版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
一,引言:
AOI檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的背景是電子元件集成度與精細(xì)化程度高,檢測(cè)速度與效率更高,檢測(cè)零缺陷的發(fā)展需求。AOI檢測(cè)的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省人力,降低成本,提高生產(chǎn)效率,統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和排除人為因素干擾,保證了檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性,可重復(fù)性和準(zhǔn)確性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不良,確保出貨質(zhì)量。在人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)發(fā)展進(jìn)步的今天,AOI檢測(cè)不僅僅是一部檢測(cè)設(shè)備,對(duì)大量不良結(jié)果進(jìn)行分類和統(tǒng)計(jì),可以發(fā)現(xiàn)不良發(fā)生的原因,在工藝改善和生產(chǎn)良率提升中也正逐步發(fā)揮著更重要的作用,因此,可以預(yù)期未來(lái)AOI檢測(cè)技術(shù)將在半導(dǎo)體與電子電路檢測(cè)中將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。二,AOI檢測(cè)基本原理與設(shè)備構(gòu)成:AOI檢測(cè)原理是采用攝像技術(shù)將被檢測(cè)物體的反射光強(qiáng)以定量化的灰階值輸出,通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)圖像的灰階值進(jìn)行比較,分析判定缺陷并進(jìn)行分類的過(guò)程。與人工檢查做一個(gè)形象的比喻,AOI采用的普通LED或特殊光源相當(dāng)于人工檢查時(shí)的自然光,AOI采用的光學(xué)傳感器和光學(xué)透鏡相當(dāng)于人眼,AOI的圖像處理與分析系統(tǒng)就相當(dāng)于人腦,即“看”與“判”兩個(gè)環(huán)節(jié)。因此,AOI檢測(cè)的工作邏輯可以簡(jiǎn)單地分為圖像采集階段(光學(xué)掃描和數(shù)據(jù)收集),數(shù)據(jù)處理階段(數(shù)據(jù)分類與轉(zhuǎn)換),圖像分析段(特征提取與模板比對(duì))和缺陷報(bào)告階段四個(gè)階段(缺陷大小類型分類等)。為了支持和實(shí)現(xiàn)AOI檢測(cè)的上述四個(gè)功能,AOI設(shè)備的硬件系統(tǒng)也就包括工作平臺(tái),成像系統(tǒng),圖像處理系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)四個(gè)部分,是一個(gè)集成了機(jī)械,自動(dòng)化,光學(xué)和軟件等多學(xué)科的自動(dòng)化設(shè)備。(1)圖像采集階段(光學(xué)掃描和數(shù)據(jù)收集)AOI的圖像采集系統(tǒng)主要包括光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng),照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分。因?yàn)閿z影得到的圖像被用于與模板做對(duì)比,所以獲取的圖像信息準(zhǔn)確性對(duì)于檢測(cè)結(jié)果非常重要,可以想象一下,如果圖像采集器看不清楚或看不到被檢測(cè)物體的特征點(diǎn),那么也就無(wú)法談到準(zhǔn)確的檢出。下面我們對(duì)光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng),照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分逐一分析介紹。首先,光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng)指的是光電二極管器件和與之搭配的成像系統(tǒng)。