JP6735417B2 - 表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法及び検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動光学欠陥検出技術分野に関し、更に具体的には、表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法及び検出装置に関する。

ＴＦＴ−ＬＣＤ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）等の新型表示パネルの消費電力は低く、精細性は高く、輻射は小さい等の特性のため、現在主流の表示装置となっており、二次元及び三次元情報伝送プロセスにおいて、代替不可能な作用を発揮する。

ＴＦＴ−ＬＣＤ等の新型表示パネルの生産プロセスは、非常に複雑であり、実際の製造プロセスにおいて、様々な表示欠陥の発生は不可避であり、そのうちムラ欠陥は、検出が最も困難である。従来の人の目による検出方法では、多くの不十分を有し、コストは高く、不安定で、効率が低い問題がある。近年、マシンビジョン欠陥検出方法は、自動性が高く、ロバスト性が良い等の特性により広く注目されている。
ムラ欠陥のコントラストは低く、境界はあやふやで、且つ、表示パネル自身の物理的構造の影響を受けて、ＣＣＤカメラ等高精細装置によって取得した欠陥画像は、規則的に配列された相互に垂直なテクスチャバックグラウンド情報を生成し、このテクスチャバックグラウンド情報は、通常、ムラ欠陥と一つに融合しており、マシンビジョンの検出難度を更に上げる。如何にして、ムラ欠陥の元の特徴に影響せずに、テクスチャバックグラウンドを抑制するかは、ムラ欠陥の検出を成功させる鍵となっている。

特許文献（発明名称：表示パネルの自動光学検出におけるフィルタリング方法、中国公開番号２０１３１０００４９４０．３）において、Ｇａｂｏｒフィルタの方法でテクスチャバックグラウンドを抑制しており、この方法は、均一な分布のテクスチャバックグラウンドをノイズとしてみなしてフィルタリング処理し、画像を複数の周波数、複数の方向のフィルタ畳み込みにより、各方向のテクスチャバックグラウンドを除去して、欠陥を強化する目的を達成する。しかしながら、この方法は、不均一なバックグラウンドを除去すると同時に、ムラ欠陥のコントラスト自身も弱くし、画像後処理における欠陥の分割及び分類判断に大きく影響する。

背景技術の欠陥について、本発明は、背景技術では、バックグラウンドを抑制すると同時に、欠陥のコントラストを弱くし、テクスチャ抑制効果が悪かった技術的課題を解決するための表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法及び検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記ステップを含む、表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法を提供する。
Ｓ１：表示パネルの画像を取得するステップと、
Ｓ２：前記画像をマルチレベルのウェーブレット分解した後、一連の高周波サブバンド及び低周波サブバンドを得るステップと、
Ｓ３：各レベルの複数の方向の高周波サブバンドを係数平滑化処理し、各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化するステップと、
Ｓ４：処理後の高周波サブバンド及び処理後の低周波サブバンドをウェーブレット復元し、バックグラウンド抑制後の欠陥画像を得るステップ。
更に、前記画像は、純色画像である。
更に、前記純色画像は、ピュアホワイトの画像であるか、ピュアグレーの画像であるか、ピュアレッドの画像であるか、ピュアグリーンの画像であるか、ピュアブルーの画像である。

更に、ステップＳ１の後、且つ、ステップＳ２の前に、ウェーブレット分解レベル数Jを得るステップを更に含み、
ここで、ウェーブレット分数レベル数

であり、ＴＷはドットスクリーン画像の水平テクスチャ周期であり、ＴＨは垂直テクスチャ周期であり、ｃｅｉｌは、ある数以上の最小の整数である。
更に、ステップＳ２において、画像をＪレベルのウェーブレット分解後に、高周波数サブバンド及び低周波数サブバンドを計３＊Ｊ＋１個得て、高周波数サブバンドは、水平サブバンドＨ、垂直サブバンドＶ及び対角サブバンドＤを含み、低周波数サブバンドは、近似サブバンドＡを含み、ここで、
[外１]

更に、ステップＳ３において、ヒストグラム平坦化方法を用いて各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化処理する。
更に、ステップＳ４において、欠陥画像は、

本発明は、光源と、カメラグループと、該カメラグループと交互に行う画像取得／処理手段と、を含み、前記画像取得／処理手段は、表示パネルの画像データを取得した後、且つ、該画像データの欠陥情報を抽出する前に、上記技術案を用いて前記画像データをバックグラウンド抑制処理する表示パネルの自動光学検出装置を更に提供する。

