LED晶圆片的快速模板匹配算法研究

摘要

作为LED生产流程中后封装的设备的重要环节，LED自动探针台的任务主要是完成LED晶片的检测。其中图像处理作为自动化探针台重要的一项技术环节，具有非常重要的地位。国内探针台系统的自动化水平低，相比国外一流公司的产品显得竞争力不足，很大程度上因为视觉算法水平不够高，而其中图像匹配的核心算法更是短板中的短板了。
　　本文针对LED探针台特定的应用场景，分析了LED晶片匹配实际工业要求，设计了一种能实现多个LED晶片的准确定位的快速图像匹配算法。该算法可以达到亚像素级别的图像匹配精度，而且匹配速度能满足实际工业需求。本文算法把算法分初级匹配和精确匹配两个阶段。在初级匹配阶段，本文比较了多种不同的匹配算法，最终设计了基于优化的边缘相位相关的算法，求取LED目标晶片大致坐标位置，通过截取子图的方式，把一对多的匹配问题转化成了一对一的匹配问题。而精确匹配阶段通过基于快速傅里叶变换的求解算法，求得旋转角和精确的匹配位置，最终通过特点的坐标映射关系，把目标的中心点坐标求出来。并且本文对提高匹配速度的金字塔算法和提高匹配精度的曲面拟合算法进行了特定的优化，以提升算法性能。本文还搭建了算法的软件构架，对图像匹配算法进行封装，完成了针对LED晶片自动探针台进行目标识别的软件设计工作。
　　最后，本文利用LED自动探针台获取的多组图像，对算法进行测试，实验表明，该算法基本符合该项目的要求。跟国外商业软件Evision对比，本文算法得到的结果最大位置偏差小于一个像素，并且旋转角最大误差小于1.1°。并且本文算法具有抗噪能力强，对光照变化不敏感等优点，是一种理想的匹配算法。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 本课题研究的目的与意义

1.3 国内外相关技术的发展现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 LED晶圆片初级匹配算法研究

2.1 算法流程

2.2 初级定位相似度标准

2.3 模板补零的策略以及峰值点意义

2.4 子图截取方法及误差估计

2.5 本章小结

第3章 LED晶圆片精确匹配算法研究

3.1 旋转角计算

3.2 旋转插值

3.3 本章小结

第4章 LED晶圆片高速度和高精度算法研究

4.1 高速算法

4.2 高精度算法

4.3本章小结

第5章 算法性能测试与软件架构

5.1 算法软件架构及界面

5.2 稳定性测试

5.3 可靠性测试

5.4 匹配精度

5.5 匹配耗时

5.6本章小结

结论

参考文献

声明

致谢