CN111582286A

CN111582286A - 印刷电路板同质化确定方法和装置

Info

Publication number: CN111582286A
Application number: CN202010354438.5A
Authority: CN
Inventors: 马科; 陈云柯; 杨哲; 葛裴; 张宇华; 张彤
Original assignee: China Academy of Information and Communications Technology CAICT
Current assignee: China Academy of Information and Communications Technology CAICT
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2040-04-29
Also published as: CN111582286B

Abstract

本申请提供了一种印刷电路板同质化确定方法和装置，所述方法包括：获取多个PCB的PCB图像；对PCB图像进行分块；获取块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息；计算PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差；在所述PCB图像中标注指定模块，并记录指定模块的位置信息；对具有相同指定模块的PCB图像，两两计算PCB图像的第一相似度；使用指定模块的位置信息两两计算PCB图像的第二相似度；当确定第一相似度大于第一预设阈值，且第二相似度大于第二预设阈值时，确定两个所述PCB图像对应的PCB为同质化产品。该方法能够在低成本条件下，提高鉴别同质化的效率和准确性。

Description

印刷电路板同质化确定方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种印刷电路板同质化确定方法和装置。

背景技术

目前网络设备的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)同质化检查基本是采用人眼比对的方式进行，通过人工检查两个产品的PCB各模块的布局以及走线位置等，确定是否为同质化产品。

人眼比对的方式过于依赖人的主观意识以及经验，且在面对多型号的PCB对比时将会耗费大量人力、物力，且效率和准确率不高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种印刷电路板同质化确定方法和装置，能够在低成本条件下，提高鉴别同质化的效率和准确性。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

在一个实施例中，提供了一种印刷电路板PCB同质化确定方法，所述方法包括：

获取多个PCB的PCB图像；

以预设步长为单位的网格对所述PCB图像进行分块；

获取所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息；

使用所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息计算所述PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差；

根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块，并记录所述指定模块的位置信息；

对具有相同指定模块的PCB图像，使用所述PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差两两计算所述PCB图像的第一相似度；

使用所述PCB图像中的指定模块的位置信息两两计算所述PCB图像的第二相似度；

当确定第一相似度大于第一预设阈值，且第二相似度大于第二预设阈值时，确定两个所述PCB图像对应的PCB为同质化产品。

在另一个实施例中，提供了一种印刷电路板PCB同质化确定装置，所述装置包括：获取单元、分块单元、第一计算单元、标注单元、第二计算单元和确定单元；

所述获取单元，用于获取多个PCB的PCB图像；

所述分块单元，用于以预设步长为单位的网格对所述获取单元获取的PCB图像进行分块；

所述第一计算单元，用于获取所述分块单元所分的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息；使用所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息计算所述PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差；

所述标注单元，用于根据所述第一计算单元计算的PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块，并记录所述指定模块的位置信息；

所述第二计算单元，用于对所述标注单元中具有相同指定模块的PCB图像，使用所述第一计算单元计算的PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差两两计算所述PCB图像的第一相似度；使用所述PCB图像中的指定模块的位置信息两两计算所述PCB图像的第二相似度；

所述确定单元，用于当确定所述第二计算单元计算的第一相似度大于第一预设阈值，且第二相似度大于第二预设阈值时，确定两个所述PCB图像对应的PCB为同质化产品。

在另一个实施例中，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如所述印刷电路板同质化确定方法的步骤。

在另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述印刷电路板同质化确定方法的步骤。

由上面的技术方案可见，上述实施例中通过采集PCB的PCB图像，利用图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息等信息，识别出PCB中的指定模块，并通过确定不同PCB图像中指定模块的位置的相似性，以及PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的相似性，确定不同PCB图像对应的PCB是否被同质化。该方案能够通过图像处理确定不同PCB是否为同质化产品，能够在低成本条件下，提高鉴别同质化的效率和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中实现印刷电路板同质化确定流程示意图；

图2为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面以具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本申请实施例中提供了一种印刷电路板同质化确定方法。通过采集PCB的PCB图像，利用图像的红绿蓝(RGB)直方图、亮度、对比度和结构对比信息等信息，识别出PCB中的指定模块，并通过确定不同PCB图像中指定模块的位置的相似性，以及PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的相似性，确定不同PCB图像对应的PCB是否被同质化。该方案能够通过图像处理确定不同PCB是否为同质化产品，能够在低成本条件下，提高鉴别同质化的效率和准确性。

