CN109765245B - 大尺寸显示屏缺陷检测定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示屏技术领域，具体涉及一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法。在参考显示屏上显示屏幕标定画面，采集屏幕标定画面图像；从屏幕标定画面图像中获取用于标识参考位置信息的离线标定参数；在待检测显示屏上依次显示各个检测画面，利用离线标定参数对待检测显示屏的位置进行在线补偿，得到待检测显示屏的位置参数；对采集的各个检测画面进行分析，得到缺陷的图像坐标；根据待检测显示屏的位置参数，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标。无需再显示屏幕标定画面和提取子画面角点信息，通过该离线标定参数对第一个检测画面进行补偿，即可确定面板在精确定位图像中的屏幕待检区域，简单快捷，能够有效节省AOI工站检测时间。

Description

大尺寸显示屏缺陷检测定位方法

技术领域

本发明涉及显示屏技术领域，具体涉及一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法。

背景技术

在LCD、OLED等新型显示屏检测领域，尺寸较大，如4K(3840*2460)、8K(7680×4320)的显示屏为大尺寸显示屏。为使被测物体拍摄更加清晰，1个显示屏幕像素点至少对应于9个相机像素点，才能有效的拍摄出屏幕像素点缺陷。因此，单个视觉传感器的分辨率不能有效的拍摄大尺寸LCD显示屏。多个视觉传感器是指将显示屏分为若干待检测区域，每个视觉传感器对应拍摄屏幕的区域并检测，检测得到各个传感器的检测结果。检测结果包含有缺陷所在相机的像素坐标，缺陷面积和缺陷的强度。本发明中，缺陷定位是指将缺陷的图像坐标定位到屏幕坐标，大尺寸显示屏指一个视觉传感器无法拍摄完整屏幕的显示屏。

本发明中，红(R)、绿(G)、蓝(B)为三基色，调节范围分别为0-255。分别为RGB设置不同的值可以搭配出不同的画面。

W255:RGB的值均为255，RGB(255,0,0)画面；

R255：单色红，且红色的值为255，RGB(255,0,0)画面；

G255：单色绿，且绿色的值为255，RGB(0,255,0)画面；

B255：单色蓝，且蓝色的值为255，RGB(0,0,255)画面；

L0：黑色，RGB的值都为0；

L48：48灰阶画面，RGB的值均为48，RGB(48,48,48)画面；

待检测画面分为R255、G255、B255、L48、L0、L127、L255等。

现有的大尺寸显示屏缺陷检测流程中，由于面板进入检测工位的点位有细微偏移。如图4所示，为达到缺陷在人检工位显示的准确性，在每个面板进行检测时，均需要拍摄一次屏幕定位图样，并根据该屏幕定位图样定位出面板各子画面的所有角点后，才能切换检测画面，进行后续的缺陷检测。在每个面板检测时均重新定位面板子画面的角点位置，增加了AOI工站的检测时间。

另外，现有的检测流程中，缺陷坐标为图像坐标，其定位过程中具有繁复，鲁棒性不高的缺点。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种检测效率大大提高的大尺寸显示屏缺陷检测定位方法。

本发明的技术方案为：一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其将一块显示屏作为参考显示屏移动至检测工位，并将该参考显示屏在检测工位上的位置作为参考位置；

在所述参考显示屏上显示屏幕标定画面，并利用多个视觉传感器采集屏幕标定画面图像；

从所述屏幕标定画面图像中获取用于标识参考位置信息的离线标定参数；

将待检测显示屏移动至检测工位，在待检测显示屏上依次显示各个检测画面，并利用多个视觉传感器采集各个检测画面图像，其中，采集第一个检测画面图像后，利用所述离线标定参数对所述待检测显示屏的位置进行在线补偿，得到待检测显示屏的位置参数；

对采集的各个检测画面进行分析，得到缺陷的图像坐标；

根据所述待检测显示屏的位置参数，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标。

较为优选的，所述显示屏的屏幕标定画面为等分画面，所述等分画面中子画面数量与采用的视觉传感器数量相同，每个视觉传感器的拍摄区域均与一个子画面唯一对应。

较为优选的，所述离线标定参数包括参考显示屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置C_SP1和参考显示屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G，所述待检测显示屏的位置参数包括待检测显示屏中任一视觉传感器超出其拍摄区域的单侧宽度G’。

较为优选的，利用所述离线标定参数对所述待检测显示屏的位置进行在线补偿，得到待检测显示屏的位置参数包括：

计算参考显示屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置C_SP1和待检测显示屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置CC_SP1之间的偏移量；

利用所述偏移量，对参考显示屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G进行补偿，得到待检测显示屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G’。

较为优选的，采集第一个检测画面图像后，先从第一个检测画面图像中提取屏幕ROI区域，再利用所述离线标定参数对所述待检测显示屏的位置进行在线补偿。

较为优选的，根据所述待检测显示屏的位置参数，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标包括：

在屏幕ROI区域中减去G’，得到图像的待检测区域；

根据图像的待检测区域与对应的待检测屏幕区域之间的映射关系，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标。

较为优选的，从第一个检测画面图像中提取屏幕ROI区域包括：

通过自适应阈值分割，对屏幕ROI区域进行粗提取；

对屏幕ROI区域进行异常判断；

根从屏幕ROI区域中提取屏幕亚像素角点信息。

较为优选的，所述屏幕标定画面的分辨率与显示屏的分辨率相同。

较为优选的，所述等分画面为黑白间隔的画面，任意一个子画面为单一的黑画面或白画面，任意一个子画面与相邻子画面颜色不同。

较为优选的，从屏幕ROI区域中提取屏幕亚像素角点信息的过程中：

角点区域内使用Harris角点算法提取屏幕亚像素角点信息；

若提取失败，则使用边缘线拟合求解交点的方式提取屏幕亚像素角点信息。

本发明的有益效果为：

1、利用参考面板预先获取离线标定参数，在后续检测过程中，无需再显示屏幕标定画面和提取子画面角点信息，通过该离线标定参数中的屏幕零点(即位置锚点)和G，对第一个检测画面进行补偿，即可确定面板在精确定位图像中的屏幕待检区域，进一步的精确定位缺陷在屏幕中的位置。该方法简单快捷，能够有效节省AOI(Automatic OpticInspection自动光学检测)工站检测时间。

2、根据面板在精确定位图像中的屏幕待检区域信息，将缺陷检测得到的图像坐标转化为屏幕坐标，便于后续进行人工二次检测。该方式使单一的智能检测与人工二次检测有效结合，节省工位检测压力，同时使显示屏质检效率和产品质量把控大大提升。

3、角点区域内使用Harris角点算法提取屏幕亚像素角点信息；若提取失败，则使用边缘线拟合求解交点的方式提取屏幕亚像素角点信息，提高了缺陷定位的精度及缺陷定位的鲁棒性。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明检测过程显示屏显示画面切换示意图；

图3为本发明屏幕标定画面示意图；

图4为现有AOI检测时显示屏显示画面切换示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示为一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法流程，本实施例采用液晶屏进行说明：

1、多视觉传感器离线标定。

将一块液晶屏作为参考液晶屏(通常选择第一块检测的液晶屏作为参考液晶屏)移动至检测工位，并将该参考液晶屏在检测工位上的位置作为参考位置。

在参考液晶屏上显示屏幕标定画面，并利用多个视觉传感器采集屏幕标定画面图像。屏幕标定画面图像用于显示指定各个传感器对应的屏幕的区域。屏幕标定画面为等分画面(通常为黑白间隔画面，也可在区域交汇处画线标明)，等分画面中子画面数量与采用的视觉传感器数量相同，每个视觉传感器的拍摄区域均与一个子画面唯一对应。屏幕标定画面的分辨率与液晶屏的分辨率相同。本实施例中，等分画面为黑白间隔的画面，任意一个子画面为单一的黑画面或白画面，任意一个子画面与相邻子画面颜色不同，如图2所示为三等分黑白画面。

