CN113112493B - 引晶亮度的计算方法、系统、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种引晶亮度的计算方法、系统、终端设备及存储介质，计算方法包括：获取不同温度下的多张熔融硅液表面的拍摄图像；从每张拍摄图像中提取图像亮度值l；从每张拍摄图像中提取交界光圈，所述交界光圈为籽晶和熔融硅液交界处形成的光圈；计算所有拍摄图像中交界光圈的光圈形态量化值s；以图像亮度值l对所有拍摄图像进行分类；取每类拍摄图像的光圈形态量化值s的平均值，得到平均光圈形态量化值将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。本申请通过图像识别的方法来获取引晶亮度，减少了以工作人员经验为核心的环节，提高了直拉式单晶生产流程的自动化程度，有利于保证生产过程的一致性和产品质量的一致性。
Description
技术领域
本申请涉及直拉式单晶硅生产技术领域，尤其涉及一种引晶亮度的计算方法、系统、终端设备及存储介质。
背景技术
直拉法是目前单晶硅生产的主流方法，直拉式单晶生产设备如图1所示，包括单晶硅籽晶1、硅棒2和石英坩埚3。直拉法生产过程中，首先将多晶硅原料放入石英坩埚中加热至熔融状态，液面上方通过提拉索悬吊一根通过化学蚀刻制作的单晶硅籽晶，籽晶下降至与液面接触，当温度合适时，籽晶与熔体达到热平衡(该过程称为“熔接”过程)，液面会在表面张力的支撑下，吸附在籽晶下方；籽晶旋转并缓慢向上提升，吸附熔体也会随之向上运动，从而形成过冷状态，具有过冷态的硅原子会顺着籽晶的排列结构在固液叫界面上形成规则的结晶体(该过程称为“引晶”过程)。若整个生长环境稳定，就可以周而复始地在之前形成的单晶体上继续结晶，最终形成一根圆柱形的硅单晶体。
在上述生产过程中，需要确保籽晶与熔融硅液达到热平衡且状态适宜才可进入引晶环节，通过功率控制调节硅液温度使籽晶与硅液交界处达到热平衡状态。理论如此，实际操作中需要获取液面温度才能以此作为控制目标和控制依据，实现完整流程。实际生产中，炉膛内温度极高，生产环境洁净度要求较高，无法通过直接测量的方式获取籽晶与液面交界处的温度，业界常用的方式是通过熔硅表面亮度映射至温度，再通过功率控制调节亮度至目标亮度值，实现上述流程。
目前公开的直拉式单晶硅生产方法中，目标亮度的确定通常有两种方式：经验法和试温法。经验法是有工作人员根据当前炉子状态，依据自身经验确定当前炉台的目标亮度；试温法是在一个生产周期开始前通过调节功率控制硅液在不同温度(亮度)区间，观察熔硅液面与籽晶交界处状态，确认交界处热平衡态时液面温度以此作为目标亮度。
上述两种目标亮度的确认方式均以工作人员为核心，经验法对工作人员经验依赖度较高，试温法降低了对工作人员经验的要求，但确认硅液面与籽晶交界处状态这一环节仍然依赖人的观察，在一定程度上对工作人员的经验有所依赖。这两种方式均无法脱离以工作人员为核心的工作方式，因此很难实现高程度的自动化，生产过程的一致性和产品质量的一致性也就无法保证。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题，提供一种引晶亮度的计算方法、系统、终端设备及存储介质。
第一方面，本申请提供一种引晶亮度的计算方法，所述方法包括以下步骤：
获取不同温度下的多张熔融硅液表面的拍摄图像；
从每张拍摄图像中提取图像亮度值l；
从每张拍摄图像中提取交界光圈，所述交界光圈为籽晶和熔融硅液交界处形成的光圈；
计算所有拍摄图像中交界光圈的光圈形态量化值s；
以图像亮度值l对所有拍摄图像进行分类；
取每类拍摄图像的光圈形态量化值s的平均值，得到平均光圈形态量化值
将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述光圈形态量化值s根据以下步骤确定：
对拍摄图像的光圈区域进行处理得到光圈掩膜；
提取光圈掩膜的轮廓得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P；
从轮廓坐标点集P中提取下轮廓坐标点集P1；
从所述下轮廓坐标点集P1中提取标准轮廓坐标点集P2；
用所述标准轮廓坐标点集P2进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段；
从所述标准轮廓坐标点集P2中提取外凸坐标点集P3；
