LED芯片倾斜角度的获取方法、系统、电子装置及存储介质

led芯片倾斜角度的获取方法、系统、电子装置及存储介质
技术领域
1.本技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种led芯片倾斜角度的获取方法、系统、电子装置及存储介质。


背景技术：

2.led芯片，称为led发光芯片，主要功能是把电能转化为光能，led芯片容易受到生产中使用的光刻和蚀刻工艺影响产生划痕、脏污等外观缺陷，而外观缺陷不仅会影响led发光的亮度，而且会造成死灯、虚焊等现象，因此对芯片进行外观缺陷检测不但能极大地提高性能，还有助于分析生产线故障问题。
3.在实际的工业视觉检测中，由于每次放料位置都有差异，图像传感器采集到的led芯片图片往往不是横平竖直排列的，这将大大增加后续图像处理的难度，对此采取的最优方案是在正式采集图片前对料盘做一次角度旋转校正，以保证后续采集的图片都是方正的。
4.但是当前传统的角度计算方法普遍存在计算效率低，计算结果精度不高等问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种led芯片倾斜角度的获取方法、系统、电子装置及存储介质，旨在解决现有技术中角度计算方法普遍存在计算效率低，计算结果精度不高的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种led芯片倾斜角度的获取方法，包括：获取led芯片图像，所述led芯片图像上具有led芯片组成的图像阵列；对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选，去除所述图像阵列内的外轮廓不完整的led芯片；对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序，选取面积大小中间的轮廓作为标准轮廓，对标准轮廓做最小外接矩形，并对外接矩形边长进行角度粗计算，得到粗略角度；利用所述标准轮廓代表的led芯片计算所有led芯片的精确角度；将所述精确角度与所述粗略角度叠加，得到led芯片的倾斜角度。
7.进一步地，所述利用所述标准led芯片计算所有led芯片的精确角度包括：根据所述标准led芯片校正所述图像阵列内所有led芯片外轮廓的重心坐标，并将每一个所述重心坐标做角度值为粗略角度的旋转变换，得到每一个轮廓重心变换后的新坐标；对所有的所述新坐标进行x坐标的升序排序，并选取前n个所述新坐标作为种子点，沿种子点做水平方向的直线，得到n条直线；遍历所述图像阵列内所有所述新坐标到每一条所述直线的距离，若距离小于预设的距离参数，则将该led芯片的重心坐标加入所述直线对应种子点的集合；选取含重心坐标数量最多的种子点的集合，作为最佳直线拟合点，对该集合的所有点进行最小二乘拟合得到最佳角度直线，对该直线进行斜率求取；根据拟合直线斜率计算出精确角度。
8.进一步地，所述对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选，去除所述图像
阵列内的外轮廓不完整的led芯片，包括：对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓搜索，得到轮廓数量；判断所述轮廓数量，若所述轮廓数量小于2，则结束倾斜角度的获取，并发出异常警报；若所述轮廓数量不小于2，对所有轮廓的面积进行排序，选取中间轮廓面积为标准面积s1，设置合理面积系数minfactor、maxfactor，将轮廓面积未在[minfactor*s1，maxfactor*s1]内的轮廓去除。
[0009]
进一步地，所述对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓搜索包括：对轮廓进行轮廓折线近似；根据返回折线的个数筛选出矩形轮廓。
[0010]
进一步地，在对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序前，所述获取方法还包括：判断筛选后的所有led芯片是否小于2，若小于，则结束倾斜角度的获取，并发出异常警报；若不小2，则执行所述对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序。
[0011]
进一步地，所述对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选前，所述获取方法还包括：判断所述led芯片图像是否为灰度图，若否，则将所述led芯片图像转化为灰度图；若是，则进行所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选。
[0012]
进一步地，所述对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选前，所述获取方法还包括：对灰度图的所述led芯片图像做进行二值化处理。
[0013]
本发明第二方面提供一种led芯片倾斜角度的获取系统，包括：图像获取模块，用于获取led芯片图像，所述led芯片图像上具有led芯片组成的图像阵列；筛选模块，用于对所述led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选，去除所述图像阵列内的外轮廓不完整的led芯片；粗略角度计算模块，用于对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序，选取面积大小中间的轮廓作为标准轮廓，对标准轮廓做最小外接矩形，并对外接矩形边长进行角度粗计算，得到粗略角度；精确角度计算模块，用于利用所述标准轮廓代表的led芯片计算所有led芯片的精确角度；倾斜角度计算模块，用于将所述精确角度与所述粗略角度叠加，得到led芯片的倾斜角度。