利用视觉传感器从图2中的屏幕标定画面图像中获取用于标识参考位置信息的离线标定参数。其主要包括参考液晶屏的屏幕零点SP1(该点为本方案选取的坐标锚点)在图像中对应的亚像素坐标位置C_SP1和参考液晶屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G。除此之外，其还包括SP2、SP2’、SP3、SP3’、SP4’信息，以及点SP2、SP2’、SP3、SP3’、SP4’在图像中的亚像素坐标C_SP2、C_SP2’、C_SP3、C_SP3’、C_SP4’。其中，提取屏幕坐标零点坐标所在相机像素坐标的意义在于设定该点坐标为锚点，当在线检测时，面板进入检测载台位置发生微弱偏移时，将计算其与标定是锚点坐标差异，并予以补偿。

本实施例中，参考液晶屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G取SP2、SP2’之间的区域，即G＝C_SP2’.x-C_SP2.x。C_SP2.x为点C_SP2在图像坐标系的横向坐标值，C_SP2’.x为点C_SP2’在图像坐标系的横向坐标值。

SP2，SP2’间区域对应于CAM2与CAM1的重叠区域，SP3，SP3’间区域对应于CAM2与CAM3的重叠区域。图中黑色区域对应为CAM2的待检测屏幕区域。取像后，提取SP1坐标在图像中的亚像素坐标C_SP1；提取点SP2，SP2’，SP3，SP3’，SP4’在图像中的亚像素坐标C_SP2，C_SP2’，C_SP3，C_SP3’,C_SP4’。CAM2与CAM1的重叠区域宽度定义为G＝C_SP2’.x-C_SP2.x。C_SP2.x为点C_SP2在图像坐标系的横向坐标值。

2、多视觉传感器在线补偿。

将待检测液晶屏移动至检测工位，如图3所示，在待检测液晶屏上依次显示各个检测画面，并利用多个视觉传感器采集各个检测画面图像。第一个检测画面为W255画面屏幕亮度稳定，不受面板Gamma影响而波动，排除因屏幕亮度波动造成的角点提取误差。在采集到该检测画面的图像后，对该图像进行锚点提取、屏幕ROI区域(屏幕感兴趣区域)提取和图像检测预处理及增强处理。

锚点提取即待检测液晶面板的SP1的画面亚像素坐标CC_SP1提取，其坐标为(x',y')。

屏幕ROI区域提取过程包括对检测画面(W255画面)提取屏幕感兴趣区域亚像素角点，其流程包括：

自适应阈值分割，屏幕感兴趣区域粗略提取；

屏幕区域异常判断：包括矩形度判断和有效面积判断，以排除屏幕显示异常情况；

根据粗定位信息，角点区域内使用Harris角点算法提取屏幕亚像素角点信息；若提取失败，使用边缘线拟合求解交点的方式提取屏幕亚像素角点信息；

输出提取角点结果。

然后，利用离线标定参数对待检测液晶屏的位置进行在线补偿，得到待检测液晶屏的位置参数。该位置参数包括待检测液晶屏中任一视觉传感器超出其拍摄区域的单侧宽度G’，本实施例中为SP2，SP2’间区域。在线补偿过程如下：

计算参考液晶屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置C_SP1和待检测液晶屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置CC_SP1之间的偏移量。C_SP1图像坐标定义为(x,y)，CC_SP1坐标定义为(x',y')，其坐标偏移量定义为(Δx,Δy)＝(x-x',y-y')。

利用偏移量对参考液晶屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G进行补偿，得到待检测液晶屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G’。G’＝C_SP2’.x+Δx-C_SP2.x。CAM2中，C_SP2.x为0，那么重合区域宽度为G’＝C_SP2’.x+Δx。

