印刷點圖案位圖的缺陷檢測的製作方法
2023-05-10 06:31:06
專利名稱：印刷點圖案位圖的缺陷檢測的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及圖像處理，並且更特別地涉及用於印刷點圖案位
圖(printed dot-pattern bitmap )圖像的缺陷(fault)檢測的系統和方法。
背景技術：
印刷技術是諸如印刷電路板(此後稱為"PCB")製造之類的應用的 重要組成部分。在PCB製造中，可以將PCB圖案(pattern)圖像直接印 刷到PCB基底上。精確的PCB圖像是很重要的，因為圖像中的誤差或偏 差(aberration)可能導致製造的PCB基底中的誤差。
典型地，通過工業噴墨印表機(inkjet printer)將PCB圖案印刷成點圖 案圖像。重要的是能夠校準這樣的印表機以及執行質量控制，以便確保 它們的印刷性能是一致的並且符合規範。噴墨印表機頭包含一組噴嘴， 可以使特定噴嘴的輸出與正在印刷的點圖案圖像的區域相關。在連續使 用印表機若干時段之後，噴嘴可能被阻塞或者出現其他故障 (malfunction),並且這可能導致正在印刷的圖像中的誤差或偏差。
具有由工業噴墨印表機印刷的圖案的陶資PCB基底典型地在連續的 印刷周期之間通過烘焙(baking)工藝進行固化。表面汙染物的存在以 及固化的動作可能導致印刷特徵的失真。除了均勻收縮(shrinkage)之 外,印刷圖案(printed pattern )還受到基於印刷材料的局部幾何形狀的 非均勻收縮的影響。印刷圖案中的失真以及噴射失敗(misfiring)的噴 墨噴嘴還可能產生諸如斷路和短路(拓樸失真)之類的電路錯誤以及多 遍(pass )印刷之間的電路特徵的不對準(幾何失真)。
如果噴嘴的"特點"(signature)可以按照其再現點圖案區域的質量 來表徵，那麼可以通過檢查其產生的圖像來標識發生故障的印表機和故 障的原因。有用的是，能夠在發生代價更高的製造誤差之前標識並且校 正由發生故障的印表機產生的印刷誤差。
發明內容
本發明的實施例允許實現印刷點圖案圖像中的缺陷檢測。本發明的特定應用是其用於檢查印刷電路板("PCB")基底的系統的各種不同的 實施例中。在實施例中，產生的失真圖基於重建的點圖案圖像、模擬的 參考位圖以及代表重建的點圖案圖像與該參考位圖之間的差異的誤差 圖的比較。在實施例中，失真圖的像素經過顏色編碼，以便標識作為所 述比較的結果而發現的偏差的位置和類型。
在實施例中，用於標識圖像中的偏差的方法可以包括通過應用函 數以便增大圖像內的像素的強度值之差來調節圖像；基於圖像內的像素 集合與圖像的參考位圖內的像素集合的比較產生誤差圖；至少部分地基 於用戶輸入參數從誤差圖中移除像素集合；以及產生標識圖像內的偏差 的失真圖。可以至少部分地基於所述誤差圖、所述圖像以及該圖像的參 考位圖來產生所述失真圖。
在實施例中，調節圖像可以包括計算圖像內的像素的強度值分布； 定義下強度閾值和上強度闞值；如果該分布內的像素具有小於下強度闊 值的強度值，則將第一強度值分配給該像素；如果該分布內的像素具有 大於上強度閾值的強度值，則將第二強度值分配給該像素；以及如果強 度值小於所述上強度值並且大於所述下強度閾值，則分配計算的強度 值，該強度值是通過將閾值函數應用到所述像素的強度值而計算出的。
在實施例中，產生誤差圖可以包括標識圖像內的第一像素以及參 考位圖內的笫二像素，這些像素具有相應的位置；計算第一像素的強度 值與第二像素的強度值之間的絕對差值；標識誤差圖內的第三像素，該 第三像素具有與第一像素的位置相應的位置；以及將所述絕對差值分配 給第三像素的強度值。在實施例中，響應於該絕對差值大於一定閾值將 所述絕對差值分配給第三像素的強度值。
在實施例中，從誤差圖中移除像素可以包括接收最小可接受誤差 寬度參數和最小可接受誤差高度參數；通過將連通分量分析應用到誤差 圖內的像素來產生誤差圖內的連通分量集合；基於連通分量的高度和寬 度與最小可接受誤差寬度參數和最小可接受誤差高度參數的比較，從所 述連通分量集合中移除至少一個連通分量。
