本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)處理領域，具體涉及一種基于計算機視覺的pcba板表面缺陷檢測方法。

背景技術：

1、在電子制造行業(yè)，印刷電路板裝配(printed?circuit?board?assembly，pcba)板作為核心組件，承載著精密的電子元器件，通過焊接工藝實現(xiàn)電氣連接和機械支撐，其質(zhì)量直接影響電子產(chǎn)品的整體性能和可靠性。pcba板的焊接過程中，焊點的形成是決定pcba板質(zhì)量的關鍵步驟。理想的焊點應呈現(xiàn)良好的金屬結合，確保元器件與電路板之間的電氣連續(xù)性和機械穩(wěn)定性。然而，pcba板在焊接過程中可能因多種因素導致焊點缺陷，其中虛焊點是最常見的問題之一，它表現(xiàn)為焊點未能與焊盤或元器件引腳形成完整的金屬接觸，影響了電路的導通性和電子產(chǎn)品的可靠性。為了確保pcba板的質(zhì)量，需要對pcba板在焊接過程中的焊點進行檢測。

2、在一些場景下，pcba板的焊點區(qū)域由于其表面粗糙且像素灰度分布不均勻容易形成噪聲點從而造成焊點區(qū)域邊緣模糊。且使用高斯濾波對pcba板的灰度圖像進行平滑處理時無法完全去除這些噪聲點，從而導致在篩選焊點區(qū)域邊緣的像素點時容易誤判，也就無法獲得準確的焊點區(qū)域的邊緣輪廓，影響了對虛焊區(qū)域識別的準確性以及對pcba板的質(zhì)量的判斷。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決虛焊區(qū)域的識別準確性較低的技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于計算機視覺的pcba板表面缺陷檢測方法，所采用的技術方案具體如下：

2、本技術實施例提供了一種基于計算機視覺的pcba板表面缺陷檢測方法，包括：從pcba板的表面灰度圖像中確定焊點區(qū)域；確定所述焊點區(qū)域的初始焊點邊緣輪廓，所述初始焊點邊緣輪廓包括多個邊緣像素點；根據(jù)所述初始焊點邊緣輪廓中當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度強度和梯度方向，確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境異常程度，所述梯度環(huán)境異常程度表征所述當前的邊緣像素點屬于真實虛焊點邊緣的可能性，所述連通方向為與所述當前的邊緣像素點相鄰的多個相鄰像素點的方向；根據(jù)所述當前的邊緣像素點的鄰域窗口中各像素點的灰度值，確定所述當前的邊緣像素點的損失程度，所述損失程度表征所述當前的邊緣像素點趨近于真實焊點邊緣的趨近程度；利用所述梯度環(huán)境異常程度和所述損失程度對所述初始焊點邊緣輪廓進行修正，得到所述焊點區(qū)域的最終焊點區(qū)域邊緣輪廓；將所述最終焊點區(qū)域邊緣輪廓與標準焊點邊緣輪廓進行對比，以識別所述焊點區(qū)域是否存在虛焊缺陷。

3、可選的，根據(jù)所述初始焊點邊緣輪廓中當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度強度和梯度方向，確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境異常程度包括：確定所述當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度強度和梯度方向；根據(jù)所述梯度強度和所述梯度方向確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境因子，所述梯度環(huán)境因子表征所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境的環(huán)境優(yōu)劣程度；根據(jù)所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境因子與所述焊點區(qū)域中其他像素點的梯度環(huán)境因子，確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境異常程度。

4、可選的，根據(jù)所述梯度強度和所述梯度方向確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境因子包括：根據(jù)所述當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度強度，確定所述當前的邊緣像素點的平均梯度強度，和根據(jù)所述當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度方向，確定所述當前的邊緣像素點的平均梯度方向；計算所述平均梯度強度和所述平均梯度方向所在角度的余弦值的第一乘積，以及所述當前的邊緣像素點在各個所述連通方向上梯度強度和梯度方向所在角度的余弦值的第二乘積；利用所述第一乘積和所述第二乘積確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境因子。

5、可選的，根據(jù)所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境因子與所述焊點區(qū)域中其他像素點的梯度環(huán)境因子，確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境異常程度包括：確定所述焊點區(qū)域中其他像素點的梯度環(huán)境因子的平均梯度環(huán)境因子；確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境因子與所述平均梯度環(huán)境因子的差值的絕對值為所述梯度環(huán)境異常程度。

6、可選的，確定所述當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度強度和梯度方向包括：使用sobel算子確定所述當前的邊緣像素點在各連通方向的水平方向的第一梯度值和垂直方向的第二梯度值；根據(jù)所述第一梯度值和所述第二梯度值確定所述當前的邊緣像素點的梯度強度和梯度方向。

