專利名稱：利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像分析檢測技術(shù)，尤其是涉及一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電子制造工業(yè)中元器件主要是采用機(jī)器自動(dòng)插件(AI)工藝，而對PCB的裝著元 器件的檢查主要有兩種方式一種方法為人工核對，采取元器件清單核對PCB上所有已裝著的元件。這種方式給核對 人帶來相當(dāng)大的工作量，并且在勞動(dòng)強(qiáng)度大(如一塊PCB裝著幾十或幾百個(gè)元器件)情況下， 極容易產(chǎn)生漏檢或誤判。另一種方法是采取"針床式"測試，其大致原理是先建造一個(gè)跟要核對的PCB元器件分 布一樣的針床，每個(gè)元件的插孔設(shè)置一根針，在測試過程中將PCB套在針床上，由于已裝著 的元器件引腳已將該位號的板孔填充，所以可以堵塞該位置的針穿過。其最終的判斷依據(jù) 就是如果針穿透PCB則表明該元件沒裝著上，以此來檢查該P(yáng)CB的裝著情況。但是該方法 仍然依靠人為的判斷，在實(shí)際過程中由于各種因素的干擾，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此，如何快速、準(zhǔn)確的找出該P(yáng)CB的元器件插件情況，檢測出諸如元器件多插、漏 插、元器件位置偏移等缺陷，成為當(dāng)前急需解決的技術(shù)難題之一。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法及系統(tǒng)，以通過對待檢測 電路板的位圖格式圖像分析，準(zhǔn)確的檢測并標(biāo)識待檢測電路板上可能出現(xiàn)的多插、漏插和 元件位置偏移等缺陷，以供操作檢驗(yàn)人員參考。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法，包括 步驟采集通過機(jī)器自動(dòng)插裝元件的待檢測電路板的位圖格式圖像Pl; 依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl①；依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i)分別與 對應(yīng)于待檢測電路板的樣本電路板的位圖格式圖像PO中對應(yīng)像素點(diǎn)P0(i)的表色數(shù)據(jù)Y0(i)、 Cr0(i)、 CbO(i)和GrayO(i)進(jìn)行對比；若像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)PO(i)之間的平均表色數(shù)據(jù)差值大于預(yù)設(shè)閣值，則判斷像素點(diǎn) Pl(i)與像素點(diǎn)PO(i)存在差異且標(biāo)識該像素點(diǎn)Pl(i)。較優(yōu)的，所述圖像P1和所述圖像P0中每個(gè)像素點(diǎn)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)均用1個(gè)二進(jìn) 制字節(jié)表示。較優(yōu)的，所述圖像P1和所述圖像PO具有相同的采集環(huán)境和相同的分辨率，且均通過 攝像頭、視頻頭、掃描儀或照相機(jī)所獲取。較優(yōu)的，所述圖像P1包括將待檢測電路板分別以橫向位置和豎向位置獲取的2張位圖 格式圖像；而所述圖像PO也對應(yīng)包括將樣本電路板分別以橫向位置和豎向位置獲取的2張位圖格式圖像。另外，本發(fā)明還公開一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的系統(tǒng)，包括圖像采集單元，用于采集通過機(jī)器自動(dòng)插裝元件的待檢測電路板的位圖格式圖像Pl;圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i);圖像數(shù)據(jù)對比單元，用于依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i)分別與對應(yīng)于待檢測電路板的樣本電路板的位圖格式圖像P0中對應(yīng)像素 點(diǎn)P0(i)的表色數(shù)據(jù)Y0(i)、 Cr0(i)、 Cb0(i)和GrayO(i)進(jìn)行對比；圖像數(shù)據(jù)分析單元，用于當(dāng)像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)P0(i)之間的平均表色數(shù)據(jù)差值大于預(yù) 設(shè)閾值時(shí)，判斷像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)PO(i)存在差異且標(biāo)識該像素點(diǎn)Pl(i)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明通過對待檢測電路板的位圖格式圖像分析，能夠準(zhǔn)確的檢測并標(biāo)識待檢測電路 板上可能出現(xiàn)的多插、漏插和元件位置偏移等缺陷，為供操作檢驗(yàn)人員提供了重要參考信 息。