一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法
【專利摘要】一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，本發(fā)明涉及引腳元件的檢測(cè)與定位方法。本發(fā)明是要解決目前定位技術(shù)不涉及BGA元件焊球的完好性檢查及模板匹配算法對(duì)模板精度要求高，方法不夠靈活，實(shí)時(shí)性差及定位精度不高的問題，而提出的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法。該方法是通過步驟一獲取BGA元件的圖像；步驟二得到二值化預(yù)處理后的圖像；步驟三得到二值化ROI圖像；步驟四標(biāo)記每個(gè)連通區(qū)域的面積；步驟五檢測(cè)標(biāo)記的連通區(qū)域；步驟六正交連通區(qū)域中心代表球型引腳連通區(qū)域檢測(cè)BGA焊球；步驟七分割出BGA元件外圍焊球的四個(gè)邊界區(qū)域；步驟八計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度和中心點(diǎn)坐標(biāo)；本發(fā)明應(yīng)用于球形引腳元件檢測(cè)與定位領(lǐng)域。
【專利說明】—種用于球形弓I腳元件的檢測(cè)與定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]面陣列封裝元件是在芯片的底部按陣列方式制作出球形凸點(diǎn)，該球形凸點(diǎn)用以代替矩形引腳，形成芯片與PCB基板之間信號(hào)傳輸?shù)耐罚Q之為球形引腳元件，近年來在各類電子產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。
[0003]面陣列封裝元件的球形引腳作為該類元件的特征，并通過對(duì)球形引腳的檢測(cè)和定位來間接實(shí)現(xiàn)整個(gè)元件的精確定位。為了保障該類元件與PCB良好連接，檢測(cè)算法還需要對(duì)球形引腳的半徑、間距以及數(shù)目進(jìn)行檢測(cè)，以檢測(cè)出元件可能存在的焊球丟失、多余、錯(cuò)位或橋接的缺陷，或者尺寸和形狀錯(cuò)誤。檢測(cè)各種球形引腳元件時(shí)，使用的算法的原理相同。目前國內(nèi)外有不少關(guān)于BGA元件定位技術(shù)的文獻(xiàn)，但大部分文獻(xiàn)并不涉及BGA元件焊球的完好性檢查(即檢查元件的焊球是否存在橋接、變形等缺陷)?，F(xiàn)有的算法一般采用模板匹配法，即先給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模板，然后將待檢測(cè)的元件與其進(jìn)行比較。但是模板匹配算法不僅對(duì)模板精度要求高，不夠靈活，還具有實(shí)時(shí)性差以及定位精度不高的問題。因此對(duì)球形引腳元件的進(jìn)行檢測(cè)與定位的算法需要進(jìn)一步的完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決目前BGA元件定位技術(shù)不涉及BGA元件焊球的完好性檢查及模板匹配算法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板精度要求高，不夠靈活，實(shí)時(shí)性差并且目前BGA元件定位技術(shù)定位精度不高的問題，而提出的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法。
[0005]上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]步驟一、采用光學(xué)照明系統(tǒng)獲取BGA元件的圖像，其中BGA元件為球形引腳元件；
[0007]步驟二、采用最大類間方差法對(duì)BGA元件的圖像進(jìn)行閾值分割，得到二值化預(yù)處理后的圖像；
[0008]步驟三、使用標(biāo)記算法標(biāo)記出二值化圖像的每個(gè)連通區(qū)域，并將每個(gè)連通區(qū)域置為前景，從而得到每個(gè)BGA元件焊球的二值化ROI圖像；
[0009]步驟四、計(jì)算步驟三標(biāo)記出的每個(gè)連通區(qū)域的面積，并排除連通區(qū)域面積不在BGA元件焊球的面積范圍內(nèi)的BGA元件焊球；
[0010]步驟五、對(duì)步驟四得到的每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行特征分析，檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域存在的缺陷、檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域尺寸和檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域形狀錯(cuò)誤；
