类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤二中对步骤一建立完整灰度BGA焊球信息列表中的数据具体为： (1)每个二值化BGA焊球在原始图像上对应邻域范围内进行灰度连通域提取用如下公 式表不：式中，（xp，yp)为原始图像上待判断的像素的横纵坐标值，R为完整灰度BGA焊球像素集 合，mean[时表示完整灰度BGA焊球中所有像素的平均灰度值，（Xgd,，y,d,)表示与（Xp，yp)八 邻接且已经属于R的像素的坐标值，《巧A为预设常量；f(Xp，yp)为原始图像在点（Xp，yp) 处的灰度值； (2) 第i个完整灰度BGA焊球的中屯、点位置坐标(记W。.，乂。，4，.）计算公式如下：式中：(Xk，yk)为第i个完整灰度BGA焊球包含的第k个像素，Ni为第i个完整灰度BGA焊球包含的像素个数，i为正整数，k为正整数； (3)第i个完整灰度BGA焊球的面积Si为完整灰度BGA焊球包含的像素个数N1;第i个完整灰度BGA焊球的圆度。计算公式如下：式中，为第i个完整灰度BGA焊球周长即完整灰度BGA焊球的外围像素数。3.根据权利要求2所述一种基于行列直线聚类的多类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤四中针对规则型BGA忍片的局部分析具体过程为： 步骤四一、在BGA焊球标识图像上，选择任一个等效BGA焊球； 步骤四二、W步骤四一中选择的等效BGA焊球为中屯、在3 A丫半径范围内，分别捜索[-45。，45° )、[45° ,135° )、[135° ,225°)和（-45。，-135°]四个方向范围内，与 步骤四一中选择的等效BGA焊球最近的等效BGA焊球，若四个方向的最近等效BGA焊球均 不存在，重新执行步骤四一； 步骤四S、对每个方向找到的最近相邻等效BGA焊球，分别按照下式求取第j个方向对 应的等效BGA阵列粗略偏转角度A 0i，式中，为中屯、的等效BGA焊球的坐标，为第j个方向对应的最 近等效BGA焊球；j = 1代表[-45。，45° )范围；j = 2代表[45°，135° )范围：j = 3 代表[135。，225° )范围；j=4代表（-45。，-135° ]范围； 将所有A 0j取平均值作为最终的等效BGA阵列粗略偏转角度A 0，在图像坐标系下，A 0 W顺时针方向为正。4.根据权利要求3所述一种基于行列直线聚类的多类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤四中针对不规则BGA忍片局部分析的具体过程为： 步骤四一、在BGA焊球标识图像上，选择任一个等效BGA焊球； 步骤四二、W步骤四一中选择的等效BGA焊球为中屯、在3 A丫半径范围内，分别捜索[0。，90°)、巧0° ,180°)、[180。，270°)和[-90。，0°)的四个方向范围内，与中 屯、的等效BGA焊球最近的等效BGA焊球，若四个方向的最近等效BGA焊球均不存在，重新执 行步骤四一； 步骤四S、对每个方向找到的最近相邻等效BGA焊球，分别按照下式求取第j个方向对 应的等效BGA阵列粗略偏转角度A 0j，：式中，为中屯、的等效BGA焊球的坐标，为第j个方向对应的最 近等效BGA焊球，j=l代表[0。，90° )范围；j= 2代表巧0° ,180° )范围：j= 3代 表[180。，270° )范围；j= 4 代表[-90。，0° )范围； 将所有A 0j取平均值作为最终的等效BGA阵列粗略偏转角度A 0 ;在图像坐标系下，A 0 W顺时针方向为正。5.根据权利要求4所述一种基于行列直线聚类的多类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤五中利用步骤S得到的等效BGA焊球间距典型值A丫W及步骤四得到的等效 BGA阵列粗略偏转角度A 0，在BGA焊球标识图像上，对行和列的等效BGA焊球进行直线聚 类得到每行等效BGA焊球康、每列等效BGA焊球康W及边界等效BGA焊球康的具体过程： 步骤五一、根据等效BGA阵列粗略偏转角度A0，确定等效BGA焊球的行直线方 程表达式yeewer=tan(A0 )Xeewer+br。。和等效BGA焊球的列直线方程表达式yeewer= tan(A目 +90。)(Xcenter_bc〇i); 其中，为完整灰度BGA焊球的中屯、点位置坐标，bfw为行直线在图像坐标 系y轴的截距，6。。1为列直线在图像坐标系X轴的截距； 步骤五二、确定等效BGA焊球行和列分类阔值； 步骤五S、对等效BGA焊球进行行聚类：利用第i个等效BGA焊球坐标（V;. 反解出等效BGA焊球行直线方程的截距：步骤五四、基于分类阔值intercept_tbesh，对所有得到的行截距殘^进行聚类即在 阔值inte;rc^t_thresh范围内，相等的行截距6,'w.