專利名稱：圖像處理方法及圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于判別標(biāo)記的圖像處理方法及圖像處理裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)二維或立體的標(biāo)記進(jìn)行拍攝，并將該拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理而進(jìn)行標(biāo)記識(shí)別等的技術(shù)，例如應(yīng)用于向基板上安裝電子部件的電子部件安裝裝置的領(lǐng)域中。在電子部件安裝裝置所使用的圖像處理裝置中，為了在電子部件中示出極性，而在部件的角部形成可以判別極性的球、焊盤(pán)部等立體標(biāo)記或平面標(biāo)記(下面，將它們稱為極性判別標(biāo)記)，通過(guò)在安裝時(shí)對(duì)它們進(jìn)行拍攝，從而確定電子部件的極性，進(jìn)行部件朝向是否正確的判定、以及安裝中的電子部件朝向的修正。在上述圖像處理裝置中，作為極性判別標(biāo)記的形狀的判別方法，采用歸一化互相關(guān)匹配。 例如在圖28(A)所示的四邊形的極性判別標(biāo)記(■)和圖28⑶所示的圓形的極性判別標(biāo)記( )的形狀判別的情況下，分別預(yù)先準(zhǔn)備四邊形的極性判別標(biāo)記和圓形的極性判別標(biāo)記的各自的模型模板，利用它們與極性判別標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)之間的相關(guān)量，判別該標(biāo)記的形狀是四邊形還是圓形。但是，如果標(biāo)記尺寸較小，則有時(shí)無(wú)法利用歸一化互相關(guān)匹配進(jìn)行判別，因此，在上述現(xiàn)有的圖像處理裝置中，還通過(guò)進(jìn)行拍攝圖像數(shù)據(jù)的放大處理而取得輪廓信息，進(jìn)行圓度的計(jì)算，將輪廓點(diǎn)的斜度矢量與模型進(jìn)行對(duì)照而進(jìn)行形狀判別，從而解決上述問(wèn)題(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2006-112930號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于上述專利文獻(xiàn)I的現(xiàn)有技術(shù)在識(shí)別標(biāo)記時(shí)，將標(biāo)記的圓度作為指標(biāo)，所以限定于標(biāo)記是圓形還是除此之外的形狀的判定，無(wú)法對(duì)各種形狀的標(biāo)記分別進(jìn)行識(shí)別。另外，在電子部件安裝的領(lǐng)域中，并不限定于電子部件的極性判別，針對(duì)在基板上配置的定位用標(biāo)記(以下稱為基板標(biāo)記)也進(jìn)行拍攝圖像的圖像處理，進(jìn)行各種判別。對(duì)于基板標(biāo)記，存在由于缺失或臟污而無(wú)法得到清晰的標(biāo)記圖像、或者由于基板的不同而使標(biāo)記尺寸產(chǎn)生偏差的情況。在上述情況下，也可以通過(guò)對(duì)基板標(biāo)記和相同形狀的模型標(biāo)記進(jìn)行歸一化互相關(guān)匹配而進(jìn)行定位，但無(wú)法避免定位精度的降低。因此，無(wú)法準(zhǔn)確地識(shí)別標(biāo)記的尺寸或朝向。本發(fā)明的目的在于，可以進(jìn)行各種形狀的標(biāo)記的識(shí)別、以及存在缺失或臟污等的標(biāo)記的識(shí)別。技術(shù)方案I所述的發(fā)明為一種圖像處理方法，其用于在將電子部件向基板安裝時(shí)，根據(jù)對(duì)所述電子部件或所述基板上所帶有的標(biāo)記進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記的識(shí)別，
該圖像處理方法的特征在于，具有下述工序中心確定工序，在該工序中，根據(jù)所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù),確定該標(biāo)記的中心位置；數(shù)據(jù)變換工序，在該工序中，根據(jù)所述標(biāo)記的中心位置，取得所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)；以及形狀判別工序，在該工序中，根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線的形狀特征，對(duì)標(biāo)記的形狀進(jìn)行判別。技術(shù)方案2所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案I所述的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且具有下述工序第一特征點(diǎn)確定工序，在該工序中，在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，沿極坐標(biāo)的矢徑方向，確定多個(gè)成為極值的特征點(diǎn)或成為尖銳形狀的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)；
逆變換工序，在該工序中，將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及形態(tài)要素確定工序，在該工序中，根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。技術(shù)方案3所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案I所述的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且具有噪聲確定工序，在該工序中，根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處的邊緣斜度矢量，確定噪聲部分。技術(shù)方案4所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案3所述的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且具有下述工序第二特征點(diǎn)確定工序，在該工序中，在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，對(duì)除了所述噪聲部分之外的范圍內(nèi)的任意位置處的特征點(diǎn)進(jìn)行確定，其中，該特征點(diǎn)由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成；逆變換工序，在該工序中，將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及形態(tài)要素確定工序，在該工序中，根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。技術(shù)方案5所述的發(fā)明為一種圖像處理裝置，其用于在將電子部件向基板安裝時(shí)，根據(jù)對(duì)所述電子部件或所述基板上所帶有的標(biāo)記進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記的識(shí)別，其特征在于，具有中心確定單元，其根據(jù)所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)，確定該標(biāo)記的中心位置；數(shù)據(jù)變換單元，其根據(jù)所述標(biāo)記的中心位置，取得所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)；以及形狀判別單元，其根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線的形狀特征，對(duì)標(biāo)記的形狀進(jìn)行判別。技術(shù)方案6所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案5所述的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且具有第一特征點(diǎn)確定單元，其在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，沿極坐標(biāo)的矢徑方向，確定多個(gè)成為極值的特征點(diǎn)或成為尖銳形狀的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)；逆變換單元，其將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及形態(tài)要素確定單元，其根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。