[发明专利]PCB板缺陷智能检测系统架构与流程

权利要求书

1.一种PCB板缺陷智能检测系统，其特征在于，包括：

输入层，用于获取PCB待测板的图像，系统接受人工在线调试设备、离线批量检测设备、流水线自动采集设备三种形式的PCB板输入；

前端，用于提供PCB图片上传、PCB板功能区或特殊区域标注、PCB板检测结果显示与反馈、PCB板批量数据上传、生产流水线自动上传PCB板功能，前端对系统输入使用统一的代码；

中间件，具有多设备会话和资源调度功能，用于提供访问管理控制、分发传递数据；通过中间件转发到本地服务器与远端数据服务器，利用局域网高速访问或广域网非时效任务访问；

服务层，用于PCB板缺陷检测服务和运维管理服务，包含：

工厂检测服务器，用于提供PCB板缺陷检测、PCB板缺陷分类、缺陷分级服务，PCB板缺陷复查、核检标注服务，将核实新的PCB板缺陷标注到PCB板缺陷特征库；

远端管理与运维服务，用于远端提供PCB板缺陷检测系统的监控和运维服务，包括缺陷检索与标注检查服务、标注反馈与统计服务、检测模型加密服务、检测系统更新服务、检测系统运维服务；

数据层，用于PCB板缺陷检测、缺陷分类和分级提供计算、检索、查询数据支撑，包括深度学习模型库、PCB板缺陷特征数据库、PCB检测记录和反馈数据库；

将每个PCB待测板图像与选定的PCB标准板配准，识别和分析所述每个PCB待测板的缺陷信息，标识所述每个PCB待测板的检测区域和非检测区域，过滤掉所述非检测区域的缺陷，并基于所述检测区域的缺陷信息得到所述每个PCB待测板的缺陷检测结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务层包括：

标准板选择模块，用于每一料号和批次PCB板的标准版或参考板的选取；一个批次PCB板确定一张无缺陷的PCB板作为标准板，对一批次新料号的PCB板，由技术人员挑选若干待选PCB标准板，经标准板选择系统的算法和模型并参考PCB板对应的Gerber图自动识别PCB标准板；

图像预处理模块，用于对所述PCB标准板图像与所述PCB待测板图像进行预处理，包括：图像噪声过滤、PCB标准板与待测板图像颜色修正、PCB区域分割和裁减，光照归一化功能，得到预处理的PCB标准板图像和待测板图像；

特殊区域选择模块，用于所述PCB标准板中选择需要关注的区域，包括：功能区、非功能区、BGA区域、IC区域，使用人机交互界面选择，或者算法自动选择；

特殊区域标记模块，用于所述PCB标准板上标注特殊区域，使用不同颜色或其它可区分方式标记PCB板中一个或多个特殊区域，或者采用画框与画笔工具标注，对特殊区域精细化标注；

特殊区域缓存模块，用于存储所述PCB标准板中特殊区域的标记，所有标记记录均以绘制矢量形式进行存储；

标准板缓存模块，用于将所述PCB标准板信息存储内存中，每一个料号的PCB只选取一张标准板，所有待测PCB板检测均参考缓存中该PCB标准板；

图像配准模块，用于将所述PCB待测板的预处理图像与所述PCB标准板的预处理图像进行配准，包括：位置、颜色、光照，以获取所述PCB待测板的缺陷信息；

缺陷数据库，用于存储PCB板的缺陷信息，包括PCB板缺陷类型和PCB板的缺陷级别，为PCB板缺陷识别提供学习和训练的数据；

CNN模型训练模块，用于训练PCB板缺陷识别模型、PCB板缺陷分类模型、PCB板缺陷分级模型，根据深度学习方法，构建有效的PCB板缺陷识别网络、PCB板缺陷分类网络和PCB板缺陷分级网络；

第一阶段检测模块，用于对所述PCB待测板的缺陷作初步检测，由于PCB原始图像或特征解析复杂度高，为减少计算开销、提高检测效率，故使用浅层的神经网络快速地识别出待测PCB板缺陷，得到所述PCB待测板初步检测的缺陷类型及缺陷位置；

非检测区域过滤模块，用于过滤位于非检测区域内所述PCB待测板在第一阶段检测的疑似缺陷；

第二阶段检测模块，用于根据所述检测区域内初步检测缺陷结果利用深层网络作精化检测，识别所述PCB待测板的缺陷类别和缺陷等级，标记为不同颜色的缺陷框；

检测后处理模块，用于对所述第二阶段检测的PCB板缺陷框进行分析整合，采用深度优先搜索迭代算法，对PCB不同位置的同一缺陷区域缺陷框进行整合，得到待测PCB板不同尺度的缺陷框；

前端输出模块，用于输出所述待测PCB板检测的结果，结果分OK板和NG板两类，对检测没有缺陷的单面PCB板，输出OK，否则输出NG，对双面检测的PCB板，若两面检测的均为OK，则输出OK，否则输出NG；

数据标注模块，用于对所述PCB待测板检测的缺陷进行标注和确认，将标注并确认的PCB板缺陷数据增加到缺陷库中。