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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2014
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160601 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |