[发明专利]一种基于图像分析的全自动贴面电容装焊极性判别方法

说明书

本发明公开了一种基于图像分析的全自动贴面电容装焊极性判别方法，采用LAB颜色空间和区域一致性相结合实现对贴片钽电容的检测与定位，通过对检测到的钽电容进行纹理分析实现对其极性的判别，并进一步与原理图文件进行比对，实现对电容装焊正确性检测。降低人工成本，提高检测效率，消除由人工检测的主观因素或视觉疲劳引起的漏检和错检，该算法可应用于智能元器件检测系统，提升现有机器视觉的光检测系统的智能化与自主化水平。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于图像分析的全自动贴面电容装焊极性判别方法，适用于智能电路板元器件检测与识别系统。

背景技术

随着微电子技术的智能化、小型化、微型化发展，印刷电路板也向着高密度、高集成、多层化、高性能的方向发展。然而以人工为主的电路板装焊缺陷检测，由于主观因素或视觉疲劳很容易发生漏检和误判，并且检测效率难以满足实际生产的需求。因此，开发一种自动光学检测系统替代人工检测，具有重要的现实意义和市场前景。贴片钽电容是电路板中使用频率最高的元器件之一，其装焊极性的正确性检测是电路板缺陷检测的重要内容。

现有的基于图像处理的电路板贴片钽电容装焊极性检测主要采用目标匹配的方式，如南京理工大学的“PCB元器件定位与识别技术研究”、河北工业大学的“PCB板元器件检测系统的研究”、青岛科技大学的“图像处理技术在自动视觉检查系统中的应用”，该类方法首先根据原理图中电容的位置对电路板中电容的实际位置进行定位，然后通过标准贴片钽电容图像与电路板中的目标图像进行匹配对比，分析是否存在缺陷。然而该方法需要提供钽电容的标准目标图像及位置信息，难以实现全自动的缺陷判别，另外，标准目标图像的尺度、光照条件、摆放角度需和电路板中的目标保持严格的一致，大大降低了系统的灵活性。Vision Engineering公司的Lynx VS8、神州视觉公司的ALD系列产品需要事先人工选定目标，并对目标属性进行描述，属于半自动的检测分析系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于图像分析的全自动贴面电容装焊极性判别方法，降低人工成本，提高检测效率，消除由人工检测的主观因素或视觉疲劳引起的漏检和错检，该算法可应用于智能元器件检测系统，提升现有机器视觉的光检测系统的智能化与自主化水平。

本发明采用以下技术方案：

一种基于图像分析的全自动贴面电容装焊极性判别方法，采用LAB颜色空间和区域一致性相结合实现对贴片钽电容的检测与定位，通过对检测到的钽电容进行纹理分析实现对其极性的判别，并进一步与原理图文件进行比对，实现对电容装焊正确性检测。

具体的，LAB颜色特征与区域一致性检测的步骤如下：

S1、将高分辨率相机采集的电路板图像I_Orig从RGB空间变换至LAB空间；

S2、针对贴片钽电容的颜色特性，对LAB空间中的B分量进行处理提取图像中的候选目标区域I_Cand；

S3、根据形态学运算去除伪目标，将区域面积大于15000和小于500的目标去除，并将区域填充度小于70％的去除；

S4、在假定贴片钽电容表面区域具有一致性的条件下，对每一候选目标I_Obj的精确定位进行计算，对L和A分量进行分析实现候选目标的精确定位。

进一步的，步骤S1中，LAB空间如下：

其中，R、G、B分别为输入图像的三通道子图像。

进一步的，步骤S2中，候选目标区域I_Cand如下：

I_Cand＝{(i,j)|B(i,j)＞Th0·mean(B(B(i,j)＞128))}