CN104599255B - 一种fpc图像表面曲向消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种FPC图像表面曲向消除方法，所述方法包括：确定FPC基材具体参数；根据同轴光在表面曲向反射规律，建立表面曲向与图像灰度值数学模型，计算灰度梯度上限g_max、可识别的表面曲向区域像素个数下限n_ω；根据定位孔获得方向向量d，计算FPC图像平行、垂直于d方向的灰度梯度矩阵；以连续n_ω个像素灰度梯度c∈[g_min,g_max]为条件，获得疑似表面曲向区域，计算疑似表面曲向区域灰度梯度均方差ε，确定是否表面曲向；寻找表面曲向区域的真实灰度值并替代表面曲向区域灰度值。本发明实现了保留图像中折痕缺陷、挠度阈值可自定义的FPC图像表面曲向消除，还原表面曲向处线路真实情况，提高图像的信噪比与峰值信噪比。

Description

一种FPC图像表面曲向消除方法

技术领域

本发明涉及FPC图像预处理领域，尤其涉及一种FPC图像表面曲向消除方法。

背景技术

柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board,FPC)自动化检测国内外还处于起步阶段，图像预处理是关键问题之一。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，图像处理在自动检测中的地位与作用更加明显。

FPC凭借其可折叠、结构灵活、体积小等优势,广泛应于智能手机、仪器仪表等终端电子产品中。常见的FPC检测方法有三种：人工目测法、电针测试法、自动光学测试。人工目测法存在检验质量不稳定、效率低，专利201320750354.9利用提高成品率；电针测试法会对FPC金手指造成损伤、只能检测短路、断路缺陷。自动光学测试的自动化水平高、检验质量稳定、效率高，目前主要检测部件有：连接器、钻孔、辅料、平整度等，专利CN104279951A检测连接器缺陷、专利201420385723.3检测金手指通断，专利CN102798636B实现钻孔质量检测、专利201220348734.5实现FPC对位检测，专利CN102819049A实现辅料漏贴检测，专利201320539398.7实现平整度检测；但国内对于FPC线路检测依然停留于理论研究阶段，尚未实现自动化。由于FPC可弯曲特性、芯片高度差导致了基材出现表面曲向，而表面曲向区域在同轴光照明下获取的图像会有灰度值增大的现象，这一现象使得该区域线路识别难度大，必须在不影响折痕缺陷的情况下，克服该现象造成的影响。

发明内容

为解决上述存在的问题与缺陷，本发明提供一种FPC图像表面曲向消除方法，该方法实现了保留图像中折痕缺陷、挠度阈值可自定义的FPC图像表面曲向消除，还原表面曲向处线路真实情况，提高图像的信噪比与峰值信噪比。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种FPC图像表面曲向消除方法，该方法包括：

A确定FPC基材具体参数；

B根据同轴光在表面曲向反射规律，建立表面曲向与图像灰度值数学模型，计算灰度梯度上限g_max、可识别的表面曲向区域像素个数下限n_ω；

C根据定位孔获得方向向量d，计算FPC图像平行、垂直于d方向的灰度梯度矩阵；

D以连续n_ω个像素灰度梯度c∈[g_min,g_max]为条件，获得疑似表面曲向区域，计算疑似表面曲向区域灰度梯度均方差ε，确定是否表面曲向；

E寻找表面曲向区域的真实灰度值并替代表面曲向区域灰度值。

本发明有益效果是：

实现了保留图像中折痕缺陷、挠度阈值可自定义的FPC图像表面曲向消除，还原表面曲向处线路真实情况，提高图像的信噪比与峰值信噪比。

附图说明

图1是本发明所述的FPC表面曲向消除方法流程框图；

图2是表面曲向处光路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

本发明是基于管道外壁温度测量的非接触式管程流体温度测量的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤10、标定相机、确定材料特性、工艺要求，具体参数：物理尺寸与 像素的换算关系S_x＝8.57μm/pixel、S_y＝8.63μm/pixel，灰度梯度下限g_min＝1，线路最小线宽l_min＝50.0μm，表面曲向挠度上限ω_max＝26μm，基材对红光反光度r＝0.90。

步骤20、根据同轴光在表面曲向反射规律，建立表面曲向与图像灰度值数学模型，计算灰度梯度上限g_max＝14、可识别的表面曲向区域像素个数下限n_ω＝7pixel。其中：

1、如附图2，在角度为ω的表面曲向处进入摄像机反射光强I_ω与正常位置反射光强I₀的关系为：I_ω＝I₀cos(2ω)；

2、设FPC允许的表面曲向挠度上限为ω_max、线路的最小线宽为l_min，材料对光源反光度为r，则表面曲向在图像中的灰度梯度上限g_max为：

3、设物理尺寸与像素的换算关系为S_x、S_y，FPC中线路的最小线宽为l_min，则可识别的表面曲向区域像素个数下限n_ω为:

