CN113269762B - 屏幕不良检测方法、***及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种屏幕不良检测方法、***及计算机存储介质，所述方法包括步骤：获取2D相机所拍摄的屏幕图像；于屏幕图像中检测识别异常区域，并建立坐标系，计算异常区域在屏幕图像中的位置坐标信息；移动屏幕，将坐标系坐标原点与3D光场相机视野中心进行标定；根据异常区域位置坐标信息计算移动补偿值，移动屏幕，将异常区域置于3D光场相机视野中心；获取3D光场相机所拍摄的3D屏幕图像，计算异常区域的高度位置信息，判断异常区域所属不良类型，并判断屏幕是否合格。利用多次递进移动，实现了屏幕内异常点在2D相机工位和3D相机工位之间的高精度位置转换，降低了移动精度误差的影响。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉技术领域，具体地涉及一种屏幕不良检测方法、***及计算机存储介质。
背景技术
屏幕在做常规的2D的AOI检测的过程中会有很多点类不良，其可能是像素缺陷，也有可能是灰尘，当灰尘位于屏幕表面时，则屏幕为合格产品，而当灰尘位于屏幕表层以下时，则屏幕为不合格产品，传统2D相机对于灰尘或者像素不良只能判别位置和大小，无法判断其具***于哪一层。针对上述问题，现有技术中提出通过多个相机相结合的分步拍摄的方法，来实现对缺陷层级的判断，但3D相机拍摄视野小，为提高识别准确率，需要进一步提高产品在2D相机工位和3D相机工位之间转换的精确度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屏幕不良检测方法、***及计算机存储介质。
本发明提供一种一种屏幕不良检测方法，包括步骤：
获取2D相机所拍摄的屏幕图像；
于所述屏幕图像中检测识别异常区域，并建立坐标系，计算所述异常区域在所述屏幕图像中的位置坐标信息；
移动所述屏幕，将所述坐标系坐标原点与3D光场相机视野中心进行标定；
根据所述异常区域位置坐标信息计算移动补偿值，移动屏幕，将所述异常区域置于3D光场相机视野中心；
获取3D光场相机所拍摄的3D屏幕图像，计算所述异常区域的高度位置信息，判断所述异常区域所属不良类型，并判断屏幕是否合格。
作为本发明的进一步改进，“于所述屏幕图像中检测识别异常区域”具体包括：
于所述屏幕图像中检测识别点类异常。
作为本发明的进一步改进，“获取2D相机所拍摄的屏幕图像”具体包括步骤：
获取2D相机所拍摄的第一屏幕图像；
对所述第一屏幕图像进行二值化处理，将其分割为白色的屏幕区域和黑色的背景区域；
提取所述第一屏幕图像中位于所述屏幕区域的部分，获得第二屏幕图像。
作为本发明的进一步改进，“计算所述异常区域在所述屏幕图像中的位置信息”具体包括：
以所述第二屏幕图像内一点为坐标原点在第二屏幕图像范围内建立坐标系，获得所述点类异常在第二屏幕图像内位置的像素坐标Dot(Dx，Dy)。
作为本发明的进一步改进，“将所述坐标系坐标原点与3D光场相机视野中心进行标定”具体包括：
移动屏幕，将其对应于所述坐标原点的像素点置于所述3D光场相机视野区域内；
计算坐标原点距离3D光场相机视野中心点的像素差，将像素差乘以所述3D光场相机的像素大小，得到第一移动补偿值；
根据所述第一移动补偿值，移动所述屏幕，将所述坐标原点与所述3D光场相机视野中心标定。
作为本发明的进一步改进，“根据所述异常区域位置坐标信息计算移动补偿值，移动屏幕，将所述异常区域置于3D光场相机视野中心”具体包括：
根据所述点类异常在所述第二屏幕图像坐标系中的像素坐标，将所述像素坐标乘以2D相机的像素大小，分别得到在X方向和Y方向的第二移动补偿值；
根据所述移动补偿值，移动所述屏幕，将所述点类异常置于3D光场相机视野中心。
作为本发明的进一步改进，“获取3D光场相机所拍摄的3D屏幕图像，计算所述异常区域的高度位置信息，判断所述异常区域所属不良类型，并判断屏幕是否合格”具体包括：
拍摄获得所述屏幕点类异常区域的3D图像；
计算所述点类异常距离基准层的距离；
比较所述距离与预设阈值的大小，判断所述点类异常所属不良类型。
作为本发明的进一步改进，“计算所述点类异常距离基准层的距离；比较所述距离与预设阈值的大小”具体包括：
计算所述点类异常与屏幕像素层的距离；
当所述距离小于所述屏幕表层高度时，判断所述点类异常位于所述屏幕内部；
当所述距离大于所述屏幕表层高度时，判断所述点类异常位于所述屏幕表面。
