Micro LED可见光与光致发光图像亚像素快速配准
Abstract
针对Micro LED缺陷检测中可见光（RGB）与光致发光（Photoluminescence, PL）图像因模态差异较大而难以实现高精度配准的难题，本研究致力于开发一种具备亚像素级精度和高鲁棒性的多模态图像配准方法，从而建立芯片物理结构与电学性能之间的映射关系。我们提出了一种结合结构特征约束与双向残差优化的配准方法：首先，基于Micro LED规则阵列的几何特性，设计了差异化的特征检测策略：在RGB图像中，通过椭圆拟合和基于密度的空间聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN）精确提取电极中心；而在PL图像中，则采用改进的分水岭算法结合亚像素精修技术来定位芯片中心。其次，在配准优化阶段构建了双向残差约束框架，并引入基于残差分布的置信度加权机制，通过迭代重加权最小二乘法求解最优仿射变换参数。实验结果表明，本方法的平均绝对误差（Mean Absolute Error, MAE）为0.823像素，达到了亚像素级精度；与基线方法相比，MAE显著降低了94.2%。同时，均方根误差（Root Mean Square Error, RMSE）为0.996像素，最大误差（Max Error）控制在2.839像素以内，内点率达到75.0%，单次配准平均耗时仅为0.036秒，与互信息（Mutual Information, MI）等传统方法相比，运行效率实现了数量级提升。基于上述策略，本方法有效克服了多模态图像中的特征失配和异常点干扰问题，在配准精度、鲁棒性和效率方面均优于传统方法，为Micro LED芯片的精确缺陷检测与多模态分析提供了可靠的技术基础。
Fields of Study & Subjects
Industrial Vision Systems and Defect Detection
Image Processing Techniques and Applications
Advanced Image and Video Retrieval Techniques
Publication details
- Journal / source
- Chinese Optics
- Volume
- 19
- Issue
- 3
- Pages
- 631–647
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- EN