基于视觉的印刷电路板缺陷自动检测系统

摘要

现代电子设备中印刷电路板(PCB)发挥着越来越重要的作用，其质量好坏在一定程度上决定了电子产品的性能。印刷电路板在生产过程中可能存在器件缺失、错误以及连焊等缺陷，严重影响产品质量。因此，对印刷电路板进行缺陷检测在工业生产中具有重要的应用价值。目前PCB质量检测工作大部分由人工目测完成，而人工检测存在主观标准不一致、劳动强度大等缺点。随着技术的进步，印刷电路板的布线密度越来越高，过孔间距越来越小，印刷电路板上的小面积缺陷，如毛刺、缺口等，更加加大了肉眼检测的难度，与此同时印刷电路板生产线式的大批量生产使得单靠人工检测已经无法适应现代生产的需要。因此，迫切需要研究一种有效的电路板自动检测方法来代替人工检测，从而使在线检测工作客观化、规范化和智能化。 本文从图像处理和模式识别的角度出发，研究了不同元器件缺陷的特点，根据其特点的不同采用不同的方法进行检测，主要作了以下几个方面的工作： (1)因为电路板检测对于元器件的位置精度要求比较高，而扫描图像存在偏移和偏转，本文采用提取参考点的方法实现了图像的定位。 (2)研究了RGB、HSI色彩空间的特点，利用颜色特征实现了贴片电容的缺失的检测。 (3)因为管脚连焊时其间隔部分被焊膏填充，反映在扫描图像中连焊区域的亮度值明显高于正常值。所以根据这一特点，研究了通过提取连通域检测连焊的方法。 (4)贴片电阻的形状、尺寸以及颜色完全相同，必须通过其表面标称值来判断贴片电阻是否正确。因此研究了基于投影、字符空间分布以及形状上下文特征的字符识别方法检测贴片电阻。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1印刷电路板缺陷检测的目的和意义

1.2本文所研究的内容

2印刷电路板检测的理论基础

2.1颜色空间介绍

2.2图像二值化及连通域提取

2.2.1全局二值化方法

2.2.2局部二值化方法

2.2.3连通域提取

2.3二值形态学运算

2.4图像的旋转及插值

2.5图像去噪及细化

2.6神经网络

3印刷电路板缺陷检测

3.1电路板图像获取及定位

3.2基于颜色特征的贴片电容缺陷检测

3.2.1颜色空间的选取

3.2.2实验结果分析

3.3基于连通域提取的连焊缺陷检测

3.3.1连焊缺陷的特点及检测

3.3.2实验结果分析

3.4基于字符识别的贴片电阻缺陷检测

3.4.1字符识别概述

3.4.2字符图像位置匹配

3.4.3电阻字符提取及平滑

3.4.4基于投影特征的字符识别

3.4.5基于空间分布特征的字符识别

3.4.6基于形状上下文的字符识别

3.4.7实验结果分析

4总结与展望

4.1本文研究工作总结

4.2进一步的工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