JPH0210461B2 - - Google Patents

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JPH0210461B2
JPH0210461B2 JP57016433A JP1643382A JPH0210461B2 JP H0210461 B2 JPH0210461 B2 JP H0210461B2 JP 57016433 A JP57016433 A JP 57016433A JP 1643382 A JP1643382 A JP 1643382A JP H0210461 B2 JPH0210461 B2 JP H0210461B2
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JP
Japan
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pattern
correlation
determination
primary
window area
Prior art date
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Japanese (ja)
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Michiaki Myagawa
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Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE3303841A priority patent/DE3303841C2/en
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Publication of JPH0210461B2 publication Critical patent/JPH0210461B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、検査対象パターンの良否を判定する
パターン検査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pattern inspection device that determines the quality of a pattern to be inspected.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第1図a,bは、それぞれテンプレートマツチ
ング方式と称される従来のパターン検査装置の原
理説明図である。同図において、1と1′はそれ
ぞれ検査対象パターン、2〜8はそれぞれ+印で
示されたサンプリングポイント、である。
FIGS. 1a and 1b are explanatory diagrams of the principle of a conventional pattern inspection apparatus called a template matching method, respectively. In the figure, 1 and 1' are the patterns to be inspected, respectively, and 2 to 8 are sampling points indicated by + marks, respectively.

第1図aにおいて、検査対象パターン1が文字
の8であつたとする。このとき、図示せざるテン
プレートを用いて、サンプリングポイント2〜8
を図示の如く定め、各ポイントにおけるパターン
の有無を検査する。例えばパターン有ならば論理
1、パターン無ならば論理0とし、2〜8の各ポ
イントにおける検査結果をコード化し、そのコー
ドから検査対象パターンが既知のどのパターンに
分類されるかを認識するのである。
In FIG. 1a, it is assumed that the pattern 1 to be inspected is the character 8. At this time, using a template (not shown), sampling points 2 to 8
is determined as shown in the figure, and the presence or absence of a pattern at each point is inspected. For example, if there is a pattern, it is set to logic 1, if there is no pattern, it is set to logic 0, the inspection results at each point 2 to 8 are coded, and from that code it is recognized which known pattern the pattern to be inspected is classified into. .

第1図aにおいては、ポイント2〜8の何れに
おいても検査結果は有(論理1)であり、この場
合、検査対象パターン1は文字の8であると認識
する。第1図bにおいては、ポイント8のみがパ
ターン無(論理0)で、この場合は、文字の0の
パターンであると予め判定のアルゴリズムを定め
ておき、それに従つて0と認識する。
In FIG. 1a, the inspection result is positive (logical 1) at any of points 2 to 8, and in this case, it is recognized that the pattern to be inspected 1 is the character 8. In FIG. 1b, only point 8 has no pattern (logical 0), and in this case, an algorithm for determining that it is a character 0 pattern is determined in advance, and it is recognized as 0 according to the algorithm.

このようなテンプレートマツチングによるパタ
ーン検査方式は、吟味すべき情報が圧縮されてい
て少ない(サンプリングポイントにおけるパター
ンの有無のみ)こと、吟味した結果によるパター
ンのクラス分けが容易であること、等の利点があ
り、OCR(光学文字読取器)のように、検査対象
となる未知のパターンを、標準(既知)パターン
の中のどれに相当するものかを判定して分類すれ
ば足りるというようなパターン認識装置に用いれ
ば有効であることが知られている。
This type of pattern inspection method using template matching has the advantages that the information to be examined is compressed and small (only the presence or absence of a pattern at a sampling point), and it is easy to classify patterns based on the examination results. For pattern recognition, such as OCR (optical character reader), it is sufficient to classify the unknown pattern to be inspected by determining which of the standard (known) patterns it corresponds to. It is known that it is effective when used in devices.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、テンプレートマツチング法をパ
ターン検査装置に応用すると、いくつかの問題点
が出てくる。その一つは、パターンの良否検査に
於ては、サンプリングポイントを拡張した窓領域
を考え、該窓領域内にパターンが存在するか否か
で判定すると、類似ではあるが不良のパターンを
良品と誤判定すると云う致命的な欠陥があること
である。なぜならば、パターンが存在するか否か
という2者択一の方式では、窓領域内にパターン
が存在しなかつたときは不良と判定するが、パタ
ーンが存在したけれども、その大きさが良品と異
なつていた場合には、不良と判定することができ
ないからである。
However, when the template matching method is applied to a pattern inspection device, several problems arise. One of them is that when testing the quality of a pattern, we consider a window area that extends the sampling point, and if we judge whether or not a pattern exists within the window area, we can identify a similar but defective pattern as a good item. There is a fatal flaw in that it may cause false judgments. This is because in the binary method of determining whether a pattern exists or not, if a pattern does not exist within the window area, it is determined to be a defective product, but if a pattern exists, but its size is different from that of a non-defective product. This is because if it is, it cannot be determined that it is defective.

