[發(fā)明專利]一種電路板故障紅外圖像自動(dòng)檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710164574.6
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107025648A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒙文;李云霞;趙尚弘;馬麗華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06K9/46
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司61202
• 代理人: 劉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電路板故障紅外圖像自動(dòng)檢測方法。

背景技術(shù)

隨著紅外成像技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，紅外熱像儀的成本越來越低，性能越來越好，應(yīng)用也越來越廣泛。根據(jù)紅外輻射理論和紅外熱像儀的測溫原理可知，紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)輻射紅外光線的裝置，它可以將不同溫度目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。簡單地說，紅外熱像儀就是能接收紅外線的照相機(jī)，它將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。紅外熱像儀是全被動(dòng)接收儀器，對于其他精密電子儀器設(shè)備沒有任何干擾，并能夠進(jìn)行非接觸式的、高分辨率的溫度測量，生成高質(zhì)量的熱分布場圖像，可提供測量目標(biāo)的眾多信息，彌補(bǔ)了人類肉眼的不足，已廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域以及電力行業(yè)、石化行業(yè)、交通及搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域，未來發(fā)展前景更是不可限量。

紅外熱像儀拍攝的是人眼睛看不到的紅外熱像圖，這種圖像與通常看到的可見光圖像完全不同。可見光圖像是人們熟悉的物體表面特征的圖像，和人眼中看到的景象幾乎一致，圖像清晰，可以直觀的表示物體特征，比如照相機(jī)拍攝的照片。紅外熱像圖是物體表面溫度分布的圖像。這里需強(qiáng)調(diào)的是，它是物體表面而不是物體內(nèi)部的溫度分布圖像。它的神奇之處就在于，物體的表面溫度是可以“看”到的，可以通過灰度或偽彩色顯示成人眼可以識別的圖像。

電路板故障紅外圖像診斷是利用紅外熱像儀測得電路板上各電子元器件在工作時(shí)的紅外輻射溫度，進(jìn)而通過溫度信息來判定是否發(fā)生故障及故障位置。由于許多電路板上各電子元器件在工作時(shí)都會不同程度的發(fā)熱，電路板發(fā)生故障時(shí)大多伴隨各電子元器件發(fā)熱狀態(tài)的變化，通過測定發(fā)熱狀態(tài)的變化，即可初步判斷出各電子元器件工作狀態(tài)，確定可能的故障點(diǎn)位置。

電路板故障紅外圖像診斷方法已經(jīng)在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用，但由于紅外熱圖像與可見光圖像相比，缺少了層次和立體感，其清晰度遠(yuǎn)不如可見光圖像，因此在利用紅外熱像圖分析問題時(shí)，往往還需要人工進(jìn)行溫度異常點(diǎn)的判斷和定位，且由于紅外熱圖像并不符合人們平日的視覺習(xí)慣，在紅外熱圖像上確定的溫度異常點(diǎn)要在實(shí)際電路板上準(zhǔn)確找到相應(yīng)的位置有一定的困難。特別是由于紅外熱圖像本身只有灰度數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量較差，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像自動(dòng)判斷、識別、分析、定位，難度較大，識別、定位的準(zhǔn)確度也有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是一種電路板故障紅外圖像自動(dòng)檢測方法，針對紅外熱圖像本身只有灰度數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量較差，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像自動(dòng)判斷、識別、分析、定位，難度較大，識別、定位的準(zhǔn)確度不高的問題，采用可見光圖像和紅外熱圖像同時(shí)采集的方法獲得電路板工作狀態(tài)的圖像信息。先采集電路板正常工作時(shí)的可見光圖像和紅外熱圖像，存儲在數(shù)據(jù)庫中，檢測故障電路板時(shí)，將拍攝到的電路板圖像(可見光圖像和紅外熱圖像)與數(shù)據(jù)庫中的正常狀態(tài)的圖像進(jìn)行對照比較，利用計(jì)算機(jī)圖像處理，找出溫度異常的元器件或線路所在的區(qū)域和具體位置，并自動(dòng)在可見光圖像上標(biāo)出，實(shí)現(xiàn)電路板可能故障元件的自動(dòng)檢測。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種電路板故障紅外圖像自動(dòng)檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)可見光圖像和紅外熱圖像融合配準(zhǔn)；

利用可見光相機(jī)和紅外熱像儀光路相對固定，所拍圖像空間對應(yīng)關(guān)系固定的特點(diǎn)，確定好可見光圖像和紅外熱圖像融合配準(zhǔn)關(guān)系，基本做到逐點(diǎn)對應(yīng)；

2)紅外圖像之間的空間配準(zhǔn)；

利用紅外熱像儀測得電路板上各電子元器件在工作時(shí)的紅外輻射溫度，進(jìn)而通過溫度信息來判定是否發(fā)生故障及故障位置，為了達(dá)到快速、準(zhǔn)確檢測定位電路板溫度異常區(qū)域的目的，必須將采集到的正常工作標(biāo)準(zhǔn)紅外熱圖像與待測紅外熱圖像進(jìn)行精確配準(zhǔn)，采用灰度變換、平滑濾波、銳化增強(qiáng)、頻域處理、圖像重構(gòu)、圖像識別對圖像預(yù)處理，然后進(jìn)行紅外圖像拼接與配準(zhǔn)處理，完成故障紅外圖像與標(biāo)準(zhǔn)紅外圖像配準(zhǔn)計(jì)算；

3)可見光圖像輔助精確紅外圖像配準(zhǔn)；

采用基于不變特征的圖像配準(zhǔn)算法，利用SIFT算法對可見光圖像進(jìn)行特征點(diǎn)檢測，采取粗匹配與精匹配結(jié)合的匹配策略選取特征點(diǎn)，并將其映射到紅外圖像，實(shí)現(xiàn)快速、有效、高精度的紅外圖像配準(zhǔn)；