دانلود پروژه: ارائه روشی جهت تولید نقشه مدار از برد مدار چاپی

فهرست مطالب

فصل اول – مقدمه

1-1  موضوع تحقیق                                                                                                       1

1-2 سابقه و ضرورت انجام                                                                                                1

1-3 سؤالات تحقیق                                                                                                        2

1-4  فرضیه ها                                                                                                             2

1-5 روش انجام تحقیق                                                                                                    2

1-6  اهداف و کاربرد                                                                                                       2

1-7  نوآوري ها                                                                                                             3

1-8  ساختار پایان نامه                                                                                                   3

فصل دوم – بررسی روش های ساخت مدار چاپی و بازبینی آن توسط پردازش تصویر

2-1 مقدمه                                                                                                                  4

2-2 برد مدار چاپی                                                                                                        4

2-2-1 مواد تشکیل دهنده هسته                                                                                5

2-2-2 روند بهبود سازی                                                                                          5

2-2-3 تریس                                                                                                        6

2-2-4 پد                                                                                                            6

2-2-5 طرح برد مدار چاپی                                                                                       6

2-3 فرایند طراحی برد مدار چاپی                                                                                       6

2-4 فایل جربر                                                                                                             8

2-4-1 دستورات فایل جربر                                                                                       9

2-5 بازبینی برد مدار چاپی                                                                                             10

2-5-1 روش مقایسه با مرجع                                                                                   10

2-5-1-1 روش تطبیق مدل                                                                               10

2-5-1-2 روش تطبیق الگو                                                                                11

2-5-2 الگوريتم هاي بدون مقايسه با مرجع                                                                  11

2-5-3 الگوريتم هاي تركيبي                                                                                   11

2-6 مهندسی معکوس برد مدار چاپی                                                                                 11

فصل سوم- پردازش تصویر

3-1 مقدمه                                                                                                                13

3-2 مراحل اساسی پردازش تصویر                                                                                    14

3-3 نمایش تصویر رقمی                                                                                                17

3-3-1سطح خاکستري                                                                                          19

3-3-2 نمونه برداري و چندي کردن یکنواخت                                                               19

3-4 روابط پایه اي بین پیکسلها                                                                                       22

3-4-1 همسایه هاي یک پیکسل                                                                              22

3-4-2 اتصال                                                                                                      22

3-4-3 برچسب زنی اجزاي متصل                                                                              24

3-4-4 رابطه ها، هم ارزي و بسته بودن تراگزاري                                                            24

3-4-5 سنجه هاي فاصله                                                                                        25

3-4-6 اعمال حسابی/ منطقی                                                                                   26

3-5 ارتقاء تصویر                                                                                                         28

3-5-1 روشهاي میدان مکان                                                                                    29

3-5-2 روشهاي میدان فرکانس                                                                                 29

3-5-3 پردازش بافت نگار                                                                                       31

فصل چهارم – شکل شناسی و روشهاي بهبود اطلاعات تصویري

4-1 مقدمه                                                                                                                34

4-2 تعاریف پایه اي                                                                                                     34

4-3 گسترش                                                                                                              36

4-4 سایش                                                                                                                36

4-5 باز کردن و بستن                                                                                                   39

4-6 تبدیل HOM                                                                                                      44

4-7 چند الگوریتم پایهاي شکل شناسی                                                                              46

4-7-1 استخراج مرز                                                                                              46

4-7-2 پر کردن ناحیه                                                                                           47

4-7-3 استخراج اجزاي متصل                                                                                  49

4-7-4 بدنه محدب                                                                                              49

4-7-5 باریک سازي                                                                                              50

4-7-6 ضخیم سازي                                                                                              51

4-7-7 اسکلت ها                                                                                                 53

4-7-8 هرس کردن                                                                                               56

4-8 تعمیم عملگرهاي شکل شناسی به تصاویر خاکستري                                                         63

4-9 چند کاربرد از شکل شناسی خاکستري                                                                         70

4-9-1 آرام سازي با شکل شناسی                                                                             70

4-9-2 گرادیان شکل شناسی                                                                                   70

4-9-3 تبدیل TH                                                                                               72

4-9-4 بخشبندي بافتی                                                                                         72

4-9-5 دانه سنجی                                                                                               73

فصل پنجم – مهندسی معکوس برد مدار چاپی

5-1 مقدمه                                                                                                                75

