CN102202142A - 毛刺检测装置及毛刺检测方法 - Google Patents

Abstract

一种毛刺检测方法，该方法包括如下步骤：根据预设扫描规则在预设的目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像；判断模板图像的中心像素是否为目标值；在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值；判断具有目标值的像素的数量值是否不大于预设的基准值；在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息。本发明还提供了一种毛刺检测装置。

Description

毛刺检测装置及毛刺检测方法

技术领域

本发明涉及产品检测领域，特别涉及一种检测钢板开孔中毛刺的毛刺检测装置及毛刺检测方法。

背景技术

在表面贴装技术(Surface Mounted Technology，SMT)的制程中需要使用具有开孔的钢板，将锡膏通过开孔印制在印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上。在钢板的制程和使用中都需要对其上面孔的状况进行检测，避免因为孔内的毛刺或者异物的存在，导致印刷电路板的印刷不良而增加额外返修工时的产生，造成制造成本的增加。

现有检测钢板开孔中的毛刺方式主要为人工目检，然而，通常情况下每张钢板上开孔的数量有数千个，如此使得检测人员的工作量加大，不利于现代化流水线作业。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种能够自动检测出钢板开孔中毛刺的毛刺检测装置。

还有必要提供一种能够自动检测出钢板开孔中毛刺的毛刺检测方法。

一种毛刺检测装置，包括：处理模块及输出模块。处理模块用于根据预设扫描规则在预设的目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像，且在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得该模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值，并在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息给输出模块。输出模块用于将提示信息输出。

一种毛刺检测方法，该方法包括如下步骤：

根据预设扫描规则在预设的目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像；

判断模板图像的中心像素是否为目标值；

在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值；

判断具有目标值的像素的数量值是否不大于预设的基准值；

在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息。

通过上述毛刺检测装置及毛刺检测方法，处理模块根据根据预设扫描规则在目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像，且在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得该模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值，并在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息给输出模块。如此，毛刺检测装置不需要人工参与便可自动的完成对钢板上开孔的毛刺检测操作，减少了检测人员的工作量，有利于现代化流水线作业。

附图说明

图1为一较佳实施方式的毛刺检测装置的功能模块图。

图2为模板图像的示意图。

图3为目标区域图像及扫描该目标区域图像而产生的模板图像的示意图。

图4为图1所示的处理模块的功能模块图。

图5为图4所示的中央处理器运行毛刺检测程序后产生的功能模块图。

图6为图1所示的处理模块的另一功能模块图。

图7为一较佳实施方式的毛刺检测方法流程图。

主要元件符号说明：

毛刺检测装置                        20

图像获取模块                        21

处理模块                            22

中央处理器                          220

存储器                              222

操作系统程序                        500

毛刺检测程序                        300

获取单元                            302

第一比较单元                        303

统计单元                            304

第二比较单元                        305

输出单元                            306

输出模块                            23

模板图像                            50

目标区域图像                        100

模板图像                            101、102、103、104

现场可编程门阵列                    400

位置生成电路                        401

数据转换电路                        402

延时取样电路                        403

判断电路                            404

运算电路                            405

比较电路                            406

输出电路                            407

毛刺检测方法流程图                  S600～S610

具体实施方式

请同时参阅图1，毛刺检测装置20包括图像获取模块21、处理模块22及输出模块23。

图像获取模块21用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则摄取目标区域图像。其中，目标区域图像采用一组二进值进行表示，可存储在处理模块22中。该预存档案用于描述钢板的信息，例如钢板的尺寸、钢板上开孔的数量、钢板上开孔对应的坐标及钢板上开孔的尺寸等；该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的尺寸确定目标区域图像的大小。

