针对彩膜小尺寸高分辨率平板电脑产品的曝光基台色斑(Stage Mura)不良, 对异常区域各项特性进行分析, 发现Mura区域的黑矩阵(BM)的关键线宽(CD)和坡度角形貌与正常区存在异常。推测原因为曝光时,不良区域与正常区域曝光温度和曝光间隙存在差异, 并进行试验验证。将曝光温度和曝光间隙进行调整试验后, 使用扫描电子显微镜(SEM)分析黑矩阵关键线宽(BM CD)和坡度角, 确认改善措施能减少正常区域和Mura区域BM CD和坡度角差异, 不良发生率由72%降低为1.4%。进一步调整BM膜厚, 从整体上弱化正常区域和Mura区域的透过率差异, 最终基台色斑不良率降低至0.7%。

大尺寸、高分辨率(4K: 3 840×2 160、8K: 7 680×4 320)、高透过率和高性价比是TV产品发展的主要方向。先进的超级多维场开关(ADS)双栅线4K阵列基板栅极(Gate on Array, GOA)产品是目前主流的TV产品之一, 因产品分辨率高和双栅线结构, 像素尺寸较小且开口率较低, 加之常规ADS双栅线像素结构在两个子像素中间的暗区较大, 导致面板透过率较低, 影响产品特性和竞争力。本文在常规ADS 双栅线像素结构基础上, 改变两层电极的功能, 使底层电极作为像素电极, 顶层电极作为公共电极, 同时顶层电极在两个子像素面内采用联通设计, 减小有效电场弱区和像素暗区, 提升像素光效和透过率。模拟和试验结果表明: 新型ADS 双栅线像素设计可以提升面板透过率约3%。且光学、电学、机械和信赖性等评价无问题, 可实际应用于产品, 提高产品价值和竞争力。

为了彻底改善TFT-LCD的Line Zara不良, 本文建立了Line Zara失效模型, 并分析了Line Zara失效机制, 其中Line Zara发生率与外力大小及玻璃弯曲形变程度成正比, 与框胶至柱状隔垫物距离、框胶粘结力成反比。基于Line Zara的失效机制, 针对性地提出了改善措施并进行了实验验证。实验结果表明, 减薄时的抛光工艺、减薄后运输箱的填充密度和框胶粘结力对Line Zara有显著的影响。随着抛光压力的减小和时间缩短, Line Zara发生率逐渐减少。随着运输箱中玻璃数量或隔垫物数量的增加, 运输箱的填充密度逐渐增大, 玻璃受外力发生的弯曲形变逐渐减小, 相应的Line Zara发生率逐渐减小; 当隔垫物为无尘纸时, 玻璃的弯曲形变最小, Line Zara发生率最低。此外, 当框胶与ITO粘结力增加12.5%、与PI粘结力增加66%后, Line Zara的发生率可降低至2%以下。TFT-LCD的Line Zara不良可通过降低抛光压力与时间、增加运输箱的填充密度和增加框胶粘结力彻底改善。

针对虚拟像素显示均匀性表现的一些问题, 本文通过分析典型虚拟像素和真红绿蓝像素亮度中心的形成, 对比了虚拟像素显示器与真红绿蓝像素显示器像素亮度中心分布的特点。在典型虚拟像素显示器中, 红、蓝子像素数量少于绿子像素。低空间频率分布的红、蓝子像素对均匀分布的绿子像素亮度分布的调制造成虚拟像素亮度中心分布均匀性下降, 并影响显示均匀性表现效果。本文提出采用不均匀分布的绿子像素排布, 通过红、蓝子像素的亮度调制实现虚拟像素亮度中心均匀分布。初步的傅里叶分析和视觉对比表明, 新虚拟像素显示均匀性表现效果符合预期。

