KR20050052046A - 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라인결함을 자동으로 검출하기 위한 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법을 제공한다. 그 라인결함 검출방법에 있어서: 라인결함의 검출을 위해서 수평방향과 수직방향 각각에 대해 입력영상을 몇 개의 세그먼트(segment)로 분할하는 단계; 각 세그먼트 내부에서 각각의 라인의 평균을 구하는 단계; 해당 라인에 속하는 화소값을 상기 구해진 평균값으로 대치하는 단계; 그 대치된 평균값들에 의한 영상에 있어서 라인 형태의 패턴의 주기는 셀간 주기로 하고, 특정 라인의 화소값(f_diff(x,y))은, 수직라인 또는 수평라인에 따라 좌우 또는 상하로 1주기만큼 떨어진 라인의 화소값과의 차이로 디퍼런스 영상을 산정하여 패턴을 제거하는 단계; 각 세그먼트별로 기설정된 상하의 임계값과 비교하여 그 범위밖일 때에 비정상 라인으로 판별하는 라인불량판별단계; 그리고, 상기 라인불량판별단계에서 검출된 라인결함들이 각각의 주기와 동일한 간격으로 존재하는 경우에 그 라인결함이 있는 위치에서 주기의 배수만큼 떨어진 곳 중 결함이 아닌 가장 가까운 픽셀과 라인결함이 있는 픽셀 값의 차를 구하여 라인 프로젝션을 한 결과, 구한 프로젝션 값의 절대값을 비교하여 큰 것과 작은 것의 차이가 일정 수준보다 크면 프로젝션 값의 절대값이 작은 것은 고스트로 판단하고 제거하는 고스트제거단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법{method for detecting line defects in a light-related plate element for a flat panel}

본 발명은, 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 게이트 전압의 이상 혹은 기타 요인에 의해서 LCM 등의 패널에서 가로 혹은 세로방향으로 화소들이 연속적으로 비정상 밝기값을 가지는 라인결함을 자동으로 검출하기 위한 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법에 관한 것이다.

현재, LCD, PDP 등의 플랫패널은 유리기판이나 광학문양판 등의 광관련판요소를 적층/포함하여 구성되며, 그 광관련판요소 각각 또는 적층된 상태에 따라 제조 과정중에서 여러 종류의 불량들이 나타난다. 즉, 화면의 색깔이 고르지 않거나 먼지부착, 크랙, 스크래치 등의 결함(흠)에 따라 점결함, 선결함, 블록형태 등의 특정형태의 정형성 얼룩, 테두리가 불분명한 부정형성 얼룩 등의 다양한 불량이 나타나게 된다.

이러한 광관련판요소의 불량을 판별하는 데에는 통상 육안에 의해 검사하여 판별하고 있어, 검사의 생산성과 정확성이 저하될 뿐만 아니라, 많은 비용이 소비되며, 불량 검출시 재현성이 부족하다. 따라서 객관적이면서도 비용절감 효과를 얻기 위해서는 자동 검사시스템의 도입이 반드시 필요하다.

