CN114862793A - Pcb喷墨打印图像的比对方法及系统 - Google Patents

Pcb喷墨打印图像的比对方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种PCB喷墨打印图像的比对方法及系统,所述方法包括:步骤1:获取基准图像和校对图像;步骤2:选定两个图像的有效区域,去除空白内容;步骤3:使两图像的分辨率保持一致;步骤4:将两图像进行叠加,按生成差异图;步骤5:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响;步骤6:查找其中的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示。本发明利用计算机视觉技术来实现目标图像的差异比较,可以大大降低操作过程中来自于人为因素的影响,通过利用计算机视觉技术来实现目标图像的差异比较,提升效率的同时也提高喷墨打印的准确性。

Description

PCB喷墨打印图像的比对方法及系统
技术领域
本发明涉及PCB喷墨打印技术领域,尤其涉及一种PCB喷墨打印图像的比对方法及系统。
背景技术
PCB(即印制电路板)字符喷墨打印机是计算机技术在PCB行业中的应用,既能方便快捷地生产PCB板,又有利于“降污减排”的环境保护,符合“绿色生产”的要求,同时能提升企业在PCB行业的竞争力,降低企业成本,提升企业利润,从而提升企业的核心竞争力。
随着科技的进步和电子产品的普及,印制电路板(printed circuit board,PCB)在当今的电子产品中已成为不可或缺的一部分。传统的PCB制作一般采用加成法,不仅工序流程复杂、原材料消耗大,并且产生的废水废弃物对环境造成了极大地危害;另外,由于受到生产模式的制约,传统的PCB生产方式在制造精度上也存在着无法克服的问题。PCB喷墨打印技术在缩短生产周期、降低生产成本、提高生产精度、减少环境污染等方面具有诸多优势,逐渐成为PCB生产的主流。近年来,采用喷墨打印技术的PCB喷墨打印机的研究也日趋成熟,已经逐渐应用到PCB的生产制造中。图形光栅化在PCB喷墨打印机中占据着重要的位置,研究PCB打印机图形光栅化质量改进方法对于提高PCB的制造精度具有重大意义。
光栅是PCB字符喷墨打印软件中不可缺少的重要环节,其目的是利用PCB字符喷墨打印软件将Gerber文件解析成为需要打印到PCB板上的基本图像矩阵,并确保图像矩阵与实际文件相匹配,这是PCB字符喷墨打印机运作的基础条件之一。而现有检测图像是否匹配的方法主要通过人眼识别,这种方法存在一定的缺陷,人眼识别费时费力并且精度也很难保证。
目前对于PCB喷墨打印软件光栅效果的检查都是采用人眼对比Genesis软件所解析的文件图像和打印软件所解析的图像,但是由于所生成的图像通常较大,人的精力有限,在对比的过程中难免出现因为审视疲劳而导致看漏看错的情况;其次由于图像较大所以人眼识别在速率上也没办法得到保证。
总的来说通过人眼进行图像的对比费事费力还没办法保证精确度,而在PCB喷墨打印这个需要高精度打印效果的行业,原始图像的精度是相当重要的。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种PCB喷墨打印图像的比对方法及系统,以实现更快更精准的进行图像光栅效果的差异排查。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提出了一种PCB喷墨打印图像的比对方法,包括:
步骤1:获取对应料号的PCB喷墨打印的基准图像和用于PCB喷墨打印的待比对的校对图像;
步骤2:选定两个图像的有效区域,去除两个图像的有效区域外的空白内容;
步骤3:缩小两个图像中分辨率较高的那个图像的分辨率,使两图像的分辨率保持一致;
步骤4:将两图像进行叠加,按图像的像素点进行位操作,确定两图像每一个像素点位置的差异,生成一个显示两个图像不同之处的差异图;
步骤5:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响,得到腐蚀处理后的图片;
步骤6:对腐蚀处理后的图片进行遍历,查找其中还存在的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示,差异位置通过高亮进行标明。
进一步地,步骤5中,利用3*3的核对差异图进行中心点腐蚀操作,其中,腐蚀运算公式为:g(x,y) = erode[f(x,y),B] = AND[Bf(x,y)]其中,g(x,y)为腐蚀后的二值图像,f(x,y)为原始二值图像,B为结构元素,Bf(x,y)定义为Bf(x,y) = {f(x - bx,y-by),(bx,by)∈B},算子AND(x(i),...,x(n))定义为:当且仅当x(1) = ... = x(n) = 1时,AND(x(1),...,x(n))等于1,否则为0。