3、缺陷所在图像坐标系到屏幕坐标系的变换。

对采集的各个检测画面进行分析，得到缺陷的图像坐标。在屏幕ROI区域中减去G’，得到图像的待检测区域；

根据图像的待检测区域与对应的待检测屏幕区域之间的映射关系，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标。

在Cam2中，屏幕待检测区域为黑色区域，在制作标定图样时，屏幕坐标系中角点SP2’和SP3’已知。Sp2’坐标设为(x'₂,y'₂)，Sp3’坐标设为(x'₃,y'₃)，Sp4’坐标设为(x'₄,y'₄)。缺陷坐标设为(x_d,y_d)。Cam2中缺陷所在屏幕中的坐标为：

根据上述几何比例换算公式，可以求解图像中缺陷所在屏幕中的坐标位置。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于：

将一块显示屏作为参考显示屏移动至检测工位，并将该参考显示屏在检测工位上的位置作为参考位置；

在所述参考显示屏上显示屏幕标定画面，并利用多个视觉传感器采集屏幕标定画面图像；

从所述屏幕标定画面图像中获取用于标识参考位置信息的离线标定参数；

将待检测显示屏移动至检测工位，在待检测显示屏上依次显示各个检测画面，并利用多个视觉传感器采集各个检测画面图像，其中，采集第一个检测画面图像后，利用所述离线标定参数对所述待检测显示屏的位置进行在线补偿，得到待检测显示屏的位置参数；

对采集的各个检测画面进行分析，得到缺陷的图像坐标；

根据所述待检测显示屏的位置参数，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标；

所述离线标定参数包括参考显示屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置C_SP1和参考显示屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G，所述待检测显示屏的位置参数包括待检测显示屏中任一视觉传感器超出其拍摄区域的单侧宽度G’；

利用所述离线标定参数对所述待检测显示屏的位置进行在线补偿，得到待检测显示屏的位置参数包括：

计算参考显示屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置C_SP1和待检测显示屏的屏幕零点SP1在图像中对应的亚像素坐标位置CC_SP1之间的偏移量；

利用所述偏移量，对参考显示屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G进行补偿，得到待检测显示屏中视觉传感器视野内超出其对应检测区域的屏幕区域宽度G’。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于：所述显示屏的屏幕标定画面为等分画面，所述等分画面中子画面数量与采用的视觉传感器数量相同，每个视觉传感器的拍摄区域均与一个子画面唯一对应。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于，采集第一个检测画面图像后，先从第一个检测画面图像中提取屏幕ROI区域，再利用所述离线标定参数对所述待检测显示屏的位置进行在线补偿。

4.根据权利要求3所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于，根据所述待检测显示屏的位置参数，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标包括：

在屏幕ROI区域中减去G’，得到图像的待检测区域；

根据图像的待检测区域与对应的待检测屏幕区域之间的映射关系，将缺陷的图像坐标转化为屏幕坐标。

5.根据权利要求3所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于，从第一个检测画面图像中提取屏幕ROI区域包括：

通过自适应阈值分割，对屏幕ROI区域进行粗提取；

对屏幕ROI区域进行异常判断；

从屏幕ROI区域中提取屏幕亚像素角点信息。

6.根据权利要求1所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于：所述屏幕标定画面的分辨率与显示屏的分辨率相同。

7.根据权利要求2所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于：所述等分画面为黑白间隔的画面，任意一个子画面为单一的黑画面或白画面，任意一个子画面与相邻子画面颜色不同。

8.根据权利要求5所述的一种大尺寸显示屏缺陷检测定位方法，其特征在于，从屏幕ROI区域中提取屏幕亚像素角点信息的过程中：

角点区域内使用Harris角点算法提取屏幕亚像素角点信息；

若提取失败，则使用边缘线拟合求解交点的方式提取屏幕亚像素角点信息。

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