CN105631846A - 一种圆形图形的检测方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
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
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,可以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,又可以分为电学检测、自动X射线检测和AOI。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
本发明旨在解决上述问题,提供一种可以快速检测PCB板上圆形图形的方法。
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,在快速Hough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,用以排除可能不是圆形图像信息的干扰;快速Hough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心。
本发明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=r2(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(b)和Δ(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。
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n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n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。
本发明所述一种圆形图形的检测方法,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。
具体实施方式
一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,在快速Hough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,用以排除可能不是圆形图像信息的干扰;快速Hough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心。
本发明所述的一种圆形图形的检测方法,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=r2(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(b)和Δ(r),那么累加数组的范围为:(2);检测精度取决于Δ(a),Δ(b)和Δ(r),因而累加数组a,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L,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。第一次迭代用的是这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a,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a,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Hough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n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n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。
Claims (3)
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=r2(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(b)和Δ(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n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n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。
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