[发明专利]一种基于行列直线聚类的多类型BGA芯片视觉识别方法

摘要

一种基于行列直线聚类的多类型BGA芯片视觉识别方法，本发明涉及BGA芯片视觉识别方法。本发明是要解决现有技术对于焊球排布稀疏的BGA芯片鲁棒性较差、采用单阈值二值化图像来提取焊球导致欠分割、过分割以及算法时间复杂度高的问题；本发明是通过1对原始图像进行动态阈值分割、形态学以及连通域标记处理；2建立完整灰度BGA焊球信息列表；3构成等效BGA阵列；4局部分析确定等效BGA阵列粗略偏转角度；5得到每行、每列等效BGA焊球蔟以及边界等效BGA焊球蔟；6求解原始图像中BGA芯片的偏转角度和中心位置；7对BGA焊球蔟进行直线拟合；8求解标准芯片参数等步骤实现的。本发明应用于BGA芯片视觉识别领域。

主权项

一种基于行列直线聚类的多类型BGA芯片视觉识别方法，其特征在于一种基于行列直线聚类的多类型BGA芯片视觉识别方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、对摄像头采集到的灰度BGA芯片图像，即为原始图像，进行动态阈值分割得到二值焊球图像，并对二值焊球图像进行形态学开运算和闭运算处理，处理后的二值焊球图像上的每个连通域记为一个二值化BGA焊球，然后对每个二值化BGA焊球进行连通域标记；步骤二、对步骤一得到的经过连通域标记后的每个二值化BGA焊球在原始图像上对应邻域范围内进行灰度连通域提取，获得完整灰度BGA焊球，并建立完整灰度BGA焊球信息列表；其中，建立完整灰度BGA焊球信息列表内容包括：每个完整灰度BGA焊球所包含的灰度像素，以及由灰度像素计算得到的每个完整灰度BGA焊球的中心点位置坐标、每个完整灰度BGA焊球对应的最小外包圆直径、每个完整灰度BGA焊球的周长和圆度；每个焊球包含的灰度像素包括像素坐标和灰度值；步骤三、用步骤二得到的完整灰度BGA焊球信息列表，建立一个像素灰度值均为0且大小与原始图像相同的背景图像；并在背景图像中，将对应原始图像中每个完整灰度BGA焊球中心点位置处的灰度值，变为对应二值化BGA焊球的标识序号，此时的背景图像即为BGA焊球标识图像，BGA焊球标识图像上的每个非0灰度值的像素称为一个等效BGA焊球，所有等效BGA焊球构成的阵列称为等效BGA阵列；其中，原始图像中有M*N个完整灰度BGA焊球，对应背景图像中就有M*N个等效BGA焊球，等效BGA焊球实质为一个像素，完整灰度BGA焊球与等效BGA焊球一一对应；在BGA焊球标识图像中，计算相邻2个等效BGA焊球的间距△γ，将此间距作为等效BGA焊球间距典型值；步骤四、利用步骤三得到的等效BGA焊球间距典型值△γ，在BGA焊球标识图像上，对等效BGA阵列进行局部分析，确定等效BGA阵列粗略偏转角度△θ；其中，局部分析分为针对规则型BGA芯片的局部分析和针对不规则BGA芯片的局部分析，规则型BGA芯片为相邻行BGA焊球成整齐排列的BGA芯片，不规则BGA芯片为相邻行BGA焊球成交错排列的BGA芯片；步骤五、利用步骤三得到的等效BGA焊球间距典型值△γ以及步骤四得到的等效BGA阵列粗略偏转角度△θ，在BGA焊球标识图像上，对行和列的等效BGA焊球进行直线聚类得到每行等效BGA焊球簇、每列等效BGA焊球簇以及边界等效BGA焊球簇；步骤六、利用步骤五得到的边界等效BGA焊球簇中的每个等效BGA焊球在标识图像上的灰度值，在完整灰度BGA焊球信息列表中查找对应的完整灰度BGA焊球中心点位置坐标，根据完整灰度BGA焊球中心点位置坐标，进行边界直线拟合，通过边界拟合直线求解原始图像中BGA芯片的偏转角度和中心位置；步骤七、利用步骤五识别得到的每行等效BGA焊球簇和每列等效BGA焊球簇，以及步骤二得到的完整灰度BGA焊球信息列表进行每行等效BGA焊球簇直线拟合和每列等效BGA焊球簇直线拟合；将所有相邻两行等效BGA焊球簇的拟合直线间距的平均值作为BGA芯片焊球标准行间距；将所有相邻两列等效BGA焊球簇拟合直线间距的平均值作为BGA芯片焊球标准列间距；步骤八、利用步骤七得到的每行等效BGA焊球簇拟合直线和每列等效BGA焊球簇拟合直线，在BGA焊球标识图像上对等效BGA焊球进行逐行或逐列搜索，进而得到BGA焊球分布矩阵；根据逐行或逐列搜索得到的所有等效BGA焊球以及步骤二得到的完整灰度BGA焊球信息列表求解得到BGA标准焊球直径尺寸、BGA标准焊球周长尺寸和BGA标准焊球圆度尺寸。