在實施例中，從所述連通分量集合中移除至少一個連通分量可以包 括標識所述連通分量集合內的連通分量行；如果連通分量行包含具有 小於最小可接受誤差寬度的寬度的連通分量，則移除該連通分量行；標 識所述連通分量集合內的連通分量列；以及如果該連通分量列包含具有小於最小可接受誤差高度的高度的連通分量，則移除該連通分量列。
在實施例中，產生失真圖可以包括產生初始化失真圖，其具有與
誤差圖的高度和寬度相應的高度和寬度；至少部分地基於在誤差圖中的 相應像素處的標識的偏差，將第一顏色強度值分配給在初始化失真圖內 具有位置的第 一像素；以及至少部分地基於在誤差圖中的第二相應像素 處不存在偏差將第二顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有第二位 置的第二像素。在實施例中，第一顏色強度值可以選自多個顏色強度值 並且與誤差圖中第一相應像素處標識的特定類型的偏差有關。在實施例 中，第一顏色強度值可以選自多個強度值並且將所述偏差標識成位於圖 ^f象的前景部分(foreground section )中。
在實施例中，用於產生標識圖像內的偏差的失真圖的方法可以包 括通過將圖像內的第 一像素集合的第 一強度值集合與參考位圖內的第 二像素集合的第二強度值集合進行比較來產生誤差圖；產生初始化失真 圖，其具有與誤差圖的高度和寬度相應的高度和寬度；以及將多個顏色
強度值分配給初始化失真圖內的多個像素，所述多個像素內的像素子集 中的每個像素的顏色強度值至少部分地基於誤差圖中的相應像素的標
識的偏差。
在實施例中，用於產生標識圖像內的偏差的失真圖的系統包括誤 差圖發生器，其耦合來接收圖像和參考位圖，基於圖像內的第一像素集 合的第一強度值集合與參考位圖內的第二像素集合的第二強度值集合 的比較產生誤差圖；以及失真圖生成器，其耦合來接收所述誤差圖、所 述參考位圖以及所述圖像，將多個顏色強度值分配給初始化失真圖內的 多個像素，所述多個像素內的像素子集中的每個像素的顏色強度值至少 部分地基於誤差圖中的相應像素的標識的偏差。在實施例中，產生誤差 圖還可以包括部分地基於由誤差圖發生器接收的用戶輸入參數而從產 生的誤差圖中移除像素。
在該發明內容部分大體上描述了本發明的 一些特徵和優點；然而， 附加的特徵、優點和實施例在本文被提供，或者鑑於附圖、說明書及其 權利要求而對於本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。因此，應當 理解的是，本發明的範圍不應當受到該發明內容部分中公開的特定實施 例的限制。
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下面將參照本發明的實施例，其實例可以在附圖中示出。這些附圖
預期是說明性的，而不是限制性的。儘管本發明總體上是在這些實施例 的上下文中進行描述的，但是應當理解的是，本發明的範圍並不打算限 於這些特定的實施例。
圖1示出了依照本發明各個實施例的印刷的PCB圖案的模擬參考位
圖、重建位像以及失真位圖的實例。
圖2A繪出了依照本發明各個實施例的用於片企查印刷的PCB位圖的 系統的框圖。
圖2B繪出了依照本發明各個實施例的用於產生在印刷點圖案位圖 中發現的缺陷的失真圖的缺陷檢測系統的框圖。
圖3繪出了依照本發明各個實施例的用於產生在印刷點圖案位圖中 發現的缺陷的失真圖的方法。
擬參考位圖中的像素強度的比較l產生誤差圖t々方法。 ；—
圖5A示出了依照本發明各個實施例將噪聲裁切(noise clipping )應
用到點圖案圖像內的像素分布的強度值。
圖5B示出了依照本發明各個實施例將對比度拉伸應用到點圖案圖
像內的像素分布的強度值。
圖6繪出了依照本發明各個實施例的用於修剪誤差圖上的誤差的方法。
圖7繪出了依照本發明各個實施例的用於產生失真圖的方法。 圖8繪出了計算系統的框圖。
具體實施例方式