一般に印刷されているようなパターンでは、窓
領域に占めるパターン部分の面積が、場所により
大きく異なるなど、それぞれの窓領域において、
パターン部分に特徴(この場合、面積の大小)が
あるので、この特徴を抽出して計測しなければ正
しいパターン検査は出来ない。
In a commonly printed pattern, the area of the pattern portion in the window area varies greatly depending on the location.
Since the pattern portion has characteristics (in this case, size of area), correct pattern inspection cannot be performed unless these characteristics are extracted and measured.

本発明は、上述のような従来の技術的事情にか
んがみなされたものであり、従つて本発明の目的
は、テンプレートマツチング法の原理にのつとり
ながら、それを発展させて、一般の印刷パターン
などをも正しく検査することのできるパターン検
査装置を提供することにある。
The present invention was conceived in view of the above-mentioned conventional technical circumstances, and therefore, an object of the present invention is to develop it based on the principle of the template matching method and to apply it to general printing methods. It is an object of the present invention to provide a pattern inspection device that can correctly inspect patterns.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の概要は次の如くである。本発明におい
ては、先ず検査対象パターンを二次元逐次走査形
光電変換装置(例えば工業用テレビカメラ)を用
い撮像して得られる時系列の電気信号を処理して
パターンの良否を判定するものであるが、テレビ
カメラの視野内に、複数(一般には多数)の窓領
域を電気的手段などにより設定し、各窓領域から
みたパターン部分の特徴を量的に抽出する。他
方、各窓領域毎に独立に上限および下限のしきい
値範囲を設定しておき、抽出された特徴量がその
範囲内にあれば論理1、なければ論理0の如く判
定する(これを一次判定という)。次に窓領域の
幾つかをグループにまとめ、各グループについ
て、属する各窓領域毎の一次判定結果の集合を、
予め設定してある一次判定テーブル(これは良品
であるパターンについて、同様に視野を窓領域に
分けて各領域毎に得られた一次判定結果のグルー
プ毎の集合を予め求めておき、テーブル化したも
のである)と比較照合し、それにより良否の判定
(これを二次判定という)を行なう。この二次判
定をすべてのグループについて行ない、その結果
によつてパターンの良否を総合的に判定する。
The outline of the present invention is as follows. In the present invention, first, the pattern to be inspected is imaged using a two-dimensional sequential scanning photoelectric conversion device (for example, an industrial television camera), and the obtained time-series electrical signals are processed to determine the quality of the pattern. However, a plurality (generally a large number) of window areas are set within the field of view of a television camera by electrical means or the like, and the features of the pattern portion seen from each window area are quantitatively extracted. On the other hand, the upper and lower threshold ranges are set independently for each window region, and if the extracted feature value is within the range, it is determined as logical 1, otherwise it is determined as logical 0 (this is (referred to as judgment). Next, some of the window areas are grouped, and for each group, the set of primary judgment results for each window area to which it belongs is
A pre-set primary judgment table (this is a table that is created by dividing the field of view into window areas and calculating a set of primary judgment results for each group for each area in the same way for patterns that are good products). The quality of the product is then compared and verified (this is called a secondary determination). This secondary judgment is performed for all groups, and based on the results, the quality of the pattern is comprehensively judged.

なお、上記の二次判定で不良と判定されたグル
ープについては必要に応じ、次の段階として相関
判定を行なう。相関判定というのは次のようなも
のである。
Note that for groups determined to be defective in the above secondary determination, correlation determination is performed as the next step, if necessary. The correlation determination is as follows.

検査対象パターンが良品であつても、カメラ視
野内で所定の位置からずれていたりすると、予め
定められた窓領域を通して抽出された特徴量が所
定のしきい値範囲内に収まらないことがあり、そ
の結果、一次判定結果は不良と出る。しかし、パ
ターンは少し隣りへずれただけなのであるから、
所定の窓領域を通して検出された特徴量と、その
隣りの窓領域を通して検出された特徴量との相関
をとれば(この場合、相関とは加算、減算など)、
得られた相関量は所定のしきい値範囲内に収まり
一次判定結果は良と出る。このような考え方に立
つて、関連のある適当な窓領域の組合せを定め、
その間で各特徴量の演算加工(例えば加算)を行
ない、加工結果について一次判定(これを相関一
次判定と云う)を行なう。相関一次判定結果の集
合を、予め設定されている相関一次判定テーブル
(先きの一次判定テーブルと同様にして予め求め
ておく)と比較照合することにより、相関二次判
定を行ない、その結果により良否を判定する。
Even if the pattern to be inspected is a good product, if it deviates from the predetermined position within the camera field of view, the feature quantity extracted through the predetermined window area may not fall within the predetermined threshold range. As a result, the primary judgment result is defective. However, since the pattern is only slightly shifted to the next side,
If we take the correlation between the feature detected through a given window region and the feature detected through the adjacent window region (in this case, correlation means addition, subtraction, etc.),
The obtained correlation amount falls within a predetermined threshold range, and the first judgment result is good. Based on this idea, we determined appropriate combinations of related window areas,
During this time, arithmetic processing (for example, addition) is performed on each feature quantity, and a primary judgment (this is referred to as a correlation primary judgment) is performed on the processing results. By comparing and collating the set of primary correlation determination results with a preset correlation primary determination table (calculated in advance in the same manner as the previous primary determination table), a secondary correlation determination is performed, and based on the results, Determine pass/fail.