本发明还提供一种屏幕不良检测***，包括：
治具，其用于放置待检测屏幕；
图像采集模块，其包括2D相机、3D光场相机以及配套的光源装置，被配置用于拍摄屏幕图像；
上位机，其包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述屏幕不良检测方法的步骤；
PLC控制器，其被配置用于控制治具移动，并与所述上位机之间实现数据传输。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中存储有计算机程序，并且所述计算机程序运行时导致所述计算机存储介质的所在设备执行上述屏幕不良检测方法的步骤。
本发明的有益效果是：通过本发明所提供的方法，利用多次递进移动，实现了屏幕内异常点在2D相机工位和3D相机工位之间的高精度位置转换，降低了移动精度误差的影响，确保经过工位转换后，屏幕异常点位于3D光场相机的拍摄视野内，从而完成对屏幕异常点的层级识别，判断其不良类型，提高了识别精度。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的屏幕不良检测方法流程示意图。
图2至图4是本发明一实施方式中的屏幕不良检测方法各步骤涉及到的图像示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施方式及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为方便说明，本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述，例如“上”、“下”、“后”、“前”等，用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。
如图1所示，本发明提供一种屏幕不良检测方法，用于检测判断不良缺陷在屏幕中位置，从而分辨其属于表层上不良或表层下不良，在本实施方式中，以检测手机屏幕为例，所述检测方法包括步骤：
S1：获取2D相机所拍摄的第一屏幕图像。
具体的，步骤S1包括以下步骤：
S11：检测到放置有手机的治具位置与2D相机位置处于同一垂直线，打开设置于拍摄位置上方的光源。
S12：控制2D相机于垂直方向获取手机屏幕表面图像。
2D相机为工业CCD相机等，其具有较大的拍摄视野，但在其所拍摄的图像内无法识别不良点所在的层级区域，工业CCD相机通常拍摄得到灰度图像，如果为彩色相机，在拍摄得到开口圆环工件图像后，还包括步骤：将开口圆环工件图像进行灰度化处理。
示例性的，如图2所示，为拍摄得到的第一屏幕图像，其中，点亮的屏幕区域通常呈白色或者呈灰度值较大的亮灰色，诸如治具等背景部分在图中通常呈黑色或者呈灰度值较小的深灰色。
在本发明一些实施方式中，在步骤S1之后还包括对第一屏幕图进行二值化处理，其包括步骤：
S13：对第一屏幕图像进行二值化处理，将其分割为白色的屏幕区域和黑色的背景区域。
S14：提取第一屏幕图像中位于屏幕区域的部分，获得第二屏幕图像。
具体的，设置一预设像素灰度值为阈值，或通过目前常用算法计算阈值，将第一屏幕图像内像素点灰度值大于阈值的设为255，小于阈值的设为0，由于在图像中屏幕部分和背景部分具有明显颜色差异，从而可将图内像素点灰度划分为屏幕区域和背景区域，其中屏幕区域呈白色，背景图像区域呈黑色。提取第一屏幕图像中的屏幕区域后，获得放大的屏幕区域图像，减少无关信息的干扰，提高后续检测识别精度。
示例性的，如图3所示，为在第一屏幕图像中提取的第二屏幕图像的局部放大图。
S2：于屏幕图像中检测识别异常区域，并建立坐标系，计算异常区域在屏幕图像中的位置坐标信息。
示例性的，在本实施方式中，所述检测方法用于识别点类异常，根据实际需要，点类异常大小可以定义为小于一个像素点或几个像素点，其可能是屏幕像素缺陷或灰尘等，当点类异常为屏幕像素缺陷或者屏幕内灰尘时，则产品为不合格产品，当点类异常为屏幕表面灰尘时，则产品为合格产品。点类异常在坐标系中有着相对确定的坐标位置，更适配于本发明所提供的检测方法。
点类异常区域在图像中的灰度值与正常屏幕区域的灰度值存在明显差异，识别第二图像中灰度值与周围区域存在明显差别的区域，即可于第二屏幕图像中识别出点类异常。
示例性的，如图3中白色圆框内所示，为一处点类异常。
在检测识别点类异常之后，以第二屏幕图像内一点为坐标原点在第二屏幕图像范围内建立坐标系，即可计算获得点类异常在第二屏幕图像内位置的像素坐标Dot(Dx，Dy)。
