印制电路板图像匹配方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种印制电路板图像匹配方法和系统，其中，所述方法包括如下步骤：获取目标印制电路板的模板图和测试图；分别对所述模板图和测试图进行特征点提取，获取所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。通过上述技术方案，实现了对印制电路板图像的快速匹配，提高了印制电路板图像匹配方法和系统的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学检测
，特别是涉及一种印制电路板图像匹配方法和系统。
技术介绍
在自动光学检测系统(Automatic Optic Inspection，AOI)中，常常需要先对印刷电路板进行图像匹配，以便后续步骤的对印刷电路板的检测能够正常运行。对于印制电路板图像匹配，现有的技术方案主要有两种：一、基于模板匹配的方法；二、基于SIFT(Scale-invariant feature transform，尺度不变特征变换)/SURF(Speeded Up Robust Features，加速鲁棒特性)算子的匹配方法。基于模板匹配的方法是通过在输入图像上滑动图像窗口对相应的图像块和模板图像进行匹配，常见的度量方法是NCC(Normalized Cross Correlation method，归一化积相关算法)。但是，该方法仅能匹配无旋转的电路板，对于在在线自动光学检测环境中拍摄的可能有不同程度的旋转变化的电路板无法进行图像匹配。基于SIFT/SURF算子的匹配方法是通过基于线性的高斯金字塔进行多尺度分解来消除噪声，并提取显著特征点，然后通过匹配输入图像与模板的特征点完成图像的匹配。但是，该类方法在匹配过程需要耗费大量的计算时间与计算资源，不仅计算速度慢，而且限制AOI的使用场景，还提高了计算硬件成本；另外，SIFT/SURF等特征检测算法是基于线性的高斯金字塔进行多尺度分解的，这种分解方法牺牲了局部精度，容易造成边界模糊和细节丢失，进而导致匹配错误等结果。综上所述，传统的印制电路板图像匹配方法计算速度慢、硬件成本过高以及准确率较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的印制电路板图像匹配方法计算速度慢、硬件成本过高以及准确率较低的技术问题，提供一种印制电路板图像匹配方法和系统。一种印制电路板图像匹配方法，包括如下步骤：获取目标印制电路板的模板图和测试图；其中，所述模板图为所述目标印制电路板的经过角度矫正的图像，所述测试图为所述目标印制电路板的未经角度矫正的图像；分别对所述模板图和测试图进行特征点提取，获取所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。上述印制电路板图像匹配方法，通过分别对获取的目标印制电路板的模板图和测试图进行特征点提取，得到所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；再计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。通过上述技术方案，本专利技术的印制电路板图像匹配方法，实现了对印制电路板图像的快速匹配，有效地提高了印制电路板图像匹配方法的准确性。一种印制电路板图像匹配系统，包括：获取模块，用于获取目标印制电路板的模板图和测试图；其中，所述模板图为所述目标印制电路板的经过角度矫正的图像，所述测试图为所述目标印制电路板的未经角度矫正的图像；提取模块，用于分别对所述模板图和测试图进行特征点提取，获取所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；配对模块，用于计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特
征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；匹配模块，用于根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。上述印制电路板图像匹配系统，通过提取模块分别对获取模块获取到的目标印制电路板的模板图和测试图进行特征点提取，得到所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；再通过配对模块计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；最后，利用匹配模块根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。通过上述技术方案，本专利技术的印制电路板图像匹配系统，实现了对目标印制电路板图像的快速匹配，有效地提高了印制电路板图像匹配系统的准确性。附图说明图1为本专利技术的一个实施例的印制电路板图像匹配方法流程图；图2为本专利技术的另一个实施例的印制电路板图像匹配方法流程图；图3为本专利技术的一个实施例的印制电路板图像匹配系统的结构示意图；图4为本专利技术的另一个实施例的印制电路板图像匹配系统的结构示意图。具体实施方式为了更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本专利技术的技术方案，进行清楚和完整的描述。如图1所示，图1为本专利技术的一个实施例的印制电路板图像匹配方法流程图，包括如下步骤：步骤S101：获取目标印制电路板的模板图和测试图；其中，所述模板图为所述目标印制电路板的经过角度矫正的图像，所述测试图为所述目标印制电路
