基于骨架模板配準的OLED顯示屏斑痕缺陷檢測技術

OLED(Organic LED)顯示屏作為新一代的顯示設備，隨著生產工藝的日趨完善，目前已廣泛應用于MP3、手機、數碼相機等低功耗的設備中。在基于圖像處理的自動化檢測過程中，為保證產品的質量，生產商迫切需要一種有效的算法，以快速抓取和識別顯示屏中存在的各種缺陷。在OLED顯示屏的各種缺陷中，斑痕缺陷(也稱其為Mura缺陷)是最常見、最復雜的，同時也是最難檢測的一種缺陷[1-2]。主要表現為對比度低、邊界模糊、形狀多樣、亮度顯示不均勻等特征。因此，如何有效地檢測斑痕缺陷已成為OLED顯示屏制造過程的關鍵環節。
　近年來，隨著圖像處理理論的發展，相關研究人員已提出了很多檢測算法。Yen PingLang等提出了基于背景圖像重建的檢測方法[3]，KUO C C.提出了利用離散余弦變換濾除背景圖像的方法[4]。由于斑痕缺陷的對比度低、邊界模糊、形狀不定，再加上顯示屏本身的發光亮度難以達到完全均勻、CCD噪聲等因素的影響，給提取斑痕缺陷增加了難度，應用常規的閾值分割、邊緣提取等方法已不能有效地提取斑痕缺陷。
針對這一問題，本文提出了一種新的斑痕缺陷檢測方法。在系統啟動階段，根據所采集圖像創建理想模板，利用細化技術提取OLED顯示屏的骨架信息，實現模板圖像與原始圖像的快速配準，并進行相減運算；然后，通過大津法(即最大類間方差法或稱為OTSU算法)確定的閾值，分割相減以后的圖像，可以有效地提取出斑痕缺陷。該算法流程如圖1所示。
1 顯示屏骨架模版的提取
　骨架(Skeleton)又稱中軸(Medial Axis)，是圖形幾何形態的一種重要拓撲描述。骨架是一種線型的幾何體，它

式中，S(i，j)為原始圖像，T(i，j)為模板圖像，D(i，j)為差影后的圖像。
　在實際缺陷算法中，依據圖4中的每一個點作為控制點，將原始圖像與小的模板圖像采用差影法，求得整幅圖像的差影圖像，差影法檢測流程如圖5所示。采用這一差影檢測方法，將圖2所示原圖像經差影處理后的圖像如圖6所示。