7、可選的，根據(jù)所述當前的邊緣像素點的鄰域窗口中各像素點的灰度值，確定所述當前的邊緣像素點的損失程度包括：以所述當前的邊緣像素點為中心確定所述當前的邊緣像素點的鄰域窗口，所述鄰域窗口被所述初始焊點邊緣輪廓劃分為相互鄰接的第一部分和第二部分；根據(jù)所述第一部分中各像素點的第一灰度值和所述第二部分中各像素點的第二灰度值，確定所述當前的邊緣像素點的損失程度。

8、可選的，根據(jù)所述第一部分中各像素點的第一灰度值和所述第二部分中各像素點的第二灰度值，確定所述當前的邊緣像素點的損失程度包括：分別計算所述第一部分中各像素點與所述第二部分中各像素點的差值的平方值；對各所述平方值疊加后與所述鄰域窗口中所有像素點的數(shù)量作比，得到灰度值差異程度；利用歸一化反函數(shù)對所述灰度值差異程度進行運算，得到所述損失程度。

9、可選的，利用所述梯度環(huán)境異常程度和所述損失程度對所述初始焊點邊緣輪廓進行修正，得到所述焊點區(qū)域的最終焊點區(qū)域邊緣輪廓包括：利用所述梯度環(huán)境異常程度和所述損失程度確定所述當前的邊緣像素點的邊緣曲線修正參數(shù)；從所述焊點區(qū)域的所有像素點中選取所述邊緣曲線修正參數(shù)大于閾值的邊緣像素點為最終邊緣像素點，將所述焊點區(qū)域的初始焊點邊緣輪廓中所述邊緣曲線修正參數(shù)不大于所述閾值的邊緣像素點標記為噪聲點；將各所述最終邊緣像素點進行連接，得到所述最終焊點區(qū)域邊緣輪廓。

10、可選的，將各所述最終邊緣像素點進行連接，得到所述最終焊點區(qū)域邊緣輪廓包括：獲取所述最終邊緣像素點在各所述連通方向?qū)母飨噜徬袼攸c的相鄰邊緣曲線修正參數(shù)；確定所述相鄰邊緣曲線修正參數(shù)中的最大值為所述最終邊緣像素點的邊緣連接方向；按照邊緣連接方向連接各所述最終邊緣像素點。

11、可選的，從pcba板的表面灰度圖像中確定焊點區(qū)域包括：利用大津閾值算法計算所述pcba板的表面灰度圖像的分割閾值；基于所述分割閾值對所述pcba板的表面灰度圖像進行分割，其中，將超出所述分割閾值的像素點標記為焊點區(qū)域的像素點，將未超出所述分割閾值的像素點標記為普通區(qū)域的像素點。

12、本發(fā)明具有如下有益效果：首先從pcba板的表面灰度圖像中確定焊點區(qū)域；然后確定所述焊點區(qū)域的初始焊點邊緣輪廓，所述初始焊點邊緣輪廓包括多個邊緣像素點；其次根據(jù)所述初始焊點邊緣輪廓中當前的邊緣像素點在多個連通方向的梯度強度和梯度方向，確定所述當前的邊緣像素點的梯度環(huán)境異常程度，所述梯度環(huán)境異常程度表征所述當前的邊緣像素點屬于真實虛焊點邊緣的可能性，所述連通方向為與所述當前的邊緣像素點相鄰的多個相鄰像素點的方向；再根據(jù)所述當前的邊緣像素點的鄰域窗口中各像素點的灰度值，確定所述當前的邊緣像素點的損失程度，所述損失程度表征所述當前的邊緣像素點趨近于真實虛焊點邊緣的趨近程度；然后利用所述梯度環(huán)境因子和所述損失程度對所述初始焊點邊緣輪廓進行修正，得到所述焊點區(qū)域的最終焊點區(qū)域邊緣輪廓；最后將所述最終焊點區(qū)域邊緣輪廓與標準焊點邊緣輪廓進行對比，以識別所述焊點區(qū)域是否存在虛焊缺陷。

13、如此，本技術實施例將初始焊點邊緣輪廓上所有邊緣像素點的梯度環(huán)境和該邊緣像素點的損失程度相結合，對初始焊點邊緣輪廓進行修正，準確的篩選焊點區(qū)域邊緣的邊緣像素點，從而準確的得到該焊點區(qū)域的最終焊點區(qū)域邊緣輪廓，最終根據(jù)最終焊點區(qū)域邊緣輪廓和標準焊點邊緣輪廓，對焊點區(qū)域是否存在虛焊缺陷進行準確的識別。因此，提高了對焊點區(qū)域是否存在虛焊缺陷的識別準確性以及提高了判斷pcba板的質(zhì)量的準確性。