以上説明したように、本発明においては、一次
判定、二次判定のほかに、必要に応じて相関判定
を行なうことにより検査対象パターンの良否を判
定している。なお、窓領域の形状、大きさ等につ
いては、検査対象パターンに従つて任意適宜に定
めるもので、長方形などに限るものではない。ま
た窓領域を通して抽出する特徴量としても、窓領
域内のパターン部分の面積のほか、パターン部分
の周囲長、その他を用いうることは勿論である。
As described above, in the present invention, in addition to the primary determination and the secondary determination, correlation determination is performed as necessary to determine the quality of the pattern to be inspected. Note that the shape, size, etc. of the window area may be determined arbitrarily and appropriately according to the pattern to be inspected, and are not limited to a rectangle or the like. Furthermore, as the feature quantity extracted through the window region, it is of course possible to use the area of the pattern portion within the window region, the circumference of the pattern portion, and others.

〔実施例〕〔Example〕

次に図を参照して本発明の実施例を説明する。
第2図aは、本発明における窓領域の設定例を示
す説明図であり、第2図bは検査対象パターンの
一例の説明図であり、第2図cは窓領域を通して
見たパターンの説明図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2a is an explanatory diagram showing an example of setting the window area in the present invention, FIG. 2b is an explanatory diagram of an example of the pattern to be inspected, and FIG. 2c is an explanatory diagram of the pattern seen through the window area. It is a diagram.

これらの図において、21〜27はそれぞれ短
冊形の窓領域であり、20は検査対象のパターン
(文字の8)である。第2図cに見られるように、
窓領域21〜27のそれぞれを通して、パターン
20の一部分が見られる。
In these figures, 21 to 27 are rectangular window areas, and 20 is a pattern to be inspected (letter 8). As seen in Figure 2c,
A portion of pattern 20 is visible through each of window regions 21-27.

第3図は窓領域の他の設定例を示す説明図であ
る。同図においては、第2図aに示したと同じ窓
領域21〜27の外側に、31〜36の各窓領域
を、また内側に、41〜48の各窓領域を設定し
ており、パターンの配置がずれた場合などにおい
て、中央の窓領域21〜27と外側または内側の
窓領域の間で相関をとることが可能な構成になつ
ている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another example of setting the window area. In the figure, window areas 31 to 36 are set outside the same window areas 21 to 27 as shown in Figure 2a, and window areas 41 to 48 are set inside. The configuration is such that it is possible to take a correlation between the central window regions 21 to 27 and the outer or inner window regions, even if the arrangement is misaligned.

第4図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において、50は検査対象パターン、
51は工業用テレビカメラ(ITVカメラ)、52
は2値化・画素分割回路、53,53′はそれぞ
れ特徴抽出回路、54,54′はそれぞれ計数回
路、55は計数値記憶回路、56は一次判定回
路、57は二次判定回路、58は相関判定要否回
路、59は相関演算回路、60は相関一次判定回
路、61は相関二次判定回路、62は総合判定回
路、63は窓領域発生回路、64は制御回路、6
5は設定値記憶回路、66はキーボード、であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, 50 is a pattern to be inspected;
51 is an industrial television camera (ITV camera), 52
are binarization/pixel division circuits, 53 and 53' are feature extraction circuits, 54 and 54' are counting circuits, 55 is a count storage circuit, 56 is a primary judgment circuit, 57 is a secondary judgment circuit, and 58 is a Correlation judgment necessity circuit, 59 is a correlation calculation circuit, 60 is a correlation primary judgment circuit, 61 is a correlation secondary judgment circuit, 62 is a comprehensive judgment circuit, 63 is a window area generation circuit, 64 is a control circuit, 6
5 is a setting value storage circuit, and 66 is a keyboard.

