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(guò)圖像數字處理的方法對石英晶體片進(jìn)行缺陷檢測、分類(lèi)、統計和顯示，并將分類(lèi)結果發(fā)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?？紤]到圖像處理技術(shù)屬另一門(mén)學(xué)科，過(guò)于詳細的敘述會(huì )使文章冗長(cháng)且難以理解，本文僅以圓形石英晶體片的炸心缺陷為例，簡(jiǎn)單介紹系統是如何對圖像進(jìn)行數字處理，完成分類(lèi)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(guò)對合格品的圖像建模，產(chǎn)生一個(gè)樣本模板。生產(chǎn)過(guò)程中每一個(gè)石英晶體片的圖像都與模板相比較，如果沒(méi)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(chǎn)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(lèi)的依據。

　　炸心缺陷的檢測過(guò)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(shí)際目標進(jìn)行邊緣檢測，然后用相應的門(mén)限值進(jìn)行二值化。將經(jīng)過(guò)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(jìn)行區域標記，缺陷就保留在其中。

　　2) 面積判別。細小的污點(diǎn)在經(jīng)過(guò)邊緣檢測之后也會(huì )表現為白色區域，為避免對檢測產(chǎn)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(mén)限值的區域。

　　3) 位置判別。炸心不與邊緣連接，所以還要進(jìn)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(jìn)行下面的灰度判別。

　　不同的缺陷其灰度等級是不同的，通過(guò)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(mén)限值。實(shí)際拍攝的圖像灰度與炸心的灰度門(mén)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(gè)圓形石英晶片內部缺陷(炸心)的檢測結果，右圖中白色線(xiàn)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(xiàn)條，該線(xiàn)條就是炸心的圖像顯示。

　　6 結束語(yǔ)

　　對石英晶體片品質(zhì)分選系統進(jìn)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(lèi)正確率達到95％，分選速度已經(jīng)接近人工分選速度。今后的工作是進(jìn)一步推廣應用，并在大量應用的基礎上逐步統一缺陷分類(lèi)，建立行業(yè)內公認、量化的缺陷分類(lèi)標準。