摘 要

基于视觉的电路板焊接检测是根据数字图像处理的相关知识对电路板进行瑕疵检测的一种方法。众所周知，电路板在焊接和印制过程中，难免存在着诸如虚焊等相关焊接问题，而焊接的问题对于一块精密的集成电路板来讲是致命的，它直接关系到相关产品的可靠性，如果有缺陷的电路板在某些精密仪器上使用更会产生无法挽回的后果，造成十分大的安全隐患，所以，我们对电路板哈捏质量好坏的判断便十分的重要。那么如何快速而又高效的对一块电路板的质量进行评估，看其是否存在瑕疵，这俨然成为了各大企业重视的问题之一。

本文设计了一种可以实现自动检测电路板焊接质量的系统。相对于传统的人工PCB板检测，本系统可以大大消除其弊端。本文结合数字图像处理的相关知识，先通过与外界相连的图像获取设备获得所需检测电路板的相关图片，随后对获取的待测图像进行灰度化，滤波，黑点祛除等处理，获得其二值化图像，再选取标准的电路板的图像，对该图像进行灰度化，二值化，最后将两个二值化的图像进行图像匹配，将配准的待测图像与标准图像进行异或运算，即可得到缺陷部分，经过形态学处理，对缺陷部分进行标记，整个系统的工作便得以完成，实现对电路板焊接质量的检测。

本文共通过4个章节对整个系统进行了详细的介绍，经过测试，本系统可以较好的对获取的PCB板的图像进行相关的问题分析，定位出PCB板出现问题的地方以及可能出现的问题类型，从而便于检修人员对其进行修复；不仅如此，本文在最后也希望可以用户可以结合自己的实际问题对系统进行不同成都的优化，从而匹配自己的需求，让该系统变得更具有实用性。

关键词：数字图像处理；电路板；焊接质量；图像配准；自动检测

Abstract

Vision-based PCB welding detection is a method of defect detection based on the knowledge of digital image processing. As we all know, in the process of welding and printing, there are some welding problems, such as virtual welding, which is fatal to a precision integrated circuit board, and it is directly related to the reliability of related products. If the defective circuit board is used on some precision instruments, it will have irreparable consequences and cause a great safety hazard. Therefore, it is very important for us to judge the quality of the circuit board pinch. So how to quickly and efficiently pair a circuit.The quality of the board is evaluated to see if it is defective, which has become one of the most important issues.

This paper designs a system that can automatically detect the welding quality of circuit board. At this stage, manual detection is a common method, but the disadvantages of manual detection are obvious: time-consuming, inefficient, high cost, and the effect may not be very accurate, so, The development of automation has become an inevitable trend.

In this paper, based on the related knowledge of digital image processing, the relevant pictures of the required detection circuit board are obtained by the image acquisition device connected with the outside world. Then the obtained image is grayscale, filtered and black spot dispel, and the binary image is obtained, then the image of the standard circuit board is selected, and the image is grayscale, Two values, finally two two values of the image matching image, the registered image and the standard image is different or operation, can get the defect part, after the morphological processing, the defect part is marked, the whole system work can be completed, the realization of the inspection of the quality of the circuit board welding.

Key Words: digital image processing;circuit board;welding quality;image registration; automatic detection

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究内容说明 3

第2章 方案论证及选择 4

2.1 RGB彩色模型 4

2.2 HSI彩色模型 4

2.3 CMY和CMYK彩色模型 5

2.4 方案比较 6

第3章 PCB图像处理 8

3.1图像预处理 8

3.1.1 图像平滑滤波 8

3.1.2 图像锐化 9

3.2 图像二值化 10

3.2.1 图像二值化腐蚀 10

3.2.2 图像二值化膨胀 10

3.2.3 图像二值化开闭运算 11

3.3 本章小结 11

第4章 图像配准 13

4.1 图像配准算法 13

4.1.1 模板匹配 14

4.1.2 RHT圆检测 14

4.2 图像变换 14

4.3 实验结果及分析 15

4.4 本章小结 18

第5章 总结与展望 20

5.1 工作总结 20

5.2 工作展望 20

参考文献 22

致谢 23

第1章 绪论

在现在的电子工业以及产业中，电子产业的超高速发展也带领了更多的相关产业的蓬勃发展，AI（人工智能）、大数据等方面都需要电子产业的大力支持。众所周知，电子元器件的载体即是印制电路板（PCB），PCB产业未来的发展也是不可限量的。PCB的焊接质量直接影响着相关产品的质量与性能，这直接影响着一个企业的商业来往以及产品销售，甚至会产生对用户生命安全的威胁，所以这是一个必须要重视的问题。

• 1. 研究目的及意义

作为电子信息产业的基础行业，印制电路板（PCB）行业产业规模巨大，它既是重要的电子部件，又是电子元器件的载体，所以，可以说PCB行业是无可替代的，它关系着整个国家高科技行业的发展，重要性不言而喻。随着电子工业产业的飞速发展，也伴随着相关电子产品生产水平的提高，所有消费者对小型甚至微型电子产品的需求大幅增加，所以各大企业对PCB的需求量也急剧增加。对于现在的消费者来说，我们不仅需要体积更加小、质量更加好的电子产品，还需要性能更加优秀并且可以为我们提供更多便利的电子产品。所以，伴随着消费者对电子产品小型化的需求,PCB的设计要求也逐步需要高精度化，微小化以及多层次化^[1]。

在电路板的焊接以及组装的过程中,可能由于机器设备的异常或者基础电路板的质量不达标从而造成电路板焊点漏焊,元件错焊，或者元件缺失等问题,这样的错误严重影响到要使用该电路板的产品的质量，这不仅对该产品的销量是一个影响，更对我们用户的人身安全造成了巨大的安全隐患，造成不可估量的后果！现如今，传统的电路板检测方式不能快速准确的检测出缺陷,往往等到发现了电路板的缺陷,亡羊补牢为时已晚。