電子元件極性方向的快速識別、標(biāo)注的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動光學(xué)檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種電子元件極性方向的快速識別、標(biāo)注的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于PCB板，需要在對其上的電子元件進(jìn)行極性方向判斷?，F(xiàn)在對于電子元件極性方向判斷，主要有兩種方法:一是基于元件結(jié)構(gòu)特征的極性方向判斷，這種方法是基于特定的元件結(jié)構(gòu)特征，通常只針對某類元件設(shè)計，適用性受限，另外，部分結(jié)構(gòu)特征在不同環(huán)境下(如光照不同、拍攝角度不同、噪聲干擾等)不穩(wěn)定，導(dǎo)致判斷準(zhǔn)確率較低;二是基于正反模板匹配的極性方向判斷，只要針對每種元件都設(shè)定一個模板，但這樣可能會因多類別模板混用而導(dǎo)致準(zhǔn)確率降低，而且元件只要外觀稍有不同就得引入新的模板，可擴(kuò)展性受限，計算時間也會因模板庫的增大而增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對電子元件極性方向判斷準(zhǔn)確率低、適用性有限的問題，提供一種電子元件極性方向的快速識別、標(biāo)注的方法和系統(tǒng)。
[0004]—種電子元件極性方向的快速識別方法，包括以下步驟:
[0005]獲取包含目標(biāo)電子元件的圖像；
[0006]利用訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對包含目標(biāo)電子元件的圖像數(shù)據(jù)作前向計算，獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征，根據(jù)分類特征獲取目標(biāo)電子元件屬于各類電子元件的各種極性方向類別的概率分布；
[0007]選取概率最大的極性方向類別作為目標(biāo)電子元件的極性方向類別。
[0008]根據(jù)上述快速識別方法，其是獲取包括目標(biāo)電子元件的圖像，再利用訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其作前向計算，獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征，再獲取目標(biāo)電子元件屬于各類電子元件的各種極性方向類別的概率分布，選取其中概率最大的極性方向類別作為目標(biāo)電子元件的極性方向類別。此方案中使用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以自動精準(zhǔn)地識別電子元件的極性方向，而且并不針對特定的電子元件結(jié)構(gòu)，適用于各種帶極性的電子元件，實現(xiàn)跨類別的電子元件的極性方向識別，適用性較廣。
[0009]在其中一個實施例中，利用訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對包含目標(biāo)電子元件的圖像數(shù)據(jù)作前向計算，獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征的步驟包括以下步驟:
[0010]通過卷積層對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積運算，接著通過激活函數(shù)層進(jìn)行非線性變換，再通過池化層進(jìn)行池化操作，然后通過全連接層獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征，其中，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括卷積模塊和全連接層，卷積模塊包括依次連接的卷積層、激活函數(shù)層和池化層。
[0011]在其中一個實施例中，訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過以下步驟獲得:
[0012]建立各類電子元件的各種極性方向的圖像樣本集；
[0013]利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中相互連接的卷積模塊和全連接層對圖像樣本集的各圖像樣本數(shù)據(jù)分別進(jìn)行前向計算，獲得各類電子元件的各種極性方向類別的分類特征，根據(jù)各分類特征訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別各類電子元件的各種極性方向。
[0014]在其中一個實施例中，建立各類電子元件的各種極性方向的樣本集的步驟包括以下步驟:
[0015]獲取PCB板卡圖像和PCB模板圖，并以PCB模板圖為參考，對PCB板卡圖像進(jìn)行位置配準(zhǔn)；
[0016]截取位置配準(zhǔn)后PCB板卡圖像上的各類電子元件圖像，以PCB模板圖中的各類電子元件對各類電子元件圖像中相應(yīng)的電子元件進(jìn)行匹配，獲得各類電子元件圖像中相應(yīng)電子元件的精確位置，根據(jù)相應(yīng)電子元件的精確位置對相應(yīng)電子元件進(jìn)行調(diào)整，使相應(yīng)電子元件位于各類電子元件圖像的中心，獲得各類電子元件的各種極性方向的圖像樣本集。
