[发明专利]一种快速稳定的亚像素级精度器件厚度检测方法

权利要求书

1.一种快速稳定的亚像素级精度器件厚度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)边界初步定位：将图像分成目标和空气两个区域，然后得到这两个区域的分界线，作为初步的边界定位结果；

2)亚像素精准定位：采用反正切曲线拟合的方法，采用粒子群优化算法进行求解，针对每一列的定位结果，再采用贝塞尔曲线进行拟合；

3)异常情况处理；

其中，边界初步定位的初定位位置与最终的亚像素级别的边缘坐标的偏差在1个像素的距离之内；

所述的边界初步定位包括以下步骤：

a)由粗到精的边界初步定位

按照如下流程来得到分界面的初步定位坐标点：

1a)图像缩小：将图像先进行缩小，缩小到原有尺寸的四分之一；

2a)提取目标区域参考亮度值、空气区域参考亮度值：预先计算图像中，目标区域和空气区域的亮度参考值，采用聚类方法，对所有像素，根据亮度值，分成两个大类，然后计算每一类的亮度平均值，分别作为目标亮度和空气区域亮度的参考值；

3a)二值化操作：在得到目标区域和空气区域的参考亮度值之后，利用二者的均值，作为整幅图像的二值化阈值，对所有像素进行二值化操作；

4a)提取最大连通区域：提取二值化操作结果中的最大连通区域；

5a)基于对称性的初步边界定位：利用边界附近的像素亮度变化规律曲线的对称性来得到初步判定；

6a)初定位时的异常处理；

b)承重界面的定位

1b)设定倾斜角度的范围，对该角度进行遍历，根据设定的角度值，对二值图像进行水平投影，得到投影曲线；

2b)对各种角度下的投影曲线，进行分析，统计投影值从0增长到图像宽度值N，所需要经历的行数，选择行数最少的情形对应的角度值作为承重界面的倾斜角；

3b)找到倾斜角对应的投影曲线，对其进行差分计算，计算上下两行投影值的差，选择差分值最大的一行，作为承重界面的位置；

4b)然后在差分曲线中，滤除承重界面对应的值，再搜索其中最大的差分值，作为器件顶部边界的初定位位置；

c)器件左右边界的定位：

1c)利用前面步骤得到的器件顶部边界位置，以及承重界面的位置，得到二者的分界线；

2c)将所有边界点中的坐标值位于分界线上方的点提取出来；

3c)根据被提取出来的点，找到最左侧和最右侧的两个点；

4c)在最左侧点周边20个像素范围内，对二值图进行垂直投影；

5c)对投影曲线进行差分，找到差分值最大的位置，作为器件的左边界；

6c)在最右侧点周边20个像素范围内，对二值图进行垂直投影，对投影曲线进行差分，找到差分值最大的位置，得到器件的右边界；

d)器件顶部坐标圆角的定位

1d)利用前面步骤得到的承重面坐标、器件顶部坐标、器件左右边界位置，将器件对应的子轮廓提取出来；

2d)针对器件子轮廓，计算其对应的凸包；

3d)利用该凸包，生成新的二值图像，凸包区域填充为白色；

4d)凸包区域图像与没有进行凸包区域填充之前的图像做差；

5d)差值图中，定位到面积最大的四个连通区域；

6d)计算得到四个连通区域的位置，得到器件圆角位置。

2.根据权利要求1所述的一种快速稳定的亚像素级精度器件厚度检测方法，其特征在于，所述的亚像素精准定位是通过对反正切曲线与边界位置附近的列像素曲线进行拟合来实现的，反正切曲线的数学表达式为：y＝p1*atan(p2*x+p3)+p4,得到当前列的亮度曲线的精确数学模型，然后，利用下式得到：x0＝-p3/p2,计算得到每一列的亚像素坐标。