圖像定位在激光調阻機中的應用

摘 要： 采用圖像定位，可以更加精確、有效地將激光定位在調整的開始點，使激光調阻多功能控制器使用起來可靠性好、精度高。通過圖像采集卡，獲得圖像的灰度參數。采用灰度的匹配算法和12點匹配定位法得到定位點坐標。通過VB編程實現算法，使抓取的單幀與模板圖片進行匹配，得到坐標差，然后將該坐標差補償到激光調阻定位中。該系統已經應用到激光調阻機中。

關鍵詞： 圖像定位； 激光調阻機； 灰度匹配； VB編程算法

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）04?0060?03

0 引 言

激光調阻機是利用激光對厚薄膜電阻進行精密修調的關鍵設備。在電子工業中，尤其是在微電子工業中得到了廣泛的應用[1]。因電子產品的功能強大，導致其內部結構也相應多變，給激光調阻機調阻、畫線以及打標帶來困難，于是設計了用于激光調阻機中的圖像定位系統[2]。在激光調組機的工作過程中有將激光定位在調整的開始點的步驟，通過圖像識別對原始的數字化圖像進行處理，提取有用的參數信息分析，包括邊緣線、中心點坐標等，達到更加精確的定位，使該步驟效率高、精度高[3]。基于圖像灰度的匹配方法不需要對圖像做特征提取，而是直接利用全部可用的圖像灰度信息，因此能提高估計的精度和魯棒性[4]。

圖像定位過程中，會將采集卡采集到的圖片通過參數化分析后與模板進行匹配，得到他們之間位移差或者角度偏移量。但是由于圖片質量問題所以系統采用的是12點匹配法，在匹配過程中會根據當前圖片質量來決定匹配的要求點數，從而達到匹配要求來獲得位移差。

1 功能設計

在批量生產過程中，會有電阻板的不斷切換，切換過程中會有偏移，于是需要圖像定位系統進行位移坐標的補償。用戶首先設定最大偏移量，然后將模板電阻片放在平臺上，通過采集卡采集數據，獲得該圖片的參數，將圖片呈現在界面上，創建方框，獲得模板的各種參數并將該參數保存為模板。然后切換電阻片，通過采集卡獲得待匹配電阻片的灰度等各種參數，點擊匹配按鈕，通過程序進行匹配，獲得所需要的位移坐標差，該坐標差會顯示在界面上，也會補償到調阻開始的定位坐標中，減小了編程的重復性，提高了定位的準確性。此外，該系統還可供用戶測量圖片任意兩點之間的距離，也可實現鼠標在圖片上移動時界面能顯示實時坐標，使用戶操作更加明晰[5?6]。圖1為該系統設計的界面。

2 軟件實現

2.1 灰度參數獲取

基于圖像灰度的配準方法，通常直接利用整幅圖像的灰度信息，建立兩幅圖像之間的相似性度量。btnSnapStore（）函數功能是通過采集卡獲得需要的數據。在函數里面設定圖片的保存格式（.bmp）、大小和保存位數（24位），然后調用采集卡內部函數CGDataTransform，該函數的格式如下[7?8]：

CGDataTransform（pBuffer（0），pLineAddr，bminfo.header.biWidth，

bminfo.header.biHeight， 24， True）

將圖片內部信息存到緩存pBuffer（）中，通過灰度處理，得到點的灰度值，并保存在公共數組BXY（w，h）（其中w，h代表該點的坐標）中，計算公式如下[9]：

[B=CSng（pBuffer（t））G=CSng（pBuffer（t））R=CSng（pBuffer（t））BXY（w，h）=（B+G+R）3]

2.2 12點匹配法

在匹配定位掃描過程中需判定該次掃描是否成功，于是設計了12點匹配法（如圖2所示）。取標準電阻，按比例分割得到12個比例點，以左下角點舉例，判斷該點是否為匹配定位點，HuiV（0） = Abs（BXY（w，h）-bb）為該點與標準灰度差值的絕對值，同理HuiV（1），HuiV（0），…，HuiV（11）為其他11點與標準灰度差值的絕對值，若這12值中有11個小于灰度參考值，則說明該點為正確的匹配定位點，并可以得到它的坐標。

2.3 制作模板

根據當前圖片質量，設定定位參考灰度（掃描時判斷條件），將圖片加載到界面上，選擇兩點并將之間區域作為掃描區域。Getmatchpoint1函數是從左下角往上掃，12個點中11個點滿足條件就認為掃描成功（圖2所示），同樣函數Getmatchpoint2是從右下角往下掃，也是12點中的11點滿足條件就說掃描成功，兩個方向掃描成功后得到兩個點的坐標（Matchpoint1x， Matchpoint1y），（Matchpoint2x，Matchpoint2y），然后調用函數PIC.Line （Matchpoint1x，Matchpoint1y）-（Matchpoint2x， Matchpoint2y）， RGB（0， 255，0），B畫出一個綠色方框，從這兩個坐標再進行一次掃描，得到兩個最終模板坐標（Matchdian（0，0），Matchdian（0，1））和（Matchdian（1， 0），Matchdian（1，1）），然后調用函數PIC.Line（Matchdian（0，0），Matchdian（0，1））-（Matchdian（1，0），Matchdian（1，1）），RGB（255，0，0），B畫出一個紅色方框，若綠色方框、紅色方框和電阻三者幾乎重合，則說明創建模板成功，然后將模板以bmp的格式保存起來，圖3為創建模板的流程圖。

2.4 匹配

將待匹配電阻放在運動平臺上，通過采集卡獲得該圖片的灰度參數，然后調用函數Matching（FileName），其中filename表示保存的模板圖片（如3.bmp）。函數Getmatchpoint1（x1-Mostoffx，y1-Mostoffy，768-x2+x1， 576-y2+y1， hui2）是從左下角往上掃，其中（x1，y1），（x2，y2）為模板定位點坐標，Mostoffx、Mostoffy為起點掃描余量，768和576為圖片滿幅尺寸，hui2為參考灰度值，得到滿足12點匹配法的匹配點（Matchpoint1x，Matchpoint1y）。

匹配圖片相對于模板圖片的位置偏移量，由點換算成mm，一個點是0.007 mm，其中PicXScal是滿幅圖像實際x方向距離（mm），PicXScal是滿幅圖像實際x方向距離（mm）。

最后將該坐標補償到調阻定位中，是定位更準確、更精確。圖4是整個圖像定位的流程圖。

3 結 論

本文介紹了12點匹配定位法，通過VB編程將圖像采集卡得來的數據進行模板制作和匹配補償，實現了在激光調阻過程中的精確定位。12點匹配法使電阻的定位更快更精確，減少了定位誤差，圖像定位系統操作起來也更方便更直接，能夠滿足激光調阻過程中精確定位這一要求。

參考文獻

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[11] 林孝銃，張建奇，劉德連.一種基于光譜平滑的高光譜圖像目標檢測算法[J].電子科技，2009（3）：22?24.