基于GPU并行計(jì)算技術(shù)的PCB光板表面缺陷檢測(cè)算法的研究.pdf

1、印刷電路板PCB(Printed Circuit Board)是電子行業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分。PCB裸板表面的優(yōu)良質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)電路板電氣功能的保證。為了保證能生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良、性能可靠的產(chǎn)品,PCB板的表面缺陷檢測(cè)是生產(chǎn)過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于PCB表面缺陷,國內(nèi)一些規(guī)模較小的PCB制造廠家仍然采用傳統(tǒng)的人工目測(cè)和飛針測(cè)試方法來完成檢測(cè)。人工目測(cè)和飛針測(cè)試方法不僅工作量大,而且容易受到工人的主觀因素影響,從而難以保證缺陷的檢測(cè)效率與檢

2、測(cè)精度。為了提高檢測(cè)速度和可靠性,一些資金雄厚的PCB制造廠家引進(jìn)基于CPU串行圖像處理算法的PCB缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)(PCB-AOI)用于表面缺陷的檢測(cè)。當(dāng)前,基于CPU的PCB-AOI的檢測(cè)設(shè)備因受到CPU主頻瓶頸的影響,檢測(cè)速率受到制約。為了更進(jìn)一步提高PCB-AOI檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)速度,近年來迅速發(fā)展的以 GPU并行計(jì)算和數(shù)字圖像處理為基礎(chǔ)的機(jī)器視覺技術(shù)可以較好地解決這一問題。
　　本文以提高PCB表面缺陷檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)速

3、度為目標(biāo),采用機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)和GPU并行計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCB表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)在保證檢測(cè)精度的前提下提高缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,首先研究實(shí)現(xiàn)PCB表面圖像采集的機(jī)器視覺技術(shù),然后依托GPU并行計(jì)算平臺(tái)對(duì)圖像處理算法如:預(yù)處理算法、圖像配準(zhǔn)算法等進(jìn)行并行化研究和設(shè)計(jì)。結(jié)合數(shù)字圖像處理原理和GPU并行計(jì)算理論,提出PCB-AOI系統(tǒng)的并行計(jì)算設(shè)計(jì)思路,并通過缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)并行計(jì)算的加速效果進(jìn)行驗(yàn)證。主要研究工作為:
　　1、搭

4、建機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。根據(jù)PCB的尺寸選擇合適的相機(jī)和鏡頭、根據(jù)特定的圖像采集環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的照明方案進(jìn)行調(diào)整以使機(jī)器視覺系統(tǒng)能采集到最佳的PCB表面圖像。
　　2、研究PCB表面缺陷的特點(diǎn),設(shè)計(jì)基于缺陷輪廓模型的缺陷分類器實(shí)現(xiàn)了PCB表面缺陷的識(shí)別。檢測(cè)系統(tǒng)的缺陷識(shí)別率是79％,基本達(dá)到了缺陷檢測(cè)的精度要求。
　　3、GPU并行計(jì)算原理的研究和數(shù)字圖像處理并行算法的設(shè)計(jì)。在 NVIDIA GE-FORCE GTX480和C