基于圖像處理的石英晶體片分選系統

　　5 圖像處理

　　圖像處理軟件包的作用是通過圖像數字處理的方法對石英晶體片進行缺陷檢測、分類、統計和顯示，并將分類結果發送至控制器。該系統既可以處理矩形石英晶體片，也可以處理圓形石英晶體片，這兩種形狀不同的石英晶體片的處理流程是不一樣的。考慮到圖像處理技術屬另一門學科，過于詳細的敘述會使文章冗長且難以理解，本文僅以圓形石英晶體片的炸心缺陷為例，簡單介紹系統是如何對圖像進行數字處理，完成分類的。

　　圓形石英晶體片的缺陷主要有：炸心、劃痕、陰影、崩邊、炸口、斷裂等。每一種缺陷都有相應的編碼。系統通過對合格品的圖像建模，產生一個樣本模板。生產過程中每一個石英晶體片的圖像都與模板相比較，如果沒有差別就是合格品，如果有差別再按不同的判定準則逐一判別，直到產生缺陷編碼為止。 本系統采用單色攝像頭，所得圖像是256級灰度。石英晶體片的完好部分與缺陷部分在灰度等級上存在一定差別，各種不同的缺陷灰度等級也不相同，缺陷有一定的形狀、面積并占據某一位置，這些特征都是對石英晶體片檢測和分類的依據。

　　炸心缺陷的檢測過程如下：

　　1) 邊緣檢測。使用Prewitt邊緣檢測法，對圓形石英晶片的實際目標進行邊緣檢測，然后用相應的門限值進行二值化。將經過二值化后的圖像與模板相比較，取出兩者都是白色的區域，對這些白色區域進行區域標記，缺陷就保留在其中。

　　2) 面積判別。細小的污點在經過邊緣檢測之后也會表現為白色區域，為避免對檢測產生干擾，首先要檢查被標記的區域，保留那些面積大于相應門限值的區域。

　　3) 位置判別。炸心不與邊緣連接，所以還要進行位置的判別。判斷可能的缺陷區域是否與邊緣相連，是否完全處于邊緣附近。如果不是，再進行下面的灰度判別。

　　不同的缺陷其灰度等級是不同的，通過對各種缺陷的灰度測定，可以找出相對應的灰度值作為判定缺陷的門限值。實際拍攝的圖像灰度與炸心的灰度門限值相比較，高于此值即可判定為炸心。至此，完成了圓形石英晶片內部的炸心缺陷檢測。

　　圖6為一個圓形石英晶片內部缺陷(炸心)的檢測結果，右圖中白色線條是檢測出的炸心形狀和位置，在左圖的對應位置上可以看到一條灰度較大的線條，該線條就是炸心的圖像顯示。

　　6 結束語

　　對石英晶體片品質分選系統進行的大量測試表明，該系統對石英晶體片缺陷的檢出率達到100％，錯誤檢出率為0，缺陷分類正確率達到95％，分選速度已經接近人工分選速度。今后的工作是進一步推廣應用，并在大量應用的基礎上逐步統一缺陷分類，建立行業內公認、量化的缺陷分類標準。