框架图范文

关键词：引线框架；机器视觉；模板匹配；特征匹配算法

中图分类号：TN911.73?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）04?0101?03

Imageregistrationalgorithmforleadframedefectdetection

ZHAOJing?bo1，ZHAOJian?hui2，XUXiao?fan1，2

（1.NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China；2.Unit93995ofPLA，Xi’an710306，China）

Abstract：Toreducethefalsedetectingrateinleadframedefectrecognition，theadvantagesanddrawbacksoftemplatematchingbasedongrayandmatchingalgorithmbasedoninvariantmoment.Afeaturematchingalgorithmbasedonareapositionandmomentinvariantisproposedaccordingtothecharacteristicthatthedifferenceexistsinconferenceimageandsensedimageduringleadframedefectdetection.Thealgorithncanensurethefeaturearealocationbyedgedetectionanddescribetheregionfeaturebymeansofinvariantmoment.Inthetestofdefectrecognition，thealgorithmshowedupmorerapidcalculatingspeed，higherregistrationaccuracyandlowerregistrationfalseratethanthetemplatematchingalgorithm.Theresultsshowthattheimageregistrationalgrithmissuitableforleadframedefectdetectionandreductionofthefalsedetectingrate.

Keywords：leadframe；machinevision；templatematching；featurematchingalgorithm

引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件[1]。对于集成度高的芯片，其引线框架采用蚀刻工艺制造。在工艺实施过程中，产品中会出现一些特有的缺陷[2]。目前，部分生产企业采用了基于机器视觉的缺陷检测系统，但是，此类检测系统普遍存在误检率过高的问题，导致产量很难提高。本文分析了误检率高的原因，针对图像配准环节提出了改进的算法，可有效改善检测效果。

1缺陷检测流程

1.1图像预处理

对于由光学传感器获得的数字图像，由于成像条件、光照条件及采集设备等的影响，往往使所采集图像中的有用信号淹没在噪声中。因此，图像预处理通常包括噪声去除滤波、二值化、图像边缘检测等几个方面，使图像特征更加明显[3]。

1.2子区域的矩比较或纹理特征比较

预处理后，最简单的找缺陷的方法就是点对点对比，这种单纯基于灰度的方法，在实际工作过程中，存在严重的误报现象。因此可以将图像分为自区域，对比相应区域的矩，如果相差在某一阈值范围外，便认为找到了缺陷。式（1）定义了区域的[p+q]阶矩。

[mpq=（u，v）∈Fupyqf（u，v）]（1）

基于纹理的缺陷检测具有更高的稳定性和误检率。Sarkar.N给出了一种对比相应区域纹理特征矩阵的方法来检测产品缺陷，经证明，能有效避免因光线变化而带来的误检[4]。

2高误检率原因分析

被测引线框架是由与气泵相连机械手依次放置在摄像头前的。位置误差和振动会引起成像角度和距离的偏差，进而导致被测件图像与参考图像（无缺陷的标准件）没有对齐。由于两幅图像坐标的偏差，用来对比的区域之间无法建立起相应的联系，导致误检率偏高。为免于此，两个图像必须很好地对齐，对齐的过程称之为配准。另外，配准算法还必须对光照变化具有鲁棒性。配准的方法将在下节详细论述。

3图像配准算法

3.1图像配准的一般步骤

至今为止也没有一种能适应任何图像的通用配准算法，但是，几乎所有的算法都可以分为4个步骤[5]：

（1）特征检测。人工或自动地检测出图像中的特殊对象（如边界闭合的区域、边缘、轮廓、线交点、角等等）。接下来，用特殊的点（重心、线端点、孤立点）表示出来，这些点在某些文献中称之为控制点（CPs）；

