專利名稱：特定圖像找尋方法及影像偏位補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種特定圖像找尋方法，特別是關(guān)于一種應用所述方法的影像偏 位補償方法。
背景技術(shù)：
隨著科技進步與組件微小化的趨勢，在單一印刷電路板上必須設(shè)置愈來愈多的 電子組件，且印刷電路板上的線路細小且密集。因此，電子組件的組裝與檢測己逐 漸趨向自動化生產(chǎn)，以提高電子產(chǎn)品的產(chǎn)能、速度、精度與良率。
光學檢測及自動化生產(chǎn)的過程主要是由具有機械視覺(machine vision)技術(shù) 的系統(tǒng)來執(zhí)行。機械視覺的應用大致上可以分成定位(Location)、測量 (Measurement)、解碼(Decode)及缺陷檢測(Defect Inspection)四個功能。甚至， 有些機械視覺系統(tǒng)同時涵蓋了上述多個功能。例如利用機械視覺系統(tǒng)擷取一主機 板的影像并予以譯碼，以檢測主機板上的電子組件是否有缺漏或是位置錯誤的情 形，并且測量電子組件在主機板上的位置正確度。
在光學檢測及自動化生產(chǎn)的過程中，定位為首要之務，惟有正確的定位，后續(xù) 的動作才有其準確性。因此，機械視覺系統(tǒng)大部分都具有自動定位補償?shù)墓δ?，?補償待測物或產(chǎn)品偏位的情形。在現(xiàn)有技術(shù)中，印刷電路板上具有一定位參考圓， 并借此來做自動定位補償?shù)膭幼鳌?br> 首先，機械視覺系統(tǒng)會利用CCD照相機擷取印刷電路板上的影像，并框選出具 有上述定位參考圓的待測影像。接著，將待測影像黑白化，并利用邊界找尋方法， 找出圓的邊緣點的坐標數(shù)據(jù)。然后，以三點決定一圓的方法，或者運用三角形外接 圓法的三點邊緣坐標數(shù)據(jù)及運用最小平方法誤差方程式的多點邊緣坐標數(shù)據(jù)，來計 算出參考圓心坐標。最后，系統(tǒng)再根據(jù)參考圓心坐標來做偏位補償?shù)膭幼鳌?br> 然而，由于上述定位參考圓及參考圓心的找尋過程所需花費的運算時間相當 長，而導致自動化生產(chǎn)或檢測的過程中會花相當多的時間在自動偏位補償階段。因 此，如何提升機械視覺系統(tǒng)自動偏位補償?shù)倪\作時間，為當前技術(shù)所必需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一 目的在于借助粗調(diào)影像處理的方式(馬賽克處理)，來加速尋找影像 中的特定圖形。接著，再借助微調(diào)影像處理的方式準確地找到圓形圖像的圓心坐標。 本發(fā)明的另一 目的是在影像定位補償過程中，提供一種快速且準確找到圓形圖
像的圓心坐標的方法。此方法先任取圓形圖像上的X軸與Y軸方向的兩割線，接著 分別求出X軸與Y軸方向的中心點坐標，此中心點坐標即為圓形圖像的圓心坐標。 本發(fā)明提供一種特定圖像找尋方法，其是用來找尋一待測影像中的一圓形圖像
的圓心坐標。找尋方法包括下列步驟擷取一待測影像。對待測影像進行黑白化處
理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像。對黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影 像。以相關(guān)系數(shù)法找尋馬賽克影像中與一影像樣板最相似的圓形圖像，其中影象樣 板為所需的圓形圖像的馬賽克圖像。
取得馬賽克影像的圓形圖像圓心的相近坐標。將馬賽克影像的圓心的相近坐標
轉(zhuǎn)換到黑白化影像。以黑白化影像的圓形圖像圓心的相近坐標為X-Y坐標系的原 點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得圓形圖像的邊緣坐標值x,、 x2、 y,、及h。接著，求取圓形圖像的圓心坐標為(^1,2^)。
本發(fā)明提供一種特定圖像找尋方法，其是用來找尋一待測影像中的一特定圖 像。找尋方法包括下列步驟擷取一待測影像。對待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn) 換成一黑白化影像。對黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像。接著， 以相關(guān)系數(shù)法找尋馬賽克影像中與一影像樣板最相似的特定圖像，其中影象樣板為 所需的特定圖像的馬賽克圖像。
本發(fā)明提供一種影像偏位補償方法，應用于一待測影像的偏位補償，且待測影
像具有一圓形圖像用以輔助定位。補償方法包括下列步驟設(shè)定圓形圖像的標準圓
心坐標。擷取待測影像。對待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像。對 黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像。
