基于圖像處理和三維重建的片式元件焊點(diǎn)質(zhì)量信息提取技術(shù)研究.pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目基于圖像處理和三維重建的片式元件焊點(diǎn)質(zhì)量信息提取技術(shù)研基于圖像處理和三維重建的片式元件焊點(diǎn)質(zhì)量信息提取技術(shù)研究（英文）（英文）StudyonExtractionMethodsofQualityInfmationofSolderJointofChipComponentsBasedonColImageProcessing3DReconstruction研究生姓名:郭建林郭建林指導(dǎo)教師姓名、

2、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):周德儉周德儉教授教授申請學(xué)位門類:工學(xué)碩士工學(xué)碩士學(xué)科、?？啤I(yè):機(jī)械電子工程機(jī)械電子工程提交論文日期:2006年4月論文答辯日期:2006年6月年月日摘要摘要摘要焊點(diǎn)質(zhì)量是影響SMT產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵因素，大部分焊點(diǎn)質(zhì)量問題可以通過焊點(diǎn)形態(tài)檢測與分析反映出來。但是一直以來，實(shí)際焊點(diǎn)形態(tài)參數(shù)的獲取是焊點(diǎn)質(zhì)量檢測的瓶頸所在。本文針對目前焊點(diǎn)形態(tài)參數(shù)獲取問題研究的需要，提出了一套能夠用來提取實(shí)際焊點(diǎn)質(zhì)量信息的檢測方案

3、。該方案包括硬件和軟件兩個(gè)部分。硬件主要用來獲取包含焊點(diǎn)三維信息的彩色陰影圖像，由彩色CCD、平行光源和機(jī)械運(yùn)動(dòng)等部分組成。軟件部分用來提取焊點(diǎn)的形態(tài)參數(shù)，由圖像降噪、焊點(diǎn)彩色圖像分割、焊點(diǎn)二維質(zhì)量信息提取、焊點(diǎn)三維形態(tài)重建、焊點(diǎn)實(shí)體形成、焊點(diǎn)三維信息提取等模塊組成。該套方案能夠提取二維和三維的焊點(diǎn)質(zhì)量信息，其中二維質(zhì)量信息包括焊點(diǎn)的邊界形狀、周長、面積等，三維質(zhì)量信息包括焊點(diǎn)的體積、剖面信息、角度信息等。該方案具有硬件搭建簡單，提取質(zhì)

4、量信息全面的優(yōu)點(diǎn)。由于焊點(diǎn)的種類繁多，針對不同焊點(diǎn)的信息提取過程可能會(huì)有很大的區(qū)別。以實(shí)際片式電阻焊點(diǎn)的質(zhì)量信息提取為例子，本文系統(tǒng)討論了片式元件的分割、重建、質(zhì)量提取等一系列的過程。首先通過圖像采集設(shè)備采集到片式電阻焊點(diǎn)的彩色陰影圖像，然后基于HSV顏色空間和二維直方圖閾值化分割技術(shù)對電路板進(jìn)行了分割，并且采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法提高了焊點(diǎn)分割的精度。實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠較好的分割出焊點(diǎn)圖像。對分割后的焊點(diǎn)彩色圖像進(jìn)行二值化處理，然后基于數(shù)

5、學(xué)形態(tài)學(xué)的方法提取出了焊點(diǎn)的邊界、周長和面積等二維信息。為了得到焊點(diǎn)的三維形態(tài)，對Tsai提出的一種快速陰影恢復(fù)算法進(jìn)行了兩點(diǎn)改進(jìn)，一是利用中值濾波的方法改進(jìn)其重建表面光滑度，另外是利用Phong光照模型擴(kuò)展了該算法的應(yīng)用范圍，使其能夠應(yīng)用大多數(shù)材料的陰影恢復(fù)。把分割后的彩色圖像變換到灰度域利用改進(jìn)算法得到片式電阻焊點(diǎn)的三維形態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠較為有效的恢復(fù)出焊點(diǎn)的三維形態(tài)。重建后得到的是焊點(diǎn)的高度點(diǎn)陣，需要進(jìn)行實(shí)體化處理。通過研究