一种基于视觉的sop元件定位和缺陷检测方法_2

文档序号:9217858阅读:来源:国知局
固定阈值二值化方法,即输入阈值为T,当第i行第j列 的像素值彡T时,令t255 ;否则t0,如图4 ;
[0059] (二)第二种是类间方差最大的方法(Otsu法或者大津法),如图3 ;
[0060] 三、采用canny边缘检测提取法提取第二步得到的二值化图像的外边界,得到二 值化图像的各个外边界点集;且存放于一个二维点容器中,对不同的外边界点集进行随机 标号;
[0061] 四、对第三步得到的各个外边界点集进行"灰度值检查"操作,得到边界点值;并将 符合要求的外边界点集进行标号;
[0062] 五、将第四步得到的边界点集进行"面积筛选"操作,得到符合面积要求的边界点 集如图5 ;
[0063] 六、寻找第五步符合面积要求的边界点集整体的最小外接矩形如图6,将此最小外 接矩形近似为整个SOP元件的最小外接矩形,并且根据此最小外接矩形的旋转角度和中心 坐标确定SOP元件的粗略旋转角度a和元件粗略中心坐标(X(l,ytl);
[0064] 七、对第六步中得到的SOP元件的粗略旋转角度a进行判断;当|a|>30°时停 止并返回"旋转角度过大"的错误码;否则继续进行下一步;
[0065] 八、求取第五步中符合面积要求的边界点集的中心坐标,并存储在一个一维点容 器中,如图7 ;其中,所述SOP元件的粗略中心坐标(Xd,yj采用质心的原理,理论依据如下:
[0067] 边界点集包围点数为N;用(Xi,yi)来表示该边界及边界内部包含的第i(i= 1,2,L,N)个点吨二1表示(xi,y)在边界上,11^= 0表示(xi,yj在边界内部,(X,y)为所 求质心中心坐标;
[0068] 九、在第五步得到的符合面积要求的边界点集中寻找SOP元件引脚足部的边界点 集,并且以对应的引脚足部的边界点集中心坐标作为每个引脚足部的中心坐标;其中,所述 弓丨脚足部的边界点集包括上部引脚足部边界点集与下部引脚足部边界点集;
[0069] 十、在第五步得到的符合面积要求的边界点集中寻找SOP元件引脚根部的边界点 集并且以对应的引脚根部的边界点集中心坐标作为每个引脚根部的中心坐标;其中,所述 引脚根部的边界点集包括上部引脚根部边界点集与下部引脚根部边界点集;方法同第九 步,在寻找根部拟合直线时选取次最远的两条直线即可;
[0070] 十一、将第九步和第十步中得到的上部引脚足部边界点集和上部引脚根部边界点 集存储到上部引脚边界点集中,下部引脚足部边界点集和下部引脚根部边界点集存储到下 部引脚边界点集中如图10 ;同时将对应的上部引脚足部边界点集中心和上部引脚根部边 界点集中心存储到上部引脚边界点集中心集中,下部引脚足部边界点集中心和下部引脚根 部边界点集中心存储到下部引脚边界点集中心集中如图10 ;
[0071] 十二、将第十一步得到的上下部引脚边界点集按照第六步所得SOP元件的粗略旋 转角度a进行仿射变换,旋转中心为步骤六得到的SOP元件粗略中心(、%),将其"转正" 得到"转正元件"如图11,即"转正"上下部引脚边界点集,并且记录"转正"前后各个引脚 边界点集的对应关系,同时对每一个对应的边界点集中心进行"转正"操作,得到"转正"引 脚中心点集;
[0072] 其中,所述"转正"的理论依据如下:
[0073] 设置仿射变换矩阵为
将界点集中原始点坐标为
的 点变换到
,旋转中心采取的是SOP元件的粗略中心(X(l,%);采用变换后保留 原图内容;
[0074] 十三、将第十二步得到的"转正"上下部引脚边界点集分别进行引脚类别分类并且 标号:要求上或下部中属于同一引脚的足部和根部边界点集定为一类,所分类别数就是上 或下部引脚的数量;并且根据第十二步"转正"前后各个引脚边界点集的对应关系得到"转 正"之前上下部引脚边界点集的引脚类别分类结果;
[0075] 十四、根据第十三步得到的引脚类别分类结果以及标号,将第九步和第十步得到 的引脚足部边界点集和引脚根部边界点集进行整理,明确每一个"引脚一足部一根部"的对 应关系如图17 ;并且整理得到上部引脚足部边界点集的集合,上部引脚边界点集的集合, 下部引脚足部边界点集的集合,下部引脚边界点集的集合这四个边界点集集合,以及上部 弓丨脚足部中心点集,上部引脚中心点集,下部引脚足部中心点集,下部引脚边中心点集这四 个中心点集合
[0076] 十五、根据第十四步整理得到的四个边界点集集合利用其最小外接矩形求取引脚 长度hpin、引脚足部长度hfOTt以及引脚数星spin;
[0077] 十六、根据第十四步整理得到的四个中心点集利用整体最小二乘法拟合直线得到 引脚拟合直线:包括上部引脚根部拟合直线L-PIN-UP、下部引根部脚拟合直线L-PIN-D0WN 如图15中的两条直线,上部引脚足部拟合直线L-F00T-UP与下部引脚足部拟合直线 L-FOOT-DOWN如图14中的两条直线;