以相關(guān)系數(shù)法找尋馬賽克影像中與一影像樣板最相似的圓形圖像，其中影象樣 板為所需的圓形圖像的馬賽克圖像。取得馬賽克影像的圓形圖像圓心的相近坐標。 將馬賽克影像轉(zhuǎn)換到黑白化影像。以黑白化影像的圓形圖像圓心的相近坐標為X-Y 坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得圓形圖像
的邊緣坐標值xl、 x2、 yl、及y2。求取圓形圖像的圓心坐標為(^i,A^)。
求取標準圓心坐標與上述圓形圖像的圓心坐標的兩坐標偏移量。接著，以此偏 移量作為定位補償值，進行待測影像的重新定位。 本發(fā)明的找尋方法具有下列優(yōu)點
一、 在影像定位過程中，借助粗調(diào)影像處理的方式(馬賽克處理)，來縮短在影 像中尋找特定圖像的運算時間。
二、 借助粗調(diào)影像處理的方式(馬賽克處理)，來加速尋找待測影像中的圓形圖 像。接著，再借助微調(diào)影像處理的方式(黑白化處理)準確地找到圓形圖像的圓心坐 標。
三、 影像定位補償過程中，提供一種快速且準確找到圓形圖像的圓心坐標的方 法。此方法先任取圓形圖像上的X軸與Y軸方向的兩割線，接著分別求出X軸與Y 軸方向的中心點坐標，此中心點坐標即為圓形圖像的圓心坐標。
四、 本發(fā)明的方法可快速且準確地找尋到待測影像中的特定圖像。 關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神，以及更詳細的實施方式可以借助以下的實施方式以
及所附圖式得到進一步的了解。


借助以下詳細的描述結(jié)合所附圖示，將可輕易的了解上述內(nèi)容及此項發(fā)明的諸 多優(yōu)點，其中
圖l為電路板的待測影像圖2為圖1的黑白化影像圖3為圖2的馬賽克影像圖及影像樣板；
圖4為求取圓形圖像的圓心坐標的示意圖；及
圖5為本發(fā)明特定圖像找尋方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所揭露的特定圖像找尋方法可應用于光學檢測及自動化生產(chǎn)的過程，借 著本發(fā)明的方法可大大提升機械視覺系統(tǒng)的自動偏位補償?shù)倪\作時間。為了清楚地 敘述本發(fā)明的找尋方法，特以一電路板的待測影像來做介紹。
本發(fā)明的特定圖像找尋方法，其是用來找尋一待測影像中的一圓形圖像的圓心
坐標。首先，利用一CCD照相機擷取一電路板的待測影像，請參照圖l，其是電路 板的待測影像圖。其中，電路板的待測影像10具有一圓形圖像作為光學定位點， 在應用上可用來作定位的校正。在一較佳實施例中，可選擇性地先由待測影像10 中框選出具有圓形圖像的影像范圍的待測影像11，以縮小圓形圖像的找尋范圍， 并加速后續(xù)找尋圓形圖像時的運算時間。
接著，對待測影像ll進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像12，請參照圖 2，其是待測影像ll的黑白化影像圖。上述黑白化影像處理，是根據(jù)待測影像的色 調(diào)與明暗度來設(shè)定一閾值。在待測影像中，亮度大于閾值的影像轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?；亮?小于閾值的影像則轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?。也就是說，黑白化影像處理將待測影像ll轉(zhuǎn)變?yōu)?非黑即白的黑白化影像12。
接下來對黑白化影像12進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像，請參照圖 3的馬賽克影像13，其是黑白化影像12的馬賽克影像圖。上述的馬賽克處理是依 白點權(quán)重將黑白化影像12縮減為一,N像素的馬賽克影像13。在此步驟中，借助 馬賽克處理，可大幅縮減影像的像素(點數(shù))，并且過濾掉黑白化影像12中無效的 邊緣及噪聲。因此，此步驟可謂本發(fā)明方法中的粗調(diào)影像處理，有利于后續(xù)的處理 運算速度及準確度。
由于本發(fā)明的方法是要找尋特定的圓形圖像的圓心坐標，故在上述步驟之前， 須先在機械視覺系統(tǒng)內(nèi)建立所需的圓形圖像的影像樣板(template)，且此影像樣板 的圖像為一馬賽克圖像。如圖3所示的影像樣板14，其為一 5*5像素的馬賽克圖 像。
將黑白化影像12轉(zhuǎn)換為馬賽克影像13的步驟后，根據(jù)影像樣板14，并以相 關(guān)系數(shù)法比對找尋馬賽克影像13中與影像樣板14最相似的圓形圖像。其中，承先 前所述影像樣板14為所需的圓形圖像的馬賽克圖像。
由于待測影像11已轉(zhuǎn)變成馬賽克影像13，且相關(guān)系數(shù)法所依據(jù)的影像樣板14 亦為馬賽克圖像，所以找尋回路的計算量減少了許多，而加快了找尋比對速度。
當找尋到所需的圓形圖像后，隨即取得其圓心的相近坐標。此圓心的相近坐標
系馬賽克影像13中圓形圖像的圓心的粗略坐標。因此，必須再將馬賽克影像13 的圓形圖像圓心的粗略坐標轉(zhuǎn)換到黑白化影像12坐標，以求取更準確的圓心坐標。 此步驟可謂本發(fā)明方法中的微調(diào)影像處理，使圓心的定位更具準確度。
請參照圖4，其為求取圓形圖像的圓心坐標的示意圖，本發(fā)明是利用圓上的中 垂線原理來求得圓心。詳細地說， 一個圓上的任意一個弦的中垂線必通過此圓的圓 心，所以借助任兩個弦所畫出來的兩中垂線的交點，即為圓心的位置。
