·电气技术与自动化·范红艳，等·几种边缘检测算子在半导体器件视觉检测中的应用分析几种边缘检测算子在半导体器件视觉检测中的应用分析范江艳，史金飞，张磊f东南大学机械工程系。江苏南京210096)摘要：边缘检测是图像处理ee的重要环节。针对半导体器件视觉检测ee的实际需要，使用C语言编写处理程序，应用几种经典的边缘检测算子对一幅半导体图像的管脚区域进行检测，并对实验结果进行比较，结果表明，Prewitt算子能够快速的提取出边缘，满足实际需要。关键词：边缘检测；半导体；算子中图分类号：鼍91．41文献标识码：A文章编号：1671—5276【2006)05—0130—03AnalysisoftheApplicationofSeveralEdgeDetectionOperatorsonSemiconductorVisionDetectionFANJiang—yan，SHIJin—fei，ZHANGLei(MechanicalEngineeringDepartment，SoutheastUniversity，jsNanjing210096，China)Abstract：Edgedetectionisessentialinimageprocesing．ThispaperintroducedseveralclassicaloperatorsofedgedetectionandprogrammedwiththeClanguagetodetecttheregionofpinsinasemiconductor’Simage，basedontherequirementofthesemiconductorvisiondetection．Then，theresultwasdiscussed，andthePre—wittoperatorwasproveditspracticalityandspeedines．Keywords：edgedetection；semiconductor；operators0前言边缘是图像最基本的特征，是指图像中像素灰度有阶跃变化或屋顶状变化的那些像素的集合。它存在于目标与背景、目标与目标、区域与区域之间。图像边缘是图像局部特性不连续性(灰度突变、颜色突变等)的反映，它标志着一个区域的终结和另一个区域的开始。图像中的边缘对分析视觉图像特别重要，是图像分割、纹理特征提取和形状特征提取等图像分析的重要基础。实际产品检测过程中，由于摄像机采集到的图像往往被强度噪声所污染，我们无法直接对采集的图像进行边缘检测，而需要进行平滑滤波以减弱或消除这种高频分量。然而图像平滑又往往使图像边缘变得模糊，因而我们需要在两者之间权衡利弊，以达到最好的效果。在半导体器件视觉检测系统中，我们需要正确判断半导体器件的管脚数目、管脚长度以及喷码字符的外形及位置，为实现此目的，需要对采集到的半导体图像进行边缘检测。本文就是针对半导体·130·器件视觉检测中的具体要求，应用各种边缘检测算子对管脚部分进行检测，为后续能够正确判断出管脚数目及大小做好准备。1几种边缘检测算子简介图像上区域的边缘反映为相邻像素问灰度值的跃变。边缘检测可借助空域微分法通过卷积或类似卷积的运算来实现。对于数字图像而言，求导数实际上用的是求差分。图像处理中最为常用的边缘检测算法有梯度法、Roberts梯度、Sobel算法、Prewitt算法和Lapalacian算法等。下面仅针对本文应用的几种边缘检测算子进行说明。1．1Roberts边缘算子Roberts边缘算子是2×2算子模板，是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子，为计算梯度幅值提供了一种简单的近似方法：／li，J=l／l，J一／l+1，J+1Jl+lf[，+1]一／[+1，J]f(1)用卷积模板形式可把式1表示为／[i，]=lGI+lGl(2)http：／／ZZHD．chinajourna1．net．crlE—mail：ZZHD@chinajournalnet．eli《机械制造与自动化》维普资讯http://www.cqvip.com．电气技术与自动化·范红艳，等·几种边缘检测算子在半导体器件视觉检测中的应用分析其中，卷积模板G和G如图1所示：田“田图1Roberts算子Roberts边缘算子是连续梯度的近似值，对具有陡峭的低噪声图像处理效果较好。1．2Sobel边缘算子Sobel边缘算子也是一种计算梯度值的近似方法。与Roberts边缘算子不同，Sobel边缘算子是在3×3邻域内计算梯度值，这样可以避免在像素之间内插点上计算梯度。Sobel算子是先做成加权平均，再微分，然后求梯度，以下两个卷积核形成了Sobel边缘检测算子(图2)：圈圈图2Sobel算子图像中的每个点都用这两个模板做卷积。对垂直边缘响应最大，而对水平边缘响应最大。从上面的模板可以看出，Sobel算子把重点放在接近于模板中心的像素点。Sobel算子事边缘检测中最常用的算子之一。1．3Prewitt边缘算子Prewitt边缘算子与Sobel边缘算子的偏导数形式...
