一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法技术

本发明专利技术公开了一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法，包括获取涂覆后的基板图片，对基板图片进行预处理，预处理后的基板图像分离色度、饱和度和明度三通道，基于直方图进行阈值分割得到颜色较深的涂覆区域，然后进一步基于阈值分割结果的区域生长，得到最终的分割区域，本方法检测结果具有高精度，且适合在工业生产中投入使用。

A segmentation method for high power white LED phosphor coated area

The invention discloses a method for dividing the micro-coating area of high-power white LED phosphor, which includes obtaining the coated substrate picture, pretreatment of the substrate picture, separation of the three channels of chromaticity, saturation and brightness of the pre-processed substrate image, and threshold segmentation based on histogram to obtain the coating area with deeper color. Then the final segmentation region is obtained based on the region growth of the threshold segmentation result. The detection result of this method has high precision and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法
本专利技术涉及视觉检测及图像处理领域，具体涉及一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法。
技术介绍
大功率白光LED荧光粉微涂覆是一种利用压电原理控制涂覆的方法，该方法不同于传统的点胶方法，能对基板上的大量规则排布的芯片进行快速涂覆，且可通过喷嘴雾化气压、喷嘴高度、进料气压等各参数，达到多次微量涂覆的高精度控制作用。涂覆质量检测是LED封装中较为重要的环节。其中，涂覆区域的有效分割对涂覆质量检测有着关键的作用。考虑到微涂覆工艺的特点，涂覆区域分割方法需能达到快速、高精度的分割作用。但所需处理的基板上分布着大量的涂覆区域，且涂覆区域具有周边涂覆量稀薄的特点，与基板区域重叠，区分不明显。目前对涂覆区域分割的研究较少，且多针对点胶涂覆技术，难以满足微涂覆大量、快速、高精度分割的特点。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法，本方法对微涂覆后获得的LED芯片基板上的荧光粉涂覆区域具有较好的分割效果。本专利技术采用如下技术方案：一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法，包括如下步骤：S1获取涂覆后的基板图片；S2对基板图像进行预处理；S3将预处理后的基板图像从RGB空间转换为HSV空间，分离色度、饱和度和明度三通道；S4基于直方图的阈值分割，具体步骤如下：S4.1将S3中的饱和度分量和色度分量融合为一维，获得新分量；S4.2对新分量进行直方图统计；S4.3根据直方图统计选取阈值，利用新分量进行阈值分割，获得分割二值图片，分割出来的区域即为颜色较深的涂覆区域，此处将分割出来的涂覆区域所有像素点记为集合K；S5基于阈值分割结果的区域生长，具体步骤如下：S5.1将色度分量图划分为n*n个的局部区域；S5.2利用canny算子对分割出的二值图片进行边缘提取，获得二值图边缘点位置，将色度分量图片中与二值图中边缘点位置一致的像素点作为种子点，进而获得色度分量中每个局部区域的种子点集合Pj，此处j指的是第j个局部区域；S5.3计算色度分量每个局部区域内与集合K中像素点位置一致的像素点色度平均值及色度标准差，并将色度平均值加减色度标准差得到结果pj、qj，并作为区域分割边界的判断条件；S5.4生成一张和分割二值图片大小相同的空白图片，在新生成图片中标记与S4中已被判定为涂覆区域相同位置的像素点，将新生成图片作为标记对比图；S5.5分别对每个局部区域进行八邻域生长，具体为：从S5.2步骤中获得该局部区域中的种子点集合Pj，然后选取种子集合Pj里的第一个种子，放入堆栈，并对该种子进行八邻域生长，进行生长条件判别，若符合生长条件，则继续生长，否则停止，直至该区域种子集合Pj内所有种子都生长完成，则该局部区域完成八邻域生长；S5.6当所有局部区域都完成八邻域生长后，则区域生长结束，获得最终的LED荧光粉微涂覆区域分割图片。