基于卷积神经网络的印刷电路板色环电阻检测与定位方法

发布时间：2024-05-09 04:41

　　色环电阻是印刷电路板(PCB)中最常用的电子元器件之一,主要依靠色环的排列顺序和颜色等视觉信息进行区分,易发生装配错误。但是色环电阻装配质量的人工检测方法效率低、误检率高,而传统的基于图像处理技术的自动检测方法鲁棒性较差,难以解决不同拍摄角度、物距及光照条件下的PCB板色环电阻检测问题。针对这一问题,该文提出一种基于卷积神经网络(CNN)的PCB板色环电阻自动检测与定位方法,首先采用编码器-解码器结构的卷积神经网络模型及带有权重的交叉熵损失函数的网络训练方法,较好地解决了复杂光照及场景下PCB板色环电阻的图像分割问题;然后采用最小面积外接矩形方法定位单个色环电阻,并通过仿射变换对色环电阻位置进行垂直校正;最后通过高斯模板匹配方法实现了色环电阻的色环定位。采用1270幅PCB图像对该文方法进行了实验和验证,并与传统的基于形态学和基于模板匹配的色环电阻检测方法进行了对比,结果表明,该文方法在召回率、准确率及重叠度等性能指标上具有明显优势,处理速度快,能满足实际应用要求。

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【部分图文】：

图4Maxpooling与Upsamping计算过程

法对色环电阻及色环进行定位。首先采用最小面积外接矩形算法获得色环电阻的矩形轮廓，并根据轮廓信息，通过仿射变换将色环电阻统一校正为垂直放置，以便后续的色环定位；最后通过高斯模板匹配方法，定位出色环电阻中的各条色环。具体实现过程如下：(1)基于最小面积外接矩形算法的色环电阻定位方法：....

图5色环电阻及色环的定位方法流程图以及中间过程示意图

最小面积外接矩形算法获得色环电阻的矩形轮廓，并根据轮廓信息，通过仿射变换将色环电阻统一校正为垂直放置，以便后续的色环定位；最后通过高斯模板匹配方法，定位出色环电阻中的各条色环。具体实现过程如下：(1)基于最小面积外接矩形算法的色环电阻定位方法：通过建立给定目标的凸外形并旋转外形，....

图1PCB图像数据集示例

别及布局形式多样，色环电阻的种类、大小与数量也存在较大差异，数据集较为完备。本文选取其中的970幅图像作为训练集，共约5000个色环电阻；150幅图像作为验证集，用于确定合适的模型参数；150幅图像作为测试集，共含有851个色环电阻，用于对本文所提方法进行测试。3方法本文算法的总....

图2本文算法的总体流程图

别及布局形式多样，色环电阻的种类、大小与数量也存在较大差异，数据集较为完备。本文选取其中的970幅图像作为训练集，共约5000个色环电阻；150幅图像作为验证集，用于确定合适的模型参数；150幅图像作为测试集，共含有851个色环电阻，用于对本文所提方法进行测试。3方法本文算法的总....

本文编号：3968330