基于结构光的偏光片外观缺陷检测技术研究

发布时间：2017-07-27 18:04

  本文关键词：基于结构光的偏光片外观缺陷检测技术研究

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【摘要】：作为液晶面板重要组成部分,偏光片的外观缺陷对液晶面板质量有直接的影响。现阶段,偏光片外观缺陷主要依赖人工检测方法,人工检测主观性强,检测效率低。目前广泛使用的AOI(Automatic Optic Inspection)偏光片在线检测系统,检测精度不能满足要求。因此研究精度高、速度快的离线自动检测技术,对相关产业发展有重要的意义。偏光片内部透明缺陷在传统的均匀光照明条件下,成像对比度很低甚至难以成像,因而难以检测,目前尚无有效的检测方法。针对这些特殊的缺陷,本文采用结构光照明方法,使得透明缺陷成像对比度得到了大幅度提高,从而大大简化了后续的图像处理算法。本文基于APG(Accelerated Proximal Gradient)算法和IALM(Inexact Augmented Lagrange Multiplier method)算法,分别实现了RPCA(Robust Principal Component Analysis)图像处理算法与缺陷识别与提取。并且开展了APG加速算法的研究,使得经典的APG算法速度提升了一倍,达到了和最新的IALM算法相同的运行速度,在图像秩为600以下的情况下,加速的APG比IALM算法还要快。首次将过度曝光技术应用于偏光片透明外观缺陷检测,缺陷成像对比度有了提高。针对结构光过度曝光图像的特点,即白条纹灰度值更高而黑条纹灰度更低,缺陷的灰度值同样会更高,反应在其灰度直方图呈现明显的双峰特征,本文设计并实现了列均值阈值法、列均值异常波形检测法、孔洞填充模板法。这三种算法针对性较强,算法简单,对于2592*1942大小的图像检测时间均在1s左右。基于LabVIEW和Vision Development Module(VDM)平台,编程实现了上述图像处理算法,分别对采用结构光成像和结构光过度曝光法获取的缺陷图像进行了自动识别与缺陷特征信息提取。实验测试了104个偏光片透明缺陷样品,自动曝光图片使用RPCA算法检测准确率达到100%,过度曝光使用相应的三种图像处理算法检测准确率为99%,虽然后者的准确率不如前者,但是过度曝光以及相应算法使用的运行时间具有较大优势,过度曝光的相应算法比RPCA算法速度快10倍左右。实验结果表明本文使用的结构光与结构光过度曝光检测法,以及相应的图像处理算法,有效解决了偏光片透明缺陷检测的难题。并且本文所用的所有检测方法同样适用于其它类似薄膜产品的缺陷检测。
【关键词】：偏光片缺陷检测 结构光 过度曝光 透明缺陷 机器视觉
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TH74
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 偏光片简介8-9
• 1.2 偏光片应用与行业发展9
• 1.3 偏光片外观缺陷9-11
• 1.4 缺陷检测难点11-14
• 第2章 偏光片外观缺陷检测技术研究进展14-22
• 2.1 机器视觉检测技术14-15
• 2.2 在线检测技术-AOI15-16
• 2.3 偏光片外观缺陷离线检测技术16-19
• 2.4 结构光检测技术19-22
• 第3章 偏光片检测系统设计22-31
• 3.1 透明缺陷成像增强光源照明设计22-23
• 3.2 照明系统实现23
• 3.3 相机的选型23-24
• 3.4 镜头的选型24-25
• 3.5 检测系统实物25-27
• 3.6 结构光条纹宽度27-28
• 3.7 主动光扫描法28-31
• 第4章 基于RPCA的缺陷图像分析与处理31-47
• 4.1 偏光片结构光缺陷图片的特点31
• 4.2 RPCA原理31-33
• 4.3 RPCA的求解方法33-36
• 4.3.1 APG算法33-35
• 4.3.2 IALM算法35-36
• 4.4 APG算法的优化36-38
• 4.5 基于RPCA的偏光片缺陷检测38-42
• 4.6 缺陷识别与提取42-46
• 4.6.1 二值化42-43
• 4.6.2 开运算43-44
• 4.6.3 缺陷二维信息提取44-46
• 4.7 总结46-47
• 第5章 基于过度饱和成像检测技术47-67
• 5.1 结构光过度曝光47-50
• 5.2 偏光片的结构光过度曝光图片特点50-51
• 5.3 列均值阈值法51-57
• 5.4 列均值异常波峰检测法57-62
• 5.5 孔洞填充模板法62-67
• 第6章 总结与展望67-70
• 6.1 总结67-69
• 6.2 论文创新点69
• 6.3 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间的研究成果75

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本文编号：582667