一种液晶屏导电粒子个数及偏位自动检测方法及装置与流程

本发明属于自动化及计算机视觉，特别涉及一种液晶屏导电粒子个数及偏位自动检测方法及装置。

背景技术：

1、在液晶屏中除了占大面积的液晶面板外，在其外围必须连接驱动芯片用于控制信号的显示。在目前生产工艺中，通常使用cog或fog技术实现柔性印制电路板(fpc)与液晶玻璃的邦定。在邦定过程中的核心是各向异性导电膜(acf)。acf主要包括导电粒子和热固型树脂。邦定过程中通过施加高温高压将cof侧的电极与fpc侧的电极通过导电粒子连接在一起实现电路导通。在实际操作中有可能会出现由于邦定不良出现粒子个数不足、cof侧电极与fpc侧电极压合不良等情况，从而导致面板性能和功能的不良。因此通常会在邦定工序结束后对邦定的效果进行检测。由于邦定区域材质的透光率较低，虽然acf粒子经过压合后具有一定的特征，但利用一般的光学系统无法对导电粒子压合状态进行有效成像，需利用特定的光学系统才可成像，对成像后的图像利用算法进行自动化检测，可大大提高检测速度和检测准确率。

2、公开号为“cn107144602a”中国专利公开了一种利用物理学的方法对检测点、电极和连接器构成的回路进行检测的方法，该方法需在印制电路板上的电极位置预留检测区域，操作复杂，不利于实现自动检测。

3、公开号为“cn110672474a”的中国专利公开了一种acf导电粒子压合自动检测方法，包括如下步骤：s1、取像步骤；s2、一次导电粒子区域检测步骤；s3、二次导电粒子区域检测步骤；s4、粒子区域选定步骤；s5、粒子区域验证步骤；s6、导电粒子判断步骤；s7、压合结果导出步骤。该发明没有统计粒子的偏位情况。此外，由于受邦定区域材质的透光率较低的影响，成像后的粒子和背景的对比度一般较低，并且检测区域往往存在较多的杂质干扰，该发明对成像直接按照阈值进行分割，检测精度较低，无法满足当前对粒子高精度计数及偏位高精度检测的要求。

技术实现思路

1、本发明提供一种液晶屏导电粒子个数及偏位自动检测方法及装置，旨在解决目前液晶屏导电粒子计数精度低及对导电粒子的偏位情况检测精度低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提出了一种液晶屏导电粒子个数及偏位自动检测方法，包括以下步骤：

3、s1：利用光学系统对待检测区域进行成像，获取待检测导电粒子图像。

4、s2；对待检测导电粒子图像进行图像增强处理，提高图像的对比度，突出导电粒子。

5、s3：对经过图像增强处理的导电粒子图像进行分割，获取bump区域集合。

6、s4：对获取的bump区域集合计算导电粒子个数。

7、s5：将计算得到的导电粒子映射至对应的空白bump投影区域内，计算导电粒子的偏位情况。

8、s6：输出得到的导电粒子个数及偏位情况结果。

9、优选的，所述步骤s2中对待检测的导电粒子图像进行图像增强处理具体为：

10、s21：使用设定的卷积核对待检测导电粒子图像进行高斯滤波，消除噪点并平滑图像。

11、s22：遍历待检测导电粒子图像的像素点，对每个像素点计算高斯滤波处理前后的灰度差值，具体为：

12、d(x，y)＝i(x，y)-g(x，y)

13、式中，(x，y)为像素点坐标，d(x，y)为高斯滤波处理前后的待检测导电粒子图像中像素坐标(x，y)处的灰度差值，i(x，y)为高斯滤波处理前的待检测导电粒子图像中像素点坐标(x，y)处的灰度值，g(x，y)为高斯滤波处理后的待检测导电粒子图像中像素点坐标(x，y)处的灰度值。

