技术摘要：
本发明提供了一种基于CCD相机的PCB电路板缺陷检测系统，包括CCD图像采集模块，以及分别与所述CCD图像采集模块设置在同一台上位机上的图像重组拼接模块、缺陷检测模块以及自校正模块，基于上述系统，本发明还公开了一种基于CCD相机的PCB电路板缺陷检测方法。本发明利用  全部
背景技术：
PCB电路板制造过程中工序繁多，缺陷可能会在各个工序中产生，这些细  微的缺 陷如果不能在生产过程中准确迅速的发现，对产品会造成产品合格率的  下降、影响其可靠 性，甚至可能导致印制板整张报废，使生产成本増加。制成  后的PCB电路板如果发现故障， 其代价是巨大的，而将故障PCB板投放到市场  上的代价更是致命的，因此，缺陷检测在PCB 电路板生产过程中有着十分重要 的位置。同时，在现有的PCB电路板在线检测方法中，检测 速度存在瓶颈，因  此，本发明利用线性CCD相机扫描成像的特点，大大提高其检测的效率， 同时  节约了成本。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于CCD相机的PCB电  路板缺陷 检测系统及方法，能够提高实时采集和检测效率，具有较高的准确率  和实时性，以实现PCB 电路板在线检测的进一步发展。 为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为： 本方案提供一种基于CCD相机的PCB电路板缺陷检测系统，包括CCD图  像采集模 块，以及分别与所述CCD图像采集模块设置在同一台上位机上的图像  重组拼接模块、缺陷 检测模块以及自校正模块； 所述CCD图像采集模块用于实时扫描采集图像，并将实时扫描采集的图像 以及获 取的标准采样图像传入至图像重组拼接模块；所述CCD图像采集模块包  括CCD相机以及CCD 图像采集接口； 所述图像重组拼接模块用于接收自校正模块传入的图像行数信息，并根据  所述 图像行数信息，将输入的实时采集图像以及标准采样图像按行分别进行图  像拼接重组，并 将拼接后的图像传入至缺陷检测模块； 所述缺陷检测模块用于根据拼接后的采集图像和标准采样图像利用结构相  似性 算法，计算得到对应图像的亮度、对比度和结构，并根据计算结果得到采  集图像和标准采 样图像的差异，并根据所述差异得到缺陷位置，并将其缺陷位  置传入至自校正模块； 所述自校正模块用于根据得到的缺陷位置对扫描行数进行调整，并将调整  行数 输入至图像拼接模块。 基于上述方法，本发明还公开了一种基于CCD相机的PCB电路板缺陷检  测方法，包 括以下步骤： S1、获取标准采样图像，并设置CCD相机的采集行数以及CCD相机的基  本设置，并 利用CCD相机实时扫描采集图像； 6 CN 111598771 A 说　明　书 2/9 页 S2、输入图像行数信息，并根据所述图像行数信息将所述标准采样图像以  及实时 采集图像按行分别进行图像拼接重组处理； S3、利用结构相似性算法分别计算得到拼接后的采集图像和标准采样图像  的亮 度、对比度和结构，并根据计算结果判断是否存在缺陷，若是，则进入步  骤S4，否则，结束本 次检测，从而完成对PCB电路板的缺陷检测； S4、根据判断结果进行扫描行数调整处理，并将调整的扫描行数信息作为  步骤S2 中的输入图像行数信息，并返回步骤S2。 进一步地，所述步骤S1中实时采集图像的矩阵表达式为： 所述标准采样图像的矩阵表达式为： 其中，A为实时采集图像的矩阵，B为标准采样图像的矩阵，ε为起始扫描  位置，x为 每次扫描的行数，y为每次扫描的列数，η为标准采样图像截取的起  始值。 再进一步地，所述步骤S2包括以下步骤： S201、输入实时采集图像； S202、输入图像行数信息：设置拼接行数的默认值，并根据所述行数的默  认值计 算得到下一次的拼接行数值； S203、图像拼接重组：根据所述拼接行数的默认值，将所述标准采样图像 以及实 时采集图像按行进行图像拼接重组处理。 再进一步地，所述步骤S202中下一次拼接行数值的表达式如下： ω′＝ω Rpre Rafter 其中，ω'为下一次拼接行数值，Rpre为所需之前行，Rafter为所需之后行，ω  为拼接 行数默认值。 再进一步地，所述步骤S203中重组后实时采集图像的矩阵表达式为： 所述重组后标准采样图像的矩阵表达式为： 7 CN 111598771 A 说　明　书 3/9 页 其中，A'为重组后的实时采集图像矩阵，B'为重组后的标准采样图矩阵，Rpre为所 需之前行，Rafter为所需之后行，ω为拼接行数默认值，x为每次扫描的行数，  y为每次扫描的 列数，η为标准采样图像截取的起始值。 