基于多分类支持向量机算法的PCB焊点检测研究

针对PCB焊点检测分类的应用需求,采用基于机器视觉的"图像特征+分类器"的技术方案,研究总结了焊点图像特征提取方法,并采用多分类支持向量机算法实现焊点分类;在检测算法具体实现上,综合考虑多类别样本空间均衡、类间离散程度以及分类器数量,在算法性能、分类器训练与分类执行效率3方面取得平衡。实验结果表明,该检测方法对焊点类型的正确识别率达到了97.9%,证明了方法的有效性。     

基于模式匹配及其参数自适应的PCB焊点检测算法

为了提高在线自动光学检测(AOI)系统检测印刷电路板(PCB)焊点的准确率和速度,对PCB焊点进行了研究。通过研究由特定结构光源和3CCD彩色相机获取的PCB焊点图像,基于常见的良品、多锡、少锡、假焊等焊点类型,提取焊点图像关键子区域的面积特征,在此基础上,建立了五种焊点类型的特征矩阵模型,并根据同类焊点相似程度最大为原则设计了检测焊点的模式匹配算法。此外,本文还给出了一种参数自适应方法对各检查项所用到的阀值参数进行学习与校正。在实验研究中,对含有1040个Chip焊点的PCB进行了检测,结果显示本文所提算法对焊点检测的准确率可达96.5%,检测所用时间为9秒。研究结果表明,本文算法具有较高检测准确率和检测速度。     

快速特征金字塔和Soft-Cascade在折角塞门图像故障检测中的应用

为了提升列车折角塞门的故障检测效率,提出了一种基于快速特征金字塔和Soft-Cascade的故障图像检测算法。首先,构建快速特征金字塔模型来提取图像多尺度聚合通道特征;其次,利用向量化后的多尺度聚合通道特征来训练Soft-Cascade故障分类器;最后,利用训练好的分类器来判断待检折角塞门是否含有故障。实验结果表明:该算法的故障检测正确率为97.33%,离线检测速度高达43 fps(每张图像仅需23 ms),检测效率高于其他算法。该算法训练时间短,检测速度快,硬件要求低,能满足列车折角塞门的故障检测要求。     

基于改进SOLOv2的金丝球焊焊点检测方法

为实现对金丝球焊焊点的精确检测,提出了一种基于改进SOLOv2网络的金丝球焊焊点检测方法。该方法以SOLOv2网络为主体框架,设计了一种孪生结构编码器,可以同时输入同轴光图像和低环光图像并准确提取焊点特征。在SOLOv2网络结构中将编码器同一层级的特征图通过跳跃连接建立同轴光图像和低环光图像之间的特征联系,实现了图像特征信息互补以及焊点检测准确率的提高。通过孪生结构隔离开同轴光图像和低环光图像特征提取模块的权重参数,避免编码器权重参数在训练过程中偏向于某一种光照场景,提高了网络的泛化能力。改进后的SOLOv2网络在测试集上的交并比IoU和F1-score值分别提升了0.021 9和0.013 7,并且使用在COCO数据集上的预训练权重来初始化编码器,以加速网络的收敛。相对于语义分割网络,SOLOv2网络也能够有效解决黏连焊点特征提取问题,满足实际检测需求。     

结合相位一致性的行人检测

针对行人检测中利用方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征进行训练时耗时长,检测速度慢的问题,提出一种改良算法。该算法结合相位一致性(phase congruency,PC),利用局部能量与Log-Gabor滤波器,计算提取行人正样本图像的边缘,以边缘像素点处的局部能量值最大值与对应的相位值做为特征,以HOG滑动块形式生成特征描述子,此文称之为PC-HOG特征,利用AdaBoost级联分类器算法训练学习此特征,并在INRIA数据库中测试此算法分类效果。测试结果表明该算法明显减少了训练时间,提升了行人检测速度,较HOG+SVM速度提升40%以上,较HOG+AdaBoost提高了8%左右,也改善了检测准确性。     

一种改进的Pal和King模糊边缘检测算法

针对Pal和King提出的模糊边缘检测算法易导致图像灰度信息丢失这一缺陷,提出一种改进的图像模糊边缘检测算法.该算法首先通过阈值来定义一个新的隶属函数将原始图像映射到模糊特征平面;然后利用模糊增强处理来提高区域之间的层次,加强边缘两侧的对比度;最后根据一定的判别准则提取出图像的边缘.实验结果表明,采用改进的方法边缘检测质量显著提高,算法速度大大加快.新算法中具有唯一的参数且可以自动确定,保证了算法的自适应性.     