在以下描述中，為了解釋的目的，敘述了特定的細節以便提供對於 本發明的理解。然而，本領域技術人員應當顯而易見的是，可以無需這 些細節來實施本發明。本領域技術人員應當認識到，以下描述了其中一 些的本發明的實施例可以合併到若干不同的系統和設備中，所述系統和 設備包括照相機、掃描儀、印表機、計算機、傳真機、行動裝置(包括 具有顯示器或照相機性能的那些設備)、多媒體設備等等。本發明的實 施例可以以軟體、硬體、固件或者其組合來實施。框圖中示出的部件或模塊說明了本發明的示例性實施例，並且意在 避免使本發明不清楚。還應當理解的是，在整個討論中，部件可以被描 述成單獨的功能單元(其可以包括子單元)，但是本領域技術人員應當以將其集^在一起，包:集^到)個系;充或部件內:、；° 此外，附圖中部件/模塊之間的連接並不打算限於直接的連接。相反， 可以通過中間部件修改、重新格式化或者以其他方式改變這些部件之間 的數據。此外，可以使用附加的或者更少的連接。還應當指出的是，術 語"耦合"或"通信耦合"應當被理解成包括直接連接、通過一個或多 個中間設備的間接連接以及無線連接。 在說明書中，提到"一個實施例"或"實施例"，表示結合該實施 例描迷的特定特徵、結構、特性或功能包含在本發明的至少一個實施例 中，並且可以在不止一個實施例中。在說明書中不同位置出現的短語"在 一個實施例中"或"在實施例"不一定都指的是相同的實施例。本發明的特定應用用於檢查印刷電路板("PCB")基底的系統的各個不同的實施例中。可以通過工業噴墨印表機將PCB圖案作為點圖案 圖像印刷到基底上；該點圖案由印表機墨嘴陣列產生。在連續使用噴墨 印表機一定時段之後，它的一些噴嘴可能被阻塞或者可能發生故障，這 可能導致正在印刷的點圖案圖像中的偏差。印刷的PCB圖案中的偏差可 能與諸如短接或斷開的連接之類的電路缺陷相應。將檢查系統應用到已經由噴墨印表機印刷的PCB圖像。這種檢查系 統可以允許標識印刷的PCB圖像中的缺陷並且也可以允許確定哪些噴 嘴與印刷圖像上標識的缺陷的位置相關聯。圖l示出了依照本發明各個 實施例的印刷的PCB圖f^中的缺陷衝全測的實例。可以將PCB圖案的點 圖案圖像140與PCB圖案的模擬參考位圖120進行比較，並且可以產生 代表點圖案圖像140與參考位圖120之間的差異的失真圖160。圖2A繪出了依照本發明各個實施例的用於檢查印刷點圖案圖像的 系統200的框圖。系統200接收待檢查的點圖案位像205並且將它 與由參考位圖發生器215產生的模擬參考位像225進行比較。該參 考位圖是點圖案位像的模擬，並且用來排除將圖像印刷到PCB基底 上所造成的大多數(如果不是全部的話)偏差。圖1示出了 PCB圖案的點圖案圖像的示例性模擬參考位圖120的縮略圖。該模擬參考位圖的尺寸可以比它所依據的點圖案圖像大，以便增 大該參考圖像的解析度。在各個不同的實施例中，產生的參考位圖的尺寸和配置可以由用戶輸入參數210確定，如2008年2月14日提交的題 為"Simulation of a Printed Dot-Pattern Bitmap"的美國專利申請(序列 號No. 12/03121 )所述，該專利申請通過引用全部合併於此。點圖案圖像205和參考位像225由圖像處理器230進行比較。 可由用戶輸入參數235配置的缺陷檢測器240建立在輸入圖像205與產 生的參考圖像225的比較期間發現的偏差的失真圖245。圖1中示出了 示例性失真圖160。輸入點圖案位像205可以是非常大的。可以將大的點圖案位圖 圖像劃分成片段(section),然後可以將選定的片段與產生的參考位圖 圖像的相應片段進行比較。在實施例中，可以通過用戶輸入參數210來 選擇待比較的片段。在選擇待比較的片段中可以使用由排除圖發生器 220產生的點圖案圖像的"排除圖"(exclusion map) 250。排除圖標識 點圖案圖像內的非檢查區域。在實施例中，圖像處理器230可以部分地 使用片段集合(a set of sections),輸入點圖案圖像205、參考位圖225以 及排除圖250以便產生重建的點圖案圖像，該重建的點圖案圖像可以成 為缺陷檢測的基礎。圖1中示出了示例性重建的點圖案圖像140。A.系統實現圖2B繪出了依照本發明各個實施例的缺陷檢測器240的框圖。缺 陷檢測器240接收參考位圖225、重建的點圖案圖像265以及用戶輸入 參數235並且產生代表重建的點圖案圖像265與參考位圖225之間的差 異的失真圖245。缺陷檢測器240可以用於4企查系統200的實施例中， 以便產生標識點圖案位像205內的缺陷的失真圖245。在檢查系統200的實施例中，根據印刷點圖案片段的快照集合，重 建不能在單次掃描中捕獲的印刷點圖案圖像。通過將重建的點圖案圖像 265與參考位圖225進行比較來檢查該重建的點圖案圖像的誤差。