色環(huán)電阻是印刷電路板(PCB)中最常用的電子元器件之一,主要依靠色環(huán)的排列順序和顏色等視覺信息進(jìn)行區(qū)分,易發(fā)生裝配錯(cuò)誤。但是色環(huán)電阻裝配質(zhì)量的人工檢測(cè)方法效率低、誤檢率高,而傳統(tǒng)的基于圖像處理技術(shù)的自動(dòng)檢測(cè)方法魯棒性較差,難以解決不同拍攝角度、物距及光照條件下的PCB板色環(huán)電阻檢測(cè)問題。針對(duì)這一問題,該文提出一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的PCB板色環(huán)電阻自動(dòng)檢測(cè)與定位方法,首先采用編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及帶有權(quán)重的交叉熵?fù)p失函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法,較好地解決了復(fù)雜光照及場(chǎng)景下PCB板色環(huán)電阻的圖像分割問題;然后采用最小面積外接矩形方法定位單個(gè)色環(huán)電阻,并通過仿射變換對(duì)色環(huán)電阻位置進(jìn)行垂直校正;最后通過高斯模板匹配方法實(shí)現(xiàn)了色環(huán)電阻的色環(huán)定位。采用1270幅PCB圖像對(duì)該文方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證,并與傳統(tǒng)的基于形態(tài)學(xué)和基于模板匹配的色環(huán)電阻檢測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,該文方法在召回率、準(zhǔn)確率及重疊度等性能指標(biāo)上具有明顯優(yōu)勢(shì),處理速度快,能滿足實(shí)際應(yīng)用要求。

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圖4Maxpooling與Upsamping計(jì)算過程

法對(duì)色環(huán)電阻及色環(huán)進(jìn)行定位。首先采用最小面積外接矩形算法獲得色環(huán)電阻的矩形輪廓，并根據(jù)輪廓信息，通過仿射變換將色環(huán)電阻統(tǒng)一校正為垂直放置，以便后續(xù)的色環(huán)定位；最后通過高斯模板匹配方法，定位出色環(huán)電阻中的各條色環(huán)。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：(1)基于最小面積外接矩形算法的色環(huán)電阻定位方法：....

圖5色環(huán)電阻及色環(huán)的定位方法流程圖以及中間過程示意圖

最小面積外接矩形算法獲得色環(huán)電阻的矩形輪廓，并根據(jù)輪廓信息，通過仿射變換將色環(huán)電阻統(tǒng)一校正為垂直放置，以便后續(xù)的色環(huán)定位；最后通過高斯模板匹配方法，定位出色環(huán)電阻中的各條色環(huán)。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：(1)基于最小面積外接矩形算法的色環(huán)電阻定位方法：通過建立給定目標(biāo)的凸外形并旋轉(zhuǎn)外形，....

圖1PCB圖像數(shù)據(jù)集示例

別及布局形式多樣，色環(huán)電阻的種類、大小與數(shù)量也存在較大差異，數(shù)據(jù)集較為完備。本文選取其中的970幅圖像作為訓(xùn)練集，共約5000個(gè)色環(huán)電阻；150幅圖像作為驗(yàn)證集，用于確定合適的模型參數(shù)；150幅圖像作為測(cè)試集，共含有851個(gè)色環(huán)電阻，用于對(duì)本文所提方法進(jìn)行測(cè)試。3方法本文算法的總....

圖2本文算法的總體流程圖

別及布局形式多樣，色環(huán)電阻的種類、大小與數(shù)量也存在較大差異，數(shù)據(jù)集較為完備。本文選取其中的970幅圖像作為訓(xùn)練集，共約5000個(gè)色環(huán)電阻；150幅圖像作為驗(yàn)證集，用于確定合適的模型參數(shù)；150幅圖像作為測(cè)試集，共含有851個(gè)色環(huán)電阻，用于對(duì)本文所提方法進(jìn)行測(cè)試。3方法本文算法的總....

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