本發(fā)明具有原理簡單和實(shí)現(xiàn)簡易的優(yōu)點(diǎn)，并從效率上大幅度提高對待檢測電路板待核 對次數(shù)，從勞動(dòng)強(qiáng)度可減輕核對人員的工作量，保證了電路板插件元件的檢測準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的流程示意圖； 圖2是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明大致采用如下方式來實(shí)現(xiàn)步驟S110、通過攝像頭/視頻頭、掃描儀、或照相機(jī)等圖像采集設(shè)備獲取待檢測電路板 的BMP位圖格式圖像P1。由于BMP圖像格式是一種與硬件設(shè)備無關(guān)的圖像文件格式，采用位映射存儲格式，除 了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，BMP文件可分為四個(gè)部分位圖文件頭、位 圖信息頭、彩色板、圖像數(shù)據(jù)陣列。另外，本實(shí)施例采用24bit的圖像存儲模式，并利用其 圖像數(shù)據(jù)陣列中每一個(gè)像素點(diǎn)的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三基色數(shù)值分別占用l個(gè)二進(jìn) 制字節(jié)表示。步驟S120、依次將圖像Pl中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i)。本發(fā)明將每個(gè)像素在處理過程中轉(zhuǎn)換為Y、 Cr、 Cb以及灰度值，以彌補(bǔ)單純的R、 G、 B 三基色值的對比難度。具體來說，將圖像Pl中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的紅、綠、藍(lán)三基色組成的 彩色空間變換為由色度(Hue)、飽和度(Saturation )和純度(Value )三個(gè)變量構(gòu)成的HSV 色彩模型值以及灰度值分別標(biāo)記為Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i):Yl(i) = 0.299 * Rl(i) + 0.587 * Gl(i) + 0.114 * Bl(i);Crl(i) = 0.5 * Rl(i) - 0.4187 * Gl(i) - 0.0813 * Bl(i) + 128;Cbl(i) = -0.1687 *Rl(i) - 0.3313 * Gl(i) + 0.5 * Bl(i) + 128Grayl(i) = (222 *Rl(i) + 707 *Gl(i) + 71 *Gl(i)) / 1000;其中，Rl(i)、 Gl(i)和Gl(i)分別是像素點(diǎn)Pl(i)的R、 G、 B三基色數(shù)值。步驟S130、類似于步驟S110,采集與待測試電路板對應(yīng)的樣本電路板的BMP位圖格式 圖像PO。當(dāng)然，圖像P1和圖像P0具有盡可能一致的采集環(huán)境，采用同樣的圖傢采集設(shè)備，且具 有相同的分辨率。步驟S140、類似于步驟S120，將依次將圖像PO中每個(gè)像素點(diǎn)PO(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)YO(i)、 CrO(i)、 CbO(i)和GrayO(i):YO(i) = 0.299 * RO(i) + 0.587 * GO(i) + 0.114 * BO(i);CrO(i) = 0.5 * RO(i) - 0.4187 * GO(i) - 0.0813 * BO(i) + 128;CbO(i) = -0.1687 *RO(i) - 0.3313 * GO(i) + 0.5 * BO(i) + 128GrayO(i) = (222 *RO(i) + 707 *GO(i) + 71 *GO(i)) / 1000;其中，RO(i)、 GO(i)和GO(i)分別是像素點(diǎn)PO(i)的R、 G、 B三基色數(shù)值。步驟S150、依次將圖像Pl中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i) 分別與圖像PO中對應(yīng)像素點(diǎn)PO(i)的表色數(shù)據(jù)YO(i)、 CrO(i)、 CbO(i)和GrayO(i)進(jìn)行對比。對于像素點(diǎn)Pl(i)而言，若步驟S150判斷像素點(diǎn)Pl(i)和像素點(diǎn)P0(i)的平均表色數(shù)據(jù)差值 △Y= (Y1-Y0) 2AT1并且AC尸(Crl-CrO ) ^VT2并且ACb二 (Cbl-CbO) 2AT3并且AGray: (Grayl-GrayO) 則認(rèn)為像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)PO(i)存在顯著的差異。其中，AT1、 AT2、 AT3和AT4均是在考慮由于圖像獲取過程中個(gè)外界因素的干擾(如 外加光源、攝像頭的圖像捕抓變化、噪點(diǎn)干擾等)，圖像P1和P0的亮度或部分亮度產(chǎn)生變 化，故附加一個(gè)對比Y、 Cr、 Cb以及灰度值的"閥值"。