5-2  جمع آوری داده های برد مدار چاپی                                                                            77

5-2-1 دوربین دیجیتال                                                                                         77

5-2-2 فوکوس                                                                                                    78

5-3 ارتقاء تصویر                                                                                                         79

5-3-1 تبدیل به سطح خاکستری                                                                             79

5-3-2 افزایش کنتراست با هیستوگرام                                                                        79

5-4 الگوریتم یافتن نقشه برد مدار چاپی                                                                             80

5-4-1 تبدیل تصویر خاکستری به باینری                                                                    80

5-4-2 معکوس کردن تصویر                                                                                   81

5-4-3 بدست آوردن شبکه اتصالات                                                                           81

5-4-3-1 عملیات مورفولوژی برای جداسازی مسیرهای اتصال                                       82

5-4-3-2 جدا کردن محل سوراخ‌ها از هر مسیر                                                         83

5-4-3-3 بدست آوردن مختصات نقاط و شماره گذاری آنها                                          85

5-4-3-4 شناسایی محل قطعات برد مدار چاپی                                                       87

5-4-3-5 همتراز کردن نقاط بدست آمده با قطعات                                                   89

5-5 تولید فایل جربر                                                                                             91

5-5-1  عملیات مورفولوژی و آشکارسازی لبه:                                                          91

5-5-2  تبدیل کردن آرایه به فایل جربر                                                                 92

فصل شش – ارزیابی نتایج

6-1 آماده سازی برد مدار چاپی                                                                                               94

6-2 بدست آوردن محل قطعات                                                                                              94

6-3 بدست آوردن مسیرها و گره‌ها                                                                                           95

6-4 تولید فایل جربر                                                                                                           95

فصل هفتم – نتیجه گیری و پیشنهادها                                                                        96

مراجع                                                                                                                           97

واژه نامه فارسی به انگلیسی                                                                                                                           101

واژه نامه انگلیسی به فارسی                                                                                                                           103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

                    عنوان                                                                                                   صفحه

جدول 3-1 خلاصه اي از عملگرهاي شکل شناسی و خواص آنها                                                         60

جدول 5-1 مسیرها و گره های مربوط به آنها                                                                               86

جدول 5-2 مشخصات محدوده قطعات                                                                                      89

جدول 6-2 میزان خطا به علت تراکم و شناسایی مقاومت                                                                94

فهرست اشکال

                    عنوان                                                                                             صفحه

شکل 2-1 مواد تشکیل‌دهنده برد مدار چاپی                                                                                 5

شکل 2-2 طرح شماتیک مدار                                                                                                   7

شکل 2-3 طرح برد مدار                                                                                                         7

شکل 2-4 دستگاه فتوپلاتر                                                                                                      8

شکل 3-1 نمونهاي از کاربردهاي پردازش تصویر در علوم مختلف (پزشکی، رباتیک، زمین شناسی و هوانوردي) 14

شکل 3-2 مراحل اساسی در پردازش تصویر رقمی                                                                         16

شکل 3-3 یک قسمت ازتصویر به همراه پیکسلها و مقادیر تابع شدت روشنایی آنها                                  18

شکل 3-4  اثر کاهش تفکیک مکانی (الف) 256×256،(ب) 128×128، (پ)64×64 و (ج) 32×32             21

شکل 3-5 یک تصویر256×256 که به ترتیب با 32، 16، 8 و 4 سطح نمایش داده شده‌اند.                      21

شکل 3-6 (الف) آرایش پیکسلها (ب)همسایگان هشتگانه پیکسل مرکزی (ج) همسایگان  mگانه همان

 پیکسل. خطوط، مسیر بین آن پیکسل و همسایگانش هستند.                                                         23

شکل 3-7 چند مثال از عملیات منطقی روي تصاویر دودویی                                                            28

شکل 3-8 زیر ناحیهاي از یک تصویر که مقادیر پیکسلها را نشان می‌دهد یک نقاب 3×3 با ضرایب کلی       28

شکل 3-9 بدست آوردن تصویر منفی: تابع تبدیل سطح خاکستري(ب) تصویر اصلی

(ج) منفی شده تصویر در(الف) s,r به ترتیب نشانه سطوح خاکستري ورودي و خروجی هستند.                  30

شکل 3-10 کشش تمایز (الف)؛ شکل تابع تعدیل (ب) یک شکل کم تمایز (ج) حاصل کشش تمایز

 (ت) حاصل آستانه‌گیری                                                                                                       31

