一种高频印刷电路板的显影质量检测方法与流程

本技术涉及图像数据处理，具体涉及一种高频印刷电路板的显影质量检测方法。

背景技术：

1、硬件电路板的印刷质量直接影响电路是否能够正常运行，特别是在高频信号领域，高频电路板的研发和制备尤为重要。电路板印刷的关键步骤主要包括涂覆感光油墨、烘干、曝光、显影、蚀刻等操作。曝光是其中的一个关键环节，指将事先设计好的电路图案转移到覆铜板上的过程。这一步骤中，掩膜被精准地放置在pcb表面，然后pcb与掩膜一起暴露在特定波长的光源下。在曝光过程中，感光油墨受到照射后发生化学性质的变化，使其在后续显影步骤中变得不溶于相应的溶剂。

2、显影过程中，使用显影粉或其他方式去除未曝光区域的感光油墨，留下电路图案。若曝光不完全或菲林片存在缺陷区域均会造成电路图案的缺陷，从而影响最终的电路板质量。整个电路板印刷过程涉及多个学科的知识，对硬件设施和操作工艺都提出了高要求。传统的电路板显影质量检测算法是通过与标准电路板图像匹配来检测电路板的显影质量，在图像匹配的过程中由于电路板的显影模糊导致使用mad算法进行图像匹配的匹配效果差，进而影响电路板的显影质量检测精度。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种高频印刷电路板的显影质量检测方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种高频印刷电路板的显影质量检测方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种高频印刷电路板的显影质量检测方法，该方法包括以下步骤：

4、采集电路板显影图像；根据电路板图像中所有像素点的灰度值划分灰度级，构建灰度直方图；

5、根据灰度直方图获取背景灰度级和前景灰度级；对电路板显影图像中的每个像素点构建邻域窗口，根据邻域窗口中各像素点的灰度级、背景灰度级和前景灰度级获取每个像素点的电路板显影模糊系数；在各像素点的邻域窗口内构建对比方向，根据各对比方向上的所有像素点的电路板显影模糊系数获取模糊系数序列；根据像素点在各对比方向上的模糊系数序列获得模糊度量特征；根据电路板显影模糊系数和模糊度量特征获取每个像素点的衰减系数；获取电路板显影图像的标准参考图像，根据电路板显影图像划分子图，结合衰减系数获得各子图与标准参考图像的匹配程度；根据各子图与标准参考图像的匹配程度获取电路板显影图像中的匹配模块；

6、根据匹配模块与标准参考图像之间的差异获得电路板的显影质量。

7、进一步，所述根据电路板图像中所有像素点的灰度值划分灰度级，构建灰度直方图，包括：

8、获取电路板图像中所有像素点的灰度值的最大值和最小值，将最小值和最大值之间的每个整数值作为一个灰度级；统计每个灰度级包含的像素点数量，构建横轴为灰度级，纵轴为像素点数量的灰度直方图。

9、进一步，所述根据灰度直方图获取背景灰度级和前景灰度级，包括：

10、分别将每个灰度级记为待分析灰度级；

11、以待分析灰度级为中心构建预设长度的局部邻域，当局部邻域中待分析灰度级包含的像素点数量最多时，将待分析灰度级记为一个局部峰值；

12、获取灰度直方图中的所有局部峰值，将包含的像素点数量最多的两个局部峰值记为主峰值对；将主峰值对中的最小值记为背景灰度级，主峰值对中的最大值记为前景灰度级。

13、进一步，所述对电路板显影图像中的每个像素点构建邻域窗口，根据邻域窗口中各像素点的灰度级、背景灰度级和前景灰度级获取每个像素点的电路板显影模糊系数，包括：

14、分别将电路板显影图像中的每个像素点记为待分析像素点；计算背景灰度级和前景灰度级的均值；

15、以待分析像素点为中心构建预设大小的邻域窗口；对于所述邻域窗口中的各像素点，计算像素点对应的灰度级与所述均值的差值绝对值，获取所述差值绝对值的相反数；获取以自然常数为底数，以所述相反数为指数的指数函数；获取所述邻域窗口中所有像素点的所述指数函数的计算结果的和值；

