[发明专利]一种电路板故障红外图像自动检测方法

说明书

技术领域

本发明属于红外成像技术领域，具体涉及一种电路板故障红外图像自动检测方法。

背景技术

随着红外成像技术的不断发展和成熟，红外热像仪的成本越来越低，性能越来越好，应用也越来越广泛。根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理可知，红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标辐射红外光线的装置，它可以将不同温度目标的红外辐射能量分布图形，反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。简单地说，红外热像仪就是能接收红外线的照相机，它将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪是全被动接收仪器，对于其他精密电子仪器设备没有任何干扰，并能够进行非接触式的、高分辨率的温度测量，生成高质量的热分布场图像，可提供测量目标的众多信息，弥补了人类肉眼的不足，已广泛应用于军事领域以及电力行业、石化行业、交通及抢险救灾等领域，未来发展前景更是不可限量。

红外热像仪拍摄的是人眼睛看不到的红外热像图，这种图像与通常看到的可见光图像完全不同。可见光图像是人们熟悉的物体表面特征的图像，和人眼中看到的景象几乎一致，图像清晰，可以直观的表示物体特征，比如照相机拍摄的照片。红外热像图是物体表面温度分布的图像。这里需强调的是，它是物体表面而不是物体内部的温度分布图像。它的神奇之处就在于，物体的表面温度是可以“看”到的，可以通过灰度或伪彩色显示成人眼可以识别的图像。

电路板故障红外图像诊断是利用红外热像仪测得电路板上各电子元器件在工作时的红外辐射温度，进而通过温度信息来判定是否发生故障及故障位置。由于许多电路板上各电子元器件在工作时都会不同程度的发热，电路板发生故障时大多伴随各电子元器件发热状态的变化，通过测定发热状态的变化，即可初步判断出各电子元器件工作状态，确定可能的故障点位置。

电路板故障红外图像诊断方法已经在一些领域得到应用，但由于红外热图像与可见光图像相比，缺少了层次和立体感，其清晰度远不如可见光图像，因此在利用红外热像图分析问题时，往往还需要人工进行温度异常点的判断和定位，且由于红外热图像并不符合人们平日的视觉习惯，在红外热图像上确定的温度异常点要在实际电路板上准确找到相应的位置有一定的困难。特别是由于红外热图像本身只有灰度数据，图像质量较差，利用计算机进行图像自动判断、识别、分析、定位，难度较大，识别、定位的准确度也有待进一步提高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是一种电路板故障红外图像自动检测方法，针对红外热图像本身只有灰度数据，图像质量较差，利用计算机进行图像自动判断、识别、分析、定位，难度较大，识别、定位的准确度不高的问题，采用可见光图像和红外热图像同时采集的方法获得电路板工作状态的图像信息。先采集电路板正常工作时的可见光图像和红外热图像，存储在数据库中，检测故障电路板时，将拍摄到的电路板图像(可见光图像和红外热图像)与数据库中的正常状态的图像进行对照比较，利用计算机图像处理，找出温度异常的元器件或线路所在的区域和具体位置，并自动在可见光图像上标出，实现电路板可能故障元件的自动检测。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电路板故障红外图像自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)可见光图像和红外热图像融合配准；

利用可见光相机和红外热像仪光路相对固定，所拍图像空间对应关系固定的特点，确定好可见光图像和红外热图像融合配准关系，基本做到逐点对应；

2)红外图像之间的空间配准；

利用红外热像仪测得电路板上各电子元器件在工作时的红外辐射温度，进而通过温度信息来判定是否发生故障及故障位置，为了达到快速、准确检测定位电路板温度异常区域的目的，必须将采集到的正常工作标准红外热图像与待测红外热图像进行精确配准，采用灰度变换、平滑滤波、锐化增强、频域处理、图像重构、图像识别对图像预处理，然后进行红外图像拼接与配准处理，完成故障红外图像与标准红外图像配准计算；

3)可见光图像辅助精确红外图像配准；

采用基于不变特征的图像配准算法，利用SIFT算法对可见光图像进行特征点检测，采取粗匹配与精匹配结合的匹配策略选取特征点，并将其映射到红外图像，实现快速、有效、高精度的红外图像配准；