[发明专利]一种基于频域模板匹配的复杂背景图像缺陷检测方法

说明书

本发明涉及计算机视觉中的缺陷检测应用技术领域，尤其是一种基于频域模板匹配的复杂背景图像缺陷检测方法；包括如下步骤：步骤A、将模板图像和样本图像转换到频域中进行匹配，并将匹配的模板图像和样本图像的频域图像分别转换到极坐标系下筛选异常频率成分，针对样本图像中的异常频率成分进行极坐标系反变换和傅里叶逆变换获得候选区域1；步骤B、对样本图像的频域图像进行频域显著性检测得到显著性区域，去除显著性区域内背景频率成分获得候选区域2；步骤C、对所述候选区域1和候选区域2取交集做傅里叶逆变换，得到缺陷区域；提高了模板匹配方法的适应性和鲁棒性、降低了对模板和样本图像使用要求。

技术领域

本发明涉及计算机视觉中的缺陷检测应用技术领域，尤其是一种基于频域模板匹配的复杂背景图像缺陷检测方法。

背景技术

近年来，液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)以其轻薄、高清和无辐射的优点迅速取代了传统阴极射线显像管(Cathode Ray Tube,CRT)，成为了目前智能手机、平板、笔记本电脑和电视等几乎所有电子产品显示功能的主流屏幕。刻蚀技术作为一种按照掩膜图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术，它不仅是半导体器件和集成电路的基本制造工艺，还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工。随着液晶显示器向着大尺寸、高分辨率、轻薄化的方向发展，其内部线路错综复杂，主要表现在电路无周期性、与元器件、字符、标识等共存，同时电路结构更加精细，线路分布十分稠密，各膜层件的对比度较差，膜层异常时灰度差异也不够明显。此外，在刻蚀线路的检测缺陷过程中需要放大倍数较高的镜头，因此整个电路区域的图像扫描的像素达到亿级，而最小的缺陷却只有2-3个像素，并且缺陷的种类高达数十种，如灰尘缺陷、污渍缺陷、纤维缺陷和划痕缺陷等多种类型，同时为了兼顾生产节拍，对处理时间要求高，因此刻蚀线路的缺陷检测极具挑战性。

目前，在工业实际生产检测过程中，针对同种类型产品通常采取基于模板匹配的检测方法，使用预制的模板为基础，通过样本与模板信息的比对定位缺陷。从频域角度出发，Tsai等通过对模板与检测图像的整体傅里叶光谱进行比较，只保留与局部空间异常相关的频率成分，然后应用傅里叶反变换重建测试图像检测出缺陷。虽然这种方法相对简单且对于复杂线路图像有一定的检测效果，满足了工业实际生产的检测要求，但是其适应性较差且模板和样本图像的相似程度要求高。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种基于频域模板匹配的复杂背景图像缺陷检测方法和系统，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于频域模板匹配的复杂背景图像缺陷检测方法，包括如下步骤：

步骤A、通过图像获取模块获取刻蚀线路的模板图像和样本图像；将模板图像和样本图像转换到频域中进行匹配，并将匹配的模板图像和样本图像的频域图像分别转换到极坐标系下筛选异常频率成分，针对样本图像中的异常频率成分进行极坐标系反变换和傅里叶逆变换获得候选区域1；

步骤B、对样本图像的频域图像进行频域显著性检测得到显著性区域，去除显著性区域内背景频率成分获得候选区域2；

步骤C、对所述候选区域1和候选区域2取交集做傅里叶逆变换，得到缺陷区域。

作为优选，所述步骤A中筛选异常频率成分的方法如下：

1)

其中，不等式左侧不同时为0；

2)

其中，不等式左侧不同时为0；

删除上述频率成分，对保留的频率成分进一步筛选出大小差异显著的异常部分，筛选条件如下：