基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法和系統(tǒng)，屬于電路板檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。該判定方法包括以下步驟：采集電路板的圖像，提取圖像中的特征，并將該特征進(jìn)行分類；并與與預(yù)先建立的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比，確定其新舊系數(shù)；利用所述特征的新舊系數(shù)和權(quán)重系數(shù)，得出新舊判定系數(shù)；將該新舊判定系數(shù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，得出新舊程度判定結(jié)果。利用本發(fā)明的判定方法和系統(tǒng)，通過圖像特征量的分類統(tǒng)計(jì)，快速建立電路板器件的新舊綜合判定模型，能夠?qū)崿F(xiàn)電路板新舊程度的自動(dòng)、便捷、快速、準(zhǔn)確檢驗(yàn)，可廣泛應(yīng)用于電路板器件的檢測(cè)工作中。
【專利說明】基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)電路板進(jìn)行檢測(cè)的方法，特別是涉及一種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易快速發(fā)展，進(jìn)口舊機(jī)電產(chǎn)品每年都有較大幅度增長(zhǎng)。作為工業(yè)基礎(chǔ)裝備的一部分，進(jìn)口舊機(jī)電產(chǎn)品在不同時(shí)期為節(jié)約成本、加速建設(shè)、推動(dòng)我國(guó)工業(yè)技術(shù)發(fā)展起到一定促進(jìn)作用。但是相對(duì)于產(chǎn)品安全、衛(wèi)生、環(huán)保要求的日益提高及配套標(biāo)準(zhǔn)的更新，進(jìn)口舊機(jī)電產(chǎn)品往往存在與我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品安全、衛(wèi)生、環(huán)保的強(qiáng)制性技術(shù)規(guī)范不符的情況，很多產(chǎn)品更存在較大風(fēng)險(xiǎn)和隱患。
[0003]近年來在口岸檢驗(yàn)中時(shí)有查獲一些不法企業(yè)以“以舊充新”或“新舊混裝”等違法手段，逃避檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管，把不符合安全、衛(wèi)生、環(huán)保要求的舊機(jī)電產(chǎn)品入境。由于部分舊機(jī)電產(chǎn)品經(jīng)過翻新或成新度很高，單純依靠人工外觀檢驗(yàn)效率較低、失誤率大，且目前無有效技術(shù)手段進(jìn)行自動(dòng)鑒別，給檢驗(yàn)工作帶來較大困難，影響檢驗(yàn)結(jié)果權(quán)威性。若過多不合格舊機(jī)電產(chǎn)品入境，將嚴(yán)重威脅到國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
[0004]目前電路板的光學(xué)檢測(cè)法主要是依靠分析印刷電路板的反射光或者透射光所形成的圖像來檢測(cè)印刷電路板的質(zhì)量，從而判斷其新舊，這種方法目前尚未能綜合多方面因素對(duì)電路板的新舊進(jìn)行判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，該判定方法從多方面因素出發(fā)，綜合考慮，能夠得到更加準(zhǔn)確的判定結(jié)果。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，包括以下步驟:
[0008]采集電路板的圖像，提取圖像中的特征，并將圖像中的特征按照電路板的油墨色彩、絲印層字樣、缺陷和電氣節(jié)點(diǎn)氧化情況進(jìn)行分類，分為油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征；
[0009]將上述油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征與預(yù)先建立的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比，確定與每個(gè)特征相對(duì)應(yīng)的新舊系數(shù)；
[0010]利用上述特征的新舊系數(shù)，以及預(yù)定的與該特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，得出新舊判定系數(shù)；
[0011]將該新舊判定系數(shù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，得出新舊程度判定結(jié)果。
[0012]本發(fā)明的判定方法，提供了一種從圖像學(xué)角度出發(fā)，對(duì)電路板的新舊進(jìn)行判斷的方法，本發(fā)明通過大量的研究調(diào)查，綜合多方面的因素考慮后，選定了電路板油墨色彩、電路板絲印層字樣、電路板缺陷、電氣節(jié)點(diǎn)氧化等特征，作為評(píng)估手段，并且為了更加準(zhǔn)確的反映電路板真實(shí)情況，還根據(jù)不同特征的重要性對(duì)其賦予了不同的權(quán)重系數(shù)，最終通過各特征的新舊系數(shù)和其重要性綜合考慮，得出電路板新舊程度的判定結(jié)果。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)先建立的統(tǒng)計(jì)特征庫通過以下方法建立:
[0014]預(yù)先采集不同年限電路板的圖像，提取圖像中的特征，作為標(biāo)準(zhǔn)特征，建立不同標(biāo)準(zhǔn)特征對(duì)應(yīng)不同新舊系數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫。根據(jù)需要，選擇適合的不同年限(如0.125、
0.25、0.5、1、2、3、5、7、10、10年以上等)的電路板，采集其各特征，并將圖像中的特征按照電路板的油墨色彩、絲印層字樣、缺陷和電氣節(jié)點(diǎn)氧化情況進(jìn)行分類，分為油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征，然后根據(jù)電路板的實(shí)際年限，為每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特征定義新舊系數(shù)。與通過模擬定義的圖像特征相比，以真實(shí)電路板的圖像特征作為參比，能夠更為準(zhǔn)確的反映電路板的新舊程度。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，采集到電路板的圖像后，先經(jīng)過圖像去噪，再提取圖像中的特征。采用常規(guī)的圖像去噪技術(shù)，去除各種干擾因素，保證提取得到的圖像特征能夠準(zhǔn)確再現(xiàn)電路板的真實(shí)情況。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述油墨色彩特征包括綠、紅、黑、藍(lán)的子特征；所述絲印層字樣特征包括磨損、色彩的子特征；所述缺陷特征包括缺損、腐蝕、污潰的子特征；所述電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征包括焊盤、過孔的子特征。根據(jù)具體電路板的情況，將不同類型的特征進(jìn)行細(xì)分，可以從更加全面的角度對(duì)電路板的新舊程度做出判定。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述權(quán)重系數(shù)根據(jù)不同類型的特征對(duì)電路板新舊程度判定的影響程度確立，且將各類型特征的權(quán)重系數(shù)加和值設(shè)為I。通過這樣的設(shè)計(jì)，可以讓一些重要的特征在判定過程中起到更為重要的作用，提高判定的準(zhǔn)確度。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如某些特征在所檢測(cè)的電路板中不存在，則相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)取0，并按權(quán)重比例將其權(quán)重分配到其他特征中。提高判定的準(zhǔn)確性。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在提取圖像中的特征后，先判斷是否存在重大缺陷，若存在，則直接判定為舊電路板或者不合格電路板；若不存在，則進(jìn)行后續(xù)步驟。若存在重大缺陷，則無需進(jìn)行后續(xù)步驟，可以簡(jiǎn)化判定流程，提高判定效率。所述重大缺陷為:電路板折斷、元器件脫落等。也可根據(jù)不同的具體需求，設(shè)定不同的缺陷為重大缺陷。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述新舊判定系數(shù)的計(jì)算方法為，將各類型特征的新舊系數(shù)與其權(quán)重系數(shù)相乘，再進(jìn)行加和，即得新舊判定系數(shù)。該新舊判定系數(shù)的計(jì)算方法既考慮了電路板各方面對(duì)新舊程度的影響，又考慮了各特征對(duì)新舊程度影響的重要性，全面而客觀的反映了電路板的新舊程度。
[0021]本發(fā)明還提供一種電路板新舊程度的判定系統(tǒng)，采用上述的判定方法，包括用于采集圖像的圖像采集模塊、用于提取圖像特征并與統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比的圖像分析模塊和用于計(jì)算新舊判定系數(shù)的結(jié)果判定模塊，所述圖像采集模塊、圖像分析模塊和結(jié)果判定模塊依次電氣連接。
[0022]本發(fā)明的電路板新舊程度的判定系統(tǒng)，為上述的判定方法提供了硬件支持。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明的一種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法和系統(tǒng)，利用該判定系統(tǒng)，通過圖像特征量分類統(tǒng)計(jì)，快速建立電路板器件的新舊綜合判定模型，能夠?qū)崿F(xiàn)電路板新舊程度的自動(dòng)、便捷、快速、準(zhǔn)確檢驗(yàn)，提高檢測(cè)效率，降低人為判定困難和失誤，實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于電路板器件的檢測(cè)工作中，特別是適用于全國(guó)各進(jìn)口岸對(duì)進(jìn)口機(jī)電的檢測(cè)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中電路板新舊程度判定方法流程圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中電路板新舊程度判定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中電路板新舊程度判定方法的程序流程圖；