16、获取电路板显影图像中像素点的总数量，记为像素总量；计算所述像素总量与灰度级数量的比值记为第一比值；获取第一比值与待分析像素点的灰度级包含的像素点数量的比值，记为第二比值；

17、将第二比值与所述和值的乘积作为待分析像素点的电路板显影模糊系数。

18、进一步，所述在各像素点的邻域窗口内构建对比方向，根据各对比方向上的所有像素点的电路板显影模糊系数获取模糊系数序列，包括：

19、在待分析像素点的邻域窗口中，分别将以待分析像素点为中心的0°、45°、90°和135°方向作为一个对比方向；

20、对于各对比方向，获取对比方向上的所有像素点的电路板显影模糊系数按照从小到大的顺序排列获得对比方向的模糊系数序列。

21、进一步，所述根据像素点在各对比方向上的模糊系数序列获得模糊度量特征，包括：

22、计算所述模糊系数序列的偏度，获取所述偏度的绝对值，记为偏度绝对值；将所有对比方向的所述偏度绝对值的最大值作为待分析像素点的最大模糊方向偏移度；

23、计算各对比方向的模糊系数序列与其他各对比方向的模糊系数序列之间的动态时间规整距离；

24、获取待分析像素点的所有所述动态时间规整距离的和值，记为距离总值；将距离总值与待分析像素点的最大模糊方向偏移度的乘积作为待分析像素点的模糊度量特征。

25、进一步，所述根据电路板显影模糊系数和模糊度量特征获取每个像素点的衰减系数，包括：

26、对于电路板显影图像中的各像素点，计算像素点的电路板显影模糊系数与预设衰减权重的乘积，记为第一乘积；获取1与预设衰减权重的差值，计算所述差值与像素点的模糊度量特征的乘积，记为第二乘积；

27、获取第一乘积与第二乘积的和值，计算所述和值的相反数，将以自然常数为底数，所述相反数为指数的指数函数的计算结果作为像素点的衰减系数。

28、进一步，所述获取电路板显影图像的标准参考图像，根据电路板显影图像划分子图，结合衰减系数获得各子图与标准参考图像的匹配程度，包括：

29、获取数据库中电路板显影图像的标准参考图像；以电路板显影图像的各像素点为左上角构建大小与标准参考图像相等的子图；

30、对于子图中的各像素点，计算像素点的灰度值与标准参考图像中对应像素点的灰度值的差值绝对值；获取像素点的衰减系数与所述差值绝对值的乘积；

31、将子图中所有像素点的所述乘积的均值作为子图与标准参考图像的匹配程度。

32、进一步，所述根据各子图与标准参考图像的匹配程度获取电路板显影图像中的匹配模块，包括：

33、将电路板显影图像中的所有子图中与标准参考图像的匹配程度最大的子图作为电路板显影图像中的匹配模块。

34、进一步，所述根据匹配模块与标准参考图像之间的差异获得电路板的显影质量，包括：

35、计算匹配模块中的各像素点与标准参考图像中对应像素点的差值绝对值；将匹配模块中所述差值绝对值大于预设缺陷阈值的像素点记为缺陷像素点；

36、统计缺陷像素点的数量，当缺陷像素点的数量大于预设质量阈值时，电路板的显影质量不合格。

37、本发明至少具有如下有益效果：

38、本发明首先通过分析电路板显影质量较差的区域的特征，边缘线路区域较为模糊根据电路板显影图像的灰度直方图，获取背景灰度级和前景灰度级，模糊区域的像素点在灰度直方图中体现为靠近背景灰度级和前景灰度级的中间位置，即模糊灰度级；根据每个像素点及其邻域窗口中各像素点的灰度值获取电路板显影模糊系数，反映了像素点对模糊灰度级的隶属程度；进一步分析不同模糊区域的形状和大小对图像匹配的影响，根据像素点在邻域窗口内各方向上的像素点的电路板显影模糊系数所组成的序列之间的相似性以及分布规律获得模糊度量特征，反映了像素点在模糊区域的位置信息，即与模糊区域中心的靠近程度，结合电路板显影模糊系数和模糊度量改进mad算法中的相似度度量准则，使得模糊值越大的像素权重越小，有效减小了匹配过程中的误差，根据匹配模块与标准参考图像之间的差异获得电路板的显影质量，提高了高频印刷电路板的显影质量检测精度。