也就是說，若像素點(diǎn)Pl(i)和像素點(diǎn) PO(i)的平均表色數(shù)據(jù)差值均在"閥值"數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，則認(rèn)為像素點(diǎn)Pl(i)和像素點(diǎn)PO(i)—致， 否則認(rèn)為像素點(diǎn)P 1 (i)與像素點(diǎn)PO(i)之間存在顯著的差異。步驟S 160、若像素點(diǎn)P 1 (i)與像素點(diǎn)PO(i)之間存在顯著的差異，則標(biāo)識該像素點(diǎn)P 1 (i)。需要說明的是，在待測試電路板的圖像P1中，如果單純一個(gè)像素點(diǎn)被標(biāo)識為差異像素 點(diǎn)，很可能是由于各種外界因素的干擾所引起的圖像噪點(diǎn)與差異，但其分布的密度不夠而 產(chǎn)生對"元器件丟失"的判斷，則一般不會(huì)被檢測人員認(rèn)為是缺陷。相反，如果圖像P1中 某一個(gè)局部具有連續(xù)的、或密集的差異像素點(diǎn)，則一般會(huì)認(rèn)定該局部存在元器件插接缺陷， 會(huì)引起檢測人員的高度重視。并且，由于在電路板上元器件插接位置有橫向和豎向，為了提高本發(fā)明圖像檢測的精 確度， 一般需要分別對橫向位置和豎向位置獲取待檢測電路板的圖像P1進(jìn)行檢測判斷。結(jié)合圖2所示，本實(shí)施例包括圖像采集單元210、圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元220、圖像數(shù)據(jù) 對比單元230和圖像數(shù)據(jù)分析單元240。其中，圖像采集單元210用于采集通過機(jī)器自動(dòng)插裝元件的待檢測電路板的位圖格式 圖像Pl;圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元220用于依次將圖像Pl中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i);圖像數(shù)據(jù)對比單元230用于依次將圖 像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i)分別與對應(yīng)于待檢測 電路板的樣本電路板的位圖格式圖像PO中對應(yīng)像素點(diǎn)PO(i)的表色數(shù)據(jù)YO(i)、CrO(i)、CbO(i) 和GrayO(i)進(jìn)行對比；圖像數(shù)據(jù)分析單元240用于當(dāng)像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)P0(i)之間的平均 表色數(shù)據(jù)差值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，判斷像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)PO(i)存在差異且標(biāo)識該像素點(diǎn) Pl(i)。本發(fā)明通過對待檢測電路板的位圖格式圖像分析，能夠準(zhǔn)確的檢測并標(biāo)識待檢測電路 板上可能出現(xiàn)的多插、漏插和元件位置偏移等缺陷，為供操作檢驗(yàn)人員提供了重要參考信 息。本發(fā)明具有原理簡單和實(shí)現(xiàn)簡易的優(yōu)點(diǎn)，并從效率上大幅度提高對待檢測電路板待核 對次數(shù)，從勞動(dòng)強(qiáng)度可減輕核對人員的工作量，保證了電路板插件元件的檢測準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1、一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法，其特征在于，包括步驟采集通過機(jī)器自動(dòng)插裝元件的待檢測電路板的位圖格式圖像P1；依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)P1(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)Y1(i)、Cr1(i)、Cb1(i)和Gray1(i)；依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)P1(i)的表色數(shù)據(jù)Y1(i)、Cr1(i)、Cb1(i)和Gray1(i)分別與對應(yīng)于待檢測電路板的樣本電路板的位圖格式圖像P0中對應(yīng)像素點(diǎn)P0(i)的表色數(shù)據(jù)Y0(i)、Cr0(i)、Cb0(i)和Gray0(i)進(jìn)行對比；若像素點(diǎn)P1(i)與像素點(diǎn)P0(i)之間的平均表色數(shù)據(jù)差值大于預(yù)設(shè)閾值，則判斷像素點(diǎn)P1(i)與像素點(diǎn)P0(i)存在差異且標(biāo)識該像素點(diǎn)P1(i)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法，其特征在于，所述圖像 Pl和所述圖像P0中每個(gè)像素點(diǎn)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)均用1個(gè)二進(jìn)制字節(jié)表示。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法，其特征在于，所述圖像 PI和所述圖像PO具有相同的采集環(huán)境和相同的分辨率，且均通過攝像頭、視頻頭、掃描儀 或照相4幾所獲取。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法，其特征在于，所述圖像 Pl包括將待檢測電路板分別以橫向位置和豎向位置獲取的2張位圖格式圖像；而所述圖像 P0也對應(yīng)包括將樣本電路板分別以橫向位置和豎向位置獲取的2張位圖格式圖像。
