專利名稱：影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
量測(cè)是生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其與產(chǎn)品的質(zhì)量息息相關(guān)。對(duì)于球柵數(shù)組封裝(Ball Grid Array, BGA)，三維曲面(3D)及透明件的量測(cè)，傳統(tǒng)的做法是采用電荷耦合工件 (Charge Coupled Device, CCD)和接觸式量測(cè)方式。采用帶有CCD的影像量測(cè)機(jī)臺(tái)亦可以對(duì) 所述BGA、 3D及零件進(jìn)行掃描，并將CCD拍攝的影像轉(zhuǎn)化成數(shù)字文件以利儲(chǔ)存于電腦中。用戶 通過(guò)査看數(shù)字文件中影像的雜質(zhì)情況，可以判定所述零件是否滿足質(zhì)量要求。
然而，用戶在利用影像量測(cè)機(jī)臺(tái)測(cè)量零件的雜質(zhì)面積時(shí)，由于雜質(zhì)的形狀不規(guī)則，使用 傳統(tǒng)的尋點(diǎn)、尋線或?qū)A的方法很難計(jì)算出該雜質(zhì)的面積。尤其是雜質(zhì)比較多時(shí)，測(cè)量雜質(zhì) 的面積更是無(wú)法完成。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，可以在影像選定的區(qū)域中搜索到所 有閉合區(qū)域，計(jì)算各閉合區(qū)域的面積及根據(jù)閉合區(qū)域的面積判定零件是否合格。
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種影像雜質(zhì)分析方法，可以在影像選定的區(qū)域中搜索到所 有閉合區(qū)域，計(jì)算各閉合區(qū)域的面積及根據(jù)閉合區(qū)域的面積判定零件是否合格。
一種影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)及與該計(jì)算機(jī)相連的影像量測(cè)機(jī)臺(tái)，該 影像量測(cè)機(jī)臺(tái)包括一個(gè)電荷耦合感應(yīng)器，用于獲取零件的影像。所述計(jì)算機(jī)包括界面管理 單元，用于存儲(chǔ)管理閉合區(qū)域分析的工具，所述工具包括閉合區(qū)域選取工具，用戶通過(guò)該閉 合區(qū)域選取工具從所量測(cè)到的零件的影像中選擇一個(gè)指定區(qū)域；影像處理單元，用于對(duì)所述 指定區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理包括均值過(guò)濾、中值過(guò)濾、邊緣保持過(guò)濾和高斯過(guò)濾；計(jì)算 單元，用于計(jì)算預(yù)處理后的指定區(qū)域的最佳閥值；所述影像處理單元，還用于根據(jù)所計(jì)算出 的最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行二值化、邊緣化處理，并刪除該指定區(qū)域的周邊點(diǎn) ;尋點(diǎn)單元，用于設(shè)置搜索邊界點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向，并按照該搜索方向以所設(shè)置的開(kāi)始 點(diǎn)為起點(diǎn)對(duì)上述指定區(qū)域進(jìn)行邊界點(diǎn)搜索，當(dāng)搜索到邊界點(diǎn)時(shí)，以該邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以搜索 到該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)按照所述搜索方向搜索下一個(gè)邊界點(diǎn)，若搜索到的最后一個(gè)邊界 點(diǎn)與第一個(gè)邊界點(diǎn)重合，則所有搜索到的邊界點(diǎn)組成一個(gè)閉合區(qū)域，該閉合區(qū)域即為雜質(zhì)；所述計(jì)算單元，還用于對(duì)該閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充，并根據(jù)該閉合區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)及所 述電荷耦合感應(yīng)器的放大倍率計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，即雜質(zhì)的面積；結(jié)果顯示單元，用于 將所述閉合區(qū)域的面積與零件預(yù)定義的雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)行比較以判定該閉合區(qū)域的面積是否符合 規(guī)格，并顯示比較結(jié)果；及存儲(chǔ)單元，用于保存該零件上的閉合區(qū)域數(shù)量、各閉合區(qū)域的面 積及所述比較結(jié)果。