[0014]
本发明第三方面提供一种电子装置，包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述中的任意一项所述的led芯片倾斜角度的获取方法。
[0015]
本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中的任意一项所述的led芯片倾斜角度的获取方法。
[0016]
本发明提供的一种led芯片倾斜角度的获取方法、系统、电子装置及存储介质，有益效果在于：首先，在对led芯片图像进行了筛选，将边缘不完整芯片从角度计算过程去除，从原始数据的可靠性上保证结果的精度；其次，筛选出了一颗具有标准轮廓的标准芯片，由该标准芯片最小外接矩形进行粗略计算，对单颗芯片进行粗计算极大地简化了运算复杂度，保证运算速度；最后，由粗略角度及精确角度的叠加，保证了计算结果的精度。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。
[0018]
图1为本发明实施例led芯片倾斜角度的获取方法的流程示意框图；
[0019]
图2为本发明实施例led芯片倾斜角度的获取系统的结构示意框图；
[0020]
图3为本发明实施例电子装置的结构示意框图。
具体实施方式
[0021]
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
请参阅图1，为一种led芯片倾斜角度的获取方法，包括：
[0023]
s101、获取led芯片图像，led芯片图像上具有led芯片组成的图像阵列；
[0024]
s102、对led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选，去除图像阵列内的外轮廓不完整的led芯片；
[0025]
s103、对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序，选取面积大小中间的轮廓作为标准轮廓，对标准轮廓做最小外接矩形，并对外接矩形边长进行角度粗计算，得到粗略角度；
[0026]
s104、利用标准轮廓代表的led芯片计算所有led芯片的精确角度；
[0027]
s105、将精确角度与粗略角度叠加，得到led芯片的倾斜角度。
[0028]
在本实施例中，对led芯片图像进行了筛选，将边缘不完整芯片从角度计算过程去除，从原始数据的可靠性上保证结果的精度；在筛选出了一颗具有标准轮廓的标准芯片，由该标准芯片最小外接矩形进行粗略计算，对单颗芯片进行粗计算极大地简化了运算复杂度，保证了运算速度；由粗略角度及精确角度的叠加，保证了计算结果的精度。
[0029]
其中，在步骤s101后，步骤s102前，led芯片倾斜角度的获取方法还包括：判断led芯片图像是否为灰度图，若否，则将led芯片图像转化为灰度图；若是，则进行led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选。并且，在获取了灰度图后，对灰度图的led芯片图像做进行二值化处理，使用二值化处理后的led芯片图像执行步骤s102。
[0030]
在一个实施例中，步骤s102具体包括：
[0031]
s1021、对led芯片图像上的led芯片进行外轮廓搜索，得到轮廓数量；
[0032]
s1022、判断轮廓数量，若轮廓数量小于2，则结束倾斜角度的获取，并发出异常警报；
[0033]
s1022、若轮廓数量不小于2，对所有轮廓的面积进行排序，选取中间轮廓面积为标准面积s1，设置合理面积系数minfactor、maxfactor，将轮廓面积未在[minfactor*s1，maxfactor*s1]内的轮廓去除。
[0034]
在该实施例中，判断轮廓数量小于2，若小于二，则没有必要进行计算，此时发出异常警报；轮廓数量不小于二需要进行后续的计算，选取中间轮廓面积，并赋予其两个系数，得到一个面积区间[minfactor*s1，maxfactor*s1]，在该面积区间内的面积代表的芯片则表示是计算所需的芯片。
[0035]
在一个实施例中，步骤s1021具体包括：对轮廓进行轮廓折线近似；根据返回折线
的个数筛选出矩形轮廓。
[0036]
在一个实施例中，在步骤s102后，并且在步骤s103前，led芯片倾斜角度的获取方法还包括：判断筛选后的所有led芯片是否小于2，若小于，则结束倾斜角度的获取，并发出异常警报；若不小2，则执行对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序。
[0037]
在一个实施例中，步骤s104具体包括：
[0038]
s1041、根据标准led芯片校正图像阵列内所有led芯片外轮廓的重心坐标，并将每一个重心坐标做角度值为粗略角度的旋转变换，得到每一个轮廓重心变换后的新坐标；
[0039]
s1042、对所有的新坐标进行x坐标的升序排序，并选取前n个新坐标作为种子点，沿种子点做水平方向的直线，得到n条直线；
[0040]