（2）特征匹配。运用各种特征描述子和相似性度量以及这些特征间的空间关系，来建立参考图像和获取图像之间的相关性。这是配准中的关键一步；

（3）估计变换模型。对齐获得图像和参考图像需要知道它们之间的映射函数。所以这一步要估计映射函数的类型和参数。类型往往是仿射变换的一种，参数则由建立的特征相关性的均值计算得到；

（4）图像重新采样和变换。用映射函数的均值变换获得图像。在非整数坐标处的图像的值由插值技术算出。

3.2基于灰度的配准算法

鲁棒模板匹配是基于灰度的配准算法的代表，目前已经应用于IC芯片的封装中，已经是成熟的技术。

模板匹配技术原本是独立于图像配准之外的技术，其本意是在一副图像中搜索目标物体，用来描述目标物体的图像称之为模板图像。要进行模板匹配，首先要计算模板和图像之间的相似度，式（2）给出了一种差值绝对值（SAD）的相似性度量：

[SAD（r，c）=1n（u，v）∈Tt（u，v）-f（r+u，c+v）]（2）

式中：[t（u，v）]为模板中某点灰度值；[f（r+u，c+v）]为ROI中的某点灰度值；SAD（r，c）为以SAD（差值绝对值）度量的相似度。

如果模板和图像的ROI相同，则SAD值为0，所以这种度量准确地说应为“不相似度”。根据具体情况，给SAD（r，c）设置一个阈值，来判断是否在此处找到了模板。

但是这种度量对于光照变化比较敏感，如果模板图像和被测图像不是在相同光照条件下取得的，将会得到很多错误位置找到模板。CarstenSteger等针对PCB板图像做的试验清楚地反映了这一点[6]。随后，他给出了不随线性光照变化而变化的相似性度量：归一化互相关系数（NCC），其计算方法由公式（3）给出：

[NCC（r，c）=1n（u，v）∈Tt（u，v）-mts2t?f（r+u，c+u）-mf（r，c）s2f（r，c）]（3）

式中：[mt]为模板平均灰度值；[s2t]为模板像素灰度方差；[mf（r，c）]为ROI的平均灰度值；[s2f（r，c）]为ROI的灰度方差。

为了实现对旋转的鲁棒性，需要创建多个方向的模板，然后依次匹配，直到找到模板位置为止。如果将参考图像的特征区域作为模板，那么被测图像中找到模板的位置就可认为是相应的特征区域，于是便实现了特征匹配。因为要沿图像中的每一点移动模板，并在每个位置按下列公式计算相似度，还有需要创建不同方向的模板，其计算量是比较大的（虽然可以用金字塔算法来提高模板搜索速度），不利于产品的实时检测。更为严重的是，由于被测图像和参考图像并非是同一物体的成像，被测件的表面在模板对应区域如果出现缺陷，会出现模板的错误匹配，进而导致配准的失败。综上所述，鲁棒模板匹配算法并不适用于本应用。

3.3基于不变矩的配准算法

为了寻找与区域位置无关的矩，可以在式（1）基础上构造中心矩：

[upq=（u，v）∈F（u-u）p（v-v）qf（u，v）u=m10m00，v=m01m00]（4）

式中：[（u，v）]可以认为是区域的几何中心坐标。更进一步，Ming?KueiHu将中心矩归一化，并由此构建出了7个不变矩，也称Hu矩。经证明，它们不但不受区域的平移影响，也不受旋转、缩放的影响[7]。

[ηpq=upquγ00，γ=p+q2+1]（5）

[?1=η20+η02?2=（η20-η02）2+4η211?3=（η30-3η12）2+（3η21-η03）2?4=（η30+η12）2+（η21+η03）2?5=（η30-3η12）（η21+η03）[（η30+η12）2-3（η21+η03）2]+（3η21-η03）（η21+η03）[3（η30+η12）2-（η21+η03）2]?6=（η20-η02）[（η30+η12）2-（η21+η03）2]+4η11（η30+η12）（η21+η03）?7=（3η21-η03）（η30+η12）[（η30+η12）2-3（η21+η03）2]+（3η12-η30）（η03+η21）[3（η30+η12）2-（η21+η03）2]]（6）