下面结合附图，详细说明本申请实施例中实现印刷电路板同质化确定过程。

确定印刷电路板是否同质化的装置可以简称为确定装置。

参见图1，图1为本申请实施例中实现印刷电路板同质化确定流程示意图。

具体步骤为：

步骤101，获取多个PCB的PCB图像。

这里的多个PCB的PCB图像可以为大量PCB的PCB图像，以便进行批量处理，也可以是两个PCB的PCB图像。

本申请实施例中获取多个PCB的PCB图像时，可以现行采集获取，也可以使用存储的多个PCB的PCB图像。

针对现场采集PCB的PCB图像的具体过程可以通过如下方式但不限于下述方式的实现：

第一步、在相同环境条件，且相同位置条件下采集PCB的图像。

相同环境下，如采集PCB的图像时，固化周围光源等采集环境。

相同位置，指采集图像的装置与PCB的相对位置相同。

在采集过程中保证采集装置与PCB相对静止。

通过上述采集过程保证在相同条件下采集不同PCB的图像，便于提高PCB同质化鉴别的准确性。

其中，采集装置可以与本申请的确定装置集于一个装置，也可以为分别部署的两个装置，采集装置将采集到的PCB的图像发送给所述确定装置。

第二步、将采集到的PCB图像基于色彩特征提取分离获取所述图像中的PCB的主体图像，作为获取到的PCB图像。

将采集到的PCB图像基于色彩特征提取分离获取所述图像中的PCB的主体图像，包括：

将采集的PCB的图像进行色彩特征块提取，以PCB板的四周作为边界，标识出图像的主体部分，将图像进行裁剪，裁剪后保留下的图像为PCB的主体图像。

步骤102，以预设步长为单位的网格对所述PCB图像进行分块。

这里的预设步长可以根据实际需要设置。

将预设步长对应的网格所围像素作为一个分块。

步骤103，获取所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息。

本步骤中获取每个分块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的过程为：

首先将每个分块的彩色图像分为RGB三通道，并计算对应的直方图；

然后计算图像的平均灰度，并以平均灰度值结合函数计算出图像亮度；

接着根据函数计算出图像对比度；

最后结合亮度和对比度结果根据结构对比函数计算图像结构特性。

步骤104，使用所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息计算所述PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差。

本步骤中使用划分的各块的RGB直方图计算RGB直方图的均值，方差和协方差；作为PCB图像的RGB直方图的均值，方差和协方差

使用划分的各块的亮度计算亮度的均值、方差和协方差；作为PCB图像的亮度的均值、方差和协方差；

使用划分的各块的对比度计算对比度的均值、方差和协方差；作为PCB图像的对比度的均值、方差和协方差；

使用划分的各块的结构对比信息计算结构对比信息的均值、方差和协方差；作为PCB图像的结构对比信息的均值、方差和协方差。

计算各分块各信息的均值、方差和协方差时可以但不限于采用高斯加权方式进行计算。

步骤105，根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块，并记录所述指定模块的位置信息。

在具体实现时，预先设置指定模块，设置的指定模块可以包括但不限于下述模块：

中央处理器、网络处理器、内存、网络接口。

针对每个模块具有自身的模块特征，如颜色与主体PCB板的颜色不同等。

具体实现根据网络设备PCB板的模块特征，标注出指定模块的具体实现可以为：

根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息，结合边缘增强、轮廓检测，基于特征函数分离出所述图像中的指定模块，并标注出分离出的指定模块。

在标注出PCB图像中的指定模块后，以PCB图像中的指定位置为坐标原点，确定各指定模块的位置坐标，如可以给出模块的中心点，上下左右的边界的中心点的坐标作为指定模块的位置信息，但是具体实现时不限于上述位置信息的确定方式。

步骤106，对具有相同指定模块的PCB图像，使用所述PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差两两计算所述PCB图像的第一相似度。

对具有相同指定模块的PCB图像，即两个PCB图像具有的指定模块的个数和名称均相同；如都具有网络处理器和内存；

如果一个PCB图像具有网络处理器、内存，另一个PCB图像具有网络处理器、内存和网络接口，则确定两个PCB图像不具有相同指定模块；

如果一个PCB图像具有网络处理器、内存，另一个PCB图像具有中央处理器、内存，则确定两个PCB图像不具有相同指定模块。

对于不具有相同指定模块的两个PCB图像，直接确定两个PCB图像对应的PCB未同质化。

本申请实施例中在计算第一相似度时，计算的是两个PCB图像的相似度，也就是说如果有多个PCB图像，则需要两两分别计算其对应的相似度；

具体实现时，可以使用余弦相似度、欧式距离等相似度算法进行相似度计算，且不限于上述举例的相似度算法。

在使用相似度算法计算第一相似度时，输入的是两个PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息分别对应的均值、方差和协方差，输出的为两个PCB图像的相似度，即第一相似度。

步骤107，使用所述PCB图像中的指定模块的位置信息两两计算所述PCB图像的第二相似度。

本申请实施例中在计算第二相似度时，计算的是两个PCB图像中标注的指定模块的位置信息的相似度，也就是说如果有多个PCB图像，则需要两两分别计算其指定模块的位置信息对应的相似度；