一種影像雜質(zhì)分析方法，包括步驟如下從零件影像中選取一個(gè)指定區(qū)域；對(duì)所述指定 區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理包括均值過(guò)濾、中值過(guò)濾、邊緣保持過(guò)濾和高斯過(guò)濾； 計(jì)算預(yù)處理后的影像的最佳閥值；根據(jù)所計(jì)算出的最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行二 值化、邊緣化處理，并刪除該指定區(qū)域的周邊點(diǎn)；設(shè)置搜索邊界點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向；以 所設(shè)置的開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)按照上述搜索方向搜索該指定區(qū)域內(nèi)的閉合區(qū)域的邊界點(diǎn)；若在該開(kāi) 始點(diǎn)所在行內(nèi)未搜索到邊界點(diǎn)，則另起一行繼續(xù)搜索；以搜索到的邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以搜索到 該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)，按照所設(shè)置的搜索方向搜索下一個(gè)邊界點(diǎn)；根據(jù)邊界點(diǎn)的位置判 斷最后搜索到的邊界點(diǎn)與所搜索到的第一個(gè)邊界點(diǎn)是否重合；若所搜索到的邊界點(diǎn)與第一個(gè) 邊界點(diǎn)重合，則所搜索到的所有邊界點(diǎn)組成一個(gè)閉合區(qū)域，對(duì)該閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充，該 閉合區(qū)域即為雜質(zhì)；計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，其計(jì)算公式為S=S0*N，其中，S為該閉合區(qū) 域的面積，SO為每個(gè)像素點(diǎn)的面積，N為該閉合區(qū)域內(nèi)的像素個(gè)數(shù)；將該閉合區(qū)域的面積與 預(yù)定義的雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)行比較，以確定該閉合區(qū)域的面積是否符合規(guī)格；及保存該零件上的閉 合區(qū)域數(shù)量、各該閉合區(qū)域的面積及所述比較結(jié)果。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)及方法，可以在影像選定的區(qū)域中搜索到所 有閉合區(qū)域，自動(dòng)計(jì)算各閉合區(qū)域的面積，及各個(gè)面積與整個(gè)區(qū)域的面積比，且根據(jù)閉合區(qū) 域的面積可以判定零件是否合格，方法簡(jiǎn)單、易操作，節(jié)省了品質(zhì)工程師的工作時(shí)間。


圖1是本發(fā)明影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)較佳實(shí)施例的硬件架構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明閉合區(qū)域分析程序的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是灰度分布柱狀圖。
圖4是本發(fā)明按順時(shí)針?lè)较驅(qū)c(diǎn)的示意圖。
圖5是本發(fā)明閉合區(qū)域種子填充后的示意圖。
圖6是本發(fā)明按逆時(shí)針?lè)较驅(qū)c(diǎn)的示意圖。
圖7是本發(fā)明影像雜質(zhì)分析方法較佳實(shí)施例的作業(yè)流程圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖l，是本發(fā)明影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)較佳實(shí)施例的硬件架構(gòu)圖。該影像雜質(zhì)分析系統(tǒng) 包括一個(gè)影像量測(cè)機(jī)臺(tái)1及與該影像量測(cè)機(jī)臺(tái)1相連接的計(jì)算機(jī)2。所述影像量測(cè)機(jī)臺(tái)l包括一 個(gè)電荷耦合(Charge Coupled Device, CCD)感應(yīng)器10和一個(gè)工作臺(tái)12。該CCD感應(yīng)器10包 括一個(gè)CCD和一個(gè)鏡頭，用于獲取放置在工作臺(tái)12上的零件3的影像。所述計(jì)算機(jī)2內(nèi)存儲(chǔ)一 段閉合區(qū)域分析程序20，用于對(duì)零件3的影像進(jìn)行雜質(zhì)分析，具體而言，本實(shí)施例將零件3上 的雜質(zhì)視為閉合區(qū)域，所述閉合區(qū)域分析程序20用于對(duì)指定區(qū)域內(nèi)的閉合區(qū)域進(jìn)行分析，搜 索該閉合區(qū)域的邊界點(diǎn)，計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，及將該閉合區(qū)域的面積與一預(yù)先定義好的 雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)行比較，以判定該閉合區(qū)域?qū)?yīng)的雜質(zhì)是否滿足要求，進(jìn)而判定零件3是否合格