是獲得圖像的”眼睛”,原理都是光電二極管接受到被檢測(cè)物體反射的光線,光能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生電荷,轉(zhuǎn)化后的電荷被光電傳感器中的電子元件收集,傳輸形成電壓模擬信號(hào)。二極管吸收光線強(qiáng)度不同時(shí)生成的模擬電壓大小不同,依次輸出模擬電壓值被轉(zhuǎn)化為數(shù)字灰階0-255值,灰階值反映了物體反射光的強(qiáng)弱,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)識(shí)別不同被檢測(cè)物體的目的。光電轉(zhuǎn)化器可以分為CCD(chargeCouplingdiode)和CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)兩種。因?yàn)橹谱鞴に嚺c設(shè)計(jì)不同,CCD與CMOS傳感器工作原理主要表現(xiàn)為數(shù)字電荷傳送的方式的不同,工作原理如下圖所示,CCD采用硅基半導(dǎo)體加工工藝,并設(shè)置了垂直和水平移位寄存器,電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)推動(dòng)電荷鏈接方式傳輸?shù)街醒肽?shù)轉(zhuǎn)換器。這樣的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)很難集成很多的感光單元,制造成本高且功耗大;而CMOS采用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加工工藝,每像素設(shè)計(jì)了額外的電子電路,每個(gè)像素都可以被定位,而無(wú)需CCD中那樣的電荷移位設(shè)計(jì),對(duì)圖像信息的讀取速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CCD芯片,因光暈和拖尾等過(guò)度曝光而產(chǎn)生的非自然現(xiàn)象的發(fā)生頻率要低得多,價(jià)格和功耗比CCD光電轉(zhuǎn)化器也低,但其缺點(diǎn)是半導(dǎo)體工藝制作的像素單元缺陷多,靈敏度會(huì)有一些問(wèn)題,同時(shí),為每個(gè)像素電子電路提供所需的額外空間不會(huì)作為光敏區(qū)域。芯片表面上的光敏區(qū)域部分(定義為填充因子)小于CCD芯片。從理論上講,這個(gè)原因?qū)е驴梢允占膱D像信息光子數(shù)會(huì)有所減少,所以,CMOS光電轉(zhuǎn)化元件一般需要搭配高亮度光源,噪音也比較大。不論CCD還是CMOS結(jié)構(gòu),一個(gè)光電轉(zhuǎn)化器單元即為一個(gè)像素點(diǎn),若干個(gè)光電轉(zhuǎn)化器以行列的方式進(jìn)行排列形成矩陣就構(gòu)成了圖像傳感器。衡量圖像傳感器性能主要是有解析度,尺寸或面積,靈敏度,信噪比等,其中解析度與尺寸是最重要的指標(biāo)。圖像傳感器拍攝被檢測(cè)物體畫面時(shí),光電轉(zhuǎn)化器的尺寸越小像素密度越小就可以將物體“看”得更細(xì)致。因此,理論上光電轉(zhuǎn)化器件的像素?cái)?shù)量應(yīng)該越多越好。但像素?cái)?shù)量的增加會(huì)提高制造成本和導(dǎo)致成品率下降。因此,將光學(xué)透鏡與光電轉(zhuǎn)化器件結(jié)合在一起,可以將微小的被檢測(cè)物體放大成像在光電轉(zhuǎn)化器件上,也可以實(shí)現(xiàn)高解析度檢測(cè)效果,所以,實(shí)際AOI檢測(cè)設(shè)備會(huì)根據(jù)客戶的需求進(jìn)行配置。近年來(lái),CMOS制作工藝的半導(dǎo)體技術(shù)化,加上其快的掃描和圖像傳輸速度優(yōu)勢(shì),CMOS面掃描圖像傳感器也開(kāi)始被采用在工業(yè)級(jí)AOI檢測(cè)設(shè)備中,