在實施例中，誤差圖發生器255產生"誤差圖"圖像，該圖像是將 重建的點圖案圖像265內的像素的強度值與點圖案圖像的模擬參考位圖 225內的相應像素的強度值進行比較的結果。該誤差圖是重建的點圖案 圖像中的偏差的表示。ii在實施例中，可以通過將噪聲裁切和對比度拉伸應用到圖像內的像素的強度值來增強重建的點圖案圖像265。例如，可以選擇下強度閾值 a和上強度閾值6。可以通過將強度值0 (黑色)分配給具有小於"的強 度值的像素並且將強度值255 (白色)分配給具有大於6的強度值的像 素來實現圖像內的像素強度值的噪聲裁切。圖像像素的強度分布特性可 以用來選擇下強度閾值a和上強度閾值6,但是本領域技術人員應當認 識到，許多因素可以確定特定值的選擇以用於強度閾值"和6，並且該 選擇對於本發明不是關鍵的。可以將對比度拉伸應用到大於下強度閾值"並且小於上強度值6的 像素強度值集合。對比度拉伸通過使用閾值函數/z來計算所述強度值集 合中的每個強度值/的新強度值/z(/)而增強了該強度值集合內的差值。 本領域技術人員應當認識到，存在各種各樣的閾值函數並且閾值函數的 選擇對於本發明不是關鍵的。在實施例中，通過基於比較增強的重建圖像/z(/)與參考位圖中的 相應像素的強度值的函數計算每個誤差圖像素的強度值/e/T,來產生具 有與重建的點圖案圖像相同的配置的誤差圖。例如，可以使用以下函數 i十式中，r為增強誤差圖中的對比度的閾值。在實施例中，可以更新產生的誤差圖以便僅表示顯著的偏差。顯著 的偏差可以通過用戶輸入參數235來確定，所述用戶輸入參數限定了最 小可接受誤差寬度和高度。這些參數可以以像素數表示。在實施例中， 可以對誤差圖進行連通分量(connected component)分析，然後通過移 除具有的寬度和高度低於最小可接受誤差寬度和高度的連通分量段 (segment)來更新該誤差圖。在實施例中，失真圖生成器260產生失真圖245,該失真圖是經過 顏色編碼以便突出標識的偏差的位置和類型的誤差圖。圖1中示出了示 例性失真圖160。在實施例中，失真圖生成器260基於重建的點圖案圖像265、參考 位圖225和產生的誤差圖上的相應像素的強度值和位置將顏色分配給失 真圖中的像素。本領域技術人員應當認識到，具有不同特性的各種類型 的圖可以用來圖示重建的點圖案圖像265上的失真。12B.用於產生代表圖像缺陷的失真圖的方法如前面所討論的那樣，可以將點圖案位像內的缺陷表示成標識 重建的點圖案圖像與點圖案圖像的參考位圖之間的差異的失真圖。在實 施例中，根據印刷點圖案片段的快照集合重建單次掃描中不能捕獲的印 刷點圖案圖像。通過將重建的點圖案圖像與參考位圖進行比較來檢查該 重建的點圖案圖像的誤差，並且該檢查的結果為失真圖。發現的缺陷的失真圖的方法300,該方法與結構無關。方法300可以在 系統200中的缺陷檢測器240的實施例中實施。方法300包括步驟增 強重建的點圖案圖像305;產生誤差圖310;更新產生的誤差圖315;以 及基於產生的誤差圖、重建的點圖案圖像和參考位圖320產生失真圖。 方法300可以在系統200中的缺陷衝企測器240的實施例中實施。1.產生誤差圖在實施例中，"誤差圖"圖像是將重建的點圖案圖像內的像素的強 度值與點圖案圖像的模擬參考位圖內的相應像素的強度值進行比較的 結果。該誤差圖是重建的點圖案圖像中的偏差的表示。a)像素強度值的噪聲裁切和對比度拉伸在實施例中，可以通過將噪聲裁切和對比度拉伸應用到圖像內的像 素的強度值來增強重建的點圖案圖像3 05 。圖4繪出了依照本發明各個實施例的用於將噪聲裁切應用到圖像內 的像素的強度值的方法400,該方法與結構無關。方法400可以在方法 300的實施例的步驟305內實現以及在誤差圖發生器255的實施例中實 現。在實施例中，可以選擇下強度閾值a和上強度閾值6 405。可以通 過將強度值0 (黑色)分配420給具有小於a 415的強度值的像素並且 將強度值255 (白色)分配425給具有大於6 415的強度值的像素來實 現圖像內的像素強度值的噪聲裁切。圖像像素的強度分布特性可以用來 選擇下強度閾值"和上強度閾值6,但是本領域技術人員應當認識到， 許多因素可以確定特定值的選擇以用於強度閾值a和6,並且該選擇對於本發明不是關鍵的。