5、 一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的系統(tǒng)，其特征在于，包括 圖像采集單元，用于采集通過機(jī)器自動(dòng)插裝元件的待檢測電路板的位圖格式圖像Pl; 圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 CM(i)和Grayl(i);圖像數(shù)據(jù)對比單元，用于依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)Pl(i)的表色數(shù)據(jù)Yl(i)、 Crl(i)、 Cbl(i)和Grayl(i)分別與對應(yīng)于待檢測電路板的樣本電路板的位圖格式圖像P0中對應(yīng)像素 點(diǎn)P0(i)的表色數(shù)據(jù)Y0(i)、 Cr0(i)、 Cb0(i)和GrayO(i)進(jìn)行對比；圖像數(shù)據(jù)分析單元，用于當(dāng)像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)P0(i)之間的平均表色數(shù)據(jù)差值大于預(yù) 設(shè)闞值時(shí)，判斷像素點(diǎn)Pl(i)與像素點(diǎn)PO(i)存在差異且標(biāo)識該像素點(diǎn)Pl(i)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用圖像分析檢測機(jī)插元件的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像 Pl和所述圖像P0中每個(gè)像素點(diǎn)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)均用1個(gè)二進(jìn)制字節(jié)表示。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用圖像分析檢測機(jī)插元件的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像 Pl和所述圖像PO具有相同的采集環(huán)境和相同的分辨率；且所述圖像采集單元為攝像頭、視 頻頭、掃描儀或照相機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用圖像分析檢測機(jī)插元件的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像 Pl包括將待檢測電路板分別以橫向位置和豎向位置獲取的2張位圖格式圖像；而所述圖像 P0也對應(yīng)包括將樣本電路板分別以橫向位置和豎向位置獲取的2張位圖格式圖像。
全文摘要
一種利用圖像分析檢測機(jī)插元件的方法及系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟采集通過機(jī)器自動(dòng)插裝元件的待檢測電路板的位圖格式圖像P1；依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)P1(i)的紅綠藍(lán)三基色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表色數(shù)據(jù)Y1(i)、Cr1(i)、Cb1(i)和Gray1(i)；依次將圖像P1中每個(gè)像素點(diǎn)P1(i)的表色數(shù)據(jù)Y1(i)、Cr1(i)、Cb1(i)和Gray1(i)分別與對應(yīng)于待檢測電路板的樣本電路板的位圖格式圖像P0中對應(yīng)像素點(diǎn)P0(i)的表色數(shù)據(jù)Y0(i)、Cr0(i)、Cb0(i)和Gray0(i)進(jìn)行對比；若像素點(diǎn)P1(i)與像素點(diǎn)P0(i)之間的平均表色數(shù)據(jù)差值大于預(yù)設(shè)閾值，則判斷像素點(diǎn)P1(i)與像素點(diǎn)P0(i)存在差異且標(biāo)識該像素點(diǎn)P1(i)。本發(fā)明能準(zhǔn)確檢測并標(biāo)識待檢測電路板上多插、漏插和元件位置偏移等缺陷，為供檢驗(yàn)人員提供了重要參考信息，并提高了檢測效率和準(zhǔn)確度。
文檔編號G01R31/02GK101308184SQ20081006783
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
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