[发明专利]太阳能电池表面缺陷检测设备及方法

权利要求书

1.太阳能电池表面缺陷检测设备，包括结构件和检测电路系统，其特征在于，结构件由陈列架、观察台和安装架构成，观察台上固定安装光源架、相机架、电箱；电箱内安装检测电路系统；检测电路系统包括光照单元、图像采集单元、图像处理单元、显示单元； 

光照单元由艾菲特光电生产的AFT-D12光源控制器和白色低角度环形LED冷光源连接构成；

    图像采集单元包括CCD相机VS078FC和M0814MP型号镜头；

    图像处理单元包括自制V6000图像处理器和MV-E1394Dual，图像采集卡，自制V6000图像处理器由计算机主板、内存、CPU、硬盘和机箱构成，自制V6000图像处理器的计算机主板总线插槽内安装MV-E1394Dual图像采集卡；显示单元由19英寸液晶显示屏组成；作为被检测对象的太阳能电池置于陈列架上；

光照单元的白色低角度环形LED冷光源由AFT-D12光源控制器控制，直接照射在被检测对象的太阳能电池表面，图像采集单元的CCD相机VS078FC采集到太阳能电池板表面图像信息，然后CCD相机VS078FC通过连接MV-E1394Dual图像采集卡的视频电缆，将图像信息传送到图像处理单元的V6000图像处理器进行处理，V6000图像处理器最终将处理结果传送到显示单元的上位计算机，通过显示器显示结果。

2.利用权利要求1所述太阳能电池表面缺陷检测设备进行检测的方法，其特征在于，采用低角度环形白色LED光源，通过对图像进行图像分割、小波变换和二维7×7像素领域中值滤波处理得到缺角缺陷图像；对于裂纹，通过对图像进行二维中值滤波、小波变换、图像二值化、边缘检测和形态学算子处理得到裂纹的缺陷图像， 所述方法包括如下步骤：   

步骤1、利用检测设备获得太阳能电池板图像，打开光源，采用摄像机将太阳能电池板图像采集到处理单元，太阳能电池板图像读入图像处理单元，并在上位计算机界面进行显示；

步骤2、由图像处理单元将图像转化为灰度图像；

步骤3、通过对图像进行图像分割、小波变换和二维7×7像素领域中值滤波处理得到缺角缺陷图像； 其中包括：

a）二维7×7像素邻域中值滤波处理：

   即二维中值滤波，其特点是在不减小对比度的情况下剔除异常点，抑制干扰脉冲和点状噪声，保持平滑或圆滑的图像边缘；

b）图像增强，图像二值化，去除电极处理：利用小波变换对图像进行增强；之后进行二值化处理，使得显示出黑白两种明显的视觉效果；再用Canny算子进行边缘检测，标记图像边缘；最后利用形态学算子按先膨胀再腐蚀的顺序，对图像进行处理，去掉图像边缘，以便后续检测；

c）、缺角特征提取：采用8连通标记法把分割得到的不同缺陷正确分开；

d）、缺角缺陷识别：选取区域面积A、矩形度R、伸长度L、分散度K四种特征参数进行缺角识别；

步骤4、通过对图像进行二维中值滤波、小波变换、图像二值化和边缘检测处理得到裂纹的缺陷图像，其中包括：

a）二维3×3像素邻域中值滤波，小波变换： 亦即二维中值滤波，其特点是在不减小对比度的情况下剔除异常点，抑制干扰脉冲和点状噪声，保持平滑或圆滑 图像边缘；

b）图像增强，二值化，形态学处理，移除与边界相通的区域；

与缺角相同，利用小波变换对图像进行增强；之后进行二值化处理，使得显示出黑白两种明显的视觉效果；再用Canny算子进行边缘检测，标记处图像边缘；最后利用形态学算子按先膨胀再腐蚀的顺序，对图像进行处理，去掉图像边缘，以便后续检测；

c）裂纹特征提取：采用8连通标记法把分割得到的不同缺陷正确分开；

步骤5、获得缺陷识别结果。

3. 如权利要求2所述的利用太阳能电池表面缺陷检测设备进行检测的方法，其特征在于，

所述步骤3中的a）二维7×7像素邻域中值滤波处理过程为：

利用二维图像f(x,y)二维中值滤波的原理：

         

式中，f(x,y)为二维数据矩阵集合，g(x,y)为窗口中心点经过中值滤波后的灰度值。