[0011]步驟六、經(jīng)過步驟五處理后得到每個(gè)正交的連通區(qū)域的中心來代表每個(gè)球型引腳所對(duì)應(yīng)的連通區(qū)域，來檢測(cè)BGA焊球是否存在丟失、多余或錯(cuò)位；
[0012]步驟七、對(duì)于焊球沒有缺陷的元件，根據(jù)步驟六中正交的連通區(qū)域的中心分割出BGA元件外圍的焊球的四個(gè)邊界區(qū)域；
[0013]步驟八、根據(jù)四個(gè)邊界區(qū)域擬合出的邊界，計(jì)算出BGA元件精確的旋轉(zhuǎn)角度以及中心點(diǎn)坐標(biāo)；即完成了一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位。
[0014]發(fā)明效果
[0015]面陣列封裝元件的球形引腳作為該類元件的特征，并通過對(duì)球形引腳的檢測(cè)和定位來間接實(shí)現(xiàn)整個(gè)元件的精確定位。為了保障該類元件與PCB良好連接，檢測(cè)算法還需要對(duì)球形引腳的半徑、間距以及數(shù)目進(jìn)行檢測(cè)，以檢測(cè)出元件可能存在的焊球丟失、多余、錯(cuò)位或橋接的缺陷，或者尺寸和形狀錯(cuò)誤。因此，本發(fā)明將以應(yīng)用最廣泛的BGA元件為代表來進(jìn)行球形引腳元件檢測(cè)算法的研究。本發(fā)明基于連通區(qū)域標(biāo)記算法，方法靈活，對(duì)每個(gè)球形引腳進(jìn)行檢測(cè)，不需模板就能有效檢測(cè)出BGA元件焊球存在的丟失、多余、錯(cuò)位、橋接以及尺寸變形等問題，具有很好的魯棒性。本發(fā)明對(duì)元件進(jìn)行定位時(shí)，僅采用外圍的焊球，所需的計(jì)算步驟少，花費(fèi)時(shí)間少(其運(yùn)行時(shí)間達(dá)到70?80ms)，能滿足實(shí)時(shí)性的要求。并且本發(fā)明根據(jù)外圍的焊球提取亞像素來獲得精確的圓心，從而擬合出精確的邊界直線，根據(jù)邊界直線的參數(shù)獲得BGA元件精確的中心和旋轉(zhuǎn)角度，從而完成了對(duì)球形引腳元件進(jìn)行的準(zhǔn)確檢測(cè)和定位，其精度能達(dá)到0.3?0.5個(gè)像素。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是【具體實(shí)施方式】一中提出的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法的流程圖；
[0017]圖2是具體實(shí)施例一中提出的BGA元件的大小為1292X964像素，背景灰度值為0的原始圖像；
[0018]圖3是具體實(shí)施例一中提出的排除干擾后的連通區(qū)域BGA元件焊球，背景灰度值為0的不意圖；
[0019]圖4是具體實(shí)施例一中提出的按圓度、尺寸對(duì)BGA元件焊球每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行篩選后圓度、尺寸符合要求的BGA元件焊球，背景灰度值為0的示意圖；
[0020]圖5是具體實(shí)施例一中提出的按圓度、尺寸對(duì)BGA元件焊球每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行篩選后圓度、尺寸不符合要求的BGA元件焊球，背景灰度值為0的示意圖；
[0021]圖6是具體實(shí)施例一中提出的計(jì)算BGA元件焊球每個(gè)連通區(qū)域的中心并得到中心的最小外接矩形，背景灰度值為0的示意圖；
[0022]圖7是具體實(shí)施例一中提出的BGA元件的精確中心，背景灰度值為0的示意圖；
[0023]圖8是具體實(shí)施例一中提出的將BGA元件焊球連通區(qū)域中心坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)至正交的中心點(diǎn)，背景灰度值為255的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，具體是按照以下步驟制備的:
[0025]步驟一、采用光學(xué)照明系統(tǒng)獲取BGA元件的圖像，其中BGA元件為BallGridArray球形引腳元件；
[0026]步驟二、采用最大類間方差法對(duì)BGA元件的圖像進(jìn)行閾值分割，得到二值化預(yù)處理后的圖像，即為二值化圖像；
[0027]步驟三、使用標(biāo)記算法標(biāo)記出二值化圖像的每個(gè)連通區(qū)域，并將每個(gè)連通區(qū)域置為前景，從而得到每個(gè)BGA元件焊球的二值化ROI圖像；
