本发明公开了一种高密度封装元器件的仿射变换模型参数估计方法，包括以下步骤：Ｓ１、粗略仿射变换模型参数估计；采用ＳＵＲＦ检测子检测关键点，建立Ｆｒｅａｋ特征向量，根据特征向量进行关键点匹配；计算其变换模型Ｍ，判断余下特征点对是否符合该模型；Ｓ２、采用最小能量亚像素法进行仿射变换模型参数修正；若ｔｘ，ｔｙ＆ｇｔ；１０ｐｉｘｅｌ或θ＆ｇｔ；１０°，则根据上述粗略参数估计（ｔｘ，ｔｙ，θ），对待估计参数图像Ｉ（ｘ，ｙ）进行逆变换得到ｇ（ｘ，ｙ），计算ｇ（ｘ，ｙ）与模板图像ｆ（ｘ，ｙ）的最小能量方程Ｅ，判断Ｅ是否低于设定值，若否，进行下一次迭代；若是，则结束迭代过程，将ｔｘ＇作为最终的ｘ方向的平移参数、ｔｙ＇作为最终的ｙ方向的平移参数，θ＇作为最终的旋转角度。本发明实现了高精度亚像素级定位，并且对光照变换和噪声具有很强的鲁棒性。