應用領域: 產品測試 挑戰(zhàn): 如何應用成熟的技術實現對移動電話的液晶顯示點陣實現精確的檢測。 應用方案：應用圖像處理的基本方法和飛利浦公司的液晶驅動硬件，以及采用NI公司應用程序開發(fā)平臺LabVIEW 和強大的圖像處理軟件IMAQ，實現對移動電話液晶顯示屏的機器視覺檢測。 使用產品：LabVIEW; IMAQ; PCI-1408 介紹：隨著通訊事業(yè)在中國的蓬勃發(fā)展，移動電話的使用在中國越來越普遍。作為移動電話的核心之一的液晶顯示器，由于用戶的需求，正向大屏幕多點及彩色方向發(fā)展。由于液晶顯示的分辨率不斷上升，對其進行人工檢測的難度也越來越大，采用機器視覺的液晶顯示檢測系統(tǒng)－ Lxy －就成為必然之選。 Lxy 系統(tǒng)組成及檢測方法： 1. 系統(tǒng)組成：系統(tǒng)的結構組成如下圖1－1所示。 本系統(tǒng)采用NI公司的高速圖像采集卡PCI－1408,該采集卡支持多路圖像采集，現采用雙鏡頭輸入以提高系統(tǒng)的分辨率。該系統(tǒng)采用背光照明，光度可調。圖像經由CCD攝影頭并經采集卡轉換為數字化圖像輸入計算機。經處理后判定是否正常。 2. 檢測方法：本系統(tǒng)的檢測方法是采用預先經自學習產生的一系列標準圖像與采集的相應圖像相減并轉換成為二值圖的方式，在經一系列的處理之后，得到檢測的結果并判斷產品的好壞。其流程如圖1－2所示： Lxy的圖像處理及圖像分析原理： 1. Lxy系統(tǒng)照明：無論進行圖像處理還是進行圖像分析，照明條件都是最重要的外部條件。對于機器視覺而言，可控并恒定的光源是使檢測可靠并突出檢測目標的最重要的手段之一。對于LCD檢測尤其如此。因為對于LCD生產公司而言，不僅檢測系統(tǒng)的檢測精度很重要，檢測的時間也是衡量一個機器視覺檢測系統(tǒng)優(yōu)劣的指標。如果照明系統(tǒng)不夠均勻穩(wěn)定，勢必造成重測率的上升而影響到生產所以如何確定Lxy系統(tǒng)的照明光源非常重要。在Lxy系統(tǒng)中，采用進口FOSTEC可調式光源20750.2，并經光纖將光線引至磨砂燈板，使之作為均勻并可調的背光，在實踐中取得了很好的效果。 2. Lxy系統(tǒng)采集圖像位置調整：由于操作人員的擺放每次不同，并且由于采用雙鏡頭提高系統(tǒng)的分辨率，所以采集圖像與標準圖像之間必然有位置上的差異。進行位置調整的算法就必不可少。如圖2－1所示： 為定位需要，經Philips的LCD驅動產生定位用模板圖如圖2－1所示。在液晶顯示矩陣的四角各顯示四個定位用方形小塊作為將來模板識別（pattern match）時用的標準圖形模板。在每個鏡頭 的標準圖像中，在自學習標準圖像的時候，會自動將工程師定義的每個鏡頭的左右兩個模板的圖像及其坐標保存下來（如圖2－2左鏡頭左模板，綠框內部分）。則在定位用的標準圖像上，必有一對定位模板。在檢測產品時，首先產生圖2－1所示的跳圖，由于LabVIEW具有功能強大的模板識別功能，其在目標圖像上搜尋圖形模板的精確坐標的精度非常高，所以本系統(tǒng)利用保存在硬盤中的模板在采集圖像上進行模板識別，然后將找到的模板坐標與保存在硬盤上的標準圖像上相應模板的坐標進行比較，就可以知道究竟采集圖像有多少位移和旋轉。然后將標準圖像相應位移并旋轉，這樣就可以進行圖像相減了。 3. 二值圖像的處理：在進行了標準圖像的位置調整后，經與采集圖像相減得到一系列差異圖像。但由于照明，產品差異，及對位精確度等原因，在每個差異圖像上還需進一步處理方可得到正確的問題點。經大量試驗得出。問題點的得出與三個因素有關，分別是LCD顯示矩陣的行列邊緣引起的對位問題，LCD透射反射膜引起的背景噪聲，以及照明引起的圖像整體灰度平移。所以在得到差異圖像之后，還必須對這三個方面進行處理，如采用LabVIEW圖像處理軟件中的關于圖像過濾的功能，過濾差異圖像以去除邊緣帶來的對位問題；對采集圖像增加一個背景系數以減小噪聲的影響；對采集圖像整體增加一灰度閥值以消除照明引起的灰度偏移，產品差異的調整如下點所述。這樣就可將可能的問題點都提取出來了。 4. 產品差異的調整：在LCD的生產過程中，或多或少總存在產品的差異。擔由于機器視覺系統(tǒng)無法區(qū)分這些差別，就必須預先對采集的圖像作預調整以盡可能的減小產品差異對檢測的影響。本系統(tǒng)采用灰度整體拉伸的方法調節(jié)，因為對于LCD而言，總歸只有黑白兩種顏色。對應灰度直方圖則必有兩個峰值，分別為亮度大的峰值和亮度小的峰值如圖2－3所示。圖2－3在程序中，將此灰度直方圖的峰值找出來，將較高的一個作為調整的基點，與設定的標準值（ 如灰度200）相除，得到的商為灰度拉伸的放大倍數。然后利用LabVIEW中關于圖像相乘的子模塊，將此倍數乘采集圖像所有點的灰度得到灰度拉伸之后的采集圖像。這樣產品差異造成的影響就最大程度地得到減小。 解決的問題與結論： 由于LCD產品科技附加值大，客戶對產品的質量就有很高的要求。以往人工檢測存在人為的因素會導致誤判和漏判。經采用帶有人工智能的機器視覺檢測系統(tǒng)Lxy后，基本排除了人為因素造成的檢測問題，使客戶對產品的質量有了很大的信心，對競爭激烈的LCD行業(yè)而言有著非同尋常的意義。而在此就不能不提及NI公司的labVIEW5.1開發(fā)平臺及功能強大的圖像處理軟件IMAQ所起的作用。因為采用了以上的產品，使我們的開發(fā)時間縮短很多。又由于NI公司產品的重用性能良好對將來的LCD新產品相應的檢測提供了廣闊的發(fā)展前景。