[发明专利]一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法

说明书

本发明公开了一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法，其中通过上下文特征对待匹配轮廓与标准轮廓进行建模，并且计算代价函数的最小值，得到两组轮廓点的对应关系，通过拒绝函数筛选错匹配，计算旋转矩阵与平移矩阵使待匹配轮廓与标准轮廓重合，最后利用汉明距离计算两个轮廓的相似度,本发明一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法，解决了现有对不规则轮廓匹配中轮廓表达能力差、精度低等实际问题，采用递进式的匹配方法，提高了PCB不规则轮廓匹配的速度和精度，为工业生产的不规则PCB板实用性和精度提供了保障。

技术领域

本发明涉及机器视觉检测技术领域，具体为一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法。

背景技术

随着电子信息技术的发展，电子产品的更新迭代速度加快，印刷电路板(printedcircuit board,PCB)作为电子产品中的重要部件，正在向高质量、高性能方向发展。而PCB板常常会为了达到实际的应用需求而被设计成不规则形状，工业上很难对这类PCB板建立数据模型进行轮廓匹配，这就会造成较大的误差。

测量轮廓误差的大致流程是：对产品进行位置和边缘的定位，再计算产品图像的边缘信息与标准轮廓信息间的误差。而对图像的边缘信息和标准轮廓进行轮廓匹配尤为重要，如果无法对图像的轮廓信息与标准轮廓的误差进行精准的计算，那么可能无法满足实际的生产要求。

现有的轮廓特征有几何特征、域变换和空间特征三大类。其中几何特征应用比较广泛，它主要提取了图像中保持不变的特征，如边缘点、弧度等，作为两幅图像匹配的参考信息，但是这种方法无法获取图像深层次的轮廓特征。域变换包括小波变换和傅里叶变换等，这些方法虽然可以对形状信息的描述更加精确，但是它对于参数的要求非常高，如果无法精确对参数调整，那么可能得到错误的图像特征信息。而空间特征是指图像中分割出来的多个目标之间的相互空间位置或者相对方向关系，其中形状上下文特征是近年来形状特征表示最重要的方法。该方法着重描述轮廓点的局部信息，同时兼顾轮廓的整体信息，对轮廓的描述更加准确。

针对上述问题，本发明公开一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法，具有计算精准，表示能力显著提高，位置信息与图像特征高度对应，数据量少，计算方便等的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法，用于提升了轮廓表示能力以及刚性变换的精确度，减少错匹配数据，方便计算相似度，排除极端噪声，以解决上述背景技术中提出的精度低、计算能力差、数据复杂等技术问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种基于形状上下文特征的不规则PCB板轮廓匹配的方法，包括：

S1：检测轮廓边缘后得到多个边缘点，用一个集合S表示；

S2：在极坐标下对集合S以距离ρ和角度θ进行划分，并以同心圆方式建立轮廓点的分布，以此建立直方图H＝(ρ，θ，n)，其中ρ为同心圆半径，θ为同心圆区域的扇形边与水平方向的夹角，n为同心圆扇形区域的个数；

S3：通过直方图H计算待匹配轮廓与标准轮廓的代价函数h_i(k),h_j(k)分别是两个轮廓任意点处的直方图；

S4：采用匈牙利算法对各代价函数C求最优值，并对两组轮廓点进行匹配后，使得各代价函数C达到最小；

S5：建立一个拒绝函数，当代价函数C大于阈值C0时，认为是错匹配，将数据丢弃；

S6：定义刚性变换的权重函数和误差函数L＝W||(Rp_i+t)-q_i||²,其中p,q分别为两个轮廓上的某一点，通过权重函数W计算轮廓的质心P；