电子元件焊接质量识别中图像定位算法研究

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1、电子元件焊接质量识别中图像定位算法研究摘要：针对电子元件焊接质量自动检测系统中PCB图像的定位问题进行研究。为了解决传统定位算法定位精度低、运算时间长的缺点，改进传统的定位圆检测和定位算法，采用改进的快速Hough变换提高检测精度和缩短检测时间。通过实际PCB电路板的检测实验对比发现，该算法能提高定位圆圆心检测的精度，可以有效缩短计算时间，对于实际电子元件缺陷的自动检测算法的改进有一定的参考意义。中国8/vie　　关键词：焊接质量；霍夫变换；图像定位；自动检测　　中图分类号：TN081?34文献标识码：A：1004?373X（201

2、7）05?0042?03　　Abstract：ThePCBimagelocalizationproblemisstudiedfortheaticdetectionsystemoftheelectronicponents.Inordertoimprovetheloeofthetraditionallocalizationalgorithm，thetraditionalsettingcircledetectionandlocalizationalgorithmproved，andtheimprovedfastHoughtransform

3、provethedetectionprecisionandshortenthetestingtime.Thetestexperimentofthealgorithmcanimprovetheaccuracyofthecirclecenterdetectionofthesettingcircleandshortentheputationtimeeffectively，andhasacertainreferencesignificancefortheimprovementofthedefectautomaticdetectionalgo

4、rithmofthepracticalelectronicponents.　　Key；imagelocation；automaticdetection　　随着现代电子技术的发展和功能的增加，电路板的体积越来越小，贴片元件的应用越来越广泛。为了保证产品的性能，需要在组装前检验电子元件的焊接质量，当前主要的检测方法是利用自动光学检测系统（AOI），该系统检测的基本原理是通过ccd摄像头获取被检测的PCB电路板的图像，然后和数据库中的标准图像对比，从而检测、发现质量缺陷，在检测过程中图像的定位是重要的一步，如果图像定位不准确，对比出来的缺

5、陷是没有意义的。　　1图像定位　　基于数字图像处理的电子元件焊接质量检测过程中，需要获得电子元件的精确位置，后续才能检测电子元件的焊接缺陷。一般在PCB的制造设计阶段，在PCB板的边缘设置基点（定位圆），为后续光学检测定位提供基准。定位孔一般用于机械定位，如图1所示。　　要将定位圆孔从PCB图像中识别出来，必须合理提取其圆形特征，常用的检测算法有：维纳滤波法、曲线拟合法、模板匹配法、Hough（霍夫）变换法等。维纳滤波是基于最小方差理论，视采集图像为退化图像，运算时间较长；曲线拟合法和模板匹配法采集的图像要求较高，一旦原始图像存在瑕

6、疵，难以保证结果；Hough变换检测定位圆孔的精度高，但存在计算量大的缺点，在速度上不能满足实时检测的要求，为此必须对Hough算法进行改进。　　2Hough变换圆检测算法的基本原理及性能分析　　2.1Hough变换圆检测算法的基本原理　　Hough变换主要利用图像空间和参数空间点线的对偶关系，实现对点、线、圆的检测。　　设Hough变换用的解析函数的基本方程为：　　[f（x，a）=0]（1）　　式中：[x]和[a]分别表示图像空间和参数空间的矢量点，目标圆的方程可以表示为：　　[（x-a）2+（y-b）2=r2]（2）　　该方程在

7、参数空间中表示三维圆锥面，如图2所示。在检测过程中，将目标圆上的每一个点都映射到参数空间，对参数空间的每一个[（a，b，r），]对应图像空间的一个圆，若边界点[（x，y）]在圆上，则累加器加1，累加器峰值即为圆的半径和圆心的信息。由于圆变换三�S参数空间为三维锥面，所以只是在理论上可行，实时检测过程中因计算量太大，几乎不可能实现。　　2.2Hough圆检测算法的性能分析　　为了克服Hough变换圆检测计算量大、无法实时检测的缺点，从减少选取点的数目和累加数组的维数出发，提出了几种圆检测的改进算法：　　（1）利用边缘梯度　　在进行数据

8、累加时，利用图像边缘点的梯度值大大降低获取圆心的计算量。在实际应用中，因图像质量的下降，提取的图像边缘点会出现偏差，使得最后确定的圆心误差较大。　　（2）快速Hough变换　　为减少计算量，采用几何方法对三维参数空间进行降级分解，利用