处理模块22用于根据预设扫描规则在目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像，且在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得该模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值，并在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息给输出模块23。其中，该预设扫描规则为从目标区域图像中获取一预定尺寸的图像；该统计规则为统计每个模板图像的四边具有目标值的像素的个数；目标值用于表示开孔中毛刺所具有的颜色。例如，该模板图像是经过灰度处理得到的，目标值为黑色，白色表示开孔的颜色。请同时参看图2，模板图像50的尺寸为n*n个像素大小，n＝2x+1，x为自然数，在本实施例中n＝5，每个像素的大小为1bit，且每个像素具有唯一标识符DXY。其中像素为黑色时用“1”表示，像素为白色时用“0”表示。可通过判断D22对应的数据是否为“1”来判断模板图像50的中心像素是否为黑色。当判断出D22对应的数据为“1”时，接着统计该模板图像50的四边上的像素D00、D01、D02、D03、D04、D10、D14、D20、D24、D30、D34、D40、D41、D42、D43、D44中黑色像素的数量，例如，上述统计方式可为：方式一，统计像素D00、D01、D02、D03、D04、D10、D14、D20、D24、D30、D34、D40、D41、D42、D43、D44中像素为黑色的数量，将统计出的数量值与预设的基准值进行比较；方式二，统计像素D00、D01、D02、D10、D20、D30、D40、D41、D42中像素为黑色的数量，再统计像素D00、D01、D02、D03、D04、D10、D14、D20、D24中像素为黑色的数量，接着统计像素D02、D03、D04、D14、D24、D34、D42、D43、D44中像素为黑色的数量，然后统计像素D20、D24、D30、D34、D40、D41、D42、D43、D44中像素为黑色的数量，最后查找出以上四组统计值的最大值，并将查找出的最大值与预设的基准值进行比较。以此判断与该模板图像50所对应的开孔是否具有毛刺。将采用方式一获得的数量值与预设的基准值进行比较，以此判断与该模板图像50所对应的开孔是否具有毛刺；或者，将采用方式二统计出的四个数量值进行比较，以查找出四个数量值中的最大值，并将查找出的最大值与预设的基准值进行比较。以此判断与该模板图像50所对应的开孔是否具有毛刺。

输出模块23用于将提示信息输出。例如，输出模块23可以为液晶显示器，输出模块23将提示信息显示给检测人员。

以下举例说明毛刺检测装置20检测钢板开孔中毛刺的过程，其中模板图像的尺寸为5*5个像素大小，基准值为5，请同时参看图3，图像获取模块21获取目标区域图像100，该目标区域图像700中包括一个开孔；处理模块22根据预设扫描规则在目标区域图像700内进行扫描以得到模板图像101、102、103、104，处理模块22分别对模板图像101、102、103、104进行中心像素颜色判断，处理模块22判断出模板图像101、102、103的中心像素颜色为黑色后，根据统计规则分别统计模板图像101、102、103的四边的黑色像素的数量值，处理模块22统计出模板图像101、102、103的四边的黑色像素的数量值分别为16、10、2，处理模块22将数量值16、10、2逐个与基准值5比较，在处理模块22比较出数量值2小于基准值5时，处理模块22判断该目标区域图像100所对应的开孔具有毛刺，继而输出提示信息给输出模块23，以使输出模块23将提示信息显示给检测人员。

请参阅图4，处理模块22包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)220及存储器222。该存储器222用于存储操作系统程序500、毛刺检测程序300、目标区域图像。运行了操作系统程序500的中央处理器220可以控制图像获取模块21拍摄钢板上的开孔。

请同时参看图5，该中央处理器220在运行该毛刺检测程序300后产生如下功能单元：

获取单元302，用于根据预设扫描规则对目标区域图像进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像。

第一比较单元303，用于判断模板图像的中心像素是否为黑色，并在判断出模板图像的中心像素为黑色时，产生第一比较信号，并将第一比较信号传送给统计单元304。

统计单元304，用于响应第一比较信号，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的黑色像素数量值，统计单元304还将统计得到的黑色像素数量值提供给第二比较单元305。

第二比较单元305，用于判断黑色像素数量值是否不大于预设的基准值，并在判断出黑色像素数量值不大于预设的基准值时产生第二比较信号，并将第二比较信号提供给输出单元306。

输出单元306，用于根据第二比较信号产生提示信息，并将产生的提示信息传送给输出模块23。

在另一实施方式中，处理模块22包括存储器222、一编程后的现场可编程门阵列400(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。该存储器222用于存储图像获取模块21拍摄的目标区域图像。该编程后的现场可编程门阵列400产生对应的电路以实现毛刺检测功能，请同时参看图6，该现场可编程门阵列400包括位置生成电路401、数据转换电路402、延时取样电路403、判断电路404、运算电路405、比较电路406及输出电路407：

位置生成电路401用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标产生对应的地址数据，并将地址数据提供给存储器222；

数据转换电路402用于接收存储器222响应位置生成电路401提供的地址数据而输出的目标区域图像数据，并对接收的目标区域图像数据进行数据灰度处理，以获得对应的二进制数据，并将获得的二进制数据提供给延时取样电路403；

延时取样电路403用于接收数据转换电路402提供的二进制数据并缓存，当缓存的二进制数据达到模板图像的尺寸时，延时取样电路403将缓存的与模板图像的中心像素所对应的二进制数据提供给判断电路404及将缓存的与模板图像的四边上像素所对应的二进制数据提供给运算电路405；

判断电路404用于根据接收到的与模板图像的中心像素所对应的二进制数据判断模板图像的中心像素是否为黑色，并在判断出中心像素为黑色时输出判断信号给运算电路405；

运算电路405用于响应判断信号，根据接收到的与模板图像的四边上像素所对应的二进制数据计算出模板图像的四边上黑色像素的数量值，并将计算得到的数量值提供给比较电路406；

