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Blogue PCB
Recherche et mise en œuvre d'un prétraitement d'images basé sur des PCB
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Recherche et mise en œuvre d'un prétraitement d'images basé sur des PCB

2022-02-23
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Author:pcb

In order to improve the image quality of the printed circuit boards, Afin d'améliorer le taux de reconnaissance des images PCB, the original image was pre-processed by using the MATLAB language, Il comprend principalement la transformation grise du domaine spatial de l'image et le filtrage lisse de l'image pour éliminer le bruit.. Tout d'abord,, the noise threshold, Les méthodes de filtrage médian et de filtrage médian rapide sont étudiées., and a fast weighted median filter algorithm is proposed. Traitement de l'image par MATLAB, L'histogramme gris et le spectrogramme sont comparés et analysés.. Les résultats montrent que le filtre médian pondéré rapide est utilisé. L'algorithme de filtrage résout le problème de la différence de contraste, large noise and blurred details of PCB board images, Cela améliore considérablement la qualité de l'image. In the information industry, Le PCB est un pilier indispensable. En tant qu'élément de base de divers produits électroniques et support d'information pour l'intégration de divers composants électroniques, the PCB board has developed rapidly towards the direction of high performance, Haute vitesse, light, Mince, short and small. , Sa technologie et sa complexité ont atteint un niveau très élevé. Therefore, Avec l'expansion du domaine des PCB, L'importance des PCB augmente également. During the sampling, Quantification, and transmission process of the Image en niveaux de gris to be measured on the PCB, En raison des variations inégales de la lumière, sensor noise of the charge-coupled device (CCD, Charge-Coupled Device) camera itself, and analog-digital acquisition (AD, Analog -to-Digital) process quantization noise, Bruit des particules produit par le processus de photosensibilité, and slight jitter caused by human factors, Attendez.., the images obtained during transmission and reception are inevitably affected by internal devices and external environments, Qui déforme la qualité de l'image. , the signal-to-noise ratio decreases. Pour réduire le bruit, a smoothing filter can be used to filter the image to be tested, Cependant, le choix d'un filtre lisse de différentes tailles peut rendre l'image traitée plus ou moins floue. Therefore, Pour améliorer la qualité de l'image, the filter used can not only effectively remove noise and preserve the original appearance of the image as much as possible.

Circuits imprimés

1. Image enhancement
Image enhancement is a technology to improve image quality. Comparé au prétraitement de la reconnaissance d'image, Selon l'espace de traitement de l'amélioration d'image, il peut être divisé en deux types: le traitement du domaine spatial et le traitement du domaine de fréquence.. Le premier comprend l'effet gris de l'image. Et correction des histogrammes, all directly process the pixel gray value; the latter is to analyze the spectral components of the image, Par transformation de Fourier, the high-frequency and low-frequency parts of the image spectrum are processed, Puis la transformation inverse de Fourier. Transformation des feuilles pour obtenir les résultats d'image souhaités. Due to external exposure and other interference factors in the channel transmission process, Les images de PCB collectées diminuent la luminosité de l'image et augmentent le bruit. In order to effectively eliminate noise interference and enhance the contrast between light and dark of the image, Cet article sera testé sur la carte PCB. Grayscale transformation processing and image smoothing processing of selected spatial domain in image enhancement.

1.1 Grayscale transformation in spatial domain
As an important means of image enhancement, La transformation en niveaux de gris peut augmenter la portée dynamique de l'image, expand the contrast of the image, Rendre les caractéristiques de l'image plus évidentes et améliorer l'effet d'affichage de l'image. La transformation grise peut être divisée en transformation linéaire et non linéaire. Let the grayscale range of the original image m (x, y) be [a, b], and the gray scale of the linearly transformed image n (x, y) will be extended to [c ,d], Leur relation est la suivante: exposition excessive ou insuffisante, the grayscale of the PCB image collected by the CCD may vary within a small range, L'ordinateur peut ne pas voir les niveaux de gris et les images floues. The use of linear transformation can linearly stretch the grayscale of each pixel of the blurred image, Peut efficacement améliorer l'effet visuel de l'image. In order to improve the Post - traitement and feature extraction of image recognition, Tout d'abord, l'image originale du PCB est traitée à l'échelle grise binaire, and then the image domain method of histogram correction technology is used to equalize the image.

1.2 Image smoothing in spatial domain
The purpose of image smoothing is to reduce and eliminate image noise to improve image quality for subsequent processing such as image segmentation and image recognition. Dans le domaine spatial, neighborhood averaging can be used to reduce noise; in the frequency domain, En raison de la plus grande probabilité du spectre de bruit à haute fréquence, diverses formes de filtrage à faible passage peuvent être utilisées.. Dans l'espace aérien, le lissage d'image comprend principalement le seuil de bruit, neighborhood average, Moyenne pondérée, median filter and other methods.

