基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法和装置，包括步骤：获取要检测变色缺陷的柔性IC基板源图像；对柔性IC基板源图像进行预处理；将分割之后得到的超像素图像输入能量函数判定柔性IC基板变色缺陷。本发明专利技术方法针对于要检测缺陷的柔性IC基板源图像，针对于预处理后提取ROI区域的图像，进行超像素图像的分割，以分割得到的超像素图像为基础，通过能量函数判定柔性IC基板变色缺陷，可以快速、准确以及全面的提取出柔性IC基板中的变色缺陷，避免由于变色缺陷位于边缘或者变色区域过大，导致变色缺陷误判的现象。

【技术实现步骤摘要】
基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法和装置
本专利技术涉及图像处理方法，特别涉及一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法和装置。
技术介绍
高密度柔性IC基板在加工和保存运输的过程中，特别是蚀刻或者镀铜工艺的时候，由于工作人员的失误可能会导致基板外观收到其它颜色的侵蚀，严重的情况甚至会影响集成电路的使用寿命以及功能。外观变色缺陷(包括由于氧化，油墨，有色物质粘连引起的变色现象)的检测通常采用都是将图像映射到HSV颜色空间，然后对图像的特定颜色区域进行形态学处理和提取。对于缺陷轮廓完整位于外观金面内部的图像，该方法可以快速准确的定位。但是位于边缘，甚至是缺陷区域过大掩盖大部分重要金面信息的时候，由于外观金面的颜色信息被严重破坏，边缘轮廓和真实电路边缘轮廓混淆造成误判，缺陷区域使用上述方法会被判定为背景区域，从而影响缺陷检测算法的准确性。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，该方法可以快速、准确以及全面的提取出柔性IC基板中的变色缺陷，避免由于变色缺陷位于边缘或者变色区域过大，导致变色缺陷误判的现象。本专利技术的第二目的在于提供一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测装置。本专利技术的第三目的在于提供一种存储介质。本专利技术的第四目的在于提供一种计算设备。本专利技术的第一目的通过下述技术方案实现：一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，包括步骤：步骤S1、获取要检测变色缺陷的柔性IC基板源图像；步骤S2、对柔性IC基板源图像进行预处理；步骤S3、对预处理后的图像进行超像素图像的分割；步骤S4、将分割之后得到的超像素图像输入能量函数判定柔性IC基板变色缺陷。优选的，步骤S2中柔性IC基板源图像进行预处理的过程如下：步骤S21、首先采用中值滤波的方法对柔性IC基板源图像进行去噪处理；步骤S22、将去噪处理后的图像进行色彩空间的映射，将RGB颜色空间映射到HSV颜色空间；步骤S23、提取ROI区域并进行最大类间方差将图像二值化处理；其中ROI区域提取是指：根据柔性IC基板金面颜色特征，对金色颜色区域进行提取和分割。更进一步的，步骤S22中，将RGB颜色空间映射到HSV颜色空间的方式如下：V＝max(RGB)；优选的，步骤S3中对预处理后的图像，基于色差分析的SLIC算法进行超像素图像分割的具体步骤如下：步骤S31、按照ROI区域的面积和形状采用自适应算法选择各自连通域的种子的数量和坐标位置；步骤S32、将图像从原来RGB颜色空间映射到CIELab颜色空间，针对每个像素构建一个6维特征向量：Pi＝[hi,li,ai,bi,xi,yi]，其中Pi表示像素i的6维特征向量，(xi,yi)表示像素i的坐标，li，ai，bi分别对应表示像素i的Lab颜色通道L分量值，a分量值和b分量值，hi是表示像素i的HSV颜色通道H分量值；步骤S33、参考颜色质量控制检测标准CMC(l:c)色差计算，在原来的SLIC算法引入明度因子kl和彩色权重因子kc；设定图像的分割大小S和紧凑密度系数k，对于选择的种子进行局部聚类迭代，选择给定步长区域对种子点寻求梯度最小的像素点作为新的种子点；步骤S34、在给定的步长范围内，计算每个邻域像素点与种子点的尺度，并且根据尺度计算结果，将像素点更新归属于新的种子点构成超像素，其中每个邻域像素点与种子点的尺度计算公式为：其中，表示邻域像素点i与最近种子点j的明度差，表示邻域像素点与最近种子点的色度差，表示邻域像素点i与最近种子点j的色角差，SL、SC和SH分别表示像素明度、色彩和色差校正值；表示邻域像素点i与最近种子点j的空间信息差；上式中：其中，像素点i的明度，表示种子点j的明度；像素点i的色度，表示种子点j的色度；表示像素点i的色角，表示种子点j的色角；Ai，Bi分别表示CIELab颜色空间中a，b通道分量；SL，SC，SH计算公式如下：SC＝0.064·Ci/(1+0.013·Ci)+0.638；SH＝SC(T·f+1-f)；其中L表示CIELab颜色空间中l通道分量；式中的参数T，f计算方式如下所示：其中，Ci表示像素点i的色度特征值，hi表示像素点i的色角特征值；步骤S35、使用欧氏距离L2范数计算当前像素的最小尺度，并计算前一个聚类中心和当前聚类中心的残差△E：△E＝Eij-Eip；其中，Eij是表示像素点i和当前聚类中心j的相似度，Eip是表示像素点i和前一个聚类中心p的相似度，是表示像素点i和当前聚类中心j的颜色距离，是表示像素点i和当前聚类中心j的空间距离。优选的，步骤S4中将，判定柔性IC基板变色缺陷具体过程如下：步骤S41、根据超像素颜色直方图构建颜色特征系数ρ，计算超像素块间的直方图相似程度ρ：其中，Hista′是超像素a′的归一化H通道直方图，Histb′是超像素b′的归一化H通道直方图，根据局部二进制模式计算每个超像素以最终的种子为中心的纹理特征系数μ：其中，ic是超像素中心像素c的灰度值，iλ是超像素周围邻域像素λ的灰度值，s(·)是符号函数，具体定位为：步骤S42、将超像素输入构建的能量函数，得到判据e2：e2＝κ1(ρ-ρm)2+κ2(μ-μmin)2；其中ρm是超像素颜色特征均值，μmin是超像素块间的纹理特征最小值；κ1κ2是权重因子；步骤S43、将超像素输入构建的能量函数得到的判据e2与阈值进行比较，若高于阈值，则判断对应超像素中存在变色缺陷；其中上述阈值根据柔性IC基板产品合格要求进行设定。优选的，柔性IC基板源图像是柔性IC基板在显微镜范围内拍摄得到的，所述显微镜为金相显微镜，所使用的物镜放大倍数为20倍。本专利技术第二目的通过以下技术方案实现：提供一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测装置，包括获取模块，用于获取要检测变色缺陷的柔性IC基板源图像；预处理模块，用于对柔性IC基板源图像进行预处理；分割模块，用于对预处理后的图像进行超像素图像的分割；判定模块，用于将分割之后得到的超像素图像输入能量函数判定柔性IC基板变色缺陷。优选的，所述预处理模块包括：去噪处理模块，用于采用中值滤波的方法对柔性IC基板源图像进行去噪处理；色彩空间映射模块，用于将去噪处理后的图像进行色彩空间的映射，将RGB颜色空间映射到HSV颜色空间；ROI区域提取模块，用于提取ROI区域并进行最大类间方差将图像二值化处理；其中ROI区域提取是指：根据柔性IC基板金面颜色特征，对金色颜色区域进行提取和分割。本专利技术第三目的通过以下技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，其特征在于，包括步骤：/n步骤S1、获取要检测变色缺陷的柔性IC基板源图像；/n步骤S2、对柔性IC基板源图像进行预处理；/n步骤S3、对预处理后的图像进行超像素图像的分割；/n步骤S4、将分割之后得到的超像素图像输入能量函数判定柔性IC基板变色缺陷。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，其特征在于，包括步骤：
步骤S1、获取要检测变色缺陷的柔性IC基板源图像；
步骤S2、对柔性IC基板源图像进行预处理；
步骤S3、对预处理后的图像进行超像素图像的分割；
步骤S4、将分割之后得到的超像素图像输入能量函数判定柔性IC基板变色缺陷。