比较电路406用于将接收的数量值与预设的基准值比较，并在比较出接收的数量值不大于预设的基准值时产生比较信号，并将比较信号提供给输出电路407；

输出电路407用于根据比较信号产生提示信息，并将产生的提示信息传送给输出模块23。

另外，在其他实施方式中，毛刺检测装置20包括处理模块22及输出模块23。处理模块22从预存的目标区域图像扫描获得模板图像。预存的目标区域图像是由其他图像获取装置根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则而摄取的。

如图7所示，其为一较佳实施方式的毛刺检测方法的流程图。该方法应用于毛刺检测装置中，以使毛刺检测装置能够完成对钢板上开孔的毛刺检测，该方法包括如下步骤：

步骤S602，根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则摄取目标区域图像。目标区域图像可以采用一组二进值进行表示，并存储在毛刺检测装置的存储器中。该预存档案用于描述钢板的信息，该信息包括钢板的尺寸、钢板上开孔的数量、钢板上开孔的尺寸及钢板上开孔对应的坐标等。该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的大小确定目标区域图像的大小。

步骤S604，根据预设扫描规则在目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像。其中，预设扫描规则为从目标区域图像中获取一预定尺寸的图像。例如，逐行读取表示目标区域图像的二进制数据，并缓存读取的二进制数据，当缓存的二进制数据所表示的图像的尺寸达到预定尺寸时确定，缓存的二进制数据所表示的图像为模板图像。

步骤S606，判断每个模板图像的中心像素是否为目标值。例如，请同时参看图2，模板图像50的尺寸为n*n个像素大小，n＝2x+1，x为自然数，在本实施例中n＝5，每个像素的大小为1bit，且每个像素具有唯一标识符DXY。其中像素为黑色时用“1”表示，像素为白色时用“0”表示。可通过判断D22对应的数据是否为“1”来判断模板图像50的中心像素是否为黑色。

步骤S608，在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值。该统计规则为统计每个模板图像区域的四边黑色像素的个数。例如，在判断出D22对应的数据为“1”时，接着统计该模板图像50的四边上的像素D00、D01、D02、D03、D04、D10、D14、D20、D24、D30、D34、D40、D41、D42、D43、D44中黑色像素的数量，例如，上述统计方式可为：方式一，统计像素D00、D01、D02、D03、D04、D10、D14、D20、D24、D30、D34、D40、D41、D42、D43、D44中像素为黑色的数量；方式二，统计像素D00、D01、D02、D10、D20、D30、D40、D41、D42中像素为黑色的数量，再统计像素D00、D01、D02、D03、D04、D10、D14、D20、D24中像素为黑色的数量，接着统计像素D02、D03、D04、D14、D24、D34、D42、D43、D44中像素为黑色的数量，然后统计像素D20、D24、D30、D34、D40、D41、D42、D43、D44中像素为黑色的数量。

步骤S610，判断具有目标值的像素的数量值是否不大于预设的基准值。例如，将采用方式一获得的数量值与预设的基准值进行比较，以此判断与该模板图像50所对应的开孔是否具有毛刺；或者，将采用方式二统计出出的四个数量值进行比较，以查找出四个数量值中的最大值，并将查找出的最大值与预设的基准值进行比较。以此判断与该模板图像50所对应的开孔是否具有毛刺。

步骤S612，在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时，判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息。该提示信息可以通过液晶显示屏显示，以供检测人员参考。

通过上述毛刺检测装置及毛刺检测方法，处理模块22根据预设扫描规则在目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像，且在判断出模板图像的中心像素为黑色时，根据统计规则获得该模板图像中与统计规则相对应的黑色像素数量值，并在判断出黑色像素数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息给输出模块。如此，毛刺检测装置不需要人工参与便可自动的完成对钢板上开孔的毛刺检测操作，减少了检测人员的工作量，有利于现代化流水线作业。

Claims (11)

1.一种毛刺检测装置，其特征在于：该毛刺检测装置包括处理模块及输出模块，该处理模块用于根据预设扫描规则在预存的目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像，且在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得该模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值，并在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息给输出模块；输出模块用于将提示信息输出。

2.如权利要求1所述的毛刺检测装置，其特征在于：该预设扫描规则为从目标区域图像中获取一预定尺寸的图像；该统计规则为统计每个模板图像的四边具有目标值的像素的个数；目标值用于表示开孔中毛刺所具有的颜色。

3.如权利要求1所述的毛刺检测装置，其特征在于：该毛刺检测装置还包括图像获取模块，图像获取模块用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标及预设区域获取规则摄取目标区域图像；该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的尺寸确定目标区域图像的大小。