在本實(shí)施例中，所述閉合區(qū)域分析程序20僅對(duì)零件3上的雜質(zhì)進(jìn)行分析。當(dāng)然，所述閉 合區(qū)域也有可能不是雜質(zhì)，例如，零件3上的孔，閉合區(qū)域分析程序20根據(jù)雜質(zhì)規(guī)格或根據(jù) 與影像量測(cè)機(jī)臺(tái)l相連的其它程序?qū)⒅付▍^(qū)域中的非雜質(zhì)部分(例如，？L)去除，只留下雜 質(zhì)所示的閉合區(qū)域用以分析。
其中，所述閉合區(qū)域分析程序20既可用于對(duì)計(jì)算機(jī)2內(nèi)存儲(chǔ)的零件3的影像進(jìn)行閉合區(qū)域 分析，又可對(duì)影像量測(cè)機(jī)臺(tái)l在線直接拍攝的影像進(jìn)行閉合區(qū)域自動(dòng)分析。
參閱圖2，是本發(fā)明閉合區(qū)域分析程序20的結(jié)構(gòu)框圖。通過(guò)對(duì)該閉合區(qū)域分析程序20的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，可詳細(xì)描述該閉合區(qū)域分析程序20如何實(shí)現(xiàn)上述搜索、計(jì)算和分析功能。在 本實(shí)施例中，以閉合區(qū)域分析程序20的功能為依據(jù)，將該閉合區(qū)域分析程序20劃分成六個(gè)功 能單元界面管理單元200、影像處理單元202、計(jì)算單元204、尋點(diǎn)單元206、結(jié)果顯示單元 208及存儲(chǔ)單元210。
其中，所述界面管理單元200用于存儲(chǔ)各種界面格式及管理閉合區(qū)域分析的各種工具， 所述工具如閉合區(qū)域選取工具。用戶通過(guò)該界面管理單元200可以在影像量測(cè)機(jī)臺(tái)l所量測(cè)到 的零件3的影像中選擇一塊區(qū)域，用以后續(xù)分析，本實(shí)施例將該選擇的區(qū)域稱為"指定區(qū)域 "。所述閉合區(qū)域分析程序20用于對(duì)該指定區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)(即閉合區(qū)域)進(jìn)行面積分析。
在影像量測(cè)機(jī)臺(tái)l獲取影像的過(guò)程中，由于CCD感應(yīng)器10內(nèi)光源的不均勻等外界因素，造 成了攝取的影像噪聲、灰度不均勻等現(xiàn)象，這些噪聲會(huì)在后續(xù)的閉合區(qū)域分析中干擾甚至淹 沒(méi)影像中的有用信息而造成判斷錯(cuò)誤，因此，在進(jìn)行影像的閉合區(qū)域分析之前，影像處理單 元202需要對(duì)指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理包括均值過(guò)濾、中值過(guò)濾、邊緣保持 過(guò)濾和高斯過(guò)濾，這些預(yù)處理方式用于減少或消除影像噪聲的影響，改善影像的質(zhì)量。其中 ，在選取指定區(qū)域時(shí)，該指定區(qū)域的外框不能將閉合區(qū)域一分為二，即需要保證指定區(qū)域內(nèi)的閉合區(qū)域的完整性。另外，所述指定區(qū)域內(nèi)的閉合區(qū)域的邊界不能與指定區(qū)域的外框相交
所述計(jì)算單元204用于計(jì)算預(yù)處理后的指定區(qū)域內(nèi)的影像的最佳閥值。該最佳閥值用于 對(duì)影像進(jìn)行二值化處理，S卩將灰度影像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制(l位/像素)影像。閥值的范圍是從 0到255，當(dāng)閥值較低時(shí)，影像較亮，影像的背景和細(xì)節(jié)得到了緩和；當(dāng)閥值較高時(shí)，影像較 暗，可顯現(xiàn)模糊的影像。因此，計(jì)算單元204需要通過(guò)公式計(jì)算出一個(gè)最佳閥值，用以后續(xù) 對(duì)所述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行二值化處理。
其中，所述最佳閥值可按照以下方法計(jì)算得出假設(shè)將影像劃分為兩類， 一類大于所述 最佳閥值，另一類小于所述最佳閥值，如圖3所示的灰度分布柱狀圖，以T為最佳點(diǎn)將該兩個(gè) 分類劃分成兩個(gè)區(qū)域，該T所對(duì)應(yīng)的值即為需求取的最佳閥值。Cl區(qū)中任一像素點(diǎn)的灰度值 f(x， y)必滿足0《f(x， y)〈=255， C2區(qū)中任一像素點(diǎn)的灰度值f (x， y)必滿足T+l《f (x， y)〈=255。若指定區(qū)域內(nèi)有320*240個(gè)像素點(diǎn)，灰度范圍為(T255， 1=256，則
，)=乂
(a) 灰度值為i的機(jī)率為 /JV，其中，ni為灰度值i出現(xiàn)的次數(shù)，N為該指定區(qū)
域內(nèi)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，即本較佳實(shí)施例中的320*240;
j-i
(b) 依機(jī)率原理可得'^ ;
