链码表和线段表在PCB孔位检测中的应用

文章摘要：具体编码过程为：设目标物体的灰度级为G1，背景灰度级为G2。对整个PCB 板的图 像进行搜索，当某一点A 满足G1 的灰度级时，即视为边界点，从A 开始，顺时针进行搜 索孔位的边界，定义初时值为链码值等于4 的方向进行搜索下一个点，若下一个点灰度值等 于G1，即为下一个边界点，否则，搜索方向再顺时针旋转45 度，继续搜索链码值为3 的点， 这样一直找到第一个满足灰度值等于G1 的点B 为止。然后把B 作为新的边界点，并置跟 踪结束标志为0，若在邻点中没有找到边界点，则置跟踪结束标志为1，表示它为孤立点。B 点作为新的边界点，取它的链码值为起始链码的方向，顺时针方向重复上面的跟踪，一直 到最后的

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　　具体编码过程为：设目标物体的灰度级为G1，背景灰度级为G2。对整个PCB 板的图 像进行搜索，当某一点A 满足G1 的灰度级时，即视为边界点，从A 开始，顺时针进行搜 索孔位的边界，定义初时值为链码值等于4 的方向进行搜索下一个点，若下一个点灰度值等 于G1，即为下一个边界点，否则，搜索方向再顺时针旋转45 度，继续搜索链码值为3 的点， 这样一直找到第一个满足灰度值等于G1 的点B 为止。然后把B 作为新的边界点，并置跟 踪结束标志为0，若在邻点中没有找到边界点，则置跟踪结束标志为1，表示它为孤立点。

　　B 点作为新的边界点，取它的链码值为起始链码的方向，顺时针方向重复上面的跟踪，一直 到最后的一个边界点为A 点为止，单个孔位图跟踪完毕，并对此区域进行颜色填充标记， 代表已经搜索过，所跟踪的链码值存入链码表中。本文把链码表存放在一维整形数组code[ ] 中，下标为0 和1 的存放内容分别为起始边界点的坐标X 和Y，在下标为2 的单元中存放 总的链码个数N，从下标为3 的单元开始一次存放第一个边界点的链码值，第二个边界点的 链码值……一直到最后的第N 个边界点的链码值。

　　3 线段表

　　（1）线段表的定义

　　由于链码表只能表示目标体的边界，而不能表示边界的内外，链码表无法表示目标体的 内部像素，但实际上，对一个图像进行处理除了要得到边界点和周长，也取得其他的参数， 如本文着重要得到的孔心数据，以及面积等，要实现内部像素的处理和运算，还需要另外的 一个种结构——线段表。

　　区域也可以看成由一条条水平的线段所组成。每一个线段可由它的两个端点来表示。将 区域中的所有水平线段按扫描顺利排列起来的端点表称为线段表。线段表的每一个点由两部 分组成，偶数点表示左端点的坐标，奇数点表示右端点的坐标，如果定义一个结构DOT 来 表示线段表，用一个一维数组dot[ ], 设i 表示线段的个数，则此此线段的左端点可以表示为 dot[2*i]，右端点为dot[2*i+1]。

　　（2）线段表的应用

　　线段表获取了每一条线段和线段的端点值，所以通过运算可以非常方便的获取区域的内 部像素，并求出图像的其他重要参数，如本文需要求出的参数：计算区域的面积，重心；对 某个区域进行快速填充（避免重复搜索，提高效率）；区域的形状参数，其公式表示为：F ＝L*L/4 πS

　　本项目的目的重在检测圆孔的圆心，所以对于区域的形状检测也尤为重要，上述公式中 L 是周长，S 是面积，通过这种比值得出的形状参数F，圆的形状参数为1，与1 的差异越 大，与圆的形状相差就越大，为了统计PCB 板孔中圆孔的个数和圆心，可以用到此形状参 数进行判断，如果在1 附近的，可以近似作为圆孔进行处理，否则直接填充为非圆孔颜色标 记，不记入结果之中。

　　（3） 链码表到线段表的转换[5]

　　用线段表表示可以得出图像其他的重要参数，与链码表向线段表的转换可以依照表2。

　　具体步骤如下：

　　链码经过表的转化后，得到三种类型[6]：中间点、类型号0；左端点、类型号1；右端 点、类型号2；奇异点、类型号3。根据链码表中的数据可知进入的链码值和离开的链码值， 对这两者的方向可以确定出此点的类型。在程序设计上面，可以依照表3 进行点的类型判定， 若为左右端点，则将其坐标存入临时数组中，奇异点可以看成是一个相同的左右点重合，即 应存两次，中间点不用存入。在线段表中端点按Y 坐标的大小排序，在同一行中按X 坐标 的大小排序。

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