LEX (664761), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Особенностью реальных плат печатного монтажа является то, что в большинстве случаев печатные проводники на них выполняются одной и той же ширины. С учетом этого обстоятельства любая указанная в табл.2 ширина может быть объявлена основной. Объявление ширины печатного проводника основного типа осуществляется пользователем перед сеансом ввода документа в форме соответствующего сообщения программе обработки изображения.

Аналогично для контактных площадок.

в) Области металлизации

Области металлизации изображаются системой замкнутых контуров. Контура могут быть внутренними либо внешними. Это определяется указателем контура. В качестве его служит отрезок прямой линии длиной в 1 дискрету. Один из его концов должен находиться на линии контура в узле координатной сетки и составлять с ней угол 45 градусов. Свободный конец указателя контура показывает область металлизации.

Линии контуров изображаются отрезками вертикальных, горизонтальных и диагональных линий, проходящих по линиям координатной сетки. Любые отрезки должны начинаться и завершаться в узлах координатной сетки.

При разработке слоя топологии платы печатного монтажа конструктору часто приходится использовать типовые фрагменты изображения, которые сами могут быть достаточно сложными рисунками. Для упрощения задачи вводятся дополнительные средства изображения - элементы библиотечного типа.

Под ними подразумеваются группы элементов, форма и взаимное расположение которых фиксированы. Примерами таких групп могут служить ряд контактных площадок, микросхемы определенного типа или совокупность контактных площадок для разъема. На эскизе такие группы изображаются в виде площадки, вместо которой в конечный результат обработки эскиза подставляется подразумеваемая группа.

Для простоты изложения ограничимся примерами элементов библиотечного типа для изображения одного ряда контактных площадок микросхем с планарными выводами.

Рис. 3. Изображение области металлизации

Границы элементов библиотечного типа одного ряда контактных площадок имеют вид прямоугольника, ширина которого равна 1 дискрете. Длина прямоугольника зависит от типа корпуса микросхем.

Рис . 4. Элементы библиотечного типа для контактных площадок (фрагмент эскиза).

Крайние контакты в группе контактных площадок изображаются короткими сторонами прямоугольников, остальные предполагаются отстоящими от соседних на 1 дискрету. Если какие-либо смежные контакты группы соединены между собой, то такая связь изображается наклонным отрезком, проведенным внутри прямоугольника слева направо, сверху вниз и соединяющим узлы, лежащие на линиях координатной сетки, соответствующих соединяемым контактным площадкам.

При разработке требований к эскизам слоя топологии необходимо учитывать особенности аппаратуры растрового считывания. В частности разрешающая способность устройства накладывает ограничения на минимальную толщину линии изображения. При этом необходимо, что на интервале длины, равной минимальной толщине линии, укладывалось два отсчета устройства. Так, например, для аппаратуры растрового считывания ширина линии должна быть не менее 0.5 мм.

Существенную роль играет цвет красителя, которым наносятся линии на документ. Большая часть устройств, предназначенных для считывания документов, способна воспринимать лишь черно-белые изображения. При использовании желтого, светло-оранжевого цветов они будут восприниматься как белый.

Возникает проблема восприятия координатной сетки.

Выходом из положения является применение системы базовых линий, снабженных координатной разметкой. Система базовых линий представляет собой прямоугольник, внутри которого заключено поле изображения документа. От каждой из базовых линий, перпендикулярно ей, внутрь прямоугольника, составленного из базовых линий, отходят риски длиной 5 мм. Расстояние между соседними рисками, расположенными на одной и той же базовой линии, равно шагу координатной сетки. Назначение рисок -обозначать линии координатной сетки.

Учет особенностей аппаратуры растрового ввода оказывает влияние и на выбор условных графических изображений, применяемых на документе. В частности, принятая система обозначений для эскизов слоев топологии не допускает углов схождения линий, меньших 45 градусов. Это существенно уменьшает эффектзаплывания области, размещаемой внутри острого угла при его вершине. Последнее упрощает обработку изображений после растрового считывания. Предложенные для эскизов слоев топологии основные элементы изображения сконструированы из таких компонентов, как отрезки прямых. Причем эти прямые могут иметь только одно из четырех направлений, что создает существенные предпосылки для более простой алгоритмической обработки.

При формировании требований к эскизам слоев топологии конкретизация положения о том, что изготовление эскиза должно удовлетворять определенным требованиям, заставляет включать в их число пункты, дисциплинирующие исполнителя эскиза. При этом разрывы в линиях не должны превышать 1 мм, переводы линий не должны быть больше 1 мм, отрезки прямых не должны отклоняться от идеальных прямых более чем на 1 мм.

Отмеченное относительно эскизов слоев топологии плат печатного монтажа дает представление о том, каким должен быть документ, предназначенный для автоматического чтения. Создание системы автоматического чтения для другого типа документа в каждом случае требует, как отмечено ранее, специального рассмотрения.

Линии координатной сетки Базовые линии

a

Поле изображения

c d

Риски

b

Базовые линии Край листа бумаги

Рис. 5. Базовые линии на эскизе топологии

3. Экспериментальная система автоматического чтения эскизов
слоев топологии плат печатного монтажа

Экспериментальные системы автоматического чтения документов предназначены для отработки методов, алгоритмов обработки изображений, вводимых в ЭВМ с реальных документов аппаратурой растрового ввода. Такой этап представляется естественным и необходимым, поскольку отсутствует единая методика создания подобных систем.

Рассмотрим одну из таких систем, предназначенную для чтения эскизов слоев топологии плат печатного монтажа.

