4.5. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИИ ДЛЯ ЭСКИЗОВ СЛОЕВ ТОПОЛОГИИ ПЛАТ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА

Специализированная обработка изображения, как отмечалось выше, зависит от типа документа. Суть этого процесса состоит в анализе информации, полученной на этапе универсальной обработки, с целью обнаружения во множестве элементарных отрезков таких подмножеств отрезков, каждый из которых может быть сопоставлен с тем или иным элементом завершающего описания. Поскольку завершающее описание специфично для каждого типа документа, то рассмотрение данной части преобразования должно проводиться с учетом этого. Начнем с эскизов слоев топологии плат печатного монтажа.

К числу задач специализированного типа для обсуждаемого случая относятся: обработка базовой линии, корректировка положения узловой точки по данным обработки базовой линии, выделение контактных площадок круглой формы, выделение контуров границ областей металлизации, отыскание областей библиотечных групп, обнаружение отрезков трасс печатных проводников, генерация файла, завершающего описания изображения.

Обработка базовой линии (БЛ) сводится, во-первых, к ее обнаружению и, во-вторых, к построению массива описания реального положения рисок этой линии на поле документа. При обнаружении БЛ используется информация о том, что к БЛ должны быть отнесены все вертикальные элементарные отрезки, имеющие крайнее правое или крайнее левое положение, и горизонтальные, имеющие крайнее верхнее или нижнее положение, а также тот факт, что элементарные отрезки, примыкающие к линиям, отнесенным к базовым, являются штрихами, отмечающими положение линий КС (см. рис. 4.8). Организация подобного поиска достаточно проста.

Вторая часть обработки предполагает, что для каждой риски БЛ, т. е. элементарного отрезка, включаемого в БЛ по признаку примыкания под углом 90° к уже найденной части БЛ, находится координата центра ее сечения. Очевидно, что сечение выполняется в горизонтальном направлении для вертикальных рисок и в вертикальном — для горизонтальных. Найденные координаты сводятся в результирующий массив. Процесс отыскания координаты центра сечения горизонтальной риски осуществляется усреднением ординат концевых точек риски, при вертикальной риске — усреднением абсцисс.

Корректировка положения узловых точек преследует цель привязать к ближайшему узлу ряд точек, относительно которых известно, что они должны быть помещены в одном из узлов координатной сетки. Привязка конкретной точки проводится в два этапа: раздельно по оси ординат, а затем — по оси абсцисс.

Рассмотрим привязку по оси ординат. Назовем проекцией горизонтальной линии координатной сетки (ЛКС) на ось ординат пару значений — ординат правого и левого концов линии соответственно. Будем говорить о левом (правом) перекосе документа, если для каждой горизонтальной ЛКС выполняется Пусть реализуется случай левого перекоса.

Определение номера горизонтальной ЛКС, к которой должна быть привязана точка а с координатами осуществляется по критерию близости этой точки к ЛКС. Для пользования этим критерием необходимо знать расстояние R от точки а до ЛКС. Расстояние R будем вычислять по формуле:

Формула выведена в предположении малости углов перекоса при вводе, что соответствует реальным ситуациям считывания.

При этом в качестве расстояния от точки а до ЛKC можно взять длину вертикального отрезка где b — точка пересечения вертикального отрезка с ЛKC (рис. 4.21). Точка а привязывается к той ЛКС, расстояние до которой от а минимально. Суть привязки состоит в замене на значение ординаты, соответствующей этой ЛКС. При правом перекосе формула для R имеет вид, отличный от (4.2), а в остальном процесс привязки ничем не отличается от вышеописанного. Подобным же образом осуществляется привязка произвольной точки по абсциссе.

Рис. 4.21. Определение расстояния от точки на ЭСТ до горизонтальной линии координатной сетки

Рис. 4.22. Обход контура

Выделение контактных площадок круглой формы строится на обнаружении коротких отрезков, входящих в состав креста, изображающего площадку в условиях всевозможных вариантов подведения к такому кресту трасс проводников. Обнаружение креста служит фактором, инициирующим процесс изучения определенной окрестности в области его расположения для отыскания там изображений точек, несущих информацию о типе контактной площадки.

Нахождение произвольных конфигураций типа контуров является основой для двух задач в вышеприведенном перечне. Процедура поиска контуров основана на распространении меток, исходя из некоторого элементарного отрезка. При этом элементарные отрезки интерпретируются как вершины некоторого графа, а его ребра отражают отношения примыкания между отрезками. Алгоритм процесса напоминает волновой алгоритм. Обнаружение контура осуществляется в момент, когда на очередном шаге распространения метки мы приходим к уже отмеченному отрезку. Для идентификации обнаруженного контура важно знать, является он внутренним или внешним (рис. 4.22). Если при просмотре внутреннего контура встречается штрих, характерный для границы области металлизации, то это служит основанием для его идентификации. Изучение внутренних контуров служит также основой для отыскания границ библиотечных групп.

Удаление элементарных отрезков, входящих в состав УГО контактных площадок круглой формы, границ областей металлизации и границ библиотечных групп оставляет необработанной лишь часть изображения, относящуюся к трассам печатных проводников. Обработка этой части сводится к обнаружению указателей типа проводников в разрывах трасс и распространению их действия на отрезки в соответствии с правилами, изложенными в § 4.2.

Генерация завершающего файла представляет собой процесс формирования записей, несущих информацию о найденных объектах, с последующим их включением в файл.