[发明专利]图像捕捉和校准有效

专利信息
申请号: 200910161418.X 申请日: 2009-07-22
公开(公告)号: CN101635056A 公开(公告)日: 2010-01-27
发明(设计)人: A·赞迪法 申请(专利权)人: 精工爱普生株式会社
主分类号: G06T7/00 分类号: G06T7/00;G01N21/956;G01R31/02
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 汤春龙;徐予红
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 图像 捕捉 校准
【说明书】:

技术领域

发明一般涉及图像处理,更具体地说涉及用于图像捕捉和校准的系统和方法。 

背景技术

在印刷电路板(PCB)制造中,将PCB图案图像直接印刷在PCB衬底上。此PCB图像应尽可能的精确是重要的,因为图像中的误差或像差可能导致制造的PCB衬底中的误差。 

通常,工业喷墨印刷机将PCB图案作为点阵图案图像来印刷。重要的是,能够校准此类印刷机以及执行质量控制以便确保它们的印刷性能是一致的且满足规范。喷墨印刷机头包括一组喷嘴,可以将特定喷嘴的输出与正在印刷的点阵图案图像的区域互相关联。在印刷机连续使用一段时间之后,喷嘴变得阻塞或发生其他故障,这可能导致被印刷的图像中的误差或像差。 

通常在连续的印刷周期之间通过烘烤工序将带有工业喷墨印刷机印刷的图案的陶瓷PCB衬底固化。表面污染物的存在和固化的作用可能导致印刷的特点的失真。除了均匀的收缩外,印刷的图案还经受基于印刷的材料的局部几何形状的不均匀收缩。印刷的图案中的失真和失效的喷墨喷嘴还可能产生电路误差,例如开路和短路(拓扑失真),以及产生多道印刷工序之间的电路零件的错位(几何失真)。 

如果可以根据喷嘴渲染点阵图案的区域的质量来表征喷嘴的“标记(signature)”,则可以通过检查它生成的图像来识别故障印刷机和故障的原因。能够在引起成本更高昂的制造误差之前,识别并校正故障印刷机所产生的印刷误差将是有用的。 

发明内容

本发明的实施例实现了图像捕捉和验证。本发明的某些应用是在用于检查印刷电路板(“PCB”)衬底的多种系统实施例中的使用。在多个实施例中,可以基于要捕捉的图像的配置参数和基于图像的模拟参考位图的配置参数来校准包括摄像机和支承图像的二维表面的图像捕捉系统。在多个实施例中,基于校准参数来确定要捕捉的图像在二维表面上的位置。在多个实施例中,通过在捕捉每个图像时验证每个图像的选定的特性来保持所捕捉的图像的质量的一致性。 

在多个实施例中,一种用于捕捉图像的有效快照的方法可以包括计算图像的第一配置参数集合至与该图像对应的参考位图的第二配置参数集合的第一映射;计算第二配置参数集合至图像位于其上的二维表面的第三配置参数集合的第二映射;至少部分地基于第一配置参数集合、第二配置参数集合、第三配置参数集合、第一映射和第二映射来识别第一快照在二维表面上的第一位置;在二维表面上的第一位置处捕捉图像的第一快照;以及响应第一快照超出图像质量阈值,存储与第一快照对应的有效快照。在多个实施例中,可以使用摄像机的对准验证参数来识别第一快照在二维表面上的第一位置。 

在多个实施例中,计算第一快照的第一位置还可包括,将第一快照的第一位置调整到二维表面的计算的偏移量。在多个实施例中,第一配置参数集合可以包括从图像中提取的第一特征集合,并且第二配置参数集合可以包括从参考位图中提取的第二特征集合。 

在一些实施例中,图像质量阈值可以包括第一快照的锐度和第一快照的对比度。可以通过将第一快照内全部量的高频分量与锐度阈值比较来至少部分地定义图像质量阈值,并且可以通过将第一快照内的边缘像素与非边缘像素之间的平均亮度差与亮度差阈值比较来至少部分地定义图像质量阈值。 

在多个实施例中,在图像可以由分块(segment)集合组成以 及有效快照是图像内的目标分块的情况下,存储有效快照可以包括识别包含该分块集合内的相邻分块的子集合的邻居;从图像中提取该分块的子集合;通过移除该分块的子集合内的至少一个分块的一部分来修改该分块的子集合;将目标分块结合到修改的分块的子集合中;以及将修改的分块的子集合结合到图像中。邻居内的每个分块具有目标分块的距离阈值内的位置。移除至少一个分块的一部分使得修改的分块的子集合的第一区域对应于目标分块的第二区域。 

在多个实施例中,一种用于校准图像捕捉系统的方法可以包括捕捉位于图像内的第一位置处的图像的参考分块的快照;基于具有与图像内的第一位置对应的参考位图内的第二位置的图像来识别参考位图的局部视图分块;识别与图像内的第一位置对应的支承图像的二维表面上的第三位置;计算第一位置与第二位置之间的第一映射;计算第二位置与第三位置之间的第二映射;至少部分地基于第一映射识别摄像机的对准验证参数;以及如果对准验证参数小于验证阈值,则在二维表面上的第三位置的计算的偏移量大于调整阈值的情况下调整第三位置。 

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