一種快速自動檢測電氣接插件焊點不合格品的圖像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其指代一種快速自動檢測電氣接插件焊點不合 格品的圖像處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在大批量生產(chǎn)電氣接插件時，由于產(chǎn)品焊點不在正確的位置，造成了不合格 品。傳統(tǒng)的人工檢查電氣接插件不合格品的方法，由于依賴人眼通過放大鏡（或顯微鏡） 檢查，不僅效率低而且存在主觀誤差。生產(chǎn)場所環(huán)境存在高溫、噪音、不安全等因素，將圖像 處理技術(shù)應(yīng)用于電氣接插件焊點不合格品快速自動檢測，不僅可以消除人工檢查所造成的 主觀誤差提高檢測一致性，而且可以提高效率和精度、保障人員安全，同時具有非接觸性等 優(yōu)勢。
[0003] 利用圖像處理技術(shù)進行電氣接插件焊點不合格品快速自動檢測，首先通過攝像機 采集包含電氣接插件截面及焊點的原始圖像，然后運用圖像處理方法對電氣接插件截面中 心圓和焊點的位置及個數(shù)進行檢測，判定電氣接插件是否合格。其中需要解決的問題主要 有兩個：一是由于攝像機與電氣接插件截面相對位置不固定，導(dǎo)致在采集到的圖像上電氣 接插件截面中心圓位置不固定。二是由于檢測場所環(huán)境的影響和電氣接插件截面尺寸很小 需要放大成像導(dǎo)致圖像質(zhì)量較低，需要對圖像進行相應(yīng)的預(yù)處理。
[0004] 目前基于圖像處理技術(shù)的電氣接插件焊點不合格品快速自動檢測方法主要分為 電氣接插件截面中心圓提取、焊點位置提取和遍歷焊點個數(shù)兩部分。（1)電氣接插件截面 中心圓提取方法一般有2種：（1-1)手動設(shè)置閾值，分割截面原始圖像獲得二值圖像，使用 圓檢測方法獲得圓心和外圓半徑，設(shè)定固定圓環(huán)的寬度值，從而求得中心圓半徑；（1-2)攝 像機與電氣接插件截面的相對位置固定，使用區(qū)域分割的方法提取截面圓特征，根據(jù)先驗 知識得到截面中心圓圓心和半徑。（2)焊點位置提取和遍歷焊點個數(shù)的方法一般有2種： (2-1)對灰度圖像進行去噪濾波、二值化、形態(tài)學(xué)濾波等預(yù)處理，提取焊點位置，遍歷截面中 心圓周得到所有焊點的數(shù)量；（2-2)直接對預(yù)處理后的圖像進行全局遍歷，求得焊點數(shù)量。 方法（1-1)要求光照、攝像機與電氣接插件截面的相對位置變化不大；方法（1-2)要求攝像 機與電氣接插件截面位置固定；方法（2-1) (2-2)要求焊點和截面圓的灰度差異大且需根 據(jù)具體情況進行相應(yīng)的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種快速自動檢測電氣接插件焊點不合 格品的圖像處理方法，以解決現(xiàn)有電氣接插件焊點自動檢測的缺陷，實現(xiàn)了電氣接插件焊 點合格與否的自動檢測。與現(xiàn)有電氣接插件焊點不合格品自動檢測算法相比，應(yīng)用范圍廣， 精度高，魯棒性強。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的一種快速自動檢測電氣接插件焊點不合格品的圖像處 理方法，包括步驟如下：
[0007] 1)讀入攝像機所采集的原始圖像；
[0008] 2)將原始圖象變換為灰度圖像，對灰度圖像進行高斯濾波；并確定截面圓心及內(nèi) 圓外半徑，根據(jù)得到的電氣接插件截面圓心及內(nèi)圓外半徑提取截面區(qū)域方形圖像，去除背 景干擾；
[0009] 3)在步驟2)中得到的截面區(qū)域方形圖像上進行最大類間方差（OTSU)二值化處 理，分離出電氣接插件截面與背景，同時獲得其二值化的圖像，對二值圖像先進行開操作去 除噪點，再進行閉操作彌合孔洞、填補截面輪廓線斷裂；
[0010] 4)獲取截面最大類間方差二值圖像各方向上輪廓線寬度，采用加權(quán)平均的方法獲 得其均寬，進而得到中心圓的半徑；
[0011] 5)將原始電氣接插件截面外切矩形圖像的RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間，分 割出H通道圖像，利用焊點的顏色閾值對圖像進行二值化處理；
