏的长度，l为所述工业相机的芯片的长度。
6.根据权利要求4或5所述的一种曲面屏外观缺陷快速检测系统，其特征在于，所述曲面侧光源和径向侧光源为条形光源或线光源。
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