(c) 假設(shè)C1區(qū)內(nèi)像素點(diǎn)個(gè)數(shù)與總像素點(diǎn)的比率為 ''=D ;
j-i
(d) 假設(shè)C2區(qū)內(nèi)像素點(diǎn)個(gè)數(shù)與總像素點(diǎn)的比率為 w+1
其中，
W工+W2二l;
"攬" L/J型
(e) Cl的期望值為 ^ ^ ， C2的期望值為 ；'=^
^ 門(mén)的亦縣^ !=t+1
為
(f) Cl的變量為 w 1 ， Cl的變量為
2 2 2
(g) Cl和C2間的變異數(shù)為^s =W(Pi-^^) +^2(U2-^r) ， d和C2的變異數(shù)和
， J_1 1 J_1
(h) 影像的平均亮度 '=Q ^ #'=°，又^"『+<Ts =<Tr ，其中
是原始影像的變異數(shù)為定值；
(i) 將影像的灰度值由O到(1-1)各代入7『，共可得到256個(gè)值，其中最小值所對(duì)
8應(yīng)的灰度值T為最佳閥值。
所述影像處理單元202還用于根據(jù)計(jì)算單元204所計(jì)算出的最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域內(nèi)的 影像進(jìn)行二值化處理，然后進(jìn)行邊緣化處理，及刪除該指定區(qū)域的周邊點(diǎn)。所述二值化處理 是指將一幅多個(gè)灰度級(jí)的影像轉(zhuǎn)化為只有兩個(gè)灰度級(jí)的影像，以便于特征的突出以及圖形的 識(shí)別，處理后的影像為黑白色，即灰度值為0和255。所述邊緣化處理是指將二值化處理后的 影像中黑、白交界的邊緣提取出來(lái)。相較于處理前的影像，處理后的影像清晰、易識(shí)別及閉 合區(qū)域的邊界更平滑。所述指定區(qū)域的周邊點(diǎn)是指該指定區(qū)域外框上的與閉合區(qū)域像素值相 等的像素點(diǎn)。影像處理單元202將指定區(qū)域橫軸方向的第一行和最后一行、及縱軸方向的第 一行和最后一行上的像素點(diǎn)的值改成O，則這些像素點(diǎn)的值與指定區(qū)域所示影像背景的像素 值相同。
所述尋點(diǎn)單元206用于設(shè)置搜索邊界點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向，并以所設(shè)置的開(kāi)始點(diǎn)為起 點(diǎn)從上述處理后的指定區(qū)域內(nèi)搜索閉合區(qū)域的邊界點(diǎn)，且根據(jù)搜索出的邊界點(diǎn)勾勒出各閉合 區(qū)域。其中，所述搜索方向包括開(kāi)始搜索邊界點(diǎn)的方向及搜索到邊界點(diǎn)后的方向。該開(kāi)始搜 索邊界點(diǎn)的方向包括向右和向左。所述搜索到邊界點(diǎn)后的方向包括順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)?向。若本實(shí)施例按照影像像素點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱為"點(diǎn)")的排列方式，將所述指定區(qū)域內(nèi)的每 個(gè)像素點(diǎn)以小方格的形式示意，則圖4所示為本發(fā)明按順時(shí)針?lè)较驅(qū)c(diǎn)的示意圖，而圖6所示 是本發(fā)明按逆時(shí)針?lè)较驅(qū)c(diǎn)的示意圖。
在本較佳實(shí)施例中，以處理后的影像為白底、黑線為例，閉合區(qū)域的邊界點(diǎn)應(yīng)該為黑色 。若以開(kāi)始搜索的方向?yàn)橛摇⑺阉鞯竭吔琰c(diǎn)后的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，如圖4所示，則所述邊 界點(diǎn)搜索具體包括如下步驟以所設(shè)置的開(kāi)始點(diǎn)"0"點(diǎn)為起點(diǎn)向右搜索；若該行未搜索到 邊界點(diǎn)，則另起一行，以"P"點(diǎn)為起點(diǎn)向右搜索；搜索到第一個(gè)黑點(diǎn)后，將該第一個(gè)黑點(diǎn) 示為邊界點(diǎn)的第"1"點(diǎn)，并以該第"1"點(diǎn)的前一點(diǎn)"a"為起點(diǎn)依順時(shí)針?lè)较蛩阉?，即?著點(diǎn)"b"、點(diǎn)"c"、點(diǎn)"d"和點(diǎn)"e"的方向搜索到第二個(gè)黑點(diǎn)，該第二個(gè)黑點(diǎn)即為邊界 點(diǎn)的第"2"點(diǎn)；接著，以該第"2"點(diǎn)的前一點(diǎn)"e"為起點(diǎn)依順時(shí)針?lè)较蛩阉鳎阉鞯降?點(diǎn)為"f"，接著是第"3"邊界點(diǎn)；以此類推，共搜索到二十三個(gè)邊界點(diǎn)，且第"24"點(diǎn)與 第"1"點(diǎn)重合，也就是說(shuō)，第"23"點(diǎn)與第"1"點(diǎn)閉合，則說(shuō)明尋點(diǎn)單元206根據(jù)所搜索 到的二十三個(gè)點(diǎn)可構(gòu)成閉合區(qū)域，該閉合區(qū)域即為雜質(zhì)。