逐步形成了線掃描CCD圖像傳感器和CMOS面掃描圖像傳感器兩種主流技術(shù)。下圖例為線掃面圖像傳感器工作例:線掃描圖像傳感器的掃描寬度方向只有一個(gè)像素,通過(guò)移動(dòng)來(lái)獲得圖像,沒(méi)有自身放大電路且噪音小,所有一般解析度比較好。被檢測(cè)物體的同一位置信號(hào)在掃描過(guò)程中會(huì)被多次收集,光電轉(zhuǎn)化后的信號(hào)累加輸出,所以即使其中一個(gè)光電傳感器出現(xiàn)問(wèn)題也不影響檢查結(jié)果,但缺點(diǎn)是要求平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度非常高,采集區(qū)域要準(zhǔn)確。面掃描圖像采集器CMOS的每一個(gè)光電二極管都可以獨(dú)立輸出電壓信號(hào),因此,輸出速度非常快,節(jié)省了工作時(shí)間,因此,對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)精度要求沒(méi)有線掃描那么嚴(yán)格,但缺點(diǎn)是信號(hào)沒(méi)有了積分過(guò)程,要求被檢測(cè)物體反射光要足夠強(qiáng),感光二極管出現(xiàn)問(wèn)題后會(huì)造成假點(diǎn)和誤判,信號(hào)的噪音也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)。
近年來(lái),平板顯示行業(yè)的玻璃基板尺寸不斷增加和工藝節(jié)拍不斷縮短,對(duì)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)速度(TACTtime)提出了更高的要求。以色列奧寶科技利用了CMOS圖像傳感器極高的圖像信息獨(dú)區(qū)和處理速度優(yōu)勢(shì),基于對(duì)CMOS圖像傳感器的深刻理解基礎(chǔ)上,客制化的開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)傳輸與幀頻速度高的面陣相機(jī),并系統(tǒng)解決了面陣CMOS傳感器,光源以及同步性等系統(tǒng)問(wèn)題,成功開(kāi)發(fā)了基于面陣CMOS圖像傳感器的AOI檢測(cè)系統(tǒng),在保證產(chǎn)業(yè)要求的工藝節(jié)拍同時(shí),克服了CMOS圖像傳感器填充因子小和信噪比偏高先天劣勢(shì),檢測(cè)能力及各項(xiàng)指標(biāo)都得到了行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。除光電傳感器外,AOI圖像采集過(guò)程中照明系統(tǒng)也非常重要,選擇最佳光源目的是保證被檢測(cè)物體的特征區(qū)別于其他背景,涉及到光源的光譜特性,光源顏色,色溫特性。高效率長(zhǎng)壽命,高亮度且均勻的光源是必須考慮的參數(shù),高亮度均勻性好的光源可以提高信噪比,而長(zhǎng)壽命高效率則可以提高設(shè)備的穩(wěn)定性,降低工作負(fù)荷。照明光源按照波長(zhǎng)分類可以分為可見(jiàn)波長(zhǎng)光源,特殊波長(zhǎng)光源??梢?jiàn)波長(zhǎng)光源也就是一般現(xiàn)代工業(yè)AOI檢測(cè)設(shè)備中最常用的紅綠藍(lán)LED光源。特殊波長(zhǎng)光源一般是指紅外或紫外波長(zhǎng)光源,一些特殊材料在可見(jiàn)光范圍內(nèi)吸收差別不大,灰階變化不明顯時(shí)可以考慮采用特殊波長(zhǎng)光源,比如說(shuō)利用紫外光能量高可以激發(fā)熒光材料的原理,檢測(cè)具有熒光發(fā)光特性物質(zhì)微殘留時(shí)紫外光源就是一種比較有效的手段,因材料成分與紅外光譜有對(duì)應(yīng)關(guān)系的原理,紅外光源對(duì)不具有發(fā)光性質(zhì)的有機(jī)化合物殘留缺陷檢出就有很大的作用,甚至可以實(shí)現(xiàn)成分分析。特殊光源中,利用偏振光與物體相互作用后偏振態(tài)的變化,利用光學(xué)干涉原理的白光干涉(whitelightinterferometry)在特定缺陷檢測(cè)中的得到了應(yīng)用,例如通過(guò)相干光的干涉圖案計(jì)算出對(duì)應(yīng)的相位差和光程差,可以測(cè)量出被測(cè)物體與參考物體之間的差異,且分辨率與精度為可以達(dá)到亞波長(zhǎng),測(cè)量三維物體形貌與高度也正成為AOI檢測(cè)的新需求。(下圖為側(cè)光源與同軸光源實(shí)例)除波長(zhǎng)參數(shù)外,光源的入射角度也是提高檢出的重要參數(shù)。根據(jù)光源入射角度的不同分為同軸光源,側(cè)光和背光三種,選擇某種角度的光源是由光在被檢測(cè)物體表面散射特性的差異最大化來(lái)決定的。同軸光源的燈源排列密度高,亮度高且均勻,能夠凸顯物體表面不平整,克服表面反光造成的干擾,主要用于檢測(cè)物體平整光滑表面的碰傷、劃傷、裂紋和異物。