شکل 3-11 بافت نگارهاي متناظر با چهار نوع پایهاي تصویرها                                                         32

شکل 3-12 تعدیل بافت نگار و تأثیر آن روي تصویر a                                                                   32

شکل4-1 (الف) مجموعه A، (ب) مجموعه A که با x انتقال یافته است (پ) مجموعه B (ت)

قرینه B (ث) مجوعه A و متمم آن (ج) تفاضل مجموعه A و مجموعه B                                           35

شکل 4-2 (الف) مجموعه اولیه A  (ب)عنصر ساختمانی و قرینه آن (پ)گسترش A با B

(ج)عنصر ساختمانی طویل (ث)گسترش A با این عنصر                                                                 38

شکل4-3 (الف) مجموعه اولیه A  (ب)عنصر ساختمانی B

(پ)سایش A با B که سایه‌دار دیده می‌شود (ت)عنصر ساختمانی طویل (ث)گسترش A با این عنصر         39

شکل 4-4 تصاویري از عملیات باز کردن و بستن                                                                          41

شکل 4-5 خصوصیت “انطباق” عمل باز کردن.                                                                           42

شکل 4-6  تعبیر هندسی عمل بستن.                                                                                       42

شکل 4-7 فیلتر کردن شکل شناسی (الف)تصویر اولیه نویزدار (ب) حاصل سایش (پ)حاصل باز کردن A

(ث) نتیجه نهایی که حاصل بستن باز شدهA  را نشان می‌دهد                                                         43

شکل 4-8 (الف) مجموعه A (پ)پنجره w و زمینه محلی X نسبت به W، (W-X) (پ) متمم A            45

(ت) حاصل سایش A با X (ث) حاصل سایش Ac با (W-X) (ت)شتراک (ت) و (ث) که محل مبدا  Xراکه مطلوب بود، نشان میدهد

شکل 4-9 (الف) مجموعه  A(ب)عنصر ساختمانی B  (پ) سایش یافته A با B (ج) مرز حاصل از تفاضل   47

مجموعه اي A و سایش آن

شکل 4-10 (الف) مجموعه  A که حاوي یک زیر مجموعه مرزي است(ب) متمم A (پ) عنصر ساختمانی B (ت) نقطه ابتدایی درون مرز (ث)- (ح) مراحل مختلف معادله 2-15 (خ) نتیجه نهایی که با اجتماع مجموعه ای (الف) و (ب) بدست آمد. 48

شکل 4-11 (الف) مجموعه A که حاوی جزء متصل Y ونقطه ابتدایی P است (ب) عنصر ساختمانی (پ) حاصل اولین مرحله تکراری (ت) حاصل مرحله دوم (ث) نتیجه نهایی                                                                                         49

شکل 4-12 (الف)عناصر ساختمانی استفاده شده در الگوریتم بدنه محدب (ب) مجموعه A (پ) – (ج) نتایج همگرایی با چهار عنصر ساختمانی شکل (الف)؛ (ج) بدنه محدب (ح) بدنه محدب که سهم هر عنصر ساختمانی را نشان می دهد       52

شکل 4-13 (الف) دنباله عناصر ساختمانی چرخش یافته مورد استفاده براي باریکسازي(ب) مجموعه A (پ) حاصل باریک سازي با اولین عنصر(ت) – (خ) نتایج باریک سازي با هفت عنصر بعدي (د) حاصل استفاده مجدد از اولین عنصر ساختمانی (ذ) حاصل همگرا شده؛ (ر) تبدیل به اتصال m گانه                                                                                                        53

شکل 4-14 ضخیم سازي از راه باریک‌سازي زمینه (الف)مجموعه A (ب) متمم آن (پ) حاصل باریک‌سازی متمم A (ت) مجموعه ضخیم شده حاصل از متمم کردن(پ)؛(ث) نتیجه نهایی که حذف نقاط منفرد را نشان می‌دهد                            55

شکل 4-15 مثالی از پیاده سازي معادلات 3-24، 3-25 و 3-26 مجموعه اولیه در بالاي ستون سمت چپ دیده میشود و اسکلت شکل شناسی آن در پایین ستون چهارم دیده میشود. مجموعه بازسازي شده در پایین ستون ششم مشاهده می‌گردد. 57