所述計(jì)算單元204還用于對(duì)所述閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充，如圖5所示，是本發(fā)明閉合區(qū)域 種子填充后的示意圖。計(jì)算單元204計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，即所述雜質(zhì)的面積。計(jì)算公式 為S=SO*N，其中，S為該閉合區(qū)域的面積，SO為每個(gè)像素點(diǎn)的面積，N為該閉合區(qū)域內(nèi)的像素個(gè)數(shù)。例如，若CCD的放大倍率為100，則每個(gè)像素點(diǎn)的面積30= (1/100) * (1/100) =0.0001平方毫米。圖5所示閉合區(qū)域內(nèi)共有50個(gè)像素點(diǎn)，則該閉合區(qū)域的面積 S=SO*N=0. 0001*50=0. 005平方毫米。通過(guò)種子填充法，計(jì)算單元204還可以計(jì)算出所述指定 區(qū)域的面積，及閉合區(qū)域面積與該指定區(qū)域面積的比值。
另外，計(jì)算單元204還可以計(jì)算該閉合區(qū)域的周長(zhǎng)。其中，兩個(gè)像素點(diǎn)通過(guò)一個(gè)頂點(diǎn)連 接的，如第"1"點(diǎn)和第"2"點(diǎn)，則第"1"點(diǎn)和第"2"點(diǎn)之間的長(zhǎng)度等于像素點(diǎn)的長(zhǎng)度乘 以^，例如，若CCD的放大倍率為IOO，則像素點(diǎn)的長(zhǎng)度為0.01毫米，通過(guò)一個(gè)頂點(diǎn)相連接 的兩個(gè)像素點(diǎn)間的距離約等于O. 01414毫米。
所述結(jié)果顯示單元208用于將所述搜索到的閉合區(qū)域顯示于計(jì)算機(jī)2所提供的操作界面上 ，顯示該閉合區(qū)域的面積，并顯示零件3的雜質(zhì)規(guī)格。所述雜質(zhì)規(guī)格即該類型零件3的雜質(zhì) 數(shù)量、雜質(zhì)距離和雜質(zhì)的最大面積。結(jié)果顯示單元208將所述閉合區(qū)域的面積與零件3的規(guī)格 進(jìn)行比較以判定該閉合區(qū)域的面積是否符合規(guī)格，并顯示比較結(jié)果。具體而言，當(dāng)所述閉合 區(qū)域的面積不在該零件3預(yù)先定義的規(guī)格之內(nèi)時(shí)，結(jié)果顯示單元208判定該閉合區(qū)域的面積不 符合規(guī)格。若該零件3上的總閉合區(qū)域數(shù)量大于規(guī)定的雜質(zhì)數(shù)量或多個(gè)閉合區(qū)域間的距離不 在所述雜質(zhì)距離之內(nèi)，則判定該零件3不合格。相反，當(dāng)所述閉合區(qū)域的面積在該零件3預(yù)定 義的規(guī)格之內(nèi)時(shí)，結(jié)果顯示單元208判定所述閉合區(qū)域的面積符合規(guī)格。若該零件3上的閉合 區(qū)域總量小于或等于規(guī)定的雜質(zhì)數(shù)量，且各閉合區(qū)域間的距離在所規(guī)定的雜質(zhì)距離內(nèi)，則判 定該零件3合格。
所述存儲(chǔ)單元210用于保存該零件3上的閉合區(qū)域數(shù)量、各閉合區(qū)域的面積及所述比較結(jié)果。
另外，所述尋點(diǎn)單元206還用于當(dāng)搜索完所述指定區(qū)域的最后一行后，刪除本次搜索到 的閉合區(qū)域，重復(fù)搜索的步驟，以搜索下一個(gè)閉合區(qū)域。
參閱圖7，是本發(fā)明影像雜質(zhì)分析方法較佳實(shí)施例的作業(yè)流程圖。首先，影像量測(cè)機(jī)臺(tái) 1利用其CCD感應(yīng)器10獲取零件3的影像。然后，步驟S1中，用戶點(diǎn)取界面管理單元200中的閉 合區(qū)域選取工具，利用該閉合區(qū)域選取工具從零件3某個(gè)面的影像中選取一指定區(qū)域，該指 定區(qū)域的外框必須框住其中的所有閉合區(qū)域，且其外框不能與這些閉合區(qū)域的邊界相交，保 證閉合區(qū)域的完整性。
步驟S3中，影像處理單元202對(duì)所述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行預(yù)處理，以減少或消除影像 噪聲的影響，改善影像的質(zhì)量，所述預(yù)處理包括均值過(guò)濾、中值過(guò)濾、邊緣保持過(guò)濾和高斯 過(guò)濾。步驟S5中，計(jì)算單元204計(jì)算預(yù)處理后的影像的最佳閥值，該最佳閥值用于對(duì)影像進(jìn)行 二值化處理。
步驟S7中，所述影像處理單元202根據(jù)計(jì)算單元204所計(jì)算出的最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域 內(nèi)的影像進(jìn)行二值化、邊緣化處理，并刪除該指定區(qū)域的周邊點(diǎn)。通過(guò)該二值化處理，使得 影像轉(zhuǎn)化成只有兩個(gè)灰度級(jí)的影像，以便于特征的突出以及圖形的識(shí)別，即黑白色。所述邊 緣化處理是指將二值化處理后的影像中黑、白交界的邊緣提取出來(lái)。相較于處理前的影像， 處理后的影像清晰、易識(shí)別及閉合區(qū)域的邊界更平滑。所述指定區(qū)域的周邊點(diǎn)是指該指定區(qū) 域外框上的點(diǎn)。