技術(shù)方案7所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案5所述的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且具有噪聲確定單元，其根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處的邊緣斜度矢量，確定噪聲部分。技術(shù)方案8所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術(shù)方案7所述的發(fā)明相同的結(jié)構(gòu)，并且具有第二特征點(diǎn)確定單元，其在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，對(duì)除了所述噪聲部分之外的范圍內(nèi)的任意位置處的特征點(diǎn)進(jìn)行確定，其中，該特征點(diǎn)由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成；逆變換單元，其將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及形態(tài)要素確定單元，其根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。發(fā)明的效果技術(shù)方案I及5所述的發(fā)明，由于將標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)變換為極坐標(biāo)，根據(jù)極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和標(biāo)記之間的邊界線的形狀特征判別標(biāo)記的形狀，所以可以容易地針對(duì)各種標(biāo)記形狀提取顯著的形狀特征，并不限定于是否為圓形的判定，可以對(duì)各種形狀的標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別。 另外，由于在標(biāo)記的形狀判別中，并不一定需要?dú)w一化互相關(guān)匹配，所以在標(biāo)記的形狀種類(lèi)各異的情況下，無(wú)需與全部標(biāo)記形狀進(jìn)行匹配運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)處理時(shí)間的縮短。技術(shù)方案2及6所述的發(fā)明，通過(guò)對(duì)極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和標(biāo)記之間的邊界線處成為凸起形狀部或凹陷形狀部的多個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行確定，并將該特征點(diǎn)恢復(fù)為二維坐標(biāo)，從而可以高精度地提取標(biāo)記的形狀特征點(diǎn)的位置，可以根據(jù)上述特征點(diǎn)位置而高精度地求出標(biāo)記的大小或朝向。技術(shù)方案3及7所述的發(fā)明，根據(jù)極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和標(biāo)記之間的邊界線處的邊緣斜度矢量，確定噪聲部分。由于圖像內(nèi)的噪聲大多相對(duì)于周?chē)狞c(diǎn)而具有不同性質(zhì)的形狀特征，所以在變換為極坐標(biāo)形式的情況下，其邊緣斜度矢量示出與周?chē)煌膬A角，可以根據(jù)該顯著性而容易地提取噪聲。并且，由此可以容易地實(shí)施噪聲對(duì)策。技術(shù)方案4及8所述的發(fā)明，由于使用除了邊界線處的噪聲之外的位置處的特征點(diǎn)，進(jìn)行標(biāo)記的大小或朝向的計(jì)算，所以可以精度更高地取得標(biāo)記的大小或朝向。


圖I是表示本實(shí)施方式所涉及的電子部件安裝裝置的整體的俯視圖。圖2是表示電子部件安裝裝置的控制系統(tǒng)的框圖。圖3是表示標(biāo)記的判別處理的流程圖。圖4是表示圓形標(biāo)記的尺寸及中心的圖。圖5(A)是表示標(biāo)記的拍攝圖像的源圖像坐標(biāo)系的圖，圖5(B)是表示以標(biāo)記中心為原點(diǎn)的極坐標(biāo)系的圖。圖6 (A)是圓形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖6 (B)表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖7⑷是正方形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖7⑶表示其極坐標(biāo)變換圖像例。
圖8 (A)是正三角形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖8⑶表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖9 (A)是十字形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖9⑶表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖10(A)是點(diǎn)對(duì)稱地排列兩個(gè)正方形形狀的標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖10(B)表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖11 (A)是長(zhǎng)方形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖11 (B)表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖12(A)是平行四邊形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖12⑶表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖13(A)是梯形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖13⑶表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖14(A)是含有鈍角的四邊形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖14(B)表示其極坐標(biāo)變換圖像例。 圖15(A)是四角星形標(biāo)記的實(shí)際圖像例，圖15(B)表示其極坐標(biāo)變換圖像例。圖16是表示輪廓線的凸起和凹陷的成對(duì)數(shù)量的取得方法的圖。圖17是表示輪廓線的凸起和凹陷的產(chǎn)生周期的圖。圖18是表示兩條輪廓線中的凸起或凹陷的0軸方向的相位差的圖。圖19是表示模板匹配中的誤差影響的圖。圖20是表示在圓形標(biāo)記的中心精度不正確的情況下對(duì)輪廓線產(chǎn)生的影響的圖。圖21是表示在圓形標(biāo)記的中心精度不正確的情況下對(duì)輪廓線產(chǎn)生影響的發(fā)生原因的圖。圖22是表示正方形標(biāo)記的中心精度不正確的狀態(tài)的圖。圖23是表示在正方形標(biāo)記的中心精度不正確的情況下對(duì)輪廓線產(chǎn)生的影響的圖。圖24是圖23中的區(qū)域E的放大圖。圖25是表示圓形標(biāo)記的拍攝圖像的圖。圖26(A)是對(duì)圓形標(biāo)記的拍攝圖像進(jìn)行極坐標(biāo)變換后的圖，圖26(B)是表不其邊緣斜度矢量的圖，圖26(C)是對(duì)邊緣斜度矢量進(jìn)行一次微分后的圖，圖26(D)是表示圖26(A)的垂直總和的圖。圖27是表示圓形標(biāo)記的模板匹配的去除區(qū)域的圖。圖28(A)表示四邊形的極性判別標(biāo)記，圖28(B)是表示圓形的極性判別標(biāo)記的圖。