s1043、遍历图像阵列内所有新坐标到每一条直线的距离，若距离小于预设的距离参数，则将该led芯片的重心坐标加入直线对应种子点的集合；
[0041]
s1044、选取含重心坐标数量最多的种子点的集合，作为最佳直线拟合点，对该集合的所有点进行最小二乘拟合得到最佳角度直线，对该直线进行斜率求取；
[0042]
s1045、根据拟合直线斜率计算出精确角度。
[0043]
在步骤s103中，粗略角度可以使用θapprox表示，而在步骤s1041中，旋转变换的公式为
[0044]
x1＝x0*cosθ
‑
y0*sinθ
‑
a0*cosθ+b0*sinθ
[0045]
y1＝x0*sinθ+y0*cosθ
‑
a0*sinθ
‑
b0*cosθ
[0046]
x0、y0为原始坐标值，x1、y1为经过角度θ旋转后的坐标，角度θ即为上述中的粗略角度θapprox，a0、b0为旋转前的中心坐标，本实施例中选择为h/2，w/2，w、h为led芯片图像的宽高。
[0047]
在步骤s1044中，精确角度可以使用θaccurate表示，而拟合方程为：
[0048][0049][0050]
其中，分别为坐标x、y的平均值，k为最佳角度直线的斜率，b为直线截距，则最佳角度直线及角度为：
[0051]
y＝kx+b、θaccurate＝tan
‑1(k)
[0052]
因此，在步骤s105中，倾斜角度θfinal的计算公式如下：
[0053]
θfinal＝θapprox+θaccurate
[0054]
在其他实施例中，步骤s1044中，拟合得到最佳角度直线的方式还可以使用霍夫变换，具体如下：霍夫检测过程中进行了离散化，因此检测精度受参数离散间隔制约，即由角度步进参数theta决定，theta取值大时精度无法保证，theta较小时运算时间长。本发明使用的最小二乘法通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。
[0055]
在本实施例中，还对上述实施例描述的led芯片倾斜角度的获取方法进行了验证，如下所示：
[0056]
使用阈值200进行反二进制二值化，对二值化图像进行外轮廓搜索，对轮廓进行轮
廓折线近似，近似参数epsilon设置为10，筛选出返回折线个数为4的矩形轮廓，对轮廓进行面积升序排序选取中间轮廓面积为标准面积s1，设置面积系数minfactor＝0.9、maxfactor＝1.5，将轮廓面积在[0.9*s1，1.5*s1]内的轮廓进一步筛选出来。
[0057]
对上述中选出的标准轮廓做最小外接矩形，根据最小外接矩形的长边得到该矩形的倾斜角度θapprox，对步骤1中所有轮廓近似筛选后的轮廓进行中心矩计算，得到轮廓的重心坐标，将所有重心坐标绕图片中心点做角度值为θapprox的旋转变换，得到每一个轮廓重心变换后的新坐标，旋转变换公式为：
[0058]
x1＝x0*cosθ
‑
y0*sinθ
‑
a0*cosθ+b0*sinθ
[0059]
y1＝x0*sinθ+y0*cosθ
‑
a0*sinθ
‑
b0*cosθ
[0060]
其中，x0、y0为原始坐标值，x1、y1为经过角度θ旋转后的坐标，a0、b0为旋转前的中心坐标，本发明中选择为h/2＝1200，w/2＝1286。
[0061]
对旋转后的坐标进行x坐标的升序排序，选取前(n为旋转后的坐标点个数)个坐标点作为种子点，沿种子点做水平方向的直线，同时设置距离参数遍历所有粗旋转校正后的重心坐标，做点到直线的距离判断，小于distance则将重心坐标加入该种子点集合，对所有种子点做同样工作，得到n个种子点集合。
[0062]
对n个种子点集合进行筛选，选出坐标数量最多的种子点集合，作为最佳直线拟合点，对该集合的所有点进行最小二乘拟合得到最佳角度直线，对该直线进行斜率求取，得到精确角度θaccurate，其中拟合方程为：
[0063][0064]
其中分别为坐标x、y的平均值，k为最佳角度直线的斜率，b为直线截距，则最佳角度直线及角度为：
[0065]
y＝kx+b、θaccurate＝tan
‑1(k)
[0066]
将粗略角度与精确角度叠加，即得到最终的倾斜角度
[0067]
θfinal＝θapprox+θaccurate
[0068]
结果：本实施例中最终计算的角度θfinal为
‑
4.349
°
，运行时间为19.942ms。在具体进行使用的过程中，为了便于观察，校正图中，可以使用黄色框框选的为经过筛选保留下的led芯片，未被任何颜色框选的为面积不合格剔除的芯片，可以使用蓝色框选的芯片作为为具有标准轮廓的标准芯片，可以使用蓝色线为选取的最佳拟合直线校正后的结果，这里不再使用彩色图片作为图示。
[0069]
请参阅图2，本技术实施例还提供一种led芯片倾斜角度的获取系统，包括：图像获取模块1、筛选模块2、粗略角度计算模块3、精确角度计算模块4及倾斜角度计算模块5；图像获取模块1用于获取led芯片图像，led芯片图像上具有led芯片组成的图像阵列；筛选模块2用于对led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选，去除图像阵列内的外轮廓不完整的led芯片；粗略角度计算模块3用于对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序，选取面积大小中间的轮廓作为标准轮廓，对标准轮廓做最小外接矩形，并对外接矩形边长进行角度粗计算，得到粗略角度；精确角度计算模块4用于利用标准轮廓代表的led芯片计算所有led芯片的精确角度；倾斜角度计算模块5用于将精确角度与粗略角度叠加，得到led芯
