一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于印制电路板监测领域，提供了一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，分别提取各自的所有目标区域的连通域，并进行标识，根据连通域的特征量进行计算筛选，删除一些在允许误差范围内的基本相同的连通域，筛选出缺陷连通域扫描图像和对应的缺陷连通域标准图像，然后进一步地通过差影分析找出两个图像连通域之间的差异，进而最终完成PCB的缺陷识别。本发明专利技术根据印制电路板的缺陷造成连通域的数目变化来判断出缺陷类型，本发明专利技术算法相对简单，通过图像匹配、连通域搜寻和差影分析即可检测出短路、断路、残铜、漏线等PCB典型缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于印刷电路板检测和识别领域，尤其涉及一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法及系统。
技术介绍
目前，PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)基板缺陷的检测与识别方法归纳起来有三类:参考比较法，非参考比较法和混合法。(1)参考比较法：这种方法是将参考的标准图像与被检测的图像进行对比，即异或运算，这种方法算法简单，速度最快，也容易实现，但是不能确定缺陷类别。(2)非参考比较法：这种方法无须参考图像，它依据预先定义的设计规则来判断待检测PCB图像是否有瑕疵，如果不符合设计规则，就认为有，因此也称为设计规则校验法，该方法内存需求小，但算法比较复杂，需对全图搜索，运算量很大，因此实现实时检测比较困难，且无法检测出导线、焊盘丢失等大缺陷。(3)混合法：它是前述两种方法的综合，在一定程度上克服了前两类方法的缺点，但目前这种方法还不是很成熟，其算法复杂，不能满足实时检测的要求，且自适应性不够，系统扩展能力较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法及系统，旨在解决目前PCB基板检测算法复杂，不能确定缺陷类别的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，包括以下步骤：步骤A，将采集到的PCB板扫描图像与标准图像处理为尺寸大小相一致；步骤B,分别查找出所述扫描图像和所述标准图像的连通域并进行标识，对所述扫描图像和所述标准图像中的同一连通域进行特征量比较计算，根据计算结果进行筛选和删除，得到缺陷连通域扫描图像和对应的缺陷连通域标准图像；步骤C，将所述缺陷连通域扫描图像与所述缺陷连通域标准图像按位异或，得到差影图；步骤D，将所述差影图与所述缺陷连通域扫描图像按位与，得到第一伪缺陷图；步骤E，取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域标准图像按位或，判断PCB板缺陷；步骤F，将所述差影图与所述缺陷连通域标准图像按位与，得到第二伪缺陷图；步骤G，取所述第二伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域扫描图像按位或，判断PCB板缺陷。进一步地，所述步骤D包括以下步骤：步骤B1：计算同一连通域在扫描图像和标准图像中的连通域面积比A，设定所述连通域面积比的下限值Amin和上限值Amax，当A＜Amin或A＞Amax时，判定所述连通域为缺陷连通域；步骤B2：当Amin＜A＜Amax时，计算连通域面积比S，设定所述连通域相似度比的下限值Smin,当S＞Smin时，判定所述连通域为非缺陷连通域；当S＜Smin时，判定所述连通域为缺陷连通域；步骤B3：将所述非缺陷连通域和对应的所述标准图像的连通域的像素点删除，得到所述缺陷连通域扫描图像、及所述对应的缺陷连通域标准图像。进一步地，所述步骤E具体为：取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域标准图像按位或：若所述缺陷连通域标准图像连通域数目减少，则判断该缺陷为短路缺陷；若所述缺陷连通域标准图像连通域数目增加，则判断该缺陷为残铜缺陷。进一步地，所述步骤G具体为：取所述第二伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域扫描图像按位或：若所述缺陷连通域扫描图像连通域数目减少，则判断该缺陷为断路缺陷；若所述缺陷连通域扫描图像连通域数目增加，则判断该缺陷为漏线缺陷。本专利技术还提供了一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别系统，包括：图像匹配单元，用于将采集到的PCB板扫描图像与标准图像处理为尺寸大小相一致；图像计算单元，用于分别查找出所述扫描图像和所述标准图像的连通域并进行标识，对所述扫描图像和所述标准图像中的同一连通域进行特征量比较计算，根据计算结果进行筛选和删除，得到缺陷连通域扫描图像和对应的缺陷连通域标准图像；图像异或单元，用于将所述缺陷连通域扫描图像与所述缺陷连通域标准图像按位异或，得到差影图；图像与单元，用于将所述差影图与所述缺陷连通域扫描图像按位与，得到第一伪缺陷图；还用于将所述差影图与所述缺陷连通域标准图像按位与，得到第二伪缺陷图；判断单元，用于取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，分别与所述缺陷连通域标准图像按位或、与所述缺陷连通域扫描图像按位或，判断PCB板缺陷。进一步地，所述图像计算单元包括：面积比计算模块，用于计算同一连通域在扫描图像和标准图像中的连通域面积比A，设定所述连通域面积比的下限值Amin和上限值Amax，当A＜Amin或A＞Amax时，判定所述连通域为缺陷连通域；相似度比计算模块，用于当Amin＜A＜Amax时，计算连通域面积比S，设定所述连通域相似度比的下限值Smin,当S＞Smin时，判定所述连通域为非缺陷连通域；当S＜Smin时，判定所述连通域为缺陷连通域；删除模块，用于将所述非缺陷连通域和对应的所述标准图像的连通域的像素点删除，得到所述缺陷连通域扫描图像、及所述对应的缺陷连通域标准图像。进一步地，所述判断单元包括：第一判断模块，用于取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域标准图像按位或：若所述缺陷连通域标准图像连通域数目减少，则判断该缺陷为短路缺陷；若所述缺陷连通域标准图像连通域数目增加，则判断该缺陷为残铜缺陷；第二判断模块，用于取所述第二伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域扫描图像按位或：若所述缺陷连通域扫描图像连通域数目减少，则判断该缺陷为断路缺陷；若所述缺陷连通域扫描图像连通域数目增加，则判断该缺陷为漏线缺陷。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术在参考比较法的基础上进行改进，根据印制电路板的缺陷造成连通域的数目变化来判断出缺陷类型，本专利技术算法相对简单，通过图像匹配、连通域搜寻和差影分析即可检测出短路、断路、残铜、漏线等PCB典型缺陷。附图说明图1是本专利技术实施例提供的尺寸大小一致的扫描图像、标准图及其二者的差影图。图2是本专利技术实施例提供的一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法的流程图。图3是本专利技术实施例提供的一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别系统的结构示意图。图4是本专利技术实施例提供的图像计算单元的结构示意图。图5是本专利技术实施例提供的判断单元的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，将采集到的PCB板扫描图像与标准图像处理为尺寸大小相一致；步骤B,分别查找出所述扫描图像和所述标准图像的连通域并进行标识，对所述扫描图像和所述标准图像中的同一连通域进行特征量比较计算，根据计算结果进行筛选和删除，得到缺陷连通域扫描图像和对应的缺陷连通域标准图像；步骤C，将所述缺陷连通域扫描图像与所述缺陷连通域标准图像按位异或，得到差影图；步骤D，将所述差影图与所述缺陷连通域扫描图像按位与，得到第一伪缺陷图；步骤E，取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域标准图像按位或，判断PCB板缺陷；步骤F，将所述差影图与所述缺陷连通域标准图像按位与，得到第二伪缺陷图；步骤G，取所述第二伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域扫描图像按位或，判断PCB板缺陷。

