周期性图案的自动光学检测方法技术

本发明专利技术为一种周期性图案的自动光学检测方法，其步骤包含：于一周期性图案定义多个规律的控制点；将所述控制点分别围绕形成多个对齐影像；于所述对齐影像中求得一中间影像及取一偏差影像并界定一上限影像及下限影像以形成一自适应模型；以该自适应模型比对全部所述对齐影像中的每一点；并定义所述对齐影像中所述点的灰阶像素大于该上限影像或小于该下限影像者为缺陷区域；本发明专利技术可适用于各式具周期性图案的缺陷检测，诸如触控面板、电路板或各式物品的表面，且使用者仅需手动由控制点中点选第一至五参考点，并选取其一控制点的矩形范围以建立边缘影像，即可自动精确且快速地侦测周期性图案的缺陷部分，并可通过控制参数以简易调整侦测率及误检率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种周期性图案的自动光学检测方法，尤指一种可精确且快速侦测周期性图案中的缺陷部分。
技术介绍
机械表面检测现应用于各式产品的表面质量控制，诸如，木材、钢材、晶圆、陶瓷、织物，甚至于农产品表面，皆可通过光学表面检测以检验其质量。而就触控面板而言，由于现今对于操控方式的趋势，是以优化、个人化及直觉化为目标，藉以达致产品操控的便利性，故触控面板现已广泛应用于个人计算机、智能型手机、收款机、提款机，及家电等各式电器产品；而触控面板的质量，将直接影响电器产品整体的外观质量及质量，进而影响相关业者的收益率，故业界对于触控面板的质量要求甚高，因触控面板的感测电路系布设于其内部，故若触控面板表面具有颗粒、刮痕、纤维或脏污，皆将直接影响电路的感测，据此，触控面板缺陷的检测为现今触控面板生产迫切的需求。而现有的自动光学检测(Automatic Optical Inspection,AOI)中，最被广为应用者为频谱(Spectral)分析法，如图1所示，将图1(a)的触控面板10经快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)后，即可得如图1(b)的能量频谱20，藉此能观察到主要能量被集中在四条方向线，包含水平线、垂直线及二对角线，其中，对角线的角度将随电路结构的不同而呈现相异的角度，而对角线的角度可通过能量频谱20中最大突出的部分来估计，如图1(c)所示，其对角线的角度约为31度，而后于前述四条方向线的窄阻带应用陷波滤波器(Notch filtering)于图1(b)的能量频谱20，并经逆快速傅立叶变换，即可得如图1(d)所示的重构图像30；惟此，所大多数的电路部分被消除，惟非电路的部分也被一并消除，导致辨识的困难性，其也证明该产品的设计使用陷波滤波器系极为困难且复杂的，故业界普遍仍认为采用频谱(Spectral)分析法并非检测触控面板10的有效办法。而现今另提供一种自动光学检测法，其系利用CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)绘图以注记于待测的触控面板图像上，而CAD制图需要摄影机标定以消除图像的失真，方能达致其绘制的效果；惟，摄影机的标定须耗费额外开发的工作及成本；而若所需的检测效率较高者，则其设备成本将极为高昂。有鉴于此，专利技术人乃潜心进一步研究自动光学检测，并着手进行研发及改良，期以一较佳设作以解决上述问题，且在经过不断试验及修改后而有本专利技术的问世。
技术实现思路
本专利技术的目的为解决现有的自动光学检测，普遍具有检测精度不足，及需额外耗费开发的工作及成本，且设备成本将随所需的检测效率提升而大幅增加等缺失。为达致以上目的，专利技术人提供一种周期性图案的自动光学检测方法，其步骤包含：于一周期性图案定义多个规律的控制点；将所述控制点分别围绕形成多个大小及方向一致的对齐影像；于相邻连续的所述对齐影像中求得一中间影像及取一偏差影像；由该中间影像及该偏差影像界定一上限影像及下限影像以形成一自适应模型；以及以该自适应模型比对全部所述对齐影像中的每一点；并定义所述对齐影像中所述点的灰阶像素大于该上限影像或小于该下限影像者为缺陷区域。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其步骤更包含：于该周期性图案中选定第一参考点至第五参考点；其中，第一参考点为位于该周期性图案中极左上的控制点、第二参考点为位于该周期性图案中极右上的控制点、第三参考点为位于该周期性图案中极左下的控制点、第四参考点为水平方向相邻于该第一参考点的控制点，而该第五参考点为垂直方向相邻于该第一参考点的控制点；以及以第一参考点及第四参考点的间为水平间距，以第一参考点及第五参考点的间为垂直间距，并以第二参考点及第三参考点为极值，藉以定义该周期性图案中所有所述控制点的位置。