具體實(shí)施例方式(發(fā)明的實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu))基于圖I至圖27，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，將電子部件的極性判別標(biāo)記及基板上所帶有的基板標(biāo)記簡(jiǎn)略地統(tǒng)稱為標(biāo)記M，在電子部件安裝裝置100上搭載圖像處理裝置10，其用于對(duì)上述標(biāo)記M的拍攝圖像進(jìn)行圖像處理，進(jìn)行標(biāo)記M的判別、標(biāo)記M的位置、大小、朝向的檢測(cè)，示出在向基板K上進(jìn)行電子部件C的安裝動(dòng)作控制中使用的情況下的例子。(電子部件安裝裝置)圖I是電子部件安裝裝置100的俯視圖，圖2是表示控制系統(tǒng)的框圖。電子部件安裝裝置100向基板K進(jìn)行各種電子部件C的搭載，其作為電子部件C的搭載單元，如圖I所示具有多個(gè)電子部件供給器101，其供給要搭載的電子部件C ;作為電子部件供給部的供給器收容部102，其排列并保持多個(gè)電子部件供給器101 ;基板輸送單元103，其沿固定方向輸送基板；搭載作業(yè)部104，其用于對(duì)設(shè)置于該基板輸送單元103的基板輸送路徑中途的基板進(jìn)行電子部件搭載作業(yè)；作為部件保持單元的搭載頭106，其保持對(duì)電子部件進(jìn)行吸附的吸附嘴105，從而進(jìn)行電子部件的保持；作為搭載頭移動(dòng)單元的X-Y龍門(mén)架107，其將搭載頭106向規(guī)定范圍內(nèi)的任意位置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輸送；標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115及高解析度照相機(jī)116，其對(duì)吸附在吸附嘴105上的電子部件進(jìn)行拍攝；照明裝置117，其向拍攝位置照射照明光；基板照相機(jī)118，其搭載于搭載頭106上，對(duì)基板K的基板標(biāo)記進(jìn)行拍攝；照明裝置119，其向基板K的拍攝位置照射照明光；控制裝置120，其對(duì)電子部件安裝裝置100的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制；以及圖像處理裝置10，其對(duì)照相機(jī)115、116、118的拍攝圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的圖像處理。圖像處理裝置10根據(jù)由照相機(jī)115、116拍攝到的電子部件C的拍攝圖像，識(shí)別極性判別標(biāo)記的種類(lèi)，其結(jié)果，向控制裝置120輸出而反映在搭載頭106的定位動(dòng)作中。另外，圖像處理裝置10根據(jù)由照相機(jī)118拍攝到的基板K的拍攝圖像，判別基板 標(biāo)記的位置、大小、朝向，其結(jié)果，向控制裝置120輸出而反映在搭載頭106的定位動(dòng)作中。標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115、高解析度照相機(jī)116及基板用照相機(jī)118均為CXD照相機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115和高解析度照相機(jī)116是根據(jù)進(jìn)行搭載的電子部件的電子部件尺寸而區(qū)分使用的。在下面的記載中，以使用標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115為前提進(jìn)行說(shuō)明。另外，在以下的說(shuō)明中，將沿水平面彼此正交的一個(gè)方向作為X軸方向，將另一個(gè)方向作為Y軸方向,將垂直上下方向稱為Z軸方向?；遢斔蛦卧?03具有未圖示的輸送帶，利用該輸送帶將基板沿X軸方向輸送。另外，如上述所示，在基板輸送單元103的基板輸送路徑中途，設(shè)置有將電子部件向基板上搭載的搭載作業(yè)部104?；遢斔蛦卧?03將基板輸送至搭載作業(yè)部104處并停止，利用未圖示的保持機(jī)構(gòu)進(jìn)行基板的保持。即，在基板由保持機(jī)構(gòu)進(jìn)行保持的狀態(tài)下，進(jìn)行穩(wěn)定的電子部件的搭載作業(yè)。搭載頭106設(shè)置有吸附嘴105，其前端部利用空氣吸引而保持電子部件；作為驅(qū)動(dòng)源的Z軸電動(dòng)機(jī)111，其對(duì)該吸附嘴105沿Z軸方向驅(qū)動(dòng)；以及作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的0軸電動(dòng)機(jī)112，其對(duì)由吸附嘴105保持的電子部件以Z軸方向?yàn)橹行倪M(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。另外，各吸附嘴105與負(fù)壓發(fā)生裝置108連接，通過(guò)在該吸附嘴105的前端部進(jìn)行進(jìn)氣吸引而吸附及保持電子部件。S卩，根據(jù)上述構(gòu)造，在搭載作業(yè)時(shí)，在吸附嘴105的前端部處，從規(guī)定的電子部件供給器101吸附電子部件，在規(guī)定位置使吸附嘴105向基板下降，同時(shí)使吸附嘴105旋轉(zhuǎn)，從而在調(diào)整電子部件朝向的同時(shí)進(jìn)行搭載作業(yè)。另外，上述各照相機(jī)115、116搭載于基座114上，通過(guò)X-Y龍門(mén)架107將搭載頭106相對(duì)于各照相機(jī)115、116進(jìn)行定位而被拍攝。各照相機(jī)115、116以從基座114朝向上方的狀態(tài)被保持，從下方對(duì)吸附在吸附嘴105上的電子部件C進(jìn)行拍攝，并將極性判別標(biāo)記的拍攝圖像向圖像處理裝置10輸出。另外，基板照相機(jī)118搭載于搭載頭106上，通過(guò)X-Y龍門(mén)架107而使搭載頭106移動(dòng)至位于搭載作業(yè)部104處的基板K上方，利用基板照相機(jī)118從規(guī)定的拍攝位置對(duì)基板K的基板標(biāo)記進(jìn)行拍攝。
基板照相機(jī)118以朝向下方的狀態(tài)被保持，從上方拍攝基板K，并將基板標(biāo)記的拍攝圖像向圖像處理裝置10輸出。X-Y龍門(mén)架107具有X軸導(dǎo)軌107a，其沿X軸方向引導(dǎo)搭載頭106的移動(dòng)；兩根Y軸導(dǎo)軌107b，其將搭載頭106與該X軸導(dǎo)軌107a —起沿Y軸方向引導(dǎo)；作為驅(qū)動(dòng)源的X軸電動(dòng)機(jī)109，其使搭載頭106沿X軸方向移動(dòng)；以及作為驅(qū)動(dòng)源的Y軸電動(dòng)機(jī)110，其經(jīng)由X軸導(dǎo)軌107a而使搭載頭106沿Y軸方向移動(dòng)。并且，通過(guò)各個(gè)電動(dòng)機(jī)109、110的驅(qū)動(dòng)，可以將搭載頭106在位于兩根Y軸導(dǎo)軌107b之間的大致整個(gè)區(qū)域中進(jìn)行輸送。此外，通過(guò)將各電動(dòng)機(jī)的各自的旋轉(zhuǎn)量由控制裝置120進(jìn)行識(shí)別，并進(jìn)行控制以得到期望的旋轉(zhuǎn)量，從而經(jīng)由搭載頭106進(jìn)行吸附嘴105及各照相機(jī)115、116的定位。另外，根據(jù)電子部件的需要，所述供給器收容部102、搭載作業(yè)部104都可以配置在X-Y龍門(mén)架107能夠輸送搭載頭106的區(qū)域內(nèi)。在供給器收容部102中，沿X軸方向排列并載置裝備有多個(gè)電子部件供給器101。各電子部件供給器101的后端部保持未圖示的帶盤(pán)，該帶盤(pán)卷繞有將電子部件排列為一列并封入的部件收容帶，部件收容帶從帶盤(pán)至電子部件供給器101的前端部、即設(shè)置于基板側(cè)端部的上側(cè)的部件交接位置IOla為止被拉出，在該部件交接位置IOla處，由吸附嘴105進(jìn)行電子部件的吸附?？刂蒲b置120記錄有搭載程序和部件數(shù)據(jù)，其中，該搭載程序確定向基板K上搭載的電子部件C的列表、搭載順序、各電子部件的部件吸附位置，即從哪一個(gè)電子部件供給器101獲取、以及確定基板K上的搭載位置，該部件數(shù)據(jù)確定基板K的拍攝位置、各電子部件所帶有的極性判別標(biāo)記的形狀類(lèi)別、極性判別標(biāo)記設(shè)置在電子部件的哪個(gè)位置處等，根據(jù)該 搭載程序，控制X軸電動(dòng)機(jī)109、Y軸電動(dòng)機(jī)110及Z軸電動(dòng)機(jī)111，進(jìn)行搭載頭106的定位控制。另外，該控制裝置120針對(duì)吸附時(shí)的電子部件，使0軸電動(dòng)機(jī)112驅(qū)動(dòng)而使吸附嘴105旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行角度校正控制，利用X軸電動(dòng)機(jī)109及Y軸電動(dòng)機(jī)110進(jìn)行位置校正控制。所述控制裝置120在由吸附嘴105吸附電子部件C后，利用標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115或高解析度照相機(jī)116進(jìn)行拍攝，基于根據(jù)該拍攝圖像而由圖像處理裝置10求出的電子部件的極性，進(jìn)行電子部件C的安裝控制。另外，如果基板K被輸送至搭載作業(yè)部104，則控制裝置120將搭載頭106輸送至基板標(biāo)記的拍攝位置，利用基板用照相機(jī)118進(jìn)行拍攝，基于根據(jù)該拍攝圖像而由圖像處理裝置10求出的基板的準(zhǔn)確位置及朝向，進(jìn)行電子部件C的安裝控制。