專利名稱：基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)分層率的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可靠性分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)超聲掃描圖片分層率計(jì)算的方法。
背景技術(shù)：
電子器件能夠無故障的工作時(shí)間是器件可靠性研究關(guān)注的主要內(nèi)容，隨著器件使用時(shí)間的增加，器件內(nèi)部會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，主要為由于環(huán)境溫度變化和器件自身消耗功率導(dǎo)致的溫度變化引起的連接內(nèi)部各層的焊錫出現(xiàn)裂縫。為了觀測(cè)和研究焊錫層的分裂情 況，超聲掃描作為一種無損檢測(cè)手段被廣泛應(yīng)用。超聲波的傳播方式是通過介質(zhì)中分子的振動(dòng)進(jìn)行的，因此其傳播情況和介質(zhì)有極大的關(guān)系，通常來說，介質(zhì)的密度越大，超聲波傳播速度越快、衰減也越低，在稀薄的空氣中，超聲波會(huì)很快衰減至零而無法傳播。不同的介質(zhì)具有不同的聲阻抗，代表了超聲波在其介質(zhì)中傳播的能力，超聲掃描即是利用這一點(diǎn)來檢測(cè)不同材料之間界面是否存在裂縫。當(dāng)超聲波傳播到兩種材料交界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射(圖1)，反射率P=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)，其中Zl為超聲波傳出的材料聲阻抗、Z2為超聲波傳入的材料聲阻抗，空氣的聲阻抗非常小，接近于0，這樣理想狀態(tài)下當(dāng)材料間出現(xiàn)分層或裂縫時(shí)，反射率為-100%，超聲掃描圖片即是用不同的顏色來標(biāo)識(shí)不同的反射率，從而可以判斷出材料交界面是否出現(xiàn)分層或裂縫。然而實(shí)際情況可能并不理想在多層結(jié)構(gòu)中超聲波可能產(chǎn)生散射及多次反射現(xiàn)象導(dǎo)致探頭不能完全接受到反射波；通常為了得到清晰的圖像，超聲掃描的門限寬度會(huì)選擇的較小，這樣材料交界面的輕微彎曲會(huì)使部分分層沒有被完全選擇到(圖2)。這樣采用超聲設(shè)備自身的分層判定會(huì)產(chǎn)生誤差，本專利即針對(duì)上述現(xiàn)象發(fā)明一種基于圖片處理技術(shù)的計(jì)算方式，來規(guī)避上述現(xiàn)象帶來的誤差，從而計(jì)算出準(zhǔn)確有效的分層率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是針對(duì)傳統(tǒng)的基于超聲掃描設(shè)備自身在實(shí)際應(yīng)用中，判定分層部分在準(zhǔn)確性方面的不足，充分考慮實(shí)際應(yīng)用中存在的多種情況，提供一種基于圖片處理技術(shù)的層狀機(jī)構(gòu)分層率的計(jì)算方法。首先考慮超聲掃描自身的分層判定即超聲波從傳出材料到裂縫的部分；并進(jìn)一步考慮實(shí)際情況中可能發(fā)生的超聲波從裂縫進(jìn)入到傳入材料的部分，將兩者加成在一起作為交界面總體分層率，從而提高分層率計(jì)算的準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)分層率計(jì)算方法的技術(shù)方案包括以下步驟
(O用photoshop商業(yè)軟件打開待處理的超聲掃描圖片，圖片應(yīng)包括掃描目標(biāo)的材料交界面部分和圖例部分，其中材料交界面部分是超聲掃描圖片的有效區(qū)域，將其余區(qū)域除去，并記為圖層I;
(2)建立新的圖層2，背景設(shè)為透明，將圖層I有效區(qū)域映射到圖層2上，并選定圖層2。(3)通過選框工具選定圖層2的的超聲掃描圖片的有效區(qū)域，然后在菜單欄中選擇“窗口 -直方圖”，在右側(cè)直方圖的小窗口中通道選擇“顏色”，源選擇“選中的圖層”，高速緩存級(jí)別為I (若不為1，點(diǎn)擊直方圖小窗口右上方的嘆號(hào))，記錄此時(shí)直方圖下面像素值為A，此像素值即為圖片的全部像素。(4)計(jì)算超聲波由傳出材料到縫隙的分層部分像素在菜單欄上選擇“選擇-色彩范圍”，染色容差設(shè)定為200，然后點(diǎn)取圖例上紅色部分，點(diǎn)確定。記錄此時(shí)直方圖上標(biāo)識(shí)的像素為Al。一般來說超聲掃描自身設(shè)定反射率-98%--100%為分層部分，在圖片中用紅色
標(biāo)識(shí)，圖例顯示出反射率從100% (白)——0% (黑)--100% (紅)，為非線性標(biāo)識(shí)。(5)計(jì)算超聲波由縫隙到傳入材料的分層部分像素實(shí)際情況中反射率98%— 100%也是分層情況，因而要疊加到原分層部分中。在菜單欄上選擇“選擇-色彩范圍”，染色容差設(shè)定為一個(gè)適當(dāng)值，然后點(diǎn)取圖例最上端白色部分，點(diǎn)確定，使得在圖例上選擇的白色區(qū)域與紅色區(qū)域比例一致，記錄此時(shí)直方圖上標(biāo)識(shí)的像素A2。(6)最后可計(jì)算實(shí)際分層率D= (Al+A2)/A。通過基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)分層率的計(jì)算方法，可以快速、直觀、準(zhǔn)確的堆超聲掃描圖片進(jìn)行處理，從而得到量化的層狀結(jié)構(gòu)分層率。


