[发明专利]基于高斯L2距离的鲁棒刚性变换图像配准方法

说明书

基于高斯L2距离的鲁棒刚性变换图像配准方法。解决了现有预贴装PCB板图像配准算法在包含异常特征点、有噪声的情况下，存在配准精度低,存在鲁棒性的问题。本发明使用表面贴装设备的图像采集系统对预贴装PCB的电路板进行拍照，通过不同角度拍摄，获得两幅预装PCB的电路板图像，分别作为参考图像I_r和待对齐图像I_a；分别提取参考图像I_r中特征点集和待对齐图像I_a中的待对齐特征点集获取参考特征点集和待对齐特征点集的对应关系矩阵和空间变换函数；更新参考特征点集和待对齐特征点集的对应关系矩阵；对高斯L2距离算法的协方差进行迭代更新直至收敛，利用高斯L2距离算法的协方差收敛结果获取配准的结果点集。本发明适用于贴片机图像处理。

技术领域

本发明属于贴片机图像处理技术领域。

背景技术

为满足在自动化、生产效率和产品质量上持续增长的要求，表面贴装技术(SMT)设备被广泛应用于现代的工业场景中。贴片机作为SMT生产线中极其重要的一个环节，其贴装精度决定了该技术的成败。而预贴装PCB板的精确定位则对贴装精度有极大的影响，因此预贴装PCB板的精确定位问题具有很强的现实意义。在集成电路板的定位检测中，基于特征的图像配准方法同时在计算机视觉和模式识别领域也具有比较广泛的应用，如三维重建、物体识别和卫星图像处理。该方法的主要任务是从两个特征集中得到正确的特征对应关系和空间变换函数。其中包含两个重要的问题：稳定可区分的图像特征的提取和可靠的特征匹配方法的选取。理想的特征匹配方法应当对噪声具有强鲁棒性，能够识别并剔除异常特征点，最终得到精确的变换函数。

点特征作为图像的一种至关重要的特征，具有良好的可区分性，在图像配准中有大量的应用。因此许多研究者尝试利用特征点集配准方法来解决图像匹配问题。该方法通常包含三个阶段：从参考图像和测试图像中提取特征点，利用特征相似性得到特征点的粗略对应关系，利用合适的配准方法得到最佳的特征点对应关系和空间变换。其中，配准的精度和鲁棒性是限制特征点集配准在实际应用的两个非常严峻的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有预贴装PCB板图像配准算法在包含异常特征点、有噪声的情况下，存在配准精度低,存在鲁棒性的问题，提出了基于高斯L2距离的鲁棒刚性变换图像配准方法。

本发明所述基于高斯L2距离的鲁棒刚性变换图像配准方法，包括：

步骤一、使用表面贴装设备的图像采集系统对预贴装PCB的电路板进行拍照，通过不同角度拍摄，获得两幅预装PCB的电路板图像，分别作为参考图像I_r和待对齐图像I_a；

步骤二、分别提取参考图像I_r中特征点集和待对齐图像I_a中的待对齐特征点集

步骤三、计算参考特征点集和待对齐特征点集的空间位置信息；

步骤四、利用步骤三所述的空间位置信息，获取参考特征点集和待对齐特征点集的对应关系矩阵和空间变换函数；

步骤五、利用图像特征相似性矩阵，计算参考特征点集和待对齐特征点集之间的相似度，初始化高斯L2距离算法的协方差；

步骤六、利用步骤四所述的空间变换函数和初始化后的高斯L2距离算法的协方差，更新参考特征点集和待对齐特征点集的对应关系矩阵；

步骤七、利用更新后的参考特征点集和待对齐特征点集的对应关系矩阵，对高斯L2距离算法的协方差进行迭代更新直至收敛，利用高斯L2距离算法的协方差收敛结果获取配准的结果点集。

进一步地，本发明中，步骤一中，

参考图像I_r拍摄时，表面贴装设备的图像采集系统的拍摄面与预贴装PCB电路板之间的夹角为0；