步驟S9中，尋點(diǎn)單元206設(shè)置開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向，其中，所述搜索方向包括開(kāi)始搜索的 方向及搜索到邊界點(diǎn)后的方向，該開(kāi)始搜索的方向包括向右和向左，所述搜索到邊界點(diǎn)后的 方向包括順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较颉?br> 步驟S11中，尋點(diǎn)單元206以所設(shè)置的開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)按照上述搜索方向開(kāi)始對(duì)所述指定區(qū) 域內(nèi)的閉合區(qū)域進(jìn)行邊界搜索。
本實(shí)施例按照影像像素點(diǎn)的排列方式，將所述指定區(qū)域內(nèi)的每個(gè)像素點(diǎn)以小方格的形式 示意。步驟S13中，尋點(diǎn)單元206按照所設(shè)置的搜索方向?qū)c(diǎn)，若該尋點(diǎn)單元206以開(kāi)始搜索 的方向?yàn)橛疫M(jìn)行搜索，則根據(jù)像素點(diǎn)的值判斷是否搜索到邊界點(diǎn)。
若開(kāi)始點(diǎn)所在的行中未搜索到邊界點(diǎn)，則另起一行，返回步驟S11;若該行搜索到邊界 點(diǎn)，則步驟S15中，尋點(diǎn)單元206以搜索到的第"1"點(diǎn)為基點(diǎn)，以該第"1"點(diǎn)的前一點(diǎn)為起 點(diǎn)，按照所設(shè)置的"搜索到邊界點(diǎn)后的方向"進(jìn)行搜索第"2"點(diǎn)，如圖4和圖6所示；以此 方法類推，尋點(diǎn)單元206搜索閉合區(qū)域的所有邊界點(diǎn)。
步驟S17中，尋點(diǎn)單元206根據(jù)所搜索到的邊界點(diǎn)的位置判斷最后搜索到的邊界點(diǎn)與第" 1"點(diǎn)是否重合。
若所搜索到的邊界點(diǎn)與第"1"點(diǎn)不重合，則返回步驟S15繼續(xù)進(jìn)行搜索；若所搜索到的 邊界點(diǎn)與第"1"點(diǎn)重合，則所搜索到的邊界點(diǎn)組成一個(gè)閉合區(qū)域，該閉合區(qū)域即為雜質(zhì)， 步驟S19中，所述計(jì)算單元204對(duì)該閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充，并計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，其計(jì) 算公式為S=SO*N。其中，S為該閉合區(qū)域的面積，SO為每個(gè)像素點(diǎn)的面積，N為該閉合區(qū)域 內(nèi)的像素個(gè)數(shù)。如圖5所示，是本發(fā)明閉合區(qū)域種子填充后的示意圖。
步驟S21中，結(jié)果顯示單元208將所搜索到的閉合區(qū)域顯示于計(jì)算機(jī)2所提供的操作界面 上，顯示該閉合區(qū)域的面積，并顯示零件3的雜質(zhì)規(guī)格，g卩該類型零件3的雜質(zhì)數(shù)量、雜質(zhì) 距離和雜質(zhì)的最大面積，所述結(jié)果顯示單元208將所述閉合區(qū)域的面積與零件3的雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)
11行比較以判斷該閉合區(qū)域的面積是否符合規(guī)格，結(jié)果顯示單元208顯示比較結(jié)果，存儲(chǔ)單元 210保存該零件3上的閉合區(qū)域的數(shù)量、各閉合區(qū)域的面積及所述比較結(jié)果。
步驟S21之后，若尋點(diǎn)單元206搜索完所述指定區(qū)域的最后一行，則刪除步驟S19中所述 的閉合區(qū)域，返回步驟S9重復(fù)搜索步驟，以搜索下一個(gè)閉合區(qū)域。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效 果，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)，例如，將開(kāi)始搜索邊界點(diǎn)的方向攝制成向上 或向下等。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種影像雜質(zhì)分析方法，利用一個(gè)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中的閉合區(qū)域分析程序?qū)τ跋窳繙y(cè)機(jī)臺(tái)所獲取的影像進(jìn)行雜質(zhì)分析，其特征在于，該方法包括如下步驟從零件影像中選取一個(gè)指定區(qū)域；對(duì)所述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理包括均值過(guò)濾、中值過(guò)濾、邊緣保持過(guò)濾和高斯過(guò)濾；計(jì)算預(yù)處理后的影像的最佳閥值；根據(jù)所計(jì)算出的最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行二值化、邊緣化處理，并刪除該指定區(qū)域的周邊點(diǎn)；設(shè)置搜索邊界點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向；以所設(shè)置的開