板的未经角度矫正的图像；在本步骤中，通过获取目标印制电路板的模板图和测试图，为后续步骤的特征点提取做准备。在具体实施时，本步骤中所述的模板图里可以仅包含一张经过角度矫正的目标印制电路板图像，而测试图中可能包含一张或者多张目标印制电路板图像，且每张电路板图像均未经过角度矫正，并可能散落在图像中的任意位置；此外，测试图中还有可能不包含目标印制电路板。在其中一个实施例中，本专利技术的印制电路板图像匹配方法，所述获取目标印制电路板的模板图和测试图的步骤101可以包括：获取多个目标印制电路板的模板图和测试图；其中，所述模板图为所述多个目标印制电路板的经过角度矫正的图像，所述测试图为所述多个目标印制电路板的未经角度矫正的图像。在具体实施时，若测试图中不包含目标印制电路板时，本专利技术的印制电路板图像匹配方法，则不输出任何图像；若测试图中包括N张目标印制电路板，本专利技术的印制电路板图像匹配方法，则分N次输出匹配成功的印制电路板图像。步骤S102：分别对所述模板图和测试图进行特征点提取，获取所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；在本步骤中，通过对获取的目标印制电路板模板图和测试图分别进行特征点检测与提取，得到所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集，便于后续步骤的对上述特征点进行配对。在具体实施时，第一特征点集的特征点个数与第二特征点集的特征点个数不一定相等，例如，经过对模板图进行特征点检测与提取，得到第一特征点集的特征点的个数为1000，经过对测试图进行特征点检测与提取，得到第二特征点集的特征点的个数可能为1500，在后续步骤的对上述特征点进行配对时，主要就是针对第一特征点集的1000个特征点和第二特征点集的1500个特征点进行检索配对。步骤S103：计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印制电路板图像匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：获取目标印制电路板的模板图和测试图；其中，所述模板图为所述目标印制电路板的经过角度矫正的图像，所述测试图为所述目标印制电路板的未经角度矫正的图像；分别对所述模板图和测试图进行特征点提取，获取所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。

【技术特征摘要】
1.一种印制电路板图像匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：获取目标印制电路板的模板图和测试图；其中，所述模板图为所述目标印制电路板的经过角度矫正的图像，所述测试图为所述目标印制电路板的未经角度矫正的图像；分别对所述模板图和测试图进行特征点提取，获取所述模板图的第一特征点集和测试图的第二特征点集；计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值，根据所述相似度值对所述第一特征点和第二特征点进行配对，得到特征点对；根据所述特征点对计算所述目标印制电路板的模板图到测试图的转换矩阵，并利用所述转换矩阵查找测试图中与模板图相匹配的印制电路板图像。2.根据权利要求1所述的印制电路板图像匹配方法，其特征在于，所述分别对所述模板图和测试图进行特征点提取的步骤包括：利用KAZE算子构造单个Octave层的非线性尺度空间，并利用所述非线性尺度空间对所述模板图和测试图进行特征点提取。3.根据权利要求1所述的印制电路板图像匹配方法，其特征在于，所述计算第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点之间的相似度值的步骤包括：利用多探头索引函数对第一特征点集的第一特征点和第二特征点集的第二特征点进行索引检索，并计算所述第一特征点和第二特征点之间的度量距离；根据所述度量距离确定所述第一特征点和第二特征点之间的相似度值。4.根据权利要求1所述的印制电路板图像匹配方法，其特征在于，在所述得到所述第一特征点集和第二特征点集的特征点对的步骤之后，还包括：计算所述特征点对中的第一特征点和第二特征点之间的最佳匹配距离和次佳匹配距离；通过比较所述最佳匹配距离与次佳匹配距离的差距与预设阈值的大小关系，判断所述特征点对的可靠性，根据可靠性对特征点对进行过滤。5.根据权利要求4所述的印制电路板图像匹配方法，其特征在于，所述通
\t过比较所述最佳匹配距离与次佳匹配距离的差距与预设阈值的大小关系，判断所述特征点对的可靠性，根据可靠性对特征点对进行过滤的步骤包括：若所述最佳匹配距离与次佳匹配距离的差距大于预设阈值，则判定所述特征点对可靠；否则，判定所述特征点对不可靠，并对所述特征点对进行过滤。6.根据权利要求1所述的印制电路板图像匹配方法，其特征在于，所述计算所述多组特征点对中的第一特征点到第二特征点的转换矩阵的步骤包括：利用随机样本集算法计算多组特征点对中的第一特征点到第二特征点的转换矩阵；在所述利用随机样本集算法计算多组特征点对中的第一特征点到第二特征点的转换矩阵的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铭，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44