进一步地,步骤1中,利用Genesis软件导出对应料号的PCB喷墨打印的PDF文件,再将PDF文件转换为PNG文件,将该PNG文件作为基准图像;利用PCB喷墨打印软件解析对应料号的Gerber文件,并将解析结果储存为PNG图像文件,将该PNG图像文件作为校对图像。
进一步地,步骤2中,将两个图像导入Mat图像容器当中,并进行有效区域定位、尺寸修改、以及二值化操作,使两个图像的左上角和右下角位置分别为该图像左上方向和右下方向的第一个有效像素。
进一步地,步骤6中,将差异图叠加到校对图像的之上得到差异叠加图,输出显示差异叠加图。
相应地,本发明实施例还提供了一种PCB喷墨打印图像的比对系统,包括:
图像获取模块:获取对应料号的PCB喷墨打印的基准图像和用于PCB喷墨打印的待比对的校对图像;
图像预处理模块:选定两个图像的有效区域,去除两个图像的有效区域外的空白内容;
图像调整模块:缩小两个图像中分辨率较高的那个图像的分辨率,使两图像的分辨率保持一致;
图像比对模块:将两图像进行叠加,按图像的像素点进行位操作,确定两图像每一个像素点位置的差异,生成一个显示两个图像不同之处的差异图;
图像腐蚀模块:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响,得到腐蚀处理后的图片;
结果输出模块:对腐蚀处理后的图片进行遍历,查找其中还存在的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示,差异位置通过高亮进行标明。
进一步地,图像腐蚀模块利用3*3的核对差异图进行中心点腐蚀操作,其中,腐蚀运算公式为:g(x,y) = erode[f(x,y),B] = AND[Bf(x,y)]其中,g(x,y)为腐蚀后的二值图像,f(x,y)为原始二值图像,B为结构元素,Bf(x,y)定义为Bf(x,y) = {f(x - bx,y-by),(bx,by)∈B},算子AND(x(i),...,x(n))定义为:当且仅当x(1) = ... = x(n) = 1时,AND(x(1),...,x(n))等于1,否则为0。
进一步地,图像获取模块利用Genesis软件导出对应料号的PCB喷墨打印的PDF文件,再将PDF文件转换为PNG文件,将该PNG文件作为基准图像;利用PCB喷墨打印软件解析对应料号的Gerber文件,并将解析结果储存为PNG图像文件,将该PNG图像文件作为校对图像。
进一步地,图像预处理模块将两个图像导入Mat图像容器当中,并进行有效区域定位、尺寸修改、以及二值化操作,使两个图像的左上角和右下角位置分别为该图像左上方向和右下方向的第一个有效像素。
进一步地,结果输出模块将差异图叠加到校对图像的之上得到差异叠加图,输出显示差异叠加图。
本发明的有益效果为:本发明利用计算机视觉技术来实现目标图像的差异比较,可以大大降低操作过程中来自于人为因素的影响,通过利用计算机视觉技术来实现目标图像的差异比较,提升效率的同时也提高喷墨打印的准确性;相较于现有技术利用人眼识别的方式,本发明可以做到降低人力成本、提高图像对比的效率和精度,并且可以实现大批量图片的对比操作。
附图说明
图1是本发明实施例的PCB喷墨打印图像的比对方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的图像腐蚀的原理图。
图3是本发明实施例的PCB喷墨打印图像的比对系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明用于比对PCB字符喷墨打印软件所解析出的基准图像与校对图像差异,以求更快更精准的进行图像光栅效果的差异排查。因光栅图像的准确性将会直接影响PCB字符喷墨打印机的打印成果,如果在光栅图像上都存在问题,那么务必会导致打印结果出现错误;所以对于光栅图像的检测是必不可少的一项流程,但目前通过人眼观察来确定图像差异的方式效率低下,并且难以保证准确度,人眼识别难免会出现看漏或则看错的情况。
请参照图1,本发明实施例的PCB喷墨打印图像的比对方法包括步骤1~步骤6。
步骤1:获取对应料号的PCB喷墨打印的基准图像(即标准图像)和用于PCB喷墨打印的待比对的校对图像。本发明通过Genesis软件进行料号读取,并导出其生成的PDF中间文件,利用Python中的pymupdf库,将Genesis导出的PDF中间文件转换为PNG文件;利用PCB字符喷墨打印软件获取光栅结果的PNG图像文件。
步骤2:选定两个图像的有效区域,去除两个图像的有效区域外的空白内容。因为两个图像的基准点不一致,在实际图像的周围可能存在一部分空白的无效区域,所以需要对图像进行有效区域的选定操作,保证两张图像的左上角位置为该图像的第一个有效像素。