次に動作の概要を説明する。先ず対象パターン
50をITVカメラ51により撮像して得られる
時系列の電気信号を2値化・画像分割回路52に
おいて2値化し、かつ画素(ドツト)に分割す
る。通常は、一画面分の電気信号を水平X軸方向
に320個、垂直Y軸方向に240個、全体で約7萬7
千個位のドツトに分割する。特徴抽出回路53
は、分割回路52からのドツト信号を受け、その
特徴を抽出する。例えば特徴が単に面積の大小で
あつたとすると、ドツト信号の白なら白、黒なら
黒に着目してそのドツト信号白の部分の横方向水
平走査時の長さ(ドツトの数)を次の計数回路5
4で計数してゆくことにより面積が求まる(つま
り長さの集合により面積を求める)。53′は面積
以外の別な特徴を抽出する回路、例えば白と黒の
境界長を検出する場合だとすると、その境界点を
抽出する回路であり、次の計数回路54′によつ
て境界点の数を計数することにより境界長が求ま
る。なお窓領域発生回路63から発生される窓領
域信号の制御のもとに計数回路54,54′は計
数動作を行なうので、計数結果は、各窓領域につ
いて抽出された特徴量ということになり、これが
窓領域の番号と特徴項目毎に整理されて記憶回路
55に一旦記憶される。窓領域発生回路63は、
キーボード66から設定値記憶回路65に入力さ
れたデータをもとに編集された任意の形状の多数
の窓領域を表わす信号を発生し出力することがで
きる。
Next, an overview of the operation will be explained. First, a time-series electric signal obtained by imaging the target pattern 50 with the ITV camera 51 is binarized in the binarization/image division circuit 52 and divided into pixels (dots). Normally, the electrical signals for one screen are 320 in the horizontal X-axis direction and 240 in the vertical Y-axis direction, about 70,000 in total.
Divide into about 1,000 dots. Feature extraction circuit 53
receives the dot signal from the dividing circuit 52 and extracts its features. For example, if the feature is simply the size of the area, we can focus on the white part of the dot signal and the black part of the dot signal, and then calculate the length (number of dots) of the white part of the dot signal during horizontal scanning in the horizontal direction. circuit 5
The area is determined by counting in step 4 (that is, the area is determined by a set of lengths). 53' is a circuit that extracts other features other than area, for example, when detecting the boundary length between white and black, it is a circuit that extracts the boundary points, and the next counting circuit 54' calculates the number of boundary points. The boundary length can be found by counting. Note that since the counting circuits 54 and 54' perform counting operations under the control of the window area signal generated from the window area generating circuit 63, the counting results are the feature quantities extracted for each window area. These are organized by window area number and feature item and temporarily stored in the storage circuit 55. The window area generation circuit 63 is
It is possible to generate and output signals representing a large number of window areas of arbitrary shapes edited based on data inputted from the keyboard 66 to the setting value storage circuit 65.

さてITVカメラ51による1フイールドの走
査が完了すると、各窓領域毎の特徴データの計測
および記憶が完了するので、これらの特徴データ
をもとに、以下の回路56〜65により、対象パ
ターンの良否を判定する。
Now, when the scanning of one field by the ITV camera 51 is completed, the measurement and storage of the characteristic data for each window area is completed. Based on this characteristic data, the following circuits 56 to 65 determine whether the target pattern is good or not. Determine.

記憶回路55から読出された各窓領域毎の特徴
データは、一次判定回路56において、各窓領域
毎、特徴毎に設定された上限設定値αij、下限設
定値βij(但し、iは特徴の種類を表わし、jは窓
領域の番号を示す)と比較され、上限と下限の範
囲(しきい値範囲)内にあるか否かの一次判定が
なされる。特徴項目iについての判定処理動作を
具体的に説明する。
The feature data for each window area read out from the storage circuit 55 is passed to the primary determination circuit 56 by an upper limit set value α ij and a lower limit set value β ij set for each window area and each feature (where i is the feature , where j indicates the number of the window area), and a primary determination is made as to whether or not it is within the upper and lower limit range (threshold range). The determination processing operation for feature item i will be specifically explained.

一次判定回路56は、特徴項目i(例えば面積
なら面積の大小)についての窓領域jにおけるデ
ータDijが上限設定値αij、下限設定値βijの範囲内
にあるか否かを調べて一次判定を行なうが、これ
を全窓領域について実施する。一次判定結果は、
上下限しきい値の範囲内にあれば論理1、範囲外
にあれば論理0と表わされる。なお上下限しきい
値は、窓領域毎、特徴項目毎に適切なものを選択
することが可能であり、これらのしきい値データ
はキーボード66から入力されて設定値記憶回路
65に記憶されているので、一次判定回路56は
これを読出して使用する。
The primary determination circuit 56 checks whether the data D ij in the window area j regarding the feature item i (for example, the size of the area) is within the range of the upper limit setting value α ij and the lower limit setting value β ij and The determination is made for the entire window area. The primary judgment result is
If it is within the range of the upper and lower thresholds, it is expressed as logic 1, and if it is outside the range, it is expressed as logic 0. Note that the upper and lower thresholds can be selected appropriately for each window region and each feature item, and these threshold data are input from the keyboard 66 and stored in the set value storage circuit 65. Therefore, the primary determination circuit 56 reads and uses this.

一般に検査対象パターンは、N個(Nは任意の
整数)の小パターンから構成されると考えて良い
ことが多いので、各窓領域はN個の小パターンに
対応するようにN個のグループにまとめられる。
例えば検査対象パターンが「ABCD」であつた
とすれば、これは4個の小パターン(各文字がそ
れぞれ小パターンを構成する)から成るものと考
える。なお小パターンは、必ずしも1文字単位、
1図形単位で構成されるものではなく、複数文字
単位で構成されるときもある。
In general, the pattern to be inspected can often be considered to be composed of N small patterns (N is any integer), so each window area is divided into N groups corresponding to N small patterns. It can be summarized.
For example, if the pattern to be inspected is "ABCD", it is considered to consist of four small patterns (each character constitutes a small pattern). Note that the small pattern does not necessarily consist of one character,
It is not composed of one graphic unit, but may be composed of multiple character units.