基于灰度的模板匹配之所以会造成配准失败，根本原因在于使用的图像信息过多，包括了缺陷的灰度信息。因此如果只是提取被测图像和参考图像的特征区域（不在可能出现缺陷的部位提取），然后利用不变矩的不变性来进行特征匹配（两幅图中不变矩相等的区域认为是对应区域），那么便可以完成图像配准。

4试验及结论

设计仿真试验，分别采用模板匹配算法和基于区域定位及不变矩的算法，以检验本文提出算法的配准效果。选取××公司编号为××的一批引线框架50个，作为试验样本。其中，良好样本30个，缺陷样本20个（4种缺陷，每种各5个）。试验步骤如下：

（1）使用如图1所示的“引线框架缺陷检测系统”的硬件系统获得如图2（a）所示的标准引线框架图像和被测框架产品图像，然后人工对产品图像进行平移和旋转，得到图2（c），平移坐标和旋转角度作为实际值。

图1引线框架缺陷检测硬件系统

（2）选取图像中灰度分布较为特殊的的区域作为模板，如图2（b）所示（图2（a）中用黑色线框出了模板的范围），采用3.2节所述的模板匹配法进行匹配，模板旋转步长选为5°。匹配结果如图2（d）所示，得到图像位置和角度偏差的测量值。。

（3）对标准图像图3（a）进行Canny边缘检测获得图像轮廓，得到如图3（b）的结果，对区域面积进行筛选得到特征区域，如图2（c）所示，并用3.3节所示方法进行Hu矩计算。对被测件也采用相同的步骤处理，如图3（d）～（f）所示。对于Hu矩相近的区域建立对应关系，并估算空间变换参数，得到如图3（g）所示的配准结果。

试验结果如表1所示。试验结果可见，由于被测图像和参考图像可能因为产品缺陷的原因而出现的灰度值不一致情况，模板匹配算法会有一定的配准失败率；而且，模板旋转角度的步长限制了图像配准角度误差的降低。基于不变矩方法的图像配准算法可以达到准确配准的效果，同时可以兼顾计算量和实时性的要求，为进一步降低引线框架检测系统的误检率提供了良好的基础。

图2引线框架的模板匹配图像配准过程

图3引线框架的特征配准算法

参考文献

[1]马莒生，黄福祥，黄乐，等.铜基引线框架材料的研究与发展[J].功能材料，2002，33（1）：1?4.

[2]宁洪龙，黄福祥，马莒生，等.电子封装中的局部镀银研究[J].稀有金属材料与工程，2004，33（2）：176?178.

[3]李哲毓，高明，马卫红.基于计算机视觉的管壳表面划痕检测技术研究[J].应用光学，2007，28（6）：802?805.

[4]张培培，杜杨，曲晓鹏，等.基于图像纹理的印刷缺陷检测[J].电脑编程技巧与维护，2010（12）：105?106.

[5]ZITOV?Barbara，FLUSSERJan.Imageregistrationmethods：asurvey[J].ImageVisionComput，2003，21（11）：977?1000.

