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基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法.doc
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基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法.doc
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基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法
摘 要
印刷电路板检测作为现代电子产品生产过程关键的一环,在一开始无法形成高效的
处理模式,传统的人工检测存在速度慢、效率低、人力成本高等缺点,使得印刷电路板
无法适应大批量生产。印刷电路版的智能检测方法在现代电子器件的发展和电路的小型
化、可视化中起着重要的作用。在这种环境下,如何通过低成本实现高效率、准确性和
速度,对芯片电路板的检测具有重要意义。光学检测技术具有速度快、精度高、成本低
等优点,正渐渐取代传统的人工检测技术。
本设计实现了对相机采集到视频进行图片采集、平滑滤波、降噪、图像增强处理以
及边缘提取,从而完成对焊盘的清晰处理,来解决传统印刷电路板精度低、速度率慢的
问题。本设计在数字图像处理的基础上,应用了 MATLAB 软件,完成对印刷电路板的焊
盘进行智能检测且边缘清晰的设计,实现了提高印刷电路板生产效率和降低生产成本的
目的。
关键词:数字图像处理;MATLAB;印刷电路板;边缘检测;图像增强
Printed Circuit Board Intelligence Based on Digital Image Processing
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Energy Detection Method
Abstract
As a key link in the production process of modern electronic products, PCB inspection
cannot form an efficient processing mode at the beginning. Traditional manual inspection has
the disadvantages of slow speed, low efficiency and high labor cost, which makes PCB unable
to adapt to mass production. Intelligent detection of printed circuit plate plays an important
role in the development of modern electronic devices and the miniaturization and
visualization of circuits. In this environment, how to achieve high efficiency, accuracy and
speed through low cost is of great significance to the detection of chip circuit board. Optical
detection technology has the advantages of high speed, high precision and low cost, and is
gradually replacing the traditional manual detection technology.
This design has completed the image acquisition, smooth filtering, noise reduction,
image enhancement and edge extraction of the video collected by the camera, so as to realize
the clear processing of the butt pad, to solve the problem of low precision and slow speed of
the traditional printed circuit board. This design is based on digital image processing, the
application of MATLAB software, the completion of the printed circuit board solder pad for
intelligent detection and edge clear design, to improve the production efficiency of printed
circuit board and reduce the production cost.
Keywords: Digital image processing; MATLAB; Printed circuit boards; Edge detection;
Image enhancement
目 录
1 前言 ..............................................................................................................................................................1
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1.1 课题研究的目的、意义................................................................................................................1
1.2 国内外的发展概况及存在的问题................................................................................................2
1.3 课题的主要研究内容....................................................................................................................3
2 图像预处理 ..................................................................................................................................................3
2.1 图像的采集....................................................................................................................................3
2.2 灰度图转化....................................................................................................................................4
2.2.1 图像的二值化 ........................................................................................................................4
2.2.2 二值化处理和灰度图转化 ....................................................................................................5
2.3 图像降噪........................................................................................................................................6
2.3.1 图像降噪算法 ........................................................................................................................6
2.3.2 算法实现 ..............................................................................................................................10
3.4 增强处理......................................................................................................................................12