グループ化された窓領域番号の組合せはキーボ
ード66を用いて入力され設定値記憶回路65に
記憶される。二次判定回路57は、グループ化さ
れた窓領域番号の組合せを記憶回路65から読出
し、これに従つて一次判定回路56からの各窓領
域毎の一次判定結果をグループに分ける。次に二
次判定回路57は、グループ分けされた一次判定
結果を、設定値記憶回路65から読出した一次判
定テーブルと比較照合することにより、グループ
としての良否を判定する。なお一次判定テーブル
は、対象パターン毎に予め求めて設定値記憶回路
65に記憶させておくものである。
A combination of grouped window area numbers is input using the keyboard 66 and stored in the setting value storage circuit 65. The secondary determination circuit 57 reads out the grouped combinations of window area numbers from the storage circuit 65, and divides the primary determination results for each window area from the primary determination circuit 56 into groups accordingly. Next, the secondary determination circuit 57 compares the grouped primary determination results with the primary determination table read from the set value storage circuit 65 to determine whether the group is good or bad. Note that the primary determination table is obtained in advance for each target pattern and stored in the set value storage circuit 65.

第3図に示したように設定された窓領域を用
い、数字の8(第2図b)と7をそれぞれ対象パ
ターンとしたときの一次判定テーブルを第5図に
示す。対象パターンが数字の8であるときは、一
次判定テーブルは、窓領域番号の順に配列された
コード化データ〔11111110……0〕であり、数字
の7であるときは〔1110000……0〕であること
が第5図から理解されるであろう。
FIG. 5 shows a primary determination table when the window area set as shown in FIG. 3 is used and the numbers 8 (FIG. 2b) and 7 are used as target patterns. When the target pattern is the number 8, the primary judgment table is coded data [11111110...0] arranged in the order of the window area number, and when the target pattern is the number 7, it is [1110000...0]. One thing will be understood from FIG.

二次判定回路57による二次判定操作は全グル
ープについて行なわれる。グループとしての二次
判定が不良(NG)であつたときは、相関判定要
否回路58において相関判定の要否を決める。相
関判定要否回路58は、予め設定されている種々
の条件に従つて、或る場合には相関判定要と決定
し、或る場合には、それには及ばない(つまり
否)と決定する。相関判定要となつたときには、
相関演算回路59が、設定された窓領域の組合せ
(この組合せに関するデータはやはり記憶回路6
5から読出して得る)について、抽出された特徴
データの演算(例えば窓領域21のデータと窓領
域31のデータとを加算)を行ない、その結果を
新データDCjkとして出力する。
The secondary determination operation by the secondary determination circuit 57 is performed for all groups. If the secondary determination as a group is NG, a correlation determination necessity circuit 58 determines whether or not a correlation determination is necessary. The correlation determination necessity circuit 58 determines that correlation determination is necessary in some cases, and determines that it is not necessary (that is, not) in other cases, according to various preset conditions. When it becomes necessary to determine the correlation,
The correlation calculation circuit 59 calculates the combination of the set window areas (data regarding this combination is also stored in the storage circuit 6).
5), the extracted feature data is calculated (for example, the data in the window area 21 and the data in the window area 31 are added), and the result is output as new data DC jk .

演算により得られた新データDCijは相関一次判
定回路60へ送られ、ここで、設定値記憶回路6
5より読出された上限設定値αCjkと下限設定値
βCjkの範囲内にあるか否かの相関一次判定がなさ
れ、範囲内にあれば論理1、範囲外であれば論理
0が出力される。かかる相関一次判定処理は指定
された全ての窓領域の組合せについて行なわれ
る。
The new data DC ij obtained by the calculation is sent to the correlation primary judgment circuit 60, where it is sent to the set value storage circuit 6.
A first correlation judgment is made as to whether or not the upper limit set value αC jk and the lower limit set value βC jk read from 5 are within the range, and if it is within the range, logic 1 is output, and if it is outside the range, logic 0 is output. . Such primary correlation determination processing is performed for all specified combinations of window areas.

次に相関二次判定回路61では、回路60から
の相関一次判定結果と、設定値記憶回路65から
読出した相関一次判定テーブルと比較照合するこ
とにより相関二次判定を行ない、一致していれば
当該グループの当該特徴項目についての判定は良
となる。
Next, the correlation secondary determination circuit 61 performs a correlation secondary determination by comparing and collating the correlation primary determination result from the circuit 60 with the correlation primary determination table read from the set value storage circuit 65. The judgment for the characteristic item of the group is good.

