一种圆形图形的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子工艺领域，尤其涉及一种圆形图形的检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，电子信息产业也得到快速的提升。在国民经济和国防事业 中，微电子产业发挥出越来越重要的作用。同时在微电子产业中，PCB板是其中一个关键的 部件。随着新型元器件的不断涌现，对PCB板的要求越来越严格。由于元件密度增加，引脚 距离变小，PCB板的制作会越发的困难。为了有效避免PCB板在制作时产生各种缺陷，影响 后续工序，在PCB板制作时，会对PCB板进行检测。根据检测方式的不同，可W将检测分为 传统人工检测和新型自动检测。对于新型自动检测来说，又可W分为电学检测、自动X射线 检测和A0I。传统的人工检测在面对现在纷繁复杂的PCB板时，越发的显得效率低、漏检率 和误检率高，因此为了提升效率，降低漏检率，新型检测方法不断的在被人们使用。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在解决上述问题，提供一种可W快速检测PCB板上圆形图形的方法。
[0004] 一种圆形图形的检测方法，其特征在于包括如下步骤；（1)首先硬件设备采集到 的PCB图像，经过预处理之后，得到PCB图像的灰度图，在通过Canny算子检测，得到图像的 边缘；（2)将预处理后的PCB图像进行化U曲变换，只取出其中包含圆形信息的图像，剔除 其他无关像素，在快速化U曲变换的同时，需对可能的圆形信息进行判定，只取出其中较长 几条圆弧，用W排除可能不是圆形图像信息的干扰；快速化U曲变换后，只取出其中较长的 圆弧，较短的圆弧和其他直线都被排除在外；（3)最后采用最小二乘方法的圆形拟合，得到 一个较为准确的圆形，从而计算拟合之后圆的半径和圆必。
[0005] 本发明所述的一种圆形图形的检测方法，其特征在于所述化U曲变换方 法为快速化U曲变换方法，包括如下步骤；对于半径为r，圆必坐标为（a, b)的圆 用方程描述为；（x-a)2+(y-b)2=r2 (1)，化U曲变换圆检测将图像空间转换成3个参 量空间，即由半径范围r、圆必行坐标范围X、圆必列坐标范围y组成参量空间；标 准的化U曲变换需要一个Η维累加数组曰，b，r的范围分别为0~g(x)，0~g(y)和
，其中g(x)和g(y)分别是二值图像在X和y轴方向的 值；如果累加数据在a, b，r轴方向离散的值分别为Δ (a), Δ化）和Δ (r)，郝么累加数组的 范围为
；在顺序的迭代过程中，减小参数范围，累 加步长和扩大图像的操作一直进行，直到分析原始图像为止。
[0006] 本发明所述的一种圆形图形的检测方法，其特征在于所述最小二乘方法包括如 下步骤：根据式（1)中圆的一般方程，可W将其改写为：x2+y2+cx+dy+e=0 (3)同时假设，在 图像中的圆是由i个有用像素点组成的，即一个有效边界；送个有效边界中任意一点η相 对于所拟合的点的距离平方，即残差平方可W描述为：
(4)根据最小二乘原理，将η个点所产生的残差求和，即残差的平方和可W写为：
抽果取出合适的C，d和e，则可W使式（5)最 小，得到满足要求的C，d和e，从而可W得到所检测圆形图像的半径和圆必。
[0007] 本发明所述一种圆形图形的检测方法，通过快速化U曲变换和最小二乘拟合，有 效地完成PCB板中的圆形图像的检测，同时可W获得圆形图像的半径和圆形的信息，提高 了检测的准确性，也提高工作效率。本发明所述圆形图形的检测方法，操作过程简单，易于 大面积推广使用。
【具体实施方式】
[0008] -种圆形图形的检测方法，包括如下步骤；（1)首先硬件设备采集到的PCB图像， 经过预处理之后，得到PCB图像的灰度图，在通过Canny算子检测，得到图像的边缘；（2)将 预处理后的PCB图像进行化U曲变换，只取出其中包含圆形信息的图像，剔除其他无关像 素，在快速Hou曲变换的同时，需对可能的圆形信息进行判定，只取出其中较长几条圆弧， 用W排除可能不是圆形图像信息的干扰；快速化U曲变换后，只取出其中较长的圆弧，较短 的圆弧和其他直线都被排除在外；（3)最后采用最小二乘方法的圆形拟合，得到一个较为 准确的圆形，从而计算拟合之后圆的半径和圆必。
[0009] 本发明所述的一种圆形图形的检测方法，所述化U曲变换方法为快速化U曲 变换方法，包括如下步骤；对于半径为r，圆必坐标为（a，b)的圆用方程描述为： (x-a)2+(y-b)2=r2 (1)，化U曲变换圆检测将图像空间转换成3个参量空间，即由半径范围 r、圆必行坐标范围X、圆必列坐标范围y组成参量空间；标准的化U曲变换需要一个Η维累 加数组a，b，r的范围分别为0~g(x)，0~g(y)矛
