開關(guān)匹配算法研究及應用.pdf

1、全自動LED引線鍵合機是集精密機械、自動控制、圖像識別、光學和超聲波熱壓焊接等多領(lǐng)域技術(shù)于一體的現(xiàn)代高科技微電子后封裝設備,主要用于芯片焊盤和外框架間引線的焊接。其中圖像定位系統(tǒng)是實現(xiàn)芯片自動焊接的關(guān)鍵技術(shù)之一,其難點在于系統(tǒng)對實時性和定位精度要求很高。
　　 迄今為止國內(nèi)外學者已提出多種快速定位方法,其中最常用的是模板匹配,但是傳統(tǒng)的基于灰度值的模板匹配算法存在算法復雜性高,對非線性光照、噪音和旋轉(zhuǎn)等敏感的問題,難以滿足日益提

2、高的應用需求。
　　 針對以上問題,本文研究了新型的基于邊緣的形狀匹配算法,結(jié)合圖像自身的特點,設計和實現(xiàn)了該算法,并通過現(xiàn)場測試,實踐證明該算法能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。整個過程主要完成了以下幾個方面的工作:
　　 首先,介紹傳統(tǒng)的模板匹配算法,如歸一互相關(guān)系數(shù)、序貫相似性檢測法等,并分析了此類算法對噪音、光照變化、遮擋和小角度旋轉(zhuǎn)等干擾的適應情況及相應解決方案。分析結(jié)果表明,這些算法都無法很好滿足全自動LED引線鍵合機圖

3、像識別系統(tǒng)的要求,并簡要介紹了基于特征的模板匹配算法。
　　 其次,改進并實現(xiàn)了一種基于形狀的模板匹配算法。首先采用Canny算子提取模板圖像邊緣點,并人工對邊緣圖像進行修正,隨后使用Sobel算子對圖像進行濾波,最終生成模板圖像的邊緣點位置向量和梯度向量,即模板形狀模型。相似度量采用模板邊緣點與圖像搜索區(qū)域的對應點的內(nèi)積和。分析表明,這個度量方法基本不受非線性光照變化的影響,對噪音、遮擋和小角度旋轉(zhuǎn)等也不敏感。在搜索策略上,提

4、出了基于概率模型的自適應區(qū)域搜索方法,將搜索區(qū)域進一步劃分為大可能區(qū)域和小可能區(qū)域,裁剪了搜索區(qū)域,大大提高了搜索效率。另外針對提前終止條件和亞像素精度要求也給出了相應的解決方案。
　　 最后,分析了全自動LED引線鍵合機的硬件和軟件組成,采用面對對象的方法,構(gòu)造了基于形狀的模板匹配類。針對全自動LED引線鍵合機實際圖像進行算法測試,得到該算法在噪音、光照變化、遮擋以及小角度旋轉(zhuǎn)情況下的性能數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明,基于形狀的模板匹配算法