同軸光基本是紅、綠、藍(lán)三色光源,也可以是不同波長(zhǎng)光源的任意組合。側(cè)光源與同軸光源的平行照射理念正好相反,低角度光源從很小的角度將光線直接照射到被檢測(cè)物體上。由于光的方向幾乎與物體表面平行,物體表面高度的任何變化都會(huì)改變反射光到光電傳感器的光路,從而突出變化,適合有一定高度的缺陷物檢出。側(cè)光源的角度與高度變化時(shí),有一定高度的被檢出物體的強(qiáng)反射面(陽(yáng)面)和弱反射面(陰面)的角度和反射光強(qiáng)度都會(huì)有變化。為檢出結(jié)果的判定提供了豐富的信息。背光源的原理則是利用被檢測(cè)物體中不同部分光透過(guò)率差異實(shí)現(xiàn)檢出的方法,硬件上與其他光源的擺放位置不同,光源不與光電傳感器同側(cè),而是置于光電傳感器的對(duì)面,接受被檢測(cè)物體透過(guò)光的強(qiáng)弱,適合被檢測(cè)物體中有缺失部分檢出?;趯?duì)平板顯示工藝的深入理解,以色列奧寶科利用CMOS掃描幀頻快的特點(diǎn),將上述不同光源類型,強(qiáng)度與待檢測(cè)面板的材料進(jìn)行有針對(duì)性考察,在不增加工作節(jié)拍的同時(shí)進(jìn)行多種掃描條件的交叉確認(rèn),實(shí)現(xiàn)了極低的誤檢出,極高的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確率。AOI圖像采集的最后一個(gè)關(guān)鍵步驟是控制系統(tǒng),光電傳感器的FOV(視窗)有限,物體高速運(yùn)動(dòng)中準(zhǔn)確地抓拍到清晰的圖像,軟硬件協(xié)調(diào)動(dòng)作非常重要,如下圖所示,當(dāng)圖像傳感器與機(jī)臺(tái)移動(dòng)速度不匹配時(shí)造成圖像的拉伸,收縮等變形,所以,載物移動(dòng)平臺(tái)XY方向移動(dòng)與圖像采集光電傳感器的同步移動(dòng)影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確,要在固定光照,等間距下拍攝一幅清晰的圖像,高精度的導(dǎo)軌,電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制程序是非常必要的。(2)數(shù)據(jù)處理階段(數(shù)據(jù)分類與轉(zhuǎn)換)數(shù)據(jù)處理階段是圖像的預(yù)處理階段,是采集圖像的加工處理過(guò)程,為圖像比對(duì)提供準(zhǔn)確可靠的圖片信息,主要包含了背景噪音減少,圖像增強(qiáng)和銳化等過(guò)程。圖像背景噪音減小一般為圖像的低通濾波平滑法,圖像增強(qiáng)和銳化則是提高被檢測(cè)特征的對(duì)比度,突出圖像中需要關(guān)注的特征,忽略不需要關(guān)注的部分,方法是圖像二值化處理,經(jīng)過(guò)二值化處理的圖像數(shù)據(jù)量明顯減少,能凸顯出需要關(guān)注的輪廓。首先濾波的定義是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作,是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。在AOI檢測(cè)中,噪聲是造成圖像退化的因素之一,起因是AOI圖像獲取,傳輸過(guò)程中,外界雜散光,光電二極管電子噪聲及溫度,光源的不穩(wěn)定不均勻,機(jī)械系統(tǒng)的抖動(dòng),傳感器溫度等原因?qū)е?,不可避免的使得圖像因含有噪音而變得模糊。給圖像識(shí)別,圖像切割等后續(xù)處理工作帶來(lái)了困難。因此,為了獲得真實(shí)的圖像信息,除去噪聲的濾波處理必不可少。濾波的過(guò)程簡(jiǎn)單說(shuō)就是圖像平滑技術(shù),空域?yàn)V波與頻域?yàn)V波是濾波經(jīng)常采用的方法。具體講空域?yàn)V波是一種鄰域處理方法,通過(guò)直接在圖像空間中對(duì)鄰域內(nèi)像素進(jìn)行處理,達(dá)到平滑或銳化,圖像空間中增強(qiáng)圖像的某些特征或者減弱圖像的某些特征。頻域?yàn)V波指的是允許或者限制一定的頻率成分通過(guò)。在數(shù)字圖像處理中,線性濾波通常是利用濾波模板與圖像的空域進(jìn)行卷積來(lái)實(shí)現(xiàn)。濾波的方法很多,要達(dá)到好的使用效果和目的,必須對(duì)圖像中的噪音類型有所了解,才能做到有的放矢。空域?yàn)V波中鄰域處理平滑的具體方法有均值,中值和K領(lǐng)域均值三種,合理性各有利弊。
