PCB板圖片的處理技術研究論文
1 緒論
本文透過對由相機獲取的 PCB 圖片，在 MATLAB 軟體中對影象進行必要處理，並對各種處理方法進行比較，從而找到較好的PCB 圖片處理方法。使電路板的質量檢測水平提高，PCB 的印刷效率得到有效提高。本文中對 PCB 圖片的處理大致如下：a.PCB 原影象採集；b.影象平滑處理；c.比較並選取合適的濾波方法；d.影象增強；e.比較各種運算元處理後的 PCB 影象。
2 影象預處理
對印刷電路板圖片的拍照過程中，相機的電子擾動、周圍環境光照的變動等因素會產生噪聲，進而使圖片的質量下降。影象預處理可使噪聲汙染得到緩減，信噪比得到提高。對於 PCB 圖片而言，主要受到兩類噪聲汙染，分別為椒鹽噪聲以及高斯噪聲。透過平滑方法處理影象上混雜的噪聲，但去噪能力越強，損失的影象細節就越多，從而影象變得越模糊。所以平滑處理圖片的`時候，需要據情況平衡濾波效果和影象細節。
中值濾波：先設計滑動視窗，求出畫素點灰度值的中值 m.用 m 代替視窗中全部畫素的灰度值 ai.當視窗內的畫素點數目為單數，中值 m 就是灰度值 ai按遞增或遞減的順序排列後處於中心的灰度值；若畫素點數目為偶數，中值 m 是將灰度值 ai按遞增或遞減的順序排列後處於中心的二畫素灰度值的期望。
3 影象增強
影象銳化就是為了使影象中物體的邊緣與輪廓更明顯，透過灰度差分法提取邊緣及輪廓。但是由於邊緣和輪廓的方向有任意性，而差分運算的方向是一定的，拉普拉斯，梯度，Sobel,Prewitt 等是具有各向同性特性的銳化方法。
3.1 Sobel 尖銳化
其中前面的運算元是用於橫向的銳化，後面的運算元則是用於縱向的銳化。
3.2 拉普拉斯銳化演算法
拉普拉斯銳化演算法是典型的與邊界方向沒關係的二階微分演算法，對噪聲的敏感係數比一階微分運算元高，採用二階微分運算元能夠獲得較豐富的原圖片詳情。下面為二階微分銳化的推理：
由以上的推導，寫成模板係數形成就是拉普拉斯運算元，具體形式如下：
現簡單地對照二階與一階微分的圖片銳化效果。以 Sobel 與拉普拉斯為例做對照。Sobel 運算元只提取較少的邊緣細節，它提取的邊緣較為粗糙，而拉普拉斯運算元反映的邊緣資訊中包含了很多的細節，但是它所提取的邊緣有些許模糊。邊緣檢測的內容有兩點：檢驗目標的邊界點、補充部分邊界點或者去掉部分邊界點，然後使這些邊界點用完整的線相連。
4 印刷電路板圖片的具體處理
5 結論
對於本文中所選的 PCB 圖片以及類似的 PCB 圖片，中值濾波是較理想的濾波方式；Sobel、拉普拉斯銳化演算法比 Sobel 方法更加尖銳化，但是由於原圖片質量不太理想，導致偶爾有斷點。因此檢測印刷電路板，原始圖片的採集也很關鍵。可以運用本文的中值濾波與拉普拉斯運算元去處理類似文中的 PCB 圖片。從而有效提高 PCB板錯誤檢測水平。
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