一种PCB表面焊点缺陷检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种PCB表面焊点缺陷检测方法及系统，包括：采集焊接后PCB板的表面图像，对图像进行预处理；对图像进行分割，得到焊点，提取焊点区域的特征信息；根据缺陷特征完成识别与分类。本发明专利技术通过图像处理技术，消除外界干扰，提取缺陷特征，自动完成对焊点缺陷的检测与识别，有效提高了检测效率与精度。检测效率与精度。检测效率与精度。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB表面焊点缺陷检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种PCB表面焊点缺陷检测方法及系统。

技术介绍

[0002]在工业领域中，缺陷检测是一个必不可少的环节，其检测性能决定了产品的整体品质，并将直接影响产品的效益。绝大多数工厂还是依靠人工手段即通过人眼结合放大设备如放大镜、显微镜等实现对PCB缺陷和焊点缺陷的检测功能。人工检测存在诸多缺点，如成本较高、检测速度慢，由于工人主观差异以及工人疲劳导致检测误差甚至检测错误等。再者电学检测是通过对PCB进行电性能的检测找出制造缺陷，一般不能直接给出缺陷位置和类别，且缺陷单一，使用难度较高；此外，传统机器视觉缺陷大多都是参考法，做差找位置，特征找类别，所采用的定量测量方式难以找到合适的特征用来进行检测，因此其实际的检测表现较差，受到外界条件如光照的影响较大，识别效果鲁棒性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种PCB表面焊点缺陷检测方法及系统，用于解决现有的PCB板表面焊点缺陷检测不准确的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种PCB表面焊点缺陷检测方法，包括以下步骤：采集焊接后PCB板的表面图像，并根据表面图像，获取对应的R通道灰度图像和HSV图像；对R通道灰度图像进行全局阈值分割，从而得到N个第一焊点区域；根据HSV图像，获取颜色特征图，进而确定色调阈值，根据色调阈值，对颜色特征图进行分割，从而得到M个第二焊点区域；对N个第一焊点区域和M个第二焊点区域进行匹配关联，确定N个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域；根据N个第一焊点区域及其相关联的第二焊点区域中各个像素点的灰度值和色调值，计算N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性；根据N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性，对N个第一焊点区域进行筛选，从而得到筛选后各个第一焊点区域；根据筛选后各个第一焊点区域以及筛选后各个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域，确定最终的各个焊点区域；对最终的各个焊点区域进行特征提取，从而得到最终的各个焊点区域对应的特征向量；根据最终的各个焊点区域对应的特征向量，确定焊接后PCB板对应的缺陷类别。
[0005]进一步的，进而确定色调阈值，包括：根据颜色特征图，获取颜色直方图，并根据颜色直方图确定初始的色调阈值；
根据初始的色调阈值，对颜色特征图进行分割，得到第一区域和第二区域，计算第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值，并根据第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值对初始的色调阈值进行更新，从而得到更新后的色调阈值；根据更新后的色调阈值，重新对颜色特征图进行分割，重新得到第一区域和第二区域，计算重新得到的第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值，并根据重新得到的第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值对更新后的色调阈值再次进行更新，重复上述步骤以对色调阈值不断进行更新，直至更新前后的色调阈值之间的差异小于给定的误差值。
[0006]进一步的，确定N个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域，包括：确定N个第一焊点区域各自对应的质心点以及M个第二焊点区域各自对应的质心点；计算任意一个第一焊点区域对应的质心点与任意一个第二焊点区域对应的质心点之间的距离，进而根据所有的距离，利用匹配算法进行匹配关联，从而得到N个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域。
[0007]进一步的，计算N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性对应的计算公式为：其中，为任意一个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性，为任意一个第一焊点区域中第i个像素点的灰度值，为任意一个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域中第j个像素点的灰度值，为任意一个第一焊点区域中第i个像素点的色调值，为任意一个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域中第j个像素点的色调值，为任意一个第一焊点区域中像素点的数目，为任意一个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域中像素点的数目。
[0008]进一步的，对N个第一焊点区域进行筛选，从而得到筛选后各个第一焊点区域，包括：根据N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性，判断每个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性是否大于设定相似性阈值，若大于设定相似性阈值，则将对应的第一焊点区域作为筛选后的第一焊点区域。
[0009]进一步的，确定最终的各个焊点区域，包括：根据筛选后各个第一焊点区域以及筛选后各个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域， 确定筛选后各个第一焊点区域的各个边缘像素点以及筛选后各个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域的各个边缘像素点；根据筛选后各个第一焊点区域的边缘像素点以及筛选后各个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域的边缘像素点，确定筛选后各个第一焊点区域的各个重叠边缘像
