随着表面贴装技术(SMT)的发展,印刷电路板上的元器件密度越来越高,元器件的尺寸也越来越小,为了适应这种趋势,自动光学检测技术(AOI)在印刷电路板的质量检测中的应用越来越广泛,自动光学检测设备已经成为SMT生产线上的核心设备之一。本文面向印刷电路板的自动光学检测系统的设计工作,对自动光学检测系统中的各个功能模块进行了系统研究,设计了一套自动光学检测系统,并重点针对系统中的图像处理核心模块提出了相应的检测算法解决方案。针对实际生产中最常用的圆形PCB Mark,采用基于最小二乘法拟合圆以及亚像素边缘检测的方法实现了PCB Mark的亚像素精度定位、校准,并根据圆形目标的几何特征设定判决条件,将非圆形的干扰目标剔除,增强了算法的适应性。另外,本文采用Douglas-Peucker算法很好地实现了多边形结构PCB Mark的定位、校准。针对表面贴装元件的亚像素定位,分别利用函数的数学性质、“盒滤波”、图像金字塔技术等对归一化互相关模板匹配方法进行了改进,在不损失精度的基础上大大地提高了计算速度。另外,根据图像相似度曲面的曲面特征采用三次样条插值的方法实现了表面贴装元件的亚像素定位。为了实现IC芯片的引脚连焊检测和元器件偏转角度的测量,针对传统的连通域检测算法中存在的问题,提出了几种新的连通域检测算法,并实现了连通域的主轴夹角计算功能。针对贴片式电阻上的字符识别,本文分别用四种方法实现了字符识别,并对实际生产中会出现的旋转、毛刺、线宽不一等干扰因素进行了校正。利用电容元件的颜色特征,本文采用HSV颜色空间下的颜色距离度量实现了贴片式电容的检测。另外,本文还实现了电路板缩略图的拼接功能,提出了模板学习机制,使系统具有了学习的能力。