计算所述外凸坐标点集P3与标准拟合椭圆线段的偏差率，得到标准偏差率；
提取所有标准偏差率中大于第二设定阈值的数值，得到最终偏差率；
确定若干组连续N个大于第三设定阈值的最终偏差率集；其中，N≥3；
计算每组最终偏差率集的平均最终偏差率；
取最大的平均最终偏差率做为所述拍摄图像的光圈形态量化值s。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述标准轮廓坐标点集P2根据以下步骤确定：
用所述下轮廓坐标点集P1进行椭圆拟合，得到初次拟合椭圆线段；
计算下轮廓坐标点集P1与初次拟合椭圆线段的偏差率，得到初次偏差率；
提取所有初次偏差率中大于第一设定阈值的数值，得到二次偏差率；
从所述下轮廓坐标点集P1中提取与所述二次偏差率对应的轮廓点坐标得到标准轮廓坐标点集P2。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述椭圆拟合的方法为最小二乘法；
所述初次拟合椭圆线段为通过下轮廓坐标点集P1拟合所得的椭圆曲线中，与所述下轮廓坐标点集P1对应的线段；
所述标准拟合椭圆线段为通过标准轮廓坐标点集P2拟合所得的椭圆曲线中，与所述标准轮廓坐标点集P2对应的线段。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，设坐标点集U中共有M个点，即U＝{U1，U2…，Ui…，UM}，i∈(1，2，3…，M)，其中Ui的坐标为(Xui，Yui)，根据如下方法计算坐标点集U与椭圆线段的偏差率：
获取椭圆线段的中心点Ou坐标(Oux，Ouy)；
获取中心点Ou与Ui所在直线与椭圆线段的交点Qi的坐标(Qix，Qiy)；
计算Ui到Qi的距离ri；
计算Ou到Qi的距离Ri；
计算Ui与椭圆线段的偏差率ki，ki＝ri/Ri；
当所述坐标点集U为下轮廓坐标点集P1，椭圆线段为初次拟合椭圆线段时，计算得到的偏差率为初次偏差率；
当所述坐标点集U为标准轮廓坐标点集P2，椭圆线段为标准拟合椭圆线段时，计算得到的偏差率为标准偏差率。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度，具体包括：
基于每类拍摄图像的图像亮度值l和平均光圈形态量化值绘制直方图；所述直方图的横轴为图像亮度值l，纵轴为对应的平均光圈形态量化值/>
根据所述直方图，确定最大的平均光圈形态量化值并将最大的平均光圈形态量化值/>对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。
第二方面，本申请提供一种引晶亮度的计算系统，包括：
单晶硅生产炉，用于生产单晶硅；
工业相机，用于获取熔融硅液表面的拍摄图像，所述拍摄图像包括熔硅液面与籽晶交界处的光圈形态；
计算处理模块，用于根据上述引晶亮度的计算方法计算引晶亮度。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述计算处理模块包括处理模块、提取模块、拟合模块、偏差率计算模块和输出模块：
所述处理模块，用于对拍摄图像的光圈区域进行处理得到光圈掩膜；
所述提取模块，用于提取光圈掩膜的轮廓得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P，还用于从轮廓坐标点集P中提取下轮廓坐标点集P1，还用于从所述下轮廓坐标点集P1中提取标准轮廓坐标点集P2；
所述拟合模块，用于用所述标准轮廓坐标点集P2进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段；
所述提取模块，还用于从所述标准轮廓坐标点集P2中提取外凸坐标点集P3；
所述偏差率计算模块，用于计算所述外凸坐标点集P3与标准拟合椭圆线段的偏差率，得到标准偏差率；
所述提取模块，还用于提取所有标准偏差率中大于第二设定阈值的数值，得到最终偏差率；
所述输出模块，用于确定若干组连续N(N≥3)个大于第三设定阈值的最终偏差率集，计算每组最终偏差率集的平均最终偏差率，并取最大的平均最终偏差率做为所述拍摄图像的光圈形态量化值s。
第三方面，本申请还提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项目所述引晶亮度的计算方法的步骤。
