[发明专利]一种基于Hough梯度法的电解电容定位方法

说明书

本发明公开了一种基于Hough梯度法的电解电容定位方法，首先将彩色的电解电容图像转化为灰度图像，然后将灰度图像进行中值滤波，接着通过直方图均衡化增强图像，然后通过Canny边缘检测算法提取图像边缘，最后通过改进的Hough梯度法定位电解电容顶部圆图像。本发明在保证图像处理速度的基础上，提高了定位精度，是一种良好有效的电解电容定位方法。

技术领域

本发明涉及一种PCB表面元器件的数字图像处理方法，尤其涉及一种基于Hough梯度法的电解电容定位方法。

背景技术

PCB表面元器件的定位是PCB装配缺陷检测前的准备工作。在机器视觉中，ROI(region of imerest，感兴趣区域)是根据目标特征的不同框选出需要处理的区域，ROI所选择区域的准确度决定了图像处理的质量，元器件定位的目的是生成准确的ROI。目前大部分光学检测设备中的ROI是由操作人员手动绘制生成，这会影响模板的制作效率和检测精度。一些企业采用PCB源文件导入生成的方法，通过PCB源文件获取元器件的坐标和尺寸参数，经处理后在模板和待测图像中自动生成ROI。这种方法大大提升了ROI的生成效率和精度，但在缺少PCB源文件或源文件信息不完整的情况下，此方法无法使用。

电解电容是一种立插式的圆柱形元器件，它的特点是图像信息大部分在电解电容圆柱本体的侧面，采集的图像只能展示顶部的信息，顶部图像是一个圆，因此需对顶部的圆形图像进行定位。但是由于所拍摄PCB板图像的曝光、拍摄角度偏差、元器件高度差所导致的清晰度限制，现有的图像处理方法很难精准地确定电解电容位置。

发明内容

发明目的：本发明提出一种基于Hough梯度法的电解电容定位方法，针对模板PCB表面装配的电解电容，能够在缺少PCB源文件的情况下自动定位并选取合适的元器件区域，生成ROI，为后续的缺陷检测做准备。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种基于Hough梯度法的电解电容定位方法，包括以下步骤：

步骤1、对图像进行灰度化处理，将彩色的电解电容图像转化为灰度图像；

步骤2、利用中值滤波对灰度图像的噪声进行抑制；其中，所述的中值滤波，其计算式为：

g(x，y)＝median[f(x，y)]

式中，g(x，y)为滤波后的图像，f(x，y)为原图像，median[·]表示像素点邻域像素值的中值。

步骤3、将中值滤波处理后的图像进行直方图均衡化处理以增强图像；所述的直方图均衡化处理，其计算式为：

式中，s_k为均衡化后各像素的灰度级，p_r(r_j)为原图像概率密度函数，r_j为像素点的归一化值，k表示归一化前的灰度级，M为最大灰度级，一般取256。

步骤4、对直方图均衡化处理后的图像采用Canny边缘检测算法提取图像边缘；所述的Canny边缘检测算法，包括以下步骤：

(4-1)使用高斯平滑滤波器卷积降噪，滤波器方程式如下：

式中H表示高斯滤波器模板中的元素值，i，j为模板元素坐标，k为正整数，σ为标准差；

(4-2)检测图像中的水平、垂直和对角边缘，计算公式如下：

式中，G和θ分别表示像素点的梯度和方向，G_x、G_y分别为边缘检测算子返回水平和垂直方向的一阶导数值；