(圖像處理裝置)圖像處理裝置10具有控制部11，其對(duì)圖像處理裝置整體進(jìn)行控制；A/D變換器12，其對(duì)各照相機(jī)115、116、118的圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化；圖像存儲(chǔ)器13，其存儲(chǔ)數(shù)字化后的拍攝圖像數(shù)據(jù)；運(yùn)算部14，其基于拍攝圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行標(biāo)記的識(shí)別等圖像處理；作業(yè)用存儲(chǔ)器15，其成為圖像處理及各部分的控制中的作業(yè)區(qū)域；接口 17，其進(jìn)行圖像處理裝置10的控制部11與控制裝置120之間的數(shù)據(jù)通信；部件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19，其對(duì)經(jīng)由接口 17從控制裝置120接收到的部件數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；以及標(biāo)記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16，其存儲(chǔ)各種與極性判別標(biāo)記及基板標(biāo)記的形狀特征相關(guān)的數(shù)據(jù)、以及各種標(biāo)記的模板數(shù)據(jù)等。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，作為電子部件安裝裝置100，如果控制裝置120讀入搭載程序和部件數(shù)據(jù)，則利用搭載頭106的吸附嘴105吸附電子部件C，并向標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115的拍攝位置移動(dòng)。然后，對(duì)電子部件C的極性判定標(biāo)記進(jìn)行拍攝，并且將拍攝圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器13中。另一方面，控制裝置120預(yù)先經(jīng)由接口 17將電子部件的電極信息、極性判別標(biāo)記信息等部件數(shù)據(jù)向圖像處理裝置10發(fā)送。圖像處理裝置10將接收到的部件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在部件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19中。然后，控制裝置120根據(jù)電子部件的尺寸，選擇標(biāo)準(zhǔn)照相機(jī)115和高解析度照相機(jī)116的其中一個(gè)，利用吸附嘴105吸附電子部件C，并設(shè)置在所選擇的照相機(jī)的拍攝位置處。并且，控制裝置120使照明裝置117進(jìn)行移動(dòng)、點(diǎn)燈，以可以利用所選擇的照相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)由接口 17向圖像處理裝置10通知所選擇的照相機(jī)通路信息和處理的執(zhí)行。圖像處理裝置10將從所指定的照相機(jī)115或116輸入的電子部件的拍攝圖像數(shù)據(jù)，利用A/D變換器12進(jìn)行數(shù)字化，作為多值圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器13中。 圖像處理裝置10對(duì)圖像存儲(chǔ)器13的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識(shí)別極性判定標(biāo)記。如果識(shí)別結(jié)果的內(nèi)容沒(méi)有問(wèn)題，則將該識(shí)別結(jié)果經(jīng)由接口 17向控制裝置120輸出。如果識(shí)別結(jié)果存在問(wèn)題，則返回極性錯(cuò)誤的信息?？刂蒲b置120在獲取到正常的識(shí)別結(jié)果的情況下，根據(jù)該信息，將吸附嘴105向搭載位置移動(dòng)，將電子部件C向基板K上搭載。另一方面，控制裝置120在接收到極性錯(cuò)誤的情況下，對(duì)電子部件C的姿勢(shì)進(jìn)行校正并重試，或者廢棄電子部件。另外，如果通過(guò)基板輸送單元103將基板K供給至搭載作業(yè)部104，則控制裝置120將基板用照相機(jī)118和照明裝置119移動(dòng)至基板K的基板標(biāo)記的上方，對(duì)基板標(biāo)記進(jìn)行拍攝。由此，圖像處理裝置10將基板標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器13中。然后，圖像處理裝置10根據(jù)該拍攝圖像數(shù)據(jù)，檢測(cè)標(biāo)記尺寸、標(biāo)記形狀、標(biāo)記中心位置、標(biāo)記的朝向，并將這些信息作為標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中。此外，由于基板標(biāo)記的中心位置及其朝向的檢測(cè)，影響電子部件C相對(duì)于基板K的定位精度，所以該檢測(cè)也需要高精度地進(jìn)行。因此，對(duì)于圖像處理裝置10，如果拍攝到基板K的標(biāo)記，則從標(biāo)記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16讀出基板標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)，生成模板圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)與拍攝圖像進(jìn)行模板匹配而檢測(cè)出標(biāo)記位置，并向控制裝置120進(jìn)行通知。(標(biāo)記的判別處理)下面，說(shuō)明由圖像處理裝置10進(jìn)行的標(biāo)記形狀的判別處理。標(biāo)記的判別是針對(duì)極性判別標(biāo)記、基板標(biāo)記均進(jìn)行的處理。在下面的說(shuō)明中，并不區(qū)分極性判別標(biāo)記和基板標(biāo)記，而簡(jiǎn)稱為標(biāo)記。圖3是表示標(biāo)記的判別處理的流程圖。(I)標(biāo)記粗略位置檢測(cè)(圖3的步驟S I)在部件的極性判別標(biāo)記的情況下，將在部件上的哪個(gè)位置存在哪種形狀的極性判別標(biāo)記的信息，預(yù)先作為部件數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)在圖像處理裝置10的部件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器19內(nèi)。另外，在基板標(biāo)記的情況下，也將表示在基板上的哪個(gè)位置附帶有基板標(biāo)記的信息，作為基板數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)在圖像處理裝置10的標(biāo)記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中。
因此，可以通過(guò)公知的圖像處理，提取拍攝圖像數(shù)據(jù)的圖像內(nèi)的部件的外形特征、電極位置、或基板的形狀特征及焊盤(pán)(pad)位置等，求出電子部件或基板的中心位置及傾角，以此為基準(zhǔn)而檢索標(biāo)記M。另外，也可以通過(guò)模板匹配或外接掃描等圖像運(yùn)算而確定基板標(biāo)記的位置。此外，在基板標(biāo)記的情況下，也可以準(zhǔn)備拍攝圖像的顯示裝置和鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，由機(jī)器操作人員針對(duì)顯示圖像直接指定輸入基板標(biāo)記的位置或含有基板標(biāo)記的區(qū)域。(2)取得標(biāo)記尺寸(圖3的步驟S3)針對(duì)在拍攝圖像內(nèi)檢索出的標(biāo)記M，運(yùn)算部14針對(duì)拍攝圖像數(shù)據(jù)中的含有標(biāo)記M在內(nèi)的周邊區(qū)域進(jìn)行外接掃描、邊緣提取處理等，提取標(biāo)記M和背景之間的邊界。在提取標(biāo)記M和背景之間的邊界的處理中，進(jìn)行下述處理，S卩，對(duì)周邊區(qū)域內(nèi)的各 像素值沿規(guī)定方向進(jìn)行掃描，將與相鄰像素的值差大于或等于規(guī)定值的像素，視為標(biāo)記M和背景之間的邊界。并且，針對(duì)通過(guò)外接掃描等求出的由邊界線圍繞的標(biāo)記M，如圖4所示，計(jì)算標(biāo)記尺寸(msx,msy),即,msx :標(biāo)記M的X軸方向的最大寬度,msy :Y軸方向的最大寬度。