框架图范文篇2

【摘要题】事业改革与发展

【关键词】复合图书馆基本理论/复合图书馆基本框架

1复合图书馆的基本理论

“复合图书馆”的概念由英国图书馆专家苏顿(S.Sutton)在1996年发表的《未来的服务模式与功能的融合：作为技术人员、著作者和咨询员的参考馆员》一文中提出，在该文中，他阐述了复合图书馆在印刷型与数字化信息之间的平衡越来越倚重于数字型。它将印刷型和电子型资源融为一体，优势互补，共同发展，用户可在印刷型和电子型资源混合并存的环境下查询所需信息。自苏顿(S.Sutton)提出“复合图书馆”一词至今，有许多国内外图书馆界的学者对“复合图书馆”的理论进行研究。如：英国电子图书馆的路斯布里奇(ChrisRusbridge)提出“复合图书馆应将不同渠道的各种技术融合到图书馆工作环境中来，并探索在电子和印刷的双重环境下将系统和服务有机地结合在一起”。也就是说复合图书馆不是单一的技术和服务，它是集传统图书馆和数字图书馆之优势，运用计算机技术、多媒体技术、数字化技术、远程通讯技术等现代化技术手段，在印刷型和电子型资源混合并存的环境下，拓展和延伸图书馆的传统服务、网络服务和远程服务，为用户开拓更广、更深层次的服务手段。还有一些国外的图书馆理论学者认为复合图书馆是“在一个机构框架内，不依赖存放地点、载体形式和管理范畴，以集成的和因地制宜的方式提供对电子信息服务的利用的一种管理环境”。“复合图书馆是一个能够为印刷和电子资源提供一体化存取的图书馆，其信息系统应为终端用户提供统一的界面，使用户既能够获取本地的纸质图书和杂志，也能够发现相关的联机资源、电子出版物和数字化资料”。国内的一些图书馆理论学者认为，“复合图书馆是纸质文献资源与数字化信息共存，并对它们进行有机整合管理与利用的图书馆形态，是传统图书馆与数字图书馆两种不同形态图书馆有机结合在一起的统一体”。就目前来看，“传统图书馆的参考咨询与专业检索服务如何与网站远距离服务结合，也是复合图书馆所面临的问题”。就国内外图书馆界一些学者对复合图书馆的分析理论来看，复合图书馆是以传统图书馆为基础，实现传统图书馆与数字图书馆共存、优势互补的有机结合体，发展自己的空间，扩展自己的服务范围，它既是一个实体的物理场所，又是一个虚拟的空间。应用传统技术、信息技术、数字技术、网络技术，对印刷型、电子型及网络信息资源进行收取、加工、转换、储存、检索、传递、利用等一体化的管理与服务，从而达到文献信息资源共建、共享。这就是复合图书馆存在的基本内涵和理论根据。

2构建复合图书馆的基本框架

2.1基本条件

复合图书馆要在传统图书馆充分发展的基础上建立。因此，构建复合图书馆最基本的条件是：(1)传统图书馆应具备一定规模的物理场所（主要包括文献资料储存场所、阅览场所及办公场所）。(2)拥有相当丰富和数量的印刷型文献资料，形成具有本馆特色的文献信息资源体系。(3)要有一支强有力的懂业务、懂技术的复合型人才队伍。(4)数字图书馆是孕育复合图书馆的必备条件，数字图书馆是一项科技含量较高、规模较大的工程，它需要大量的资金来保证工程的质量及标准。只有达到收藏数字化、工作电脑化、信息传递网络化、信息存储自由化、资源共享化这样一个整体信息环境，科学技术和服务都达到了一定的水平，复合图书馆的框架才会自然形成。其框架的组成如图1所示：

附图

图1

复合图书馆的建立应顺其信息业与科学技术的发展，是符合社会发展规律的，是历史的必然。辽宁师范大学信息管理系初景利教授认为：“复合图书馆就是传统图书馆与数字图书馆结合起来，优势互补，信息用户在电子和印刷型资料并存的复合环境下查询。复合图书馆的框架并不是传统图书馆＋数字图书馆＝复合图书馆简单的数学运算，是多层次性的有机结合体。根据文献信息的存储、收集、服务等等，可分为四个层次，第一层：信息资源基础层。(1)传统图书馆馆藏传统文献信息资源，包括手写型、印刷型、缩微型、影印件型等。(2)数字图书馆的数据库（包括全文数据库、文摘数据库、书目数据库）、电子文献存储的信息资源。(3)Internet与虚拟的网络信息资源。(1)、(2)、(3)的复合，构建了复合图书馆的最基本的信息资源框架。第二层：各个子系统的馆藏信息。(1)以本馆为中心的本区域内网络系统，其他各图书馆（社会图书馆、院校图书馆）为中心网络的子系统信息资源。(2)利用“中国图书馆信息网(ChinaLibraryInformationNetwork)”和“中国高等教育文献保障系统(ChinaAcademicLibraryandInformationSystem)”，与全国中心的网络系统联接，从而大大地丰富了复合图书馆的网络资源。第三层：特色文献信息资源。(1)本馆的特色库。(2)联接信息资源特色网，保障复合图书馆向用户提供一流高效的特色文献、信息。第四层：信息资源的整体复合，也就是传统图书馆与数字图书馆两种不同形态图书馆有机的结合。