[0017]在其中一個實施例中，卷積模塊為5個，其中，5個卷積層的卷積核數(shù)目分別為24，
64,96,96和64，5個卷積層的卷積核大小分別為7 X7，5X5，3X3，3X3，3X3，5個卷積層的步長均為1;全連接層為2個，其中，2個全連接層的隱節(jié)點數(shù)分別為512和4。
[0018]在其中一個實施例中，在獲取包含目標(biāo)電子元件的圖像的步驟之后，包括以下步驟:
[0019]獲取目標(biāo)電子元件的模板圖，以目標(biāo)電子元件的模板圖對圖像中的目標(biāo)電子元件進(jìn)行匹配，獲得圖像中的目標(biāo)電子元件的精確位置，根據(jù)精確位置對圖像中的目標(biāo)電子元件進(jìn)行調(diào)整，使圖像中的目標(biāo)電子元件位于圖像的中心，調(diào)整后的圖像供訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作前向計算。
[0020]—種電子元件極性方向的標(biāo)注方法，包括以下步驟:
[0021 ]根據(jù)上述電子元件極性方向的快速識別方法確定的目標(biāo)電子元件的極性方向，在板式文件中標(biāo)注目標(biāo)電子元件的極性方向信息，板式文件用于保存電子元件的各種屬性信息。
[0022]上述電子元件極性方向的標(biāo)注方法可以應(yīng)用于Α0Ι板式制作，自動、精準(zhǔn)地對PCB板卡上的元件進(jìn)行極性方向標(biāo)注，從而提升板式制作的自動化水平，改善板式制作的效率與準(zhǔn)確性。
[0023]—種電子元件極性方向的快速識別系統(tǒng)，包括以下單元:
[0024]獲取單元，獲取包含目標(biāo)電子元件的圖像；
[0025]計算單元，用于利用訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對包含目標(biāo)電子元件的圖像數(shù)據(jù)作前向計算，獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征，根據(jù)分類特征獲取目標(biāo)電子元件屬于各類電子元件的各種極性方向類別的概率分布；
[0026]選取單元，用于選取概率最大的極性方向類別作為目標(biāo)電子元件的極性方向類別。
[0027]根據(jù)上述快速識別系統(tǒng)，其是獲取包括目標(biāo)電子元件的圖像，再利用訓(xùn)練后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其作前向計算，獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征，再獲取目標(biāo)電子元件屬于各類電子元件的各種極性方向類別的概率分布，選取其中概率最大的極性方向類別作為目標(biāo)電子元件的極性方向類別。此方案中使用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以自動精準(zhǔn)地識別電子元件的極性方向，而且并不針對特定的電子元件結(jié)構(gòu)，適用于各種帶極性的電子元件，實現(xiàn)跨類別的電子元件的極性方向識別，適用性較廣。
[0028]在其中一個實施例中，計算單元通過卷積層對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積運算，接著通過激活函數(shù)層進(jìn)行非線性變換，再通過池化層進(jìn)行池化操作，然后通過全連接層獲得目標(biāo)電子元件的極性方向類別的分類特征，其中，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括卷積模塊和全連接層，卷積模塊包括依次連接的卷積層、激活函數(shù)層和池化層。
[0029]—種電子元件極性方向的標(biāo)注系統(tǒng)，包括標(biāo)注單元和上述電子元件極性方向的快速識別系統(tǒng)，其中，標(biāo)注單元用于在板式文件中標(biāo)注目標(biāo)電子元件的極性方向信息，板式文件用于保存電子元件的各種屬性信息。
[0030]上述電子元件極性方向的標(biāo)注系統(tǒng)可以應(yīng)用于Α0Ι板式制作，自動、精準(zhǔn)地對PCB板卡上的元件進(jìn)行極性方向標(biāo)注，從而提升板式制作的自動化水平，改善板式制作的效率與準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0031]圖1是其中一個實施例中電子元件極性方向的快速識別方法的流程示意圖；
[0032]圖2是其中一個實施例中卷積模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是其中一個實施例中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是其中一個實施例中電子元件極性方向的快速識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是其中一個實施例中電子元件極性方向的快速識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6是其中一個實施例中電子元件極性方向的快速識別系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；