14、s23：设定灰度差值的阈值常数，若灰度差值d(x，y)大于阈值，计算图像增强的像素点灰度值的高阈值，具体为：

15、

16、

17、式中，t为灰度差值d(x，y)的阈值常数，b为图像增强的像素点灰度值的高阈值。

18、s24：计算图像增强的像素点灰度值的低阈值，具体为：

19、

20、式中，a为图像增强的像素点灰度值的低阈值。

21、s25：根据高阈值b与低阈值a对高斯滤波处理前的像素点灰度值i(x，y)进行再处理，得到图像增强后的像素点灰度值，具体为：

22、

23、式中，e(x，y)为图像增强后的像素点灰度值。

24、优选的，所述步骤s3中获取bump区域集合具体为：

25、s31：对导电粒子图像沿y轴进行投影，计算导电粒子图像中每一行像素点的灰度值之和，得到横向像素点的灰度值之和集合。

26、s32：对统计的横向像素点的灰度值之和集合进行k均值聚类，指定聚类数为2，将导电粒子图像的横向像素点区域分为2个类别。

27、s33：根据bump区域的灰度值低于非bump区域的灰度值这一规则，将聚类得到的2个类别的横向像素点区域分为bump区域与非bump区域。

28、优选的，所述步骤s4中对获取的bump区域集合计算导电粒子个数具体为：

29、s41：对获取的bump区域集合进行高斯滤波，去除噪声干扰，平滑图像；

30、s42：对经过高斯滤波处理的bump区域集合进行二值化处理，得到二值图像；

31、s43：对二值图像进行先腐蚀后膨胀的开运算，腐蚀操作与膨胀操作的卷积核均设为3。

32、s44：寻找二值图像的所有bump区域的粒子边界，计算每个bump区域的粒子边界的面积，若边界面积小于5或边界面积大于200，则判断该粒子为干扰粒子，不将该粒子计入所属bump区域的导电粒子个数；对满足粒子边界面积为[5,200]条件的粒子边界，将该粒子计入所属bump区域的导电粒子个数；统计得到每个bump区域的导电粒子个数。

33、优选的，所述步骤s5中计算导电粒子的偏位情况具体为：

34、s51：将每个bump区域内的所有的导电粒子投影至选定的对应bump区域矩形框内，计算所有导电粒子投影的组成区域的质心。

35、s52：计算该质心与对应bump区域矩形框中心的距离差值，计算如下：

36、dis＝|c(x，y)-b(x，y)|

37、式中，所述dis为质心与对应bump区域矩形框中心的距离差值，所述c(x，y)为质心坐标，所述b(x，y)为对应bump区域矩形框中心坐标。

38、s53：设置距离差值阈值，若该距离差值小于给定的阈值，则判断该bump区域的导电粒子未偏位，若该距离差值大于给定的阈值，则判断该bump区域的导电粒子偏位，且偏位值为距离差值。

39、相应的，本发明还提出了一种液晶屏导电粒子个数及偏位自动检测装置，所述装置包括光学系统及电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述装置执行以下步骤：

40、s1：利用光学系统对待检测区域进行成像，获取待检测导电粒子图像。

41、s2；对待检测导电粒子图像进行图像增强处理，提高图像的对比度，突出导电粒子。

42、s3：对经过图像增强处理的导电粒子图像进行分割，获取bump区域集合。

43、s4：对获取的bump区域集合计算导电粒子个数。

44、s5：将计算得到的导电粒子映射至对应的空白bump投影区域内，计算导电粒子的偏位情况。

45、s6：输出得到的导电粒子个数及偏位情况结果。

46、优选的，所述步骤s2中对待检测的导电粒子图像进行图像增强处理具体为：

47、ε21：使用设定的卷积核对待检测导电粒子图像进行高斯滤波，消除噪点并平滑图像。

48、s22：遍历待检测导电粒子图像的像素点，对每个像素点计算高斯滤波处理前后的灰度差值，具体为：

49、d(x，y)＝i(x，y)-g(x，y)