圖5A繪出了依照本發明各個實施例的圖像內的像素505的強度值 510分布的示例性直方圖表示。下強度閾值"515和上強度閾值Z> 520由 重疊到直方圖上的豎直虛線標示。在實施例中，可以將對比度拉伸應用到 一定分布內的大於下強度闊 值a並且小於上強度值6的像素強度值集合(圖5A中繪出的直方圖上 的加括號的強度值區域525 )。對比度拉伸通過使用閾值函數/z來計算 所述強度值集合中的每個強度值/的新強度值/z(/)而增強了該強度值集 合內的差值。本領域技術人員應當認識到，存在各種閾值函數並且閾值 函數的選擇對於本發明不是關鍵的。圖5B繪出了依照本發明各個實施例的示例性閾值函數的圖形表 示，其包括噪聲裁切和對比度拉伸。將該示例性函數/2應用到圖5A中 繪出的像素強度值的示例性分布，並且可以將該函數實現為方法300的 實施例的步驟305。 / (/) 530的值對於具有小於下強度閾值"515的強度 值/的像素為0,並且/z(/) 530的值對於具有大於上強度閾值6 520的強 度值/的像素為255。在該實例中，/z(/) 530對於所述分布內大於下強度 閾值"515並且小於上強度值6 520的/的值(加括號的強度值/區域525 ) 為線性函數。b)產生以及更新誤差圖在實施例中，通過基於比較增強的重建圖像/z(/)與參考位圖中的 相應像素的強度值的函數計算每個誤差圖像素的強度值來產生具 有與重建的點圖案圖像相同的配置的誤差圖310。例如，在實施例中，可以使用以下函數計算/^:/OT HW-U〉T式中，r為增強誤差圖中的對比度的閾值。圖6繪出了依照本發明各個實施例的用於修剪誤差圖上的誤差的方 法600,該方法與結構無關。可以將方法600實現為方法300的實施例 中的步驟315以及在誤差圖發生器255的實施例中實現該方法600。在實施例中，可以通過修剪不滿足特定準則的偏差來更新產生的誤 差圖以便僅表示顯著的偏差。顯著的偏差可以通過用戶輸入參數來確 定，所述用戶輸入參數限定了最小可接受誤差寬度和高度605。這些參數可以以像素數表示。可以將誤差圖分割成層，並且可以對誤差圖的前景(foreground) 像素進行連通分量分析("CCA" )610。 CCA的一個實例是掃描圖像 內的每行像素，確定行內每個像素的分量標籤(label)。為了確定像素的 分量標籤，應用"8連通性，，(8-connectivity)原理，使得^象素的標籤 基於包圍該像素的3 x 3鄰域內的8個像素的標籤。本領域技術人員應 當認識到，這是一個實例並且可以對圖像使用各種CCA方法。可以將 連通分量定義為包圍前景像素的連通集合的有界區域。最小可接受誤差寬度和高度可以用來修剪在誤差圖內已經被標識 的連通分量段集合。可以掃描連通分量行，並且可以移除具有寬度小於 最小可接受誤差寬度的連通分量段的任何行615。可以掃描連通分量列， 並且可以移除具有高度小於最小可接受誤差高度的連通分量段的任何 列620。2.產生失真圖在實施例中，失真圖是經過顏色編碼以便突出標識的偏差的位置和 類型的誤差圖。圖1中示出了示例性失真圖160。圖7繪出了用於基於重建的點圖案圖像、模擬參考位圖以及代表重 建的點圖案圖像與參考位圖之間的差異的誤差圖的比較而產生失真圖 的方法700,該方法與結構無關。可以將方法700實現為方法300的實 施例中的步驟320,以及在失真圖生成器260的實施例中實現該方法 700。在實施例中，產生具有與誤差圖相同的高度和寬度的初始化失真 圖。將所有像素的強度值/^,。^設為0 (黑色)705。然後，基於對重 建的點圖案圖像、模擬參考位圖以及誤差圖上的相應像素進行比較710 的結果而重新分配每個像素的強度值4w。 。如果在重建的點圖案圖像上存在具有0強度值/的相應像素並且在 誤差圖上不存在相應的像素715,則失真圖上的像素的強度值/化,^.。
