一种硬件电路图像识别方法及其系统

技术领域

本发明涉及硬件Scaler主板检测技术领域，尤其涉及一种硬件电路图像识别方法及其系统。

背景技术

随着光电技术与半导体制造技术之成熟，带动了平面显示器之蓬勃发展，其中液晶显示器整机具有厚度薄、体积小、重量轻、无辐射、色彩炫丽等特点，而智能液晶电视，是基于Internet应用技术，具备开放式操作系统，可实现双向人机交互功能，集影音、娱乐、数据等多种功能于一体，以满足用户多样化和个性化的需求。这就要求智能液晶电视具备较强的硬件设备，包括高速处理器和一定的存储空间，用于应用程序的运行和存储。

Scaler主板是智能液晶电视最基本也是最重要的部件之一。Scaler主板一般为矩形电路板，上面安装了组成智能液晶电视的主要电路系统，一般有主芯片、DDR、eMMC、WiFi模组、RF接收、红外接口、USB接口、音视频输入接口、I/O控制芯片、指示灯插接件、直流电源供电接插件等元件。

因此，有效的Scaler主板质量检测是保持和稳定智能电视产品质量、提升企业市场竞争力的关键。传统的人工Scaler主板检测速度慢、人工占用多，同时不同的Scaler主板需要切换不同的检测Scaler主板治具，大大影响了Scaler主板的产出，效率低，人工成本高，也不便于异常数据分析和历史数据的跟踪对比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬件电路图像识别方法及其系统，有效解决了传统人工Scaler主板检测速度慢、效率低、成本高，容易漏检、未检等方面安全性差的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种硬件电路图像识别方法及其系统，包括以下步骤：

步骤1，PC主机上的控制系统通过串口发送指令给输入信号源设备，输入信号源设备接收到指令后，输出所需要的视频图像信号；

步骤2，Scaler主板接收输入信号源产生的视频图像信号，经过scaler主板处理生成用于液晶面板显示的数字图像数据信号；

步骤3，由PC主机上的控制系统通过串口发送采集图像指令给scaler主板的微处理器，微处理器采集实时图像数据并转换为位图文件；

步骤4，微处理器将位图文件通过USB通道回传到PC主机；PC主机判断是否接收到采集图像；如果是，则执行步骤5；否则，执行步骤3；

步骤5，通过PC主机上的控制系统检测分析回传的位图文件与输入信号源的图像是否差异；如果没有差异，表示硬件电路正常并上传保存正常主板信息后结束图像识别检测；否则，表示硬件电路有瑕疵并上传保存不良主板信息后结束图像识别检测。

进一步地，步骤2中由信号输入源输出图像信号输入到Scaler主板后，由Scaler主板的视频解码器解码以及图形处理器处理、缩放，产生用于液晶面板显示的数字图像数据信号。

进一步地，步骤3中位图文件存储与Scaler主板上设有的SD卡内。

进一步地，步骤5中PC主机上的控制系统，将分析结果以及位图文件储存在本地以及上传到SFIS数据库或MES系统、云端服务器，用于硬件电路板品质大数据分析。

进一步地，步骤5中根据图像识别分析数据，对检测过程中发现的瑕疵进行统计分析并生成检测报告。

一种硬件电路图像识别系统，其包括PC主机以及与PC主机连接的输入信号源和Scaler主板；Scaler主板上设有微处理器以及与微处理器连接的接口控制单元、时序控制单元、视频输入解码单元、图像处理器和视频输出控制单元，微处理器通过接口控制单元分别连接输入信号源和PC主机，时序控制单元为微处理器提供工作所需的时序信号，视频输入解码单元对信号输入源输入的图像信号进行解码；图像处理器对解码后的图像信号进行处理，微处理器基于PC主机的控制指令采集图像并回传至PC主机；PC主机控制信号输入源输出图像信号、控制微处理器采集图像、并对Scaler主板采集回传的位图图像文件与输入信号源的视频信号图像进行检测比较一致性分析。

