Abstract
In this paper, we propose an improved anisotropic diffusion model for micro-crack detection in heterogeneously textured surface of polycrystalline solar wafers. Due to the nature of the image sensor, the gray-level of the diagonal micro-crack is non-uniform. Thus, the conventional algorithms can't fully detect diagonal micro-cracks when the number of iteration is not enough. However, the increasing of the iteration number leads to increase computation time and detects micro-crack thicker than the original micro-crack. In order to overcome this drawback, we use the gradient of north, south, east, and west directions as well as extended directions. To calculate the diffusion coefficients, we compare the gradients of conventional directions and extended directions and apply the larger gradient values to the coefficient function. This is because the proposed method reflects the information of diagonal micro-crack. Comparing to Tsai et al.'s and Ko and Rheem's, the proposed algorithm shows superior efficiency in detecting the diagonal micro-cracks with less iterations in the images of polycrystalline solar wafers. In addition, it also shows that the thickness of segmented micro-crack is similar to the orignal micro-crack.
본 논문에서는 불균일한 표면을 갖는 다결정형 솔라셀에서의 마이크로 크랙 검출을 위한 개선된 비등방 확산 모델 기반의 불량 검출 기법에 대해서 다룬다. 산업용 카메라를 이용하여 획득한 영상에서 CCD 센서의 특성으로 인하여 대각선 방향으로 발생한 마이크로 크랙의 밝기가 일정하지 않게 표현되는 경우가 발생한다. 이와 같은 특징으로 인하여 기존의 비등방성 확산 모델 기반의 마이크로 크랙 검출 알고리즘에서 충분한 반복확산이 이뤄지지 않을 경우, 대각선 방향으로 발생한 마이크로 크랙을 불연속적으로 검출하는 단점을 가지고 있다. 그러나 확산 횟수가 증가할수록 전체 알고리즘 수행 시간이 증가하며, 실제 마이크로 크랙보다 두껍게 검출하는 경향이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 기존의 동서남북 방향 기울기를 이용하는 비등방 확산 모델에 확장된 대각선 방향의 기울기를 추가로 적용하였다. 제안된 방법은 십자방향의 기울기와 확장된 기울기를 비교하고, 보다 큰 값을 확산계수 함수에 적용하는 방법이다. 이는 대각선 방향으로 발생된 마이크로 크랙의 정보를 반영하기 위한 것이다. Tsai et al.의 방법과 Ko and Rheem의 방법과 비교실험 한 결과, 본 논문에서 제안된 알고리즘이 기존에 제안된 알고리즘에 비하여 적은 반복횟수에서 마이크로 크랙을 우수하게 검출하는 것을 확인했다. 또한 기존 알고리즘에 비하여 실제 마이크로 크랙과 유사한 두께로 검출하는 것을 확인했다.