保持設置為0 720。如果誤差圖上存在相應的像素715,那麼對失真圖上的像素的強度 值/化,。,,,。 分配顏色強度值。如果該像素處於圖像的前景中，那麼誤差 圖表示的偏差涉及PCB部件，並且因而可能代表缺陷725。如果僅在重15建的圖像的前景中存在相應的像素730,那麼將/^雄。"設為紅色735。 如果僅在參考位圖的前景中存在相應的像素730,那麼將/化,。w/。w設為藍 色740。如果所述像素處於圖像的背景中，那麼由誤差圖表示的偏差不涉及 PCB部件並且因而可能不代表缺陷725。如果僅在參考位圖的背景中存 在相應的像素745,那麼將",,旨,,。 設為白色750。如果僅在重建的圖像 的背景中存在相應的像素745,那麼將U,歸。"設為綠色755。C.計算系統實現應當指出的是，本發明可以以能夠處理數據的任何指令-執行/計算 設備或系統實現，所述設備或系統包括但不限於通用計算機和專用計算 機，例如預期用於數據處理的計算機。也可以將本發明實現為其他的計 算設備和系統，包括但不限於數位相機、印表機、掃描儀、多功能列印 機/掃描儀、傳真機、多媒體設備以及處理、捕獲、傳輸或存儲數據的任 何其他設備。此外，在這些設備的任何設備內，可以以各種各樣的方式 實施本發明的各方面，所述方式包括軟體、硬體、固件或者它們的組合。面的功口能:、所述部件:括分立;^部件: 一個或多^個專用集;電路(ASIC)和/或程控處理器。應當指出的是，實現這些項目的方式對於 本發明不是關鍵的。圖8繪出了可以實現或實施本發明的實施例的指令-執行/計算設備 800的實施例的功能框圖。如圖8所示，處理器802執行軟體指令並且 與其他的系統部件交互。在實施例中，處理器802可以是通用處理器， 例如AMD處理器、INTEL處理器、SUN MICROSYSTEMS SPARC或 POWERPC兼容CPU，或者該處理器可以是(一個或多個)專用處理器。 耦合到處理器802的儲存設備(storage device)804提供對於數據和軟體程 序的長期存儲。儲存設備804可以是硬碟驅動器和/或能夠存儲數據的另 一設備，例如計算機可讀介質(例如磁碟、磁帶、光碟、DVD等等)驅 動器或固態存儲器裝置。儲存設備804可以保存程序、指令和/或數據以 供處理器802使用。在實施例中，可以將存儲到儲存設備804或者從儲 存設備804加載的程序或指令加載到存儲器806中並且由處理器802執 行。在實施例中，儲存設備804保存用於在處理器802上實施作業系統的程序或指令。在一個實施例中，可能的作業系統包括但不限於UNIX、AIX、 LINUX、 Microsoft Windows以及Apple MAC OS。在實施例中， 作業系統在計算系統800上執行並且控制計算系統800的操作。耦合到處理器802的可尋址存儲器806可以用來存儲數據以及由處 理器802執行的軟體指令。存儲器806可以是例如固件、只讀存儲器 (ROM)、快閃記憶體、非易失性隨機存取存儲器(NVRAM)、隨才幾存取存 儲器(RAM)或者其任意組合。在一個實施例中，存儲器806存儲多個 軟體對象，也稱為服務、應用程式、組件或者模塊。本領域技術人員也 應當認識到，儲存器804和存儲器806可以是相同的項目並且在其能力 範圍內起作用。在實施例中，圖2A和圖2B的部件中的一個或多個可以 是存儲在存儲器804、 806中並且由處理器802執行的模塊。在實施例中，計算系統800提供了與其他設備、其他網絡或二者通 信的能力。計算系統800可以包括將計算系統800通信耦合到其他網絡 和設備的一個或多個網絡接口或者適配器812、 814。例如，計算系統 800可以包括網絡^接口 812、通信埠 814或者二者，其中每一個都通 信耦合到處理器802，並且其可以用來將計算系統800耦合到其他的計 算機系統、網絡和設備。在賣施例中，計算系統800可以包括方便顯示圖形和文本的耦合到 處理器802的一個或多個輸出設備808。輸出設備808可以包括但不限 於顯示器、LCD屏、CRT監視器、印表機、觸控螢幕或者用於顯示信息的 其他設備。計算系統800還可以包括幫助在輸出設備808上顯示信息或 圖像的圖形適配器(未示出)。耦合到處理器802的一個或多個輸入設備810可以用來方便用戶輸 入。輸入設備810可以包括但不限於指向設備(pointing device),例如 滑鼠、跟蹤球或者觸摸墊，並且也可以包括將數據或指令輸入到計算系 統800中的4建盤或鍵區(keypad)。在實施例中，計算系統800可以通過通信埠 814、網絡接口 812、 存儲器804/806中存儲的數據接收輸入，或者通過輸入設備810從掃描 儀、複印機、傳真機或其他計算設備接收輸入。