第四方面，本申请还提供一种存储介质；所述存储介质有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述引晶亮度的计算方法的步骤。
本申请的有益效果：在生产之前的试温过程中，通过获取不同温度下熔融硅液表面的拍摄图像、提取每张拍摄图像的图像亮度值l以及计算每张拍摄图像中交界光圈的光圈形态量化值s，以图像亮度值l对所有拍摄图像进行分类并计算每类拍摄图像的平均光圈形态量化值最后将最大的平均光圈形态量化值/>对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。与现有技术相比，本申请通过图像识别的方法来获取引晶亮度，减少了以工作人员经验为核心的环节，提高了直拉式单晶生产流程的自动化程度，有利于保证生产过程的一致性和产品质量的一致性。
附图说明
图1为直拉式单晶生产设备的结构示意图；
图2为引晶亮度的计算方法的方法流程图；
图3为籽晶与液面的交界处的光圈形态的示意图；
图4为带有凸起的外圈点的光圈形态的示意图；
图5为图2中步骤s400的详细流程图；
图6为图4中光圈掩膜的示意图；
图7为图6中光圈掩膜的轮廓图；
图8为图6中光圈掩膜的下轮廓图；
图9为步骤s404的详细流程图；
图10为本申请实施例一构建的直方图；
图11为引晶亮度的计算系统的示意图；
图12为图11中引晶亮度的计算系统的计算处理模块的示意图；
图13为本申请实施例三的原理框图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
实施例一：
本实施例基于现有技术中的试温法，提供一种直拉式单晶硅生产中引晶亮度的计算方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：
s100、获取不同温度下的多张熔融硅液表面的拍摄图像。
在整个试温阶段，通过调节石英坩埚的熔制功率来控制硅液温度的变化，同时采用工业相机来获取不同温度下的熔融硅液表面的拍摄图像。在本实施例中，所述拍摄图像均为灰度图像。在熔接过程中，籽晶与硅液液面的交界处处于固液混合状态，籽晶与硅液液面的交界处可观察到一个明亮的光圈，如图3所示，当硅液温度过高时，光圈上不会出现向外凸起的外圈点，随着温度逐渐降低，硅液会慢慢地凝结在籽晶上，从而光圈的形态会逐渐发生变化，光圈的外部逐渐出现向外部凸起的外圈点，如图4所示。工业相机安装在单晶硅生产炉炉体上方的观察窗处，进行倾斜拍摄，工业相机所获取的熔融硅液表面的拍摄图像包括熔硅液面与籽晶交界处的光圈形态。
s200、从每张拍摄图像中提取图像亮度值l。
图象亮度是指图像的明亮程度，是一副图像给人的一种直观感受，对于灰度图像，图像亮度值即为图像灰度值，灰度值的取值范围为0～255，灰度值越高则图像越亮。也即本实施例中，直接通过提前拍摄图像的灰度值来得到图像亮度值l。
s300、从每张拍摄图像中提取交界光圈，所述交界光圈为籽晶和熔融硅液交界处形成的光圈。
熔融硅液表面的拍摄图像中，黑色的是无法获得液体的光线，白色的是能够获取液体的光线。图4中的白色区域即为交界光圈。
s400、计算所有拍摄图像中交界光圈的光圈形态量化值s。光圈形态量化值s表征的是光圈的饱满程度。
在本实施例中，如图5所示，具体通过以下步骤确定所述光圈形态量化值s：
s401、对拍摄图像的光圈区域进行处理得到光圈掩膜；
对图4中的图像的光圈区域图像进行自适应阈值处理，得到该拍摄图像光圈区域的光圈掩膜，如图6所示。
s402、提取光圈掩膜的轮廓得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P；
例如，以图6中图像的左下角点作为坐标原点，x坐标轴的正方向与图像的宽度方向相一致；y坐标轴的正方向与图像的高度方向相一致，对光圈掩膜的轮廓进行提取，得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P，其中光圈掩膜的轮廓如图7所示。
s403、从轮廓坐标点集P中提取下轮廓坐标点集P1；
对光圈掩膜的轮廓坐标点集P中的所有点按照横坐标进行排序，对于具有相同横坐标的点，将其纵坐标进行比较，去除纵坐标相对较大的点，只保留纵坐标相对较小的点的坐标。例如，光圈掩膜的轮廓坐标点集P为：P＝{(1,2)，(1,3)，(2,1.5)，(2,3.5)，(3,1)，(3,4)}时，所提取的下轮廓坐标点集P1为：P1＝{(1,2)，(2,1.5)，(3,1)}。图8为光圈掩膜的下轮廓图。