3.1. Организация данных в памяти ЭВМ.

Графическая информация, считываемая с помощью фототелеграфного аппарата, вначале образует в памяти ЭВМ двумерную двоичную матрицу I , в которой единичные значения соответствуют зачерненным элементарным участкам растра изображения, а нулевые - белым участкам.

В процессе обработки исходная матрица I трансформируется в промежуточное описание, состоящее из матрицы линий и матрицы точек.

Каждый элемент матрицы линий и матрицы точек соответствует одному узлу координатной сетки изображения. Элементы матрицы линий являются 8-ми разрядными. Наличие единицы в каком-либо разряде указывает на прохождение через узел координатной сетки линии, имеющей направление, закрепленное за данным разрядом (см. рис. 6)

Элемент матрицы линий

1 2 3 4 5 6 7 8

Рис. 6. Cтруктура записи элемента матрицы линий

Рис 6.1 Cтруктура записи, описывающей прямолинейный
отрезок печатного проводника.

Элементы матрицы точек указывают наличие точки на изображении в узле координатной сетки. Результат распознавания элементов платы представляется в виде массива описаний проводников и контактных площадок. Описание отрезка печатного проводника имеет формат, изображенный на рис. 7.

Тип печатного проводника определяется в соответствии с табл.1.

В первом 32-разрядном слове описания указывается номер узла координатной сетки (элемента матрицы линий), в котором находится один из концов прямолинейного отрезка проводника. Во втором слове - номер узла со вторым концом отрезка (рис.7) .

Описание контактной площадки может иметь один из трех форматов, показанных на рис.7. Для контактной группы микросхемы описание представляется в формате 1, если большая сторона прямоугольника, изображающего группу, горизонтальна или в формате 2, если большая сторона прямоугольника, изображающего группу вертикальна. В формате 1 номер узла указывает на нижний конец отрезка единичной длины, изображающего контактную площадку, в формате 2 - на левый конец такого отрезка. Формат 3 используется для описания контактных площадок круглой формы.

Параметр "количество точек" определяет тип контактной площадки в соответствии с табл.2, а номер узла указывает на центр контактной площадки

Формат 1

0 1 2 3 15 16 17 31

0 0 0 . . . 0 Номер узла

Формат 2

0 1 2 3 15 16 17 31

0 0 0 . . . 1 Номер узла

Формат 3

0 2 3 31

Количество точек Номер узла

Рис.7. Структура записей описания контактных площадок

3.2. Этапы обработки эскиза платы

Процесс ввода и программной обработки эскиза платы печатного монтажа разбит на два этапа. На первом - выполняется ввод изображения и преобразование его в матрицы линий и точек, которые представляют собой более компактное по сравнению с черно-белой мозаикой описание эскиза. На втором -осуществляется коррекция матриц линий и точек, распознавание элементов эскиза и построение выходного файла.

3.2.1. Формирование матриц линий и точек.

Охарактеризуем более подробно первичную обработку эскиза, т.е. процесс перехода от матрицы I к матрицам линий и точек. Первичная обработка эскиза осуществляется в три этапа:

- обработка линий координатной сетки,

- обработка горизонтальных линий эскиза,

- обработка вертикальных и наклонных линий.

Программная обработка изображения базовых линий дает возможность получить информацию о положении линий сетки на поле изображения. Это позволяет на последующих этапах программной обработки производить корректировку значений координат точек изображения в случае перекоса при установке изображения.

Результатом обработки горизонтальных линий изображения должно быть их описание в матрице линий. Выделение горизонтальной линии изображения выполняется следующим образом. Двоичная матрица I делится на зоны. Каждая зона содержит три строки изображения. При этом положение центральной строки зоны определяется координатами пары горизонтальных рисок базовой линии, задающей соответствующую горизонтальную линию координатной сетки. Каждая центральная строка вместе с примыкающими к ней соседними строками образует трехстрочную зону поиска горизонтальных линий. Поиск линии осуществляется по характеристике зоны, полученной в результате дизъюнкции входящих в эту зону строк. При этом минимальная длина линии считается равной расстоянию между двумя соседними рисками координатной сетки.

Для каждой из выделенных в зоне горизонтальных линий находится множество узлов координатной сетки, через которые проходят линии. Соответствующие этим узлам элементы матрицы линии снабжаются описанием горизонтальных линий.

В процессе поиска горизонтальных линий в зоне поиска могут обнаруживаться участки, содержащие отходящие в вертикальном или диагональном направлениях отрезки. Информация о них фиксируется соответствующим образом и используется на следующем этапе первичной обработки.

Описания вертикальных и наклонных линий изображения выполняются после анализа фрагментов изображения, содержащих следы этих линий, обнаруженных на предыдущем этапе первичной обработки. Окрестность узла координатной сетки, близ которой были обнаружены следы линий, зондируется в шести направлениях: вверх, вниз, вверх и влево, вверх и вправо, вниз и влево, вниз и вправо от узла. Описания обнаруженных в окрестности данного узла отрезков линий добавляется в соответствующий этому узлу элемент матрицу линий. В случае, если зондирование, инициированное следом линии, не обнаруживает вертикального или горизонтального отрезка, то это означает, что точка выявлена и необходимо внести изменения в матрицу точек.

3.2.2. Выделение множеств фрагментов изображений

На следующих этапах осуществляется выделение фрагментов изображений определенного типа и построение описаний для них.

Такими фрагментами являются условные графические изображения:

- контактных площадок круглой формы,

Характеристики

Список файлов реферата