此外，在圖4中例示了圓形標(biāo)記M。(3)取得標(biāo)記中心(圖3的步驟S5 :中心確定工序)進(jìn)而，運(yùn)算部14針對(duì)通過(guò)外接掃描求出的標(biāo)記M、即由邊界線圍繞的圖形，執(zhí)行重心運(yùn)算等，計(jì)算標(biāo)記M的作為重心的中心位置(圖4的C(cX，cy))。運(yùn)算部14通過(guò)進(jìn)行上述處理而作為“中心確定單元”起作用，即，根據(jù)所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)確定該標(biāo)記M的中心位置C。(4)取得極坐標(biāo)變換圖像(圖3的步驟S7 :數(shù)據(jù)變換工序)然后，運(yùn)算部14針對(duì)以標(biāo)記中心位置C(cx，cy)為中心而比標(biāo)記M大一個(gè)等級(jí)的、可以包容該標(biāo)記M的半徑R的圓形區(qū)域內(nèi)的圖像，進(jìn)行下述處理，即，從源圖像坐標(biāo)即X-Y坐標(biāo)系的圖5(A),變換為以標(biāo)記中心位置C(cx, cy)為原點(diǎn)的極坐標(biāo)即r-0坐標(biāo)系的圖5(B)。此外，R = msX/2 *A。A是用于完全取得標(biāo)記M的系數(shù)(例如設(shè)為A= I. 2左右)。從源圖像坐標(biāo)(X-Y坐標(biāo)系)至以標(biāo)記中心位置C(cx，cy)為原點(diǎn)的極坐標(biāo)即r_ 0坐標(biāo)系的變換，根據(jù)下述式(I)而進(jìn)行。此外，從作為極坐標(biāo)的r- 9坐標(biāo)系至作為源圖像坐標(biāo)的X-Y坐標(biāo)系的變換，根據(jù)下述式(2)而進(jìn)行。運(yùn)算部14通過(guò)進(jìn)行上述處理而作為“數(shù)據(jù)變換單元”起作用，即，根據(jù)所述標(biāo)記M的中心位置C，取得所述標(biāo)記M的拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)。式I
r — sj(X -cx)2 +(Jr - C^)2jY — cy…⑴
%mkk C7
X = cx + r cos 9i …m
Y = pv + r Qin rf
(5)根據(jù)極坐標(biāo)變換圖像取得形狀特征(圖3的步驟S9 :形狀判別工序)圖6 圖15示出通常的標(biāo)記形狀的例子，在各圖的(A)中示出各標(biāo)記形狀的實(shí)際圖像例，在各圖的(B)中示出極坐標(biāo)變換圖像例。圖6示出圓形標(biāo)記M，在圓形的情況下，由于相對(duì)于標(biāo)記中心的標(biāo)記輪廓距離相等，所以在極坐標(biāo)變換圖像中，作為輪廓線的邊界線成為沿0軸方向的直線狀，成為分離成其左側(cè)為標(biāo)記內(nèi)部、右側(cè)為背景的圖像。即，如果輪廓線與傾角90度的直線近似，則根據(jù)該形狀特征，可以判定標(biāo)記M為圓形標(biāo)記。圖7示出正方形標(biāo)記M，圖8示出正三角形標(biāo)記M，在這種正n邊形標(biāo)記的情況下，在極坐標(biāo)變換圖像中，在作為矢徑方向的R軸方向上，沿9軸方向排列而出現(xiàn)n個(gè)凸起和凹陷。此外，該凸起的頂部和凹陷的底部均相當(dāng)于“矢徑方向上的成為極值的特征點(diǎn)”。 S卩，在輪廓線中交替排列有尖銳的凸起和底部平緩的凹陷的情況下，根據(jù)該形狀特征，可以判定為是與凸起或凹陷的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的多邊形狀的標(biāo)記，并且，如果其周期固定，則根據(jù)該形狀特征，可以判定為正多邊形標(biāo)記。圖9是十字形標(biāo)記M。在此情況下，輪廓線成為沿0軸方向交替排列有4個(gè)底部尖銳的凹陷和頂部以圓弧狀凹下的凸起，根據(jù)該形狀特征，可以判定為十字形標(biāo)記M。圖10是以標(biāo)記中心為中心按照點(diǎn)對(duì)稱的方式排列2個(gè)正方形形狀的標(biāo)記M。在此情況下，輪廓線形成為頂部尖銳的凸起沿e軸方向斷續(xù)地出現(xiàn)2個(gè)的形狀，根據(jù)該形狀特征，可以判定為是排列2個(gè)正方形形狀的標(biāo)記M。圖11示出長(zhǎng)方形標(biāo)記M,圖12示出平行四邊形標(biāo)記M,圖13示出梯形標(biāo)記M,在上述情況下，也如正方形所示，在輪廓線中出現(xiàn)排列為4個(gè)的尖銳的凸起和底部平緩的凹陷，但在長(zhǎng)方形的情況下，凸起均為相同高度，但作為凹陷，是較深的凹陷和較淺的凹陷交替出現(xiàn)的，在平行四邊形的情況下，較低的凸起和較高的凸起交替出現(xiàn)，在梯形的情況下，較低的凸起和較高的凸起以2個(gè)為一組交替出現(xiàn)。由此，根據(jù)該形狀特征，可以判定為長(zhǎng)方形、平行四邊形或梯形的標(biāo)記M。圖14示出含有鈍角的四邊形標(biāo)記M，在此情況下，輪廓線表現(xiàn)出下述形狀，即銳角的頂點(diǎn)全部成為尖銳的凸起，鈍角的頂點(diǎn)成為底部具有角狀的較深凹陷。由此，根據(jù)該形狀特征，可以判定為含有鈍角的四邊形標(biāo)記M。圖15示出四角星形的標(biāo)記M，在此情況下，輪廓線表現(xiàn)出下述形狀，即凸起和凹陷與角的數(shù)量對(duì)應(yīng)而出現(xiàn)4個(gè)，凸起的頂點(diǎn)全部成為尖銳，凹陷的底部表現(xiàn)為具有角狀的形狀。由此，根據(jù)該形狀特征，可以判定為四角星形標(biāo)記M。如上所述，由于與標(biāo)記M的形狀對(duì)應(yīng)地，極坐標(biāo)變換圖像的將標(biāo)記和背景進(jìn)行分離的輪廓線表現(xiàn)出固有的形狀特征，所以運(yùn)算部14通過(guò)基于該形狀特征而對(duì)條件的一致進(jìn)行判定，從而識(shí)別標(biāo)記形狀。具體地說(shuō)，根據(jù)下述的多個(gè)要素，進(jìn)行標(biāo)記形狀的識(shí)別。[I]取得凸起和凹陷的成對(duì)數(shù)量(圖16)從極坐標(biāo)變換圖像的右側(cè)、即r軸方向的最大值側(cè)開(kāi)始，沿0軸方向進(jìn)行掃描，檢測(cè)存在于最右方的輪廓線的凸起位置(PrO)。另外，與此同時(shí)，從左側(cè)、即R軸方向的9側(cè)開(kāi)始掃描，檢測(cè)存在于最左方的凹陷位置(PlO)。此時(shí)，如果凸起位置(PrO)和凹陷位置(Pio)的r成分之差小于后述的判定值，則判斷為不存在凸起和凹陷。另一方面，在凸起位置(PrO)和凹陷位置(PlO)的r成分之差大于判定值的情況下，在PlO和PrO之間設(shè)定多根與0軸平行的垂直掃描線(VL)，通過(guò)對(duì)背景區(qū)間和標(biāo)記形狀區(qū)間數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，取得凸起和凹陷成對(duì)數(shù)量、即作為凸起的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)的數(shù)量或作為凹陷的底部的特征點(diǎn)的數(shù)量?；蛘?，通過(guò)求出邊界線的斜度矢量，對(duì)與r成分相關(guān)的凸起的頂點(diǎn)數(shù)量、以及與r成分相關(guān)的成為凹陷的極小值的點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以取得凸起和凹陷的成對(duì)數(shù)量。此外，上述凸起的頂點(diǎn)及成為凹陷的極小值的點(diǎn)統(tǒng)稱為特征點(diǎn)。此外，這里所謂的“成對(duì)數(shù)量”與凸起的數(shù)量或凹陷的數(shù)量意義相同，不需要使特定的凸起和特定的凹陷的組合成立。凸起和凹陷的成對(duì)數(shù)量與源圖像上標(biāo)記形狀的頂點(diǎn)或凸起的數(shù)量一致。作為各標(biāo)記形狀的凸起和凹陷成對(duì)數(shù)量，例如如果標(biāo)記M是圓形，則為0個(gè)，如果是正方形，則為4 個(gè)，如果是正三角形，則為3個(gè)，如果是十字形，則為4個(gè)，如果是點(diǎn)對(duì)稱地配置的2個(gè)正方形，則為2個(gè)。另外，由于凸起位置和凹陷位置的間隔由標(biāo)記形狀和標(biāo)記尺寸確定，所以可以根據(jù)圖3的步驟S3所示的標(biāo)記尺寸取得工序中已取得的標(biāo)記尺寸和標(biāo)記的形狀候選，準(zhǔn)備凸起凹陷有無(wú)判定值。并且，在應(yīng)判別的標(biāo)記M形狀的候選的頂點(diǎn)數(shù)量各自不同的形狀的情況下，僅通過(guò)求出凸起和凹陷的成對(duì)數(shù)量，就可以進(jìn)行識(shí)別。[2]凸起和凹陷的產(chǎn)生間隔例如如果為四邊形，則凸起和凹陷成對(duì)數(shù)量為4，但作為正方形的圖7、作為長(zhǎng)方形的圖11、作為平行四邊形的圖12、作為梯形的圖13中，凸起和凹陷的產(chǎn)生周期不同。