一种针对LED的缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供一种针对LED的缺陷检测方法。本发明专利技术根据梯度图零点拟合荧光胶区域轮廓的方法对LED图像进行处理和运算，能够很好的完成对LED的胶内异物、胶内气泡、胶变色缺陷的检测，并且能够减少运算区域、加快处理速度。

【技术实现步骤摘要】
一种针对LED的缺陷检测方法
本专利技术涉及机器视觉检测
，更具体地，涉及一种针对LED的缺陷检测方法。
技术介绍
LED属于半导体照明器件，其生产过程是在一片半导体发光器件外涂覆某种颜色的荧光胶，根据光色的混合原理，半导体发光器件通电后，LED可以发出特定颜色的色光。但是荧光胶涂覆厚度不均匀、夹带异物、荧光胶变色、半导体发光器件引脚通电失败等均会影响LED的发光效果，导致LED光效低、色度不均、热量难以散失、寿命短，甚至不能发光等问题。在LED涂覆荧光胶之后、包装销售之前，需要对每个LED的缺陷进行检测，其中包括胶内异物、胶内气泡、胶变色等。目前广泛使用的检测方法是人工目检，由人工在短时间内快速检查所有缺陷。而每个LED的尺寸仅有2*2*1mm，LED内的异物尺寸>0.2mm，即视为缺陷产品。面对这种细微的缺陷尺寸，同时还有胶内气泡、胶变色等缺陷需要检查，要快速筛选出缺陷产品，人工目检往往容易出错，速度慢，而且成本较高，并不能满足生产效率越来越高的要求。通过机器视觉检测的方法，面对胶内异物、胶内气泡、胶变色等使荧光胶品质降低的缺陷，为提高检测准确率和速度，降低成本，必须解决的问题是：如何同时获取胶内异物、胶内气泡、胶变色的特征，以减少检测的工位，以及选择的算法如何同时处理胶内异物、胶内气泡、胶变色等缺陷，并且保证高准确率。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷及实现上述目的，提供一种针对LED的缺陷检测方法。本专利技术对LED图像进行处理和运算，能够很好的完成对LED的胶内异物、胶内气泡、胶变色缺陷的检测。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种针对LED的缺陷检测方法，其中，包括如下步骤：S1.获取LED图像，将LED图像转为灰度图，并且进行均值去噪，去除高斯噪声；在灰度图下，异物、气泡、变色等影响荧光胶品质的缺陷都与异物具有相似的特征，方便统一处理。S2.对LED图像设置45°和135°两个方向的灰度搜索线，得到灰度变化曲线图，根据灰度变化曲线图得到四个灰度梯度变化图；S3.根据灰度梯度变化图，获取四个梯度图上接近最值点的零点坐标；梯度图零点位置代表荧光胶区域的轮廓位置，荧光胶区域是一个圆，根据梯度图的零点坐标，转化回LED图像中的坐标，利用最小二乘法拟合出准确的荧光胶区域轮廓；其公式为：(x-xc)2+(y-yc)2＝r2(1)其中，式(1)是圆形荧光胶区域轮廓的方程，(xc,yc)是圆心坐标，(xi,yi)是梯度图零点坐标，式(2)中δ是误差的平方和，最小二乘法通过寻找使误差的平方和δ最小的圆心(xc,yc)与半径r，来获取圆的方程；S4.根据式(1)，生成大小、位置自适应掩膜图像，大小与步骤S1的灰度图一致，由掩膜限定处理运算区域，该掩膜根据式(1)的位置、大小而变化，确保运算区域为LED图像中的荧光胶区域；生成的掩膜图像为：其中，M(x，y)是掩膜图像的灰度值，(x，y)为像素点坐标；S5.对LED图像通过直方图均衡化进行图像增强，然后计算图像的一阶差分图，其公式为：其中，I(x,y)表示直方图均衡化后的LED图像，Gx(x,y)和Gy(x,y)是x方向和y方向的一阶差分图，G(x,y)是一阶差分结果图；S6.由于缺陷存在于荧光胶区域内，因此将掩膜图像M(x,y)覆盖到一阶差分结果图G(x,y)，覆盖后，G(x,y)只保留M(x,y)灰度值非0的位置点，得到掩膜后图像G'(x,y)，M(x,y)中灰度值为0的区域，在G'(x,y)中保持为0；S7.对G'(x,y)中的无掩膜覆盖区域进行基于大津法的自动阈值分割，得到分割阈值T和二值化图像G”(x,y)，G”(x,y)包含胶内异物、胶内气泡、胶变色等缺陷信息；大津法将图像分为前景和背景两类，分割阈值为T，其基本公式为：D＝ω0*ω1*(μ0-μ1)2(7)其中，灰度值小于等于T、大于T的像素数占待分割图像总像素数的比例分别为ω0、ω1，对应的灰度平均值分别为μ0、μ1，D是类间方差值，大津法的算法思想是通过遍历图像，寻找出使D最大的值T，作为图像的分割阈值；S8.对G”(x,y)进行连通域搜索，计算出各区域的面积，得到最大的区域面积areamax，如果areamax和T超过设定的阈值，则判断当前LED是缺陷产品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术在寻找荧光胶区域轮廓时，根据灰度梯度图的零点坐标，通过最小二乘法能够拟合出准确的轮廓位置，并且基于此，设置位置、大小自适应掩膜，在保证处理的区域为荧光胶区域的同时，减少了运算区域、加快了处理速度。本专利技术根据梯度图零点拟合荧光胶区域轮廓的方法更准确，鲁棒性高，对异物、气泡、变色等影响荧光胶品质的缺陷能够准确地检测出来，经过掩膜处理，检测速度超过100个/秒，满足生产要求。附图说明图1是本专利技术的方法操作流程图。图2(a)是本专利技术中获取的不存在缺陷的LED的图像。图2(b)是本专利技术中获取的存在缺陷的LED的图像。