[0028]步驟四、計(jì)算步驟三標(biāo)記出的每個(gè)連通區(qū)域的面積，并排除連通區(qū)域面積不在BGA元件焊球的面積范圍內(nèi)的BGA元件焊球；面積過小的可能是干擾點(diǎn)的連通域；面積過大可能引腳大面積橋接，或是元件的生產(chǎn)造成的缺陷等；其中，BGA元件焊球的面積范圍為每一個(gè)芯片都對(duì)應(yīng)的一系列的BGA元件焊球，一系列BGA元件焊球中的每個(gè)焊球面積都規(guī)定在一定的范圍內(nèi)，該范圍為BGA元件焊球的面積范圍，其中不同芯片都具有不同的BGA元件焊球的面積范圍；
[0029]步驟五、對(duì)步驟四得到的每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行特征分析，檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域存在的缺陷、檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域尺寸和檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域形狀錯(cuò)誤；
[0030]步驟六、經(jīng)過步驟五處理后得到每個(gè)正交的連通區(qū)域的中心來代表每個(gè)球型引腳所對(duì)應(yīng)的連通區(qū)域，檢測(cè)BGA焊球是否存在丟失、多余或錯(cuò)位等錯(cuò)誤；
[0031]步驟七、根據(jù)步驟五、步驟六判斷BGA元件焊球是否存在缺陷；對(duì)于焊球沒有缺陷的元件，根據(jù)步驟六中正交的連通區(qū)域的中心分割出BGA元件外圍的焊球的四個(gè)邊界區(qū)域；
[0032]步驟八、根據(jù)四個(gè)邊界區(qū)域擬合出的邊界，計(jì)算出BGA元件精確的旋轉(zhuǎn)角度以及中心點(diǎn)坐標(biāo)；通過以上分析，若BGA元件的焊球不存在任何缺陷，則返回BGA元件的旋轉(zhuǎn)角度和中心坐標(biāo)；若BGA元件的焊球存在缺陷，則將該元件丟棄；即完成了一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位。
[0033]本實(shí)施方式效果:
[0034]面陣列封裝元件的球形引腳作為該類元件的特征，并通過對(duì)球形引腳的檢測(cè)和定位來間接實(shí)現(xiàn)整個(gè)元件的精確定位。為了保障該類元件與PCB良好連接，檢測(cè)算法還需要對(duì)球形引腳的半徑、間距以及數(shù)目進(jìn)行檢測(cè)，以檢測(cè)出元件可能存在的焊球丟失、多余、錯(cuò)位或橋接的缺陷，或者尺寸和形狀錯(cuò)誤。因此，本實(shí)施方式將以應(yīng)用最廣泛的BGA元件為代表來進(jìn)行球形引腳元件檢測(cè)算法的研究。本實(shí)施方式基于連通區(qū)域標(biāo)記算法，方法靈活，對(duì)每個(gè)球形引腳進(jìn)行檢測(cè)，不需模板就能有效檢測(cè)出BGA元件焊球存在的丟失、多余、錯(cuò)位、橋接以及尺寸變形等問題，具有很好的魯棒性。本實(shí)施方式對(duì)元件進(jìn)行定位時(shí)，僅采用外圍的焊球，所需的計(jì)算步驟少，花費(fèi)時(shí)間少(其運(yùn)行時(shí)間達(dá)到70?80ms)，能滿足實(shí)時(shí)性的要求。并且本實(shí)施方式根據(jù)外圍的焊球提取亞像素來獲得精確的圓心，從而擬合出精確的邊界直線，根據(jù)邊界直線的參數(shù)獲得BGA元件精確的中心和旋轉(zhuǎn)角度，從而完成了對(duì)球形引腳元件進(jìn)行的準(zhǔn)確檢測(cè)和定位，其精度能達(dá)到0.3?0.5個(gè)像素。
[0035]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟三所述使用標(biāo)記算法標(biāo)記出二值化圖像的每個(gè)連通區(qū)域的具體過程為:
[0036]連通區(qū)域標(biāo)記算法可以采用兩遍掃描法實(shí)現(xiàn):
[0037]步驟一、將BGA元件焊球的二值化ROI圖像進(jìn)行第一遍掃描，獲取二值化ROI圖像像素點(diǎn)臨時(shí)標(biāo)號(hào):
[0038](I)使用 8 鄰域連通規(guī)則,8 鄰域坐標(biāo)為(x-1, y)、(x+1, y)、(x, y_l)、(x, y+1)、(x-1, y-1) (x-1, y+1)、(x+1, y-1)和(x+1, y+1),標(biāo)記整幅圖像的所有像素點(diǎn)的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)，得到二值化ROI圖像像素點(diǎn)的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)矩陣；設(shè)某二值化ROI圖像像素點(diǎn)(X，y), 二值化ROI圖像像素點(diǎn)臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)為label (x, y);計(jì)數(shù)器NumberOfRegion表示當(dāng)前找到的臨時(shí)連通域的個(gè)數(shù)，初始值為O ;