S3：移动所述屏幕，将所述坐标系坐标原点与3D光场相机视野中心进行标定。
3D光场相机在CCD前端有一个特殊的微透镜，通过镜头的光线在一次进行分光，可以记录多个角度空间的位置强度等信息，后通过数字调焦形成拍摄对象的3D图像，从而能够识别各点在3D图像的深度信息，3D光场相机在具有高精度的同时，其视野较小，难以对整个屏幕进行拍摄。
具体的，步骤S3包括步骤：
S31：移动屏幕，将其对应于坐标原点的像素点置于3D光场相机视野中心内。
先进行第一次移动，将放置有手机的治具向3D光场相机拍摄视野范围内移动，由于坐标原点通常定义在屏幕的固定位置，因此在完成2D相机拍摄后，可将治具沿固定路径运动至3D光场相机视野内，通过精度较低的第一次移动，将手机从2D相机工位移动至3D光场相机工位。
S32：计算坐标原点距离3D光场相机视野中心点的像素差，将像素差乘以3D光场相机的像素大小，得到第一移动补偿值，从而完成将像素坐标与世界坐标的换算，第一移动补偿值即将坐标原点移动至3D光场相机视野中心实际需要移动的距离。
S33：根据第一移动补偿值，移动屏幕，将坐标原点与3D光场相机视野中心标定。
通过步骤S32和步骤S33，进行第二次移动，将坐标原点与3D光场相机的视野中心进行标定，由于第一次移动的精度较低，利用第二次移动进行误差补偿，并为三次移动进行准备。
综上，在步骤S3中，通过第一次移动和第二次移动实现了坐标原点和3D光场相机的视野中心的高精度标定。
S4：根据异常区域位置坐标信息计算移动补偿值，移动屏幕，将所述异常区域置于3D光场相机视野中心。
具体的，步骤S4包括依以下步骤：
S41：根据在步骤S2中所获得的点类异常的像素坐标Dot(Dx，Dy)，将所述像素坐标乘以2D相机的像素大小，可以分别得到在X方向和Y方向的第二移动补偿值，从而完成将像素坐标与世界坐标的换算，第二移动补偿值即坐标原点所对应的屏幕像素点和点类异常之间的实际距离。
S42：根据移动补偿值，移动屏幕，将点类异常置于3D光场相机视野中心。
从而在步骤S4中，通过第三次移动，使得点类异常位于3D光场相机视野中心，确保3D光场相机所拍摄的3D照片包含点类异常的信息。
综上，通过步骤S3和步骤S4，利用三次递进移动，实现了屏幕内异常点在2D相机工位和3D相机工位之间的高精度位置转换，降低了移动精度误差的影响，确保经过工位转换后，屏幕异常点位于3D光场相机的拍摄视野内，从而完成对屏幕异常点的层级识别，判断其不良类型，提高了识别精度。
S5：获取3D光场相机所拍摄的3D屏幕图像，计算异常区域的高度位置信息，判断所述异常区域所属不良类型，并判断屏幕是否合格。
具体的，步骤S5包括：
S51：拍摄获得屏幕点类异常区域的3D图像。
示例性的，如图4所示，为3D光场相机所拍摄的呈一定角度显示的屏幕3D图像。
S52：计算点类异常距离基准层的距离。
示例性的，在本实施方式中，以屏幕像素层为基准层，计算点类异常与屏幕像素层的距离。在本发明的一些其他实施方式中，也可以根据检测对象的不同，选择其他高度位置相对固定的层作为基准层。
S53：比较距离与预设阈值的大小，判断点类异常所属不良类型。
示例性的，在本实施方式中，当距离小于屏幕表层高度时，即点类异常位于像素层和屏幕表层之间，判断点类异常位于屏幕内部，为影响产品质量的不良缺陷，产品为不合格产品；当距离大于屏幕表层高度时，判断点类异常位于屏幕表面，为可擦去的表层灰尘，产品为合格产品。在本发明的一些其他实施方式中，也可以根据检测对象的不同，以及考虑产品尺寸公差等因素，选择其他高度值的层作为预设阈值。
本发明还提供一种屏幕不良检测***，包括：治具、图像采集模块、上位机和PLC控制器。
治具用于放置待检测屏幕，其受PLC控制器控制在平面内多方向运动。
图像采集模块包括2D相机、3D光场相机以及配套的光源装置，被配置用于拍摄屏幕图像。
上位机包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述屏幕不良检测方法的步骤。
PLC控制器被配置用于控制治具移动，并与所述上位机之间实现数据传输。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中存储有计算机程序，并且所述计算机程序运行时导致所述计算机存储介质的所在设备执行上述屏幕不良检测方法的步骤。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种屏幕不良检测方法，其特征在于，包括步骤：