因此，當待測影像轉(zhuǎn)換回黑白化影像12之后，以上述圓形圖像圓心的相近坐 標Ct為X-Y坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得圓形圖像的邊緣 坐標值x,、 x2、 y,、及L。接著，即可求得圓形圖像的圓心坐標為
C(A +乂2少1 +少2)
2,2
此步驟是由上述圓心的相近坐標Ct為起始點，由圓內(nèi)向圓外尋找邊緣的坐標 值。然而，在另一實施例中，也可由圓外向圓內(nèi)尋找邊緣的坐標值，但此方式可能 因為噪聲的干擾，而有產(chǎn)生誤差的可能性。
根據(jù)以上敘述可將本發(fā)明特定圖像找尋方法，簡單歸納為圖5所示的找尋方法 流程圖。如圖所示，首先，擷取一待測影像(S21)。將待測影像轉(zhuǎn)換成黑白化影像 (S22)。進行一粗調(diào)影像處理，將黑白化影像轉(zhuǎn)換成馬賽克影像(S23)。以相關(guān)系 數(shù)法找尋馬賽克影像中與一影像樣板最相似的圓形圖像(S24)。取得圓形圖像圓心 的相近坐標(S25)。
接著，進行一微調(diào)影像處理，將馬賽克影像轉(zhuǎn)換回黑白化影像(S26)。以圓形 圖像圓心的相近坐標為X-Y坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得圓 形圖像的邊緣坐標值x,、 x2、 y,、及h (S27)。取得圓形圖像的圓心坐
標為(^1,21^) (S28)。
本發(fā)明的特定圖像找尋方法不僅可用來定位，還可以應用于一待測影像的偏位 補償，其中待測影像中具有圓形圖像可用以輔助定位。
在此影像偏位補償方法中，需先設(shè)定圓形圖像的一標準圓心坐標。接著，依照 上述方法找尋待測影像的圓形圖像的圓心坐標。然后再求取標準圓心坐標與所找尋 到的圓形圖像的圓心坐標的兩坐標偏移量。最后，以此偏移量作為定位補償值，進 行待測影像的重新定位。
另外，本發(fā)明并不僅限于找尋圓形圖像，也可根據(jù)所建立的影像樣板，來找尋 不同的特定圖像，如矩形、菱形..等。因此，本發(fā)明也提供了一種特定圖像找尋 方法，其是用來找尋一待測影像中的一特定圖像。找尋方法包括下列步驟擷取一 待測影像。對待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像。對黑白化影像進 行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像。接著，以相關(guān)系數(shù)法找尋馬賽克影像中與 一影像樣板最相似的特定圖像，其中影象樣板為所需的特定圖像的馬賽克圖像。
本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然而其并非用以限定本發(fā)明精祌與發(fā)明實體僅 止于上述實施例。對熟悉此項技術(shù)者，當可輕易了解并利用其它組件或方式來產(chǎn)生 相同的功效。因此，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應包含在權(quán)利 要求書內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種特定圖像找尋方法，其特征是，其是用來找尋一待測影像中的一圓形圖像的圓心坐標，所述找尋方法包括下列步驟擷取所述待測影像；對所述待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像；對所述黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像；以相關(guān)系數(shù)法找尋所述馬賽克影像中與一影像樣板最相似的所述圓形圖像，其中所述影像樣板為所需的所述圓形圖像的馬賽克圖像；取得所述圓形圖像圓心的相近坐標；將所述馬賽克影像轉(zhuǎn)換回所述黑白化影像；以所述圓形圖像圓心的相近坐標為X-Y坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得所述圓形圖像的邊緣坐標值x1、x2、y1、及y2；以及求取所述圓形圖像的圓心坐標為 id="icf0001" file="A2007101386510002C1.tif" wi="32" he="8" top= "125" left = "100" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的找尋方法，其特征是，所述方法還包括建立所需的 所述圓形圖像的馬賽克圖像做為所述影像樣板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的找尋方法，其特征是，其中對所述黑白化影像進行 馬賽克處理的步驟中，依白點權(quán)重將所述黑白化影像縮減為一酔N像素的馬賽克圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的找尋方法，其特征是，其中以所述圓形圖像圓心的 相近坐標為X-Y坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得所述圓形圖像 的邊緣坐標值的步驟中，由所述圓心的相近坐標為起始點，由圓內(nèi)向圓外尋找邊緣 的坐標值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的找尋方法，其特征是，其中對所述待測影像進行黑 白化處理的步驟前，還包括框選出所述待測影像中具有所述圓形圖像的影像范圍， 以縮小所述圓形圖像的找尋范圍。