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其步骤更包含：于其一所述控制点建立一矩形范围，且矩形范围为无缺陷者，并于该矩形范围内侦测该周期性图案的边缘影像；以及依据该边缘影像校正全部所述控制点的位置。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其中，该矩形范围通过边缘侦测器侦测得到二值化的边缘影像。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其步骤更包含：于该边缘影像预定义一中心点，并于每一所述控制点分别建立一以所述控制点为中心的矩形的搜寻范围，藉以分别在该搜寻范围内移动该边缘影像及该中心点，直至该边缘影像分别耦合于该周期性图案，并通过位比对运算校正全部所述控制点的位置。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其步骤更包含：界定四目标点，且所述目标点系对应围绕形成一矩形的目标区域，而所述控制点分别围绕形成一四边形区域；以及将每一所述四边形区域的所述控制点，分别通过一组转换矩阵转换形成该目标区域的目标点，藉以分别求得至少一组转换参数，所述控制点系分别依所述转换参数转换后，藉以求得由所述控制点分别围绕形成的所述对齐影像。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其中，该中间影像及该偏差影像系由至少三相邻连续的所述对齐影像中求得，较佳者，该中间影像及该偏差影像系由至少五相邻连续的所述对齐影像中求得者。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其步骤更包含：若所述对齐影像中所述点被定义为所述缺陷区域，则将所述缺陷区域中每一所述点转换回原坐标系。据上所述的周期性图案的自动光学检测方法，其中，该周期性图案为触控面板、电路板或物品表面的周期图案。是由上述说明及设置，显见本专利技术主要具有下列数项优点及功效，兹逐一详述如下：1.本专利技术可应用于各式具有周期性图案的产品，诸如：触控面板、电路板或各式物品表面，且于侦测前无须经由校准的步骤，仅需手动选定第一参考点至第五参考点，并选取其一控制点的矩形范围以建立边缘影像，而后即可自动且精确侦测周期性图案的缺陷，藉可大幅降低人力及时间成本。2.通过本专利技术的方法，令由中间影像及偏差影像界定上限影像及下限影像的自适应模型，藉使侦测率及误检率的控制参数仅有二个，故可确实依照客户端的需求予以简易调整，藉以有效控制周期性图案缺陷的检出量。附图说明图1为现有自动光学检测侦测触控面板缺陷的实验流程图。图2为本专利技术的流程图。图3为本专利技术周期图案的示意图。图4为本专利技术于周期图案点选第一至第五参考点的示意图。图5为本专利技术于其一所述控制点手动绘制以建立一矩形范围的示意图。图6为本专利技术边缘影像的示意图。图7为本专利技术通过边缘影像校正控制点位置的示意图。图8为将每一所述四边形区域的所述控制点，分别通过一组转换矩阵转换形成该目标区域的目标点，以求得对齐影像的示意图。图9为本专利技术经转换形成连续的对齐影像的示意图。图10为本专利技术中间影像的示意图。图11为本专利技术偏差影像的示意图。图12为本专利技术应用于一触控面板的实验图。图13为本专利技术应用于另一触控面板的实验图。图14为以图12的触控面板，固定控制参数β而变动控制参数α所绘制的接收者操作特征曲线图。图15为以图12的触控面板，固定控制参数α而变动控制参数β所绘制的接收者操作特征曲线图。图16为以图13的触控面板，固定控制参数β而变动控制参数α所绘制的接收者操作特征曲线图。图17为以图13的触控面板，固定控制参数α而变动控制参数β所绘制的接收者操作特征曲线图。附图标记说明：10-现有触控面板；20-现有能量频谱；30-现有重构图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，包含步骤：于一周期性图案定义多个规律的控制点；将所述控制点分别围绕形成多个大小及方向一致的对齐影像；于相邻连续的所述对齐影像中求得一中间影像及取一偏差影像；由该中间影像及该偏差影像界定一上限影像及下限影像以形成一自适应模型；以及以该自适应模型比对全部所述对齐影像中的每一点；并定义所述对齐影像中所述点的灰阶像素大于该上限影像或小于该下限影像者为缺陷区域。

