本文以表面贴装工艺中的视觉系统为研究对象，通过深入分析各个环节图像处理的不同特点，并引入数学领域中的几何矩和四元数的概念，从而有针对性地提出了三个算法： 1．基于二次分档链接排序算法的球栅阵列封装(Ball Grid Array，即BGA)类芯片检测与定位算法。该算法充分利用了BGA本身焊点排列整齐的特点，非常简洁有效地实现了BGA的识别任务。 2．基于矩不变量的印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)上器件定位与识别算法。针对贴装后整个PCB板上元器件识别的两大难点问题，即背景复杂、噪声干扰多，该算法首先利用边缘提取算法，提取出图像的特征，解决了背景复杂的问题；接着引入矩不变量作为图像的特征量，利用矩不变量对于平移、缩放、旋转等的不变性，解决了噪声干扰多的问题。 3．基于四元数相关性的彩色图像识别算法。针对PCB板上焊球以及共面性缺陷在灰度图像上难检测的问题，对彩色图像处理领域进行了探索。引入数学领域中的四元数概念，用一个具有四个分量的矢量表示彩色图像每个象素位置处的R(Red)、G(Green)、B(Blue)值，实现了真正的矢量图像识别。 在个人电脑(Personal Computer，简称PC)上用Visual C++(VC)语言编程对上述算法进行仿真，结果表明所设计的算法完全达到图像识别定位的可靠性、重复性、定位精度以及识别速度的要求。该三个算法，再结合本实验室其他组员已提出的CHIP，IC，QFP类芯片的检测与定位算法，几乎涵盖了表面贴装生产中能碰到的所有视觉检测问题，从而为PCB板生产的零缺陷检测提供了基础，对其它领域的视觉检测也具有一定的参考价值。