圖I是超聲掃描原理圖。圖2是超聲掃描在實(shí)際情況中可能存在的問題。圖3是圖層I。圖4是圖層2，從此圖層上得到像素值A(chǔ)。圖5是計(jì)算超聲波由材料到縫隙的縫隙部分像素的設(shè)定圖。圖6是像素的計(jì)算結(jié)果圖，得到像素值A(chǔ)l。圖7是計(jì)算分層率而設(shè)定色彩范圍。圖8是通過色彩范圍的設(shè)定而得到的像素值A(chǔ)2。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖I至8與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
實(shí)施例基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)分層率的計(jì)算方法，其步驟如下
(I)用Photoshop商業(yè)軟件打開待處理的超聲掃描圖片，保留材料的交界面部分和圖例，將其余區(qū)域除去，并記為圖層1，參見圖3。(2)建立新的圖層2，背景設(shè)為透明，將圖層I有效區(qū)域映射到圖層2上，并選定圖層2。(3)通過選框工具選定圖層2的材料交界面部分(非圖例部分)，然后在菜單欄中選擇“窗口 -直方圖”，在右側(cè)直方圖的小窗口中通道選擇“顏色”，源選擇“選中的圖層”，高速緩存級(jí)別為1，若不為1，點(diǎn)擊直方圖小窗口右上方的嘆號(hào)，記錄此時(shí)直方圖下面像素值為A=739344，此像素值即為圖片的全部像素，參見圖4。(4)計(jì)算超聲波由傳出材料到縫隙的分層部分像素在菜單欄上選擇“選擇-色彩范圍”，染色容差設(shè)定為200，然后點(diǎn)取圖例上紅色部分，點(diǎn)確定，記錄此時(shí)直方圖上標(biāo)識(shí)的像素值，記為Al=56986，參見圖5和圖6。( 5 )在菜單欄上選擇“選擇-色彩范圍”，設(shè)定染色容差，然后點(diǎn)取圖例最上端白色部分，記錄此時(shí)直方圖上標(biāo)識(shí)的像素值，記為A2=101512，參見圖7和圖8。(6)最后可計(jì)算實(shí)際分層率 D= (56986+101512)/739344=21. 44%。 總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)分層率的計(jì)算方法，其特征在于包括以下步驟 (O用photoshop商業(yè)軟件打開待處理的超聲掃描圖片，圖片應(yīng)包括掃描目標(biāo)的材料交界面部分和圖例部分，其中材料交界面部分是超聲掃描圖片的有效區(qū)域，將其余區(qū)域除去，并記為圖層I; (2)建立新的圖層2，背景設(shè)為透明，將圖層I有效區(qū)域映射到圖層2上，并選定圖層2； (3)通過選框工具選定圖層2的超聲掃描圖片的有效區(qū)域，然后在菜單欄中選擇“窗口-直方圖”，在右側(cè)直方圖的小窗口中通道選擇“顏色”，源選擇“選中的圖層”，高速緩存級(jí)別為1，若不為1，點(diǎn)擊直方圖小窗口右上方的嘆號(hào)，記錄此時(shí)直方圖下面像素值為A，此像素值A(chǔ)即為圖片的全部像素； (4)計(jì)算超聲波由傳出材料到縫隙的分層部分像素在菜單欄上選擇“選擇-色彩范圍”，染色容差設(shè)定為200，然后點(diǎn)取圖例上紅色部分，點(diǎn)確定；記錄此時(shí)直方圖上標(biāo)識(shí)的像 素為Al ； 將超聲掃描自身設(shè)定反射率-98%至-100%為分層部分，在圖片中用紅色標(biāo)識(shí)，圖例顯示出反射率從100% (白)——0% (黑)--100% (紅)，為非線性標(biāo)識(shí)； (5)計(jì)算超聲波由縫隙到傳入材料的分層部分像素實(shí)際情況中反射率98%至100%也是分層情況，因而要疊加到原分層部分中； (6)在菜單欄上選擇“選擇-色彩范圍”，設(shè)定染色容差，然后點(diǎn)取圖例最上端白色部分，記錄此時(shí)直方圖上標(biāo)識(shí)的像素A2 ； (7)最后可計(jì)算實(shí)際分層率D=(Al+A2)/A。
全文摘要
本發(fā)明屬于可靠性分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及公開了一種基于圖片處理技術(shù)的層狀結(jié)構(gòu)超聲掃描圖片分層率計(jì)算的方法。針對(duì)傳統(tǒng)的基于超聲掃描設(shè)備自身在實(shí)際應(yīng)用中，判定分層部分在準(zhǔn)確性方面的不足，充分考慮實(shí)際應(yīng)用中存在的多種情況，提供一種基于圖片處理技術(shù)的層狀機(jī)構(gòu)分層率的計(jì)算方法。首先考慮超聲掃描自身的分層判定即超聲波從傳出材料到裂縫的部分；并進(jìn)一步考慮實(shí)際情況中可能發(fā)生的超聲波從裂縫進(jìn)入到傳入材料的部分，將兩者加成在一起作為交界面總體分層率，從而提高分層率計(jì)算的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01N29/04GK102854247SQ20121030710
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者翟超, 盛況, 郭清 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)