基于数字图像的矩形芯片定位方法研究与实现

摘要

毕 业 设 计（论 文）

题 目： 基于数字图像的矩形芯片定位方法

研究与实现

I

摘要

摘 要

毕业设计的任务是以数字图像处理技术为基础，实现矩形芯片的定位。 本文介绍了数字图像处理的基础知识，讨论了传统的边缘检测算法的优缺点，针对矩形芯片的特征设计出一种新的边缘检测算法，利用一定斜率的直线扫描图像，得到直线上像素点的灰度值之和，再根据差分法求出最优斜率，经过多次实验设定一定的阈值，求出图像边缘所在的直线，并利用计算机编程技术对得到的参数数据进行研究，分析出芯片与水平线的夹角和芯片的中心坐标，为后期的准确焊接提供支持。

关键词： 数字图像处理 ；边缘检测 ；中心坐标 ；夹角

I

Abstract

Abstract

This paper of the graduated design is based on digital image processing technology, to achieve the positioning of the rectangular chip.

This paper introduced digital image processing knowledge, discussed the advantages and disadvantages of the traditional edge detection algorithm , designed of a new edge detection algorithm in view of the characteristics of the rectangular chip, scanned image by making use of the straight-line of a certain slope, got the gray value of the pixel line, and then derive the optimal slope based on the difference method, through a series of experiments set a certain threshold, where is the calculated straight-line of the edge, also make use of computer programming technology to research according to the parameters of data, analysis the chip and the angle between the horizon and the center of the chip coordinates, to provide support for the latter accurate welding.

Keywords: Digital image processing; Edge detection; Center coordinates; Angle;

II

目录

目录

摘 要 ............................................................ I Abstract .......................................................... II 第一章 研究现状和实际意义 ........................................... 1

1.1 数字图像处理的背景 ................................................. 1

1.2 数字图像处理的研究现状 ............................................. 1 1.3 矩形芯片研究的实际意义 ............................................. 2

第二章 数字图像编程基础 ................................................... 3

2.1 Windows编程简介 .................................................... 3

2.1.1 Visual C++简介 .............................................. 3 2.1.2 Visual C++数字图像编程基础 ................................... 4 2.2开发平台 ............................................................ 5

第三章 数字图像处理典型算法 ............................................... 6

3.1 BMP图像简介........................................................ 6

3.2 边缘检测原理 ....................................................... 6 3.3 四种典型边缘检测算子 ............................................... 7

3.3.1 Roberts边缘检测算子 .......................................... 7 3.3.2 Sobel边缘检测算子 ............................................ 7 3.3.3 Prewitt边缘检测算子 .......................................... 8 3.3.4拉普拉斯边缘检测算子 .......................................... 9 3.4 四种典型算子的不足之处 ........................................... 14

第四章 系统功能设计与实现 ................................................ 15

4.1 总体设计 ........................................................... 15 4.2 界面设计 ........................................................... 16 4.3 矩形芯片图像的获取 ................................................ 17

4.3.1 灰度图简介 .................................................. 17 4.3.2 矩形芯片的读取与显示......................................... 13 4.4 矩形芯片边缘检测的设计 ............................................ 14

4.4.1 边缘检测算法的设计思路....................................... 15 4.4.2 边缘检测最优斜率K的计算 ..................................... 16 4.4.3 边缘扫描 .................................................... 17 4.4.4 边界提取方案 ................................................ 19 4.5 矩形芯片偏角的计算 ................................................ 20 4.6 矩形芯片中心坐标的计算 ............................................ 20 4.7 功能总结 .......................................................... 25

第五章 小结与感受 ........................................................ 26

5.1 VC++编程感受 ..................................................... 26 5.2 本芯片定位方法的意义 .............................................. 23 5.3 本芯片定位方法的优点 .............................................. 23 5.4 本研究有待改进的地方 .............................................. 23

结束语 ..................................................................... 24 参考文献 .................................................................. 25

Ⅲ

基于数字图像的矩形芯片定位方法研究与实现

第一章 研究现状和实际意义

1.1 数字图像处理的背景

数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程,就是采用计算机对图像进行信息加工。图象处理的主要内容有：图像的采集、增强、复原、变换、编码、重建、分割、配准、嵌拼、融合、特征提取、模式识别和图像理解。数字图像处理是一个跨学科的前沿科技领域，它与数学、光学、电子学、计算机技术、成像技术、视觉心理学、视觉生理学、计算机视觉和人工智能密切相关。

数字图像处理最早出现于20世纪50年代，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量。输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室。他们对航天探测器在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。1972年英国工程师 Hounsfield 发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的CT。CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像。1979年，这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类做出了划时代的贡献。从70年代中期开始，随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，数字图像处理向更高、更深层次发展。人们已开始研究图像理解或计算机视觉。很多发达国家投入更多的人力、物力到这项研究，取得了不少重要的研究成果。

1.2 数字图像处理的研究现状

近年来图像处理技术发展非常迅速，应用也越来越广，已经渗透到工程、工业、医疗保险、航天航空、军事、科研等各个方面，有些技术已经相当成熟并取得了惊人的效益。20世纪20年代，图像处理首次得到应用。20世纪60年代中期，随电子计算机的发展得到普遍应用。60年代末，图像处理技术不断完善，逐渐成为一个新兴的学科。利用数字图像处理主要是为了修改图形，改善图像质量，或是从图像中提取有效信息, 还有利用数字图像处理可以对图像进行体积压缩，便于传输和保存。数字图像处理主要研究以下内容：傅立叶变换、小波变换等各种图像变换；对图像进行编码和压缩；采用各种方法对图像进行复原和增强；对图像进行分割、描述和识别等。随着技术的发展，数字图像处理主要应用于通讯技术、宇宙探索遥感技术和生物工程等领域。

数字图像处理因易于实现非线性处理，处理程序和处理参数可变，故是一项通用性强，精度高，处理方法灵活，信息保存、传送可靠的图像处理技术。主要用于图像变换、量测、模式识别、模拟以及图像产生。广泛应用在遥感、宇宙观测、影像医学、

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