【摘要】：在工業(yè)顯示面板檢測中,薄膜晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的Mura缺陷檢測是一個重點(diǎn)。Mura缺陷不僅對比度低,邊緣模糊,而且亮度也不均勻,往往含有周期性紋理等,這些特點(diǎn)使之檢測起來比較棘手,現(xiàn)今普遍采用機(jī)器視覺的檢測方法,雖然該方法檢測效果較好,但只是注重了檢測準(zhǔn)確性,而忽略了人眼視覺的感受習(xí)慣。本文經(jīng)過研究,針對Mura缺陷的特點(diǎn)、工業(yè)檢測的要求以及人眼的視覺感受等方面,提出了一種基于空間標(biāo)準(zhǔn)觀測者的TFT-LCD的Mura缺陷檢測方法,該方法主要通過人眼對比度敏感函數(shù)進(jìn)行圖像濾波后產(chǎn)生一幅合乎人眼視覺感受的最小可覺差映射圖,然后對該最小可覺差圖進(jìn)行增強(qiáng),最后利用圖像分割技術(shù)來分割出缺陷。實(shí)驗證明該方法不僅能有效檢測出Mura缺陷所在,而且適合人眼視覺感受。論文的主要工作如下:(1)圖像下采樣。實(shí)際工業(yè)檢測中,為了保證面板的檢測精度,一般采用高精度的工業(yè)相機(jī),并且是位圖格式,所以相機(jī)采集出來的圖像一般都很大,大約為幾十兆的大小,為保證檢測效率和降低對設(shè)備性能上的要求,可以事先對圖像進(jìn)行下采樣處理,從而使圖像數(shù)據(jù)縮減。為了選擇合適的采樣比例,這里采用了變差函數(shù)來統(tǒng)計圖像灰度的周期,以計算出的垂直與水平方向的像素灰度周期作為均值采樣的比例,然后進(jìn)行均值下采樣,該方法不僅能壓縮圖像大小,減少計算量,也能保證一定的圖像質(zhì)量。(2)紋理抑制。采用高精度相機(jī)時候,采集到的圖像經(jīng)過放大后,會發(fā)現(xiàn)有格子般的周期性紋理,或者采集到的圖像本身帶有紋理,這些紋理會掩蓋掉某些弱Mura而造成漏檢。本文采用頻域濾波的方法對其頻譜進(jìn)行分析,構(gòu)造了關(guān)于濾波半徑的能量函數(shù),通過分析該能量函數(shù)隨濾波半徑的變化曲線來找到臨界半徑,最后將頻域濾波后的圖像逆變換到空間域,從而得到紋理抑制后的圖像。(3)空間標(biāo)準(zhǔn)觀測者的研究與改善�？臻g標(biāo)準(zhǔn)觀測者這種方法涉及到物理學(xué),心理學(xué),人眼視覺等,是一個含金量很高而又龐大的系統(tǒng)。本文研究了人眼視覺系統(tǒng)的特征、圖像亮度和對比度的校正、人眼對比度模型的建立以及最小可覺差閾值等,在該方法的基礎(chǔ)之上改進(jìn)了最小可覺差映射圖,對該圖進(jìn)行增強(qiáng),突出Mura缺陷,并提出了適用的Mura缺陷的判別標(biāo)準(zhǔn)。(4)Mura缺陷分割。圖像分割是本設(shè)計的最后一步,其方法有很多,主要有分水嶺法、形態(tài)學(xué)方法、聚類分析法、大津法等,而本文另辟蹊徑,針對采集到的圖像本身具有背景單一和生成的最小可覺差圖像灰度均勻的特點(diǎn),提出了依賴于灰度圖像的均值和標(biāo)準(zhǔn)方差來進(jìn)行圖像分割的方法。在生成的圖像中,均值代表著整體均勻的背景,而數(shù)倍的標(biāo)準(zhǔn)差則表征著有別于背景的缺陷區(qū)域,所以只需要選擇一個合適的閾值便能進(jìn)行有效的分割。在論文的最后,根據(jù)本論文設(shè)計的方法,進(jìn)行了Matlab的Mura的缺陷仿真實(shí)驗來驗證該方法。結(jié)果顯示,本設(shè)計方法是十分有效,對于包含噪聲、重復(fù)性紋理、亮度不均等干擾因素的Mura缺陷圖像也能進(jìn)行有效檢測,不僅能準(zhǔn)確找出缺陷,還符合人眼的視覺感受習(xí)慣,其機(jī)器檢測的結(jié)果同人眼檢測的效果一致,并給出了相應(yīng)Mura缺陷的評價標(biāo)準(zhǔn)。
【圖文】：

1 研究背景及意義TFT-LCD(Thin FilmTransistor-Liquid Crystal Display)即薄膜晶體管液晶。液晶顯示器夾層里面填充的主要物質(zhì)是液晶，通過給液晶施加電壓來控分子的扭轉(zhuǎn)，從而使光線通過或者被阻擋，最終將畫面顯示出來。TFT-LC素是相互獨(dú)立的，這樣可以消除串音的干擾，另外 TFT-LCD 能夠制成較積，且解析度較高，灰階豐富。據(jù)統(tǒng)計[1]，中國的 TFT-LCD 面板行業(yè)在 以后，每年生產(chǎn)面板所需的材料總價值將近千億元，其中每年所需的液晶少有 250 噸，基板玻璃和偏光片則高達(dá) 1 億平方米，彩色濾光片則有 500方米，光學(xué)薄膜甚至高達(dá)十幾億平方米。TFT-LCD 的使用十分廣泛，它已機(jī)、筆記本電腦、液晶電視、桌面顯示器等領(lǐng)域大顯身手，如下圖 1.1 所

2.1 TFT-LCD 的結(jié)構(gòu)與顯示原理TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）技術(shù)并不是忽然從天而降，而是一種將當(dāng)今的液晶顯示器技術(shù)和微電子技術(shù)結(jié)合起來的一種新型顯示技術(shù)。微電子精細(xì)加工技術(shù)已經(jīng)十分成熟，人們利用這種微加工技術(shù)將 TFT 陣列加工在大的玻璃面板上，然后用一片帶彩色濾色膜的基板和加工好 TFT 陣列基板相結(jié)合，便形成了液晶盒，最后通過后續(xù)的加工便形成了液晶顯示器。TFT-LCD 大致的結(jié)構(gòu)可以形容為三明治再貼切不過了，其結(jié)構(gòu)從上到下可分為玻璃基板、液晶和偏振片三大部分[13]，再加上其它相應(yīng)的配件便成了薄膜晶體管液晶顯示器，它的整體結(jié)構(gòu)如下圖 2.1 所示。整個結(jié)構(gòu)中，，玻璃基板是整個液晶顯示屏的核心器件載體；液晶則是被填充在兩塊玻璃基板之間，主要是控制光的透過率；偏振片的作用是偏振自然光，在液晶控制光線透過大小的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)增大透光率與視角的效果。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN873.93;TP391.41

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本文編號：2698007