关键词:
Micro-LED缺陷
机器视觉
图像处理
缺陷检测系统
摘要:
随着科技的高速发展,虚拟现实(Virtual Reality,VR)与增强现实(Augmented Reality,AR)已经成为新的热点领域。Micro-LED(Micro Light Emitting Diode)微型显示器是ARVR硬件设备的核心部件。缺陷检测效果直接影响着Micro-LED微型显示器的产品质量,而传统的人工目视检测方法已无法满足Micro-LED对于高精度、高智能、高效率的检测需求。因此,本文结合具体的Micro-LED缺陷检测项目,对现有的机器视觉检测技术进行了研究,设计了一套Micro-LED缺陷检测系统,主要研究内容如下:
1)视觉检测方案设计:在充分分析产品特性和检测机构的基础上,设计了缺陷检测流程,流程分成两个阶段:标准片对焦定位阶段、产品检测阶段。并搭建了视觉检测系统的硬件平台。
2)标准片自动对焦方案设计:针对切换不同型号产品需手动对焦,效率低、误差大的问题。设计了基于对焦深度方法的对焦方案,首先针对传统的清晰度评价算法在定位照片上存在敏感差、速度慢等问题,设计了基于高亮区域的Brenner清晰度评价算法。然后,针对传统爬山搜索算法易受噪声影响而陷入局部极值难以跳出的问题,设计了粗精结合爬山搜索算法。最后,在硬件平台上进行了自动对焦测试实验,实验结果表明:算法成功率高,稳定性好,对焦图像清晰度高。
3)点缺陷和线缺陷检测方法设计:根据产品像素周期排列的特点,设计了针对点、线的领域对比度检测方法,该方法能有效抑制背景纹理的干扰,并凸显缺陷不良。该方法有效解决了对小而淡的点缺陷、淡而薄的线缺陷不敏感而产生的漏检问题。
4)Mura缺陷检测方法设计:针对微弱Mura缺陷检测难题,设计了预估Mura候选区域和领域对比度筛选检测方法。首先,采用了离散余弦变换方法来重构背景,消除亮度不均等干扰。然后引入基于Otsu的双分段指数变换对差分图像进行增益,该方法能极大增强Mura区域的对比度和轮廓度。最后,通过设计的区域生长算法精准确的分割Mura候选区域。该方法有效解决了对于不同尺寸微弱Mura缺陷检出困难的问题。
5)检测软件设计与实验:开发了Micro-LED缺陷检测自动检测软件,并对Micro-LED显示屏进行了在线检测实验。实验结果表明,点线检出率>99.98%,过判率<2%;Mura检出率>97%,过判率<5%,缺陷检测系统满足客户的检测需求。