이와 같이 자동검사시스템은, 고도의 컴퓨터비전 기술과 고속 영상처리 알고리즘 이용하여 실시간으로 재현성 있게 처리함으로써 생산성의 향상뿐만 아니라 효율적인 품질관리가 가능하게 된다. 그러나, 고해상도로 영상을 획득하여 영상처리를 이용함에 있어서, 몇 가지 어려움이 따르는데, 첫째로 패널 자체의 휘도 레벨이 전면에 걸쳐 비선형적으로 나타나며, 패널에 신호가 인가된 후에도 활성화 시간에 따라 휘도 분포가 변하게 된다는 것이다. 둘째, 배경조명(back light)의 위치와 확산 시트 등의 내부 구조에 따라 모델별로 각각 다른 영상 특성을 가지게 된다. 이러한 어려움으로 인해서 일반적인 에지 연산자 등의 영상 분할 기법을 적용하기가 힘들다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)용 반제품 혹은 완제품의 자동검사를 위한 영상처리 알고리즘에 관한 것으로, 기존의 육안 검사에 의존하는 검사공정을 고도의 컴퓨터비전 기술과 고속 영상처리 알고리즘을 이용하여 실시간으로 재현성 있게 처리함으로써 생산성의 향상뿐만 아니라 효율적인 품질관리를 가능하게 하는 데에 그 주된 목적이 있으며, 이를 위해 본 발명은, 고해상도로 획득된 영상으로부터 LCD, PDP 등의 플랫패널의 광관련판요소의 라인결함, 즉, 게이트 전압의 이상 혹은 기타 요인에 의해서 LCM 등의 패널에서 가로 혹은 세로방향으로 화소들이 연속적으로 비정상 밝기값을 가지는 라인결함을 자동으로 검출하기 위한 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법을 제공한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법은, 고해상도로 획득된 영상으로부터 LCD, PDP 등의 플랫패널의 광관련판요소의 라인결함을 수평라인과 수직라인 각각에 대해 검출하기 위한 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법에 있어서: 라인결함의 검출을 위해서 수평방향과 수직방향 각각에 대해 입력영상을 몇 개의 세그먼트(segment)로 분할하는 단계; 각 세그먼트 내부에서 각각의 라인의 평균을 구하는 단계; 해당 라인에 속하는 화소값을 상기 구해진 평균값으로 대치하는 단계; 그 대치된 평균값들에 의한 영상에 있어서 라인 형태의 패턴의 주기는 셀간 주기로 하고, 특정 라인의 화소값(f_diff(x,y))은, 수직라인 또는 수평라인에 따라 좌우 또는 상하로 1주기만큼 떨어진 라인의 화소값과의 차이로 디퍼런스 영상을 산정하여 패턴을 제거하는 단계; 각 세그먼트별로 기설정된 상하의 임계값과 비교하여 그 범위밖인 때에 비정상 라인으로 판별하는 라인불량판별단계; 그리고, 상기 라인불량판별단계에서 검출된 라인결함들이 각각의 주기와 동일한 간격으로 존재하는 경우에 그 라인결함이 있는 위치에서 주기의 배수만큼 떨어진 곳 중 결함이 아닌 가장 가까운 픽셀과 라인결함이 있는 픽셀 값의 차를 구하여 라인 프로젝션을 한 결과, 구한 프로젝션 값의 절대값을 비교하여 큰 것과 작은 것의 차이가 일정 수준보다 크면 프로젝션 값의 절대값이 작은 것은 고스트로 판단하고 제거하는 고스트제거단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

검사가 가능한 플랫패널용 광관련판요소는, TFT-LCD 완제품 및 BLU, 확산판 등의 LCD 반제품, 유기 EL, PDP 등이며, 그 외에도 ITO Glass, 광학 Film 계열에도 적용이 가능하다. 플랫패널용 제품군에 관련된 영상은 획득이 어려울 뿐 아니라 획득 영상이 고해상도이며 영상 내부에서 비선형적인 휘도 변화를 가지므로 본 발명에서는 영상개선을 위한 전처리와 후처리 기술, 실시간 검사를 위한 고속 검사 알고리즘의 사용을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법이 흐름도로 도시된다.

도 1에서 본 발명의 일실시예에 따른 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법은, 취득한 영상의 입력단계(단계S1), 세그먼트설정단계(단계S2), 세그먼트별 라인 평균 산정 단계(단계S3), 평균을 화소값으로 대치하는 단계(단계S4), 패턴 주기 및 화소값 차이 산정 단계(디퍼런스영상생성단계)(단계S5), 어댑티브 멀티레벨 쓰레솔딩에 의한 라인불량판별단계(단계S6), 및 고스트 제거단계(단계S7)를 포함하여 구성되며, 최종적으로 고스트가 제거된 결함이 분석된 후, 그 결과들은 출력저장된다(단계S8 및 단계9).

이러한 일련의 과정이 고해상도로 획득된 영상으로부터 수평라인과 수직라인 각각에 대해 수행되는 것으로, 먼저, 취득한 영상이 입력되면, 세그먼트설정단계에서 라인결함의 검출을 위해서 수평방향과 수직방향 각각에 대해 입력영상을 몇 개의 세그먼트(segment)로 분할한다. 이와 같이 분할함으로써 세그먼트별 임계값을 다르게 설정하여 판별하는 것에 의해 더 정확하게 라인결함을 검출할 수 있게 된다. 즉, 영상획득 카메라와 LCD, PDP 등의 플랫패널의 광관련판요소 자체의 특성, 잡음 등의 영향으로 밝기값이 영향을 받으므로 외부 영향에 항상성을 가지는 임계값의 결정이 필요할 뿐만 아니라, 영상 내부의 휘도변화 등을 고려하여 특정한 크기의 세그먼트로 영상을 분할하여 불량을 판별하는 것이 바람직하다.