【技术特征摘要】
1.一种基于连通域的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，其特征在于，包括
以下步骤：
步骤A，将采集到的PCB板扫描图像与标准图像处理为尺寸大小相一致；
步骤B,分别查找出所述扫描图像和所述标准图像的连通域并进行标识，对
所述扫描图像和所述标准图像中的同一连通域进行特征量比较计算，根据计算
结果进行筛选和删除，得到缺陷连通域扫描图像和对应的缺陷连通域标准图像；
步骤C，将所述缺陷连通域扫描图像与所述缺陷连通域标准图像按位异或，
得到差影图；
步骤D，将所述差影图与所述缺陷连通域扫描图像按位与，得到第一伪缺
陷图；
步骤E，取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域标
准图像按位或，判断PCB板缺陷；
步骤F，将所述差影图与所述缺陷连通域标准图像按位与，得到第二伪缺
陷图；
步骤G，取所述第二伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域扫
描图像按位或，判断PCB板缺陷。
2.如权利要求1所述的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，其特征在于，所
述步骤D包括以下步骤：
步骤B1：计算同一连通域在扫描图像和标准图像中的连通域面积比A，设
定所述连通域面积比的下限值Amin和上限值Amax，当A＜Amin或A＞Amax时，判定所
述连通域为缺陷连通域；
步骤B2：当Amin＜A＜Amax时，计算连通域面积比S，设定所述连通域相似度
比的下限值Smin,当S＞Smin时，判定所述连通域为非缺陷连通域；
当S＜Smin时，判定所述连通域为缺陷连通域；
步骤B3：将所述非缺陷连通域和对应的所述标准图像的连通域的像素点删

\t除，得到所述缺陷连通域扫描图像、及所述对应的缺陷连通域标准图像。
3.如权利要求1所述的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，其特征在于，所
述步骤E具体为：
取所述第一伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域标准图像按
位或：
若所述缺陷连通域标准图像连通域数目减少，则判断该缺陷为短路缺陷；
若所述缺陷连通域标准图像连通域数目增加，则判断该缺陷为残铜缺陷。
4.如权利要求1所述的大幅面PCB板缺陷快速识别方法，其特征在于，所
述步骤G具体为：
取所述第二伪缺陷图中每一个缺陷连通域，与所述缺陷连通域扫描图像按
位或：
若所述缺陷连通域扫描图像连通域数目减少，则判断该缺陷为断路缺陷；
若所述缺陷连通域扫描图像连通域数目...

【专利技术属性】
技术研发人员：程涛，孙高磊，冯平，徐刚，王燕燕，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44