一种基于机器视觉的集成芯片管脚几何尺寸检测计算方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的集成芯片管脚几何尺寸检测计算方法。在集成芯片管脚图像中，选择图像中包含集成芯片以及芯片管脚的最小矩形区域作为ROI图像区域；进行二值化，使用拟合法获得集成芯片纵向对称轴两侧的内外边界拟合直线，使得所有管脚的内外角点处于两侧各自对应的拟合直线附近；分别沿两侧的内外边界拟合直线进行遍历，找到各个内、外角点，进而得到内外角点对集合；对于各个管脚，以内外角点对集合中的内外角点坐标拟定该管脚，得到图像几何尺寸，再乘以换算比例尺，得到实际几何尺寸。本发明利用机器视觉并采用了较为快速、简便且精确度高的计算方法，可以实现对集成芯片管脚高速度、高精确度的检测效果。

主权项

一种基于机器视觉的集成芯片管脚几何尺寸检测计算方法，其特征在于该方法包括：1)在采集到的集成芯片管脚图像中，设置ROI图像区域，选择图像中包含有集成芯片以及芯片管脚的最小矩形区域作为ROI图像区域；2)对集成芯片管脚ROI图像区域进行二值化，得到二值化后的ROI图像区域，其二值化采用以下公式：${\mathrm{pix}}_{new}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}0,& pix(x,y)<T\\ 255,& pix(x,y)\ge T\end{array}\right.$其中，T为二值化的阈值，pix_new(x,y)表示当前坐标(x,y)下像素点二值化后的灰度值，pix(x,y)表示当前坐标(x,y)下像素点二值化前的灰度值；3)使用拟合法获得集成芯片纵向对称轴两侧的内外边界拟合直线，使得集成芯片所有管脚的内外角点处于两侧各自对应的拟合直线附近；4)对于集成芯片管脚两侧的拟合直线，分别沿该侧的内、外边界拟合直线进行遍历，找到集成芯片管脚的各个内、外角点，进而得到各个管脚的内外角点对集合{(p_up‑i,p_down‑i,q_up‑i,q_down‑i),i＝1...n}，n表示集成芯片单侧的管脚个数，i表示集成芯片单侧的第i个管脚；5)对于各个管脚，以内外角点对集合{(p_up‑i,p_down‑i,q_up‑i,q_down‑i),i＝1...n}中的内外角点坐标拟定该管脚，计算得到其图像几何尺寸，将图像几何尺寸乘以换算比例尺k，得到该管脚的实际几何尺寸；所述的步骤3)中使用拟合法获得集成芯片纵向对称轴两侧的内外边界拟合直线具体包括：3‑1)以图像中集成芯片的纵向对称轴作为区域分割线，以集成芯片的纵向对称轴为Y轴方向，垂直于中轴线为X轴方向，将二值化后ROI图像区域中的纵向对称轴两侧的0值像素点沿X轴方向分别投影至纵向对称轴，投影值构成了沿Y轴方向的实值波动函数g(t)：sum＝g(t),t∈[0,imgheight)其中，t表示沿Y轴方向的像素坐标值，imgheight表示二值化后ROI图像区域在Y轴方向的高度；对于集成芯片纵向对称轴左侧图像，sum＝g(t)表示ROI图像区域在像素坐标y＝t时，从x＝0到集成芯片纵向对称轴之间所有0值像素点个数的总和，对于集成芯片纵向对称轴右侧图像，sum＝g(t)表示ROI图像区域在像素坐标y＝t时，从x＝imgwidth‑1到集成芯片纵向对称轴之间所有0值像素点个数的总和；3‑2)对于纵向对称轴两侧投影后得到的两个实值波动函数g(t)，均遍历沿纵向对称轴方向的像素坐标变量y，依次求得各个波峰点以及各个波谷点，分别得到波峰点集合{p_i(x_i,y_i),i＝1...n}和波谷点集合{q_i(x′_i,y′_i),i＝1...n}，波峰点、波谷点分别作为集成芯片管脚该侧外边界、内边界直线的拟合点，则波峰点集合{p_i(x_i,y_i),i＝1...n}构成了集成芯片管脚该侧外边界拟合点，波谷点集合{q_i(x′_i,y′_i),i＝1...n}构成了集成芯片管脚该侧内边界拟合点；3‑3)将外边界拟合直线采用x＝a+by表示，其中x表示像素点在X轴方向的坐标值，y表示像素点在Y轴方向的坐标值，a表示外边界拟合直线的截距，b表示外边界拟合直线的斜率，利用最小二乘法对波峰点集合{p_i(x_i,y_i),i＝1...n}各个波峰点进行直线拟合，计算以下公式得到该侧外边界拟合直线；$\left[\begin{array}{cc}n& \Sigma y_i\\ \Sigma y_i& \Sigma {y_i}^2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}a\\ b\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\Sigma x_i\\ \Sigma y_i{x}_i\end{array}\right]$将内边界拟合直线采用x＝c+dy表示，其中x表示像素点在X轴方向的坐标值，y表示像素点在Y轴方向的坐标值，c表示内边界拟合直线的截距，d表示内边界拟合直线的斜率，利用最小二乘法对波谷点集合{q_i(x′_i,y′_i),i＝1...n}各个波谷点进行直线拟合，计算以下公式得到该侧内边界拟合直线；$\left[\begin{array}{cc}n& \Sigma y_i^{\prime }\\ \Sigma y_i^{\prime }& \Sigma y_i^{\prime 2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}c\\ d\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\Sigma x_i^{\prime }\\ \Sigma y_i^{\prime }{x}_i^{\prime }\end{array}\right].$