更に、前記画像取得／処理手段は、
前記画像データをマルチレベルのウェーブレット分解後に、一連の高周波サブバンドと低周波サブバンドを得て、各レベルの複数の方向の高周波サブバンドを係数平滑化処理し、各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化処理するのに用いられるウェーブレット分解／処理モジュールと、
処理後の高周波サブバンドと処理後の低周波サブバンドをウェーブレット復元して、バックグラウンド抑制後の欠陥画像データを得るのに用いられるウェーブレット復元モジュールと、を含む。

本発明が構成する上記技術案によって、背景技術に対して、本発明は以下の技術的利点を有する。
（１）本発明は、液晶表示分野の現在の市場の全規格サイズの、各種形態のムラ欠陥の検出に適用でき、汎用性が強い。
（２）本発明はいかなる参照サンプルも必要とせず、方法パラメータは、自己適応調整でき、自己適応とロバスト性が強い。
（３）本発明は、画像をマルチスケールマルチ解像度分解し、分解後の高周波サブバンド及び低周波サブバンドは、それぞれテクスチャ抑制及び画像強化し、バックグラウンドテクスチャを抑制すると同時に、元の欠陥のコントラストを保持でき、テクスチャ抑制効果は良い。

図１は、本発明が提出する表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法の実現フロー図である。 図２は、本発明が提出する表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法のウェーブレット分解概略図である。 図３（ａ）は、液滴ムラ欠陥があるオリジナル画像である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の本発明が提供するバックグラウンド抑制方法によってバックグラウンド抑制した後の画像である。 図４（ａ）は、水平のライトライン欠陥があるオリジナル画像である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の本発明が提供するバックグラウンド抑制方法によってバックグラウンド抑制した後の画像である。

本発明の目的、技術案及び利点を更に明確にするために、以下に図面と実施形態を結合して、本発明を更に詳細に説明する。理解すべきこととして、ここで述べる具体的な実施形態は、本発明を説明するためだけであって、本発明を限定するためではない。

本発明は、表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法を提供する。該方法は、表示パネル画像をマルチスケール多方向ウェーブレット分解し、ウェーブレット分解後の高周波数サブバンドと低周波サブバンドをそれぞれ抑制及び強化し、最終的にウェーブレットの復元によりテクスチャバックグラウンド抑制後の欠陥画像が得られ、従来のフィルタリング方法では、バックグラウンドを抑制すると同時に、欠陥のコントラストを弱くしていた問題を解決する。
本発明の実施形態は、表示パネルの自動光学検出装置を提供し、光源と、カメラグループと、該カメラグループと交互に行う画像取得／処理手段と、を含み、該画像取得／処理手段は、表示パネルの画像欠陥情報を抽出する前に、取得した画像をバックグラウンド抑制処理するプロセスを更に含み、下記ステップを含む。

（１）表示パネルの異なるドットスクリーンモードの画像（即ち、ドットスクリーンモードの画像）を取得する。
（２）画像をマルチレベルのウェーブレット分解して、一連のウェーブレット高周波サブバンド及び低周波サブバンドを得る。
（３）高周波ウェーブレット係数を抑制する：ガウスローパスフィルタリング方法を用いて各レベルの複数の方向の高周波サブバンドを係数平滑化する。
（４）低周波サブバンド係数を強化する：各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化する。
（５）係数抑制後の高周波サブバンド及び係数強化後の低周波サブバンドをウェーブレット復元して、バックグラウンド抑制後の欠陥画像を得る。
上記実施形態において、該画像取得／処理手段は、ウェーブレット分解／処理モジュールと、ウェーブレット復元モジュールと、を含む。該ウェーブレット分解／処理モジュールは、該画像データをマルチレベルのウェーブレット分解後に、一連の高周波サブバンドと低周波サブバンドを得て、各レベルの複数の方向の高周波サブバンドを係数平滑化処理し、各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化処理するのに用いられる。該ウェーブレット復元モジュールは、処理後の高周波サブバンドと処理後の低周波サブバンドをウェーブレット復元して、バックグラウンド抑制後の欠陥画像データを得るのに用いられる。

本発明は、簡単で高効率な表示パネルのバックグラウンド抑制方法を提供し、バックグラウンドテクスチャを抑制すると同時に、元の欠陥のコントラストを保持でき、従来のフィルタリング方法又はバックグラウンドフィッティング方法では、バックグラウンドの抑制と欠陥の保持を両立できなかった欠点を克服でき、同時に、マルチスケールマルチ解像度処理は、従来の方法では、シングルスケールシングル解像度処理においてのみテクスチャ抑制効果が悪かった欠点を克服できる。

図１は、本発明の実施形態が提供する表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法のフロー図であり、該方法は、以下のステップを含む。
ステップＳ１０１：例えば、白、灰、赤、緑、青等のモードのドットスクリーン画像である、表示パネルのドットスクリーンモードの画像を取得する。図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、取得した表示パネルのドットスクリーン画像は、規則的に配列するテクスチャバックグラウンドを示し、テクスチャ間隔周期は基本的に一定である。