其中g(x) 和g(y)分别是二值图像在X和y轴方向的值；如果累加数据在a, b，r轴方向离散的值分 别为Δ (a), Δ化）和Δ (r)，郝么累加数组的范围为：
(2);检测精度取决于Δ (a)，Δ化）和Δ (r)，因而累加数组曰，b，r可能非常巨大。在检 测精度较高时，需采用多次迭代，来减小计算量和存储空间。假设迭代次数为以g(x，i) 和g(y，i)分别为图像第i次缩减范围后X和y的范围。在迭代时，每次都采用一系列幅 图像中的一幅。第一次迭代用的是送一系列图像中最小的一幅，采用的也是最小的累加 数组和最大的累加步长，获得的曰，b，r的值是对参数的一个非常粗略的估计。在第一次 迭代中获得的曰，b，r的估计值用于选取第二次迭代中小的参数范围。在顺序的迭代过程 中，减小参数范围，累加步长和扩大图像的操作一直进行，直到分析原始图像为止。上述迭 代过程相对于用一幅图像一个累加数组进行化u曲变换而言，大大减小了计算量和存储 空间。所述最小二乘方法包括如下步骤；根据式（1)中圆的一般方程，可W将其改写为： x2+y2+cx+dy+e=0 (3)同时假设，在图像中的圆是由i个有用像素点组成的，即一个有效边 界；送个有效边界中任意一点η相对于所拟合的点的距离平方，即残差平方可W描述为：
艮据最小二乘原理，将η个点所产生的残差求和，即残 差的平方和可W写为：
卿果取出合适的c，d和 e，则可W使式（5)最小，得到满足要求的C，d和e，从而可W得到所检测圆形图像的半径和 圆必。
【主权项】
1. 一种圆形图形的检测方法，其特征在于包括如下步骤：（1)首先硬件设备采集到的 PCB图像，经过预处理之后，得到PCB图像的灰度图，在通过Canny算子检测，得到图像的边 缘；（2)将预处理后的PCB图像进行Hough变换，只取出其中包含圆形信息的图像，剔除其 他无关像素；（3)最后采用最小二乘方法的圆形拟合，得到一个较为准确的圆形，从而计算 拟合之后圆的半径和圆心。2. 如权利要求1所述的一种圆形图形的检测方法，其特征在于所述Hough变 换方法为快速Hough变换方法，包括如下步骤：对于半径为r，圆心坐标为（a, b)的 圆用方程描述为：(x-a)2+(y-b)2=r 2 (1)，Hough变换圆检测将图像空间转换成3个 参量空间，即由半径范围r、圆心行坐标范围X、圆心列坐标范围y组成参量空间； 标准的Hough变换需要一个三维累加数组a，b，r的范围分别为0~g (X)，0~g (y)和(1)，其中g(x)和g(y)分别是二值图像在χ和y轴方向的 值；如果累加数据在a，b，r轴方向离散的值分别为Λ (a)，Λ (b)和Λ (r)，那么累加数组的 范围为.（2);在顺序的迭代过程中，减小参数范围，累 加步长和扩大图像的操作一直进行，直到分析原始图像为止。3. 如权利要求1所述的一种圆形图形的检测方法，其特征在于所述最小二乘方法包括 如下步骤：根据式（1)中圆的一般方程，可以将其改写为 ：X2+y2+CX+dy+e=0 (3)同时假设， 在图像中的圆是由i个有用像素点组成的，即一个有效边界；这个有效边界中任意一点η 相对于所拟合的点的距离平方，即残差平方可以描述为：(4)根据最小二乘原理，将η个点所产生的残差求和，即残差的平方和可以写为：〔5)如果取出合适的c，d和e，则可以使式（5)最 小，得到满足要求的c，d和e，从而可以得到所检测圆形图像的半径和圆心。
【专利摘要】一种圆形图形的检测方法，属于电子工艺领域。其特征在于包括如下步骤：（1）首先硬件设备采集到的PCB图像，经过预处理之后，得到PCB图像的灰度图；（2）将预处理后的PCB图像进行Hough变换，只取出其中包含圆形信息的图像，剔除其他无关像素；（3）最后采用最小二乘方法的圆形拟合，得到一个较为准确的圆形，从而计算拟合之后圆的半径和圆心。通过快速Hough变换和最小二乘拟合，有效地完成PCB板中的圆形图像的检测，同时可以获得圆形图像的半径和圆形的信息，提高了检测的准确性，也提高工作效率。本发明所述圆形图形的检测方法，操作过程简单，易于大面积推广使用。
【IPC分类】G06T7/60, G06T7/00
【公开号】CN105631846
【申请号】CN201410598274
【发明人】刘秋丽
【申请人】陕西高华知本化工科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月31日