印刷电路板外观检查机中的图像配准算法研究

摘要

随着线路板行业的发展，印刷电路板的外观检测标准逐渐提高，人工检测面临挑战，印刷电路板外观检查机成为电路板行业的重要检测设备。印刷电路板外观检查机的一项关键技术是图像配准算法，配准结果直接影响检测的精度。
　　本文首先讨论了印刷电路板外观检查机的图像采集系统，设计了基于ActivelMil的双缓存异步采集方案，该方案能够高效采集图像并进行实时拼接。然后分析常用的图像配准算法的优劣和应用场景，根据印刷电路板外观检查机图像数据量大，成像有规律和特征信息明显的特点提出了基于高斯金字塔的混合图像匹配算法。该算法综合了仿射变换、高斯金字塔、类Canny边缘检测算子提取边缘法和改进的Hausdorff距离计算相似度来进行图像配准，而传统的配准方法通常是单一的基于特征的图像配准，实验结果表明配准精度提高。最后设计了利用Gerber文件辅助建立标准板和校正板间色差这两种配准算法的图像预处理方案，实验结果表明配准算法精度和效率都得到优化。
　　在.net平台下基于ActiveMil开发包的采集方案已被广泛应用到医学图像采集等领域中，但应用在印刷电路板外观检查机中尚未见报道；据笔者所知，将基于高斯金字塔的图像配准算法应用于印刷电路板外观检查机在国内未见报道。

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第一章 引 言

1.1外观机系统简介

1.2研究工作的主要内容和论文结构安排

第二章 外观机的图像采集系统

2.1图像采集系统光学部分

2.2图像采集系统的硬件部分

2.3图像采集系统的软件部分

2.4本章小结

第三章 图像配准算法简介

3.1图像配准概述

3.2图像配准算法的数学描述

3.3图像配准的主要步骤

3.4图像配准算法的分类

3.5本章小结

第四章 基于高斯金字塔的外观机图像配准算法

4.1外观机的图像配准算法要求

4.2基于特征的图像配准算法在外观机中的应用

4.3基于特征的外观机配准算法

4.3基于金字塔的特征配准算法

4.4外观机的基于高斯金字塔的混合配准算法

4.5变换模型估计

4.6 实验结果

4.7 本章小结

第五章 外观机图像配准的预处理优化

5.1解析Gerber文档辅助生成标准板信息

5.2板件色差校正预处理

5.3本章小结

第六章 总 结

6.1全文工作内容总结

6.2后续工作与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果