本領域技術人員應當認識到，計算系統對於實施本發明不是關鍵 的。本領域技術人員還應當認識到，可以從物理上和/或功能上將上述多 個元件分離成子模塊或者將其組合在一起。應當指出的是，本發明的實施例還可以涉及具有計算機可讀介質的 計算機產品，所述計算機可讀介質在其上具有用於執行各種計算機實現 的操作的計算機代碼。所述介質和計算機代碼可以是為本發明的目的而 專門設計和構建的，或者它們可以是相關領域的技術人員所熟悉或可獲得的。計算機可讀介質的實例包括但不限於磁性介質，例如硬碟、軟 盤和磁帶；光學介質，例如CD-ROM和全息設備；磁光介質；以及專 門被配置成存儲或者存儲並執行程序代碼的硬體設備，例如專用集成電 路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)、快閃記憶體設備以及ROM和RAM 設備。計算機代碼的實例包括例如編譯器產生的機器碼，以及包含由使 用解釋器的計算機執行的更高級代碼的文件。儘管本發明容易有各種修改和可替換的形式，在附圖中示出並且在 本文詳細地描述了其特定的實例。然而，應當理解的是，本發明並不限 於所公開的特定形式，而是相反地，本發明意在涵蓋落入所附權利要求 書的範圍內的所有修改、等效物和可替換方案。
權利要求
1.一種用於標識包含像素的圖像中的偏差的方法，該方法包括通過應用函數以便增大該圖像內的多個像素的強度值之差來調節所述圖像；基於所述圖像內的第一像素集合與所述圖像的參考位圖內的第二像素集合的比較產生誤差圖；至少部分地基於用戶輸入參數從所述誤差圖中移除第三像素集合；以及產生標識所述圖像內的偏差的失真圖，該失真圖是至少部分地基於所述誤差圖、所述圖像以及該圖像的參考位圖而產生的。
2. 權利要求l的方法，其中調節圖像的步驟包括 計算所述圖像內的像素的強度值分布； 定義下強度閾值和上強度閾值；響應於該分布內的像素具有小於下強度閾值的強度值，將第一強度 值分配給該像素；響應於該分布內的像素具有大於上強度閾值的強度值，將第二強度 值分配給該像素；以及響應於該分布內的像素具有大於所述下強度閾值並且小於所述上 強度值的強度值，分配計算的強度值給該像素，該計算的強度值是通過 將閾值函數應用到所述強度值而產生的。
3. 權利要求l的方法，其中產生誤差圖的步驟包括標識圖像內的第 一像素以及參考位圖內的第二像素，其中所述第一 像素和第二像素具有相應的位置；計算所述第一像素的第一強度值與所述第二像素的第二強度值之 間的絕對差值；標識誤差圖內的第三像素，其中所述第三像素和第 一像素具有相應 的位置；以及將所述絕對差值分配給所述第三像素的第三強度值。
4. 權利要求3的方法，其中響應於絕對差值大於閾值將所述絕對差 值分配給第三強度值。
5. 權利要求l的方法，其中從誤差圖中移除像素的步驟包括 接收最小可接受誤差寬度參數和最小可接受誤差高度參數；通過將連通分量分析應用到誤差圖內的像素來產生誤差圖內的連通分量集合，其中連通分量包括至少兩個相鄰的像素；以及基於至少一個連通分量的高度和寬度與最小可接受誤差寬度參數 和最小可接受誤差高度參數的比較，從所述連通分量集合中移除所述至 少一個連通分量。
6. 權利要求5的方法，其中從所述連通分量集合中移除所述至少一 個連通分量的步驟包括標識所述連通分量集合內的連通分量行；響應於該連通分量行包含具有小於最小可接受誤差寬度的寬度的 連通分量，移除該連通分量行；標識所述連通分量集合內的連通分量列；以及響應於該連通分量列包含具有小於最小可接受誤差高度的高度的 連通分量，移除該連通分量列。
7. 權利要求的方法，其中產生失真圖的步驟包括產生包含像素的初始化失真圖，該初始化失真圖具有與誤差圖的高 度和寬度相應的高度和寬度；將第 一顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有笫 一位置的第一 像素，第 一顏色強度值至少部分地基於在誤差圖中的第 一相應像素處的 標識的偏差；以及將第二顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有第二位置的第二像素，第二顏色強度值至少部分地基於在誤差圖中的第二相應像素處不 存在偏差。