3.4.1 直方图 ..................................................................................................................................12
3.4.2 直方图均衡化 ......................................................................................................................12
3 边缘检测 ....................................................................................................................................................16
3.1 边缘检测算法..............................................................................................................................16
3.3.1 Canny 算子............................................................................................................................16
3.3.2 LOG 算子 ..............................................................................................................................18
3.2 算法实现......................................................................................................................................19
3.2.1 Canny 算子............................................................................................................................19
3.2.2 LOG 算子 ..............................................................................................................................21
4 结论 ............................................................................................................................................................22
参考文献 ........................................................................................................................................................25
谢辞 ................................................................................................................................................................26
附录 ................................................................................................................................................................27
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1
1 前言
基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法是一种基于数字图像处理对印刷电
路板焊盘及其焊点进行识别的智能检测方法。近几十年来,规模巨大的集成电路技术以
及计算机技术发展迅猛、离散数学理论趋于完善,数字图像处理技术也得到了广泛的应
用
[1]
。数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行的一系列去噪、
增强、复原、分割、提取特征等处理的技术。该技术产生和发展主要受三个因素影响:
一是计算机的发展;二是数学的发展;三是应用需求的增长
[2]
。用来解决图像在采集过
程中会受到传感器灵敏、噪音干扰等问题的影响,使图片无法呈现令人满意的视觉效果;
且在图像研究和应用的过程中,需要把图像的目标部分进行分割划分成为有意义的、相
互不干扰不重叠的部分,使一个区域内的像素呈现规律特征或需要进行局部强化等问题,
需要通过算法对图像进行处理。印制电路板(Printed circuit boards,简称 PCB 板),是
一用来连接电器元件,明确又高效整洁的实现现代元器件安装的一种方法。其主要功能
是降低布线和安装元器件的错误率,从而提高生产的自动化水平和效率。本设计主要基
于数字图像处理的有相关知识,来设计一种可以对相机获取的视频进行处理,实现焊盘
的清晰识别,进而达到提高印刷电路板制作效率和制作精度,提高电子元器件的生产质
量的智能检测方法。
1.1 课题研究的目的、意义
本设计目的是为了实现把相机获取印刷电路板的视频进行处理,实现对焊盘的清晰
识别的效果。日益发展的技术对电子产品的复杂性及其性能的要求日益提高,印刷电路
板是重要的元器件,所以 PCB 的智能检测是现代电子产品生产中的关键环节。传统印
刷电路板的方式,存在高成本,低效率的问题。之前,印刷电路板传统的检测采用人工
检测的方式,人力成本高、精度低、效率低等问题使得印刷电路板无法实现高数量和高
质量的生产。而印刷电路板的光学检测技术就可以很好的解决这些问题。所以光学检测
等类似的智能检测方法正在逐步代替人工方式。在数字图像处理的基础上,完成对印刷
电路板的智能检测,可以很好的处理相机采集到的视频和图像,从而实现对焊盘的清晰
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2
处理,对实现电子器件的自动插装贴装以及电子元器件的发展有着重要的现实意义。本
设计应达到处理相机获取的关于印刷电路板的视频,获取二维图像进行处理平滑滤波、
去噪、边缘处理、边缘提取,并且可以输出每一步的处理结果,最终处理后的图像可以
进行印刷电路板焊盘的边缘提取,并且提取后的边缘尽可能清晰。
1.2 国内外的发展概况及存在的问题
在二十世纪四十年代,印刷电路板及相关印刷电路板产品逐步实现商用,在五十年
代,得到广泛的普及和应用。传统印刷电路板行业同半导体行业相比,技术难度低,但
是劳动密集。至今为止,中国已经成为世界上有影响力的 PCB 生产国。在一百多年的
发展过程中,印刷电路板生产和应用发生了翻天覆地的改变,主要体现在其功能、尺寸
和生产方式上。最近几年,集成电路和印刷电路板得到了充分的发展和应用,个人电脑
的发展是 PCB 技术取得重大进展的一个最好的例子。在近一百多年的发展过程中,印
刷电路板出现了很多生产方式,如:蜡纸腐蚀法、胶带打印法、激光打印发等。在实现
印刷电路板进行焊盘识别、提高贴片质量等方面的现有技术趋于完善,已有全自动贴片
机实现识别焊盘,可将元器件精准的放置在焊盘上,从而实现高速高精度的工作方式。
计算机发展迅速,计算机获取信息的方式逐渐从文字转变为图像和视频,所以数字图像
处理变得越来越重要,数字图像处理可以实现目标信息的增强和提取,大大减少处理的
数据
[3]
。
传统 PCB 检测存在高成本、低效率问题,提出一种基于数字图像处理的 PCB 板自
动光学检测方法,针对 PCB 板生产过程中遇到的短路、断路、空洞、凸起、凹陷等缺
陷,采用了求连通区域数、计算欧拉数、求缺陷区域面积等方法,来检测上述缺陷问题,
并给出算法的全过程,经实验结果分析,该方法能准确地检测出待检测电路板上存在的
缺陷,达到了自动实时检测的目的
[4]
。或是通过 MATLAB 软件把数字图像处理知识,
应用于具体的印刷电路板图像的处理,如平滑处理、边缘检测等,从而更好地实现 PCB
板错误检测
[5]
。
1.3 课题的主要研究内容
本设计的研究内容主要分为四个部分:
(1)MATLAB 软件无法直接处理一整个视频,则如何实现将通过相机拍摄的印刷版视
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- m0_751264742024-01-07资源有一定的参考价值,与资源描述一致,很实用,能够借鉴的部分挺多的,值得下载。
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南抖北快东卫
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