本发明专利技术公开了一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，包括步骤：检测目标图像中所有的边缘信息，并获取所述边缘信息中的直线信息；基于所述直线信息计算获得PCB边缘信息；基于所述PCB边缘信息计算得到所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点的坐标；基于所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点中的任意两个顶点的坐标以及预设的标准图像中所述PCB板卡的对应两个顶点的坐标，计算得到所述标准图像到所述目标图像的仿射变换矩阵；基于所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，并将所述配准图像与所述目标图像进行匹配。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像识别与工业视觉检测领域，尤其涉及一种基于外轮廓的PCB板卡 匹配方法及装置。
技术介绍
印制电路板（PCB :Printed Circuit Boards)是电子设备中最基本的组成环节，是 电子元器件的支撑体，其质量对于电子产品的性能起着举足轻重的作用，其质量的检测对 PCB生产至关重要。 传统基于人工目测PCB瑕疵检测方法无法满足PCB发展的需要。自动光学检测 (A0I:Automated optical inspection)技术目前是国内外主流的PCB瑕疵检测。在所有 AOI技术中，需要定位准确PCB图片位置，这个过程又称为图像配准。 图像配准算法大致可分为两类：基于区域的方法和基于特征的方法。 基于区域的方法也称为类相关法或模板匹配法。该方法一般不需要对图像进行复 杂的预处理，只利用两幅图像的某种统计信息作为相似性判别标准，采用适当的搜索算法 得到令相似性判别标准最大化的图像转换形式，以达到图像配准的目的。主要特点是实现 比较简单，但应用范围较窄，不能直接用于校正图像的非线性形变，而且在最优变换的搜索 过程中运算量较大。 基于特征的图像配准算法借助图像中具有的显著特征结构，将其作为标志位，分 别在参考图像和待匹配图像中提取出它们，然后再找到两幅图像标志位之间的匹配关系， 继而完成空间对位。基于特征的配准方法由于提取了图像的显著特征，大大压缩了图像信 息的数据量，同时较好地保持了图像的位移、旋转、比例方面的特征，配准时计算量小，速度 较快，应用也更为广泛。图像的显著特征有很多，如点特征（包括角点、高曲率点等）、直线 段、边缘、轮廓、闭合区域特征等。 在基于特征的图像配准算法中，点特征是常用的特征，而其中，角点是最常用的特 征点。然而，现有的角点检测方法一般依赖于图像的梯度的计算，因而易受噪声及光照变化 的影响，而且梯度的计算实际是使用差分来近似，检测出的角点位置往往偏离真实的角点 位置，精度不高，无法满足PCB检测这种对精度要求较高的场合。 在基于特征的图像配准算法中，边缘或轮廓也是常用特征。然而，在离散化的数字 图像中，边缘或轮廓点的精确定位并非易事。通过一般的边缘检测算子检测出的目标边缘 往往并不闭合，存在许多的断点，经常需要后续边缘连接处理。通过轮廓跟踪算法得到的目 标轮廓往往有很多的锯齿状部分。边缘片段和锯齿轮廓的出现影响图像配准的精度。 另外，在现有技术基于特征的图像配准算法中需要遍历每个像素，导致计算速度 慢，降低匹配效率。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法及装置，精度 尚，且计算速度快，能够有效提尚匹配效率。 本专利技术实施例提供了一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，包括步骤： 检测目标图像中所有的边缘信息，并获取所述边缘信息中的直线信息； 基于所述直线信息计算获得PCB边缘信息； 基于所述PCB边缘信息计算得到所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点的 坐标； 基于所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点中的任意两个顶点的坐标以 及预设的标准图像中所述PCB板卡的对应两个顶点的坐标，计算得到所述标准图像到所述 目标图像的仿射变换矩阵； 基于所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，并将所述配准图像与所述 目标图像进行匹配。 作为上述方案的改进，所述PCB边缘信息包括所述PCB板卡的每个边缘与所述目 标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的夹角和截距。 作为上述方案的改进，采用Canny算子检测所述目标图像中所有的边缘信息，采 用Hough变换进行直线检测以获取所述边缘信息中的直线信息。 