基于图像的pcb板的断路短路检测技术研究

明，包括照明单元、图像采集单元、图像处理单元。

(3) 再次论述了PCB图像的预处理。介绍了MATLAB软件，根据PCB图像的特点，实现了图像的滤波、锐化，从而提高图像质量，完成了PCB图像的预处理。

(4) 最后阐述PCB图像的缺陷检测。对PCB图像的主要缺陷及其检测方法进行了简要介绍，针对PCB的短路、断路缺陷特征，主要给出相应的识别算法。

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2 检测总体方案的设计

2.1 图像检测结构

PCB板缺陷自动检测结构由硬件部分和软件部分构成。硬件部分主要包含光照单元(光源)、图像采集单元(CCD摄像机、图像采集卡)和计算机(主机和显示器)四部分。软件部分主要是指计算机的图像处理单元。图像检测结构如图2.l。

图像采集单元CCD摄像头光照单元待测电路板图像采集卡图像预处理图像缺陷识别精密工作台运动控制器计算机图像处理单元运动控制单元图2.1 图像检测结构

工作原理是：首先在光照条件下采用摄像机将待检测的PCB板面转换成图像信号，然后经过图像采集卡转化成数字信号传送给计算机图像处理单元，将图像经过预处理后送入图像缺陷识别模块中，运用各种运算来检测缺陷特征，并根据条件输出判断结果。

光照单元的主要任务就是产生合适的照明及准确的物象位置关系，以保证得到的图像有合适的对比度和清晰度。图像采集单元将待检测PCB板的图像数字化，并输入到计算机系统。计算机图像处理单元是整个系统的核心单元，该单元的主要任务是运用图像处理算法检测和识别出待测PCB板的缺陷。

光照部分在实际过程中，需要根据实际情况调整，总的要求是使获得的图像清晰、整齐。

2.2 图像采集单元

图像采集部分是由CCD摄像机、图像采集卡组成。其主要功能是根据触发信号或计算机的命令完成对图像的采集。在检测系统中获取高质量的图像是系统提高检测速率和效率的基础，图像采集单元的设计主要涉及到选取合适的摄像机和图像采集卡。

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采集过程如图2.2所示：

照射光源物体反射CCD 光电转化图像采集卡量化灰度

图2.2 图像采集过程

2.3 图像处理单元

图像处理单元作为本检测系统的核心模块，由图像的预处理、图像的识别等部分组成，其中预处理包括图像灰度化，图像滤波，图像锐化。图像处理单元的任务就是利用图像处理的方法检测出PCB板的缺陷，整个检测流程见图2.3。

采集图像PCB图像灰度化图像滤波图像锐化图像减法运算输出缺陷结果

图2.3 图像处理单元流程图

软件工作流程为：首先通过图像采集模块获取待测电路板图像，根据PCB图像的特点，在预处理模块中，采用适当的算法先对图像进行灰度化，然后进行滤波，锐化等，对图像进行处理，在缺陷识别模块中，将待测电路板图像和参考图像进行减法运算，得到缺陷图像并进行缺陷位置检出。

2.4 采集到的图像

图2.4是采集到的两幅PCB缺陷图像。

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（a）短路 （b）断路 图 2.4 彩色图像

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