平均統計檢測步驟設計與性質

此方法主要為了減少如圖 3-5 所示的發生在邊緣的誤判，且針對項次 2 顏色變 異缺陷以及有機會檢測項次 4 中小缺陷所設計，設計想法為，一張顏色均勻的影 像，在各個不同位置的像素值差異理應不大，若有一群像素值較低或較高的，亦 即為異常區域。

因為此論文著重於檢測 PCB 金屬區域，故在此檢測步驟中，只討論像素低於 平均值的部分。但不導電區域在此取像系統中為深色，像素值遠低於金屬區域，

所以首要即為製作不導電區域遮罩，使不導電區域的像素值不列入金屬區域像素 值平均計算和不被誤判為異常區域。而在 PCB 印刷電路板中，因不導電區域的高 度高於金屬區域，造成取像時導電和不導電區域之間會產生灰色陰影，為了使陰 影的部分不列入計算造成誤判，在遮罩的影像頇加入侵蝕運算去遮蓋陰影區域。

3.2.1 平均統計檢測步驟

檢測步驟如圖 3-6 所示，載入標準影像經過灰階化、二值化、侵蝕運算，得到 標準遮罩樣板，計算標準遮罩樣板內金屬區域像素灰階值平均，將平均值減掉門 檻即為檢測灰階門檻。載入標準影像經過灰階化、二值化、侵蝕運算，得到待測 遮罩樣板。計算標待測罩樣板內金屬區域小於檢測灰階門檻的區域，最後將門檻 比對結果經過瑕疵篩選後，大於面積門檻即為異常點區域。

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圖 3-6 平均統計檢測步驟圖

3.2.2 平均統計檢測範例

 前處理：如圖 3-7 所示，載入標準影像為 S、待測影像 P，S 和 P 經由灰 階化運算產生 S’、P’，再經由二值化處理產生 S’’、P’’。這裡所做的二值 化處理目的為區分檢測區域和不檢測區域，S’’和 P’’中的白色區域為要檢 測的金屬區域。

 建立檢測灰階門檻：如圖 3-8 所示，利用 S’’經由侵蝕運算後為標準樣板 遮罩，然後使用遮罩樣板遮罩遮住 S’不導電區域，計算金屬區域像素值 平均 A，再將 A 減掉灰階值 G 建立檢測灰階門檻，這裡的侵蝕處理可以 使 S’’中的黑色區域變大，目的是在 S’’變成遮罩時可以遮住導電和非導 電之間的灰色區域，而減掉灰階值 G 的目的為減少取像時的灰階誤差。

灰階化

二值化

灰階化

建立檢測 灰階門檻 二值化

侵蝕運算 標準影像 待測影像

門檻比對 侵蝕運算

瑕疵篩選

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 門檻比對：如圖 3-9 所示，P’’ 經由侵蝕運算後為待測樣板遮罩，使用待 測遮罩樣板遮罩遮住 P’不導電區域，計算金屬區域中像素值小於檢測灰 階門檻，最後經過瑕疵篩選得到檢測結果。在這個檢測方法中，所使用 到的門檻比對方法為小於運算，將小於檢測灰階門檻的灰階值設定為 0，

大於的值則為 255 即可產生出 Result 圖。這個步驟中的侵蝕運算，和建 立檢測灰階門檻中所用的侵蝕處理目的一樣。

圖 3-7 彩色轉二值化處理

圖 3-8 建立檢測灰階門檻 S

P

S’

P’

RGB轉灰階

RGB轉灰階 S’’

P’’

二值化

二值化

S’

S’’ 取得統計平均

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圖 3-9 門檻比對

3.2.3 統計平均檢測步驟遭遇問題

如圖 3-10 所式待測影像 P 經由二值化的遮罩遮住灰階化處理影像 P’後，導致 發生在邊緣的瑕疵無法被檢測出來。

圖 3-10 瑕疵漏測 P’

P’’

Result

Result P

P’

P’’

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