1) Noise threshold
The noise threshold method is a common noise removal method, which has high efficiency for noise and is simple and easy to remove. Quand il lisse l'image, it is the setting of the threshold. Le réglage du seuil affecte directement l'effet de filtrage et les détails de l'image. Then, Selon les caractéristiques de l'image, each pixel is sequentially detected, Toutes les valeurs de pixels dans son voisinage sont basées sur des formules. Compare and judge whether the pixel is noise. Si ce n'est pas le bruit, Valeur originale du pixel de sortie, if it is noise, La sortie est la moyenne des niveaux de gris des autres pixels dans le voisinage. The selection of the threshold value T in this method is very important. Si t est trop grand ou trop petit, Cela peut entraîner plus ou moins un lissage insuffisant du bruit ou une image floue..
1.2.2 Median Filtering
The traditional median filtering algorithm mainly focuses on the sorting of the window data. Pour réduire le nombre de permutations et obtenir la médiane plus rapidement, Un algorithme de filtrage médian rapide est proposé. Le tableau est décomposé en un tableau unidimensionnel pour fonctionner, and the array level is first taken. Prendre la médiane de chaque ligne, and then the median value of the median value of each horizontal row is taken as the output of the filter.

2) Fast weighted median filter
In order to solve the contradiction between noise reduction and protection of image details, a fast weighted median filtering algorithm is proposed Cet article, Cela augmente non seulement la vitesse de filtrage, the noise is well filtered, Et protéger plus de détails d'image. . Pondération, the proportion of the central pixel in the window is increased. Entrée: i1 I2 , , , IN) , Filtre médian pondér é de sortie: r représente le poids, MED{} represents the median operation function, and specifies that W=( 1, 1, 1) is the standard window. Provision: where T is the threshold function, Lorsque W est un entier, the number of weighted output components in 1 1 {WrI ,2} NNW ri: le processus de calcul de l'opération médiane de filtrage médian pondéré rapide med est le suivant:, Trier les numéros CN dans la sortie pondérée par ordre croissant, and the T-th number of the cN numbers output after sorting is the median output.

2. MATLAB image enhancement processing
MATLAB supports 5 image types including index image, grayscale image, binary image, Images RGB et tableaux d'images Multi - Images; Les images de PCB collectées peuvent d'abord être améliorées par contraste, and then denoised. Dans le processus d'amélioration du contraste, le bruit d'origine de l'image augmente également considérablement, Par conséquent, le traitement ultérieur du bruit d'image ne peut pas obtenir de bons résultats.. Therefore, in this paper, the image is first denoised and then enhanced. Sur l'image du PCB collectée, there may be noise that needs to be denoised, Intensité insuffisante de la source lumineuse, and the image may be dark as a whole. Forster., use the RGB2GRAY function to convert the collected image to grayscale The image (256 colors) is compared with the method proposed in this paper and the traditional median filtering method for the PCB image containing salt and pepper noise. Après dénouement, grayscale transformation is used to enhance the PCB image. La luminosité du spectre d'amplitude reflète l'amplitude de chaque composant de fréquence, and the energy of the image is mainly concentrated in the low frequency band (central part). Bien que la bande haute fréquence contienne une petite quantité d'énergie, Il contient des informations importantes sur l'image. The edge information of the image belongs to the high frequency information. De même,, the gray level of the noise changes rapidly and is also the high frequency information. Comme le montre la figure, les deux méthodes de filtrage suppriment dans une certaine mesure la composante haute fréquence de l'image., and can effectively filter out the noise in the high-frequency band, Mais la composante basse fréquence, that is, Partie lisse du changement de niveau gris, the image contour information is affected. L'histogramme montre également que les niveaux de gris de 150 à 200 qui changent lentement ont été détruits., and the weighted median can well protect the contour information. Comme le montre l'histogramme traité au niveau gris, l'histogramme occupe la plage admissible de la valeur grise de l'image entière., which increases the dynamic range of the grayscale of the image, Augmente également le contraste de l'image, and has a greater visual contrast in the image. Mettre en évidence les détails.

3. Conclusion
In this paper, the collected PCB board images are generally dark, Contrast, and large in noise to perform image preprocessing, Y compris le filtrage spatial et la transformation grise pour l'amélioration d'image. Because the traditional median filter is affected by the size of the filter window is larger, Les détails de l'image traitée deviennent flous. Un algorithme amélioré de filtrage médian pondéré, the quality of the processed image is analyzed according to the grayscale histogram and the spectrogram. Les résultats montrent que la vitesse et la qualité du filtre sont meilleures que celles du filtre médian traditionnel., Cela améliore considérablement la capacité de protection des traces d'image des PCB, components and other edges, Et le contour global de l'image. Through grayscale transformation, Les détails de l'image deviennent plus clairs, and the recognition rate of the PCB board image is improved. post-processing.