CN115984170A - 一种四边形晶片角顶点定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像检测技术领域，具体涉及一种四边形晶片角顶点定位方法。一种四边形晶片角顶点定位方法，包括以下步骤：顺序取原始图像角顶点；从原始图像角顶点出发，搜索四边形晶片角顶点的粗略坐标；搜索四边形晶片角顶点的粗略坐标之间的坐标集合；通过坐标集合来拟合四边形晶片各边的外边线的直线方程；通过直线方程组求解四边形晶片角顶点的精确坐标。解决了灰尘所造成的干扰令微型晶片的高精度尺寸测量面临困难的问题。

Description

一种四边形晶片角顶点定位方法

技术领域

本发明涉及图像检测技术领域，具体涉及一种四边形晶片角顶点定位方法。

背景技术

在工业生产过程中，通常需要采用机器视觉的方式来判断产品表面是否存在缺陷。对于晶片产品而言，则需要检测其各边长度、各角角度等是否满足精度要求。

目前业界对微型晶片合格品的尺寸要求一般为边长误差在0.02毫米以内，角度误差在1度以内。为了实现准确的误差判断，微型晶片的尺寸测量精度需比上述误差要求再提高约一个数量级。

受生产环境等因素影响，晶片边缘不可避免地会粘有灰尘，这些灰尘所造成的干扰令微型晶片的高精度尺寸测量面临困难，因此，亟需一种能检测四边形晶片角顶点的方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中灰尘所造成的干扰令微型晶片的高精度尺寸测量面临困难，从而提供一种四边形晶片角顶点定位方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种四边形晶片角顶点定位方法，包括以下步骤：

S1：按顺时针或逆时针方向顺序取原始图像角顶点a1、a2、a3和a4；

S2：过原始图像角顶点a1任意取一直线m1，设定阈值Z，将直线m1不断向原始图像角顶点a1的对角方向平移，取直线m1在平移的过程中所经过原始图像的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点，以此像素点的坐标为四边形晶片角顶点的粗略坐标b1，同理，过a2、a3和a4分别取m2、m3和m4，平移后可得到四边形晶片其余角顶点的粗略坐标b2、b3和b4；

S3：取b1和b2之间的原始图像的若干行或列组成集合L，若由行组成集合L则指定从左往右或从右往左的搜索方向，若由列组成集合L则指定从上往下或从下往上的搜索方向，按搜索方向搜索集合L中各行或列的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点的坐标，所有搜索所得的像素点的坐标组成b1和b2之间的坐标集合K1，同理，可得到b2和b3、b3和b4、b4和b1之间的坐标集合K2、K3和K4；

S4：分别通过K1、K2、K3、K4来拟合四边形晶片各边的外边线的直线方程P1、P2、P3、P4，设直线方程为：y＝P1(x)＝c1×x+d1，通过拟合算法求c1和d1，从而拟合得到直线方程P1，同理，可得到P2、P3和P4；

S5：求解P1和P2组成的方程组，所得解为四边形晶片角顶点的精确坐标，同理可分别通过求解P2和P3、P3和P4、P4和P1组成的方程组，得四边形晶片其余角顶点的精确坐标。

进一步的，S3在组成坐标集合之前还包括：

选取搜索所得的像素点的坐标所在行或列内的与该坐标距离W个像素点内的所有像素点组成集合D，选取集合D中搜索方向上的像素值变化率最大的两个像素点，把搜索所得的像素点的坐标更新为这两个像素点的中点坐标。

进一步的，m1每次平移一个像素距离。

进一步的，阈值Z为30。

进一步的，距离W为3。

本发明具有以下优点：

本发明公开了一种四边形晶片角顶点定位方法，采用此方法可以更精准的确定四边形晶片顶点坐标，从而解决了灰尘所造成的干扰令微型晶片的高精度尺寸测量面临困难的问题，进一步的，可以通过坐标来计算得到四边形晶片的长度和各角的角度等参数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中四边形晶片角顶点定位方法的流程图；

图2为本发明实施例中原始图像的示意图；

图3为本发明实施例中四边形晶片角顶点定位方法的示意图；

图4为本发明实施例中四边形晶片角顶点定位方法的示意图；

图5为本发明实施例中四边形晶片角顶点定位方法的示意图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图5所示，本发明公开了一种四边形晶片角顶点定位方法，包括以以下步骤：