均值濾波是采用鄰域平均法,基本思想是對(duì)一個(gè)像素和他臨近區(qū)域的全體像素取平均值,然后把這個(gè)計(jì)算出來(lái)的均值賦予給輸出的圖像的相應(yīng)像素,實(shí)現(xiàn)圖像的平滑處理。屬于線性濾波。
中值濾波是把一個(gè)像素點(diǎn)鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰階值的中間值作為該像素點(diǎn)的灰階值,是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的信號(hào)處理技術(shù),對(duì)于隨機(jī)噪聲處理能力好,屬于典型的非線性濾波技術(shù)。K鄰域均值濾波技術(shù)是結(jié)合了中間值濾波和均值濾波的特點(diǎn),主要思想是在待處理像素點(diǎn)鄰域內(nèi),找到一像素灰階值最接近的K個(gè)像素點(diǎn),計(jì)算這K個(gè)像素點(diǎn)灰階均值來(lái)代替原像素點(diǎn)的灰階值,對(duì)于孤立不規(guī)則的像素點(diǎn)起到很好的濾波作用。圖像的平滑除了在空間域中進(jìn)行外,也可以在頻率域中進(jìn)行。頻域?yàn)V波簡(jiǎn)單說(shuō)就是在頻域里,采用簡(jiǎn)單平均法求頻譜的直流分量。可以構(gòu)造一個(gè)低通濾波器,使低頻分量順利通過(guò)而有效地阻于高頻分量,再經(jīng)過(guò)反變換來(lái)取得平滑的圖像。頻域?yàn)V波可以分為高斯濾波,巴特沃斯濾波,梯形濾波等。由于噪聲主要集中在高頻部分,阻擋高頻率噪聲處理后就可達(dá)到平滑圖像的目的。除圖像平滑處理外,圖像增強(qiáng)處理也是圖像預(yù)處理的常用方法,分為頻域和空域兩種。頻域增強(qiáng)是在圖像的變換域上對(duì)圖像進(jìn)行運(yùn)算,然后再將計(jì)算后的圖像進(jìn)行逆向變換轉(zhuǎn)到空間域。空域增強(qiáng)則是直接在空域?qū)D像的像素進(jìn)行運(yùn)算處理,常見(jiàn)的是直方圖處理和灰階變化??沼蛟鰪?qiáng)的方法主要是直方圖法,還有差影法和灰度變化法。圖像直方圖(HE,HistogramEqualization)指圖像中任意一個(gè)像素分布在某灰階等級(jí)上的概率密度,反映出各個(gè)灰階的分布概率,是一種經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的圖像增強(qiáng)處理法,用于增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍偏小的圖像反差,圖像整體對(duì)比度得到明顯增強(qiáng)。當(dāng)選取合適的閾值做削波處理后,將有圖像傳感器產(chǎn)生的灰階圖像中低于該灰階的部分與高于該灰階的部分做絕對(duì)黑白灰階處理,對(duì)比度得到大大增強(qiáng),有利于缺陷的觀察與判定。合適閾值消波是根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合有不同的閾值取值方法。二值化是最簡(jiǎn)單的處理方法,就是包像素點(diǎn)的灰階值定義為0和255兩種極端值,這樣就可以讓整個(gè)圖像有突出的黑白效果,給圖像設(shè)定適當(dāng)?shù)拈撝担?jīng)過(guò)二值化處理后的圖像數(shù)據(jù)量明顯變少。此外還有全局閾值法,最小偏態(tài)法和自適應(yīng)閾值等,全局閾值法是根據(jù)整個(gè)圖像的灰階值范圍來(lái)決定,就是取灰階平均值閾值作為唯一的閾值進(jìn)行二值化處理,有時(shí)取整個(gè)圖像的灰階值的直方圖,進(jìn)而確定合適的閾值,一般情況下選擇兩個(gè)波峰之間的波谷最低位置作為圖像二值化處理的閾值。關(guān)于最小偏態(tài)法,是隨機(jī)樣本的數(shù)據(jù)平均值是樣品的一階統(tǒng)計(jì)距,衡量數(shù)據(jù)的平均值,樣本的方差是樣本的二階統(tǒng)計(jì)中心距,用來(lái)衡量數(shù)據(jù)的離散程度,偏態(tài)是樣本的三階統(tǒng)計(jì)距,用來(lái)衡量數(shù)據(jù)的正太分布。當(dāng)閾值取得合理時(shí),被閾值劃分后的背景與物體的灰階值分布就會(huì)最接近正太分布。