S卩，在上述的根據(jù)邊界線的斜度矢量取得特征點(diǎn)在極坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值的情況下，通過(guò)取得它們的0成分的值差，從而可以如圖17所示，求出凸起和凹陷的產(chǎn)生周期，可以對(duì)各種四邊形進(jìn)行識(shí)別。并且，如圖18所示，在參照成為凸起或凹陷的特征點(diǎn)在極坐標(biāo)系中的0成分的坐標(biāo)值的情況下，通過(guò)求出凸起或凹陷的e軸方向的相位差，從而可以求出相同形狀的標(biāo)記M中的傾斜角度。[3]凸起的高度或凹陷的深度在利用上述方法取得了作為凸起或凹陷的特征點(diǎn)的極坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值的情況下，通過(guò)參照它們的r成分的值，可以求出凸起的高度或凹陷的深度的變化，例如，根據(jù)凸起的高度始終恒定、重復(fù)產(chǎn)生高度變化等變化模式的不同，可以對(duì)各種四邊形進(jìn)行識(shí)別。[4]凸起形狀或凹陷形狀通過(guò)求出輪廓線的斜度矢量，可以求出凸起形狀或凹陷形狀的不同。例如圖9、圖14、圖15的情況所示，在具有鈍角頂點(diǎn)的形狀的情況下，凹陷的底部成為尖銳的形狀，可以通過(guò)斜度矢量的顯著變化而求出該形狀。[5]輪廓線的不連續(xù)部如圖10所示，可以根據(jù)是否存在輪廓線中斷的不連續(xù)部，從而另行識(shí)別在標(biāo)記相對(duì)于中心的一部分方向上具有圖形不存在的范圍的形狀的標(biāo)記。上述參數(shù)僅為一個(gè)例子，也可以將其它表示形狀特征的參數(shù)作為識(shí)別的判斷材料。圖像處理裝置10在標(biāo)記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16內(nèi)具有表格，其存儲(chǔ)各種形狀的標(biāo)記是否滿足上述各種參數(shù)的條件、或者與參數(shù)相關(guān)的數(shù)值。并且，運(yùn)算部14針對(duì)拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)系變換圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行計(jì)算上述各參數(shù)的處理，進(jìn)行是否滿足各種參數(shù)所規(guī)定的條件、以及與參數(shù)相關(guān)的數(shù)值的計(jì)算，并將其結(jié)果與上述表格進(jìn)行對(duì)照，從而確定標(biāo)記M的形狀圖3的步驟S11。S卩，標(biāo)記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16和運(yùn)算部14協(xié)同動(dòng)作而作為“形狀判別單元”起作用。此外，在如作為判定對(duì)象的標(biāo)記M的形狀被限定于局部范圍內(nèi)的情況所示，僅可以根據(jù)部分參數(shù)進(jìn)行識(shí)別的情況下，也可以僅對(duì)該部分參數(shù)進(jìn)行判定，減少處理。另外，通過(guò)針對(duì)上述各種參數(shù)，確定各自的優(yōu)先順位，從而只要按順序進(jìn)行識(shí)別， 就可以更高效地進(jìn)行形狀識(shí)別。另外，在隨著形狀的不同而具有僅根據(jù)此前舉出的參數(shù)難以進(jìn)行形狀判別的標(biāo)記形狀的情況下，也可以隨時(shí)追加與該形狀對(duì)應(yīng)的參數(shù)。(標(biāo)記的精密位置檢測(cè))下面，說(shuō)明由圖像處理裝置10進(jìn)行的、對(duì)標(biāo)記的位置、大小、朝向等更準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)的處理。由于基板標(biāo)記特別地對(duì)電子部件C相對(duì)于基板K的定位產(chǎn)生影響，所以需要更準(zhǔn)確地檢測(cè)其位置及朝向。如果確定了標(biāo)記M的種類(lèi)，則可以通過(guò)進(jìn)行模板匹配而進(jìn)行標(biāo)記M的位置檢測(cè)。但是，如果如圖19所示，在模板圖像的標(biāo)記Mt和拍攝圖像的標(biāo)記M之間存在尺寸差的情況下、或者標(biāo)記存在缺失或臟污等噪聲，則導(dǎo)致求出與標(biāo)記M的原本的中心位置S存在偏差的中心位置St，使定位精度惡化。因此，提出了下述方法，S卩，通過(guò)將根據(jù)模板匹配而定位的位置作為旋轉(zhuǎn)中心，生成極坐標(biāo)變換圖像，根據(jù)該極坐標(biāo)變換圖像檢測(cè)標(biāo)記尺寸 標(biāo)記傾角 有無(wú)噪聲等，生成考慮了這些信息的標(biāo)記模板圖像，并再次進(jìn)行模板匹配，從而提高定位精度。(標(biāo)記的精密位置檢測(cè)標(biāo)記為圓形的情況[I])由于與標(biāo)記M的形狀相對(duì)應(yīng)，標(biāo)記位置、尺寸、傾角的檢測(cè)方法不同，所以分別進(jìn)行說(shuō)明。圓形標(biāo)記M的極坐標(biāo)變換圖像如圖6 (B)所示，以正確的中心位置進(jìn)行了極坐標(biāo)變換的情況下，標(biāo)記的輪廓線成為與e軸平行的直線。因此，通過(guò)根據(jù)源圖像上的圓形標(biāo)記直接取得圓周輪廓，從而可以利用簡(jiǎn)單的算法進(jìn)行位置、尺寸檢測(cè)。此外，在標(biāo)記為圓形的情況下，無(wú)法求出傾角。以進(jìn)行標(biāo)記圖像的極坐標(biāo)變換為前提而求出標(biāo)記的中心位置時(shí)，在使用外接掃描或模板匹配的情況下，如果沒(méi)有正確地得到中心精度，則如圖20所示，輪廓線變形為正弦波狀。S卩，如圖21所示，在將從真正的標(biāo)記中心位置C偏移(dx，dy)的位置作為旋轉(zhuǎn)中心C'而進(jìn)行極坐標(biāo)變換的情況下，在將真正中心C和旋轉(zhuǎn)中心C'連結(jié)的線段的角度為a時(shí)成為最小半徑，在角度為Ct +31時(shí)成為最大半徑。此外，在角度a和角度a+ Ji的情況下，分別相對(duì)于真正半徑RA，減少/增加C-C/間距離、即中心誤差距離L。
由此，運(yùn)算部14可以在極坐標(biāo)變換圖像中求出輪廓線，將r成分為最小值的點(diǎn)PO的9成分作為a求出，將成為最大值的點(diǎn)Pl的9成分作為a+ ^I求出。此外，點(diǎn)PO的r成分為RA-L，點(diǎn)Pl的r成分為RA+L。并且，由于a = tarT1 (dy/dx)、L = (dx2+dy2) 1/2,所以運(yùn)算部14可以根據(jù)點(diǎn)PO、Pl的r- 0坐標(biāo)值,計(jì)算(dx, dy)。由此,可以計(jì)算出圓形標(biāo)記M的準(zhǔn)確位置。另外，圓形標(biāo)記M的準(zhǔn)確尺寸可以根據(jù)點(diǎn)PO和Pl的r成分值的平均值而求出。此外，由于上述標(biāo)記M的位置、尺寸的檢測(cè)處理是以已經(jīng)判別出標(biāo)記M的形狀為前提的，所以在標(biāo)記M的位置、尺寸的檢測(cè)處理中的標(biāo)記K的中心位置的計(jì)算和極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)的生成，在標(biāo)記M的形狀的判別處理時(shí)已經(jīng)進(jìn)行的情況下，可以利用此時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)。即，在進(jìn)行標(biāo)記M的位置、尺寸的檢測(cè)處理時(shí)，無(wú)需再次重新進(jìn)行標(biāo)記K的中心位置的計(jì)算和極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)的生成。 (標(biāo)記的精密位置檢測(cè)標(biāo)記為圓形的情況[2])上述圓形標(biāo)記M的位置及尺寸的檢測(cè)，在極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中明顯產(chǎn)生輪廓線的最大值和最小值的情況下有效，但在最大值和最小值并不明顯的情況下，精度降低。另夕卜，在拍攝圖像數(shù)據(jù)中含有臟污等噪聲成分而僅能正確地得到部分輪廓線的情況下，精度也降低。由此，利用與上述相同的方法，求出標(biāo)記K的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的輪廓線后，在該輪廓線上的各點(diǎn)處計(jì)算邊緣斜度矢量。即使中心位置存在誤差的情況下，該輪廓線上的各點(diǎn)的邊緣斜度矢量在輪廓線上的各部分處也不會(huì)產(chǎn)生較大變動(dòng)。