(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111637395.2 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 西安奕斯伟材 料科技有限公司 地址 710000 陕西省西安市高新区西沣南 路1888号1-3-029室 申请人 西安奕斯伟设备技 术有限公司 (72)发明人 不公告发明人 　 (74)专利代理 机构 北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人 张博 (51)Int.Cl. G01B 11/08(2006.01) G06T 3/00(2006.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 晶体直径检测方法、 系统及计算机程序 产品 (57)摘要 本公开提供一种晶体直径检测方法、 系统及 计算机程序产品， 该方法包括： 实时获取直拉法 硅单晶放肩阶段熔硅表面的图像； 在图像中标记 出包含晶体直径边沿信息的图像有效检测区域； 对图像有效检测区域进行数字图像处理； 对图像 有效检测区域进行预处理， 提取出晶体直径下边 沿图像； 获取晶体直径边缘图像中的预定直径边 界点图像坐标， 并获取放肩中心点图像坐标， 根 据预定直径边界点图像坐标与放肩中心点图像 坐标之间的差值， 获得放肩直径像素值； 获取像 素值与物理尺寸的转换系数； 根据转换系数， 对 放肩直径像素值进行转换， 以获取晶体放肩直径 的物理尺寸。 本公开的晶体直径检测方法、 系统 及计算机程序产品， 可以实现放肩阶段晶体直径 的实时量 化测量。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114252018 A 2022.03.29 CN 114252018 A 1.一种晶体直径检测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 实时获取直拉 法硅单晶放肩阶段 熔硅表面的图像； 在所述图像中标记出包 含晶体直径边沿信息的图像有效检测区域； 对所述图像有效检测区域进行 数字图像处 理； 对所述图像有效检测区域进行 预处理， 提取出晶体直径下边沿图像； 根据数字图像处理结果与 所述晶体直径下边沿图像， 获取所述晶体直径边缘图像 中的 预定直径边界点图像坐标， 并在拉晶放肩阶段起始或引晶阶段末 尾时获取放肩中心 点图像 坐标， 并根据所述预定直径边界点图像坐标与所述放肩中心点图像坐标之间的差值， 获得 放肩直径像素值； 获取像素值与物理尺寸的转换系数； 根据所述转换系数， 对所述放肩直径像素值进行转换， 以获取晶体放肩直径的物理尺 寸。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述在所述图像中标记出包含晶体直径边 沿信息的图像有效检测区域， 具体包括： 所述晶体的图像中包括液体熔硅、 晶体及遮挡物的图像， 标记出图像有效检测区域， 所 述图像有效检测区域 为摒除掉所述遮挡物图像且 包含所述晶体直径边 缘图像的矩形区域。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述对所述图像有效检测区域进行数字图 像处理， 具体包括： 图像分辨率为ymax行xmax列， 图像中任意一点 的像素值标记为Raw(x,y,c)， 所述图像有 效检测区域的最左 上角点的坐标为(0,0,c)点， 水平方向向右为x轴 正方向， 垂直方向向下 为y轴正方向， 且x轴取值范围为{0,xmax‑1}， y轴取值范围为{0,ymax‑1}， C表示像素点的红、 绿、 蓝不同分量。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述方法中， 所述对所述图像有效检测区 域进行预处理， 提取出晶体直径下边沿图像， 具体包括： 灰度化所述图像， 以得到灰度图像； 对所述灰度图像进行二 值化处理， 得到包 含晶体直径下边沿图像的图像； 对所述包含晶体直径下边沿图像的图像进行图像滤波， 滤除干扰信息， 以提取出所述 晶体直径下边沿图像。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述灰度化所述图像， 以得到灰度图像， 具 体包括： 根据以下公式(I)， 采用加权平均法对所述图像进行 灰度化处 理： Gray(x,y)＝0.2 99*Raw(x,y,R)+0.578*Raw(x,y,G)+0.1 14*Raw(x,y,B)     (I) 或者 根据以下公式(I I)， 采用分量法对所述图像进行 灰度化处 理： Gray(x,y)＝Raw(x,y,R)     (II) 公式中， Gray(x,y)表示灰度化后的图像在坐标(x,y)的灰度值； 所述对所述灰度图像进行二值化处理， 得到包含晶体直径下边沿图像的图像， 具体包 括： 根据以下公式(I II)设置图像阈值Thr对灰度图像进行二 值化处理：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114252018 A 2f(Gray(x,y)＞Thr) Bin(x,y)＝25 5； esle Bin(x,y)＝0；     (III) 其中， Bin(x,y)表示 二值化后的图像； 所述对所述包含晶体直径下边沿图像的图像进行图像滤波， 滤除干扰信息， 以提取出 所述晶体直径下边沿图像， 具体包括如下步骤： 根据以下公式(IV)对图像进行 先膨胀后腐蚀处 理： 其中， O(x,y)表示 运算后的图像， ！ 表示腐蚀运 算， 表示膨胀运算， S为结构元 素； 按照位置关系 去除放肩阶段非固体晶体边沿的区域， 获得滤波后的晶体直径下边沿图 像F(x,y)。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述方法中， 所述根据数字 图像处理结果 与所述晶体直径获取所述晶体直径边缘图像中的预定直径边界点图像坐标， 并在拉晶放肩 阶段起始或引晶阶段末尾时获取放肩中心点图像坐标， 并根据所述预定直径边界点图像坐 标与所述 放肩中心点图像坐标之间的差值， 获得放肩直径像素值， 具体包括： 获取t时刻的所述预定直径边界点图像坐标为pt(x,y)， 所述放肩中心点图像坐标为p0 (x,y)， 其中， 所述预定直径边界点图像坐标的纵坐标与所述放肩中心 点图像坐标的纵坐标 相同； 采用t时刻的所述预定直径边界点图像坐标pt(x,y)的行坐标y(pt)， 减去所述放肩中心 点图像坐标p0(x,y)的行坐标y(p0)， 获得t时刻的所述放肩直径像素值L(t)： L(t)＝y(pt)‑y (p0)。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述方法中， 所述获取像素值与物理尺寸 的转换系数， 具体包括： 获取放肩阶段中两个不同时刻时的晶体直径像素值， 并测量出对应两个不同时刻时的 晶体直径实际物理尺寸， 根据所述晶体直径像素值与对应的之所述晶体直径实际物理尺 寸， 计算得到转换系数。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述获取放肩阶段中两个不同时刻时的晶 体直径像素值， 并测 量出对应两个不同时刻时的晶体直径实际物理尺寸， 根据所述晶体直 径像素值与对应的之所述晶体直径实际物理尺寸， 计算得到转换系数， 具体包括： 设： t1时刻的所述放肩直径像素值为L(t1)pix， 对应的晶体直径实际物理尺寸为M(t1)毫米 (mm)； t2时刻的放肩直径像素值为L(t2)pix， 对应的实际物理尺寸为M(t2)mm， L(t2)大于L (t1)； 则根据以下公式(V)， 获得转换系数 K： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114252018 A 3