[0039](2)從二值化ROI圖像左上角開始掃描圖像過程為:即從儲(chǔ)存圖像像素的矩陣的0行0列開始掃描，從上到下，每一行從左到右掃描(和二維矩陣的掃描過程是一樣的)；當(dāng)掃描到二值化ROI圖像像素點(diǎn)(x，y)時(shí)，已完成了(x，y)像素點(diǎn)上邊鄰接的像素點(diǎn)和(x, y)像素點(diǎn)左邊鄰接的像素點(diǎn)的掃描，，從而確定了 label (x-1, y)、label (x_l, y_l)、label (x-1, y+1)和 label (x, y-1)的值；
[0040](3)當(dāng)坐標(biāo)為(x，y)的像素點(diǎn)和相鄰的像素點(diǎn)的值相同，則這些像素點(diǎn)被認(rèn)為是連通的；如果像素點(diǎn)(X，y)和(X，y)上邊的像素點(diǎn)(x_l，y)、(x_l, y_l)、(x_l, y+1)和(x, y)左邊的像素點(diǎn)(x, y-1)連通，貝丨J label (x, y)等于 label (x_l, y)、label (x_l, y-1)、label (x-1, y+1)和 label (x, y-1)當(dāng)中最小的；
[0041](4)如果像素點(diǎn)(x, y)和(X，y)上邊的像素點(diǎn)(x_l, y)、(x_l, y_l)、(x-ly+1)和(x, y)左邊的像素點(diǎn)(x, y-1)不連通,且像素點(diǎn)(X，y)的灰度值為255,則增加一個(gè)新的臨時(shí)連通區(qū)域，即計(jì)數(shù)器NumberOfRegion加I,然后將新的NumberOfRegion作為像素點(diǎn)(x, y)的臨時(shí)連通標(biāo)號(hào)，即 label (X，y) =NumberOfRegion ；
[0042]步驟二、將第一遍掃描得到的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)label值矩陣進(jìn)行第二遍掃描，用等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)標(biāo)記第一遍掃描中所屬共同連通域的各臨時(shí)標(biāo)號(hào)；獲得臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)所屬的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)；
[0043](I)由于4鄰域和8鄰域的模板核過小，無法一次正確標(biāo)記所有的目標(biāo)，會(huì)有大量等價(jià)標(biāo)號(hào)存在，其中等價(jià)標(biāo)號(hào)為對(duì)于具有不同臨時(shí)標(biāo)號(hào)的連通區(qū)域是連通的，那么這些臨時(shí)標(biāo)號(hào)的連通區(qū)域是等價(jià)的；掃描二值化ROI圖像像素點(diǎn)的臨時(shí)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)矩陣，對(duì)于二值化ROI圖像像素點(diǎn)的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)矩陣中的像素點(diǎn)(x，y)，若在二值化ROI圖像像素點(diǎn)(x，y)的灰度值為255，則在像素點(diǎn)(x，y)的上邊和左邊的像素點(diǎn)(x_l，y_l)、(x_l，y)、(x-1, y+1)和(x，y-1)中找到灰度值為255的像素點(diǎn)，并找到灰度值為255的像素點(diǎn)當(dāng)中最小的等價(jià)連通標(biāo)號(hào)，將最小的等價(jià)連通標(biāo)號(hào)作為找到灰度值為255的像素點(diǎn)的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)；
[0044](2)若像素點(diǎn)(X，y)灰度值為255，且像素點(diǎn)(x, y)和(x, y)上邊的像素點(diǎn)、(x, y)左邊的像素點(diǎn)不具有連通性質(zhì)，則增加一個(gè)新的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)，并將像素點(diǎn)(x，y)的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)等于這個(gè)新的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)；