S1：按顺时针方向顺序取原始图像角顶点a1、a2、a3和a4。

具体的，如图2和图3所示，原始图像为矩形图像，四边形晶片的图像设置在原始图像中，优选的，取原始图像左上角、右上角、右下角、左下角的角顶点为a1、a2、a3和a4。

S2：过原始图像角顶点a1任意取一直线m1，设定阈值Z，将直线m1不断向原始图像角顶点a1的对角方向平移，取直线m1在平移的过程中所经过原始图像的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点，以此像素点的坐标为四边形晶片角顶点的粗略坐标b1，同理，过a2、a3和a4分别取m2、m3和m4，平移后可得到四边形晶片其余角顶点的粗略坐标b2、b3和b4。

进一步的，m1每次平移一个像素距离。

进一步的，阈值Z为30。

具体的，如图3所示，将直线m1不断向a1的对角即右下角a3方向平移，m1每次平移一个像素距离，当直线m1平移到坐标b1处时，m1所经过原始图像的像素点中有b1处的像素点的像素值首先达到设定阈值Z＝30，以此像素点的坐标为四边形晶片角顶点的粗略坐标b1。同理，过a2、a3和a4分别取m2、m3和m4，平移后可得到四边形晶片其余角顶点的粗略坐标b2、b3和b4。

S3：取b1和b2之间的原始图像的若干行或列组成集合L，若由行组成集合L则指定从左往右或从右往左的搜索方向，若由列组成集合L则指定从上往下或从下往上的搜索方向，按搜索方向搜索集合L中各行或列的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点的坐标，所有搜索所得的像素点的坐标组成b1和b2之间的坐标集合K1，同理，可得到b2和b3、b3和b4、b4和b1之间的坐标集合K2、K3和K4。

进一步的，选取搜索所得的像素点的坐标所在行或列内的与该坐标距离W个像素点内的所有像素点组成集合D，选取集合D中搜索方向上的像素值变化率最大的两个像素点，把搜索所得的像素点的坐标更新为这两个像素点的中点坐标。

进一步的，距离W为3。

具体的，取b1和b2之间的原始图像的若干行或列组成集合L。优选的，在本实施例中，行号和列号均从原始图像的左上角开始计算。在图4中，取b1和b2之间的原始图像的全部列组成集合L，b1和b4分别在70列和347列，即取第71至346列合共276列组成集合L。

若由行组成集合L则指定从左往右或从右往左的搜索方向，若由列组成集合L则指定从上往下或从下往上的搜索方向。在本实施例中，集合L由列组成，优选的，指定从上往下的搜索方向。

按搜索方向搜索集合L中各行或列的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点的坐标，所有搜索所得的像素点的坐标组成b1和b2之间的坐标集合K1。在本实施例中，按从上往下的搜索方向搜索集合L中各列的像素点中其像素值首先达到阈值Z＝30的像素点的坐标。如图4所示，在本实施例中，放大了第143列，该列是集合L中的其中一列，从上往下搜索该列的像素点，像素值首先达到Z＝30的像素点的坐标为(27，143)，此坐标为第143列搜索所得的像素点的坐标。集合L中有276列，搜索所得的像素点的坐标有276个。

选取搜索所得的像素点的坐标所在行或列内的与该坐标距离W＝3个像素点内的所有像素点组成集合D，选取集合D中搜索方向上的像素值变化率最大的两个像素点，把搜索所得的像素点的坐标更新为这两个像素点的中点坐标。优选的，在本实施例中，选取搜索所得的像素点的坐标所在列内的与该坐标距离W＝3个像素点内的所有像素点组成集合D，选取集合D中从上往下方向上的像素值变化率最大的两个像素点。

如图4所示，第143列搜索所得的像素点的坐标是(27，143)，其所在的第143列内的与该坐标距离W＝3个像素点内的所有像素点是坐标(24，143)至(30，143)的7个像素点，这7个像素点组成集合D。集合D中这7个像素点按从上往下方向顺序的，即从坐标(24，143)至(30，143)顺序的像素值分别为{0，0，15，41，104，143，44}，从上往下方向上的像素值变化率分别为{0，15，26，63，39，-99}。据上可知，坐标(27，143)和(28，143)的两个像素点之间的像素值变化率是63，是最大的，因此，选取(27，143)和(28，143)的中点坐标(27.5，143)。把第143列搜索所得的像素点的坐标(27，143)更新为这两个像素点的中点坐标(27.5，143)。通过上述步骤，对276个搜索所得的像素点的坐标进行更新，然后这276个坐标组成b1和b2之间的坐标集合K1。