그 뒤, 각 세그먼트 내부에서 각각의 라인의 평균을 구하고, 이와 같이 구하여진 평균값을 해당 라인에 속하는 화소값으로 대치함으로써 라인결함의 경우 결함을 나타내는 값이 누적되게 되어 라인결함이 더욱 효율적으로 검출될 수 있게 된다.

또, 획득한 영상은, LCD, PDP 등의 플랫패널에서 하나의 화소가 3개의 부화소 R(Red), G(Green), B(Blue)로 구성되어 대부분 주기적인 패턴을 포함하는 것으로, 라인결함을 검출하기 위해서는 위와 같은 패턴을 제거하는 것이 필요하다. 따라서, 그 대치된 평균값들에 의한 영상에 있어서 라인 형태의 패턴의 주기는 셀간 주기(Tx, Ty)로 하고, 특정 라인의 화소값(f_diff(x,y))은, 수직라인 또는 수평라인에 따라 좌우 또는 상하로 1주기만큼 떨어진 라인의 화소값과의 차이로 디퍼런스 영상을 산정함으로써 패턴이 제거되게 된다. 즉, 패턴을 제거하는 단계에서, 특정 라인의 화소값(f_diff(x,y))은, 일예를 들면, diff[f(x,y),f(x-Tx,y),f(x+Tx,y)]+DCbias에 의해 결정되며, 여기서 diff[]는, diff(a,b,c)=(2*a-(b+c))/2로 정의되고, DCbias는 음수를 제거하기 위한 일정한 값이다. 예를 들어, 8비트를 한 화소에 할당시 255 그레이스케일로 휘도가 구별되고, 눈에 민감한 중간의 128에 해당하는 휘도신호를 인가하는 것이 바람직하다. 이와 같이 휘도신호를 인가하여도 전 화면의 휘도가 다르게 나타나고, 또, 종별에 의해서도 휘도가 달라지므로, diff[f(x,y), f(x-Tx,y), f(x+Ty,y)]는 음수의 값을 가질 수 있다. 따라서, 예를 들어 그레이스케일로 128에 해당하는 값을 DCbias로 하여 더함으로써 음수의 발생을 배제한 디퍼런스 영상을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 하여 디퍼런스 영상이 생성되면, 라인불량판별단계에서 각 세그먼트별로 기설정된 상하의 임계값과 비교하여 그 범위밖인 때에 비정상 라인으로 판별한다.

이때, 세그먼트 내부의 통계값을 바탕으로 자동으로 임계값을 설정해 주는 어댑티브 멀티레벨 쓰레쏠딩(Adaptive multi-level thresholding) 알고리즘을 사용하는 것이 바람직하다. 그 어댑티브 멀티레벨 쓰레쏠딩 알고리즘은, 강한 결함의 영향으로 국부적인 창(local window) 내부의 약한 결함이 검출되지 않는 현상을 보완하기 위해 2중으로 수행하게 되는데, 세그먼트 내부에서 히스토그램 분포의 평균으로부터 통계적 수치를 고려하여 두 개의 임계값을 자동으로 설정한다. 이 때 임계값(V_TH)은[m_e±kσ]에 의해 결정되며, 여기서 m_e는 예측된 세그먼트의 평균 밝기값이고, σ는 현재 세그먼트의 표준편차를 나타낸다. 그리고 k 값은 검출 강도를 조정하기 위한 사용자 파라메터이다. 이와 같이 함으로써 특정 크기의 세그먼트의 통계값을 바탕으로 기설정된 검출강도에 따라 자동으로 세그먼트별 임계값이 설정되어 라인결함이 판별되게 된다.