素点和各个非重叠边缘像素点；对筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点和所述筛选后每个第一焊点区域的质心点进行连线，从而得到该连线对应的直线与所述筛选后每个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域的交点；计算筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点与其对应的交点之间的任意一个像素点对应的优选值，并根据优选值，确定筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点对应的实际边缘像素点；根据筛选后每个第一焊点区域的各个重叠边缘像素点以及各个非重叠边缘像素点对应的实际边缘像素点，确定最终的各个焊点区域。
[0010]进一步的，计算筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点与其对应的交点之间的任意一个像素点对应的优选值对应的计算公式为：其中，为筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点与其对应的交点之间的任意一个像素点对应的优选值，为筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点与其对应的交点之间的任意一个像素点的第k个八邻域像素点对应的灰度值，为筛选后每个第一焊点区域的每个非重叠边缘像素点与其对应的交点之间的任意一个像素点的灰度值。
[0011]进一步的，对最终的各个焊点区域进行特征提取，从而得到最终的各个焊点区域对应的特征向量，包括：对于最终的每个焊点区域，获取最终的每个焊点区域的边缘上的各个采样点，对最终的每个焊点区域的质心点和每个采样点进行连线，并计算连线上任意两个相邻像素点之间的高度差异，进而得到最终的每个焊点区域对应的平均高度差异和各个离群高度差异；获取最终的每个焊点区域对应的面积、体积和最小外接矩形，并将最小外接矩形的长和宽分别作为对应焊点区域对应的最大距离和最小距离；根据最终的各个焊点区域对应的平均高度差异、各个离群高度差异、最大距离、最小距离、面积和体积，确定最终的各个焊点区域对应的特征向量。
[0012]本专利技术还提供了一种PCB表面焊点缺陷检测系统 ，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令，以实现上述的一种PCB表面焊点缺陷检测方法。
[0013]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过图像处理技术对图像进行分析，相较于传统的分析算法，减少了外界干扰的焊点区域的获取，解决了检测现场存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCB表面焊点缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：采集焊接后PCB板的表面图像，并根据表面图像，获取对应的R通道灰度图像和HSV图像；对R通道灰度图像进行全局阈值分割，从而得到N个第一焊点区域；根据HSV图像，获取颜色特征图，进而确定色调阈值，根据色调阈值，对颜色特征图进行分割，从而得到M个第二焊点区域；对N个第一焊点区域和M个第二焊点区域进行匹配关联，确定N个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域；根据N个第一焊点区域及其相关联的第二焊点区域中各个像素点的灰度值和色调值，计算N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性；根据N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性，对N个第一焊点区域进行筛选，从而得到筛选后各个第一焊点区域；根据筛选后各个第一焊点区域以及筛选后各个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域，确定最终的各个焊点区域；对最终的各个焊点区域进行特征提取，从而得到最终的各个焊点区域对应的特征向量；根据最终的各个焊点区域对应的特征向量，确定焊接后PCB板对应的缺陷类别；确定N个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域，包括：确定N个第一焊点区域各自对应的质心点以及M个第二焊点区域各自对应的质心点；计算任意一个第一焊点区域对应的质心点与任意一个第二焊点区域对应的质心点之间的距离，进而根据所有的距离，利用匹配算法进行匹配关联，从而得到N个第一焊点区域各自的相关联的第二焊点区域。2.根据权利要求1所述的PCB表面焊点缺陷检测方法，其特征在于，进而确定色调阈值，包括：根据颜色特征图，获取颜色直方图，并根据颜色直方图确定初始的色调阈值；根据初始的色调阈值，对颜色特征图进行分割，得到第一区域和第二区域，计算第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值，并根据第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值对初始的色调阈值进行更新，从而得到更新后的色调阈值；根据更新后的色调阈值，重新对颜色特征图进行分割，重新得到第一区域和第二区域，计算重新得到的第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值，并根据重新得到的第一区域的平均色调值和第二区域的平均色调值对更新后的色调阈值再次进行更新，重复上述步骤以对色调阈值不断进行更新，直至更新前后的色调阈值之间的差异小于给定的误差值。3.根据权利要求1所述的PCB表面焊点缺陷检测方法，其特征在于，计算N个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性对应的计算公式为：
其中，为任意一个第一焊点区域与其相关联的第二焊点区域之间的相似性，为任意一个第一焊点区域中第i个像素点的灰度值，为任意一个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域中第j个像素点的灰度值，为任意一个第一焊点区域中第i个像素点的色调值，为任意一个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域中第j个像素点的色调值，为任意一个第一焊点区域中像素点的数目，为任意一个第一焊点区域的相关联的第二焊点区域中像素点的数目。4.根据权利要求1所述的PCB表面焊点缺陷检测方法，其特征在于，对N个第一焊点区...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小兰，
申请(专利权)人：江苏庆慈机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：