[0045](3)掃描完成后，所有像素點(diǎn)的連通區(qū)域標(biāo)號(hào)都正確標(biāo)記，將次序混亂的等價(jià)連通標(biāo)號(hào)重新定序，確保目標(biāo)連通域標(biāo)號(hào)連續(xù)；
[0046](4)將具有等價(jià)連通域標(biāo)號(hào)的連通區(qū)域合并后，矩陣中的像素點(diǎn)(x，y)的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)為最終所得的目標(biāo)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0047]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟四所述的計(jì)算步驟三標(biāo)記出的每個(gè)連通區(qū)域的面積，并排除連通區(qū)域面積不在BGA元件焊球的面積范圍的BGA元件焊球的具體過程為:
[0048](I)連通區(qū)域的面積為該連通區(qū)域中像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)；
[0049](2)對(duì)于BGA的每個(gè)焊球，其二值化后的圖像面積在BGA元件焊球的面積范圍內(nèi)，對(duì)于同一個(gè)球形引腳元件，其球形焊點(diǎn)的大小是基本一致的，其中球形焊點(diǎn)為BGA的焊球；
[0050](3) 二值化后的圖像中存在的干擾也會(huì)在連通區(qū)域標(biāo)記過程中被標(biāo)記出來，但干擾面積一般都很小可直接排除；
[0051](4)為了便于識(shí)別，標(biāo)記出BGA元件的特定標(biāo)志，標(biāo)記出的特定標(biāo)志面積一般大于BGA焊球的面積，并且有特定的形狀，故也可以很容易提起出來，用于確定BGA元件的方位。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0052]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟五所述的對(duì)步驟四得到的每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行特征分析，檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域存在的缺陷、檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域尺寸和檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域形狀錯(cuò)誤主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面檢測(cè):
[0053](I)、計(jì)算每個(gè)連通區(qū)域在原圖中的灰度平均值
【權(quán)利要求】
1.一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的: 步驟一、采用光學(xué)照明系統(tǒng)獲取BGA元件的圖像，其中BGA元件為球形引腳元件； 步驟二、采用最大類間方差法對(duì)BGA元件的圖像進(jìn)行閾值分割，得到二值化預(yù)處理后的圖像； 步驟三、使用標(biāo)記算法標(biāo)記出二值化圖像的每個(gè)連通區(qū)域，并將每個(gè)連通區(qū)域置為前景，從而得到每個(gè)BGA元件焊球的二值化ROI圖像； 步驟四、計(jì)算步驟三標(biāo)記出的每個(gè)連通區(qū)域的面積，并排除連通區(qū)域面積不在BGA元件焊球的面積范圍內(nèi)的BGA元件焊球； 步驟五、對(duì)步驟四得到的每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行特征分析，檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域存在的缺陷、檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域尺寸和檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域形狀錯(cuò)誤； 步驟六、經(jīng)過步驟五處理后得到每個(gè)正交的連通區(qū)域的中心來代表每個(gè)球型引腳所對(duì)應(yīng)的連通區(qū)域，檢測(cè)BGA焊球是否存在丟失、多余或錯(cuò)位； 步驟七、對(duì)于焊球沒有缺陷的元件，根據(jù)步驟六中正交的連通區(qū)域的中心分割出BGA元件外圍的焊球的四個(gè)邊界區(qū)域； 步驟八、根據(jù)四個(gè)邊界區(qū)域擬合出的邊界，計(jì)算出BGA元件精確的旋轉(zhuǎn)角度以及中心點(diǎn)坐標(biāo)；即完成了一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于步驟三所述使用標(biāo)記算法標(biāo)記出二值化圖像的每個(gè)連通區(qū)域的具體過程為: 