自適應(yīng)閾值分割法,是加入了學(xué)習(xí)的方法,能夠根據(jù)圖像的不同,選擇最優(yōu)化的閾值。直方圖細(xì)分為直方圖拉伸法和直方圖均衡法,直方圖拉伸法是通過(guò)對(duì)比度拉伸來(lái)調(diào)整直方圖,進(jìn)而增強(qiáng)前后景物的灰階差實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)效果;直方圖均衡法是領(lǐng)用累積函數(shù)來(lái)修正灰階值從而達(dá)到對(duì)比度增強(qiáng)的目的。直方圖某種意思上也是圖像分割的手段。直方圖增強(qiáng)屬于間接對(duì)比度增強(qiáng)方法。差影處理法是將圖像的背景去除來(lái)強(qiáng)化圖像中新增加元素的差影處理手段。將標(biāo)準(zhǔn)圖像部分與檢測(cè)圖像部分做差影處理,通過(guò)設(shè)定臨界閾值也可以將圖像中的缺陷部分找尋出來(lái),是直方圖二值化的另外一種表現(xiàn)形式
屬于直接對(duì)比增強(qiáng)方法?;叶茸儞Q法,灰階變化是解決過(guò)度曝光或曝光不足而導(dǎo)致圖像的灰階值分布不均勻的問(wèn)題,通過(guò)灰度變換包圖像的灰度再一次均勻化來(lái)達(dá)到圖像增強(qiáng)對(duì)比的效果,擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)灰階范圍,突出圖像的特征。圖像銳化處理是指補(bǔ)償不清楚圖像的輪廓,增強(qiáng)灰階跳變的部分和圖像的邊緣,
因?yàn)閳D像平滑處理的同時(shí)也會(huì)破壞圖像的邊界輪廓,使得邊界變得模糊。圖像平滑的過(guò)程是一個(gè)積分或平均值的計(jì)算,因此,銳化就是其反方向的微分運(yùn)算,具體方法有拉普拉斯算子,微分算子和Sobel算子。
拉普拉斯算子是歐幾里得空間的一個(gè)二階微分算子,表示為梯度的散度,在圖像處理中被用于線性銳化濾波器使用。微分算子的物理意義,微分標(biāo)識(shí)一個(gè)物理量的變化快慢,圖像處理中微分預(yù)算的值愈大說(shuō)明區(qū)域灰階值的變化與快,邊緣就會(huì)越突出。Sobel算子會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的梯度矢量,包含了兩組3X3的矩陣,橫向與縱向。邊緣模糊是圖像中的高頻分量被衰減,所以,采用高通濾波方法就可以讓圖像邊緣清楚化。關(guān)于頻域增強(qiáng)方法是通過(guò)改變圖像中不同頻率分量來(lái)實(shí)現(xiàn)的,不同的濾波器濾除的頻率和保留的保留的頻率不同,可獲得不同的增強(qiáng)效果,其方法步驟分為先將圖像從圖像空間轉(zhuǎn)換到頻域空間,如傅里葉變化,然后在頻域空間對(duì)圖像增強(qiáng),如玉頻率濾波器相乘,
最后增強(qiáng)后的圖像再?gòu)念l域空間轉(zhuǎn)化到圖像空間,做傅里葉的反變換。(3)圖像分析段(特征提取與模板比對(duì))圖像分析階段就是將圖像中包含的邊,角和區(qū)域等擁有獨(dú)有屬性的特征,使用數(shù)學(xué)手段通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)圖像屬性的量化表達(dá)。進(jìn)而進(jìn)行圖像的分割后比對(duì)完成分析處理。邊緣的表現(xiàn)形式是組成兩個(gè)圖像區(qū)域之間邊界(或邊緣)的像素。
表現(xiàn)為局部一維結(jié)構(gòu)。實(shí)踐中邊緣一般被定義為圖像中擁有大的梯度的點(diǎn)組成的子集,可以認(rèn)為灰階相同點(diǎn)的集合。角是圖像中點(diǎn)的特征,在局部它有兩維結(jié)構(gòu),現(xiàn)在的主流算法是直接在圖像梯度中尋找高度曲率,可以在圖像中本來(lái)沒(méi)有角的地方發(fā)現(xiàn)具有同角一樣的特征的區(qū)域。區(qū)域的表現(xiàn)形式是面形式的區(qū)域結(jié)構(gòu),區(qū)域的大小可能僅由一個(gè)像素組成,也可能是一個(gè)比較多的像素組成的面,如果面積比較大,則體現(xiàn)的形式即是灰階值相同的區(qū)域。特征提取的方法主要是HOG,LBP和HAAR三種主要手段,HOG(HistogramofOrientedGradient)方向梯度直方分布圖,它的大致做法是將歸一化的圖像分割為若干小塊,再在每一小塊內(nèi)進(jìn)行亮度梯度的直方統(tǒng)計(jì),最后將所有區(qū)塊的亮度梯度的直方統(tǒng)計(jì)串聯(lián)起來(lái),就構(gòu)成圖像的HOG特征;LBP(LocalBinaryPatterns)即局部二值模式,它通過(guò)遍歷圖像,將每一個(gè)像素點(diǎn)周圍的像素與其相比較,比較值大于等于為1,比較值小于為0,得出四周的二值將這些二值連起來(lái)得到一個(gè)二進(jìn)制的數(shù),轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制之后變?yōu)樵撓袼氐腖BP值,所以LBP特征維度大小是和原圖一樣大的(邊緣部分會(huì)做特殊處理)。