复合图书馆的建立，丰富了图书馆的内涵。它综合了传统图书馆和数字图书馆的文献信息收集功能、文献信息处理功能、文献信息存储功能、文献信息转换功能、文献信息检索与咨询功能、文献信息知识传播功能、文献信息资源共建、共享等功能。

2.2保障措施

从图书馆历史发展推论，复合图书馆只不过是传统图书馆的延续，是新时期图书馆的现实生存模式，如何使这一模式得以顺利建立与发展？初景利教授认为在当前条件下，发展复合图书馆要特别强调以下5个方面的问题：(1)应当有明确的发展目标。复合图书馆的发展目标就是通过建立起将各种可用资源组织起来的结构环境，致力于充分满足用户的信息需求，以实现无缝存储(seamlessaccess)。因此，通过对各种类型的信息资源进行集成，建立起友好、完整、顺畅的导航和查询界面具有十分重要的意义。(2)要注重成本效益。复合图书馆建设必然会加剧图书馆的财政负担，为此，应树立成本效益观念，科学地处理好印刷文献资源订购与电子信息资源获取的关系，并从经济学角度关注复合图书馆所面临的：如果获得电子版是否还应保留那些资源的印刷品、对网络资源的依赖程度、寻求积极的资源共享之路等多种资源成本效益。(3)着力提高服务水平。要围绕用户的信息需求，设计复合图书馆的服务，懂得用户的信息利用行为，增强服务道德意识，掌握用户服务的技能。(4)要采取优化人员配置。在复合图书馆中，由于技术的广泛渗透，导致了图书馆员的重组。要求图书馆的每一位工作人员既要具备传统图书馆员的技能，还要具备利用信息技术提供服务的技能。(5)要切实加强管理。管理复合图书馆必须要有明确的发展方向，制定出科学系统的发展规划和发展策略。其中包括传统图书馆的改造，改革与现代社会发展不相适应的方面，同时积极寻求将现代化技术手段运用进来，不断追求服务的创新和图书馆服务水平的提高。

收稿日期：2003-03-28

【参考文献】

1初景利.复合图书馆的概念及发展构想.中国图书馆学报，2001,(3)

2陈德芳.试论复合图书馆定向的个性化服务.情报资料工作，2002,(5)

3黄宗忠.论图书馆的新模式——复合图书馆.图书情报知识，2002,(3)

4李红真.混合图书馆——新时期图书馆的现实生存模式.图书馆理论与实践，2002,(6)

5岳修志.复合图书馆数字化管理和供应链管理.大学图书馆学报，2002,(6)

框架图范文

随着科学技术日新月异的进步，尤其是计算机技术的飞速发展，使各行各业在计算机技术应用方面得到了广泛的普及和使用。图书信息管理系统也在计算机技术的基础上发展和丰富起来，将传统的图书管理方式彻底的解脱出来，提高效率，减轻以往繁忙的工作，减小出错的概率。实现图书管理信息系统，既能够提高工作效率，又可以提高工作水平。具有手工管理所无法比拟的优点。例如：检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高图书信息管理的效率，使图书管理工作规范化，系统化，程序化，避免图书管理的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时，准确，有效的查询和修改图书情况。

