5.4. ПРОГРАММНАЯ КОРРЕКЦИЯ ИСКАЖЕНИЙ ВВОДА

Выбор методов коррекции ошибок ввода оптической информации в значительной степени определяется характером самих изображений и задачами и алгоритмами их обработки. В настоящем параграфе исправление ошибок ввода рассматривается в связи с задачей измерения геометрических параметров отверстий. Заметим, что во многих алгоритмах контроля качества изготовления проводников, контактных площадок и других элементов топологии печатного монтажа коррекция ошибок ввода не выделяется в отдельный этап обработки, а выполняется одновременно с выявлением дефектов.

Импульсные помехи, а также недостаточная контрастность контуров могут привести к тому, что один или несколько соседних отсчетов изменят свое значение на противоположное. Такие искажения устраняются в процессе предварительной обработки информации. Алгоритмы коррекции обычна сводятся к выделению локальных

конфигураций, их анализу и доопределению до наиболее вероятных. В процессе доопределения и происходит исправление ошибок. Некоторые из таких алгоритмов рассмотрены подробно в гл. 3 (например, заполнение пустот, ликвидация бахромы и др.). Они могут без всякого изменения применяться для повышения точности вычисления площадей плоских фигур.

К относительно большим ошибкам в измерении площади приводят неравномерность освещенности, неоднородность мишени видиокона, нелинейность развертки и другие причины, приводящие в процессе ввода как бы к искривлению плоскости растра. В результате таких искажений двум одинаковым объектам, расположенным в разных местах растра, соответствуют отличающиеся по длительности и амплитуде видеосигналы. Это, в свою очередь, приводит к тому, что изображения двух объектов будут иметь различные геометрические параметры.

Одним из способов борьбы с такими искажениями ввода является компенсация неравномерности с помощью специально подобранного сигнала, который складывается с видеосигналом. Другой путь — использование непостоянного порога дискретизации и за счет его изменения компенсации приводящей к искажениям неравномерности. Подробно эти способы отражены в [42]. Отметим лишь, что при не очень дорогостоящих аппаратных затратах относительная погрешность в вычислении площади может составлять 5—10%.

Рис. 5.12. Экспериментальная оценка точности измерений площади отверстий с помощью телевизионной измерительной системы

Для программной компенсации оставшихся искажений можно использовать довольно простой алгоритм. В его основе лежит гипотеза о том, что рассматриваемые искажения не нарушают линейность зависимости измеренного значения площади от истинного Для любого поля растра. Если это предположение верно, то искажения могут быть компенсированы с помощью формулы где — корректирующий множитель, соответствующий полю растра, в котором расположено анализируемое отверстие.

Один из результатов проведенных экспериментов по исследованию линейности зависимости от представлен на рис. 5.12. Около каждой экспериментальной точки указаны значения (последнее — в скобках). Как видно из рисунка, гипотеза о линейности зависимости подтверждается результатами эксперимента.

Для определения корректирующих множителей растр разбивается на одинаковых полей. В каждое поле последовательно помещают одно и то же отверстие и измеряют его площадь. Для

повышения точности имеет смысл сделать несколько замеров в каждой области и результаты усреднить. Пусть для Области среднее значение площади отверстия равно а среднее значение по растру Процедуру вычисления можно совместить с калибровкой системы, т. е. с определением (или уточнением) масштаба представления изображений. В этом случае для вычисления используется эталонное отверстие с заранее известной площадью . Вычисление коэффициентов при наличии управляемого координатного стола может осуществляться автоматически под управлением специальной программы и являться составной частью профилактического обслуживания системы контроля.

Для примера в табл. 5.2 приведены полученные экспериментально для системы [35] значения Растр был разбит на 16 полей, как это указано на рис. 5.13, а. В результате компенсации ошибок относительную погрешность измерения площади удалось уменьшить более, чем в два раза.

Вместо табличного задания можно аппроксимировать зависимость любыми известными алгоритмами аппроксимации. Для

Таблица 5.2. Значения корректирующих множителей

Рис. 5.13. Два варианта расположения эталонных отверстий в растре для калибровки телевизионной измерительной системы а — в центре выделенных областей растра; б — по принципу равномерно распределенных последовательностей

повышения информативности каждого замера площади целесообразно воспользоваться методом, предложенным в [40]. Применительно к рассматриваемой задаче в соответствии с этим методом отверстия при проведении калибровочных процедур целесообразно помещать не в центры выделенных областей, а так, чтобы проекции центров отверстий на оси х и у равномерно распределялись в исследуемом диапазоне изменения координат. Пример такого расположения отверстий показан на рис. 5.13, б. Центры отверстий выделены точками. В отличие от рис. 5.13, а число проекций на каждую ось координат равно не четырем, а шестнадцати.