Haar特征起初是用于人臉表示。它包括了三類特征邊緣特征的線性,中心和對(duì)角線特征,組合成特征模板。特征模板內(nèi)有白色和黑色兩種矩形,該模板的特征值為白色矩形像素和減去黑色矩形像素和。Haar特征值反映了圖像的灰度變化情況。圖像分割主要有兩種方法:一是鑒于度量空間的灰度閾值分割法。它是根據(jù)圖像灰度直方圖來(lái)決定圖像空間域像素聚類,但它只利用了圖像灰度特征,并沒(méi)有利用圖像中的其它有用信息,使得分割結(jié)果對(duì)噪聲十分敏感。二是空間域區(qū)域增長(zhǎng)分割方法。它是對(duì)在某種意義上如灰度級(jí)、組織、梯度等具有相似性質(zhì)的像素連通集構(gòu)成分割區(qū)域。該方法有很好的分割效果,但缺點(diǎn)是運(yùn)算復(fù)雜,處理速度慢。其它的方法還有如邊緣追蹤法、錐體圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)法、標(biāo)記松弛迭代法、基于知識(shí)的分割方法等等。
特征提取后進(jìn)入圖像分析階段的邏輯比較階段,主要包含了模板匹配和模式分析二個(gè)方面。模板匹配就是先設(shè)定已知模板,已知模板是AOI檢測(cè)中沒(méi)有缺陷的實(shí)物影像或最小重復(fù)單元影像,通常情況下PCBAOI檢測(cè)中以實(shí)物影像為已知模板,F(xiàn)PDAOI檢測(cè)中則是最小重復(fù)單
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 《裝飾施工圖范例》課件
- 2023年水處理劑項(xiàng)目籌資方案
- 危險(xiǎn)廢物相關(guān)法律法規(guī)及規(guī)范化管理培訓(xùn) 課件
- 機(jī)械制圖測(cè)試題及參考答案
- 東莞市長(zhǎng)安實(shí)驗(yàn)中學(xué)2023-2024學(xué)年八年級(jí)上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試卷
- 養(yǎng)老院老人生活?yuàn)蕵?lè)設(shè)施管理制度
- 養(yǎng)老院老人健康監(jiān)測(cè)服務(wù)質(zhì)量管理制度
- 投資養(yǎng)殖合同(2篇)
- 2024年版:臨時(shí)建設(shè)設(shè)施買賣合同規(guī)范
- 2025年阿克蘇貨運(yùn)車從業(yè)考試題
- 2024年四平職業(yè)大學(xué)單招職業(yè)技能測(cè)試題庫(kù)及答案解析
- 女生穿搭技巧智慧樹(shù)知到期末考試答案2024年
- 作業(yè)成本法在F公司的應(yīng)用研究
- MOOC 大數(shù)據(jù)與法律檢索-湖南師范大學(xué) 中國(guó)大學(xué)慕課答案
- 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)療應(yīng)急方案
- 宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)(山東聯(lián)盟-山東財(cái)經(jīng)大學(xué))智慧樹(shù)知到期末考試答案2024年
- GB/T 19964-2024光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定
- 部編人教版二年級(jí)勞動(dòng)教育上冊(cè)期末試卷(帶答案)
- 如何加強(qiáng)港口安全管理工作
- 2022-2023學(xué)年北京市朝陽(yáng)區(qū)初一(上)期末考試英語(yǔ)試卷(含詳細(xì)答案解析)
- 《初中班會(huì)課件:如何正確對(duì)待網(wǎng)絡(luò)暴力》
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論