[发明专利]一种鲁棒的圆形标志符形状质量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业视觉领域的图形形状质量检测方法，尤其是针对圆形标志符的形状质量检测方法。

背景技术

在SMT生产线上，随着器件封装尺寸的减小和印刷电路板贴片密度的增加，对定位标志符几何中心的精确检测成为高精度定位的关键技术之一。在这一环节中，通过对定位标志符的形状质量检测筛选出形状合格的标志符图像，则是实现标志符几何中心精确检测的前提条件。目前工业视觉中常用的定位标志符有圆形、正方形、菱形、三角形和十字形等，其中圆形最常见，快速、准确、鲁棒地对圆形标志符的形状质量进行判断具有广泛的实用价值。

实际工业生产中，当图像拍摄不完整，或印刷电路板的标志符上有污物遮盖时，得到的圆形标志符图像会发生面积缺损或边缘凸出的现象；另外，由于拍摄时电路板位置或相机镜头条件等具体情况不同，还可能有图像变形的情况发生。因此，需要对获得的圆形标志符进行形状质量检测。一般情况下，对于圆形的形状质量检测通过“圆度”参数进行，但实践过程中发现，采用这种检测方法时，判断结果对圆度参数阈值的选择具有很强的依赖性，阈值设置过高会造成漏检，阈值过低又会造成误检。

发明内容

为了克服现有技术检测结果不稳定的不足，本发明提供一种圆形标志符的形状质量检测方案，通过多指标参数相结合的方法进行判别，能够准确定位目标区域，利用目标轮廓快速进行形状质量检测，具有准确性、快速性和鲁棒性的特点，排除掉单向等量形变指数大于1/20或者圆度小于0.6的质量不合格圆形标志符，为机器视觉检测中圆形标志符几何中心高精度检测定位提供形状质量合格的图像。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：对实际工业摄像机拍摄的含有噪声污染的图像通过阈值化和最大面积搜索策略处理，自适应地得到与背景彻底分离的圆形标志符图像区域；利用圆形的对称性特征设计圆形纵横差、单向等量形变指数等检测指标，并辅以圆度参数对圆形标志符进行形状质量检测，具体包括以下步骤：

步骤一、对于N行M列的灰度图像I_org，灰度的取值范围为[0，255]，I_org＝g(x，y)，0≤x≤M-1，0≤y≤N-1，遍历整幅图像：

(1)计算灰度峰值index；

(2)计算平均灰度值对每一个灰度值大于ave的像素点计算其灰度值与ave灰度值的差detave，以所有detave的平均值meanave作为增量，得到灰度值处在ave和255之间的平均灰度值ave₀＝ave+meanave；

(3)得到二值化阈值其中m₁为灰度值为ave₀的像素个数，m₂为灰度值为index的像素个数；

步骤二、利用二值化阈值T_b对图像I_org进行二值化处理，得到二值化图像I_bi＝f(x，y)，则在二值化图像I_bi中进行连通域标记，连通域面积最大者即为圆形标志符；

步骤三、在二值化图像I_bi＝f(x，y)中，对步骤二中获得的圆形标志符区域做轮廓提取，构造边缘点集V＝{(x_vi,y_vi)|i＝1,2,…,Q}，式中，Q为边缘点的总个数；由边缘点集可得到圆形标志符的外接矩形W＝Δx_v＝x_{v_max}-x_{v_min}，H＝Δy_v＝y_{v_max}-y_{v_min}，式中，W为外接矩形的宽，H为外接矩形的高；x_{v_max，}x_{v_min}分别为V中的X坐标的最大值和最小值，y_{v_max}，y_{v_min}分别为V中的Y坐标的最大值和最小值；按照以下步骤进行判断：

(1)取W和H中较小者为d_min，较大者为d_max，Δd＝d_max-d_min表示圆形纵横差；若Δd＞d_min/4，则退出计算，对下一幅新拍摄的图像进行检测；若Δd≤d_min/4，则进入下一步；

(2)遍历集合V的所有元素(x_vi，y_vi)，计算圆形标志符轮廓的中心位置：