[发明专利]一种PCB三维CT图像分割方法及系统

权利要求书

1.一种PCB三维CT图像分割方法，其特征在于，包括：

步骤S1：使用CT成像系统对PCB进行数据采集，得到多张PCB高分辨率的CT图像切片；

步骤S2：对每张所述CT图像切片进行预处理，将所述CT图像切片的坐标系与PCB物理结构坐标系对齐，得到对齐的CT图像切片；

步骤S3：对所述对齐的CT图像切片进行特征提取，并进行聚类形成K个类别以及聚类中心，统计距离每个所述聚类中心最近的特征点个数，将每个所述对齐的CT图像切片编码为一个K维特征向量V，基于V的模对PCB进行分层，得到多层PCB电路层图像；

步骤S4：构建基于水平集的能量泛函对PCB电路层图像进行要素分割，得到每层的电路布局图像。

2.根据权利要求1所述的PCB三维CT图像分割方法，其特征在于，所述步骤S2：对每张所述CT图像进行预处理，将所述CT图像切片的坐标系与PCB的物理结构坐标系对齐，得到对齐的CT图像切片，具体包括：

步骤S21：在X-Y方向，通过PCA方法提取所述CT图像切片的第一主成分方向特征向量e₁和第二主成分方向特征向量e₂，如公式(1)～(2)所示：

e₁＝[a₁₁,a₂₁]^T (1)

e₂＝[a₁₂,a₂₂]^T (2)

其中，a₁₁和a₂₁分别为第一主成分方向的两个端点坐标；a₁₂和a₂₂分别第二主成分方向的两个端点坐标；

步骤S22：如公式(3)所示，定义矩阵A，其中A的第一行为e₁，第二行为e₂：

步骤S23：根据公式(4)计算旋转角θ，且θ须满足公式(5)的约束条件：

其中，tr(A)表示矩阵A的迹，tr(A)＝a₁₁+a₂₂；

步骤S24：在Y-Z方向重复步骤S21～S23，得到在Z轴方向与PCB物理结构坐标系对齐的CT图像切片。

3.根据权利要求1所述的PCB三维CT图像分割方法，其特征在于，所述步骤S3：对所述对齐的CT图像切片进行特征提取，并进行聚类形成K个类别以及聚类中心，统计距离每个所述聚类中心最近的特征点个数，将每个所述对齐的CT图像切片编码为一个K维特征向量V，基于V的模对PCB进行分层，得到多层PCB电路层图像，具体包括：

步骤S31：使用SIFT特征提取器提取每个所述对齐的CT图像切片的特征点，并计算特征描述符；

步骤S32：使用K-MEANS聚类算法对所述特征描述符进行聚类，形成K个类别，并得到每个类别的聚类中心，将每个聚类中心视为一个视觉单词，K个聚类中心构成了K个视觉词汇；

步骤S33：计算每个特征点到每个所述聚类中心的距离，统计距离每个所述聚类中心最近的特征点个数，构成一个K维特征向量V用来表示每个所述对齐的CT图像切片，计算V的模，沿Z方向出现的波峰则对应PCB不同层的电路层图像。