8. 權利要求7的方法，其中第一顏色強度值選自多個顏色強度值並 且與在誤差圖中第一相應像素處標識的特定類型的偏差有關。
9. 權利要求7的方法，其中第一顏色強度值選自多個強度值並且將 所述偏差標識成位於圖像的前景部分中。
10. —種計算機可讀介質，具有用於執行權利要求l的方法的指令。
11. 一種用於產生標識包含像素的圖像內的偏差的失真圖的方法， 該方法包括通過將所述圖像內的第 一像素集合的第 一強度值集合與參考位圖 內的第二像素集合的第二強度值集合進行比較來產生誤差圖；產生包括像素的初始化失真圖，該初始化失真圖具有與誤差圖的高度和寬度相應的高度和寬度；以及將多個顏色強度值分配給初始化失真圖內的多個像素，所述多個像 素內的像素子集中的每個像素的顏色強度值至少部分地基於誤差圖中 的相應像素的標識的偏差。
12. 權利要求ll的方法，其中產生誤差圖的步驟包括標識圖像內的第 一像素以及參考位圖內的第二像素，其中所述第一 像素和第二像素具有相應的位置；計算所述第一像素的第一強度值與所述第二像素的第二強度值之 間的絕對差值；標識誤差圖內的第三像素，其中所述第三像素和第 一像素具有相應 的4立置；以及將所述絕對差值分配給所述第三像素的第三強度值。
13. 權利要求12的方法，其中響應於該絕對差值大於閾值將所述絕 對差值分配給第三強度值。
14. 權利要求ll的方法，其中將顏色強度值分配給初始化失真圖內 的像素的步驟包括將第一顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有第一位置的第一 像素，第一顏色強度值至少部分地基於在誤差圖中的第一相應像素處標 -i只的偏差；以及將第二顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有第二位置的笫二 像素，第二顏色強度值至少部分地基於在誤差圖中的第二相應像素處不 存在偏差。
15. 權利要求14的方法，其中第一顏色強度值選自多個顏色強度值 並且與在誤差圖中第一相應^f象素處標識的特定類型的偏差有關。
16. —種計算機可讀介質，具有用於執行權利要求ll的方法的指令。
17. —種用於產生標識圖像內的偏差的失真圖的系統，該系統包括 誤差圖發生器，其耦合來接收所述圖像和參考位圖，該誤差圖發生器基於所述圖像內的第 一像素集合的第 一強度值集合與所述參考位圖 內的第二像素集合的第二強度值集合的比較產生誤差圖；以及失真圖生成器，其耦合來接收所述誤差圖、所述參考位圖以及所述 圖像，該失真圖生成器將多個顏色強度值分配給初始化失真圖內的多個 像素，所述多個像素內的像素子集中的每個像素的顏色強度值至少部分地基於所述誤差圖中的相應像素的標識的偏差。
18. 權利要求17的系統，其中產生誤差圖還包括部分地基於由誤差 圖發生器接收的用戶輸入參數而從產生的誤差圖中移除像素。
19. 權利要求17的系統，其中將所述多個顏色強度值分配給初始化失 真圖內的所述多個像素是由包括以下步驟的方法來實現的將第一顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有第一位置的第一 像素，第 一顏色強度值至少部分地基於在誤差圖中的第 一相應像素處的 才示識的偏差；以及將第二顏色強度值分配給在初始化失真圖內具有第二位置的第二 像素，第二顏色強度值至少部分地基於在誤差圖中的第二相應像素處不 存在偏差。
20. 權利要求19的系統，其中第一顏色強度值選自多個顏色強度值 並且與在誤差圖中第一相應像素處標識的特定類型的偏差有關。
全文摘要
本發明的涉及印刷點圖案位圖的缺陷檢測。本發明的特定應用是其用於檢查印刷電路板(「PCB」)基底的系統的各種不同的實施例中。在實施例中，產生的失真圖基於重建的點圖案圖像、模擬的參考位圖以及代表重建的點圖案圖像與該參考位圖之間的差異的誤差圖的比較。在實施例中，失真圖的像素經過顏色編碼，以便標識作為所述比較的結果而發現的偏差的位置和類型。
文檔編號H05K1/00GK101636035SQ200910160488
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月23日 優先權日2008年7月23日
發明者A·贊迪法, 陳嘉翰 申請人:精工愛普生株式會社