片的倾斜角度。
[0070]
在一个实施例中，精确角度计算模块4包括：旋转变换单元，用于根据标准led芯片校正图像阵列内所有led芯片外轮廓的重心坐标，并将每一个重心坐标做角度值为θapprox的旋转变换，得到每一个轮廓重心变换后的新坐标；第一排序单元，用于对所有的新坐标进行x坐标的升序排序，并选取前n个新坐标作为种子点，沿种子点做水平方向的直线，得到n条直线；遍历单元，用于遍历图像阵列内所有新坐标到每一条直线的距离，若距离小于预设的距离参数，则将该led芯片的重心坐标加入直线对应种子点的集合；斜率计算单元，用于选取含重心坐标数量最多的种子点的集合，作为最佳直线拟合点，对该集合的所有点进行最小二乘拟合得到最佳角度直线，对该直线进行斜率求取；计算单元，用于根据拟合直线斜率计算出精确角度。
[0071]
在一个实施例中，筛选模块2包括：外轮廓搜索单元，用于对led芯片图像上的led芯片进行外轮廓搜索，得到轮廓数量；第一判断单元，用于判断轮廓数量；第一警报单元，用于若轮廓数量小于2，则结束倾斜角度的获取，并发出异常警报；筛选单元，用于若轮廓数量不小于2，对所有轮廓的面积进行排序，选取中间轮廓面积为标准面积s1，设置合理面积系数minfactor、maxfactor，将轮廓面积未在[minfactor*s1，maxfactor*s1]内的轮廓去除。
[0072]
在一个实施例中，外轮廓搜索单元包括：折线近似子单元，用于对轮廓进行轮廓折线近似；矩形轮廓筛选子单元，用于根据返回折线的个数筛选出矩形轮廓。
[0073]
在一个实施例中，led芯片倾斜角度的获取系统还包括：第二判断单元，用于判断筛选后的所有led芯片是否小于2；第二警报单元，用于若小于2，则结束倾斜角度的获取，并发出异常警报；第二排序单元，用于若不小2，则执行对筛选后的所有led芯片进行白色填充并按照面积排序。
[0074]
在一个实施例中，led芯片倾斜角度的获取系统还包括：判断模块，用于判断led芯片图像是否为灰度图；灰度图转化单元，用于若否，则将led芯片图像转化为灰度图；外轮廓筛选单元，用于若是，则进行led芯片图像上的led芯片进行外轮廓筛选。
[0075]
本实施例提供的一种led芯片倾斜角度的获取系统，对led芯片图像进行了筛选，将边缘不完整芯片从角度计算过程去除，从原始数据的可靠性上保证结果的精度；筛选出了一颗具有标准轮廓的标准芯片，由该标准芯片最小外接矩形进行粗略计算，对单颗芯片进行粗计算极大地简化了运算复杂度，保证运算速度；由粗略角度及精确角度的叠加，保证了计算结果的精度。
[0076]
本技术实施例提供一种电子装置，请参阅图3，该电子装置包括：存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序，处理器602执行该计算机程序时，实现前述中描述的led芯片倾斜角度的获取方法。
[0077]
进一步的，该电子装置还包括：至少一个输入设备603以及至少一个输出设备604。
[0078]
上述存储器601、处理器602、输入设备603以及输出设备604，通过总线605连接。
[0079]
其中，输入设备603具体可为摄像头、触控面板、物理按键或者鼠标等等。输出设备604具体可为显示屏。
[0080]
存储器601可以是高速随机存取记忆体(ram，random access memory)存储器，也可为非不稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器601用于存储一组可执行程序代码，处理器602与存储器601耦合。
[0081]
进一步的，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是设置于上述各实施例中的电子装置中，该计算机可读存储介质可以是前述中的存储器601。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器602执行时实现前述实施例中描述的led芯片倾斜角度的获取方法。
[0082]
进一步的，该计算机可存储介质还可以是u盘、移动硬盘、只读存储器601(rom，read
‑
only memory)、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0083]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0084]
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0085]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0086]
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0087]
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
[0088]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0089]
以上为对本发明所提供的一种led芯片倾斜角度的获取方法、系统、电子装置及存储介质的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。