[发明专利]基于光流法和置信度法的单晶硅太阳能晶片缺陷检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光流法和置信度法的单晶硅太阳能晶片缺陷检测方法，该方法首先基于电致发光技术获取原始的目标检测图像；然后使用中值滤波器对获取的原始目标检测图像进行预处理；接着使用基于光流法的缺陷粗检测算法对预处理之后的目标检测图像进行缺陷粗检测，从而提取出可能的缺陷区域，并得到相应的二值图像；最后使用置信度法对提取出的可能缺陷区域进行进一步的缺陷精确检测，通过计算每一个可能的小缺陷区域的区域置信度来判断该小缺陷区域是否属于实际缺陷区域，从而得到包含实际缺陷区域的二值图像。本发明公开的缺陷检测方法能在实际单晶硅太阳能晶片工业生产中以较高的准确率在线实时地检测出晶片缺陷，从而提高生产效率。

技术领域

本发明涉及机器视觉检测技术领域，具体涉及一种基于光流法和置信度法的单晶硅太阳能晶片缺陷检测方法。

背景技术

太阳能晶片是用于太阳能光伏电池最重要的组成部件，目前在市场中占据主导地位的太阳能晶片是晶体硅太阳能晶片。按照结晶状态的不同，晶体硅太阳能晶片可分为单晶硅太阳能晶片和多晶硅太阳能晶片两种。相比于多晶硅太阳能晶片，单晶硅太阳能晶片的生产工艺更加成熟，光电转换效率更高，因此成为了太阳能光伏发电领域应用最为广泛的一类太阳能晶片。单晶硅太阳能晶片的生产工艺较为复杂，涉及切片、制绒、扩散、去磷硅玻璃、刻蚀、镀膜、丝网印刷、烧结等多道工序，而其中的任何一道工序都可能造成晶片的损伤，从而导致晶片缺陷的产生。单晶硅太阳能晶片中的缺陷会对其光电转化效率和使用寿命产生不同程度的影响，因此在实际工业生产中对单晶硅太阳能晶片进行缺陷检测是十分必要的。

目前，单晶硅太阳能晶片的缺陷检测方法主要可分为两大类：人工检测和基于机器视觉缺陷检测算法的检测。人工检测虽然简单方便，对检测设备的要求低，不需要复杂的机械设备和检测工具，但该方法的主观性强，劳动强度大，检测效率低，容易造成晶片缺陷的漏检和误检情况的发生，并且人工检测过程中手动抓取晶片的过程容易造成晶片缺陷的意外产生。因此，随着自动化的普及、生产效率和人工成本的提高，人工检测方法越来越无法满足实际工业生产的需求。基于机器视觉的单晶硅太阳能晶片缺陷检测算法根据成像方式的不同主要可分为三类：基于自动光学成像的缺陷检测算法、基于电致发光的缺陷检测算法和基于光致发光的缺陷检测算法。在实际运用中，自动光学成像方式相比于其他两种成像方式更容易获得高分辨率的图像，所以基于自动光学成像的缺陷检测算法目前已经比较成熟，可以运用于实际工业生产中，能以较高地准确率检测出单晶硅太阳能晶片中的缺陷，但该算法只能检测出单晶硅太阳能晶片的表面缺陷，而无法检测出单晶硅太阳能晶片的内部缺陷。通常情况下，单晶硅太阳能晶片内部的缺陷对其光电转化效率和使用寿命的影响比表面缺陷要大。基于电致发光的缺陷检测算法和基于光致发光的缺陷检测算法虽然能够检测出单晶硅太阳能晶片的内部缺陷，但是目前大部分现有的基于电致发光和基于光致发光的缺陷检测算法仅处于理论研究阶段，无法运用于实际工业生产中，即使有少部分相应的算法能够用于实际的工业生产中，也只能对单晶硅太阳能晶片的内部缺陷进行离线抽样检测，而无法做到在线实时检测，即使勉强实现在线实时缺陷检测，其对晶片内部缺陷的检测效果也不理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于光流法和置信度法的单晶硅太阳能晶片缺陷检测方法，该缺陷检测方法能够以较高的准确率在线实时地检测出单晶硅太阳能晶片缺陷，尤其是晶片的内部缺陷。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于光流法和置信度法的单晶硅太阳能晶片缺陷检测方法，所述的缺陷检测方法包括以下步骤：

S1、目标检测图像的获取：在基于电致发光技术的单晶硅太阳能晶片的图像拍摄系统中获取系统摄像机拍摄的单晶硅太阳能晶片电致发光(EL)图像；

S2、目标检测图像的预处理：使用中值滤波器对步骤S1中获得的单晶硅太阳能晶片EL图像进行预处理，从而在消除单晶硅太阳能晶片EL图像中噪声的同时有效地保护图像中缺陷的边缘信息；