IGZO-TFT钝化层设计三元复合过孔结构, 出现了20%过孔相关不良。本文以CF4/O2为反应气体, 采用控制变量法, 从功率、气体成分和比例、压力等方面对氧化物TFT钝化层的电感耦合等离子体刻蚀机理进行研究。当钝化层为SiO2或SiNx单组分时, 氧气可以促进刻蚀反应; 随着CF4/O2比例增加, 刻蚀速率先增大后趋于稳定, 并且当CF4/O2=15/8时, 刻蚀速率和均一性达到最优; 与源功率相比, 提高偏压功率在提升刻蚀速率中起主导作用, 同时均一性控制在15%以内; 当压力在4 Pa以内时, 刻蚀速率随着压力的降低而增加。据此分析, 对复合结构SiNx/SiO2、SiO2/SiNx、SiNx/SiO2 /SiNx的刻蚀过程进行优化, 得到了形貌规整、无残留物的过孔, 过孔相关不良得到100%改善。

摩擦Mura是ADS 型TFT-LCD中一种常见不良, 本文主要对摩擦过程中固定位置的Mura进行理论研究和实验测试。摩擦Mura产生原因是TFT基板上的源极线附近的摩擦弱区漏光。从产品设计方面找出影响这种固定位置的摩擦Mura的主要因子为ITO材质、段差、过孔密度。ITO材质为金属材质, 摩擦时对摩擦布损伤较大, 摩擦方向上ITO越长对摩擦布损伤越大, 摩擦Mura越明显。设计时需要尽力保证摩擦方向上ITO长度一致。段差会导致摩擦布经过高低不同区域时产生损伤, 设计时需要尽力保证摩擦方向上段差一致。过孔是密度影响, 孔径直径(5 μm)＜摩擦布毛直径(11 μm), 密度越小则摩擦Mura越轻。以15.0FHD产品为例, 对周边电路设计位置ITO材质/源极线/过孔密度等膜层进行设计优化, 摩擦Mura发生率从5%降至0%, 改善效果明显。

用反射式光子晶体滤色结构替代传统显示器所用吸收式彩膜, 实现红绿蓝黄绿的五基色彩色显示。用时域有限差分法设计和优化光子晶体几何参数, 实现特定波长被特定光子晶体结构的光子禁带局域于禁带中被吸收, 其他波长透过, 只有部分波长的光被反射显色, 达到反射式波长选择的目的。结果显示, 在玻璃基板上沉积120 nm的薄膜硅, 通过设计二维圆柱状光子晶体的周期、直径和高度, 得到红绿蓝黄青五基色所在的波长范围内的反射出光, 且半峰宽都在±50 nm左右。反射式光子晶体结构形成的三基色和五基色可以将美国国家电视系统委员会(NTSC)色域分别拓宽到121%和143%, 且使色纯度更高。最后, 本文提供了一种加工二维柱状结构光子晶体的可行性方案。

针对传统相关滤波跟踪算法在遮挡、出视野、形变、背景杂乱等挑战场景中容易出现跟踪失败的问题, 本文提出快速尺度支持相关滤波跟踪算法。首先, 利用循环样本构造支持相关滤波器, 并将跟踪问题视为支持相关滤波器的学习问题; 然后, 利用离散傅里叶变换与迭代优化策略解决了支持相关滤波器的学习问题, 极大地降低了算法复杂度; 同时, 利用对数极坐标变换将目标尺度估计问题转换为对数极坐标下的位移变化, 实现了目标尺度的自适应; 最后, 采用自适应模板更新策略, 解决了遮挡情况的模板漂移问题。利用标准数据集测试对本文算法性能进行评估, 结果表明: 所提算法精确度为0.964, 成功率为0.892, 均优于传统的相关滤波跟踪算法, 可以较好地解决形变、遮挡、出视野、背景杂乱等情况下的目标跟踪问题。