再进一步地，所述步骤S3包括以下步骤： S301、利用结构相似性算法分别计算得到拼接后的实时采集图像和标准采  样图 像的亮度、对比度以及结构； S302、将实时采集图像和标准采样图像的亮度、对比度以及结构按比例进  行融 合，得到评价函数； S303、判断所述评价函数是否大于预设的检测阈值Td，若是，则结束本次  检测，从 而完成对PCB电路板的缺陷检测，否则，标记当前采集图像中的缺陷  位置，并输出当前的缺 陷检测图像，并进入步骤S4。 再进一步地，所述评价函数的表达式如下： F(A',B')＝[L(A',B')]α[C(A',B')]β[S(A',B')]γ 其中，F(A',B')为评价函数，μA'为矩阵A'的像素平均灰度值，μB'为矩阵B' 的像素 平均灰度值，N为像素点总数，xi为矩阵A'对应的像素点的值，yi为矩 阵B'对应的像素点的 值，i为矩阵A'中对应点的下标，σA'为矩阵A'的标准差，σB'为矩阵B'的标准差，L(A',B')为 矩阵A'和矩阵B'的亮度对比函数， 为矩阵A'的  像素平均灰度值的平方， 为矩阵B' 的像素平均灰度值的平方，C1，C2，C3均  为用来增加计算结果的稳定性参数，C(A',B')为矩 8 CN 111598771 A 说　明　书 4/9 页 阵A'和矩阵B'的对比度对比函  数， 为矩阵A'的方差， 为矩阵B'的方差，S(A',B')为 矩阵A'和矩阵B'的结  构对比函数，σA'B'为矩阵A'和矩阵B'的协方差，α，β，γ均为调整三个 模块间 的参数，A'为重组后的实时采集图像矩阵，B'为重组后的标准采样图矩阵。 再进一步地，所述步骤S4包括以下步骤： S401、根据判断结果判断是否有缺陷检测图像输入，若是，则进入步骤S402，  否 则，结束流程； S402、判断是否需要之前的扫描行信息，若是，则设置当前的行数信息为  所需之 前行数Rpre，并进入步骤S403，否则，当前图像的成像范围为PCB电路  板的起始范围，并进入 步骤S403； S403、判断是否需要之后的扫描行信息，若是，则设置当前的行数信息为  所需之 后行数Rafter，并利用所需之后行数Rafter补全当前图像信息，并进入步骤  S404，否则，结束 流程； S404、将所述所需之前行数Rpre以及所需之后行数Rafter作为步骤S2中的输  入图像 行数信息，并返回步骤S2。 再进一步地，所述步骤S404中输入图像的行数信息的表达式如下： ω′＝ω Rpre Rafter 其中，ω'为输出图像的行数信息，即下一次拼接行数值，Rpre为所需之前行，  Rafter 为所需之后行，ω为拼接行数默认值。 本发明的有益效果： (1)本发明为了克服现有PCB在线检测技术实时性和效率上的不足，使用  CCD作为 采集设备，以PCB电路板作为检测对象，以图像采集、图像处理等技  术为支撑，对PCB板进行 在线的缺陷检测，能够提高实时采集和检测效率，具  有较高的准确率和实时性，以实现PCB 在线检测的进一步发展。本发明是在使  用线性CCD相机在标准采集速度下的基础上进行， 利用线性CCD相机按行扫  描采集图像的特点，使用结构相似性算法的作为缺陷检测基础的 情况下，进行  PCB电路板缺陷检测，由于使用结构相似性算法进行缺陷检测需要大量的图 像  信息，常用的以整体图像为主，本发明利用CCD相机特点，通过控制图像成像  行数来实 现部分图像信息进行检测及信息可调； (2)本发明使用线性CCD采集图像，利用线性CCD行扫描成像的特点，  实现图像拼 接，缺陷检测，自校正的功能，同时，CCD采集模块与其他模块互  不干扰，并行运行，实现在 线检测的效果。本发明通过将采集图像和标准采样 图像分别传入图像修复还原模块，缺陷 检测模块，自校正模块完成对PCB的缺 陷检测，利用自校正模块对拼接行数进行调整，完备 图像信息，避免误检测。  本发明有效利用线性CCD相机有效地提高了PCB缺陷检测的效率， 节约了生  产成本，提高了实时性。 附图说明 图1为本发明的系统框图。 图2为本发明实施例的并行示意图。 图3为本发明的方法流程图。 9 CN 111598771 A 说　明　书 5/9 页 图4为本发明的图像重组拼接模块流程图。 图5为本发明的缺陷检测模块流程图。 图6为本发明的自校正模块流程图。