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TFT-LCD의 결함 검출을 위한 원근 변환 기반의 패턴 제거 방법
Pattern Elimination Method Based on Perspective Transform for Defect Detection of TFT-LCD 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.15 no.6, 2012년, pp.784 - 793  

이준재 (계명대학교 게임모바일콘텐츠학과) ,  이광호 (경일대학교 전자공학과) ,  정창도 (타이코에이엠피 연구소) ,  박길흠 (경북대학교 전자전기공학부) ,  박윤범 (서원대학교 수학교육학과) ,  이병국 (동서대학교 컴퓨터정보공학부)

초록
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TFT-LCD의 결함은 LCD 패널 자체에 존재하는 패턴으로 인해 원본영상과 입력영상 간의 차영상문턱치를 적용하여 검출한다. 그러나 카메라의 특성에 기인한 기하학적인 왜곡에 의해, 패널의 패턴 주기에 해당하는 피치가 영상의 중심에서 멀어질수록 심하게 달라진다. 본 논문에서는 주어진 피치영역의 상하좌우 주변영역과의 비교에 기반한 검출을 제안한다. 이때, 왜곡 보정을 위해 피치계산을 위한 특징점을 추출하고 원근변환을 수행한다. 현장 데이터에 대한 실험을 통해 제안방법의 우수성을 입증한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Defects of TFT-LCD is detected by thresholding the difference image between the input image and template one because LCD panel has its inherent patterns. However, the pitch corresponding to pattern period is gradually changed according to the distance from the center of camera due to geometric disto...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 TFT-LCD 기판을 획득한 영상으로부터, 패턴의 주기(피치라 부름)를 자동으로 찾아내고, 이를 미리 정의한 주기로 원근 변환하여 보정을 하고, 한 피치내에 있는 영상에 대해 주변의 피치 영상과의 차를 이용해 각 패턴이 제거된 영상을 얻고, 이 영상을 분할하여, 그 분할된 영역내의 색상과, 영역, 모양을 이용하여 결함을 판단하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문은 2장에서 획득되어진 영상(제조 공정에서 카메라로 얻은 영상)에 대한 특징을 설명하고, 이런 특징들에 따른 결함 검출의 어려움에 대해 기술한 후, 3장에서 제안하는 알고리즘의 단계별 설명을, 4장 실험 및 결과에서 실제 제조공정에서 사용되는 영상에 대한 실험결과를 정리하고, 5장에서 결론을 기술한다.
  • 특징점의 개수를 늘리는 것이 필요하다. 따라서 피치를 기반으로 특징을 추출하는 것이 아니라 반복되는 패턴의 주기를 기준으로 선택하여 많은 특징점을 추출하는 것이 필요하기 때문에 본 연구에서는 피치기반으로 특징점을 추출한 것이 아니라. 입력영상의 반복적인 주기를 사용자가 선택하고 입력하게 하는 다이얼로그 상자를 추가하여 신뢰성 있는 원근변환을 할 수 있도록 한다.
  • 본 논문에서는 4096×4096 픽셀 크기의 칼라 카메라로 얻은 영상에 대한 결함을 추출 알고리즘을 제시하고 실험을 통해 검증한다.
  • 본 논문에서는 TFT-LCD 의 인라인 공정상에서 패턴내에 존재하는 결함을 고정밀로 검사하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 원근변환을 통해 회전 및 왜곡된 영상을 미리 정의한 크기로 변환한 후, 피치 비교 방법에 의해 패턴이 제거된 차영상을 만들고, 이 차영상으로부터 결함영역을 추출한 후, 결함 내의 칼라분포나, 결함영역의 모양정보를 이용하여 결함여부를 판별하는 알고리즘으로 그림 4에 나타내었다.
  • 지금까지 문헌에 나타난 결함 검출 알고리즘은 주로 이런 매크로 결함을 검출하는 방법에 관한 것으로 주변 조명과 카메라 기하학에 기인한 휘도 변화를 보상하는 방법에 대한 연구가 많았다. 즉, 배경의 휘도 변화가 심해 단순 문턱치나, 미분연산자로 쉽게 결함을 검출하기 어렵기 때문에 이를 보상하는 것에 대한 것이다. 이러한 방법들에는 컨벌루션 필터와 미리 정해진 특정 형태를 지니는 표준모델을 이용한 필터를 이용하여 LCD의 결함을 찾는 방법[2], 특정 크기의 마스크를 이용한 불균일한 휘도 변화와 낮은 대비를 갖는 결함의 검출 방법[3], 적응적인 문턱값을 다양하게 적용하여 결함을 찾는 방법[4], 퇴행 진단법을 이용한 영상 분할 기법으로 결함의 후보 영역을 찾고 사람의 눈으로 결함인지 아닌지를 판단하는 방법[5], 휘도 측정기를 이용하여 LCD 패널 영상을 여러 부분으로 나누고 가중치를 준 이동 평균 기법의 분산을 이용한 결함 검출 방법[6], 돌출 맵 모델을 기반을 둔 TFT-LCD의 결함 검출 방법[7], 불균일한 휘도를 B-spline 근사화로 보정하는 방법[8], 퍼지 이론을 적용한 TFT-LCD의 결함 검출 방법[9], 방향성 필터 뱅크와 적응적인 다중 문턱값을 이용한 TFT-LCD의 선결함 검출[10], LOG 필터를 이용한 수직 밴드 무라(mura)와 흩어져 있는 모양의 무라를 검출하는 방법[11] 등이 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 CRT 디스플레이 장치를 대신해 액정 디스플레이의 장점은? 액정 디스플레이는 기존의 CRT 디스플레이 장치를 대신해, 가볍고 전역적인 컬러 표현이 가능하며, 전력 소모량이 적은 장점으로 인해 점점 그 사용이 증가하고 있다. 이러한 발달과 함께 제조공정에서 LCD 패널의 결함 검출이 제품의 질과 직결 되는 중요한 공정으로 인식되어 왔다.
평판 디스플레이 장치에 결함이 생기는 이유는? 이러한 발달과 함께 제조공정에서 LCD 패널의 결함 검출이 제품의 질과 직결 되는 중요한 공정으로 인식되어 왔다. 평판 디스플레이 장치에 결함이 생기는 이유는 제조 과정에서 제조 기계의 오작동, 먼지나 분진에 의한 미세한 결점, 제조자의 실수 등 많은 이유에 의해 생긴다. 이렇게 생긴 결함은 디스플레이 장치의 상품성을 낮추고, 사용자에게 불편을 주게 되므로, 제조 공정에서 평판의 결함을 검출하는 작업이 매우 중요하다.
TFT-LCD의 결함은 크게 매크로 결함과 마이크로 결함으로 나누는데 이에 대한 결함검출 방법은? TFT-LCD의 결함은 크게 매크로(macro) 결함과 마이크로(micro) 결함으로 나누고, 이에 대한 결함검출 방법과 접근은 매우 다르다. 전자는 넓은 영역에 걸쳐 얼룩이나, 여러 화소에 걸쳐있는 결함을 검출하는 것으로 수십 mm의 해상도로 영상을 획득한다. 후자는 한 화소내의 구성성분에 존재하는 아주 적은 결함을 검출하는 것으로 수 um의 해상도로 영상을 획득한다.
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참고문헌 (12)