进一步地，接口控制单元控制的接口包括UART接口和USB接口。

进一步地，PC主机连接有SFIF数据库或MES系统、云服务器。

进一步地，微处理器的采集图像是应用集成主芯片开放式操作系统内置截图命令Screencap，采集截取屏幕图像，并存储为png文件，保存到SD卡里面。

进一步地，Scaler主板上设有用于存储采集图像的SD卡。

进一步地，PC主机进行一致性分析包括图像切割、图像识别、图像分析和结果分析；

图像切割是从Scaler主板的SD卡读取采集的图像文件，并利用基于已设置的输入信号图像模板对该图像进行切割，并将切割结果传至任务队列；

图像识别是从任务队列中获取检测的图像，基于直方图和小波变换完成对图像的识别，并将识别结果传入输出队列；

图像分析是对输出队列输出的结果进行整理分析，对Scaler主板的系列号标识对应瑕疵图像和正常图像；

结果分析是分析结果图像以及Scaler主板信息生成JSON文件，将JSON数据文件上传内部SFIS数据库或MES系统，并上传到云端数据库。

进一步地，Scaler主板信息包括序列号、板号、生产日期、主芯片型号、对内机种名称、对外机种名称、客户信息。

本发明采用以上技术方案，基于Scaler图像处理技术和图像识别的Scaler主板质量检测系统，利用计算机图像识别技术，实现对Scaler主板是否瑕疵的检测，排查硬件电路板漏焊、元器件短路、元器件虚焊、细微断路等问题；有效解决了传统人工Scaler主板检测速度慢、效率低、成本高，容易漏检、未检等方面安全性差的问题；并提供结果报表以供分析查验，便于异常数据分析和历史数据跟踪。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1为本发明一种硬件电路图像识别系统结构示意图；

图2为本发明一种硬件电路图像识别方法的流程示意图；

图3为本发明工作原理方框示意图。

实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至3之一所示，本发明公开了一种硬件电路图像识别方法及其系统，通过PC主机上的控制系统对Scaler主板采集回传的位图图像文件，与输入信号源的视频信号图像进行检测比较分析。找出Scaler主板存在元器件漏焊、虚焊、短路、断路等不良现象。同时将分析结果储存在本地以及上传到SFIS数据库（或MES系统）和云端服务器，用于硬件电路板品质大数据分析。

一种硬件电路图像识别方法及其系统，包括以下步骤：

步骤1，PC主机上的控制系统通过串口发送指令给输入信号源设备，输入信号源设备接收到指令后，输出所需要的视频图像信号；

步骤2，Scaler主板接收输入信号源产生的视频图像信号，经过scaler主板处理生成用于液晶面板显示的数字图像数据信号；

步骤3，由PC主机上的控制系统通过串口发送采集图像指令给scaler主板的微处理器，微处理器采集实时图像数据并转换为位图文件；

步骤4，微处理器将位图文件通过USB通道回传到PC主机；PC主机判断是否接收到采集图像；如果是，则执行步骤5；否则，执行步骤3；

步骤5，通过PC主机上的控制系统检测分析回传的位图文件与输入信号源的图像是否差异；如果没有差异，表示硬件电路正常并上传保存正常主板信息后结束图像识别检测；否则，表示硬件电路有瑕疵并上传保存不良主板信息后结束图像识别检测。

进一步地，步骤2中由信号输入源输出图像信号输入到Scaler主板后，由Scaler主板的视频解码器解码以及图形处理器处理、缩放，产生用于液晶面板显示的数字图像数据信号。

进一步地，步骤3中位图文件存储于Scaler主板上设有的SD卡内。

进一步地，步骤5中PC主机上的控制系统，将分析结果以及位图文件储存在本地以及上传到SFIS数据库（或MES系统）和云端服务器，用于硬件电路板品质大数据分析。

进一步地，步骤5中根据图像识别分析数据，对检测过程中发现的瑕疵进行统计分析并生成检测报告。

具体地，本发明可以对Scaler主板进行自动化测试、自动输出测试结果，检测结果存储至本地目录和本地数据库以及备份到云端数据库，具有以下特点：1.系统控制自动采集Scaler主板图像进行识别和检测；2.检测过程中，实时显示Scaler主板检测参数信息，检测中发现Scaler主板异常情况时,系统以指示灯亮灯形式进行报警；3.检测结果存储至本地目录和内部SFIS数据库（或MES系统）以及备份到云端数据库；4.对存储至本地目录的Scaler主板检测结果数据进行读取，生成Scaler主板检测报表；5.对存储至内部SFIS数据库中的检测结果数据定时进行汇总计算，生成各维度统计报表，供查询、分析、不良追踪改善。报表种类多样化，例如，按主芯片分类报表，按机种Scaler主板型号分类报表，日报表，月报表，年度报表等等。

进一步地，一种硬件电路图像识别系统，其包括PC主机以及与PC主机连接的输入信号源和Scaler主板；Scaler主板上设有微处理器以及与微处理器连接的接口控制单元、时序控制单元、视频输入解码单元、图像处理器和视频输出控制单元，微处理器通过接口控制单元分别连接输入信号源和PC主机，时序控制单元为微处理器提供工作所需的时序信号，视频输入解码单元对信号输入源输入的图像信号进行解码；图像处理器对解码后的图像信号进行处理，微处理器基于PC主机的控制指令采集图像并回传至PC主机；PC主机控制信号输入源输出图像信号、控制微处理器采集图像、并对Scaler主板采集回传的位图图像文件与输入信号源的视频信号图像进行检测比较一致性分析。

