自動光學檢測儀的圖像采集處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著電子產業(yè)的飛速發(fā)展，印刷電路板產業(yè)得到了迅猛發(fā)展。PCB產品向著超薄型、小元件、高密度、細間距方向快速發(fā)展，其技術性和復雜性已經(jīng)達到了一個相當高的水平。因此，PCB的生產質量要求越來越嚴格，必須進行質量控制。目前PCB生產線上有各種各樣的在線檢測設備，有的采用光學方法，有的采用電子方法(即光學測試和電測試兩大類)。自動光學檢測儀器利用攝像頭、掃描儀等對PCB板進行掃描，將標準PCB板和被測PCB板的圖像進行比較，可檢查出PCB板上孔

2、之間的位置、孔徑、走線的寬度、線間寬度、電子元件等的缺陷。
　　本文實現(xiàn)了自動光學檢測儀的圖像采集處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)成功應用于AOI的PCB圖像采集和圖像基本預處理。并在此基礎上深入研究了基于FPGA的一些復雜圖像處理算法，并給出了相應設計及仿真。
　　系統(tǒng)采用接觸式圖像傳感器進行圖像采集，由三個長度為21cm的CIS拼接而成，其采集長度為60cm。采用Xlinix公司Spartan III AN系列FPGA芯片作為整個系統(tǒng)的

3、控制中心，對數(shù)據(jù)流進行控制，將圖像數(shù)據(jù)暫存在相關的存儲系統(tǒng)后進行圖像預處理，然后把經(jīng)過處理的圖像信號由Camera Link傳給PC機，最后由PC機進行復雜的圖像缺陷檢測。
　　系統(tǒng)設計包括硬件設計及FPGA程序設計兩個部分。硬件方面，根據(jù)所設計的系統(tǒng)方案框圖選擇元器件，并根據(jù)要求對各芯片進行了選型；構建電路系統(tǒng)，完成各部分電路的電源設計、接口設計、以及 FPGA的外圍電路等的設計，得到了硬件電路原理圖；在綜合考慮信號的傳輸線理論

4、，反射、串擾及地彈等信號完整性問題的基礎上，根據(jù)原理圖繪制出六層PCB版圖。FPGA程序設計方面，以Xlinix公司提供的ISE為開發(fā)平臺，使用Verilog HDL對FPGA內部各模塊進行了設計，并完成了各模塊的RTL級代碼編寫。為了提高圖像預處理的速度，本文對基于FPGA的圖像預處理進行了研究，使用硬件描述語言（verilog HDL）完成了基于中值濾波算法的圖像噪聲去除和基于Sobel算子、Canny算子的圖像邊緣檢測，并通過了綜