步骤30、计算FPC图像平行、垂直于d的灰度梯度方法为：

1、令图像矩阵P沿方向向量d旋转，旋转后令图像保持原有分辨率，不是整数点的像素值，通过双线性插值得到其灰度值，旋转后图像矩阵为P_r；

2、构建方阵

3、垂直于d的灰度梯度矩阵G_y＝SP_r，平行于d的灰度梯度矩阵

步骤40灰度矩阵G_y、G_x中，疑似表面曲向区域a判定条件为： 为n_ω×1向量，c∈a；表面曲向区 域判定条件为：|a-|a||＜ε_max。

步骤50、寻找表面曲向区域的真实灰度值方法为：

1、将所有表面曲向区域构建连通域，连通域中的灰度最小值为g₀；

2、构建形态学处理基本结构元对连通域进行形态学膨胀处理，膨胀后区域灰度最小值为g₁；

3、则表面曲向区域真实灰度值

4、以真实灰度值替代表面曲向区域灰度值。

上述方式保留图像中折痕缺陷，可自定义挠度阈值消除FPC图像中的表面曲向，还原表面曲向处线路真实情况，提高了图像的信噪比与峰值信噪比。

虽然本发明所揭露的实施方式如上。但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述方法包括：

A确定FPC基材具体参数；

B根据同轴光在表面曲向反射规律，建立表面曲向与图像灰度值数学模型，计算灰度梯度上限g_max、可识别的表面曲向区域像素个数下限n_ω；

设FPC允许的表面曲向挠度上限为ω_max、线路的最小线宽为l_min，材料对光源反光度为r，则表面曲向在图像中的灰度梯度上限g_max为：

$g_{max}=\mathrm{int}\[255\×(1-r)\×(1-cos\frac{2{\mathrm{\ω}}_{max}}{l_{\min }})\]$

C根据定位孔获得方向向量d，计算FPC图像平行、垂直于d方向的灰度梯度矩阵；

D以连续n_ω个像素灰度梯度c∈[g_min,g_max]为条件，获得疑似表面曲向区域，计算疑似表面曲向区域灰度梯度均方差ε，确定是否表面曲向，所述g_min为灰度梯度下限；

E寻找表面曲向区域的真实灰度值并替代表面曲向区域灰度值。

2.如权利要求1所述的FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述FPC基材参数包括材料特性、工艺要求和相机标定，具体包括：物理尺寸与像素的换算关系S_x、S_y，灰度梯度下限g_min，线路最小线宽l_min，表面曲向挠度上限ω_max，材料对光源反光度为r。

3.如权利要求1所述的FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述步骤B中：根据同轴光在表面曲向反射规律，建立的表面曲向与图像灰度值数学模型为：

在角度为ω的表面曲向处进入摄像机反射光强I_ω与正常位置反射光强I₀的关系为：I_ω＝I₀ cos(2ω)；

设物理尺寸与像素的换算关系为S_x、S_y，FPC中线路的最小线宽为l_min，则可识别的表面曲向区域像素个数下限n_ω为:

$n_{\mathrm{\ω}}=\mathrm{int}\[\frac{l_{\min }}{max(S_x,S_y)}\]+2.$

4.如权利要求1所述的FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述步骤C中，计算FPC图像平行、垂直于d的灰度梯度方法为：

令图像矩阵P沿方向向量d旋转，旋转后令图像保持原有分辨率，且不是整数点的像素值，通过双线性插值得到其灰度值，旋转后图像矩阵为P_r；构建方阵则垂直于d的灰度梯度矩阵G_y＝SP_r，平行于d的灰度梯度矩阵G_x＝SP_r ^T。

5.如权利要求1所述的FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述步骤D中，在灰度矩阵G_y、G_x中，疑似表面曲向区域a的判定条件为：

为n_ω×1向量

6.如权利要求1所述的FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述步骤D中，表面曲向区域判定条件为：|a-|a||＜ε_maxa，所述ε_max为表面曲向区域所能取的ε的最大值。

7.如权利要求1所述的FPC图像表面曲向消除方法，其特征在于，所述步骤E中，寻找表面曲向区域的真实灰度值方法为：

将所有表面曲向区域构建连通域，连通域中的灰度最小值为g₀；

构建形态学处理基本结构元对连通域进行形态学膨胀处理，膨胀后区域灰度最小值为g₁；

则表面曲向区域真实灰度值