[发明专利]一种基于数字图像的LED芯片插深和插浅缺陷的检测算法

说明书

技术领域

本发明属于LED封装检测技术领域，具体涉及一种基于数字图像的LED芯片插深和插浅缺陷的检测算法。

背景技术

近年来，在全自动封装线全面普及的条件下，LED发光芯片在封装生产过程中对封装质量进行在线检测，已成为提高封装水平、保证封装质量的必然需求。但由于LED芯片尺寸小、封装工艺要求高、生产线速度快，很难在封装过程中进行实时质量检测。由于现有的分选技术的局限，封装分选后的LED中只有少量产品能满足某一客户（如高端LED显示屏制造商）的要求，其余大部分将变成仓库里的存货。若LED封装分选后仍然存在的废品/次品率为0.1%，则全国每年万亿只LED封装产品中就可能产生数亿只废品/次品，造成近亿元的直接经济损失。因此，为了满足对LED封装缺陷分选质量的要求，对LED封装缺陷分选技术的研究成为了LED行业发展的重要课题。

LED发光芯片的产品性能主要体现在发光均匀度及亮度性能方面。由于LED的发光均匀度及亮度性能主要由发光芯片在封胶内的位置决定，而发光芯片在封胶内通常会存在插深、插浅等缺陷，如果插深、插浅的数值在微米级别，其并不会明显对LED平均光谱强度和完整光谱辐照度产生影响，但却会对LED的光强分布均匀性有显著影响，从而影响LED光学性能。

现有的分选设备如分光机、分色机，只能从通电后的LED发光芯片的平均光谱强度和完整的光谱辐照度进行检测和分类，无法区分LED灯珠的光强分布均匀度，因此，使用这些设备无法识别出细微的插深、插浅缺陷，从而无法保证LED显示屏的色温色差及发光均匀度（即方向特性的离散性）。另外，用于检测LED光强分布均匀性的积分球、光电倍增管等现有分选设备由于检测原理所限，无法实现LED光强分布均匀性在线式快速连续分选，针对这些缺陷进行接触式分选更是难于实现。

综上，研究一种能够准确检测出LED发光芯片插深和插浅缺陷的检测方法，对保证LED发光芯片的光强分布均匀度从而保证LED发光芯片产品质量是十分重要的。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于数字图像的LED芯片插深和插浅缺陷的检测算法，该算法能够在生产线上对LED发光芯片检测出细微的插深和插浅缺陷，从而能够保证LED发光芯片的光强分布均匀度。该算法计算效率高、检测精度高，适合在实时的系统中采用。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以解决：

一种基于数字图像的LED芯片插深和插浅缺陷的检测算法，具体包括如下步骤：

步骤1：相机拍摄封装完成的LED灯，得到LED芯片图像，输入LED芯片图像，并对其进行二值化处理，二值化处理包括自动阈值提取以及图像目标和背景分割两部分；

步骤2：在芯片的二值图像O′中识别出LED灯头的圆心；具体步骤如下：以R为半径取圆环型滑动窗口C，且滑动窗口C上每个像素点的值为1；将滑动窗口C的圆心在二值图像O′上从左到右、从上到下逐个像素点滑动，每滑动一次，将滑动窗口C上每个像素点的值与该像素点对应的二值图像O′上像素点的值相乘并求和，当求得的和大于阈值Q时，将滑动窗口C的圆心在二值图像O′的对应处像素点作为LED灯头的圆心，此时执行步骤3；

步骤3：将滑动窗口C覆盖范围之外的LED芯片图像的像素点都赋值为0，并将滑动窗口C覆盖范围内的与灯顶像素点之间的距离超过标准半径R的LED芯片图像的像素点赋值为0；所述灯顶像素点是指值为1的像素点的切线斜率值与LED灯灌胶底部平行的像素点；

步骤4：遍历滑动窗口C内的LED芯片图像的值为1的像素点，将它们分别作为目标像素点即LED芯片的灯芯，计算得到每个目标像素点与LED灯头的圆心的距离的最大值r_max；然后利用公式5计算LED芯片插入值D：

D＝R-r_max                     公式5；

步骤5：比较LED芯片插入值D与规定的合格芯片插入值，得到该LED芯片是否有插深或者插浅缺陷。

进一步的，所述步骤1中对LED芯片图像的自动阈值提取再用分块最大熵法，具体步骤如下：

（1）根据LED芯片图像大小，将LED芯片图像均匀分为N个图像块：O₁,O₂,…O_k,…,O_N，其中，k取1,2，…N；