[发明专利]一种PCB三维CT图像分割方法及系统

说明书

本发明涉及一种PCB三维CT图像分割方法及系统，其方法包括：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CT图像切片进行预处理，将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，统计距离每个聚类中心最近的特征点个数，将每个对齐的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。本发明提供的方法可以快速准确地实现PCB三维CT图像的自动化分割。

技术领域

本发明涉及X射线计算机断层扫描成像无损检测领域，具体涉及一种PCB三维CT图像分割方法及系统。

背景技术

印刷电路板(PCB)在日常电子系统中发挥着关键作用，这些系统的质量和功能保证是所有应用行业都非常关注的话题。由于多层印刷电路板已成为整个行业和技术的主流，而且随着印刷电路板的特征尺寸越来越小，这种更加紧凑、密集和复杂的印刷电路板对任何测试或故障分析都是一种挑战。

对于PCB的检查，由于超微小器件和超细走线的广泛使用，使得PCB的检测变得越来越困难，采用传统的破坏式的方式和其他人工检测已经不能满足生产需要，能够利用一种无损的成像检测和机器视觉的方式对PCB电路层进行定位和检测是一种发展趋势。

基于X射线成像的无损检测技术能够在不破坏被检物体的前提下对物体内部进行成像。二维(2D)X射线虽然能够对物体内部无损成像，但是要获取每一层PCB结构几乎是不可能的，因为沿投影线的物体在X射线图像中是结构重叠的，无法三维检测。不同于2D-X射线成像，计算机断层扫描技术(Computed Tomography，简称CT)，能够对PCB内部进行三维(3D)结构成像，它具有快速、无损、高效率的优点，极大提高了PCB检测效率，已经逐渐成为PCB无损检测的一种重要手段。但是，由于PCB的CT图像中受金属伪影、散射伪影和其它伪影的影响，导致图像中存在严重的灰度不均匀或边缘模糊等现象，使得常见算法，如阈值分割、分水岭算法、区域生长的分割效果不佳。因此，如何根据CT图像准确、快速地定位电路层并且对电路进行分割成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种PCB三维CT图像分割方法及系统。

本发明技术解决方案为：一种PCB三维CT图像分割方法，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。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明公开了一种PCB三维CT图像分割方法，使用基于视觉词袋的无监督的方式，简单、快速地从PCB的三维CT图像中准确定位电路所在的物理层。

2、本发明构建一种新的水平集能量方程，解决了分割错误、分割不完整、冗余分割的问题，实现了PCB的CT图像中电路图像的自动化分割。

附图说明

图1为本发明实施例中一种PCB三维CT图像分割方法的流程图；

图2为本发明实施例中PCB三维CT成像示意图；