s404、从所述下轮廓坐标点集P1中提取标准轮廓坐标点集P2；
如图9所示，在本实施例中，具体的实现方式为：
s404-1、用所述下轮廓坐标点集P1进行椭圆拟合，得到初次拟合椭圆线段；
因为籽晶本身是圆柱体，工业相机倾斜拍摄成像为椭圆形，采用最小二乘法进行椭圆拟合，设待拟合的椭圆曲线方程为：
A1x2+B1xy+C1y2+D1x+E1y+1＝0。
根据所述下轮廓坐标点集P1和待拟合的椭圆曲线，采用最小二乘法进行椭圆拟合，得到A1、B1、C1、D1、E1的值，即得到初次拟合椭圆，所述初次拟合椭圆线段为初次拟合椭圆曲线中，与所述下轮廓坐标点集P1对应的线段；初次拟合椭圆线段的中心点坐标为Ov1(Ov1x，Ov1y)，其中，
s404-2、计算下轮廓坐标点集P1与初次拟合椭圆线段的偏差率，得到初次偏差率；
以下轮廓坐标点集P1中的某一点P1j(P1jx，P1jy)为例，来说明该点P1j与初次拟合椭圆线段之间的偏差率：
获取点P1j与初次拟合椭圆线段的中心点Ov1所在直线与初次拟合椭圆线段的交点坐标Q1j(Q1jx，Q1jy)；
计算P1j到Q1j的距离r1j；
计算Ov1到Q1j的距离R1j；
计算点P1j与初次拟合椭圆线段的偏差率k1j，k1j＝r1j/R1j；
重复上述步骤，即可得到初次偏差率，所述初次偏差率为轮廓坐标点集P1中的各个点相对于初次拟合椭圆线段的偏差率的集合。
s404-3、提取所有初次偏差率中大于第一设定阈值的数值，得到二次偏差率；
第一设定阈值为经验值，在本实施例中，第一设定阈值的取值为0.03。
s404-4、从所述下轮廓坐标点集P1中提取与所述二次偏差率对应的轮廓点坐标得到标准轮廓坐标点集P2。
s405、用所述标准轮廓坐标点集P2进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段；
采用如步骤s404-1的方法，来进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段的方程为：
A2x2+B2xy+C2y2+D2x+E2y+1＝0。
该标准拟合椭圆线段的中心点坐标为Ov2(Ov2x，Ov2y)，其中，
s406、从所述标准轮廓坐标点集P2中提取外凸坐标点集P3；
标准轮廓坐标点集P2包括三种类型的点，第一种是位于标准拟合椭圆线段下方的点，第二种是位于标准拟合椭圆线段上方的点，第三种是位于标准拟合椭圆线段上的点；在本实施例中，所述外凸坐标点集P3是指标准轮廓坐标点集P2中位于标准拟合椭圆线段下方的点所组成的集合。
s407、计算所述外凸坐标点集P3与标准拟合椭圆线段的偏差率，得到标准偏差率；
采用如步骤s404-2的方法，来计算所述外凸坐标点集P3中的各个点与标准拟合椭圆线段的偏差率，从而得到标准偏差率，所述标准偏差率为外凸坐标点集P3中的各个点相对于标准拟合椭圆线段的偏差率的集合。
s408、提取所有标准偏差率中大于第二设定阈值的数值，得到最终偏差率；在本实施例中，第二设定阈值的取值与第一设定阈值相同，仍为0.03。
s409、确定若干组连续N个大于第三设定阈值的最终偏差率集；其中，N≥3；
在本实施例中，N的取值为6；具体地将最终偏差率分别与第三设定阈值进行比较，并且将连续六个以上大于第三设定阈值的最终偏差率作为一组最终偏差率集，从而得到若干组最终偏差率集。
在本实施例中，第三设定阈值的取值与第一设定阈值相同，仍为0.03。
s410、计算每组最终偏差率集的平均最终偏差率；
s411、取最大的平均最终偏差率做为所述拍摄图像的光圈形态量化值s。
s500、以图像亮度值l对所有拍摄图像进行分类；即将具有相同图像亮度值l的拍摄图像归为同一类。
S600、取每类拍摄图像的光圈形态量化值s的平均值，得到平均光圈形态量化值每一类拍摄图像对应一组数值对，即图像亮度值l和平均光圈形态量化值/>平均光圈形态量化值/>所表征的是某一图像亮度值l所对应的光圈的平均饱满程度。
S700、将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。
为了更为直观的观察结果，在一次试温过程中，建立拍摄图像亮度值l和平均光圈形态量化值之间的映射关系，并基于二者之间的映射关系绘制直方图，所述直方图的横轴为图像亮度值l，纵轴为对应的平均光圈形态量化值/>如图10所示。