2.根据权利要求1所述的基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，其特征在于，步骤S2中柔性IC基板源图像进行预处理的过程如下：
步骤S21、首先采用中值滤波的方法对柔性IC基板源图像进行去噪处理；
步骤S22、将去噪处理后的图像进行色彩空间的映射，将RGB颜色空间映射到HSV颜色空间；
步骤S23、提取ROI区域并进行最大类间方差将图像二值化处理；其中ROI区域提取是指：根据柔性IC基板金面颜色特征，对金色颜色区域进行提取和分割。


3.根据权利要求2所述的基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，其特征在于，步骤S22中，将RGB颜色空间映射到HSV颜色空间的方式如下：
V＝max(RGB)；








4.根据权利要求1所述的基于超像素的柔性IC基板变色缺陷检测方法，其特征在于，步骤S3中对预处理后的图像，基于色差分析的SLIC算法进行超像素图像分割的具体步骤如下：
步骤S31、按照ROI区域的面积和形状采用自适应算法选择各自连通域的种子的数量和坐标位置；
步骤S32、将图像从原来RGB颜色空间映射到CIELab颜色空间，针对每个像素构建一个6维特征向量：Pi＝[hi,li,ai,bi,xi,yi]，其中Pi表示像素i的6维特征向量，(xi,yi)表示像素i的坐标，li，ai，bi分别对应表示像素i的Lab颜色通道L分量值，a分量值和b分量值，hi是表示像素i的HSV颜色通道H分量值；
步骤S33、参考颜色质量控制检测标准CMC(l:c)色差计算，在原来的SLIC算法引入明度因子kl和彩色权重因子kc；设定图像的分割大小S和紧凑密度系数k，对于选择的种子进行局部聚类迭代，选择给定步长区域对种子点寻求梯度最小的像素点作为新的种子点；
步骤S34、在给定的步长范围内，计算每个邻域像素点与种子点的尺度，并且根据尺度计算结果，将像素点更新归属于新的种子点构成超像素，其中每个邻域像素点与种子点的尺度计算公式为：






其中，表示邻域像素点i与最近种子点j的明度差，表示邻域像素点与最近种子点的色度差，表示邻域像素点i与最近种子点j的色角差，SL、SC和SH分别表示像素明度、色彩和色差校正值；表示邻域像素点i与最近种子点j的空间信息差；
上式中：






其中，像素点i的明度，表示种子点j的明度；像素点i的色度，表示种子点j的色度；表示像素点i的色角，表示种子点j的色角；Ai，Bi分别表示CIELab颜色空间中a，b通道分量；
SL，SC，SH计算公式如下：



SC＝0.064·Ci/(1+0.013·Ci)+0.638；
SH＝SC(T·f+1-f)；
其中L表示CIELab颜色空间中l通道分量；式中的参数T，f计算方式如下所示：

【专利技术属性】
技术研发人员：胡跃明，程艳，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州现代产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44