LCD显示缺陷自动光学检测关键技术研究

摘要

LCD广泛应用于电子信息显示行业，质量检测是保证LCD产品质量的重要环节，传统人工肉眼翻查缺陷检测方式主观性大，误检、漏检率高，极大的限制了液晶显示器行业的发展。基于数字图像处理的自动光学检测设备具有精度高、速度快、无接触的优点，能够克服人工检测的弊端，在液晶显示器缺陷检测行业有良好的应用前景。
　　针对以上问题，本文对LCD显示缺陷自动光学检测设备中光学系统设计、图像处理算法以及软件系统设计等关键技术进行全面的探索和研究，主要内容如下：
　　首先，分析LCD缺陷自动光学检测国内外研究近况，对LCD显示原理、缺陷形成原因及特点进行深入研究，在此基础上，对检测系统的功能模块组成进行了阐述，重点分析了光学成像系统的设计，包括光源、相机、镜头的选型和参数指标确定；
　　其次，研究了缺陷检测的图像处理算法，在模板创建阶段，相比传统方法，采用图像配准后的多图平均作为参考模板，并通过标准差以及灰度图像膨胀生成容差模板，最大程度抑制噪声的同时提高了边缘容差范围；在图像配准阶段，根据LCD成像特点，提出了基于目标形状的配准方法，对边缘轮廓特征提取、特征匹配、金字塔搜索匹配策略、图像仿射变换等进行了详细阐述，实现了图像的快速精确匹配；在缺陷判定与结果信息统计阶段，设计了基于动态阈值分割结合中值滤波去噪的缺陷判定算法，利用连通区域分析统计重要缺陷信息；实验结果表明，缺陷接侧算法具有精度高、速度快、检测稳定的特点；
　　最后，介绍了缺陷检测软件系统设计，将系统主要分为图像采集、图像处理算法、标准库管理、图形用户界面四个功能模块，并对各模块的实现以及软件系统功能操作做了说明，展示了实际应用效果。
　　实验结果表明，本文所设计的系统针对常规LCD显示缺陷进行检测，检测精度为0.1 mm，准确率达到98％，具有一定的应用价值。据我们所知，将基于形状特征以及图像金字塔的配准技术应用于LCD显示缺陷检测国内外未见报道。

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第一章 绪 论

1.1 选题背景

1.2 国内外发展现状

1.3 课题目的及意义

1.4 主要研究内容

第二章 LCD显示缺陷检测系统构成及原理

2.1 LCD原理及制备过程

2.2 LCD缺陷形成及分类

2.3 检测系统构成及介绍

2.4 系统检测原理

2.5 本章小结

第三章 图像处理基础

3.1 数字图像基础

3.2 阈值分割

3.3 形态学处理

3.4 仿射变换

3.5 连通区域分析

3.6 本章小结

第四章 缺陷检测算法实现

4.1 检测算法流程概述

4.2 检测模板建立

4.3 图像配准

4.4 缺陷判断

4.5 结果信息统计

4.6 实验结果与讨论

4.7 本章小结

第五章 LCD显示缺陷检测软件系统介绍

5.1 设计概述

5.2 功能模块

5.3 Halcon机器视觉图像处理软件

5.4 软件系统操作与功能介绍

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

附录