50、式中，(x，y)为像素点坐标，d(x，y)为高斯滤波处理前后的待检测导电粒子图像中像素坐标(x，y)处的灰度差值，i(x，y)为高斯滤波处理前的待检测导电粒子图像中像素点坐标(x，y)处的灰度值，g(x，y)为高斯滤波处理后的待检测导电粒子图像中像素点坐标(x，y)处的灰度值。

51、s23：设定灰度差值的阈值常数，若灰度差值d(x，y)大于阈值，计算图像增强的像素点灰度值的高阈值，具体为：

52、

53、

54、式中，t为灰度差值d(x，y)的阈值常数，b为图像增强的像素点灰度值的高阈值。

55、s24：计算图像增强的像素点灰度值的低阈值，具体为：

56、

57、式中，a为图像增强的像素点灰度值的低阈值。

58、s25：根据高阈值b与低阈值a对高斯滤波处理前的像素点灰度值i(x，y)进行再处理，得到图像增强后的像素点灰度值，具体为：

59、

60、式中，e(x，y)为图像增强后的像素点灰度值。

61、优选的，所述步骤s3中获取bump区域集合具体为：

62、s31：对导电粒子图像沿y轴进行投影，计算导电粒子图像中每一行像素点的灰度值之和，得到横向像素点的灰度值之和集合。

63、s32：对统计的横向像素点的灰度值之和集合进行k均值聚类，指定聚类数为2，将导电粒子图像的横向像素点区域分为2个类别。

64、s33：根据bump区域的灰度值低于非bump区域的灰度值这一规则，将聚类得到的2个类别的横向像素点区域分为bump区域与非bump区域。

65、优选的，所述步骤s4中对获取的bump区域集合计算导电粒子个数具体为：

66、s41：对获取的bump区域集合进行高斯滤波，去除噪声干扰，平滑图像。

67、s42：对经过高斯滤波处理的bump区域集合进行二值化处理，得到二值图像。

68、s43：对二值图像进行先腐蚀后膨胀的开运算，腐蚀操作与膨胀操作的卷积核均设为3。

69、s44：寻找二值图像的所有bump区域的粒子边界，计算每个bump区域的粒子边界的面积，若边界面积小于5或边界面积大于200，则判断该粒子为干扰粒子，不将该粒子计入所属bump区域的导电粒子个数；对满足粒子边界面积为[5,200]条件的粒子边界，将该粒子计入所属bump区域的导电粒子个数；统计得到每个bump区域的导电粒子个数。

70、优选的，所述步骤s5中计算导电粒子的偏位情况具体为：

71、s51：将每个bump区域内的所有的导电粒子投影至选定的对应bump区域矩形框内，计算所有导电粒子投影的组成区域的质心。

72、s52：计算该质心与对应bump区域矩形框中心的距离差值，计算如下：

73、dis＝|c(x，y)-b(x，y)|

74、式中，所述dis为质心与对应bump区域矩形框中心的距离差值，所述c(x，y)为质心坐标，所述b(x，y)为对应bump区域矩形框中心坐标。

75、s53：设置距离差值阈值，若该距离差值小于给定的阈值，则判断该bump区域的导电粒子未偏位，若该距离差值大于给定的阈值，则判断该bump区域的导电粒子偏位，且偏位值为距离差值。

76、与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

77、1.本发明提出的一种液晶屏导电粒子个数及偏位自动检测方法及装置，本发明能够检测出导电粒子的个数和偏位情况，检测精度达到目前工艺上要求的高精度。对单个bump区域，当导电粒子个数≤10时，检测误差小于1；当导电粒子个数＞10时，检测误差小于个数的10％。导电粒子偏位情况检测精度为±5μm，且本发明算法简单，可满足工业上的实时应用。

78、2.本发明对光学系统获取的导电粒子图像进行图像增强后按照计算的阈值划分bump区域与非bump区域，并在bump区域统计导电粒子个数与偏位情况前进行一系列图像处理操作，去除了图像的杂质干扰，保留图像中的主要结构与边界，能够有效提取导电粒子的特征信息。