为了实现相关双采样模式下, 视频处理器LM98640的暗电平扣除功能, 设计了数字暗场扣除方法。通过获得TDI-CCD的暗场数据, 进行统计分析, 估算当前条件下的真实暗电平水平; 通过设置LM98640的偏置寄存器, 实现暗电平的模拟扣除功能; 通过暗场灰度动态检测和实时更新设置, 保证暗场在不同的温度水平下具有0~3的灰度均值; 通过时序控制, 保证偏置参数加载不影响图像内容; 通过偏置参数功能分区, 保证暗场扣除和偏置调整功能的完整性。实验结果表明, 该方法在TDI-CCD成像系统长时间工作时, 能有效控制暗场均值在0~3量化灰度范围。通过检测更新扣除机制, 实现了对噪声的帧扣除, 避免了行扣除不准确带来的噪声, 有效降低了沿轨方向高频分量。

考虑到ROS SLAM构建的地图只能描述环境的二维信息, 三维点云图像只能描述物体独立的三维信息等特点, 本文融合了ROS SLAM的Gmapping算法构建的室内二维地图与物体的三维点云图像信息, 提出了一种复合坐标定位系统。首先对不同室内进行分类, 进行一维坐标的标定, 其次通过对Gmapping算法构建好的地图等进行二三维坐标标定, 再结合空间信息构成外部坐标系φ, 最后通过对采集到的物体三维点云坐标进行仿射运算获得物体基于外部坐标三维坐标, 结合一维坐标, 对物体进行复合四维坐标定位。整个定位实验数据表明, 物体室内的位置平均测量误差只有4.2 cm, 其定位精度比起常见的超声波与红外线定位系统提高6.7%, 比基于蓝牙角度测量的定位系统定位精度提高20%, 比超宽带定位系统提高72%。物体定位误差小, 定位精准。

针对医学图像融合过程中易产生人造纹理的问题, 本文将引导滤波器应用到医学图像融合中, 有效提高融合图像的空间连续性, 减少人造纹理的产生。首先利用导向滤波器的细节增强特性获得图像的细节层信息, 主要通过导向滤波器对原图像进行滤波处理得到其基础层图像信息, 再与原图像作差运算即可得细节层图像信息; 然后采用基于含可变参数p的邻域统计特性融合规则得到图像融合权值系数, 该融合规则在原有的邻域统计特性中加入可变参数p, 可以有效增强融合图像的细节信息; 最后将原图像按照所得的图像融合权值系数进行融合, 得到最终的融合图像。实验仿真结果对比分析表明, 随着可变参数p的变化, 融合效果也有明显的提高, 当p>10后, 融合效果基本趋于平稳。该融合方法可以有效地实现医学图像融合, 与其他融合方法相比, 具有一定的优越性。

城市道路普遍存在机动车、非机动车、行人的人车混行路段, 车辆目标的准确识别与统计成为视频方法检测混合交通流量的关键问题。本文提出了基于深度学习YOLO(You Only Look Once)的车流量检测算法。用YOLO v2检测道路上移动的目标, 对检出目标中的车辆目标进行识别与筛选, 设置感兴趣区域, 在车辆目标经过感兴趣区域时计数, 并用核相关滤波器跟踪车辆, 避免车辆重复计数; 在ARM上利用该算法实现了混合交通视频中的车流量检测。测试结果表明, 该方法中车辆的检测、跟踪、计数结果良好, 可应用于混合交通中的车流量检测。

针对传统颜色传递算法只进行全局颜色传递, 未考虑图像局部特征, 出现颜色误传递的问题, 提出了一种基于Graph-Based图像分割与区域匹配的灰度图像彩色化算法。利用Graph-Based图像分割将目标图像和参考图像分割为若干个亮度和纹理特征一致的子区域。根据本文提出的思想, 认为“具有相似亮度和纹理的子区域具有相似的颜色分布”, 对目标图像和参考图像的子区域建立匹配关系, 利用亮度特征和LBP局部纹理特征对子区域进行匹配。最后, 在YCbCr颜色空间中对相匹配子区域利用亮度和纹理特征进行颜色传递。实验结果证明, 在该算法中其参考图像无需和目标图像配准, 只需特征相近, 就可以对目标图像实现全自动的彩色化技术并有效克服了颜色误传递的现象,彩色化结果图像在色彩分布和主观视觉上都有明显的提高。