获取2D相机所拍摄的屏幕图像；
于所述屏幕图像中检测识别异常区域，并建立坐标系，计算所述异常区域在所述屏幕图像中的位置坐标信息；
移动所述屏幕，将所述坐标系坐标原点与3D光场相机视野中心进行标定；
根据所述异常区域位置坐标信息计算移动补偿值，移动屏幕，将所述异常区域置于3D光场相机视野中心；
获取3D光场相机所拍摄的3D屏幕图像，计算所述异常区域的高度位置信息，判断所述异常区域所属不良类型，并判断屏幕是否合格。
2.根据权利要求1所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“于所述屏幕图像中检测识别异常区域”具体包括：
于所述屏幕图像中检测识别点类异常。
3.根据权利要求2所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“获取2D相机所拍摄的屏幕图像”具体包括步骤：
获取2D相机所拍摄的第一屏幕图像；
对所述第一屏幕图像进行二值化处理，将其分割为白色的屏幕区域和黑色的背景区域；
提取所述第一屏幕图像中位于所述屏幕区域的部分，获得第二屏幕图像。
4.根据权利要求3所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“计算所述异常区域在所述屏幕图像中的位置信息”具体包括：
以所述第二屏幕图像内一点为坐标原点在第二屏幕图像范围内建立坐标系，获得所述点类异常在第二屏幕图像内位置的像素坐标Dot(Dx，Dy)。
5.根据权利要求4所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“将所述坐标系坐标原点与3D光场相机视野中心进行标定”具体包括：
移动屏幕，将其对应于所述坐标原点的像素点置于所述3D光场相机视野区域内；
计算坐标原点距离3D光场相机视野中心点的像素差，将像素差乘以所述3D光场相机的像素大小，得到第一移动补偿值；
根据所述第一移动补偿值，移动所述屏幕，将所述坐标原点与所述3D光场相机视野中心标定。
6.根据权利要求4所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“根据所述异常区域位置坐标信息计算移动补偿值，移动屏幕，将所述异常区域置于3D光场相机视野中心”具体包括：
根据所述点类异常在所述第二屏幕图像坐标系中的像素坐标，将所述像素坐标乘以2D相机的像素大小，分别得到在X方向和Y方向的第二移动补偿值；
根据所述移动补偿值，移动所述屏幕，将所述点类异常置于3D光场相机视野中心。
7.根据权利要求2所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“获取3D光场相机所拍摄的3D屏幕图像，计算所述异常区域的高度位置信息，判断所述异常区域所属不良类型，并判断屏幕是否合格”具体包括：
拍摄获得所述屏幕点类异常区域的3D图像；
计算所述点类异常距离基准层的距离；
比较所述距离与预设阈值的大小，判断所述点类异常所属不良类型。
8.根据权利要求7所述的屏幕不良检测方法，其特征在于，“计算所述点类异常距离基准层的距离；比较所述距离与预设阈值的大小”具体包括：
计算所述点类异常与屏幕像素层的距离；
当所述距离小于所述屏幕表层高度时，判断所述点类异常位于所述屏幕内部；
当所述距离大于所述屏幕表层高度时，判断所述点类异常位于所述屏幕表面。
9.一种屏幕不良检测***，其特征在于，包括：
治具，其用于放置待检测屏幕；
图像采集模块，其包括2D相机、3D光场相机以及配套的光源装置，被配置用于拍摄屏幕图像；
上位机，其包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-8中任意一项所述屏幕不良检测方法的步骤；
PLC控制器，其被配置用于控制治具移动，并与所述上位机之间实现数据传输。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，其中存储有计算机程序，并且所述计算机程序运行时导致所述计算机存储介质的所在设备执行根据权利要求1-8中任意一项所述屏幕不良检测方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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