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)按照上述搜索方向搜索該指定區(qū)域內(nèi)的閉合區(qū)域的邊界點(diǎn)；若在該開(kāi)始點(diǎn)所在行內(nèi)未搜索到邊界點(diǎn)，則另起一行繼續(xù)搜索；以搜索到的邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以搜索到該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)，按照所設(shè)置的搜索方向搜索下一個(gè)邊界點(diǎn)；根據(jù)邊界點(diǎn)的位置判斷最后搜索到的邊界點(diǎn)與所搜索到的第一個(gè)邊界點(diǎn)是否重合；若所搜索到的邊界點(diǎn)與第一個(gè)邊界點(diǎn)重合，則所搜索到的所有邊界點(diǎn)組成一個(gè)閉合區(qū)域，對(duì)該閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充，該閉合區(qū)域即為雜質(zhì)；計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，其計(jì)算公式為S＝S0*N，其中，S為該閉合區(qū)域的面積，S0為每個(gè)像素點(diǎn)的面積，N為該閉合區(qū)域內(nèi)的像素個(gè)數(shù)；將該閉合區(qū)域的面積與預(yù)定義的雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)行比較，以確定該閉合區(qū)域的面積是否符合規(guī)格；及保存該零件上的閉合區(qū)域數(shù)量、各該閉合區(qū)域的面積及所述比較結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求l所述的影像雜質(zhì)分析方法，其特征在于，在步驟保存 該零件上的閉合區(qū)域數(shù)量、各該閉合區(qū)域的面積及所述比較結(jié)果之前，包括如下步驟 顯示該閉合區(qū)域的面積及所述零件預(yù)定義的雜質(zhì)規(guī)格。
3.如權(quán)利要求l所述的影像雜質(zhì)分析方法，其特征在于，所述指定區(qū) 域的周邊點(diǎn)是指該指定區(qū)域外框上的與閉合區(qū)域像素值相等的像素點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求l述的影像雜質(zhì)分析方法，其特征在于，所述步驟以搜 索到的邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以搜索到該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)，按照所設(shè)置的搜索方向搜索下一 個(gè)邊界點(diǎn)，包括如下步驟以搜索到的邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以搜索到該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)，按照順時(shí)針?lè)较蛩阉飨乱粋€(gè)邊界點(diǎn)；或以搜索到的邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以搜索到該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)，按照逆時(shí)針?lè)较蛩阉?下一個(gè)邊界點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求l述的影像雜質(zhì)分析方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟若搜索完所述指定區(qū)域的最后一行，則刪除本次搜索到的閉合區(qū)域，返回設(shè)置搜索邊 界點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向的步驟，重新進(jìn)行搜索，以搜索下一個(gè)閉合區(qū)域。
6. 一種影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)及與該計(jì)算機(jī)相 連的影像量測(cè)機(jī)臺(tái)，該影像量測(cè)機(jī)臺(tái)包括一個(gè)電荷耦合感應(yīng)器，用于獲取零件的影像，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)包括界面管理單元，用于存儲(chǔ)管理閉合區(qū)域分析的工具，所述工具包括閉合區(qū)域選取工具 ，用戶通過(guò)該閉合區(qū)域選取工具從所量測(cè)到的零件的影像中選擇一個(gè)指定區(qū)域；影像處理單元，用于對(duì)所述指定區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理包括均值過(guò)濾、中值過(guò)濾 、邊緣保持過(guò)濾和高斯過(guò)濾；計(jì)算單元，用于計(jì)算預(yù)處理后的指定區(qū)域的最佳閥值；所述影像處理單元，還用于根據(jù)所計(jì)算出的最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行二 