ステップＳ１０２：ウェーブレット分解レベル数Ｊ、ガウスフィルタカーネル標準偏差パラメータｓｉｇｍａ、フィルタカーネルサイズパラメータｓｉｚｅを計算する。具体的な計算方法は以下の通りである。

（１）ウェーブレット分解レベル数Ｊの計算：ドットスクリーン画像の水平テクスチャ周期をＴＷとし、垂直テクスチャ周期をＴＨとし、水平又は垂直テクスチャ周期は、直接ドットスクリーン画像からテクスチャ周期に基づき確定でき、ウェーブレット分解レベル数Ｊは、
と表し、ここでｃｅｉｌは、ある数以上の最小の整数である。例えば、図３（ａ）の水平及び垂直テクスチャ周期は９であり、ウェーブレット分解レベル数Ｊ＝４であり、図４（ａ）の水平及び垂直テクスチャ周期は６であり、ウェーブレット分解レベル数Ｊ＝３である。説明が必要なこととして、ウェーブレット分解レベル数Ｊは、公式
を用いて計算することもできる。
（２）ガウスフィルタカーネル分散及びサイズパラメータは、自己適応計算方法を採用し、異なるレベル数のウェーブレットサブバンドは、異なるガウスフィルタカーネルパラメータを採用する。具体的には、
[外２]

ステップＳ１０３：画像をＪレベルのウェーブレット分解し、ウェーブレット高周波数及び低周波数サブバンドを計３＊Ｊ＋１個得る。各レベルの画像は、ウェーブレット変換後、近似サブバンドＡ、水平サブバンドＨ、垂直サブバンドＶ及び対角サブバンドＤの４つのサブバンドからなり、近似サブバンドは、画像の基本情報を表し、画像の輝度全体の変化傾向を反映し、Ｈ、Ｖ及びＤの３つのサブバンドは、画像の高周波情報を表し、画像の輝度の突然変化及び詳細情報を反映し、画像のテクスチャバックグラウンドは、ウェーブレット周波数域において、通常、高周波情報であり、主に、ウェーブレット高周波サブバンドに分布し、対応するウェーブレット係数は大きく、したがって、ウェーブレット高周波サブバンドにおいてガウスローパスフィルタリング方法（フィルタは、ガウスローパスフィルタを含むが、これに限定しない）を用いて、テクスチャ情報を反映したウェーブレット係数を抑制し、テクスチャバックグラウンドを除去する目的を達成できる。

ここで、第ｊレベルのウェーブレットサブバンドは、以下のように示すことができる。
φ及びψは、それぞれスケール関数及びウェーブレット関数であり、ｆは、ｊ−１レベルのウェーブレット近似サブバンドであり、近似サブバンドは、低周波サブバンドとも称し、
[外３]
は、それぞれ第ｊレベルのウェーブレット分解した近似サブバンド、水平サブバンド、垂直サブバンド及び対角サブバンドであり、ｊ＝1，２・・・，Ｊである。
ステップＳ１０４：高周波サブバンド係数の抑制。
［外４]

ステップＳ１０５：低周波サブバンド係数の強化。
ウェーブレット分解後の最後のレベルの低周波サブバンド及び各レベルのウェーブレット復元後のサブバンドをヒストグラム平坦化強化し、画像強化方法は、ヒストグラム平坦化方法を含むがこれに限定しない。ウェーブレット低周波サブバンドは、画像全体の輝度の変化傾向を反映し、ムラ欠陥自身のコントラストも低く、直接復元する方法を採用した場合、テクスチャを抑制すると同時に、必然的に欠陥のコントラストも低下することになり、後続の方法の欠陥の分割及び識別に大きく影響する。ウェーブレット低周波サブバンドを強化して、画像のコントラストを更に上げることができ、欠陥の分割及び識別に有利である。

ステップＳ１０６：係数抑制後の高周波サブバンド及び係数強化後の低周波サブバンドをウェーブレット復元して、バックグラウンド抑制後の欠陥画像を得る。

図３と図４を結合するとわかるように、本発明のバックグラウンド抑制方法によって、画像テクスチャバックグラウンドは基本的に良好に除去されると同時に、欠陥部分も強化される。図２のウェーブレット分解概略図も本発明のマルチスケールマルチ解像度多方向のウェーブレット変換を用いて、バックグラウンドを抑制する有効性を更に説明しており、バックグラウンドテクスチャを画像から分離することができ、高周波サブバンドのテクスチャ情報を抑制すると同時に低周波サブバンドの画像の基本情報に影響しない。