步骤3:缩小两个图像中分辨率较高的那个图像的分辨率,使两图像的分辨率保持一致。由于通过PCB喷墨打印软件解析所生成图像文件的分辨率不固定,所以需要在进行比对之前需要保证两图像的分辨率一致,由于图像放大可能导致失真的情况出现,所以在这里选择比较两个图像当中分辨率较小的一个作为比对分辨率,将分辨率大的按照该分辨率进行等比例缩小。
步骤4:将两图像进行叠加,按图像的像素点进行位操作,确定两图像每一个像素点位置的差异,生成一个显示两个图像不同之处的差异图。
步骤5:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响,得到腐蚀处理后的图片。
步骤6:对腐蚀处理后的图片进行遍历,查找其中还存在的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示,其中,差异位置通过高亮进行标明,方便对应的工作人员能直观的看到两个图像之间的差异。
作为一种实施方式,请参照图2,步骤5中,利用3*3的核对差异图进行中心点腐蚀操作,其中,腐蚀运算公式为:g(x,y) = erode[f(x,y),B] = AND[Bf(x,y)]其中,g(x,y)为腐蚀后的二值图像,f(x,y)为原始二值图像,B为结构元素,Bf(x,y)定义为Bf(x,y) = {f(x- bx,y-by),(bx,by)∈B},算子AND(x(i),...,x(n))定义为:当且仅当x(1) = ... = x(n)= 1时,AND(x(1),...,x(n))等于1,否则为0。即通过平滑卷积核区域与需处理的图像进行与预算,当卷积核区域内所有像素点值为1,则将该区域中间像素点的值赋为1,其余部分为0;当卷积核区域内存在像素点值为0,则该部分所有像素点的值赋为0,去掉一部分毛刺和单像素闪点现象。
作为一种实施方式,步骤1中,利用Genesis软件导出对应料号的PCB喷墨打印的PDF文件,再将PDF文件转换为PNG文件,将该PNG文件作为基准图像;利用PCB喷墨打印软件解析对应料号的Gerber文件,并将解析结果储存为PNG图像文件,将该PNG图像文件作为校对图像。
作为一种实施方式,步骤2中,将两个图像导入Mat图像容器当中,调用的Opencv库当中的现有函数,进行有效区域定位、尺寸修改、以及二值化操作,使两个图像的左上角和右下角位置分别为该图像左上方向和右下方向的第一个有效像素。即利用Opencv图像处理库进行图片的二值化、有效区域选择以及腐蚀处理,找到整个图像像素点矩阵当中左上角和右下角第一个亮的像素点,即可得到图像的有效区域。
作为一种实施方式,步骤6中,将差异图叠加到校对图像的之上得到差异叠加图,输出显示差异叠加图。本发明的差异图是两个图片做比较之后,所存储下来的亮点图,该图像当中只有两个图像之间不同的地方。本发明的差异叠加图是将差异图叠加到两个图像的其中一个之上,但是颜色和透明度上会有区分。本发明的差异图方便用户查看到底有多少的差异点,差异叠加图方便用户查看差异点在图像的那个位置。
请参照图3,本发明实施例还提供了一种PCB喷墨打印图像的比对系统,包括:
图像获取模块:获取对应料号的PCB喷墨打印的基准图像和用于PCB喷墨打印的待比对的校对图像;
图像预处理模块:选定两个图像的有效区域,去除两个图像的有效区域外的空白内容;
图像调整模块:缩小两个图像中分辨率较高的那个图像的分辨率,使两图像的分辨率保持一致;
图像比对模块:将两图像进行叠加,按图像的像素点进行位操作,确定两图像每一个像素点位置的差异,生成一个显示两个图像不同之处的差异图;
图像腐蚀模块:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响,得到腐蚀处理后的图片;
结果输出模块:对腐蚀处理后的图片进行遍历,查找其中还存在的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示,差异位置通过高亮进行标明。
作为一种实施方式,图像腐蚀模块利用3*3的核对差异图进行中心点腐蚀操作,其中,腐蚀运算公式为:g(x,y) = erode[f(x,y),B] = AND[Bf(x,y)]其中,g(x,y)为腐蚀后的二值图像,f(x,y)为原始二值图像,B为结构元素,Bf(x,y)定义为Bf(x,y) = {f(x - bx,y-by),(bx,by)∈B},算子AND(x(i),...,x(n))定义为:当且仅当x(1) = ... = x(n) = 1时,AND(x(1),...,x(n))等于1,否则为0。
作为一种实施方式,图像获取模块利用Genesis软件导出对应料号的PCB喷墨打印的PDF文件,再将PDF文件转换为PNG文件,将该PNG文件作为基准图像;利用PCB喷墨打印软件解析对应料号的Gerber文件,并将解析结果储存为PNG图像文件,将该PNG图像文件作为校对图像。
作为一种实施方式,图像预处理模块将两个图像导入Mat图像容器当中,并进行有效区域定位、尺寸修改、以及二值化操作,使两个图像的左上角和右下角位置分别为该图像左上方向和右下方向的第一个有效像素。