预处理具体为高斯滤波，高斯滤波核大小为3*3。新分量的公式为：s＝8*s0-h0其中s新饱和度分量，s0为原始饱和度分量，h0为原始色度分量，该变换公式对原始饱和度增强后减去原始色度，新获得的饱和度分量涂覆区域与基板区域区别更加明显。所述阈值为0.7。所述S5中：色度平均值计算公式为其中，j为第j个局部区域，Pj为第j个局部区域内与阈值初分割所得荧光粉涂覆区域位置对应的色度分量像素点集合，nj为第j个局部区域内集合像素点个数，i为属于集合Pj的像素点，hi为像素点i对应的色度值，为第j个局部区域的色度平均值色度标准差计算公式为：其中，j为第j个局部区域，Pj为第j个局部区域内与阈值初分割所得荧光粉涂覆区域位置对应的色度分量像素点集合，nj为第j个局部区域内集合像素点个数，i为属于集合Pj的像素点，hi为像素点i对应的色度值，为第j个局部区域的色度平均值，ξj为第j个局部区域的色度标准差。所述S5.3中：其中，j为第j个局部区域，pj为第j个局部区域的生长边界下限值，qj为第j个局部区域的生长边界上限值，第j个局部区域的色度平均值，ξj为第j个局部区域的色度标准差。所述生长条件判别：条件一：存在色调值在pj到qj之间的邻域像素点未在对比图中被标记；条件二：色调值在pj到qj之间的邻域像素点个数大于4；与上述生长条件进行判别，当符合下述情况时，执行以下操作：a)当存在邻域像素点满足条件二时，则在生成的对比图中标记相应位置的像素点；b)若在满足条件一的前提下，也同时满足条件二，则判定为满足生长条件。此时，将原种子点从堆栈中剔除，并将满足条件一的邻域像素点放入堆栈中，作为下次生长的种子点，循环进入判别条件，进行生长；c)若邻域像素点仅满足条件一、二中的一个，或者都不满足，则不满足生长条件，将原种子点从堆栈中剔除，检查堆栈中是否还存在像素点，若堆栈中还存在像素点则取出该像素点作为种子进入生长条件判别循环，若不存在则查看局部种子集合中是否还有未被取出进行生长的种子；若局部区域还存在未被取出的种子，则将其取出放入堆栈，再次进行生长条件判别，若不存在则该局部区域生长结束，选择下一局部区域进行生长；(3)若n*n个局部区域都已进行了生长，则区域生长结束。本专利技术的有益效果：现有技术中阈值法简单，容易操作，能快速分割出区域对象，但其未考虑空间信息，在边缘变化不明显处，分割精度不佳；区域生长法，考虑了更多空间信息，但其需要设置初始生长种子点，该种子点的设置对分割结果影响较大，且该方法通常选择多个种子迭代生长，生长速度较慢。本文所提出的基于阈值法与区域生长结合的彩色图像分割结合了两种方法的优点，并对其缺点进行相互弥补，通过将色度分量和饱和度分量融合成新分量，能阈值分割出颜色较深的优秀样本，再结合空间信息，利用阈值分割得到的区域块对色度分量进行区域生长获得了性能优良的初始种子，加快了生长速度，从而实现快速、高精度地提取涂覆区域；与现有LED荧光粉涂覆区域分割方法相比，本方法保证了检测结果的高精度，且适合在工业生产中投入使用。附图说明图1是本专利技术的工作流程图；图2本实施例的采集基板图片的结构图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法，包括如下步骤：S1获取涂覆后的基板图片。如图2所示，本系统结构包括相机1、环形光源2、实验平台3及涂覆荧光粉胶层的LED芯片基板，基板防止在实验平台上，基板上规则排布着多个芯片，切经过了荧光粉胶微涂覆；相机位于基板正上方，环形光源为白色光源，其套接在相机上。S2基板图像进行预处理，对获取的图片进行高斯滤波，高斯滤波核大小为3*3，去除图片噪点。S3彩色空间转换，将基板图像从RGB空间转换为HSV空间，分离色度(H)、饱和度(S)和明度(V)三通道。