一种图像区块旋转角度的计算方法及装置与流程

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种图像区块旋转角度的计算方法及装置。

背景技术：

在图像处理中，经常要计算两个区块之间的夹角，为计算距离、速度、方向等的提供计算参数，或者为定位、对位等机械动作提供角度数据。例如：在柔性电路板的自动化测试中，需要把待测的柔性电路板上的pin脚与转接电路板上的pin脚对接好，把信号脚引出来，然后完成加电测试。这种柔性电路板的对位操作通常是利用机器视觉的解决方案完成：首先将被测的柔性电路板和转接电路板拍照，然后将拍照所得图像用图像分析软件计算出图像中被测的柔性电路板和转接电路板这两个区块之间的夹角，最后根据该夹角，使用旋转机构完成旋转相应的角度，使二者的pin脚互相平行，然后再平移对位把二者的pin脚搭在一起，从而完成整个对位操作。

但是，现有技术在计算两个图像区块的夹角时，往往是采用分别计算两个图像区块的方向角，再根据该两个区块的方向角来计算区块间的夹角的方法，一种通过计算方向角来计算图像区块间的夹角的方法例如：分别求出两个图像区块外形的最小外接椭圆，然后取该椭圆的长轴与水平方向的夹角作为该区块的方向角。在将两个图像区块对接时，根据方向角求出两个图像的夹角，将图像区块旋转相应角度进行对接。但是，这种利用方向角计算夹角的方法，其计算结果的准确性很容易受到图像区块外形的影响，一旦图像中区块的清晰度达不到标准，或者图像的灰度变化达不到标准，其计算出的图像区块的角度的准确率则会大大受到影响，甚至无法计算图像区块间的夹角，因而，传统求取图像区块的角度的方法对图像质量要求非常高，这样带来的问题是，求取角度的难度大，耗费时间高，并且计算出的角度的精确率也很低。

技术实现要素：

本申请提供一种图像区块旋转角度的计算方法及装置，能精确计算出图像区块的角度。

根据第一方面，一种实施例中提供一种图像区块旋转角度的计算方法，包括：选取第一区块上任意一条特征线，所述特征线在所述第一区块的倾角为零时，与水平方向平行；计算所述第一区块上所述特征线与目标平面之间的夹角，得到所述第一区块的旋转角度。

根据第二方面，一种实施例中提供一种图像区块旋转角度的计算装置，包括：特征点选取单元，用于选取第一区块上任意一条特征线，所述特征线在所述第一区块的倾角为零时，与水平方向平行；计算单元，用于计算所述第一区块上所述特征线与目标平面之间的夹角，得到所述第一区块的旋转角度。

依据上述实施例图像区块旋转角度的计算方法方法及装置，选取第一区块上任意一条特征线，计算第一区块上所述特征线与目标平面之间的夹角，得到第一区块的旋转角度，可以避免出现传统的区块间夹角计算时，容易因区块外形不清晰，或者灰度值不达标对计算值的准确值带来的影响。由于本申请新提出一种计算方法，该方法不仅计算过程简单，并且由于计算过程不需要利用到区块外形，因此在区块外形不清晰时仍然能计算出区块间的夹角。换言之，在图像处理中需要计算区块间的夹角时，在采集图像时，对图像的要求也不需要像传统图像计算处理时所要求的高，因而在简化了传统图像区块之间夹角的计算过程。

附图说明

图1为本申请实施例的图像区块旋转角度的计算方法流程图；

图2a-图2b为一种实施例的区块结构示意图；

图3a-图3b为一种实施例的区块结构示意图；

图4为本申请实施例的图像区块旋转角度的计算装置结构示意图；

图5为图4中的计算模块的一种结构示意图；

图6为图4中的计算模块的一种结构示意图；

图7为图4中的计算模块的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明实施例中，为了避免出现传统的区块间夹角计算时，容易因区块外形不清晰，或者灰度值不达标对计算值的准确值带来的影响。本申请新提出一种计算方法，该方法不仅计算过程简单，并且由于计算过程不需要利用到区块外形，因此在区块外形不清晰时仍然能计算出区块间的夹角。换言之，在图像处理中需要计算区块间的夹角时，在采集图像时，对图像的要求也不需要像传统图像计算处理时所要求的高，因而在简化了传统图像区块之间夹角的计算过程。

实施例一：

请参考图1，本申请实施例提供一种图像区块旋转角度的计算方法，包括以 下步骤：

101、选取第一区块上任意一条特征线。

本实施例中的图像区块可以是规则或者不规则的任意图形。需要指出的是，此处所指的第一区块表示的是待求的区块，不带有先后意义，仅为了阐述时区分开各个区块所用的名称。其中，特征线在第一区块的倾角为零时，与水平方向平行。本申请实施例中，利用区块中的预先设定的特征线表示区块的角度。因而，区块处于中正位置时(即区块的倾角为零时)，区块上的特征线也与水平方向平行。这样，当区块的角度发生了变化时，特征线的倾角也会随着区块的角度改变而改变。因此特征线可以很好体现出区块的角度。