作为一种实施方式,结果输出模块将差异图叠加到校对图像的之上得到差异叠加图,输出显示差异叠加图。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种PCB喷墨打印图像的比对方法,其特征在于,包括:
步骤1:获取对应料号的PCB喷墨打印的基准图像和用于PCB喷墨打印的待比对的校对图像;
步骤2:选定两个图像的有效区域,去除两个图像的有效区域外的空白内容;
步骤3:缩小两个图像中分辨率较高的那个图像的分辨率,使两图像的分辨率保持一致;
步骤4:将两图像进行叠加,按图像的像素点进行位操作,确定两图像每一个像素点位置的差异,生成一个显示两个图像不同之处的差异图;
步骤5:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响,得到腐蚀处理后的图片;
步骤6:对腐蚀处理后的图片进行遍历,查找其中还存在的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示,差异位置通过高亮进行标明。
2. 如权利要求1所述的PCB喷墨打印图像的比对方法,其特征在于,步骤5中,利用3*3的核对差异图进行中心点腐蚀操作,其中,腐蚀运算公式为:g(x,y) = erode[f(x,y),B] =AND[Bf(x,y)]其中,g(x,y)为腐蚀后的二值图像,f(x,y)为原始二值图像,B为结构元素,Bf(x,y)定义为Bf(x,y) = {f(x - bx,y-by),(bx,by)∈B},算子AND(x(i),...,x(n))定义为:当且仅当x(1) = ... = x(n) = 1时,AND(x(1),...,x(n))等于1,否则为0。
3.如权利要求1所述的PCB喷墨打印图像的比对方法,其特征在于,步骤1中,利用Genesis软件导出对应料号的PCB喷墨打印的PDF文件,再将PDF文件转换为PNG文件,将该PNG文件作为基准图像;利用PCB喷墨打印软件解析对应料号的Gerber文件,并将解析结果储存为PNG图像文件,将该PNG图像文件作为校对图像。
4.如权利要求1所述的PCB喷墨打印图像的比对方法,其特征在于,步骤2中,将两个图像导入Mat图像容器当中,并进行有效区域定位、尺寸修改、以及二值化操作,使两个图像的左上角和右下角位置分别为该图像左上方向和右下方向的第一个有效像素。
5.如权利要求1所述的PCB喷墨打印图像的比对方法,其特征在于,步骤6中,将差异图叠加到校对图像的之上得到差异叠加图,输出显示差异叠加图。
6.一种PCB喷墨打印图像的比对系统,其特征在于,包括:
图像获取模块:获取对应料号的PCB喷墨打印的基准图像和用于PCB喷墨打印的待比对的校对图像;
图像预处理模块:选定两个图像的有效区域,去除两个图像的有效区域外的空白内容;
图像调整模块:缩小两个图像中分辨率较高的那个图像的分辨率,使两图像的分辨率保持一致;
图像比对模块:将两图像进行叠加,按图像的像素点进行位操作,确定两图像每一个像素点位置的差异,生成一个显示两个图像不同之处的差异图;
图像腐蚀模块:对差异图进行中心点腐蚀操作,去除单像素影响,得到腐蚀处理后的图片;
结果输出模块:对腐蚀处理后的图片进行遍历,查找其中还存在的差异点个数,并结合差异叠加图输出显示,差异位置通过高亮进行标明。
7. 如权利要求6所述的PCB喷墨打印图像的比对系统,其特征在于,图像腐蚀模块利用3*3的核对差异图进行中心点腐蚀操作,其中,腐蚀运算公式为:g(x,y) = erode[f(x,y),B] = AND[Bf(x,y)]其中,g(x,y)为腐蚀后的二值图像,f(x,y)为原始二值图像,B为结构元素,Bf(x,y)定义为Bf(x,y) = {f(x - bx,y-by),(bx,by)∈B},算子AND(x(i),...,x(n))定义为:当且仅当x(1) = ... = x(n) = 1时,AND(x(1),...,x(n))等于1,否则为0。
8.如权利要求6所述的PCB喷墨打印图像的比对系统,其特征在于,图像获取模块利用Genesis软件导出对应料号的PCB喷墨打印的PDF文件,再将PDF文件转换为PNG文件,将该PNG文件作为基准图像;利用PCB喷墨打印软件解析对应料号的Gerber文件,并将解析结果储存为PNG图像文件,将该PNG图像文件作为校对图像。
9.如权利要求6所述的PCB喷墨打印图像的比对系统,其特征在于,图像预处理模块将两个图像导入Mat图像容器当中,并进行有效区域定位、尺寸修改、以及二值化操作,使两个图像的左上角和右下角位置分别为该图像左上方向和右下方向的第一个有效像素。
10.如权利要求6所述的PCB喷墨打印图像的比对系统,其特征在于,结果输出模块将差异图叠加到校对图像的之上得到差异叠加图,输出显示差异叠加图。
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