이와 같이 하여 라인결함들이 판별되면, 그 라인결함들중에는 디퍼런스 영상의 생성시 알고리즘 특성상 실제 결함이 아닌 고스트(ghost)가 반드시 존재하게 되므로, 상술한 라인결함판별단계이후에 고스트제거단계를 수행함으로써 실제 결함인 라인결함들만이 검출되게 된다. 일예로 그 고스트제거단계는, 상기 라인불량판별단계에서 검출된 라인결함들이 각각의 주기와 동일한 간격으로 존재하는 경우에 그 라인결함가 있는 위치에서 주기의 배수만큼 떨어진 곳 중 결함이 아닌 가장 가까운 픽셀과 라인결함이 있는 픽셀 값의 차를 구하여 라인 프로젝션을 한 결과, 구한 프로젝션 값의 절대값을 비교하여 큰 것과 작은 것의 차이가 일정 수준보다 크면 프로젝션 값의 절대값이 작은 것은 고스트로 판단하고 제거하는 것이다.

이와 같이 하여 자동으로 라인결함들을 검출함으로써 보다 효율적이고도 정확하게 라인결함들이 검출될 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 방법은, 본 출원인은 개발하여 2002.03.04일자출원번호 제2002-11358호로 출원한 감응식 플랫패널용 광관련판요소의 검사장치와 같이 구성되는 시스템들에 의해 수행될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법의 구성과 작용에 의하면, 고해상도로 획득된 영상으로부터 LCD, PDP 등의 플랫패널의 광관련판요소의 라인결함, 즉, 게이트 전압의 이상 혹은 기타 요인에 의해서 LCM 등의 패널에서 가로 혹은 세로방향으로 화소들이 연속적으로 비정상 밝기값을 가지는 라인결함을 자동으로 검출할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

S1: 영상 입력단계 S2: 세그먼트설정단계

S3: 세그먼트별 라인 평균 산정단계 S4: 화소값 대치단계

S5: 디퍼런스영상생성단계 S6: 라인불량판별단계

S7: 고스트 제거단계 S8: 결함분석단계

S9: 결과출력저장단계

Claims (3)

1. 고해상도로 획득된 영상으로부터 LCD, PDP 등의 플랫패널의 광관련판요소의 라인결함을 수평라인과 수직라인 각각에 대해 검출하기 위한 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법에 있어서:

   라인결함의 검출을 위해서 수평방향과 수직방향 각각에 대해 입력영상을 몇 개의 세그먼트(segment)로 분할하는 단계;

   각 세그먼트 내부에서 각각의 라인의 평균을 구하는 단계;

   해당 라인에 속하는 화소값으로 상기 구해진 평균값으로 대치하는 단계;

   그 대치된 평균값들에 의한 영상에 있어서 라인 형태의 패턴의 주기는 셀간 주기로 하고, 특정 라인의 화소값(f_diff(x,y))은, 수직라인 또는 수평라인에 따라 좌우 또는 상하로 1주기만큼 떨어진 라인의 화소값과의 차이로 디퍼런스 영상을 산정하여 패턴을 제거하는 단계;

   각 세그먼트별로 기설정된 상하의 임계값과 비교하여 그 범위밖인 때에 비정상 라인으로 판별하는 라인불량판별단계; 그리고,

   상기 라인불량판별단계에서 검출된 라인결함들이 각각의 주기와 동일한 간격으로 존재하는 경우에 그 라인결함가 있는 위치에서 주기의 배수만큼 떨어진 곳 중 결함이 아닌 가장 가까운 픽셀과 라인결함이 있는 픽셀 값의 차를 구하여 라인 프로젝션을 한 결과, 구한 프로젝션 값의 절대값을 비교하여 큰 것과 작은 것의 차이가 일정 수준보다 크면 프로젝션 값의 절대값이 작은 것은 고스트로 판단하고 제거하는 고스트제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 라인불량판별단계가, 특정 크기의 세그먼트의 통계값을 바탕으로 기설정된 검출강도에 따라 자동으로 세그먼트별 임계값을 설정하여 라인결함을 판별하는 단계인 것을 특징으로 하는 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 패턴을 제거하는 단계에서, 특정 라인의 화소값(f_diff(x,y))은, f_diff(x,y)=diff[f(x,y),f(x-Tx,y),f(x+Tx,y)]+DCbias에 의해 결정되며, 여기서 diff[]는, diff(a,b,c)=(2*a-(b+c))/2로 정의되는 것을 특징으로 하는 플랫패널용 광관련판요소의 라인결함 검출방법.