第3図に示した如く設定された窓領域を用い、
数字の8が、第2図Cに示した窓領域との相対位
置から、再干上方へずれた場合に求められる相関
一次判定テーブルを一例として第6図に示す。第
6図において、パターン8が少し上へずれたた
め、窓領域21単独では特徴抽出量が少なく、デ
ータは論理1になることができないで論理0にと
どまつており、他方、窓領域21と31の特徴量
の和により、ようやくデータは論理1になつてい
ることが理解されるであろう。窓領域24,27
についてもそれぞれ同じことが云える。相関一次
判定テーブルも予めこれを求めてキーボード66
によつて設定値記憶回路65に記憶しておくもの
であることは、先に説明した一次判定テーブルの
場合と同じである。
Using the window area set as shown in Figure 3,
FIG. 6 shows, as an example, a correlation primary determination table obtained when the number 8 shifts from the relative position to the window area shown in FIG. 2C toward the re-drying area. In FIG. 6, since the pattern 8 has shifted slightly upward, the amount of feature extraction in the window area 21 alone is small, and the data cannot become a logic 1 and remains at a logic 0. On the other hand, the data in the window areas 21 and 31 is It will be understood that the data finally becomes logical 1 based on the sum of the feature amounts. Window areas 24, 27
The same can be said for each. The correlation primary judgment table is also determined in advance and entered on the keyboard 66.
The fact that it is stored in the set value storage circuit 65 according to the above is the same as in the case of the primary determination table described above.

以上により結局、窓領域を通して直接計測した
特徴量データによる二次判定処理と、計測データ
を加工して得られる相関演算データによる相関二
次判定処理を行ない、そのどちらか一方で結果が
良品と出れば、総合判定回路62は良品という判
定結果を出力することになる。
As a result of the above, we ended up performing secondary judgment processing using feature data directly measured through the window area and correlation secondary judgment processing using correlation calculation data obtained by processing the measurement data, and only one of them resulted in a good product. For example, the comprehensive judgment circuit 62 outputs a judgment result that the product is non-defective.

第7図に、第4図に示した実施例の動作概要
を、第8図に動作の詳細をそれぞれ流れ図として
示した。なお第8図では、窓領域のことを単にウ
インドと表現している。
FIG. 7 shows an outline of the operation of the embodiment shown in FIG. 4, and FIG. 8 shows the details of the operation as a flowchart. Note that in FIG. 8, the window area is simply expressed as a window.

以上に述べた実施例の説明では、窓領域の形状
を長方形として説明したが、そのほか四角形、五
角形、n角多角形、円形、環形等、任意の形状で
あつてよく、特に検査対象パターンが文字でなく
図形であるような場合には、それに適した形状の
窓領域を選択することが大切である。
In the explanation of the embodiments described above, the shape of the window area is explained as a rectangle, but it may be any other shape such as a quadrangle, a pentagon, an n-sided polygon, a circle, or an annular shape. In particular, the pattern to be inspected is a character. If the window area is a figure rather than a figure, it is important to select a window area with an appropriate shape.

また前記実施例の説明では、相関判定処理を行
なう際、相関二次判定時に、相関一次判定結果だ
けを用いて行なうように説明したが、相関一次判
定結果のほかに、一次判定結果を参照して行なう
こともある。また、相関演算として加算の例を説
明したが、パターン条件によつては差や比をとる
とメリツトが出るケースもある。次に前記実施例
では特徴項目iだけの相関をとつたが、パターン
の条件によつては異なる特徴項目同志の相関をと
ると著るしいメリツトがあることもある。このよ
うなケースの動作フローチヤートを第9図に示
す。
Furthermore, in the explanation of the above embodiment, when performing the correlation determination process, it was explained that only the first correlation determination result is used during the second correlation determination, but in addition to the first correlation determination result, the first determination result may also be referred to. Sometimes it is done. Furthermore, although an example of addition has been described as a correlation operation, depending on the pattern conditions, there may be cases where it is advantageous to take a difference or ratio. Next, in the embodiment described above, the correlation of only the feature item i was taken, but depending on the conditions of the pattern, there may be significant merits in taking the correlation between different feature items. An operational flowchart for such a case is shown in FIG.

尚、以上の説明では特徴項目として面積と境界
長について説明したが、交点・端点・弧立点・斜
線等種々の局部面情報を採用できる。
In the above description, area and boundary length have been described as characteristic items, but various local surface information such as intersection points, end points, arcuate points, and diagonal lines can be employed.

以上、述べたように本装置では、対象パターン
によつて窓領域の形状、位置、数等の条件、各種
しきい値、相関条件、各種判定条件等がキーボー
ド入力により自由に記憶回路に設定できる様にな
つている。従つて、従来パターン検査装置は対象
パターンによつてハードやアルゴリズムが著るし
く異なり量産性に乏しかつたが、本装置では検査
対象となるパターンの変更に対する適応力を著し
く高くしており、従つて量産可能な構成となつて
いる。
As mentioned above, in this device, conditions such as the shape, position, and number of window areas, various threshold values, correlation conditions, various judgment conditions, etc. can be freely set in the memory circuit by keyboard input depending on the target pattern. It's becoming like that. Therefore, conventional pattern inspection equipment has significantly different hardware and algorithms depending on the target pattern, making it difficult to mass-produce, but this equipment has significantly higher adaptability to changes in the pattern to be inspected, and The structure is such that it can be mass-produced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

次に本発明の効果について述べる。 Next, the effects of the present invention will be described.