شکل 4-16 مثالی از هرس کردن(الف) مجموعه اولیه؛(ب) و (پ) عناصر ساختمانی استفاده شده براي حذف نقاط انتهایی؛(ت) حاصل سه بار باریک سازي؛(ث) نقاط پایانی (ت)؛ (ج) حاصل گسترش نقاط انتهایی که باید زیر مجموعه شکل (الف) باشد،(چ) تصویر هرس شده                                                                                                                                      59

شکل 4-17 پنج نوع پایه اي عناصر ساختمانی که در این بخش مورد استفاده قرار گرفتند. مبدا هر عنصر در مرکزش است و × ها نشانه مقادیر “بی اهمیت” هستند.                                                                                                   60

شکل 4-18 نتیجه گسترش f با لغزاندن b روی آن                                                                       65

شکل 4-19 سایش تابع شکل 3-18 (الف) با عنصر ساختمانی شکل                                                  65

شکل 4-20 (الف) تصویر اولیه (ب)نتیجه گسترش، (ج)نتیجه سایش                                                 67

شکل 4-21 (الف) یک خط پیمایش از تصویر خاکستري؛ (ب) مکانهاي مختلف توپ چرخان در حین باز کردن (پ) نتیجه عمل باز کردن مکانهاي مختلف توپ چرخان در حین بستن؛(ت)  نتیجه عمل بستن                                                  69

شکل 4-22 نتیجه (الف) باز کردن (ب) بستن                                                                             70

شکل 4-23 نتیجه آرام سازي تصویر شکل 3-21 (الف) با شکل شناسی                                              71

شکل 4-24 نتیجه گرادیان شکل شناسی تصویر شکل 3-21 (الف)                                                   71

شکل 4-25 حاصل اجراي تبدیل TM بر شکل 3-21 (الف)                                                            72

شکل 4-26 (الف) تصویر اولیه (ب) مرز حاصل از بخش بندي                                                          73

شکل 4-27 (الف) تصویر اولیهاي که داراي قطعه هاي همپوشاننده است (ب) توزیع اندازه.                        73

شکل 5-1 مراحل انجام کار                                                                                                    76

شکل 5-2 تصویربرداری برد مدار چاپی                                                                                      77

شکل 5-3 ساختار سنسور CCD                                                                                            78

شکل 5-4 عکس از دو طرف برد مدار چاپی مربوط به میکروکنترولر                                                   78

شکل 5-5 (الف) تصویر اولیه قسمت اتصالات برد مدار چاپی (ب) هیستوگرام تصویر اولیه (پ)تصویر ارتقاء داده شده (ت) هیستوگرام تعدیل شده.                                                                                                                               80

شکل 5-6 (الف) ماده تشکیل دهنده برد روشن تر از اتصالات  (ب) ماده تشکیل دهنده برد تیره تر از اتصالات 81

شکل 5-7 برد مدار چاپی به همراه چند مسیر ارتباطی که از عکس اصلی جدا شده                                 82

شکل 5-8 فلوچارت مراحل جداسازی مسیر های قسمت اتصالات برد مدار چاپی                                     82

شکل 5-9 انواع اشکال هندسی که دستور strel در اختیار قرار می‌دهد                                                83

شکل 5-10 (الف) یک مسیر از اتصالات و 5-10 (ب) حاصل کار سایش را نشان می‌دهد و شکل 5-10 (پ) حاصل کار را بعد از عمل گسترش                                                                                                                           84

شکل 5-11 نحوه شماره گذاری هر مسیر                                                                                   85

شکل 5-12 یافتن مرکز گره‌ها با استفاده از عملیات برچسب‌گذاری                                                     86

شکل 5-13 (الف) تصویر اصلی و (ب) اعمال آشکارساز لبه Canny                                                  87

شکل 5-14 اجزای تصویر به صورت یکپارچه                                                                               88

شکل 5-15 (الف)  مشخص شدن محدوده هر قطعه ؛ (ب)  استخراج تصاویر قطعات مدار                         89

شکل 5-16 نحوه یافتن گره‌های یک قطعه                                                                                 90

شکل 5-17 عملکرد تابع مورفولوژیکال شناسایی محدوده اجزا متصل                                                  91

شکل 5-18 فایل جربر که در نرم‌افزار deep trace باز شده.                                                           92

شکل 5-19 (الف) تصویر اتصالات برد مدار چاپی (ب) فایل جربر باز شده در نرم‌افزار                               93