Xử lý ảnh là một trong những công nghệ mũi nhọn được sự chú ý phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Đây là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật số, với khả năng thu thập, phân tích và xử lý thông tin hình ảnh từ môi trường thực.
Một số điểm mạnh nổi bật đã được các diễn giả nêu ra trong buổi seminar như:
- Tự động hóa và chính xác cao: Xử lý ảnh giúp giảm thiểu sai số trong quá trình kiểm tra, đo lường,
giám sát và phân loại sản phẩm. - Khả năng xử lý dữ liệu lớn, nhanh chóng: Các thuật toán hiện đại có thể xử lý hàng nghìn, hàng
triệu hình ảnh trong thời gian ngắn, vượt trội hơn hẳn so với kiểm tra thủ công. - Tích hợp dễ dàng với các hệ thống điều khiển và tự động hóa: Hệ thống xử lý ảnh có thể kết nối
trực tiếp với robot công nghiệp, máy CNC hoặc các hệ thống sản xuất thông minh.
- Phát hiện và phân tích các chi tiết siêu nhỏ mà mắt thường không thể quan sát.
Với các ứng dụng chính đó, công nghệ xử lý ảnh được ứng dụng nhằm xử lý các bài toán
kỹ thuật, đóng vai trò như “con mắt điện tử” giúp: - Giám sát và kiểm tra chất lượng sản phẩm: Phát hiện lỗi bề mặt, sai lệch kích thước, dị vật hoặc
các khiếm khuyết khác. - Đo lường phi tiếp xúc: Tính toán khoảng cách, kích thước, hình dạng của vật thể mà không cần tiếp
xúc trực tiếp. - Điều khiển robot và hệ thống tự động: Nhận diện vật thể, định vị và dẫn hướng cho robot trong dây
chuyền sản xuất. - Tái tạo mô hình và phân tích hình học: Sử dụng ảnh 2D/3D để dựng lại mô hình không gian, phân
tích cấu trúc hoặc tối ưu thiết kế
Đồng thời, dưới sự định hướng phát triển ngành bán dẫn và thiết kế chip của đất nước và
nhà trường trong thời gian tới. Đây là một lĩnh vực yêu cầu độ chính xác cực cao và kiểm
soát nghiêm ngặt, mà việc kiểm tra bằng mắt thường là không thể đảm bảo được chất
lượng. Hiểu rõ xu hướng đó, bộ môn điện cơ khí đã cho các em thấy tiềm năng của công
nghệ xử lý ảnh ứng dụng trong ngành học mới này bao gồm:
- Kiểm tra wafer (wafer inspection): Phát hiện các lỗi như bụi bẩn, vết nứt, khuyết tật vi mô trên bề mặt wafer nhờ hệ thống camera độ phân giải cao và thuật toán xử lý ảnh.
- Định vị và căn chỉnh (alignment): Đảm bảo vị trí chính xác của các lớp mask và wafer trong quá trình photolithography bằng công nghệ nhận diện ảnh.
- Phân tích vi cấu trúc (microscopic defect analysis): Sử dụng hình ảnh từ kính hiển vi điện tử kết hợp xử lý ảnh để phát hiện lỗi trên bề mặt chip ở cấp độ nanomet.
- Tối ưu hóa quá trình khắc và in mạch (etching & lithography): Đánh giá chất lượng đường mạch sau quá trình khắc, đảm bảo đúng kích thước và hình dạng thiết kế.
- Tự động hóa dây chuyền sản xuất: Kết hợp xử lý ảnh với robot để vận hành và kiểm soát các bước xử lý bán dẫn với độ chính xác cao.
Một số project demo đã được các diễn giả trình bày cho các em hiểu hơn như phát hiện mạch pcb
lỗi, phát hiện sản phẩm khiếm khuyết …
Phát hiện mạch pcb lỗi được thực hiện qua một số bước:
- Chụp ảnh mạch cần kiểm tra
- Các phương pháp xử lý hình ảnh được áp dụng với ảnh đã chụp để thu được ảnh nhị phân
- Sử dụng phép trừ ảnh để tìm sai khác giữa mạch cần kiểm tra và mạch đạt yêu cầu
- Loại bỏ nhiễu và hiển thị ảnh so sánh dưới dạng nhị phân
Dễ nhận thấy mạch cần kiểm tra có 3 điểm sai khác tại vị trí các chân cắm linh kiện so với mạch đạt yêu cầu. Như vậy công nghệ xử lý ảnh giúp tăng về sự chính xác và tốc độ trong việc phân loại mạch điện tử đạt yêu cầu, từ đây có thể phát triển thêm về nhận dạng khuyết điểm của các linh kiện bán dẫn.
Xuyên suốt buổi seminar đã cho các sinh viên tham dự nhận thức rõ hơn về vai trò quan trọng của công nghệ xử lý ảnh trong kỹ thuật hiện đại, đặc biệt là trong ngành bán dẫn và thiết kế chip — nơi mà từng micron sai số đều có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Việc ứng dụng hiệu quả công nghệ này không chỉ nâng cao năng suất, chất lượng mà còn góp phần thúc đẩy quá trình tự động hóa và hiện đại hóa sản xuất tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Đồng thời buổi seminar cũng mở ra các gợi ý về đề tài tốt nghiệp cho sinh viên thử sức trong kỳ tốt nghiệp sắp tới.
Giảng viên Vũ Xuân Thắng
Bộ môn Điện – Cơ khí
FPT Polytechnic Hà Nội
