一种应用于贴片机的图像分析测试方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明适用于贴片机【技术领域】，提供了一种应用于贴片机的图像分析测试方法及系统，本发明先获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理；图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整；接着对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成；然后对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线；最后对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。其中，Hough变换去除那些偏差较大的点，有利于提高图像分析测试的精度。
【专利说明】一种应用于贴片机的图像分析测试方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于贴片机【技术领域】，尤其涉及一种应用于贴片机的图像分析测试方法及系统。
【背景技术】
[0002]贴片机是典型的光机电一体化产品，是机器视觉的典型应用，需要较高的贴装精度与速度。然而现有贴片机图像分析测试时，特别是计算芯片旋转量和/或偏移量时，精度较低。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于提供一种应用于贴片机的图像分析测试方法，旨在解决现有贴片机图像分析测试时精度低的问题。
[0004]本发明实施例是这样实现的，一种应用于贴片机的图像分析测试方法，包括以下步骤:
[0005]获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理；
[0006]图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整；
[0007]对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成；
[0008]对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线；
[0009]对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。
[0010]本发明实施例的另一目的在于提供一种应用于贴片机的图像分析测试系统，所述系统包括:
[0011]二值化单元，用于获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理；
[0012]膨胀单元，用于图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整；
[0013]细化单元，用于对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成；
[0014]Hough变换单元,用于对各黑色框线内的白线进行Hough变换,得到多条Hough变换直线；
[0015]拟合单元，用于对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋
转量和偏移量。
[0016]本发明实施例先获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理；图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整；接着对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成；然后对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线；最后对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。其中，Hough变换去除那些偏差较大的点，有利于提高图像分析测试的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例提供的应用于贴片机的图像分析测试方法实现流程图；
[0018]图2是QFP芯片二值化图；
[0019]图3是QFP芯片膨胀图；
[0020]图4是QFP芯片细化结果图；
[0021]图5是图4所示细化结果在管脚中的位置；
[0022]图6是Hough变换直线图；
[0023]图7是Hough变换直线在管脚中的位置；
[0024]图8是QFP芯片轮廓图；
[0025]图9是Hough变换检测的结果图；
[0026]图10是本发明实施例提供的应用于贴片机的图像分析测试系统架构图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]本发明实施例先获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理；图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整；接着对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成；然后对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线；最后对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。其中，Hough变换去除那些偏差较大的点，有利于提高图像分析测试的精度。
[0029]以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
[0030]实施例一
[0031]图1示出了本发明实施例提供的应用于贴片机的图像分析测试方法实现流程，详述如下。
[0032]在步骤SlOl中，获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理。
[0033]本发明实施例采用最佳阈值迭代算法，得到阈值后对待贴芯片(即所抓取芯片)的图像进行二值化处理。一般地，由设于贴装头的摄像装置获取该贴装头所抓取芯片的图像。其中，所述摄像装置在贴装头移动至静灯时对芯片进行拍摄。所述芯片可以是QFP芯片、SOP芯片、SOJ芯片或者PLCC芯片，其中图2示出了 QFP芯片二值化图。
[0034]在步骤S102中，图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整。
[0035]由于光线的不均匀，芯片部分管脚在图像中会出现断裂现象。此时需对二值化后的图像进行形态学膨胀、开、闭运算，使QFP芯片管脚在图像中完整，如图3所示。
[0036]在步骤S103中，对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成。[0037]经过形态学运算以后，图像中芯片结构比较简单，仅有4条较粗的直线。为了得到4组点来计算旋转、偏移量，可以对图3进行细化运算，得到这4条粗直线的骨架。图4是细化运算的结果，图中黑色部分是膨胀得到的4条黑色框线，黑色框线内的白线为细化结果。图5示出细化结果(即白线)在管脚中的位置。从这两幅图可以看出白线基本落在管脚的中线，符合测试要求。
[0038]在步骤S104中，对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线。
[0039]从以上4条白线可以看出，它们并不是标准的直线，有一定程度的起伏和弯曲。如果直接用这些白线上的点来计算芯片的旋转量、偏移量，将会导致计算结果出现一些误差。为了避免这种情况发生，此处加入Hough变换，提取出各白线上在同一条直线上的点，去除那些偏差较大的点，以增加精度。应当说明的是，Hough变换提取出图6中4条直线时，距离参数和角度参数的步长均为I个象素。虽然减小步长可以增加精度，但是运算量会急剧增加。图7示出Hough变换直线在管脚中的位置，从该图可以看出4条Hough变换直线基本上从管脚的中心穿过。
[0040]在步骤S105中，对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋
转量和偏移量。
[0041]本发明实施例根据Hough变换得到的同一条直线上的点，利用最小二乘法计算各Hough变换直线的线性回归方程，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。具体地，根据最小二乘法输出的旋转量和偏移量，对芯片进行旋转和平移，从而达到对中的目的。因此处利用4条Hough变换得到的直线上的点进行最小二乘线性回归方程的计算，故步骤S103中距离参数和角度参数的步长取I个像素已经可以满足需要。
[0042]实际上，利用Hough变换可以较方便地测出芯片的旋转量。例如可以对芯片图像二值化后进行边缘提取，得到图8所示轮廓。通过大量图像试验，结果与前面分析一样，Hough变换直线都分布在管脚上。正是由于这种性质，保证了这些直线是平行的，不会发生斜穿各个管脚的情况，可以较好地反映出芯片的旋转角度。图9示出了 Hough变换检测的结果。
[0043]实施例二
[0044]图10示出了本发明实施例提供的应用于贴片机的图像分析测试系统架构。该系统包括二值化单元1、膨胀单元2、细化单元3、Hough变换单元4及拟合单元5,其中所述二值化单元I用于获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理；所述膨胀单元2用于图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整；所述细化单元3用于对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成；所述Hough变换单元4用于对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线；所述拟合单元5用于对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。
[0045]应当说明的是，上述各单元具体工作原理如前文所述，此处不再加以赘述。另外，上述应用于贴片机的图像分析测试系统的各个单元可以为软件单元、硬件单元或者软硬件结合的单元，软件单元部分可以存储于一计算机可读取存储介质中，如R0M/RAM、磁盘、光盘
坐寸ο[0046]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于贴片机的图像分析测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理； 图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整； 对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成； 对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线； 对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理的步骤具体为: 由设于贴装头的摄像装置获取该贴装头所抓取芯片的图像； 采用最佳阈值迭代算法对所抓取芯片的图像进行二值化处理； 其中，所述摄像装置在贴装头移动至静灯时对所抓取芯片进行拍摄。
3.一种应用于贴片机的图像分析测试系统，其特征在于，所述系统包括: 二值化单元，用于获取待贴芯片的图像，并对其进行二值化处理； 膨胀单元，用于图像二值化后，对其进行形态学膨胀、开、闭运算，使芯片管脚在图像中完整; 细化单元，用于对经过形态学膨胀、开、闭运算后的图像进行细化运算，得到芯片管脚的细化图像，该细化图像由多条黑色框线以及位于各黑色框线内的白线构成； Hough变换单元，用于对各黑色框线内的白线进行Hough变换，得到多条Hough变换直线.拟合单元，用于对各Hough变换直线进行最小二乘拟合，得到所述待贴芯片的旋转量和偏移量。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述二值化单元采用最佳阈值迭代算法对所抓取芯片的图像进行二值化处理。
【文档编号】G01B11/26GK103471509SQ201310098001
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年3月25日 优先权日:2013年3月25日
【发明者】肖永山, 宋福民 申请人:深圳信息职业技术学院