樂(lè)視視覺(jué)光源助力SMD芯片字符缺陷檢測(cè)
檢測(cè)系統(tǒng)由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、圖像采集卡、工業(yè)光源、起偏震片、PC機(jī)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)等構(gòu)成。通過(guò)檢測(cè)精度、檢測(cè)速度、視野范圍、工作距離、工件尺寸來(lái)選取合適的工業(yè)相機(jī)和工業(yè)鏡頭。通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮∵M(jìn)行圖像采集，本文采用漫反射條形組合光源。為了提高字符與背景的對(duì)比度，降低輻照與輻射強(qiáng)度，采用起振片和偏振片。起振片可以將光源發(fā)出來(lái)的光變成偏振光，放置于光源位置處；偏振片安裝于工業(yè)相機(jī)鏡頭前，對(duì)偏振光進(jìn)行一定的遮蔽，偏振光經(jīng)過(guò)漫反射后將變成自然光，經(jīng)過(guò)鏡面發(fā)射后仍然是偏振光。打光方式采用正面明視場(chǎng)。根據(jù)測(cè)試分選機(jī)工位條件的限制，將光源布置在芯片的正上方，通過(guò)螺紋絲桿調(diào)節(jié)光源距SMD芯片的距離。
1、字符定位
字符定位通過(guò)設(shè)計(jì)金屬定位塊的方式，利用金屬材料在光源輻照下的輻射特性與SMD的差異性提高對(duì)比度來(lái)進(jìn)行快速定位。
2、字符分割
在進(jìn)行字符分割之前，要進(jìn)行SMD芯片的位姿矯正。SMD的歐式運(yùn)動(dòng)是先旋轉(zhuǎn)、后平移的組合，所以可以用剛體運(yùn)動(dòng)來(lái)表示位姿。利用二值化圖像的像素分布直方圖進(jìn)行分析，從而找出相鄰字符的分界點(diǎn)進(jìn)行分割。在利用垂直投影切分的方式進(jìn)行字符切割的結(jié)果，如下圖所示。
3、字符缺陷識(shí)別
字符缺陷識(shí)別采用基于邊緣特征的模板匹配。模板匹配的基本思想是讓模板在目標(biāo)圖像中做平移運(yùn)動(dòng)，將模板左上角和待檢測(cè)的圖像左上角重合，每移動(dòng)一個(gè)像素，計(jì)算模板與待匹配圖像的相似度，遍歷結(jié)束之后，將符合閾值的位置認(rèn)定為最佳匹配位置?；诨叶鹊幕ハ嚓P(guān)模板匹配是通過(guò)用模板圖像遍歷待匹配圖像，每移動(dòng)一個(gè)像素，計(jì)算對(duì)應(yīng)部分的互相關(guān)值，將互相關(guān)值的最大值作為最佳匹配位置?；诨叶鹊幕ハ嚓P(guān)模板匹配缺點(diǎn)是在光場(chǎng)不均勻情況下，不具有魯棒性。歸一化互相關(guān)系數(shù)法是一個(gè)亮度、對(duì)比度線性不變量，能夠明顯改善光照的線性變化帶來(lái)的影響。但是隨著圖像分辨率的提高，圖像匹配的時(shí)間會(huì)增加，匹配準(zhǔn)確度也存在差異，甚至?xí)l(fā)生匹配失效的情況，并且由于半導(dǎo)體芯片的位姿和完整性等存在差異，會(huì)引起光照的非線性變化，這會(huì)導(dǎo)致圖像的灰度差異大，進(jìn)而導(dǎo)致模板匹配結(jié)果不準(zhǔn)確。較于基于灰度的互相關(guān)模板匹配，基于邊緣的模板匹配不需要建立兩幅圖像之間點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具有較好的魯棒性。模板由目標(biāo)圖像邊緣的一系列點(diǎn)組成，如下圖。
下面是基于邊緣模板匹配對(duì)芯片表面字符的檢測(cè)，下圖左邊是待檢測(cè)的SMD字符，右邊是匹配得到的結(jié)果。
基于機(jī)器視覺(jué)的SMD字符檢測(cè)技術(shù)在自動(dòng)化識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。芯片表面的制造商、產(chǎn)品的規(guī)格型號(hào)參數(shù)等對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)十分重要。本文通過(guò)設(shè)計(jì)SMD專(zhuān)用定位塊的方式解決字符搜索定位，通過(guò)投影切分來(lái)進(jìn)行字符的分割，作為整體和局部字符匹配，提高字符檢測(cè)的準(zhǔn)確性，整體上在魯棒性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性上能夠滿(mǎn)足企業(yè)字符識(shí)別的要求。