[0028]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中電路板新舊程度判定方法中圖像子特征分類統(tǒng)計(jì)模型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0030]一種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0031]步驟10:采集電路板的圖像，提取圖像中的特征，并將圖像中的特征按照電路板的油墨色彩、絲印層字樣、缺陷和電氣節(jié)點(diǎn)氧化情況進(jìn)行分類，分為油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征；
[0032]上述步驟具體為:將被測(cè)進(jìn)口機(jī)電電路板器件放置于圖像采集裝置上，如圖2所示，通過判定系統(tǒng)中的CCD (圖像傳感器)和鏡頭自動(dòng)采集進(jìn)口岸現(xiàn)場(chǎng)電路板器件圖像，并通過NI圖像采集卡采集到PC機(jī)中，通過圖像分析判定模塊進(jìn)行圖像去噪、圖像特征提取。
[0033]在提取圖像的特征后，先判斷是否存在重大缺陷(如電路板折斷、元器件脫落等)，若存在，則直接判定為舊電路板或者不合格電路板；若不存在，則繼續(xù)進(jìn)行下述步驟，如圖3所示。
[0034]將各特征按照?qǐng)D4所示，自動(dòng)分類為油墨色彩特征C、絲印層字樣特征W、缺陷特征d、電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征h等不同類型的特征。
[0035]其中，油墨色彩特征按照現(xiàn)有電路板油墨顏色，分為綠Cg、紅Cr、黑Cbl、藍(lán)Cb2等子特征；絲印層字樣特征按照新舊變化，分為磨損Wt和色彩變化W。兩種子特征；缺陷特征按常規(guī)缺陷分為缺損dw、腐蝕d。、污潰db等子特征；電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征分為焊盤氧化hp和過孔氧化h。兩種子特征；均根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)適合的子特征。
[0036]步驟20:將上述油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征與預(yù)先建立的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比，確定與每個(gè)特征相對(duì)應(yīng)的新舊系數(shù)；
[0037]上述步驟具體為:首先通過預(yù)先采集0.125、0.25、0.5、1、2、3、5、7、10、10年以上
等年限電路板器件的子特征，作為標(biāo)準(zhǔn)特征，建立不同標(biāo)準(zhǔn)特征對(duì)應(yīng)不同新舊系數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫，作為子特征新舊系數(shù)的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。
[0038]然后將上述已分類的各子特征與特征數(shù)據(jù)庫中各子特征進(jìn)行對(duì)比，確定被測(cè)電路板各子特征的新舊系數(shù)，
[0039]步驟30:利用上述特征的新舊系數(shù)，以及預(yù)定的與該特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，得出新舊判定系數(shù)；
[0040]上述步驟具體為:預(yù)先根據(jù)各子特征對(duì)電路板新舊程度判定的影響程度統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定各子特征的權(quán)重系數(shù)，如圖3所示，包括油墨色彩α，絲印層字樣磨損P1、絲印層字樣色彩變化β2，缺損X1、腐蝕X2、污潰X3，電氣節(jié)點(diǎn)焊盤氧化S1、電氣節(jié)點(diǎn)過孔氧化S2，并滿足以下關(guān)系式
[0041 ] Ct + β 丄+ β 2+ X i+ X 2+ X 3+ δ i+ δ 2=1
[0042]基于上述確立的各子特征權(quán)重系數(shù)和新舊系數(shù)建立如下新舊判定模型，并計(jì)算新舊判定系數(shù)R。
[0043]R= a c+ β ^t+ β 2wc+ x ^w+ x 2dc+ x 3db+ δ ^p+ δ 2h0