印刷电路板无铅焊点假焊的检测

通过分析由三色LED环形结构光源和3-CCD彩色相机获取的印刷电路板(PCB)焊点图像特征,设计了一种PCB无铅焊点假焊的检测方法,以提高自动光学检测系统检测焊点质量的准确率,降低误判.该方法通过对焊点及其元器件的定位,采用重心法检测假焊;根据焊点及元器件的边缘确定焊点区域及元器件区域,采用面积法二次检测假焊;最后,采...     

基于Haar-like和Adaboost的车辆检测算法研究

为了提高运用普通哈尔特征的Adaboost算法检测车辆的识别率,解决计算复杂等问题,提出了基于差异化较大的车辆特征区域的扩展哈尔特征,利用积分图计算特征值,通过Adaboost算法在车辆正面、背面以及侧面的样本集上分别训练出各自的分类器,并将它们组成多通道级联强分类器。通过OpenCV实现车辆检测的实验,结果证明:通过该方法能够有效地减少弱分类器数量,提高计算速度和识别率,对于实时检测视频中不同状态的车辆有较强的鲁棒性。     

一种基于混沌优化算法的PCB板元件检测方法

先进电子制造生产中经常要对PCB板元件进行检测与识别,介绍了一种基于图像模板匹配算法的PCB板元件自动快速检测方法.从检测速度和准确度出发,首先提出了一种图像相似性度量参数指标,并提出一种利用并行混沌算法融合单纯形的算法,来优化搜索图像相似性,给出了算法实现的全过程.用实际拍摄的PCB板元件进行性能测试,验证了该优化算法能提高检测速度.     

基于对称差分和特征匹配的纱线运动疵点实时检测

针对纱线高速运动时无法实时准确检测疵点的问题,提出了一种高速纱线的实时疵点检测算法,该算法适用于实时处理大容量图像和高速移动纱线疵点检测.该算法通过将对称差分算法和连通域特征匹配方法相结合,提高了纱线疵点检测准确性,同时缩短了处理时间.首先对图像进行了预处理,再使用对称差算法分解疵点图像并提取了图像疵点特征,然后使用连通域特征匹配方法识别了疵点.改进了传统差分算法无法抗抖动缺点,比较完整地保留了疵点信息,构造了识别能力特别强的特征匹配方法.最后,将该算法疵点检测的准确性和检测速度与现有检测方法进行了对比分析.研究结果表明,该算法在准确性方面优于人工检测及传统差分算法,检测速度相对神经网络和传统差分算法有所提高,该算法能够在实现实时、快速检测疵点的同时保证检测疵点检测的准确性.     

Solder joint inspection with multi-angle imaging and an artificial neural network

Machine vision has been widely deployed in many industrial applications. However, for solder joint inspection, it has yet to reach the desired maturity level. This paper presents a new inspection methodology using images from both orthogonal and oblique viewing directions to the solder joint. The oblique view was made possible through a mirror pyramid. Image capturing and selection of the soldered region were done manually, but could be automated if the positional coordinates were known. Combined orthogonal and oblique gray-level images at the pixel level were directly input to an artificial neural network (ANN) for processing, eliminating the need to determine heuristic features. Learning vector quantization architecture was used as the classifier. This study was focused on geometry-related joint defects, namely, excess and insufficient. Comparisons show that the oblique view provides more useful information compared to the orthogonal view. The experimental results indicate that the proposed system has an improved recognition rate and good resilience to noise.     

基于最小二乘拟合法的焊点形状检测

自动光学检查是利用图像处理算法进行电路板故障检测与定位的技术。电路板焊点形状不规则故障，涉及到焊点几何形状的测量。本文提出一种新颖的基于最小二乘拟合法的焊点形状检测算法，对焊点形状轮廓图像进行曲线拟合，确定焊点形状近似的理想圆参数，即圆心和半径，以及焊点形状与理想圆之间的偏差，实验证实了该算法的性能。     

电子电路中焊点的热疲劳裂纹扩展规律

采用试验方法研究表面贴装结构焊点在热疲劳过程中的疲劳裂纹扩展规律。试验研究中选用两种不同尺寸的焊盘及两种不同的钎料(包括传统的锡铅钎料和锡银铜无铅钎料SAC305),通过观测焊点截面上的裂纹萌生及扩展过程来研究焊点中的热疲劳裂纹扩展规律。研究结果表明,在热疲劳过程中,焊点经历热疲劳裂纹萌生和扩展的两个不同阶段,其中裂纹萌生所占的时间比例较小。在热疲劳后期,裂纹贯穿整个焊点从而造成焊点结构失效。研究发现,焊点结构失效过程中存在着两种不同的裂纹扩展模式,并且锡铅钎料焊点和SAC305无铅钎料焊点的裂纹扩展规律表现出明显的差异。另外研究还发现,当焊盘尺寸较小时,焊点的抗热疲劳性能相对较差;SAC305无铅钎料焊点的抗热疲劳性能优于传统锡铅钎料焊点。     

