[發明專利]一種基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201310465489.5
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103543167A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 高紅霞;康慧;胡躍明;章熙春;馬鴿
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統，其特征在于，包括數據采集模塊、切片重建模塊、圖像分割模塊、圖像配準模塊、缺陷檢測模塊以及知識庫管理模塊，其中

數據采集模塊，用于采集標準CT投影數據的芯片置于載物平臺，開啟X射線斷層掃描機，轉換載物平臺的角度，獲取多組CT投影數據，并采集有缺陷芯片的CT投影數據以及待檢測芯片的CT投影數據；

切片重建模塊，根據采集到的CT投影數據進行二維切片重建，恢復切片CT圖像；

圖像分割模塊，對切片CT圖像分割出芯片重點部位的CT圖像信息；

圖像配準模塊，將待檢測的CT圖像與標準CT圖像進行配準，找出兩者之間的對應關系，使之對應的部分具有可比性；

缺陷檢測模塊，提取待檢測芯片CT圖像特征，并與知識庫內芯片標準CT圖像對應特征進行比較,判斷待檢測芯片是否有缺陷及缺陷的類型；

知識庫管理模塊，存儲數據采集模塊采集的芯片標準CT數據、有缺陷芯片的CT數據、待檢測芯片的投影數據，以及切片重建模塊重建的切片CT圖像，供其它模塊調用。

2.根據權利要求1所述的基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統，其特征在于，圖像分割模塊中，所述的切片CT圖像分割方法為結合多閾值及連通域分析的分割方法，具體包含以下步驟：

a、繪制經過預處理去噪的圖像的灰度直方圖，通過迭代計算得到多個分割閾值；

b、結合連通域分析法及水平集算法，將低對比度問題轉化為不同拓撲結構中的較高對比度分割問題進行分割。

3.根據權利要求1所述的基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統，其特征在于，缺陷檢測模塊中，所述的提取待檢測芯片CT圖像特征的方法具體包含以下步驟：

a、對經過圖像分割模塊處理的2D切片圖像提取閉合輪廓；

b、采用改進的基于分割的等值面提取算法提取各切片圖像的等值面；

c、將相鄰切片的等值面采用基于區域增長的立方體算法進行連接，實現3D立體重建；

d、采用多層面顯示的方法，使外輪廓具有透明效果，便于觀測模型內部，更便于對缺陷進行檢測和分析；

e、采用基于形狀的插值算法代替普通的三線性插值實現虛擬切割算法，獲得重建物體的任意方向的切片顯示。

4.根據權利要求1所述的基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統，其特征在于，該系統還包括預處理模塊，對數據采集模塊采集到的CT投影數據進行降噪處理。

5.根據權利要求4所述的基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統，其特征在于，預處理模塊中，所述的降噪處理的方法為各向異性平滑處理方法，具體包含以下順序的步驟：

a、分析工業CT圖像中噪聲的來源和性質，建立噪聲的模擬數學模型；

b、結合缺陷目標邊緣模糊且對比度較低的特性，采用多尺度地各向異性的濾波，對不同性質的像素采用不同的濾波尺度。

6.根據權利要求1所述的基于知識庫的三維X射線斷層掃描檢測系統，其特征在于，所述的芯片缺陷包括缺焊、錯焊、少錫、多錫、斷線、粘腳、斷腳；

所述的芯片的重點部位包括焊點、連線、多層印刷電路板；

缺陷檢測模塊中，所述的缺陷類型及對應的檢測方法，包括以下幾個方面：

a、斷腳和斷線：對配準后的CT圖像和體素模型腳和線的坐標進行比較，并使用灰度參數來判斷某腳和某條線是否為斷開的；

b、缺焊和錯焊：對待檢測芯片的每一個腳是否需要焊接進行標定，然后，找到模型對應的CT圖像中的每一個腳，判斷是否需要焊接；

c、少錫、多錫：使用形態參數對少錫、多錫進行判讀；

d、粘腳：分割每一個腳，使用連同域分析判斷粘腳。