1.一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,包括步骤:S1、采集多个待检测IC元件焊点的测试图片后,形成测试集合;
S2、分别将测试集合的每张测试图片向量化成列向量后,将获得的所有列向量合并成IC焊点测试矩阵;
S3、对IC焊点测试矩阵进行优化分解处理后获得其低秩矩阵和稀疏矩阵;
S4、将稀疏矩阵的每个列向量进行逆向量化后获得对应的图片,进而对每个图片进行二值化分割从而得到对应的二值化图像;
S5、获取根据训练样本训练获得的频率分布图后,结合二值化图像计算每个测试图片的缺陷度;
S6、将该图片的缺陷度与训练样本的缺陷度阈值进行比对后获得IC元件焊点的检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S1之前还包括对训练样本进行训练的步骤,具体包括:A1、分别将训练样本的每张IC焊点训练图片向量化成列向量后,将获得的所有列向量合并成IC焊点样本矩阵;
A2、对IC焊点样本矩阵进行优化分解处理后获得其低秩矩阵和稀疏矩阵;
A3、将稀疏矩阵的每个列向量进行逆向量化后获得对应的样本图片,进而对每个样本图片进行二值化分割从而得到对应的二值化图像;
A4、建立频率分布图后,依次获取每个二值化图像,对频率分布图进行更新,进而在更新完毕后计算训练样本的缺陷度阈值。
3.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S2,其具体为:
分别将测试集合的每张测试图片向量化成N×1维列向量后,将获得的所有列向量合并成N×M维的IC焊点测试矩阵;其中,M表示测试集合的测试图片的数量,N表示列向量的维度,且N=W×H,W表示测试图片的宽度,H表示测试图片的高度。
4.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S3,包括:
S31、建立如下的增广拉格朗日函数作为IC焊点测试矩阵的优化函数:
其中,lμ(L,S,X)表示优化函数,D表示IC焊点测试矩阵,L表示IC焊点测试矩阵的低秩矩阵,S表示IC焊点测试矩阵的稀疏矩阵,X表示与IC焊点测试矩阵相同维度的拉格朗日乘子矩阵,μ表示补偿正标量,||L||*表示低秩矩阵L的核范数,||S||1表示稀疏矩阵S的L1范数,λ表示调节参数,||·||F表示Frobenius范数,<.,.>表示矩阵内积运算子;
S32、求解获得低秩矩阵L、稀疏矩阵S和拉格朗日乘子矩阵X的迭代更新公式如下:
其中,上标k表示迭代次数,UΣVT表示矩阵 的奇异值分解, 表示压缩算子且 表示矩阵Σ中元素如果大于 则取原值,否则,取0;
S33、根据迭代更新公式对低秩矩阵L、稀疏矩阵S和拉格朗日乘子矩阵X进行更新,同时更新补偿正标量μ和迭代次数k:μk+1=μkρ,k=k+1,其中,ρ表示迭代参数;
S34、迭代执行步骤S33直到满足收敛条件后,获取当前的低秩矩阵和稀疏矩阵。
5.根据权利要求4所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S33,其具体为:
根据迭代更新公式对低秩矩阵L、稀疏矩阵S和拉格朗日乘子矩阵X进行更新,同时更新补偿正标量μ和迭代次数k:μk+1=μkρ,k=k+1,其中,初始化的迭代条件如下:L0=S0=X0=
0,μ0>0,ρ>1,k=0。
6.根据权利要求4所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S34中所述收敛条件为:||D-Lk-Sk||F/||D||F<10-7或迭代次数k达到预设最大次数。
7.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S4,其具体为:
将稀疏矩阵的每个列向量进行逆向量化后获得对应的W×H的图片,进而对每个图片进行二值化分割从而得到对应的二值化图像,W表示测试图片的宽度,H表示测试图片的高度。
8.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S5中所述频率分布图是通过以下方式训练获得的:建立一个W×H的矩阵并将该矩阵的所有元素值初始化为1后作为频率分布图,进而依次获取训练样本的每张IC焊点训练图片的稀疏矩阵对应的二值化图像后,对频率分布图进行更新,针对二值化图像中像素值为255的像素点,将频率分布图的相应位置的元素值加1,W表示测试图片的宽度,H表示测试图片的高度。
9.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S5中所述计算每个测试图片的缺陷度的步骤,是通过下式计算缺陷度的:
上式中,Em表示测试图片的缺陷度,M表示测试集合的测试图片个数,f(x,y)表示频率分布图,b(x,y)表示测试图片的二值化图像,W表示测试图片的宽度,H表示测试图片的高度。
10.根据权利要求1所述的一种基于鲁棒主成分分析的IC元件焊点检测方法,其特征在于,所述步骤S6,其具体为:
判断该缺陷度是否大于训练样本的缺陷度阈值,若是,则判断该IC元件焊点为虚焊焊点,反之,判断该IC元件焊点为正常焊点。