  1. C.J. Lu and D.M. Tsai, "Defect Inspection of Patterned Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display Panels Using a Fast-Image- Based Singular Value Decomposition," Int. J . Prod. Res., Vol.42, No.20, pp. 4331-4351, 2004. 

  2. W.K. Pratt, S.S. Sawkar, and Kevin O'Reilly, "Automatic Blemish Detection in Liquid Crystal Flat Panel Displays," SPIE Mach. Vision App. in Industrial Inspection, Vol.3306, pp. 2-13, 1998. 

  3. K. Taniguchi and S. Tatsumi, "A Detection Method for Irregular Lightness Variation of Low Contrast," IEEE Systems, Man and Cybernetics, Vol.7, No.3, pp. 6401-6406, 2004 

  4. F.H.Y. Chan, F.K. Lam, and H. Zhu, "Adaptive Thresholding by Variational Method," IEEE Transactions on Image Processing, Vol.2, No.3, pp. 168-174, 1998. 

  5. J.Y. Lee and S.I. Yoo, "Automatic Detection of Region-Mura Defect in TFT-LCD," IEICE Trans. Inf. & Syst., Vol.87-D, No.10, pp. 2371-2378, 2004. 

  6. B.C. Jiang, C.C. Wang, and H.C. Liu, "Liquid Crystal Display Surface Uniformity Defect Inspection using Analysis of Variance and Exponentially Weighted Moving Average Techniques," International Journal of Production Research, Vol.43, No.1, pp. 67-80, 2005. 

  7. K.B. Lee, M.S. Ko, J.J. Lee, T.M. Koo, and K. H.Park, "Defect Detection Method for TFT-LCD Panel Based on Saliency Map Model," IEEE Region 10 Conference, Vol.A, pp. 223-226, 2004. 

  8. 김상지, 황용현, 이병국, 이준재, "B-spline 기반의 FPD 패널 결함 검사," 멀티미디어학회논문지, 제10권, 제10호, pp. 1271-1283, 2007. 

  9. Z. Yu and Z. Jian, "Fuzzy Recognition of the Defect of TFT-LCD," SPIE Electronic Imaging and Multimedia Technology IV, Vol. 5637, pp. 233-240, 2005. 

  10. J.H. Choi, D.M. Kwak, K.B. Lee, and Y.C. Song, "Line Defect Detection in TFT-LCD Using Directional Filter Bank and Adaptive Theresholding," Key Engineering Materials, Vol.270-273, No. 8, pp. 233-238, 2004. 

  11. H.C. Chen, L.T. Fang, L. Lee, C.H. Wen, S.Y. Cheng, and S.J. Wang, "LOG-Filter-Based Inspection of Cluster Mura and Vertical-Band Mura on Liquid Crystal Displays," SPIE Mach. Vision App. in Industrial Inspection, Vol. 5679, pp. 257-265, 2005. 

  12. D.M. Tsai and C.H. Chiang, "Automatic Band Selection for Wavelet Reconstruction in the Application of Defect Detection," Image and Vision Computing, Vol.21, No.5, pp. 413-431, 2003. 

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