S4基于直方图的阈值分割，由于基板区域颜色与涂覆有荧光粉的区域颜色具有较大差异，所以将色度分量与饱和度分量融合成一维新分量，对新分量进行阈值分割，该步骤属于严格条件下的分割，能较快地分割出饱和度较大的深颜色涂覆区域，具体步骤如下：S4.1利用公式s＝8*s0-h0融合色度h0分量及饱和度s0分量，生成新分量，其中s新饱和度分量，s0为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法，其特征在于，包括如下步骤：S1 获取涂覆后的基板图片；S2 对基板图像进行预处理；S3 将预处理后的基板图像从RGB空间转换为HSV空间，分离色度、饱和度和明度三通道；S4 基于直方图的阈值分割，具体步骤如下：S4.1 将S3中的饱和度分量和色度分量融合为一维，获得新分量；S4.2 对新分量进行直方图统计；S4.3 根据直方图统计选取阈值，利用新分量进行阈值分割，获得分割二值图片，分割出来的区域即为颜色较深的涂覆区域，此处将分割出来的涂覆区域所有像素点记为集合K；S5 基于阈值分割结果的区域生长，具体步骤如下：S5.1 将色度分量图划分为n*n个的局部区域；S5.2 利用canny算子对分割出的二值图片进行边缘提取，获得二值图边缘点位置，将色度分量图片中与二值图中边缘点位置一致的像素点作为种子点，进而获得色度分量中每个局部区域的种子点集合Pj，此处j指的是第j个局部区域；S5.3 计算色度分量每个局部区域内与集合K中像素点位置一致的像素点色度平均值及色度标准差，并将色度平均值加减色度标准差得到结果pj、qj，并作为区域分割边界的判断条件；S5.4 生成一张和分割二值图片大小相同的空白图片，在新生成图片中标记与S4中已被判定为涂覆区域相同位置的像素点，将新生成图片作为标记对比图；S5.5 分别对每个局部区域进行八邻域生长，具体为：从S5.2步骤中获得该局部区域中的种子点集合Pj，然后选取种子集合Pj里的第一个种子，放入堆栈，并对该种子进行八邻域生长，进行生长条件判别，若符合生长条件，则继续生长，否则停止，直至该区域种子集合Pj内所有种子都生长完成，则该局部区域完成八邻域生长；S5.6 当所有局部区域都完成八邻域生长后，则区域生长结束，获得最终的LED荧光粉微涂覆区域分割图片。...

【技术特征摘要】
1.一种大功率白光LED荧光粉微涂覆区域的分割方法，其特征在于，包括如下步骤：S1获取涂覆后的基板图片；S2对基板图像进行预处理；S3将预处理后的基板图像从RGB空间转换为HSV空间，分离色度、饱和度和明度三通道；S4基于直方图的阈值分割，具体步骤如下：S4.1将S3中的饱和度分量和色度分量融合为一维，获得新分量；S4.2对新分量进行直方图统计；S4.3根据直方图统计选取阈值，利用新分量进行阈值分割，获得分割二值图片，分割出来的区域即为颜色较深的涂覆区域，此处将分割出来的涂覆区域所有像素点记为集合K；S5基于阈值分割结果的区域生长，具体步骤如下：S5.1将色度分量图划分为n*n个的局部区域；S5.2利用canny算子对分割出的二值图片进行边缘提取，获得二值图边缘点位置，将色度分量图片中与二值图中边缘点位置一致的像素点作为种子点，进而获得色度分量中每个局部区域的种子点集合Pj，此处j指的是第j个局部区域；S5.3计算色度分量每个局部区域内与集合K中像素点位置一致的像素点色度平均值及色度标准差，并将色度平均值加减色度标准差得到结果pj、qj，并作为区域分割边界的判断条件；S5.4生成一张和分割二值图片大小相同的空白图片，在新生成图片中标记与S4中已被判定为涂覆区域相同位置的像素点，将新生成图片作为标记对比图；S5.5分别对每个局部区域进行八邻域生长，具体为：从S5.2步骤中获得该局部区域中的种子点集合Pj，然后选取种子集合Pj里的第一个种子，放入堆栈，并对该种子进行八邻域生长，进行生长条件判别，若符合生长条件，则继续生长，否则停止，直至该区域种子集合Pj内所有种子都生长完成，则该局部区域完成八邻域生长；S5.6当所有局部区域都完成八邻域生长后，则区域生长结束，获得最终的LED荧光粉微涂覆区域分割图片。2.根据权利要求1所述的分割方法，其特征在于，所述S2中，预处理具体为高斯滤波，高斯滤波核大小为3*3。3.根据权利要求1所述的分割方法，其特征在于，新分量的公式为：s＝8*s0-h0其中s新饱和度分量，s0为原始饱和度分量，h0为原始色度分量，该变换公式对原始饱和度增强后减去原始色度，新获得的饱和度分量涂覆区域与基...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡跃明，余梦琦，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44