Korrektur chromatischer Aberration in Bildern von Leiterplatten

Masterarbeit
Korrektur chromatischer Aberration
”
in Bildern von Leiterplatten“
Stichwörte
Korrektur chromatischer Aberration, transversale und axiale chromatischer Aberration, Leiterplatten, Recycling
Motivation
Moderne elektronische Produkte erleichtern unser Leben und sind heute im täglichen Umgang für jeden unverzichtbar. Wegen der relativ kurzen Lebensdauer (im Vergleich zu industriellen Maschinen) und schnellen Aufkommens neuer Generationen werden gebrauchte Geräte jährlich in großen Mengen entsorgt. Wie man aus dem
Elektronikschrott wieder verwendbare Komponenten bzw. kostbare Stoffe (z.B. seltene Erden) rückgewinnen
und vor dem Recycling toxische Stoffe abtrennen kann, ist zur Zeit eine ungelöste Frage.
Leiterplatten sind die Kernbestandteile aller elektronischen Produkte. Sie tragen normalerweise diverse elektronische Komponenten in hoher Dichte und sind vielseitig gestaltet. Ein großer Schwerpunkt für das Recycling
vom Elektronikschrott liegt im Recycling gebrauchter Leiterplatten. Um das Recycling effizient, profitabel und
sicher durchzuführen, ist eine automatische Analyse gebrauchter Leiterplatten wünschenswert.
Eine allgemeine Voraussetzung für eine zuverlässige Analyse von Leiterplatten ist, dass die aufgenommenen Bilder die Realität richtig wiedergeben. Wegen physikalischer Einschränkungen der verwendeten optischen
Systeme sind leider viele unerwünschte Artefakte in Bildern vorhanden. Darunter fällt auch die chromatische
Aberration (CA), welche in Farbbildern oft vorkommt. Eine graphische Erklärung zu der CA ist in Abb.1(a)
illustriert. Polychromatisches(mehrfabiges) Licht enthält diverse Frequenzanteile. Der Lichtpfad von jedem Frequenzanteil wird durch das vorliegende optische System unterschiedlich manipuliert, was das Resultat diverser
Brechungsindizes ist. Diesen Effekt kann man durch die Verschiebungen des Fokus vom Linsensystem vereinfachen: die Verschiebung in der Bildebene als transversale CA (TCA) und die Verschiebung entlang der
Hauptachse als axiale CA(ACA). TCA und ACA führen dann zusammen zu Farbsäumen in Farbbildern. Zur
Visualisierung sind Bildausschnitte von einem Leiterplattenbild und dem Bild nach der Korrektur der CA in
Abb.1(b) dargestellt.
Aufgabenstellung
Im Rahmen dieser Arbeit sollen TCA und ACA in Bildern von Leiterplatten mithilfe von diversen Verfahren aus
der Literatur korrigiert werden. Zusätzlich ist eine umfassende Evaluierung über die Qualität der Korrekturen
auch für diese Arbeit vorgesehen.
polychromatic
light
lens
system
local region
sensor
plane
CA correction
transversal
chromatic
aberration
optical
axis
axial
chromatic
aberration
(a)
(b)
Abbildung 1: (a) Illustration of CA. (b) Demonstration of CA correction in a PCB image.
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Prof. Dr.-Ing. Dorit Merhof
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Literatur
[1] Soon-Wook Chung, Byoung-Kwang Kim, and Woo-Jin Song. Detecting and eliminating chromatic aberration
in digital images. In Proceedings of IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), pages 3905–
3908, 2009.
[2] Wei Li and Julie Klein. Multichannel camera calibration. In Proceedings SPIE 8660, volume 8660, pages
8660–02. SPIE, February 2013.
[3] John Mallon and Paul F. Whelan. Calibration and removal of lateral chromatic aberration in images. Pattern
Recognition Letters, 28 (1):125–135, 2007.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Wei Li, [email protected], Tel.: +49 (0) 241-80-27864
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