[0012] 6)對H通道二值圖像先進行開操作去除噪點、再進行閉操作彌合孔洞，獲得清晰 的焊點圖像，在此圖像上畫出步驟4)獲得的截面中心圓，遍歷檢測得到圓上的焊點數(shù)，與 標(biāo)準(zhǔn)電氣接插件焊點數(shù)量比對，判斷電氣接插件焊點合格與否。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟2)中具體包括：設(shè)置最大最小半徑，對圖像進行Hough圓檢測， 使用加權(quán)平均法和選擇排序法分別確定截面圓心及內(nèi)圓外半徑。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟2)提取電氣接插件截面圓心及內(nèi)圓外半徑，進而提取截面區(qū)域 方形圖像，具體包括以下步驟：
[0015] 2. 1)根據(jù)現(xiàn)場拍攝情況及電氣接插件截面灰度圖像大小WXH，定義截面內(nèi)圓外 半徑最小值minR及截面內(nèi)圓外半徑最大值maxR作為Hough圓檢測的其中兩個輸入?yún)?shù)， 具體計算公式為：
[0016] minR = floor (min (ff, Η) /4)
[0017] maxR = floor (min (ff, H) /2)
[0018] 其中，W為圖像的寬度，H為圖像的高度；
[0019] 2. 2)對灰度圖像進行Hough圓檢測，得到滿足2. 1)中條件的多組圓心坐標(biāo)及對應(yīng) 內(nèi)圓外半徑，即（Xuy1^1)為一組圓參數(shù)；對所有圓心坐標(biāo)（ Xl，yi)分別進行隨機采樣一致 性RANSAC操作并加權(quán)平均，即剔除與大多數(shù)圓心坐標(biāo)相差較大的結(jié)果，對剩下的圓心坐標(biāo) 進行加權(quán)平均，得到最終圓心坐標(biāo)（x final，yfinal)，對所有的半徑A進行選擇排序，得到最小 的半徑值為最終內(nèi)圓外半徑r final;
[0020] 2. 3)在灰度圖像中，以圓心坐標(biāo)（xfinal，yfinal)為中心點，2Xrfinal為邊長，提取電 氣接插件截面區(qū)域方形圖像，去除背景干擾，將提取到的電氣接插件截面區(qū)域方形圖像作 為圖像處理步驟3)、步驟4)的輸入圖像。
[0021] 優(yōu)選地，所述步驟3)獲取的截面二值圖像及形態(tài)學(xué)處理，具體包括以下步驟：
[0022] 3. 1)記T為前景與背景的分割閾值，前景點數(shù)占圖像比例為w。，平均灰度為u。;背 景點數(shù)占圖像比例為W1，平均灰度為U 1;則圖像的總平均灰度為：U =WidUi^W1U1，前景和背景 的方差為：g = w。(Uq-U) 2+Wi (U1-U) 2 = W (JW1 (U1-U。) 2，那么當(dāng)方差g最大時，則此時的閾值Tgmax 為OTSU分割閾值，則對輸入圖像進行如下分割： CN 105139386 A IX m "ti 3/9 頁
[0023]
[0024] 其中f(x，y)為輸入圖像在位置（x，y)處像素值，g(x，y)為輸出二值圖像在點 (X，y)處的像素值；
[0025] 3. 2)記RlkCT、R2kCT分別為開操作和閉操作核函數(shù)的半徑，并且所使用的核函數(shù)均為 圓形核函數(shù)，首先對二值圖像進行半徑為R lkCT的開操作A 〇 B，去除圖像中孤立的噪點和細(xì) 的突出物；再對圖像進行半徑為R2kCT的閉操作A · B，彌合孔洞、填補截面輪廓線斷裂
[0026]
[0027]
[0028] 優(yōu)選地，所述步驟4)計算各方向上輪廓線寬度，采用加權(quán)平均的方法獲得其均 寬，進而得到中心圓的半徑，具體包括以下步驟：
[0029] 4. 1)采用加權(quán)各個方向上環(huán)寬并求平均，獲得電氣接插件截面內(nèi)圓圓環(huán)的寬度； 使用八個主方向的加權(quán)均值，八個方向分別為：
[0030] 0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°，統(tǒng)計某方向在上述2.2)中求 得的內(nèi)圓外半徑r final內(nèi)的非零值的個數(shù)，即為該方向上的圓環(huán)環(huán)寬W lRing，最終圓環(huán)環(huán)寬 為：
[0031]
[0032] 4. 2)