本発明の実施形態が提供する表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法は、点、線、ムラ欠陥等の多くの欠陥を複雑なテクスチャバックグラウンドから抽出して、欠陥コントラストが高く、バックグラウンド分布が均一な画像を得ることができ、表示パネルの自動光学検出を実現するために、良好な基礎となる。

当業者は、上述は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではないことを容易に理解し、本発明の精神と原則内で行われた補正、等価置換及び変更等は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims (10)

1. Ｓ１：表示パネルの画像を取得するステップと、
   Ｓ２：前記画像をマルチレベルのウェーブレット分解した後、一連の高周波サブバンド及び低周波サブバンドを得るステップと、
   Ｓ３：各レベルの複数の方向の高周波サブバンドを係数平滑化処理し、各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化するステップと、
   Ｓ４：処理後の高周波サブバンド及び処理後の低周波サブバンドをウェーブレット復元し、バックグラウンド抑制後の欠陥画像を得るステップと、を含み、
   ステップＳ１の後、且つ、ステップＳ２の前に、ウェーブレット分解レベル数Ｊを得るステップを更に含み、
   ここで、ウェーブレット分解レベル数
   であり、ＴＷは画像の水平方向に表示されるテクスチャ間隔周期であり、ＴＨは垂直方向に表示されるテクスチャ間隔周期であり、ｃｅｉｌは、ある数以上の最小の整数であることを特徴とする表示パネルの自動光学検出におけるバックグラウンド抑制方法。
2. 前記画像は、純色画像であることを特徴とする請求項１に記載のバックグラウンド抑制方法。
3. 前記純色画像は、ピュアホワイトの画像であるか、ピュアグレーの画像であるか、ピュアレッドの画像であるか、ピュアグリーンの画像であるか、ピュアブルーの画像であることを特徴とする請求項２に記載のバックグラウンド抑制方法。
4. ステップＳ２において、画像をＪレベルのウェーブレット分解後に、高周波数サブバンド及び低周波数サブバンドを計３＊Ｊ＋１個得て、
   高周波数サブバンドは、水平サブバンドＨ、垂直サブバンドＶ及び対角サブバンドＤを含み、低周波数サブバンドは、近似サブバンドＡを含み、ここで、第ｊレベルのウェーブレットサブバンドは、以下のように示され、
   
   φ及ψは、それぞれスケール関数及びウェーブレット関数であり、ｆはｊ−１レベルのウェーブレット近似サブバンドであり、近似サブバンドは、低周波サブバンドとも称し、
   
   
   は、それぞれ第ｊレベルのウェーブレット分解した近似サブバンド、水平サブバンド、垂直サブバンド及び対角サブバンドであり、ｊ＝1，２…，Ｊであることを特徴とする請求項１に記載のバックグラウンド抑制方法。
5. ステップＳ３において、ガウスローパスフィルタリング方法を用いて前記高周波サブバンドを係数平滑化し、ここで、異なるレベル数の高周波サブバンドは、異なるガウスフィルタカーネルパラメータを採用し、前記ガウスフィルタカーネルパラメータは、
   
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバックグラウンド抑制方法。
6. ガウスローパスフィルタリング後の画像
   
   は、第ｊレベルのウェーブレットサブバンドが対応するガウスローパスフィルタであり、＊＊はフィルタ畳み込み操作であることを特徴とする請求項５に記載のバックグラウンド抑制方法。
7. ステップＳ３において、ヒストグラム平坦化方法を用いて各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化処理することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバックグラウンド抑制方法。
8. ステップＳ４において、欠陥画像は、
   
   であり、ｍ、ｎは、第ｊレベルのウェーブレットサブバンド画像の幅と高さであることを特徴とする請求項７に記載のバックグラウンド抑制方法。
9. 光源と、カメラグループと、該カメラグループと交互に行う画像取得／処理手段と、を含み、前記画像取得／処理手段は、請求項１〜４のいずれかに記載の方法を用いて、表示パネルから取得した画像データをバックグラウンド抑制処理することを特徴とする表示パネルの自動光学検出装置。
10. 前記画像取得／処理手段は、
    前記画像データをマルチレベルのウェーブレット分解後に、一連の高周波サブバンドと低周波サブバンドを得て、各レベルの複数の方向の高周波サブバンドを係数平滑化処理し、各レベルの低周波サブバンドをコントラスト強化処理するのに用いられるウェーブレット分解／処理モジュールと、
    処理後の高周波サブバンドと処理後の低周波サブバンドをウェーブレット復元して、バックグラウンド抑制後の欠陥画像データを得るのに用いられるウェーブレット復元モジュールと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の検出装置。