根据所述直方图，确定最大的平均光圈形态量化值并将最大的平均光圈形态量化值/>对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。
实施例二：
如图11所示，本申请提供一种引晶亮度的计算系统，包括：
单晶硅生产炉，用于生产单晶硅；
工业相机，用于获取熔融硅液表面的拍摄图像，所述拍摄图像包括熔硅液面与籽晶交界处的光圈形态；
计算处理模块，用于根据实施例1中所述的引晶亮度的计算方法计算引晶亮度。
进一步的，如图12所示，所述计算处理模块包括处理模块、提取模块、拟合模块、偏差率计算模块和输出模块：
所述处理模块，用于对拍摄图像的光圈区域进行处理得到光圈掩膜；
所述提取模块，用于提取光圈掩膜的轮廓得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P，还用于从轮廓坐标点集P中提取下轮廓坐标点集P1，还用于从所述下轮廓坐标点集P1中提取标准轮廓坐标点集P2；
所述拟合模块，用于用所述标准轮廓坐标点集P2进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段；
所述提取模块，还用于从所述标准轮廓坐标点集P2中提取外凸坐标点集P3；
所述偏差率计算模块，用于计算所述外凸坐标点集P3与标准拟合椭圆线段的偏差率，得到标准偏差率；
所述提取模块，还用于提取所有标准偏差率中大于第二设定阈值的数值，得到最终偏差率；
所述输出模块，用于确定若干组连续N(N≥3)个大于第三设定阈值的最终偏差率集，计算每组最终偏差率集的平均最终偏差率，并取最大的平均最终偏差率做为所述拍摄图像的光圈形态量化值s。
实施例三：
本实施例提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项目所述引晶亮度的计算方法的步骤。如图13所示，终端设备例如为计算机，计算机系统包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图2、图5和图9描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例一包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例二的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中。
实施例四：
本实施例提供一种存储介质，该计算机存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的目标检测方法。
例如，所述电子设备可以实现如图2中所示的：s100、获取不同温度下的多张熔融硅液表面的拍摄图像；s200、从每张拍摄图像中提取图像亮度值l；s300、从每张拍摄图像中提取交界光圈，所述交界光圈为籽晶和熔融硅液交界处形成的光圈；s400、计算所有拍摄图像中交界光圈的光圈形态量化值s；s500、确定光圈形态量化值s最大的拍摄图像，将该拍摄图像对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种引晶亮度的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取不同温度下的多张熔融硅液表面的拍摄图像；
从每张拍摄图像中提取图像亮度值l；
从每张拍摄图像中提取交界光圈，所述交界光圈为籽晶和熔融硅液交界处形成的光圈；
计算所有拍摄图像中交界光圈的光圈形态量化值s；
以图像亮度值l对所有拍摄图像进行分类；
取每类拍摄图像的光圈形态量化值s的平均值，得到平均光圈形态量化值；
将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度；
所述光圈形态量化值s根据以下步骤确定：
对拍摄图像的光圈区域进行处理得到光圈掩膜；
提取光圈掩膜的轮廓得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P；
从轮廓坐标点集P中提取下轮廓坐标点集P1；
从所述下轮廓坐标点集P1中提取标准轮廓坐标点集P2；
