[發(fā)明專利]基于Mini ARU-Net網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜背景PCB標(biāo)記點(diǎn)圖像檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010984849.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112132798B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊國(guó)棟;吳敬理;馮彥午
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/60;G06T7/66;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開(kāi)了基于Mini ARU?Net網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜背景印刷電路板標(biāo)記點(diǎn)圖像檢測(cè)方法。包括1)采集印刷電路板圖像進(jìn)行灰度處理后，從中提取出標(biāo)記點(diǎn)區(qū)域作為標(biāo)記點(diǎn)圖像，并添加標(biāo)記點(diǎn)所在區(qū)域的二值化圖作為分割標(biāo)簽圖；2)構(gòu)建Mini ARU?Net網(wǎng)絡(luò)，將訓(xùn)練用的標(biāo)記點(diǎn)圖像及其分割標(biāo)簽圖輸入到Mini ARU?Net網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訓(xùn)練；3)針對(duì)待測(cè)的標(biāo)記點(diǎn)圖像，輸入到2)中訓(xùn)練所得的Mini ARU?Net網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)分割得到分割結(jié)果圖；4)根據(jù)分割結(jié)果圖求取其中標(biāo)記點(diǎn)所在區(qū)域的質(zhì)心，并作為標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)，以質(zhì)心為圓心求取質(zhì)心到標(biāo)記點(diǎn)所在區(qū)域邊緣的平均距離作為圓的半徑，通過(guò)圓心及半徑在待檢測(cè)圖像上畫出標(biāo)記點(diǎn)圓及圓心，作為最終檢測(cè)結(jié)果圖。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)圖像分割和較大地提升檢測(cè)的精度，并解決了標(biāo)記點(diǎn)圖像樣本相對(duì)缺乏的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于Mini ARU-Net網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜背景印刷電路板標(biāo)記點(diǎn)圖像檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

電子產(chǎn)品更新迭代速度的不斷加快對(duì)印刷電路板的產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。在覆蓋了光刻膠的基板上進(jìn)行直顯式曝光是印刷電路板制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。作為曝光印刷過(guò)程中的定位基準(zhǔn)，印刷電路板標(biāo)記點(diǎn)(亦稱MARK點(diǎn))的檢測(cè)精度直接決定了印刷電路板的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)視覺(jué)模塊中的工業(yè)相機(jī)對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行圖像采集后，將標(biāo)記點(diǎn)從圖像中精確分割能夠大幅提高檢測(cè)精度。但是由于實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中干擾因素的存在，采集到的標(biāo)記點(diǎn)圖像的背景較為復(fù)雜，對(duì)標(biāo)記的分割產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)精度。由于基于機(jī)器視覺(jué)的標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)是一種直觀的、非接觸式的質(zhì)量檢測(cè)方法，能夠高效、自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)任務(wù)。因此，針對(duì)復(fù)雜背景干擾下印刷電路板標(biāo)記點(diǎn)圖像檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的研究具有重要意義。

標(biāo)記點(diǎn)圖像分割是進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)的核心環(huán)節(jié)之一，其本質(zhì)是將圖像按指定準(zhǔn)則劃分成若干不相交的、對(duì)應(yīng)于圖像特殊意義區(qū)域的子集，從而對(duì)不同子集所代表的區(qū)域進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)或者其他操作。

隨著圖像分割技術(shù)領(lǐng)域的研究越來(lái)越多，逐漸形成了基于非連續(xù)性的方法和基于相似性的方法。其中，最典型方法是基于邊緣的分割方法、基于閾值的分割方法、基于區(qū)域的分割方法和基于特殊理論的分割方法。

但現(xiàn)有的圖像分割及檢測(cè)算法主要適合圖像質(zhì)量較好的研究場(chǎng)景。而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，獲取的圖像經(jīng)常有較為復(fù)雜的背景。盡管通過(guò)肉眼較易區(qū)分這些背景中存在的干擾項(xiàng)，但對(duì)于機(jī)器而言，要想從背景復(fù)雜的圖像中檢測(cè)出標(biāo)記點(diǎn)則面臨較大的困難，與噪音和紋理相比，背景中干擾因素的隨機(jī)無(wú)序性導(dǎo)致其特征很難量化和表征，易產(chǎn)生過(guò)分割或欠分割。所以針對(duì)復(fù)雜背景的圖像檢測(cè)，現(xiàn)有的圖像分割算法分割效果不能達(dá)到精確檢測(cè)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述復(fù)雜背景圖像中印刷電路板標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)方法精度低的不足，提出基于Mini ARU-Net網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜背景印刷電路板標(biāo)記點(diǎn)圖像檢測(cè)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：

步驟1：采集印刷電路板圖像進(jìn)行灰度處理后，從中提取出標(biāo)記點(diǎn)區(qū)域作為標(biāo)記點(diǎn)圖像，并添加標(biāo)記點(diǎn)所在區(qū)域的二值化圖作為分割標(biāo)簽圖；

步驟2：構(gòu)建Mini ARU-Net網(wǎng)絡(luò)，將訓(xùn)練用的標(biāo)記點(diǎn)圖像及其分割標(biāo)簽圖輸入到Mini ARU-Net網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訓(xùn)練；

步驟3：針對(duì)背景復(fù)雜的待測(cè)的標(biāo)記點(diǎn)圖像，輸入到步驟2訓(xùn)練所得的Mini ARU-Net網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)分割得到分割結(jié)果圖；

步驟4：根據(jù)分割結(jié)果圖求取其中標(biāo)記點(diǎn)所在區(qū)域的質(zhì)心，并作為標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)，以質(zhì)心為圓心求取質(zhì)心到標(biāo)記點(diǎn)所在區(qū)域邊緣的平均距離作為圓的半徑，通過(guò)圓心及半徑在被檢測(cè)圖像上畫出標(biāo)記點(diǎn)圓及圓心，獲得最終的標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果圖。

所述的標(biāo)記點(diǎn)是指印刷電路板上用于定位位置指示的標(biāo)記，例如一個(gè)標(biāo)記圓孔。