連通區(qū)域標(biāo)記算法可以采用兩遍掃描法實(shí)現(xiàn): 步驟一、將BGA元件焊球的二值化ROI圖像進(jìn)行第一遍掃描，獲取二值化ROI圖像像素點(diǎn)臨時(shí)標(biāo)號(hào): (1)按8鄰域連通規(guī)則，其中8鄰域坐標(biāo)為(x-1,y)、(x+1, y)、(x, y-1)、(x, y+1)、(x-1, y-1) (x-1, y+1)、(x+1, y-1)和(x+1, y+1),標(biāo)記整幅圖像的所有像素點(diǎn)的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)，得到二值化ROI圖像像素點(diǎn)的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)矩陣；設(shè)某二值化ROI圖像像素點(diǎn)(X，y) , 二值化ROI圖像像素點(diǎn)臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)為label (x, y)； (2)從二值化ROI圖像左上角開始掃描圖像過程為:從儲(chǔ)存圖像像素的矩陣的0行0列開始掃描，從上到下，每一行從左到右掃描；當(dāng)掃描到二值化ROI圖像像素點(diǎn)(x，y)時(shí)，已完成了(x，y)像素點(diǎn)上邊鄰接的像素點(diǎn)和(x，y)像素點(diǎn)左邊鄰接的像素點(diǎn)的掃描，從而確定了 label (x-1, y)、label (x_l, y-1)、label (x_l, y+1)和 label (x, y-1)的值； (3)當(dāng)坐標(biāo)為(x，y)的像素點(diǎn)和相鄰的像素點(diǎn)的值相同，則這些像素點(diǎn)被認(rèn)為是連通的；如果像素點(diǎn)(X，y)和(X，y)上邊的像素點(diǎn)(x_l，y)、(x_l, y_l)、(x_l, y+1)和(x, y)左邊的像素點(diǎn)(x, y-1)連通，則 label (x, y)等于 label (x_l, y)、label (x_l, y-1)、label (x-1, y+1)和 label (x, y-1)當(dāng)中最小的； (4)如果像素點(diǎn)(x,y)和(X，y)上邊的像素點(diǎn)(x_l, y)、(x_l, y-1)、(x-ly+1)和(x, y)左邊的像素點(diǎn)(x，y-1)不連通，且像素點(diǎn)(x，y)的灰度值為255，則增加一個(gè)新的臨時(shí)連通區(qū)域； 步驟二、將第一遍掃描得到的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)label值矩陣進(jìn)行第二遍掃描，用等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)標(biāo)記第一遍掃描中所屬共同連通域的各臨時(shí)標(biāo)號(hào)；獲得臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)所屬的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)； (1)掃描二值化ROI圖像像素點(diǎn)的臨時(shí)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)矩陣，對(duì)于二值化ROI圖像像素點(diǎn)的臨時(shí)連通域標(biāo)號(hào)矩陣中的像素點(diǎn)(x，y)，若在二值化ROI圖像像素點(diǎn)(x，y)的灰度值為.255,則在像素點(diǎn)(X，y)的上邊和左邊的像素點(diǎn)(x_l, y_l)、(x_l, y)、(x_l, y+1)和(x, y-1)中找到灰度值為255的像素點(diǎn)，并找到灰度值為255的像素點(diǎn)當(dāng)中最小的等價(jià)連通標(biāo)號(hào)，將最小的等價(jià)連通標(biāo)號(hào)作為找到灰度值為255的像素點(diǎn)的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)； (2)若像素點(diǎn)(x，y)灰度值為255,且像素點(diǎn)(x,y)和(x, y)上邊的像素點(diǎn)、(x, y)左邊的像素點(diǎn)不具有連通性質(zhì)，則增加一個(gè)新的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)，并將像素點(diǎn)(x，y)的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)等于這個(gè)新的