用所述标准轮廓坐标点集P2进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段；
从所述标准轮廓坐标点集P2中提取外凸坐标点集P3；
计算所述外凸坐标点集P3与标准拟合椭圆线段的偏差率，得到标准偏差率；
提取所有标准偏差率中大于第二设定阈值的数值，得到最终偏差率；
确定若干组连续N个大于第三设定阈值的最终偏差率集；其中，N≥3；
计算每组最终偏差率集的平均最终偏差率；
取最大的平均最终偏差率做为所述拍摄图像的光圈形态量化值s；
设坐标点集U中共有M个点，即U={U1，U2…，Ui…，UM}，i∈（1，2，3…，M），其中Ui的坐标为（Xui，Yui），根据如下方法计算坐标点集U与椭圆线段的偏差率：
获取椭圆线段的中心点Ou坐标（Oux，Ouy）；
获取中心点Ou与Ui所在直线与椭圆线段的交点Qi的坐标（Qix，Qiy）；
计算Ui到Qi的距离ri；
计算Ou到Qi的距离Ri；
计算Ui与椭圆线段的偏差率ki，ki=ri/Ri；
当所述坐标点集U为下轮廓坐标点集P1，椭圆线段为初次拟合椭圆线段时，计算得到的偏差率为初次偏差率；
当所述坐标点集U为标准轮廓坐标点集P2，椭圆线段为标准拟合椭圆线段时，计算得到的偏差率为标准偏差率。
2.根据权利要求1所述的引晶亮度的计算方法，其特征在于，所述标准轮廓坐标点集P2根据以下步骤确定：
用所述下轮廓坐标点集P1进行椭圆拟合，得到初次拟合椭圆线段；
计算下轮廓坐标点集P1与初次拟合椭圆线段的偏差率，得到初次偏差率；
提取所有初次偏差率中大于第一设定阈值的数值，得到二次偏差率；
从所述下轮廓坐标点集P1中提取与所述二次偏差率对应的轮廓点坐标得到标准轮廓坐标点集P2。
3.根据权利要求2所述引晶亮度的计算方法，其特征在于，所述椭圆拟合的方法为最小二乘法；
所述初次拟合椭圆线段为通过下轮廓坐标点集P1拟合所得的椭圆曲线中，与所述下轮廓坐标点集P1对应的线段；
所述标准拟合椭圆线段为通过标准轮廓坐标点集P2拟合所得的椭圆曲线中，与所述标准轮廓坐标点集P2对应的线段。
4.根据权利要求1所述的引晶亮度的计算方法，其特征在于，将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度，具体包括：
基于每类拍摄图像的图像亮度值l和平均光圈形态量化值，绘制直方图；所述直方图的横轴为图像亮度值l，纵轴为对应的平均光圈形态量化值/>；
根据所述直方图，确定最大的平均光圈形态量化值，并将最大的平均光圈形态量化值对应的图像亮度值l确定为引晶亮度。
5.一种引晶亮度的计算系统，其特征在于，包括：
单晶硅生产炉，用于生产单晶硅；
工业相机，用于获取熔融硅液表面的拍摄图像，所述拍摄图像包括熔硅液面与籽晶交界处的光圈形态；
计算处理模块，用于根据权利要求1所述的引晶亮度的计算方法计算引晶亮度。
6.根据权利要求5所述的引晶亮度的计算系统，其特征在于，所述计算处理模块包括处理模块、提取模块、拟合模块、偏差率计算模块和输出模块：
所述处理模块，用于对拍摄图像的光圈区域进行处理得到光圈掩膜；
所述提取模块，用于提取光圈掩膜的轮廓得到光圈掩膜的轮廓坐标点集P，还用于从轮廓坐标点集P中提取下轮廓坐标点集P1，还用于从所述下轮廓坐标点集P1中提取标准轮廓坐标点集P2；
所述拟合模块，用于用所述标准轮廓坐标点集P2进行椭圆拟合，得到标准拟合椭圆线段；
所述提取模块，还用于从所述标准轮廓坐标点集P2中提取外凸坐标点集P3；
所述偏差率计算模块，用于计算所述外凸坐标点集P3与标准拟合椭圆线段的偏差率，得到标准偏差率；
所述提取模块，还用于提取所有标准偏差率中大于第二设定阈值的数值，得到最终偏差率；
所述输出模块，用于确定若干组连续N个大于第三设定阈值的最终偏差率集，计算每组最终偏差率集的平均最终偏差率，并取最大的平均最终偏差率做为所述拍摄图像的光圈形态量化值s，其中，N≥3。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任意一项目所述引晶亮度的计算方法的步骤。
8.一种存储介质，所述存储介质有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任意一项所述引晶亮度的计算方法的步骤。
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