窓領域が、従来のようにパターン成分が存在
する場所だけでなく、第3図において31〜4
8に示したように、パターンの存在しない領域
にも設定できる。従つて従来不可能であつた
〔検査パターン=良品パターン+α〕のような
場合に対しても容易に不良は不良と判定でき
る。
The window area is not only the place where the pattern component exists as in the conventional case, but also the area 31 to 4 in FIG.
As shown in 8, it can be set even in areas where no pattern exists. Therefore, even in the case of [inspection pattern=defective pattern+α], which was previously impossible, a defect can be easily determined as a defect.

各窓領域における判定が、特徴項目毎、窓領
域毎に独立した上下限しきい値をもつてなされ
るので、窓領域内でのパターンの有無だけでな
く、パターンの大きさ変化や形状変化を定量的
に判定することができ、パターンのわずかの変
化に対しても判定精度を著るしく高度化するこ
とができる。また、対象パターンが部位によつ
て密度が異なるような場合にも、しきい値調節
によりパターンに応じた検査精度をうることが
できる。
Judgments in each window area are made using independent upper and lower threshold thresholds for each feature item and each window area, so it is possible to check not only the presence or absence of a pattern within the window area, but also changes in the size and shape of the pattern. It can be quantitatively determined, and the determination accuracy can be significantly improved even for slight changes in the pattern. Further, even when the density of the target pattern differs depending on the region, inspection accuracy can be obtained depending on the pattern by adjusting the threshold value.

窓領域をグループ化し、グループ毎に独立し
て判定することができるので、良品サンプルで
の部位によるバラツキ(微小位置ずれや濃度変
化)があつたときにもムダバネ(良品を不良品
と見誤る)が少なくなる。
Since the window areas can be grouped and each group can be judged independently, there is no need to worry about wastage (mistaking a good product as a defective one) even when there are variations (minor positional deviations or density changes) between parts of a non-defective sample. becomes less.

パターンの良否判定に、計測したデータだけ
を用いるのでなく、異なる窓領域間での相関演
算データをも用いることによりパターンを高精
度に、かつ安定に検査できる。とくに良品サン
プルにおいて部位や搬送条件等により計測値の
絶対値が変化することが比較的多い場合があ
る。このようなときは計測値を上下限値で比較
する方式ではムダバネが多いか、もしくは不良
検出率が悪くなる。しかし、このような条件下
でも「異なる窓領域の計測値の相対比が一定」
であつたり、「異なる窓領域の計測値の合計が
一定」であつたり、「異なる窓領域の計測値の
差をとるとパターンの変化が明確になる」など
の関係が存在することが多いから、このような
条件を利用して高精度の検査を行うことができ
る。
By using not only measured data but also correlation calculation data between different window regions to determine the quality of a pattern, the pattern can be inspected with high precision and stability. In particular, in non-defective samples, the absolute value of the measured value often changes depending on the location, transportation conditions, etc. In such cases, the method of comparing measured values using upper and lower limit values results in a large number of wasted springs or a poor detection rate of defects. However, even under such conditions, ``the relative ratio of the measured values of different window areas remains constant.''
This is because there are often relationships such as ``the sum of the measured values of different window areas is constant'', or ``changes in the pattern become clear when taking the difference between the measured values of different window areas''. , high precision inspection can be performed using such conditions.

相関二次判定を行うとき、相関一次判定の結
果だけを良品のそれと照合するだけでなく、先
にも述べたように、相関判定が行なわれる条件
下での良品の一次判定結果をも複合してチエツ
クすると、より一層厳密な判定が行なわれる。
とくに、対象サンプルの位置ずれがあつたとき
にも、ムダバネなく、高精度にパターンの検査
ができる。
When performing a secondary correlation determination, not only the results of the primary correlation determination are compared with those of non-defective products, but also the results of the primary determination of non-defective products under the conditions under which the correlation determination is performed are combined, as mentioned earlier. If you check it, the judgment will be more precise.
In particular, even when the target sample is misaligned, the pattern can be inspected with high precision without wasting time.

相関をとる場合に同一の特徴だけでなく、他
の特徴(同じ窓領域であつてもよい)データと
の相関を調べると著るしい効果をうることがで
きる場合がある。例えば汚れ検査のように面積
と周囲長差との相関をとると良・不良の差が明
確になる。
When taking a correlation, it may be possible to obtain a significant effect by examining the correlation not only with data of the same feature but also with data of other features (which may be in the same window area). For example, when a correlation is made between the area and the difference in perimeter length, as in the case of stain inspection, the difference between good and bad becomes clear.

窓領域の形状を実質的に任意とすることによ
り、種々の対象パターンに適用でき、かつ、窓
領域の数を減らしうるので高速に判定すること
ができる。
By making the shape of the window region substantially arbitrary, it can be applied to various target patterns, and the number of window regions can be reduced, so that high-speed determination can be performed.

