[發明專利]圖像捕捉和校準

有效

• 申請號: 200910161418.X
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN101635056A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: A·贊迪法
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01N21/956;G01R31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 湯春龍;徐予紅

技術領域

本發明一般涉及圖像處理，更具體地說涉及用于圖像捕捉和校準的系統和方法。?

背景技術

在印刷電路板(PCB)制造中，將PCB圖案圖像直接印刷在PCB襯底上。此PCB圖像應盡可能的精確是重要的，因為圖像中的誤差或像差可能導致制造的PCB襯底中的誤差。?

通常，工業噴墨印刷機將PCB圖案作為點陣圖案圖像來印刷。重要的是，能夠校準此類印刷機以及執行質量控制以便確保它們的印刷性能是一致的且滿足規范。噴墨印刷機頭包括一組噴嘴，可以將特定噴嘴的輸出與正在印刷的點陣圖案圖像的區域互相關聯。在印刷機連續使用一段時間之后，噴嘴變得阻塞或發生其他故障，這可能導致被印刷的圖像中的誤差或像差。?

通常在連續的印刷周期之間通過烘烤工序將帶有工業噴墨印刷機印刷的圖案的陶瓷PCB襯底固化。表面污染物的存在和固化的作用可能導致印刷的特點的失真。除了均勻的收縮外，印刷的圖案還經受基于印刷的材料的局部幾何形狀的不均勻收縮。印刷的圖案中的失真和失效的噴墨噴嘴還可能產生電路誤差，例如開路和短路(拓撲失真)，以及產生多道印刷工序之間的電路零件的錯位(幾何失真)。?

如果可以根據噴嘴渲染點陣圖案的區域的質量來表征噴嘴的“標記(signature)”，則可以通過檢查它生成的圖像來識別故障印刷機和故障的原因。能夠在引起成本更高昂的制造誤差之前，識別并校正故障印刷機所產生的印刷誤差將是有用的。?

發明內容

本發明的實施例實現了圖像捕捉和驗證。本發明的某些應用是在用于檢查印刷電路板(“PCB”)襯底的多種系統實施例中的使用。在多個實施例中，可以基于要捕捉的圖像的配置參數和基于圖像的模擬參考位圖的配置參數來校準包括攝像機和支承圖像的二維表面的圖像捕捉系統。在多個實施例中，基于校準參數來確定要捕捉的圖像在二維表面上的位置。在多個實施例中，通過在捕捉每個圖像時驗證每個圖像的選定的特性來保持所捕捉的圖像的質量的一致性。?

在多個實施例中，一種用于捕捉圖像的有效快照的方法可以包括計算圖像的第一配置參數集合至與該圖像對應的參考位圖的第二配置參數集合的第一映射；計算第二配置參數集合至圖像位于其上的二維表面的第三配置參數集合的第二映射；至少部分地基于第一配置參數集合、第二配置參數集合、第三配置參數集合、第一映射和第二映射來識別第一快照在二維表面上的第一位置；在二維表面上的第一位置處捕捉圖像的第一快照；以及響應第一快照超出圖像質量閾值，存儲與第一快照對應的有效快照。在多個實施例中，可以使用攝像機的對準驗證參數來識別第一快照在二維表面上的第一位置。?

在多個實施例中，計算第一快照的第一位置還可包括，將第一快照的第一位置調整到二維表面的計算的偏移量。在多個實施例中，第一配置參數集合可以包括從圖像中提取的第一特征集合，并且第二配置參數集合可以包括從參考位圖中提取的第二特征集合。?

在一些實施例中，圖像質量閾值可以包括第一快照的銳度和第一快照的對比度。可以通過將第一快照內全部量的高頻分量與銳度閾值比較來至少部分地定義圖像質量閾值，并且可以通過將第一快照內的邊緣像素與非邊緣像素之間的平均亮度差與亮度差閾值比較來至少部分地定義圖像質量閾值。?

在多個實施例中，在圖像可以由分塊(segment)集合組成以?及有效快照是圖像內的目標分塊的情況下，存儲有效快照可以包括識別包含該分塊集合內的相鄰分塊的子集合的鄰居；從圖像中提取該分塊的子集合；通過移除該分塊的子集合內的至少一個分塊的一部分來修改該分塊的子集合；將目標分塊結合到修改的分塊的子集合中；以及將修改的分塊的子集合結合到圖像中。鄰居內的每個分塊具有目標分塊的距離閾值內的位置。移除至少一個分塊的一部分使得修改的分塊的子集合的第一區域對應于目標分塊的第二區域。?

在多個實施例中，一種用于校準圖像捕捉系統的方法可以包括捕捉位于圖像內的第一位置處的圖像的參考分塊的快照；基于具有與圖像內的第一位置對應的參考位圖內的第二位置的圖像來識別參考位圖的局部視圖分塊；識別與圖像內的第一位置對應的支承圖像的二維表面上的第三位置；計算第一位置與第二位置之間的第一映射；計算第二位置與第三位置之間的第二映射；至少部分地基于第一映射識別攝像機的對準驗證參數；以及如果對準驗證參數小于驗證閾值，則在二維表面上的第三位置的計算的偏移量大于調整閾值的情況下調整第三位置。?