6. —種特定圖像找尋方法，其是用來找尋一待測影像中的一特定圖像，其特 征是，所述找尋方法包括下列步驟擷取所述待測影像；對所述待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像； 對所述黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像；以及 以相關(guān)系數(shù)法找尋所述馬賽克影像中與一影像樣板最相似的所述特定圖像，其 中所述影像樣板為所需的所述特定圖像的馬賽克圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的找尋方法，其特征是，所述方法還包括建立所需的 所述特定圖像的馬賽克圖像做為所述影像樣板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的找尋方法，其特征是，其中對所述黑白化影像進行 馬賽克處理的步驟中，依白點權(quán)重將所述黑白化影像縮減為一 NfN像素的馬賽克圖 像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的找尋方法，其特征是，其中對所述待測影像進行黑 白化處理的步驟前，還包括框選出所述待測影像中具有所述特定圖像的影像范圍， 以縮小所述特定圖像的找尋范圍。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的找尋方法，其特征是，其中所述特定圖像為一圓形圖像。
11. 一種影像偏位補償方法，應用于一待測影像的偏位補償，且所述待測影像 具有一圓形圖像用以輔助定位，其特征是，所述補償方法包括下列步驟設(shè)定所述圓形圖像的一標準圓心坐標； 擷取所述待測影像；對所述待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像；對所述黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像；以相關(guān)系數(shù)法找尋所述馬賽克影像中與一影像樣板最相似的所述圓形圖像，其中所述影像樣板為所需的所述圓形圖像的馬賽克圖像；取得所述圓形圖像圓心的相近坐標； 將所述馬賽克影像轉(zhuǎn)換回所述黑白化影像；以所述圓形圖像圓心的相近坐標為X-Y坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延 伸，分別取得所述圓形圖像的邊緣坐標值x,、 x2、 y,、及y2; 求取所述圓形圖像的圓心坐標為(^i,Zl|^);求取所述標準圓心坐標與所述所述圓形圖像的圓心坐標的兩坐標偏移量；以及 以所述偏移量作為定位補償值，進行所述待測影像的重新定位。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的補償方法，其特征是，所述方法還包括建立所需 的所述圓形圖像的馬賽克圖像做為所述影像樣板。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的補償方法，其特征是，其中對所述黑白化影像進 行馬賽克處理的步驟中，依白點權(quán)重將所述黑白化影像縮減為一,N像素的馬賽克 圖像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的補償方法，其特征是，其中以所述圓形圖像圓心 的相近坐標為X-Y坐標系的原點，向X軸與Y軸兩方向延伸，分別取得所述圓形圖 像的邊緣坐標值的步驟中，由所述圓心的相近坐標為起始點，由圓內(nèi)向圓外尋找邊 緣的坐標值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的補償方法，其特征是，其中對所述待測影像進行 黑白化處理的步驟前，還包括框選出所述待測影像中具有所述圓形圖像的影像范 圍，以縮小所述圓形圖像的找尋范圍。
全文摘要
一種特定圖像找尋方法，其是用來找尋一待測影像中的一特定圖像。找尋方法包括下列步驟擷取一待測影像。對待測影像進行黑白化處理，而轉(zhuǎn)換成一黑白化影像。對黑白化影像進行馬賽克處理，而轉(zhuǎn)換成一馬賽克影像。接著，以相關(guān)系數(shù)法找尋馬賽克影像中與一影像樣板最相似的特定圖像，其中影象樣板為所需的特定圖像的馬賽克圖像。接著，再將馬賽克影像轉(zhuǎn)換回黑白化影像，以準確地找到特定圖像的特征坐標值。
文檔編號G01B11/03GK101349541SQ20071013865
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者張仲華, 蘇新卿 申請人:華碩電腦股份有限公司