值化、邊緣化處理，并刪除該指定區(qū)域的周邊點(diǎn)；尋點(diǎn)單元，用于設(shè)置搜索邊界點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向，并按照該搜索方向以所設(shè)置的 開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)對(duì)上述指定區(qū)域進(jìn)行邊界點(diǎn)搜索，當(dāng)搜索到邊界點(diǎn)時(shí)，以該邊界點(diǎn)為基點(diǎn)，以 搜索到該邊界點(diǎn)的前一點(diǎn)為起點(diǎn)按照所述搜索方向搜索下一個(gè)邊界點(diǎn)，若搜索到的最后一個(gè) 邊界點(diǎn)與第一個(gè)邊界點(diǎn)重合，則所有搜索到的邊界點(diǎn)組成一個(gè)閉合區(qū)域，該閉合區(qū)域即為雜 質(zhì)；所述計(jì)算單元，還用于對(duì)該閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充，并根據(jù)該閉合區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)個(gè) 數(shù)及所述電荷耦合感應(yīng)器的放大倍率計(jì)算該閉合區(qū)域的面積，即雜質(zhì)的面積；結(jié)果顯示單元，用于將所述閉合區(qū)域的面積與零件預(yù)定義的雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)行比較以判定 該閉合區(qū)域的面積是否符合規(guī)格，并顯示比較結(jié)果；及存儲(chǔ)單元，用于保存該零件上的閉合區(qū)域數(shù)量、各閉合區(qū)域的面積及所述比較結(jié)果。
7.如權(quán)利要求6所述的影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述搜索方 向包括開(kāi)始搜索邊界點(diǎn)的方向及搜索到邊界點(diǎn)后的方向，該開(kāi)始搜索邊界點(diǎn)的方向包括向右 和向左，所述搜索到邊界點(diǎn)后的方向包括順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较颉?br> 8.如權(quán)利要求6所述的影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單 元還用于計(jì)算所述指定區(qū)域的面積、閉合區(qū)域的面積與該指定區(qū)域面積的比值，及各閉合區(qū) 域的周長(zhǎng)。
9.如權(quán)利要求6所述的影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)果顯 示單元還用于顯示所述閉合區(qū)域的面積，及所述零件的雜質(zhì)規(guī)格，該規(guī)格包括零件的雜質(zhì) 數(shù)量、雜質(zhì)距離及雜質(zhì)的最大面積。
10.如權(quán)利要求6所述的影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述指定 區(qū)域的周邊點(diǎn)是指該指定區(qū)域外框上的與閉合區(qū)域像素值相等的像素點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種影像雜質(zhì)分析系統(tǒng)，包括界面管理單元用于管理閉合區(qū)域選取工具，用戶利用該工具可從零件影像中選取一指定區(qū)域；影像處理單元對(duì)該指定區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理；計(jì)算單元計(jì)算指定區(qū)域的最佳閥值；影像處理單元根據(jù)該最佳閥值對(duì)上述指定區(qū)域內(nèi)的影像進(jìn)行二值化、邊緣化處理；尋點(diǎn)單元設(shè)置搜索的開(kāi)始點(diǎn)及搜索方向，并按該搜索方向以開(kāi)始點(diǎn)為起點(diǎn)進(jìn)行邊界點(diǎn)搜索；計(jì)算單元對(duì)邊界點(diǎn)組成的閉合區(qū)域進(jìn)行種子填充并計(jì)算其面積；結(jié)果顯示單元將該面積與雜質(zhì)規(guī)格進(jìn)行比較并顯示比較結(jié)果；及存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)該比較結(jié)果。另外，本發(fā)明還提供一種影像雜質(zhì)分析方法。利用本發(fā)明可分析影像指定區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)面積及根據(jù)該雜質(zhì)面積判定零件是否合格。
文檔編號(hào)G01B21/28GK101469984SQ200710203360
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者張旨光, 洪毅容, 陳賢藝 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司