在使用相似度计算第二相似度时，输入的是两个PCB图像包括的对应指定模块的位置信息；输出的位置信息对应的相似度，即第二相似度。

步骤107和步骤108的实现不分先后顺序。

步骤108，当确定第一相似度大于第一预设阈值，且第二相似度大于第二预设阈值时，确定两个所述PCB图像对应的PCB为同质化产品。

第一预设阈值和第二预设阈值可以根据经验，根据实际需要设置。

至此完成PCB是否同质化的鉴别。

在本申请实施例中，通过对各PCB板进行图像采集后，分块提取图像的RGB直方图、亮度、对比度、结构对比信息，并根据特征标注PCB板的中央处理器、网络处理器、内存、网络接口等模块并导入数据库，采用相同模块的PCB板两两比对的方式，比对PCB板图像文件的RGB直方图、亮度、对比度、结构对比信息，以及各模块的相对位置，并进行相似性计算，由此鉴别PCB板是否为同质化产品。相较于现有的人眼比对PCB板的方式，可以避免人为主观因素的影响而造成的误判，且提升批量处理的能力。具体来说，使用本发明提供的技术方案，能够以较小的运算量，批量准确识别出PCB板图像的RGB直方图、亮度、对比度、结构对比以及PCB板各模块相对位置等指标不同，但PCB板有微小差别或无差别的若干产品，从而鉴别网络设备PCB板同质化。

针对批量PCB的PCB图像，本申请实施例确定PCB是否为同质化产品可以通过如下两种方式：

第一种，分别使用两两PCB的PCB图像分别确定两个PCB是否为同质化产品。

第二种，当确定所述多个PCB中的第一PCB和第二PCB为同质化产品，且第一PCB和第三PCB为同质化产品时，确定第二PCB和第三PCB为同质化产品。

通过相似性的传递性批量确定PCB是否为同质化产品。

基于同样的发明构思，本申请实施例中还提供一种印刷电路板同质化确定装置。参见图2，图2为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。所述装置包括：获取单元201、分块单元202、第一计算单元203、标注单元204、第二计算单元205和确定单元206；

获取单元201，用于获取多个PCB的PCB图像；

分块单元202，用于以预设步长为单位的网格对获取单元201获取的PCB图像进行分块；

第一计算单元203，用于获取分块单元202所分的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息；使用所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息计算所述PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差；

标注单元204，用于根据第一计算单元203计算的PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块，并记录所述指定模块的位置信息；

第二计算单元205，用于对标注单元204中具有相同指定模块的PCB图像，使用第一计算单元203计算的PCB图像的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息的均值、方差和协方差两两计算所述PCB图像的第一相似度；使用所述PCB图像中的指定模块的位置信息两两计算所述PCB图像的第二相似度；

确定单元206，用于当确定第二计算单元205计算的第一相似度大于第一预设阈值，且第二相似度大于第二预设阈值时，确定两个所述PCB图像对应的PCB为同质化产品。

其中，所述指定模块包括：中央处理器、网络处理器、内存、网络接口；

所述位置信息为坐标信息。

优选地，

获取单元，进一步用于在相同环境条件，且相同位置条件下采集PCB的图像；并将采集到的PCB图像基于色彩特征提取分离获取所述图像中的PCB的主体图像，作为获取到的PCB图像。

优选地，

标注单元204，具体用于根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块时，根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息，结合边缘增强、轮廓检测，基于特征函数分离出所述图像中的指定模块，并标注出分离出的指定模块。

优选地，

确定单元206，进一步用于当确定所述多个PCB中的第一PCB和第二PCB为同质化产品，且第一PCB和第三PCB为同质化产品时，确定第二PCB和第三PCB为同质化产品。

在另一个实施例中，还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述印刷电路板同质化确定方法的步骤。

在另一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时可实现所述印刷电路板同质化确定方法中的步骤。

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(Processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(Memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行如下方法：

获取多个PCB的PCB图像；

以预设步长为单位的网格对所述PCB图像进行分块；

获取所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息；

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种印刷电路板PCB同质化确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多个PCB的PCB图像；

以预设步长为单位的网格对所述PCB图像进行分块；

获取所述块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在相同环境条件，且相同位置条件下采集PCB的图像；

并将采集到的PCB图像基于色彩特征提取分离获取所述图像中的PCB的主体图像，作为获取到的PCB图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定模块包括：中央处理器、网络处理器、内存、网络接口；

所述位置信息为坐标信息。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当确定所述多个PCB中的第一PCB和第二PCB为同质化产品，且第一PCB和第三PCB为同质化产品时，确定第二PCB和第三PCB为同质化产品。

6.一种印刷电路板PCB同质化确定装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元、分块单元、第一计算单元、标注单元、第二计算单元和确定单元；

所述获取单元，用于获取多个PCB的PCB图像；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述标注单元，具体用于根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息在所述PCB图像中标注指定模块时，根据所述PCB图像的块的RGB直方图、亮度、对比度和结构对比信息，结合边缘增强、轮廓检测，基于特征函数分离出所述图像中的指定模块，并标注出分离出的指定模块。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

所述确定单元，进一步用于当确定所述多个PCB中的第一PCB和第二PCB为同质化产品，且第一PCB和第三PCB为同质化产品时，确定第二PCB和第三PCB为同质化产品。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5所述的方法。