在本专利技术一个实施例中，通过以下步骤计算得到所述PCB边缘信息中所述PCB板 卡的每个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的夹角： 计算所述直线信息中所有直线的方向，得到直线的倾斜角度集合{Di}，其中，{Di} 中的每一个直线的倾斜角度范围是〇~180° ; 利用下列公式计算得到所述PCB板卡的任一边缘与所述目标图像的平面坐标系 的X轴或Y轴之间的夹角d a: 其中，a为变量，a的取值范围是0~180° ;da表示与{Di}中的所有直线的倾斜 角度夹角最小的角度；i = 1，2, 3…M，M为所述直线信息中所有直线的总数量； 所述PCB板卡的其余三个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的 夹角分别为：d a，da+90°，da+90°。 在本专利技术另一个实施例中，通过以下步骤计算得到所述PCB边缘信息中所述PCB 板卡的每个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的夹角： 计算所述直线信息中所有直线的方向，得到直线的倾斜角度集合{Di}，其中，{Di} 中的每一个直线的倾斜角度范围是〇~180° ; 利用下列公式计算得到所述PCB板卡的任一边缘与所述目标图像的平面坐标系 的X轴或Y轴之间的夹角d a: 其中，a为变量，a的取值范围是0~180° ;da表示与{Di}中的所有直线的倾斜 角度夹角最小的角度；i = 1，2, 3…M，M为所述直线信息中所有直线的总数量； 所述PCB板卡的其余三个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的 夹角分别为：d a，da+90°，da+90°。 作为上述方案的改进，通过以下步骤计算得到所述PCB边缘信息中所述PCB板卡 的每个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的截距： 遍历所述直线信息中的所有直线，通过以下公式计算得到与所述PCB板卡的任一 边缘同向的直线集合{Mi}: (M1IM1G {LJ, |K-da I < ε } 其中，{Li}为所述直线信息中的所有直线集合；Ki为直线Li的倾斜角；ε为{Li} 中的直线与所述PCB板卡的任一边缘方向的最小夹角； 假设直线集合{Mi}与X轴/Y轴的截距为{Bi}，设： Bmax= max {B J , Bmin= min {B J 将区间等分成N个子区间，则ΔΒ = 则第i个区间Ai的 范围是： A1 = 其中，B_为{Bi}中的最大值，{Bi}中的最小值；ΔΒ为每个截距区间的大 小； 对{Bi}中所有的截距进行区间统计，得到{CJ，0 <= i <= Ν，ΙΑ}表示截距落 在第i个区间的个数； 从i = 0递增在{CJ中找到第一个峰值所对应的截距B1，从i = N递减在{CJ中 找到第一个峰值所对应的截距^，则Bn B1^代表所述PCB板卡的两个同向边缘与X轴/Y轴 的截距； 设置da, =da+90°，将(13=(13, -90°代入上述公式中，并重复上述步骤，从而得到 所述PCB板卡的另外两个同向边缘与X轴/Y轴的截距Bu、B b。 作为上述方案的改进，通过以下步骤计算所述目标图像中所述PCB板卡的至少两 个顶点的坐标： 基于得到的PCB板卡的每个边缘所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之 间的夹角和截距，得到四条直线，分别为：Ll(d。，B 1), L2(d。，B上L3(da+90°，Bu)和 L4(da+90°，Bb)，四条直线相交得到四个顶点p。，P1, p2, p3; 通过以下计算方法得到所述四个顶点中的至少两个顶点的坐标： LI :y = tar^Ox+Bp本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于，包括步骤：检测目标图像中所有的边缘信息，并获取所述边缘信息中的直线信息；基于所述直线信息计算获得PCB边缘信息；基于所述PCB边缘信息计算得到所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点的坐标；基于所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点中的任意两个顶点的坐标以及预设的标准图像中所述PCB板卡的对应两个顶点的坐标，计算得到所述标准图像到所述目标图像的仿射变换矩阵；基于所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，并将所述配准图像与所述目标图像进行匹配。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖明熙，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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