另一方面，在標(biāo)記M的拍攝圖像中，在背景和標(biāo)記M的邊界部分處含有臟污等其它噪聲成分的情況下，輪廓線的噪聲部分的邊緣斜度矢量相對(duì)于邊緣斜度矢量的整體趨勢(shì)產(chǎn)生顯著差異。由此，在運(yùn)算部14中，對(duì)于輪廓線上邊緣斜度矢量產(chǎn)生了大于或等于規(guī)定范圍的較大變動(dòng)的部分，確定為噪聲。將該工序稱為噪聲確定工序。如上所述，運(yùn)算部14通過(guò)使用邊緣斜度矢量確定噪聲，從而作為“噪聲確定單元”起作用。并且，運(yùn)算部14提取除了噪聲部分之外的輪廓線上的任意3個(gè)特征點(diǎn)。即，所述處理相當(dāng)于“對(duì)由除了噪聲部分之外的范圍內(nèi)的任意位置處的多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的特征點(diǎn)進(jìn)行確定的第二特征點(diǎn)確定工序”。并且，將該3個(gè)特征點(diǎn)逆變換為實(shí)際圖像系的X-Y坐標(biāo)值。將該工序稱為逆變換工序。并且，根據(jù)計(jì)算出的3個(gè)點(diǎn)的X-Y坐標(biāo)，求出通過(guò)上述3個(gè)點(diǎn)的圓，將該圓視為標(biāo)記M和背景的邊界線。并且，通過(guò)計(jì)算該圓的中心，可以得到標(biāo)記M的準(zhǔn)確位置，另外，可以根據(jù)通過(guò)3個(gè)點(diǎn)的圓的直徑，取得準(zhǔn)確的標(biāo)記尺寸。將該工序稱為形態(tài)要素確定工序。如上所述，運(yùn)算部14通過(guò)除去噪聲部分而確定特征點(diǎn)，從而作為“第二特征點(diǎn)確定單元”起作用，通過(guò)將3個(gè)特征點(diǎn)逆變換為實(shí)際圖像系的X-Y坐標(biāo)值，從而作為“逆變換單元”起作用，通過(guò)根據(jù)逆變換后的3個(gè)點(diǎn)求出圓的中心，從而作為“形態(tài)要素確定單元”起作用。(標(biāo)記的精密位置檢測(cè)標(biāo)記為其它形狀的情況)
在已經(jīng)進(jìn)行了標(biāo)記形狀的判別處理的情況下，由于已知該標(biāo)記形狀中的極坐標(biāo)變換圖像的特征，所以運(yùn)算部14通過(guò)提取與其對(duì)應(yīng)的特征而取得標(biāo)記的位置及標(biāo)記尺寸。例如圖7及圖8所示，在標(biāo)記M的形狀為n邊形的情況下，極坐標(biāo)變換圖像具有在標(biāo)記M的輪廓線上產(chǎn)生n個(gè)成對(duì)的凸起和凹陷的特征。在原始的拍攝圖像數(shù)據(jù)中，為了取得標(biāo)記M的頂點(diǎn)位置，需要與頂點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)地變更掃描方向及判定條件，但在極坐標(biāo)變換圖像上，由于形成任意頂點(diǎn)均朝向同一方向的形狀、且對(duì)頂點(diǎn)部更加尖銳地進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，所以可以利用相同且簡(jiǎn)單的算法對(duì)所有頂點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。(標(biāo)記的精密位置檢測(cè)第一特征點(diǎn)確定工序)例如，在標(biāo)記M的形狀為正方形的情況下，即使如圖22所示，極坐標(biāo)變換中 的旋轉(zhuǎn)中心C’相對(duì)于標(biāo)記M的實(shí)際中心C產(chǎn)生誤差的情況下，也可以使極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的正方形標(biāo)記M的4個(gè)頂點(diǎn)PO、PU P2、P3如圖23所示形成尖銳的凸起PO、PU P2、P3而表現(xiàn)。在運(yùn)算部14中，對(duì)于直至取得極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)為止的處理，與上述情況相同。并且，運(yùn)算部14進(jìn)行檢測(cè)上述各頂點(diǎn)位置的處理。圖24是圖23中的區(qū)域E的放大圖。例如圖24所示，運(yùn)算部14可以利用邊緣提取濾波器，針對(duì)每一條沿0軸的垂直線檢測(cè)上升緣和下降緣，并檢測(cè)出將它們連結(jié)而得到的前端位置。即，該處理相當(dāng)于“在極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和標(biāo)記之間的邊界線處確定多個(gè)作為尖銳形狀的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)的第一特征點(diǎn)確定工序”。另外，通過(guò)進(jìn)行上述處理，運(yùn)算部14作為“第一特征點(diǎn)確定單元，，起作用。此外，在已經(jīng)記述的其它極坐標(biāo)變換圖像中計(jì)算標(biāo)記M的輪廓線的情況下，也可以加入上述使用邊緣提取濾波器的方法。(標(biāo)記的精密位置檢測(cè)逆變換工序及形態(tài)要素確定工序)運(yùn)算部14將由此求出的極坐標(biāo)變換圖像上的頂點(diǎn)Pn(rn, 0 n)(其中n = 0,1,2,3)通過(guò)上述式(2) (X = rcos 0，y = rsin 0 )變換為原始的二維坐標(biāo)Pn(xn,yn),其中n =0,1,2, 3，可以全部準(zhǔn)確地求出正方形標(biāo)記M的頂點(diǎn)位置。并且，可以根據(jù)各頂點(diǎn)位置計(jì)算標(biāo)記M的重心位置即標(biāo)記位置，可以根據(jù)連結(jié)各頂點(diǎn)的線段，求出邊或?qū)蔷€的長(zhǎng)度即標(biāo)記尺寸，可以根據(jù)連結(jié)各頂點(diǎn)的線段，求出邊或?qū)蔷€的朝向即標(biāo)記的朝向。在上述標(biāo)記的精密位置檢測(cè)處理中，運(yùn)算部14作為“特征點(diǎn)檢索單元”起作用，即，在標(biāo)記M的輪廓線、即背景和標(biāo)記之間的邊界線處，對(duì)r軸方向、即極坐標(biāo)的矢徑方向上的成為極值的特征點(diǎn)或成為尖銳形狀的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)PO P3進(jìn)行檢索。另外，通過(guò)將極坐標(biāo)變換圖像上的頂點(diǎn)PO P3即特征點(diǎn)變換為原始的二維坐標(biāo)而作為“逆變換單元”起作用。另外，通過(guò)根據(jù)原始的二維坐標(biāo)的頂點(diǎn)PO P3的X-Y坐標(biāo)計(jì)算標(biāo)記M的位置、尺寸及朝向，而作為“形態(tài)要素確定單元”起作用。此外，也可以在標(biāo)記M的輪廓線上存在噪聲而無(wú)法檢測(cè)出全部頂點(diǎn)。用于取得標(biāo)記M的位置等的所需頂點(diǎn)數(shù)量，隨著標(biāo)記M的形狀不同而不同，但在例如正方形的情況下，可以利用2個(gè)頂點(diǎn)計(jì)算位置、尺寸及傾角。另外，即使在無(wú)法檢測(cè)出頂點(diǎn)的情況下，也可以例如利用極坐標(biāo)變換圖像的輪廓線上表現(xiàn)的凹陷的底部、即圖23的即、01、02、03(成為極小值的特征點(diǎn))與各邊的中點(diǎn)對(duì)應(yīng)這一特性，求出標(biāo)記M的位置、尺寸、朝向。此外，在利用上述方法計(jì)算出標(biāo)記M的尺寸的情況下，也可以進(jìn)而基于該標(biāo)記尺寸生成模板圖像，使用上述模板圖像進(jìn)行模板匹配。由此，可以進(jìn)行精度更高的處理。(根據(jù)極坐標(biāo)變換圖像確定噪聲位置)此外，在根據(jù)極坐標(biāo)變換圖像計(jì)算上述標(biāo)記位置、標(biāo)記尺寸等時(shí)，也可以同時(shí)進(jìn)行噪聲位置的確定。例如，針對(duì)判別出形狀為圓形的標(biāo)記M，運(yùn)算部14通過(guò)對(duì)圖25的標(biāo)記M的拍攝圖 像進(jìn)行外接掃描或模板匹配等而進(jìn)行的粗略定位所求出的標(biāo)記中心，生成圖26(A)所示的極坐標(biāo)變換圖像。此外，運(yùn)算部14對(duì)極坐標(biāo)變換圖像進(jìn)行邊緣提取處理，檢測(cè)出由邊緣點(diǎn)序列構(gòu)成的標(biāo)記M的輪廓線，如圖26(B)所示，利用Sobel濾波器等計(jì)算邊緣點(diǎn)的斜度矢量。此外，在圖26(B)中，橫軸表示將I■軸方向設(shè)為0°的情況下的邊緣斜度矢量的角度，縱軸表示標(biāo)記M的輪廓線的整個(gè)范圍，S卩，0 =0 360°。沒(méi)有噪聲的圓周輪廓線的斜度矢量成為圖26(A)中的右方，即，成為作為基準(zhǔn)方向的r軸方向，但如果存在濃度不均、其它噪聲，則由于其影響而使斜度矢量方向變動(dòng)。