BGA焊球视觉检测算法及系统设计

为了实现对BGA焊球的自动检测,建立了自动视觉检测系统。对系统所采用的焊球特征进行提取及缺陷识别,基于高斯混合模型的分类器对检测算法进行研究。根据焊球的形状和尺寸特征设计了焊球缺陷识别和分类算法,并以锡多、锡少和毛刺缺陷为例,分析典型缺陷的识别算法。以焊球形状的圆度和特征区域的面积等特征参数为评价标准,构建二维特征空间。在二维特征空间线性组合的基础上,构建基于高斯混合模型的分类器。构建了训练样本集,并对该分类器进行训练,根据训练结果并结合应用实际修正了模型,并采用测试集对该分类器进行测试验证。实验结果表明,焊球缺陷检测算法的准确度为97.06%,漏判率为0%,检测可靠度为100%。该视觉检测系统满足了工程运用中对识别准确度、稳定性、可靠性等方面的要求。     

The development of automated solder bump inspection using machine vision techniques

Visual inspection is an important task in the manufacturing processes for integrated circuit boards. In this paper, we focus on the solder bump inspection problem, and an automated visual inspection method using machine vision techniques is proposed. The solder bump inspection method consists of image grabbing, image preprocessing, feature extraction, and defect detection and classification. Five defect types of solder bumps to be inspected are bridging solder, excess solder, incomplete solder, non-wetting, and missing solder. The solder area, the number of edge pixels, the deviation from center, and the deformation ratio are used as the features for solder bump defect detection and classification. The proposed method is a hybrid algorithm, and it consists of two stages: the training stage and the inspection stage. The experimental results show that the proposed method is effective in detecting defects of solder bumps.     

印刷电路板焊点的智能检测

为了提高在线自动光学检测系统(AOI)的自动化程度,提出了一种基于增量聚类的智能焊点检测方法.首先,设计了在线智能AOI的系统框架.然后,根据焊点外观进行归纳分类,将关键子区域的面积特征应用于焊盘特征的量化与提取,将每类样本聚类为若干子类从而实现对多批次焊点的检测.最后,提出一种增量聚类算法,在线检测过程中系统可根据人...     

PCB无铅焊点检测的光源分析与优化设计

为了提高自动光学检查（AOI）系统的性能,应对无铅化制程的需要,本文对AOI光源进行了研究。首先,介绍了AOI光源的结构设计方法,光源由红、绿、蓝3种不同颜色,不同照射角度的LED阵列组成。然后,建立了光源的照度模型以及焊点的反射模型。最后,根据简化的照度模型对光源的几何参数进行了优化。仿真和实验结果验证了光源设计的有效性。     

Algorithm of locating PCB components based on colour distribution of solder joints

This paper investigates the methodologies for locating and identifying components on a printed circuit board used for surface mount device inspection. It is the foundation of other inspections, such as solder joint inspections. The proposed approach analyzes the colour distribution patterns of solder joints under three layers of ring-shaped LEDs. All solder joints are recognized and located according to colour distribution patterns and their highlight properties. At the same time, other highlight components, such as markings and via-holes are also recognized and removed. The colour distribution direction of each solder joint is also evaluated. The determined directions offer important clues for the clustering of solder joints. All the solder joints of a component are clustered based on their colour distribution directions and some additional constraints. The protective coating of each component is located based on the position of all clustered solder joints. The experimental results show that the proposed method can recognize most of components effectively.     

Using BP network for ultrasonic inspection of flip chip solder joints

Flip-chip technology has been used extensively in microelectronic packaging, where defect inspection for solder joints plays an extremely important role. In this paper, ultrasonic inspection, one of the non-destructive methods, was used for inspection of flip chip solder joints. The image of the flip chip was captured by scanning acoustic microscope and segmented based on the flip chip structure information. Then a back-propagation network was adopted, and the geometric features extracted from the image were fed to the network for classification and recognition. The results demonstrate the high recognition rate and feasibility of the approach. Therefore, this approach has high potentiality for solder joint defect inspection in flip chip packaging.