当前云计算技术取得较快的发展，利用云计算技术建设安全、高效、经济、低碳的数字图书馆，为读者提供满意的云个性化阅读服务已成为数字图书馆未来发展的主流与方向。

图书信息管理系统总体框架

1.组成部分

图书管理系统可以分为前台显示界面模块、信息综合管理模块以及后台数据库模块三个部分。

其中前台显示界面的主要工作就是显示图书的信息，借阅情况，查询清空等问题，主要是向大家展示必要的信息。

综合信息管理模块作为核心，其主要功能就是实现图书的查询、借书、还书、图书入库以及清除库存等。这部分将在接下来的1.2节进行说明。

后台数据库模块主要是为了实现上述功能而进行的数据信息的记录、储存与交换的。

2.系统核心功能模块

图书信息管理系统的核心模块即是图书综合信息管理模块，该模块具体可包括三个次级模块组成：借还操作模块、信息管理模块、信息浏览模块，如图1所示。每个模块之间既相对独立又相互联系，构成一个有机的整体。

3.数据库设计

数据库在一个信息管理系统中占有非常重要的地位，数据库结构设计的好坏将直接影响系统的效率和数据的完整及一致性。数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出适宜的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。规范化数据库设计步骤包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施运行和维护。需求分析阶段主要是分析用户的要求，收集基础数据，它是下一步设计的基础。概念结构设计是整个数据库设计的关键，在此阶段要逐步形成数据库的各级模型，其中主要的是E-R模型。E-R模型（Entity-RelationshipDataModel）即实体联系模型，它用简单的图形反映现实世界中存在的数据及其相互关系，面向现实世界。逻辑设计阶段的任务是把得到的E-R模型转换某个具体数据库所支持的数据模型。物理设计的目标是提高数据库的性能、节省存储量，例如文件的存放格式，缓冲区的管理等等，在关系型数据库系统中，这些都是由操作系统来管理。数据库的实施与维护是在前述各阶段完成后着手建立一个具体的数据库，然后载入数据。

2.云计算原理

云计算是一种互联网上的资源利用新方式，可为大众用户依托互联网上异构、自治的服务进行按需即取的计算。云计算通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务，企业或用户数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。在图书馆复杂的大量信息处理与服务中，长远来说正好可以应用这种思想和能力。

图书信息管理云平台架构设想

1.技术架构

高校图书信息管理云平台基于云计算架构体系、云安全架构体系进行设计，包括基础设施即服务、平台即服务、软件即服务以及云安全、云管理等几个部分组成。如图2所示。

其中，基础设施即服务：它是图书馆内部各相关科室部门或高校各院系图书资料室云平台使用者的技术支撑；平台即服务：它是为用户进行使用操作的平台提供的技术与服务支撑；软件即服务：它是以服务方式提供给图书馆各部门及用户的应用软件。

3.物理架构

高校图书信息管理云平台的物理架构可采用集中与分散结合的方式进行部署。采用高性能服务器或小型机布置在图书馆专门机房，集中管理；各终端机或应用服务器布置在各阅览室、查询点，或布置在各二级院系的资料室里，数据传输共享，共同构成整个高校图书信息管理的物理架构体系。

云计算开发平台的选择与实现

云计算开发平台有很多种，比如基础设施即服务（IaaS）的有OpenStack、Eucalyptus、CloudStack、OpenNebula等，平台即服务（PaaS）的有CloudFoundry、OpenShift等，皆可供选择。语言编写上可使用Python、Ruby、Java、C++、脚本语言等进行编写。此外，虚拟化技术对于云计算来说是很重要的，IaaS的基础就是虚拟化技术，更具体来说就是Xen和KVM。云计算除了虚拟化技术之外，存储技术，尤其是分布式存储也是相当重要的。云计算的技术问题都可以归根为操作系统的技术问题。