CN105354582A - 图像角点提取方法和装置以及图像角点提取摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及TFT-LCD面板自动光学检测技术领域，具体涉及一种图像角点提取方法和装置以及图像角点提取摄像装置。上层软件将角点所在的矩形区域参数下发至获取图像区域模块，将角点提取配置参数下发至角点精确提取模块；获取图像区域模块根据接收到的矩形区域参数获取矩形区域内的子图像，并将获取的子图像发送给角点精确提取模块；角点精确提取模块根据接收到的角点提取配置参数对子图像进行精确角点提取。整个角点的提取过程基于FPGA进行，根据先验条件得出角点所在区域范围，只需提取矩形区域范围内的子图像，不需要遍历整幅图像，且仅对遍历后的子图像做精确处理，提高了效率，节约了资源。

Description

图像角点提取方法和装置以及图像角点提取摄像装置
技术领域
本发明涉及TFT-LCD面板自动光学检测技术领域，具体涉及一种图像角点提取方法和装置以及图像角点提取摄像装置。
背景技术
在TFT-LCD(ThinfilmtransistorLiquidcrystaldisplayLCD，即薄膜晶体管液晶显示器)面板自动光学检测的过程中首先需要对工业相机获取的目标图像做几何校正，图像的几何校正环节中需要提取目标图像中的四个角点用于计算几何校正参数。由于一方面：TFT-LCD面板自动光学检测系统需要实时处理多幅大尺寸的图像；另一方面：自动光学检测的算法复杂，计算量大。因此，提高TFT-LCD面板自动光学检测系统的检测效率对于提高TFT-LCD面板生产线的产能尤为重要。
目前，角点提取算法一般采用软件算法，在CPU上运行，对整幅目标图像进行角点预提取，然后对预提取结果进行角点精确提取。一般预提取算法比较简单运算量小，而精确提取运算量大，通过预提取结合精确提取以降低总体计算量，但由于CPU为串行执行并且图像数据量大，这种方法耗时较长。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种计算简便、耗时短的图像角点提取方法和装置以及图像角点提取摄像装置。
本发明图像角点提取方法的技术方案为，包括以下步骤：
步骤1：下发角点所在的矩形区域参数和角点提取配置参数；
步骤2：根据接收到的矩形区域参数获取矩形区域内的子图像；
步骤3：根据接收到的角点提取配置参数对子图像进行精确角点提取。
进一步的，步骤1中，所述矩形区域参数根据使用相机拍摄模组时，模组的角点在拍摄图片中的大致位置获得。
进一步的，所述矩形区域参数包括矩形区域参考点的x坐标、y坐标以及矩形区域内图像像素点的行数和列数。
进一步的，所述参考点为矩形区域左上角、右上角、左下角、右下角或中心点。
进一步的，所述步骤3中对角点进行精确提取的过程如下：
S1：对图像进行阈值二值化处理，区分前景图像与背景图像；
S2：进行形态学滤波，滤除二值图像背景中的白噪点和前景图像中的黑噪点；
S3：对图像进行模板匹配，并输出匹配值；
S4：找出最大匹配值，并输出对应坐标。
本发明图像角点提取装置的技术方案为，包括：
数据信号接口：用于接收下发的矩形区域参数和角点提取配置参数。
获取图像区域模块：用于根据接收到的矩形区域参数获取矩形区域内的子图像，并将获取的子图像发送给角点精确提取模块；
角点精确提取模块：用于根据接收到的角点提取配置参数对子图像进行精确角点提取。
进一步的，一个所述获取图像区域模块和一个所述角点精确提取模块组成一个提取单元，每个提取单元每次仅对一个角点进行提取，通过设置多个提取单元，对多个角点进行并行处理，所述提取单元对当前角点提取完毕后，反馈一个完成中断信号给上层软件，上层软件接收到该完成中断信号后再控制提取单元开始下一个角点的提取。
本发明图像角点提取摄像装置的技术方案为：包括本发明中的图像角点提取装置，用于在图像角点提取过程中获取模组图像。
本发明的有益效果：整个角点的提取过程基于FPGA进行，根据先验条件得出角点所在区域范围，只需提取矩形区域范围内的子图像，不需要遍历整幅图像，且仅对遍历后的子图像做精确处理，提高了效率，节约了资源。模块内部计算法过程流水线化，加快精提取计算速度。利用FPGA的并行特性，多个提取单元并行，每个提取单元只处理部分区域的图像，能快速完成多角点提取，进一步提高了工作效率，节约了FPGA资源，降低系统功耗，有利于系统时序稳定，方便后续功能集成。多个提取单元通过总线共同控制，调度灵活，可以适应单相机与多相机系统。
附图说明
图1为本发明图像角点提取装置内部模块与上层软件通信的连接关系图；
图2为本发明流程图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示，本实施例的图像角点提取装置包括获取图像区域模块和角点精确提取模块，获取图像区域模块和角点精确提取模块在FPGA内部实现。图像角点提取装置通过数据总线和控制总线与上层软件连接。数据总线用于将上层软件下发的矩形区域参数和角点提取配置参数传输给图像角点提取装置，并供获取图像区域模块从图像缓存中获取图像区域数据。控制总线用于下发上层软件的启动指令，并反馈图像角点提取装置的完成中断。一个获取图像区域模块和一个角点精确提取模块组成一个提取单元。另一优选实施例为：在数据总线和控制总线上连接多组提取单元，对多个角点同时处理。