[0078] 十七、利用十六步中得到的引脚拟合直线求取引脚足部宽度WfOTt、引脚间距ppin和 SOP元件精确中心坐标(xa,ya)、S0P元件精确旋转角度aa、S0P元件精确宽度wb()dy以及SOP 元件精确长度hbMly,得到如图16的该SOP元件拟合矩形;
[0079] 十八、由以上得到的数据进行SOP元件引脚缺陷检测,即完成了SOP元件视觉定位 与视觉缺陷检测操作;
[0080] (1)坐标系选取:本专利按图像处理惯例,以图像左上角为原点,向右为x轴正方 向,向下为y轴正方向作为坐标系(如下图1);
[0081] (2)图像预处理:本专利所处理的图像已经为单通道8位灰度图像,并且根据图像 自身特征选取了特征区域,即后续所述的区域图像。
【具体实施方式】 [0082] 二:本实施方式与一不同的是:所述步骤四具体为:
[0083] 主要目的是处理以下两类外边界点集:一类是由于第2步二值化过程阈值选取过 低时产生的多余外边界点集,需要去除此类外边界点集;另一类是由于某些边界之间存在 内含、嵌套关系,需要明确此类外边界点集之间的关系;
[0084] 1)取第三步中得到的某一个二值化图像的外边界点集,要求其内部包含的点数必 须大于10,否则直接去除该外边界点集;
[0085] 2)检查二值化图像的各个外边界点集是否有内含或者嵌套的外边界点集,有则将 外两边界点集之间的连通区域像素值定为255,画到一个空的图像中,无则将此外边界点集 所包含内部像素值定为255,画到一个空的图像中;
[0086] 3)计算上一步得到的二值图像中像素值为255的像素点的个数记为 Sl,并且将上 一步中画好的二值化图像与第二步中阈值为150的产生的二值图像做"位与"运算,计算该 二值化图像中像素值为255的像素点个数记为s2;
[0087] 4)计算Sl/s2的值并将该值小于0.5所对应的外边界点集删除;
[0088] 5)重复1)一4)直到取遍第3步中得到的所有边界点集。
[0089] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0090]
【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述步骤五具体 为:
[0091] 采用冒泡排序法将第四步各个边界点集按照边界所包围面积大小从小到大进行 排序;
[0092] 1)对排在中间三个的边界点集面积求取面积平均值记为a;
[0093] 2)依次将各个边界点集所包围的面积a#a进行比较,保留a'2. 5构且&,0. 6*a 的边界点集i;其中,所述%为第i个边界点集的面积。
[0094] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
【具体实施方式】 [0095] 四:本实施方式与一至三之一不同的是:所述步骤六 具体为:
[0096] 本方法设计中所采用的求解最小外接矩的方法是一种基于空间几何的求解对象 的最小外接矩形法,这里称之为几何凸壳法,此方法与常用的目标旋转法和顶点链码法相 比避免了大量旋转角度计算和坐标变换计算,在显著减小计算量的同时,也提高了方法的 精确度;方法思想步骤为:
[0097] 1)获取图像中几何对象的点集M= ((x!,y),(x2,y2),L,(xn,yn));
[0098] 2)当n= 1,2, 3时,退出并返回"点数过少无法进行最小外界矩的求解",否则任 取两点连接得到直线L;
[0099] 3)令i= 1 ;
[0100] 4)寻找是否有点集中的点在直线L上,若MjPM中的第i个点,即(Xi,yi)在L上, 则令i=i+1,再进行该步骤,若直到i=n时,点Mi仍然在直线L上,退出并返回"点在同 一条直线上无法进行最小外接矩的求解";否则进行下一步;
[0101] 5)求取点集M= ((x^y), (x2,y2),L, (xn,yn))的凸壳,并且以点集M的几何中心 为原点按照逆时针方向得到凸壳点集合CH_M以及任意两个相邻凸壳点连线的凸壳边的集 合CH_E;
[0102] 6)令j=l;
[0103] 7)寻找与凸壳边Ej相对应的其他矩形三边的点集^^13^。,要求以£』为矩形一边 来筛选点集Ma,Mb,M。;
[0104] 8)得到与凸壳边Ej相对应的矩形R』,并存储其特征量,包括四顶点集P,四边方程 参数集合N,以及对应的面积A;
[0105] 9)重复以上步骤直到j=n,绘制出面积变换曲线,寻找面积最小外接矩形对应的 参数。
[0106] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一至三之一相同。
【具体实施方式】 [0107] 五:本实施方式与一至四之一不同的是:所述步骤九 具体为:
[0108] 具体步骤为:
[0109]
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