图3(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像的灰度搜索线。图3(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像的灰度搜索线。图4(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像四条搜索线处的灰度梯度变化曲线图。图4(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像四条搜索线处的灰度梯度变化曲线图。图5(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像由最小二乘法拟合的荧光胶区域轮廓图。图5(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像由最小二乘法拟合的荧光胶区域轮廓图。图6是本专利技术中LED图像生成的自适应掩膜图像。图7(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像进行图像增强和一阶差分后的图像G(x,y)。图7(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像进行图像增强和一阶差分后的图像G(x,y)。图8(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像将掩膜覆盖至一阶差分图得到的掩膜后图像G'(x,y)。图8(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像将掩膜覆盖至一阶差分图得到的掩膜后图像G'(x,y)。图9(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像对荧光胶区域进行自动阈值分割后得到的二值化图像G”(x,y)。图9(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像对荧光胶区域进行自动阈值分割后得到的二值化图像G”(x,y)。图10(a)是本专利技术中不存在缺陷的LED图像经过算法处理后的结果图。图10(b)是本专利技术中存在缺陷的LED图像经过算法处理后的结果图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。如图1到图10所示，一种针对LED的缺陷检测方法，其中，包括如下步骤：S1.获取LED图像，将LED图像转为灰度图，并且进行均值去噪，去除高斯噪声；在灰度图下，异物、气泡、变色等影响荧光胶品质的缺陷都与异物具有相似的特征，方便统一处理。S2.对LED图像设置45°和135°两个方向的灰度搜索线，得到灰度变化曲线图，根据灰度变化曲线图得到四个灰度梯度变化图；S3.根据灰度梯度变化图，获取四个梯度图上接近最值点的零点坐标；梯度图零点位置代表荧光胶区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对LED的缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.获取LED图像，将LED图像转为灰度图，并且进行均值去噪，去除高斯噪声；S2.对LED图像设置45°和135°两个方向的灰度搜索线，得到灰度变化曲线图，根据灰度变化曲线图得到四个灰度梯度变化图；S3.根据灰度梯度变化图，获取四个梯度图上接近最值点的零点坐标；梯度图零点位置代表荧光胶区域的轮廓位置，荧光胶区域是一个圆，根据梯度图的零点坐标，转化回LED图像中的坐标，利用最小二乘法拟合出准确的荧光胶区域轮廓；其公式为：(x‑xc)2+(y‑yc)2＝r2    (1)

【技术特征摘要】
1.一种针对LED的缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.获取LED图像，将LED图像转为灰度图，并且进行均值去噪，去除高斯噪声；S2.对LED图像设置45°和135°两个方向的灰度搜索线，得到灰度变化曲线图，根据灰度变化曲线图得到四个灰度梯度变化图；S3.根据灰度梯度变化图，获取四个梯度图上接近最值点的零点坐标；梯度图零点位置代表荧光胶区域的轮廓位置，荧光胶区域是一个圆，根据梯度图的零点坐标，转化回LED图像中的坐标，利用最小二乘法拟合出准确的荧光胶区域轮廓；其公式为：(x-xc)2+(y-yc)2＝r2(1)其中，式(1)是圆形荧光胶区域轮廓的方程，(xc,yc)是圆心坐标，(xi,yi)是梯度图零点坐标，式(2)中δ是误差的平方和，最小二乘法通过寻找使误差的平方和δ最小的圆心(xc,yc)与半径r，来获取圆的方程；S4.根据式(1)，生成大小、位置自适应掩膜图像，大小与步骤S1的灰度图一致，由掩膜限定处理运算区域，该掩膜根据式(1)的位置、大小而变化，确保运算区域为LED图像中的荧光胶区域；生成的掩膜图像为：其中，M(x，y)是掩膜图像的灰度值，(x，y)为像素点坐标；S5.对LED图像通过直方图均衡化进行图像增强，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高健，罗瑞荣，郑卓鋆，周浩源，胡浩晖，张揽宇，陈新，贺云波，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44