【技术特征摘要】
2015.04.17 TW 1041123191.一种周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，包含步骤：于一周期性图案定义多个规律的控制点；将所述控制点分别围绕形成多个大小及方向一致的对齐影像；于相邻连续的所述对齐影像中求得一中间影像及取一偏差影像；由该中间影像及该偏差影像界定一上限影像及下限影像以形成一自适应模型；以及以该自适应模型比对全部所述对齐影像中的每一点；并定义所述对齐影像中所述点的灰阶像素大于该上限影像或小于该下限影像者为缺陷区域。2.如权利要求1所述的周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，更包含：于该周期性图案中选定第一参考点至第五参考点；其中，第一参考点为位于该周期性图案中极左上的控制点、第二参考点为位于该周期性图案中极右上的控制点、第三参考点为位于该周期性图案中极左下的控制点、第四参考点为水平方向相邻于该第一参考点的控制点，而该第五参考点为垂直方向相邻于该第一参考点的控制点；以及以第一参考点及第四参考点的间为水平间距，以第一参考点及第五参考点的间为垂直间距，并以第二参考点及第三参考点为极值，藉以定义该周期性图案中所有所述控制点的位置。3.如权利要求1所述的周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，更包含：于其一所述控制点建立一矩形范围，且该矩形范围为无缺陷者，并于该矩形范围内侦测该周期性图案的边缘影像；以及依据该边缘影像校正全部所述控制点的位置。4.如权利要求3所述的周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，该矩形范围通过边缘侦测器侦测得到二值化的边缘影像。5.如权利要求3所述的周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，更包含：于该边缘影像预定义一中心点，并于每一所述控制点分别建立一以所述控制点为中心的矩形的搜寻范围，藉以分别在该搜寻范围内移动该边缘影像及该
\t中心点，直至该边缘影像分别耦合于该周期性图案，并通过位比对运算校正全部所述控制点的位置。6.如权利要求1所述的周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，更包含：界定四目标点，且所述目标点对应围绕形成一矩形的目标区域，而所述控制点系分别围绕形成一四边形区域；以及将每一所述四边形区域的所述控制点，分别通过一组转换矩阵转换形成该目标区域的目标点，藉以分别求得至少一组转换参数，所述控制点分别依所述转换参数转换后，藉以求得由所述控制点分别围绕形成的所述对齐影像。7.如权利要求6所述的周期性图案的自动光学检测方法，其特征在于，所述转换参数hij分别通过下式1求得： x 1 y 1 1 0 0 0 - x 1 x ′ 1 - y 1 x ′ 1 0 0 0 x 1 y 1 1 - x 1 y ′ 1 - y 1 y ′ 1 x 2 y 2 1 0 0 0 - x 2 x ′ 2 - y 2 x ′ 2 0 0 0 x 2 y 2 1 - x 2 y ′ 2 - y 2 x ′ 2 x 3 y 3 1 0 0 0 - x 3 x ′ 3 - y 3 x ′ 3 0 0 0 x 3 y 3 1 - x 3 y ′ 3 - y 3 x ′ 3 x 4 y 4 1 0 0 0 - x 4 x ′ 4 - y 4 x ′ 4 0 0 0 x 4 y 4 1 - x 4 y ′ 4 - y 4 x ′ 4 h 11 h 12 h 13 h 21 h 22 h 23 h 31 h 32 = ...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪茂雄，谢朝和，
申请(专利权)人：铭传大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71