同理，如图5所示，优选的，在本实施例中，取b2和b3之间的原始图像的全部行组成集合L，指定从右往左的搜索方向，根据上述步骤可得到b2和b3之间的坐标集合K2；取b3和b4之间的原始图像的全部列组成集合L，指定从下往上的搜索方向，根据上述步骤可得到b3和b4之间的坐标集合K3；取b4和b1之间的原始图像的全部行组成集合L，指定从左往右的搜索方向，根据上述步骤可得到b4和b1之间的坐标集合K4。

需要说明的是，在本实施例中，选取第143列是为了更好的解释本实施例的实施步骤，并非对本申请做具体限定。

S4：分别通过K1、K2、K3、K4来拟合四边形晶片各边的外边线的直线方程P1、P2、P3、P4，设直线方程为：y＝P1(x)＝c1×x+d1，通过拟合算法求c1和d1，从而拟合得到直线方程P1，同理，可得到P2、P3和P4。

具体的，在本实施例中，设(xi，yi)是合共276个坐标的坐标集合K1中的各个坐标，i＝1～276。优选的，拟合算法选用最小二乘法，即求令

最小的c1和d1，从而拟合得到直线方程P1，同理可得到P2、P3和P4。

S5：求解P1和P2组成的方程组，所得解为四边形晶片角顶点的精确坐标，同理可分别通过求解P2和P3、P3和P4、P4和P1组成的方程组，得四边形晶片其余角顶点的精确坐标。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种四边形晶片角顶点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按顺时针或逆时针方向顺序取原始图像角顶点a1、a2、a3和a4；

S2：过原始图像角顶点a1任意取一直线m1，设定阈值Z，将直线m1不断向原始图像角顶点a1的对角方向平移，取直线m1在平移的过程中所经过原始图像的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点，以此像素点的坐标为四边形晶片角顶点的粗略坐标b1，同理，过a2、a3和a4分别取m2、m3和m4，平移后可得到四边形晶片其余角顶点的粗略坐标b2、b3和b4；

S3：取b1和b2之间的原始图像的若干行或列组成集合L，若由行组成集合L则指定从左往右或从右往左的搜索方向，若由列组成集合L则指定从上往下或从下往上的搜索方向，按搜索方向搜索集合L中各行或列的像素点中其像素值首先达到阈值Z的像素点的坐标，所有搜索所得的像素点的坐标组成b1和b2之间的坐标集合K1，同理，可得到b2和b3、b3和b4、b4和b1之间的坐标集合K2、K3和K4；

S4：分别通过K1、K2、K3、K4来拟合四边形晶片各边的外边线的直线方程P1、P2、P3、P4，设直线方程为：y＝P1(x)＝c1×x+d1，通过拟合算法求c1和d1，从而拟合得到直线方程P1，同理，可得到P2、P3和P4；

S5：求解P1和P2组成的方程组，所得解为四边形晶片角顶点的精确坐标，同理可分别通过求解P2和P3、P3和P4、P4和P1组成的方程组，得四边形晶片其余角顶点的精确坐标。

2.根据权利要求1所述的四边形晶片角顶点定位方法，其特征在于，S3在组成坐标集合之前还包括：

选取搜索所得的像素点的坐标所在行或列内的与该坐标距离W个像素点内的所有像素点组成集合D，选取集合D中搜索方向上的像素值变化率最大的两个像素点，把搜索所得的像素点的坐标更新为这两个像素点的中点坐标。

3.根据权利要求1所述的四边形晶片角顶点定位方法，其特征在于：

m1每次平移一个像素距离。

4.根据权利要求1至3任一项所述的四边形晶片角顶点定位方法，其特征在于：

阈值Z为30。

5.根据权利要求2所述的四边形晶片角顶点定位方法，其特征在于：

距离W为3。

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