基于数字图像处理的水晶晶片缺陷检测

摘要

现代社会中，种类繁多的电子产品使人们的日常生活变得多姿多彩，而这些电子产品中几乎都离不开晶振电路，晶振作为一种使用广泛、价格低廉、频率稳定性好的振荡电路组成，由于各种缺陷、特别是微小缺陷的存在，极大限制了它的使用范围，提高了使用成本。而传统晶片缺陷检测方法不尽如人意：精度高的检测方法检测速度慢，并且设备成本高，检测速度快的方法，检测精度又不能满足要求。因而实现更快的速度和更高的灵敏度检测各种缺陷，同时保证低成本，一直以来都是国内外研发人员努力的目标，因此，本课题的研究内容具有很强的应用价值和广泛的应用前景 本论文首先简单介绍了传统的晶片缺陷检测方法，分析利弊，分析并选择了摄像机，设计基于数字图像处理的晶片缺陷检测系统，设计光源与照明方案，搭建图像采集平台，对图像进行采集，之后研究各种图像处理算法。为了精确检测出微小缺角，提出了一种在Hough粗求角度的基础上精确求晶片倾斜角度的方法。经过验证，角度误差小于0.5°，远远小于Hough变换的误差2°-3°。同时对传统的Hough变换算法进行改进，改进后的Hough变换抗干扰能力更强。并且发现了传统Hough变换在定义层面上的欠缺。 裂纹检测过程中提出了一种递归调用的边界长度搜索算法，用来求裂纹边长，代码紧凑，精炼。 本课题中提出的算法，最终能够实现对于微小缺角、裂纹、污垢的精确检测。 其中模式识别的算法研究与实现是在Visual C++6.0环境下实现的，是本文中的难点部分。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1传统的晶片缺陷检测技术概述以及优缺点分析

1.2基于数字图像处理的水晶晶片缺陷检测方法

1.3本文主要工作介绍及一点心得

2晶片缺陷检测系统各部分的选择和设计

2.1摄像机的选择

2.2光源的选择和设计过程

2.2.1光源的选择

2.2.2照明方案设计原则

2.2.3光源的最终确定方案

2.3软件触发部分

2.4图像处理与模式识别

2.5软件构架的设计理由

2.6系统工作原理以及流程图

2.7本章小结、个人心得

3基于Visual C++6.0的图像预处理

3.1 Visual C++6.0集成开发环境(IDE)简介

3.2构建自己的DIB文件库

3.3 BitBlt()系统函数法转24位真彩色位图为8位灰度图

3.4空间域的图像平滑滤波

3.4.1噪声消除法

3.4.2模板平滑

3.4.3改进的中值滤波

3.4.5去噪声方法对比、小结

3.5常用的边缘检测算子

3.5.1 Roberts边缘检测

3.5.2 Sobel边缘检测

3.5.3 Prewitt边缘检测

3.5.4 Kirsch边缘检测

3.5.5高斯-拉普拉斯算子

3.5.6梯度边缘检测和改进的梯度边缘检测

3.5.7各种边缘检测的效果比较、小结

3.6图像二值化

3.6.1简单二值化

3.6.2大津法二值化

3.6.3自动阈值分割

3.6.4局部阈值分割

4缺角的精确检测和模式识别

4.1缺角的检测方法

4.1.1 Hough变换求角度

4.1.2改进的Hough变换求角度以及Hough变换定义上的缺陷

4.2利用模板匹配法精确求旋转角度

4.3角度的求取方法小结

4.4图像旋转和模板匹配

4.4.1模板匹配预处理

4.4.2模板匹配、SSDA快速序列算法的实现与优化

4.5模板匹配小结

4.6差影检测精确求缺角

5裂纹、污垢的检测方法

5.1裂纹检测、递归算法

5.2局部阈值分割在裂纹检测中的应用

5.3裂纹检测小结

5.4污垢的检测

结论

致 谢

参考文献