PCB缺陷检测系统
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2011-11-27
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系统安全
ＰＣＢ缺陷检测系统的研究与实现
蔡茂蓉
（西南科技大学计算机学院四川绵阳６２１０１０）
摘要：本文介绍利用图像处理和模式识别技术，实现自动检测ＰｃＢ缺损缺陷的方法。文中详
细介绍了数字图像处理技术在ＰＣＢ板缺陷检测中的检测算法和ＰＣＢ各种常见缺陷的识别方法。给
出了系统的工作流程和实现方法，实验证明本方法可行。
关键字：图像处理；ＰＣＢ；图像分割；定位
中图分类号：ＴＰ３１７．４
文献标识码：Ａ
１引言
印刷电路板（Ｐｒｉｎｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ
Ｂｏａｒｄｓ）是提供电
子零件安装的主要支撑物体，它将电子零组件连接
在一起，使其发挥整体功能，是所有电子产品不可
缺少的基本构成部分。由于印刷板生产技术涉及多
种工艺技术，任何一个工序出问题，都会对产品的
质量造成影响。随着通信、计算机等产业的飞速发
展，对印刷电路板的质量提出了更高的要求。原来
的检测手段逐渐不适应当今ＰＣＢ技术的发展趋势，
因此，有必要研究新型的ＰＣＢ检测手段。本文研究
的方法是利用数字图像技术自动检测ＰＣＢ裸板缺陷
的软件部分。
近年来出现了很多ＰＣＢ图像检测算法，这些算法
大致可分为三大类：有参考算法、无参考算法以及混
合型算法。有参考算法分为两大类，图像对比法和模
型对比法；无参考算法是一种不需要标准图像的检测
算法，它是基于一定的设计规则来进行检测的；混合
型方法是将有参考算法与无参考算法混合使用，从而
发挥它们各自的优点。比如，模板匹配法与数学形态
学方法结合使用，或者连接表方法与数学形态学方法
结合使用等。本文采用的是混合方法中的模板匹配法
与数学形态学方法结合的方法。
２
ＰＣＢ板缺陷的模式识别
从ＧＪＢ和ｌＰＣ（美国电子电路互连和封装协会）
标准中，可以综合出ＰＣＢ上存在的主要缺陷有短路、
短路、凸起、凹陷、空洞和划痕等，本文采用的识别
方式分别简述如下。
２．１短路和断路的识别
发生短路时，与标准图像相比，其图像中包含
的区域数会减少。同样，对于断路模式，其区域数会
增加。所以，可以用计算图像区域面积的方法来判断
待测缺陷是短路还是断路。计算面积的具体方法，本
文采用的是火烧法。首先需要将二值图像规格化，使
对象的像素值为１，背景区的像素值为０。然后逐行
扫描，当发现灰度值为１的点时，就在当前点点燃火
种，使火种在当前点的８连通域内蔓延，直到燃尽对
象所有点，同时计数器加１。当扫描完整幅图后，可
求得对象区域的面积（像素的个数）。
２．２划痕的识别
划痕类缺陷的最大特点是它的颜色与板上的正常
模式的颜色不同，而其它类缺陷则无此特点。本文采
用ＢＭＰ格式图像文件和ＲＧＢ色彩模式。所谓色彩模式
就是数字图像中像素点采用的颜色描述方法。划痕的
识别需要提取红或绿通道，这是因为在混合通道中，
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