进一步地，接口控制单元控制的接口包括UART接口和USB接口。

进一步地，PC主机连接有SFIF数据库和云服务器。

进一步地，微处理器的采集图像是应用集成主芯片开放式操作系统内置截图命令Screencap，采集截取屏幕图像，并存储为png文件，保存到SD卡里面。

进一步地，Scaler主板上设有用于存储采集图像的SD卡。

进一步地，PC主机进行一致性分析包括图像切割、图像识别、图像分析和结果分析；

图像切割是从Scaler主板的SD卡读取采集的图像文件，并利用基于已设置的输入信号图像模板对该图像进行切割，并将切割结果传至任务队列；图像识别是从任务队列中获取检测的图像，基于直方图和小波变换完成对图像的识别，并将识别结果传入输出队列；图像分析是对输出队列输出的结果进行整理分析，对Scaler主板的系列号标识对应瑕疵图像和正常图像；结果分析是分析结果图像以及Scaler主板信息生成JSON文件，将JSON数据文件上传内部SFIS数据库（或MES系统）以及上传到云端数据库。

进一步地，Scaler主板信息包括序列号、板号、生产日期、主芯片型号、对内机种名称、对外机种名称、客户信息。

下面就本发明的具体原理做详细说明：

如图3所示，整个系统的图像识别的工作原理分为如下几个部分：

图像输入是由信号源输出图像信号，输入到Scaler主板，由Scaler主板的scaler芯片对图像信号进行视频解码处、缩放、色彩增强，产生数字图像。图像采集是应用集成主芯片开放式操作系统内置截图命令Screencap，采集截取屏幕图像，并存储为png文件，保存到SD卡里面。图像切割是从Scaler主板SD卡读取采集的图像文件，并利用基于已设置的输入信号图像模板对该图像进行切割，并将切割结果传至任务队列。图像识别是从任务队列中获取检测的图像，基于直方图和小波变换完成对图像的识别，并将识别结果传入输出队列。图像分析是对输出队列输出的结果进行整理分析，对Scaler主板的系列号标识对应瑕疵图像和正常图像。结果分析是分析结果的图像，以及Scaler主板相关信息包含系列号、板号、生产日期、主芯片型号、对内机种名称、对外机种名称、客户等等生成JSON文件，将JSON数据文件上传内部SFIS数据库以及上传到云端数据库。

Scaler主板检测为了保持和稳定智能电视产品质量，在智能电视在零组件组装前，需要对智能电视的Scaler主板进行性能测试，以保障智能电视系统使用的稳定性；现有的Scaler主板检测方法，一种方法是利用人工对Scaler主板的外观进行检测，对Scaler主板上自带的接口如WiFI模组接口、按键接口、红外接口、音频接口、USB接口、HMDI接口、AV接口、RF接口等进行检测，采用人工手动的方式对所要求的Scaler主板测试条目进行逐项测试。另一种方法，可以采用照相机对硬件电路板拍照，进行图像比较分析测试。这种方法已比较智能化，能够排查硬件电路板漏焊、短路问题，但是无法判断元器件虚焊、细微断路等问题。

一方面，采用手工方式的Scaler主板检测方法并不能覆盖对Scaler主板性能方面的检测，并且比较耗费人工，费时费力，操作复杂，测试结果不便记录等问题。另一方面，利用人工来检测Scaler主板，效率较低，而且容易出现人为的误判，在准确性方面存在一定的缺陷；检测结果与检测人员的检测水平相关性较大，客观性较差。因此如何快速、准确地对Scaler主板质量、性能进行全面检测，以满足智能电视整机生产的质量需求，便成为一个待解决的问题。

本发明提升了液晶硬件电路板品质，解决了采用人工检测效率低、容易漏检测，误判等问题。本发明通过PC主机上的控制系统对Scaler主板采集回传的位图图像文件，与输入信号源的视频信号图像进行检测比较一致性分析。能够确保硬件电路板所有通道上的元器件焊接最佳品质，排除硬件电路板漏焊、虚焊、短路、断路等不良情况。本发明解决了采用照相机对硬件电路板拍照，进行图像比较分析，能够排查硬件电路板漏焊、短路问题，但是无法判断元器件虚焊、细微断路等问题；而采用硬件电路Scaler主板采集的位图图像文件，是实际电子信号经过硬件电路Scaler主板电子元器件后形成的图像，用此图像进行比较分析，解决了采用照相机对硬件电路板进行拍照的图像分析无法分辨元器件虚焊等问题。本发明硬件电路板图像识别方法，分别采集各个输入接口经过硬件电路板信号处理后的图像文件，进行图像比较分析，提供品质可靠性；同时采用自动测试方法，提高检测效率。

本发明采用以上技术方案，基于Scaler图像处理技术和图像识别的Scaler主板质量检测系统，利用计算机图像识别技术，实现对Scaler主板是否瑕疵的检测，排查硬件电路板漏焊、元器件短路、元器件虚焊、细微断路等问题；有效解决了传统人工Scaler主板检测速度慢、效率低、成本高，容易漏检、未检等方面安全性差的问题；并提供结果报表以供分析查验，便于异常数据分析和历史数据跟踪。

显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。