如图2所示，本实施例利用该图像角点提取装置进行图像角点提取的过程如下：
步骤1：上层软件将角点所在的矩形区域参数下发至获取图像区域模块，将角点提取配置参数下发至角点精确提取模块。系统复位后，上层软件通过数据总线向获取图像区域模块发送矩形区域参数，向角点精确提取模块发送角点提取配置参数：阈值参数、形态学滤波参数和模板参数。其中，矩形区域参数根据先验条件获得，包含矩形区域参考点的x坐标，y坐标,矩形区域内图像像素点的行数和列数。其中，参考点可以取矩形区域的左上角、右上角、左下角、右下角和中心点等位置。先验条件即使用相机拍摄模组时，模组的角点在拍摄图片中的大致位置。配置参数发送完成之后，上层软件通过控制总线分别给获取图像区域模块和角点精确提取模块发送启动命令，并等待角点精确提取模块反馈完成中断信号。接收到反馈完成中断信号后，获取图像区域模块和角点精确提取模块开始运行。
步骤2：获取图像区域模块根据接收到的矩形区域参数通过数据总线从图像缓存中读取矩形区域内的子图像，并将获取的子图像以数据流的方式发送给角点精确提取模块。
步骤3：角点精确提取模块根据接收到的角点提取配置参数对子图像进行精确角点提取。此步骤采用传统的模板匹配算法，角点精确提取模块根据接收到的阈值参数对图像进行阈值二值化处理，区分前景图像与背景图像；根据接收到的形态学滤波参数图像进行形态学滤波，滤除二值图像背景中的白噪点和前景图像中的黑噪点；根据接收到的模板参数对图像进行模板匹配，并输出匹配值；最后找出最大匹配值，并输出对应坐标。其中，二值图像即经过阈值二值化处理后的图像。
角点精确提取模块提取到角点坐标后通过控制总线向上层软件反馈完成中断信号。每个提取单元每次仅对一个角点进行提取，当一根数据总线和控制总线上连接多个提取单元时，可对多个角点进行并行处理，提取单元对当前角点提取完毕后，反馈一个完成中断信号给上层软件，上层软件接收到该完成中断信号后再控制提取单元开始下一个角点的提取。
在相机中设置图像角点提取装置，利用本发明的图像角点提取方法进行角点提取，则可以应用到单相机TFT-LCD面板自动光学检测系统中的几何校正环节和多相机TFT-LCD面板自动光学检测系统中的几何校正环节中。当应用于单相机TFT-LCD面板自动光学检测系统中的几何校正环节中时，只需要将步骤1到3运行三次，依次输入四个区域参数就可以获取对应的四个角点。若提取单元不少于四个，也可以四个提取单元同时各自提取一个角点，运行一次即可获得的四个角点坐标。当应用于多相机TFT-LCD面板自动光学检测系统中的几何校正环节中时，只需要对多幅图像分别运行4次角点提取过程(或多个提取单元同时各自提取一个角点，提取完毕后再提取下一个角点，直至所有提取完毕)就可以获取所有角点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种图像角点提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：下发角点所在的矩形区域参数和角点提取配置参数；
步骤2：根据接收到的矩形区域参数获取矩形区域内的子图像；
步骤3：根据接收到的角点提取配置参数对子图像进行精确角点提取。
2.根据权利要求1所述的角点提取方法，其特征在于：步骤1中，所述矩形区域参数根据使用相机拍摄模组时，模组的角点在拍摄图片中的大致位置获得。
3.根据权利要求1或2所述的图像角点提取方法，其特征在于：所述矩形区域参数包括矩形区域参考点的x坐标、y坐标以及矩形区域内图像像素点的行数和列数。
4.根据权利要求3所述的图像角点提取方法，其特征在于：所述参考点为矩形区域左上角、右上角、左下角、右下角或中心点。
5.根据权利要求1所述的图像角点提取方法，其特征在于，所述步骤3中对角点进行精确提取的过程如下：
S1：对图像进行阈值二值化处理，区分前景图像与背景图像；
S2：进行形态学滤波，滤除二值图像背景中的白噪点和前景图像中的黑噪点；
S3：对图像进行模板匹配，并输出匹配值；
S4：找出最大匹配值，并输出对应坐标。
6.一种图像角点提取装置，其特征在于，包括：
数据信号接口：用于接收下发的矩形区域参数和角点提取配置参数；
获取图像区域模块：用于根据接收到的矩形区域参数获取矩形区域内的子图像，并将获取的子图像发送给角点精确提取模块；
角点精确提取模块：用于根据接收到的角点提取配置参数对子图像进行精确角点提取。
7.根据权利要求6所述的图像角点提取装置，其特征在于：一个所述获取图像区域模块和一个所述角点精确提取模块组成一个提取单元，每个提取单元每次仅对一个角点进行提取，设置多个提取单元，对多个角点进行并行处理，所述提取单元对当前角点提取完毕后，反馈一个完成中断信号给上层软件，上层软件接收到该完成中断信号后再控制提取单元开始下一个角点的提取。
8.一种图像角点提取摄像装置，其特征在于：用于在图像角点提取过程中获取模组图像，它包括权利要求7所述的图像角点提取装置。
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