聚为一类，将与一类行截距对应的 等效BGA焊球聚为一个行等效BGA焊球簇，且行等效BGA焊球簇在同一行； 步骤五五、将步骤五四聚类后，康内元素个数为1的行等效BGA焊球簇视为干扰予W剔 除；得到的行等效BGA焊球簇的个数即为BGA忍片焊球行数； 然后对所有行等效BGA焊球簇按照康内对应的平均行截距的升序进行排序，得到的排 序后的等效BGA焊球康则是W等效BGA阵列的行序号由小到大进行排列的； 步骤五六、对等效BGA焊球进行列聚类：利用第i个等效BGA焊球坐标(也。b,.，乂。W,,.)，反 解出对应的列直线方程的列截距:步骤五屯、基于分类阔值interc巧t_t虹esh，对所有得到的列截距进列聚类即在 阔值interc巧t_t虹esh范围内，相等的列截距起聚为一类，将与一类列截距故*.对应的 等效BGA焊球聚为一个列等效BGA焊球簇，且此列等效BGA焊球簇在同一列； 步骤五八、将步骤五四聚类后，康内元素个数为1的列等效BGA焊球簇视为干扰予W剔 除；得到的列等效BGA焊球簇的个数即为BGA忍片焊球列数； 然后对所有列等效BGA焊球簇按照康内对应的平均列截距的升序进行排序，得到的排 序后的每列等效BGA焊球康则是W等效BGA阵列的列序号由小到大进行排列的； 步骤五九、提取经过排序后的行等效BGA焊球康的第一组、经过排序后的行等效BGA焊 球康的最后一组、经过排序后的列等效BGA焊球康的第一组和经过排序后的列等效BGA焊 球康的最后一组作为边界等效BGA焊球康。6. 根据权利要求5所述一种基于行列直线聚类的多类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤屯中步骤二得到的完整灰度BGA焊球信息列表进行每行等效BGA焊球康直线 拟合的过程如下： 利用每行等效BGA焊球康中的每个等效BGA焊球在标识图像上的灰度值，在完整灰度BGA焊球信息列表中查找对应的完整灰度BGA焊球中屯、点位置坐标，将每行完整灰度BGA焊 球中屯、点位置坐标进行直线拟合。7. 根据权利要求6所述一种基于行列直线聚类的多类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤二得到的完整灰度BGA焊球信息列表进行每列等效BGA焊球康直线拟合的过 程如下： 利用每列等效BGA焊球康中的每个等效BGA焊球在标识图像上的灰度值，在完整灰度BGA焊球信息列表中查找对应的完整灰度BGA焊球中屯、点位置坐标，将每列完整灰度BGA焊 球中屯、点位置坐标进行直线拟合。8. 根据权利要求7所述一种基于行列直线聚类的多类型BGA忍片视觉识别方法，其特 征在于：步骤八中利用步骤屯得到的每行等效BGA焊球康拟合直线和每列等效BGA焊球康 拟合直线，在BGA焊球标识图像上对等效BGA焊球进行逐行或逐列捜索，进而得到BGA焊球 分布矩阵，根据逐行或逐列捜索得到的所有等效BGA焊球w及步骤二得到的完整灰度BGA焊球信息列表求解得到BGA标准焊球直径尺寸、BGA标准焊球周长尺寸和BGA标准焊球圆 度尺寸具体过程为： 求解每行等效BGA焊球康拟合直线方程和每列等效BGA焊球康拟合直线方程的交点， 并W该交点为中屯、在BGA标识图像上进行半径为A丫/2局部捜索；如果捜索到某一有效 BGA焊球，则有效BGA焊球对应的BGA标识矩阵的所在行列位置的值置为1，否则有效BGA 焊球对应的BGA标识矩阵的所在行列位置的值置为0 ; 根据逐行或逐列捜索得到的所有等效BGA焊球W及步骤二得到的完整灰度BGA焊球信 息列表求解得到BGA标准焊球直径尺寸、BGA标准焊球周长尺寸和BGA标准焊球圆度尺寸 的具体过程如下：在完整灰度BGA焊球信息列表中与所有捜索到的等效BGA焊球对应的最 小外包圆直径的平均值作为BGA标准焊球直径尺寸；将在完整灰度BGA焊球信息列表中与 所有捜索到的等效BGA焊球对应的周长的平均值作为BGA标准焊球周长尺寸；将在完整灰 度BGA焊球信息列表中与所有捜索到的等效BGA焊球对应的的圆度的平均值作为BGA标准 焊球圆度尺寸。
【专利摘要】一种基于行列直线聚类的多类型BGA芯片视觉识别方法，本发明涉及BGA芯片视觉识别方法。本发明是要解决现有技术对于焊球排布稀疏的BGA芯片鲁棒性较差、采用单阈值二值化图像来提取焊球导致欠分割、过分割以及算法时间复杂度高的问题；本发明是通过1对原始图像进行动态阈值分割、形态学以及连通域标记处理；2建立完整灰度BGA焊球信息列表；3构成等效BGA阵列；4局部分析确定等效BGA阵列粗略偏转角度；5得到每行、每列等效BGA焊球蔟以及边界等效BGA焊球蔟；6求解原始图像中BGA芯片的偏转角度和中心位置；7对BGA焊球蔟进行直线拟合；8求解标准芯片参数等步骤实现的。本发明应用于BGA芯片视觉识别领域。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105005997
【申请号】CN201510474956
【发明人】高会军, 靳万鑫, 杨宪强, 于金泳, 孙昊, 白立飞, 刘鑫
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月5日