計測特徴項目として局部面情報を採用するこ
とによりパターンの微少欠け等の変化も高精度
に抽出できる。
By employing local surface information as a measurement feature item, changes such as minute chips in the pattern can be extracted with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a,bは従来のパターン検査装置の原理
説明図、第2図aは窓領域の設定例を示す説明
図、第2図bはパターンの一例の説明図、第2図
cは窓領域を通して見たパターンの説明図、第3
図は窓領域の他の設定例を示す説明図、第4図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第5図は一
次判定テーブルの説明図、第6図は相関一次判定
テーブルの一例を示す説明図、第7図は第4図に
示した実施例の動作概要を示す流れ図、第8図は
同じく動作の詳細を示す流れ図、第9図は他の動
作例を示す流れ図、である。 符号説明、1,1′……パターン、2〜8……
サンプリングポイント、20……対象パターン、
21〜47……窓領域、50……対象パターン、
51……ITVカメラ、52……2値化・画素分
割回路、53,53′……特徴抽出回路、54,
54′……計数回路、55……計数値記憶回路、
56……一次判定回路、57……二次判定回路、
58……相関判定要否回路、59……相関演算回
路、60……相関一次判定回路、61……相関二
次判定回路、62……総合判定回路、63……窓
領域発生回路、64……制御回路、65……設定
値記憶回路、66……キーボード。
Figures 1a and b are explanatory diagrams of the principle of a conventional pattern inspection device, Figure 2a is an explanatory diagram showing an example of setting a window area, Figure 2b is an explanatory diagram of an example of a pattern, and Figure 2c is an explanatory diagram of a window area setting example. Illustration of the pattern seen through the area, 3rd
The figure is an explanatory diagram showing another example of setting the window area, Fig. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 5 is an explanatory diagram of the primary judgment table, and Fig. 6 is an example of the correlation primary judgment table. 7 is a flowchart showing an overview of the operation of the embodiment shown in FIG. 4, FIG. 8 is a flowchart showing details of the operation, and FIG. 9 is a flowchart showing another example of operation. . Code explanation, 1, 1'...pattern, 2-8...
Sampling point, 20...Target pattern,
21-47...Window area, 50...Target pattern,
51... ITV camera, 52... Binarization/pixel division circuit, 53, 53'... Feature extraction circuit, 54,
54'...Counting circuit, 55...Count value storage circuit,
56...Primary judgment circuit, 57...Secondary judgment circuit,
58...Correlation judgment necessity circuit, 59...Correlation calculation circuit, 60...Correlation primary judgment circuit, 61...Correlation secondary judgment circuit, 62...Comprehensive judgment circuit, 63...Window area generation circuit, 64... ...Control circuit, 65...Setting value storage circuit, 66...Keyboard.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 検査対象パターンの光学像を走査して時系列
の電気信号を出力する二次元逐次走査形光電変換
装置と、該光電変換装置から得られた前記電気信
号を画素分割し2値化して出力する2値化回路
と、前記光電変換装置の視野内に複数個の窓領域
を設定する手段と、各窓領域に対応する前記2値
化出力から各窓領域内での検査対象パターンの或
る特徴量を計測する手段と、計測された各特徴量
が各窓領域毎に独立に設定されたしきい値範囲内
にあるか否かによつて各窓領域内での検査対象パ
ターンの良否を判定する一次判定手段と、前記窓
領域をグループにまとめ、各グループ毎に、属す
る窓領域の一次判定結果の集合を予め設定された
一次判定テーブルと比較照合することにより検査
対象パターンの良否を判定する二次判定手段とを
有して成るパターン検査装置において、 各窓領域毎に計測された前記特徴量を複数の窓
領域間で相関演算する手段と、かくして得られた
相関演算結果が所定のしきい値範囲内にあるか否
かにより相関一次判定を行う手段と、相関一次判
定結果の集合を予め設定された相関一次判定テー
ブルと比較照合することにより相関二次判定を行
う手段と、から成る相関演算・判定手段を備え、
前記二次判定結果が否と出たとき、前記相関演
算・判定手段を起動し、相関二次判定の結果から
検査対象パターンの良否を判定するようにしたこ
とを特徴とするパターン検査装置。
[Scope of Claims] 1. A two-dimensional successive scanning photoelectric conversion device that scans an optical image of a pattern to be inspected and outputs a time-series electrical signal, and divides the electrical signal obtained from the photoelectric conversion device into pixels. A binarization circuit that binarizes and outputs it, means for setting a plurality of window areas within the field of view of the photoelectric conversion device, and inspection within each window area from the binarized output corresponding to each window area. Inspection within each window area by means of measuring a certain feature quantity of the target pattern and whether each measured feature quantity is within a threshold range independently set for each window area. A primary determination means for determining the quality of the target pattern; and a primary determination means for determining the quality of the target pattern; the window areas are grouped into groups, and for each group, the set of primary determination results of the window area to which it belongs is compared with a preset primary determination table; A pattern inspection device comprising: a secondary determination means for determining the quality of a pattern; Means for performing a primary correlation determination based on whether the calculation result is within a predetermined threshold range, and a means for performing a secondary correlation determination by comparing and collating a set of primary correlation determination results with a preset correlation primary determination table. and a correlation calculation/judgment means consisting of;
A pattern inspection apparatus characterized in that, when the result of the secondary determination is negative, the correlation calculation/determination means is activated, and the quality of the pattern to be inspected is determined from the result of the secondary determination of correlation.
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