由于特征线是用于表示区块的方向以及角度的，因而，一个区块上可以有多条特征线，多条特征线之间互相平行。具体在选取特征线时，可以根据区块的形状及区块各部分的灰度变化情况，尽量选取长度较长的特征线，在后续利用特征线计算角度时，有利于提升区块角度的计算准确性。本申请一个优选的实施例中，选取第一区块上长度最长的一条特征线。

值得进一步说明的是，在将本申请实施例应用在例如柔性电路板的对接上时，特征线的获得方式可以是，在要完成的电路板区块处于正中位置时，预先标记出区块上与水平方向平行的线，作为特征线。当然，上述应用场景不应理解为对本申请实施例的限定，在本申请实施例的另一些应用场景中，也可以按实际情况预先获得图像区块的特征线。

102、计算第一区块上特征线与目标平面之间的夹角，得到第一区块的旋转角度。

在步骤101中，选取了表示第一区块的角度特征的特征线，在计算第一区块与目标平面的夹角时，通过计算第一区块的特征线与目标平面的夹角，即可得出第一区块与目标平面的夹角，即第一区块需要旋转的角度，完成区块的旋转和对接。

值得进一步说明的是，当目标平面为水平面时，计算第一区块与目标平面的夹角则可以是：计算第一区块的特征线与水平面的夹角，也即，计算第一区块的特征线与水平线之间的夹角。

如图2a所示，区块1和区块2可以为两个不规则图像面，在区块1上去特征线ab，在区块2上取特征线cd，当它们在都处于中正位置时，二者之间的夹角为0，即ab//cd。如图2b所示，当区块1和2不是都处于标准位置时，需要求得它们之间有夹角。假设区块1有一定的倾角，而区块2则与水平面平行。则在计算区块1和区块2之间的夹角时，只需要取区块1上的一条特征线，然 后计算这条特征线ab与水平线之间的夹角，即可得到区块1和区块2之间的夹角。

具体地，可通过以下方式计算：取所述特征线的两个端点a(x，y)和b(x’，y’)，利用以下公式计算特征线ab与水平线的夹角α：

α＝arctan((y′-y)/(x′-x))。

当目标平面为垂直面时，计算第一区块与目标平面的夹角则可以是：计算第一区块的特征线与垂直面的夹角，也即，计算第一区块的特征线与垂直线之间的夹角。

如图3a所示，区块1和区块2可以为两个不规则图像面，当它们在都处于中正位置时，二者之间的夹角为0，即ab//cd。当区块1和2不是都处于标准位置时，需要求得它们之间有夹角。假设区块1有一定的倾角，而区块2则与垂直面平行。则在计算区块1和区块2之间的夹角时，只需要取区块1上的一条特征线，然后计算这条特征线ab与垂直线之间的夹角，即可得到区块1和区块2之间的夹角。

具体地，可通过以下方式计算：取所述特征线的两个端点a(x，y)和b(x’，y’)，利用以下公式计算特征线ab与垂直线的夹角α′：

α′＝arctan((x′-x)/(y′-y))。

当目标平面为有一定倾角的另一个区块时，即目标平面为第二区块时，计算第一区块与目标平面的夹角则可以是：计算第一区块的特征线与第二区块的特征线之间的夹角。这时，与对第一区块中的处理一样，需要先选取第二区块的特征线，然后计算第一区块的特征线和第二区块特征线之间的夹角，即为第一区块和第二区块之间的夹角。

实施例二：

请参考图4，本申请实施例提供一种图像区块旋转角度的计算装置，包括：

特征点选取单元20，用于选取第一区块上任意一条特征线，所述特征线在所述第一区块的倾角为零时，与水平方向平行。

计算单元21，用于计算所述第一区块上所述特征线与目标平面之间的夹角，得到所述第一区块的旋转角度。

如图5所示，一个实施例中，当所述目标平面为倾角为预设角度且倾角不为90°的第二区块，计算单元21具体包括：

获取模块210，用于获取第二区块上任意一条特征线，所述特征线在所述第二区块的倾角为零时，与水平方向平行。

计算模块211，用于计算所述第一区块上所述特征线与所述第二区块上所述特征线之间的夹角，得到所述第一区块与所述第二区块之间的夹角。

一个实施例中，如图6所示，当所述目标平面的倾角为零时，计算单元21包括：

第一计算模块212，用于计算所述第一区块上所述特征线与水平线的夹角，得到所述第一区块与所述目标平面之间的夹角。

第一计算模块212具体用于：

取所述特征线的两个端点a(x，y)和b(x’，y’)，利用以下公式计算特征线ab与水平线的夹角α：

α＝arctan((y′-y)/(x′-x))。

一个实施例中，如图7所示，当所述目标平面的倾角为90°时，计算单元21包括：

第二计算模块213，用于计算所述第一区块上所述特征线与垂直线的夹角，得到所述第一区块与所述目标平面之间的夹角。

第二计算模块213具体用于：

取所述特征线的两个端点a(x，y)和b(x’，y’)，利用以下公式计算特征线ab与垂直线的夹角α′：

α′＝arctan((x′-x)/(y′-y))。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。