[0044]若某些子特征在所檢測(cè)電路板中不存在，則相應(yīng)權(quán)重系數(shù)取0，并按權(quán)重比例將其權(quán)重分配到其他子項(xiàng)中，保證判定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0045]步驟40:將該新舊判定系數(shù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，得出新舊程度判定結(jié)果。
[0046]上述步驟具體為:根據(jù)上式，計(jì)算出被測(cè)電路板的新舊判定系數(shù)R，并根據(jù)R值大小判定進(jìn)口機(jī)電電路板器件新舊程度，得出判定結(jié)論為:全新、翻新、新舊混裝或舊電路板。
[0047]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專 利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于包括以下步驟: 采集電路板的圖像，提取圖像中的特征，并將圖像中的特征按照電路板的油墨色彩、絲印層字樣、缺陷和電氣節(jié)點(diǎn)氧化情況進(jìn)行分類，分為油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征； 將上述油墨色彩特征、絲印層字樣特征、缺陷特征和電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征與預(yù)先建立的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比，確定與每個(gè)特征相對(duì)應(yīng)的新舊系數(shù)； 利用上述特征的新舊系數(shù)，以及預(yù)定的與該特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，得出新舊判定系數(shù)； 將該新舊判定系數(shù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，得出新舊程度判定結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，所述預(yù)先建立的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫通過以下方法建立: 預(yù)先采集不同年限電路板的圖像，提取圖像中的特征，作為標(biāo)準(zhǔn)特征，建立不同標(biāo)準(zhǔn)特征對(duì)應(yīng)不同新舊系數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，采集到電路板的圖像后，先經(jīng)過圖像去噪，再提取圖像中的特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，所述油墨色彩特征包括綠、紅、黑、藍(lán)的子特征；所述絲印層字樣特征包括磨損、色彩的子特征；所述缺陷特征包括缺損、腐蝕、污潰的子特征；所述電氣節(jié)點(diǎn)氧化特征包括焊盤、過孔的子特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，所述權(quán)重系數(shù)根據(jù)不同類型的特征對(duì)電路板新舊程度判定的影響程度確立，且將各類型特征的權(quán)重系數(shù)加和值設(shè)為I。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，如某些特征在所檢測(cè)的電路板中不存在，則相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)取O，并按權(quán)重比例將其權(quán)重分配到其他特征中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，在提取圖像中的特征后，先判斷是否存在重大缺陷，若存在，則直接判定為舊電路板或者不合格電路板；若不存在，則進(jìn)行后續(xù)步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像特征的電路板新舊程度判定方法，其特征在于，所述新舊判定系數(shù)的計(jì)算方法為，將各類型特征的新舊系數(shù)與其權(quán)重系數(shù)相乘，再進(jìn)行加和，即得新舊判定系數(shù)。
9.一種電路板新舊程度的判定系統(tǒng)，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的判定方法，包括用于采集圖像的圖像采集模塊、用于提取圖像特征并與統(tǒng)計(jì)特征數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比的圖像分析模塊和用于計(jì)算新舊判定系數(shù)的結(jié)果判定模塊，所述圖像采集模塊、圖像分析模塊和結(jié)果判定模塊依次電氣連接。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK103529041SQ201310533952
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】劉揚(yáng)東, 黎杰, 于善虎, 余卓, 黃有灝, 張南峰 申請(qǐng)人:廣州華工機(jī)動(dòng)車檢測(cè)技術(shù)有限公司, 中華人民共和國(guó)廣州出入境檢驗(yàn)檢疫局