通過(guò)如圖26(C)所示，對(duì)斜度矢量方向進(jìn)行一次微分，從而可以提取出相鄰線的邊緣點(diǎn)序列中的與相鄰邊緣點(diǎn)之間的方向差即偏差較大的部位，即，提取0w的范圍。另外，如圖26(D)所示，可以根據(jù)圖26⑷中的極坐標(biāo)變換圖像的沿0軸方向的各根線的亮度值的總和，推測(cè)標(biāo)記內(nèi)部的噪聲量。在圖26(D)中，由于對(duì)于標(biāo)記中心部Ri和輪廓周邊部Rw，亮度值的總和量較少，所以可以推測(cè)在上述Ri、Rw部處存在噪聲。基于上述計(jì)算，運(yùn)算部14生成模板圖像。S卩，針對(duì)標(biāo)記M周?chē)?方向，在角度0 w的范圍中，邊緣斜度矢量產(chǎn)生波動(dòng)。并且，根據(jù)亮度值的垂直總和，從標(biāo)記中心開(kāi)始的半徑方向上，Ri和Rw的范圍的總和量較低，但由于接近中心的Ri的范圍對(duì)原始的二維源圖像中的模板匹配的影響較小，所以不包括在去除對(duì)象中。由此，如圖27所示，對(duì)于角度范圍0 w且半徑方向上為Rw的范圍，從模板匹配的對(duì)象中去除。此外，如上所述，由于僅將噪聲成分顯著的部分作為運(yùn)算對(duì)象外區(qū)域，所以模板的標(biāo)記形狀特征沒(méi)有失去。此外，在上述取得標(biāo)記尺寸的工序中，也可以同時(shí)檢測(cè)出標(biāo)記中心位置。例如也可以不使用模板匹配，而利用簡(jiǎn)單的掃描或重心運(yùn)算進(jìn)行初始的標(biāo)記定位，從而實(shí)施本發(fā)明而進(jìn)行不使用模板匹配的標(biāo)記定位。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理方法，其用于在將電子部件向基板安裝時(shí)，根據(jù)對(duì)所述電子部件或所述基板上所帶有的標(biāo)記進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記的識(shí)別， 該圖像處理方法的特征在于，具有下述工序 中心確定工序，在該工序中，根據(jù)所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)，確定該標(biāo)記的中心位置；數(shù)據(jù)變換工序，在該工序中，根據(jù)所述標(biāo)記的中心位置，取得所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)；以及 形狀判別工序，在該工序中，根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線的形狀特征，對(duì)標(biāo)記的形狀進(jìn)行判別。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像處理方法，其特征在于， 具有下述工序 第一特征點(diǎn)確定工序，在該工序中，在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，沿極坐標(biāo)的矢徑方向，確定多個(gè)成為極值的特征點(diǎn)或成為尖銳形狀的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)； 逆變換工序，在該工序中，將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及形態(tài)要素確定工序，在該工序中，根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像處理方法，其特征在于， 具有噪聲確定工序，在該工序中，根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處的邊緣斜度矢量，確定噪聲部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理方法，其特征在于， 具有下述工序 第二特征點(diǎn)確定工序，在該工序中，在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，對(duì)除了所述噪聲部分之外的范圍內(nèi)的任意位置處的特征點(diǎn)進(jìn)行確定，其中，該特征點(diǎn)由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成； 逆變換工序，在該工序中，將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及形態(tài)要素確定工序，在該工序中，根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。
5.一種圖像處理裝置，其用于在將電子部件向基板安裝時(shí)，根據(jù)對(duì)所述電子部件或所述基板上所帶有的標(biāo)記進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記的識(shí)別， 該圖像處理裝置的特征在于，具有 中心確定單元，其根據(jù)所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)，確定該標(biāo)記的中心位置； 數(shù)據(jù)變換單元，其根據(jù)所述標(biāo)記的中心位置，取得所述標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)；以及 形狀判別單元，其根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線的形狀特征，對(duì)標(biāo)記的形狀進(jìn)行判別。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有 第一特征點(diǎn)確定單元，其在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，沿極坐標(biāo)的矢徑方向，確定多個(gè)成為極值的特征點(diǎn)或成為尖銳形狀的頂點(diǎn)的特征點(diǎn)。逆變換單元，其將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及 形態(tài)要素確定單元，其根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理裝置，其特征在于， 具有噪聲確定單元，其根據(jù)所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處的邊緣斜度矢量，確定噪聲部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像處理裝置，其特征在于，具有 第二特征點(diǎn)確定單元，其在所述極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和所述標(biāo)記之間的邊界線處，對(duì)除了所述噪聲部分之外的范圍內(nèi)的任意位置處的特征點(diǎn)進(jìn)行確定，其中，該特征點(diǎn)由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成； 逆變換單元，其將所述多個(gè)特征點(diǎn)逆變換為二維坐標(biāo)系；以及 形態(tài)要素確定單元，其根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的二維坐標(biāo)，求出所述標(biāo)記的大小或朝向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像處理方法及圖像處理裝置，其可以識(shí)別各種形狀的標(biāo)記。該圖像處理方法用于在將電子部件(C)向基板(K)安裝時(shí)，根據(jù)對(duì)電子部件或基板上所帶有的標(biāo)記(M)進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行標(biāo)記的識(shí)別，其具有下述工序中心確定工序，在該工序中，根據(jù)標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)確定該標(biāo)記的中心位置；數(shù)據(jù)變換工序，在該工序中，根據(jù)標(biāo)記的中心位置，取得標(biāo)記的拍攝圖像數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)；以及形狀判別工序，在該工序中，根據(jù)極坐標(biāo)變換圖像數(shù)據(jù)中的背景和標(biāo)記之間的邊界線的形狀特征，對(duì)標(biāo)記的形狀進(jìn)行判別。
文檔編號(hào)H05K13/08GK102753003SQ20121008222
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者比嘉公子 申請(qǐng)人:Juki株式會(huì)社