[發明專利]一種基于支持向量機的電路板焊接質量視覺檢測方法

無效

• 申請號: 200910043938.0
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN101661004A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 王耀南;劉良江;張輝;周博文
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06T7/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本發明主要涉及到電子制造領域的視覺檢測，特別涉及一種基于支持向量機的電路板焊接質量視覺檢測方法。?

背景技術

在電子制造生產線上，電路板的生產需要經過多道工序，其中很關鍵的一個環節就是電路板質量的檢測與測試。電路板檢測與測試中的一個重要內容是電子元器件焊接質量的檢測，主要是檢測在焊接的過程中各個電子元器件是否存在漏焊、焊錫過量、焊錫不足等不合格情況。現有的電路板焊接質量檢測中，往往都是人工檢驗，效率不高，而且難以保證檢驗的質量。隨著電路板制造工藝的發展和技術的進步，電路板上焊接的各種器件越來越多，需要進行焊接檢測的地方也越來越多，依靠傳統的人工檢驗方法已無法滿足較大規模生產制造的需求。?

在我國進入WTO后，面對國外成套先進電子制造設備對國內市場的沖擊，力保國內市場，打開國際市場，研究具有自主知識產權的電子制造生產檢測設備和方法具有十分重要的價值和意義。目前，基于機器視覺的檢測方法已經成為該領域的一個發展趨勢。?

發明內容

本發明的目的是提供一種基于支持向量機的電路板焊接質量視覺檢測方法，以克服人工檢測效率低、速度慢、精度低、漏檢率高、檢測人員容易疲勞等不足，本方法利用計算機、數字攝像機等設備來實現電路板焊接質量的視覺檢測，從而提高電子制造生產自動化程度和產品質量。?

為實現上述目的，本發明的技術方案為：?

一種基于支持向量機的電路板焊接質量視覺檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：?

1)獲取電路板焊點焊接部分的數字圖像并提取所獲取的數字圖像的灰度直方圖；數字圖像的直方圖表示為?其中G表示數字圖像中像素的總和，h表示灰度等級，g(h)表示圖像灰度等級為h的像素個數；

2)應用基于熵的圖像分割方法將所述的數字圖像分割為3個色度帶；?

對于灰度值變化范圍在[0，N-1]的數字圖像，其直方圖的熵用下式表示：?用t_a表示圖像分割的閾值，是灰度值0～255之間的數值，則不同閾值范圍內的直方圖的熵可表示為?而總熵為?取總熵H的導數，通過求解總熵H的導數為零時的點作為閾值，閾值個數L＝2，灰度級是從0～255，兩個閾值將灰度分成三個區間，由此將數字圖像分割成三個色度帶；?

3)在每一個色度帶上各取其面積、重心縱坐標、二階矩三個變量為特征量，得到3個色度帶的總共9個特征量作為用于電路板焊接質量檢測的支持向量機分類器的輸入量；支持向量機分類器的三個輸出值用來判斷焊接質量歸屬于焊錫正常、焊錫過量、焊錫不足三種情況，當某一個輸出值大于0.5，則認為當前焊接質量歸屬于此類，從而由支持向量機的輸出結果來判斷電路板焊接質量；?

所述的面積為歸一化面積A＝A_p/A_s，其中A_p為黑色區域部分面積，A_s為焊盤面積；所述的重心縱坐標為Y＝Y_p/Y_s，Y_p為黑色區域部分重心縱坐標，Y_s為焊盤長度；所述的二階矩為?

在實際檢測之前，需要對支持向量機進行訓練，以保證檢測的精度。具體方法為：采集多個電路板焊錫的樣本圖像，提取圖像的灰度直方圖，將焊錫正常、焊錫過量、焊錫不足的三種情況的多幅樣本圖像作為步驟3)中支持向量機的訓練樣本對支持向量機進行訓練。?

本發明提供了一種基于支持向量機的電路板焊接質量視覺檢測方法，詳細說明如下：?

首先，介紹該視覺檢測算法的學習訓練步驟如下：?

(1)采集電路板焊錫的樣本圖像，提取圖像的灰度直方圖，將焊錫正常、焊錫過量、焊錫不足的三種情況的多幅圖像作為支持向量機的訓練樣本；?

(2)采用基于熵的圖像分割方法將電路板焊接圖像分割為3個色度帶；?

(3)將第(2)步得到的每一個色度帶上取圖形的面積、重心縱坐標、二階矩三個變量作為特征量，這樣得到3×3＝9個特征量，作為描述電路板焊接圖像的特征向量；?

(4)確定支持向量機分類器的結構，輸入變量有9個，即步驟(3)中的9個特征量；?

(5)確定支持向量機分類器的輸出變量為3個，分別對應于焊錫正常、焊錫過量、焊錫不足三種情況，并且各個輸出變量的值為-1或1。?

(6)采用步驟(1)中的訓練樣本、步驟(4)和(5)中的支持向量機結構，進行支持向量機的學習訓練。?

采用上述的步驟可以訓練好支持向量機分類器，以此作為電路板焊接質量視覺檢測的分類器。?