4.如权利要求1所述的毛刺检测装置，其特征在于：目标值为黑色，该处理模块包括中央处理器及存储器，该存储器用于存储毛刺检测程序及目标区域图像，该中央处理器在运行该毛刺检测程序后产生如下功能单元：

获取单元，用于根据预设扫描规则对目标区域图像进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像；

第一比较单元，用于判断模板图像的中心像素是否为黑色，并在判断出模板图像的中心像素为黑色时，产生第一比较信号，并将第一比较信号传送给统计单元；

统计单元，用于响应第一比较信号，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的黑色像素数量值，统计单元还将统计得到的黑色像素数量值提供给第二比较单元；

第二比较单元，用于判断黑色像素数量值是否不大于预设的基准值，并在判断出黑色像素数量值不大于预设的基准值时产生第二比较信号，并将第二比较信号提供给输出单元；

输出单元，用于根据第二比较信号产生提示信息，并将产生的提示信息传送给输出模块。

5.如权利要求1所述的毛刺检测装置，其特征在于：目标值为黑色，该处理模块包括存储器、一编程后的现场可编程门阵列；

该存储器用于存储目标区域图像；

该编程后的现场可编程门阵列产生对应的电路以实现毛刺检测功能，该处理模块包括位置生成电路、数据转换电路、延时取样电路、判断电路、运算电路、比较电路及输出电路；

位置生成电路用于根据预存档案中的用于描述钢板中开孔位置的坐标产生对应的地址数据，并将地址数据提供给存储器；

数据转换电路用于接收存储器响应位置生成电路提供的地址数据而输出的目标区域图像数据，并对接收的目标区域图像数据进行数据灰度处理，以获得对应的二进制数据，并将获得的二进制数据提供给延时取样电路；

延时取样电路用于接收数据转换电路提供的二进制数据并缓存，当缓存的二进制数据达到模板图像的尺寸时，延时取样电路输将缓存的与模板图像的中心像素所对应的二进制数据提供给判断电路及将缓存的与模板图像的四边上像素所对应的二进制数据提供给运算电路；

判断电路用于根据接收到的与模板图像的中心像素所对应的二进制数据判断模板图像的中心像素是否为黑色，并在判断出中心像素为黑色时输出判断信号给运算电路；

运算电路用于响应判断信号，根据接收到的与模板图像的四边上像素所对应的二进制数据计算出模板图像的四边上黑色像素的数量值，并将计算得到的数量值提供给比较电路；

比较电路用于将接收的数量值与预设的基准值比较，并在比较出接收的数量值不大于预设的基准值时产生比较信号，并将比较信号提供给输出电路；

输出电路用于根据比较信号产生提示信息，并将产生的提示信息传送给输出模块。

6.如权利要求1所述的毛刺检测装置，其特征在于：该模板图像的尺寸为n*n个像素大小，n＝2x+1，x为自然数。

7.一种毛刺检测方法，该方法包括如下步骤：

根据预设扫描规则在预设的目标区域图像内进行扫描，以得到与预设扫描规则相对应的模板图像；

判断模板图像的中心像素是否为目标值；

在判断出模板图像的中心像素为目标值时，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的具有目标值的像素的数量值；

判断具有目标值的像素的数量值是否不大于预设的基准值；

在判断出具有目标值的像素的数量值不大于预设的基准值时判定与该模板图像对应的开孔具有毛刺，并输出提示信息。

8.如权利要求7所述的毛刺检测方法，其特征在于：该预设扫描规则为从目标区域图像中获取一预定尺寸的图像；该统计规则为统计每个模板图像的四边具有目标值的像素的个数；目标值用于表示开孔中毛刺所具有的颜色。

9.如权利要求7所述的毛刺检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：

根据预存档案中的用于描述钢网中开孔位置的坐标及预设区域获取规则摄取目标区域图像；其中，该预设区域获取规则为根据钢板上的开孔的尺寸确定目标区域图像的大小。

10.如权利要求7所述的毛刺检测方法，其特征在于：目标值为黑色，该模板图像的尺寸为5*5个像素大小，每个像素的大小为1bit，其中像素为黑色时用“1”表示，像素为白色时用“0”表示，且每个像素具有唯一标识符；

判断模板图像的中心像素是否为黑色的具体步骤为：

获取模板图像中心像素的标识符所对应的数据；

判断获取的数据是否为“1”；

当判断出获取的数据为“1”时，确定模板图像的中心像素为黑色。

11.如权利要求10所述的毛刺检测方法，其特征在于：在判断出模板图像的中心像素为黑色时，根据统计规则获得每个模板图像中与统计规则相对应的黑色像素数量值的具体步骤为：

获取模板图像四边上像素的标识符所对应的数据；

统计数据为“1”的标识符的个数，并产生对应的黑色像素数量值。

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