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)； (3)掃描完成后，所有像素點(diǎn)的連通區(qū)域標(biāo)號(hào)都正確標(biāo)記，將次序混亂的等價(jià)連通標(biāo)號(hào)重新定序； (4)將具有等價(jià)連通域標(biāo)號(hào)的連通區(qū)域合并后，矩陣中的像素點(diǎn)(x，y)的等價(jià)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)為最終所得的目標(biāo)連通區(qū)域標(biāo)號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于步驟四所述的計(jì)算步驟三標(biāo)記出的每個(gè)連通區(qū)域的面積，并排除BGA元件焊球連通區(qū)域面積不在BGA元件焊球的面積范圍的BGA元件焊球的具體過程為: (1)連通區(qū)域的面積為該連通區(qū)域中像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)； (2)對(duì)于BGA的每個(gè)焊球，其二值化后的圖像面積在BGA元件焊球的面積范圍內(nèi)； (3)二值化后的圖像中存在的干擾也會(huì)在連通區(qū)域標(biāo)記過程中被標(biāo)記出來，但干擾面積一般都很小可直接排除； (4)標(biāo)記出BGA元件的特定標(biāo)志，標(biāo)記出的特定標(biāo)志面積一般大于BGA焊球的面積，并且有特定的形狀，用于確定BGA元件的方位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于步驟五所述的對(duì)步驟四得到的每個(gè)連通區(qū)域進(jìn)行特征分析，檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域存在的缺陷、檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域尺寸和檢測(cè)每個(gè)連通區(qū)域形狀錯(cuò)誤主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面檢測(cè): (1)、計(jì)算每個(gè)連通區(qū)域在原圖中的灰度平均值
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于步驟六所述經(jīng)過步驟五處理后得到每個(gè)正交的連通區(qū)域的中心來代表每個(gè)BGA焊球連通區(qū)域，檢測(cè)BGA焊球是否存在丟失，多余或錯(cuò)位等錯(cuò)誤的過程為: (1)求取每個(gè)連通區(qū)域的中心:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于步驟七所述根據(jù)步驟五、步驟六判斷BGA元件焊球是否存在缺陷的主要過程為: (1)對(duì)于焊球沒有缺陷的元件，根據(jù)步驟六中正交的連通區(qū)域的中心，可以分割出BGA元件外圍的焊球的連通區(qū)域； (2)將分割出元件外圍的焊球的連通區(qū)域按照其空間分布劃分為北方NORTH、南方SOUTH、東方EAST和西方WEST四組，并找到其在原始圖像中的位置； (3)確定邊界的每個(gè)焊球的R0I，并提取亞像素邊緣；亞像素插值點(diǎn)的計(jì)算公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于球形引腳元件的檢測(cè)與定位方法，其特征在于步驟八根據(jù)四個(gè)邊界區(qū)域擬合出的邊界，計(jì)算出BGA元件精確的旋轉(zhuǎn)角度以及中心點(diǎn)坐標(biāo)的過程為: (1)對(duì)于四個(gè)邊界區(qū)域中的連通域的中心點(diǎn)，擬合出一條直線，得到邊界所在的4條直線.(2)這4條直線則圍成一個(gè)矩形，根據(jù)直線參數(shù)能計(jì)算出相鄰兩個(gè)邊所在直線的交點(diǎn)，相鄰兩個(gè)邊所在直線的交點(diǎn)為一個(gè)矩形的頂點(diǎn)； (3)最終得到矩形的4個(gè)頂點(diǎn)后,求得4個(gè)頂點(diǎn)的中心坐標(biāo),為元件的中心坐標(biāo)； (4)根據(jù)擬合出的直線的斜 率，可計(jì)算出直線與X坐標(biāo)軸正方向的夾角，夾角為元件的旋轉(zhuǎn)角度。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103745475SQ201410028039
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】高會(huì)軍, 周亞飛, 張歡歡, 邱一帆, 李志成, 丁長興, 孫昊 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)