CN104677919B - 数据运算方法、数据运算装置及缺陷检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据运算方法、数据运算装置及缺陷检查装置。数据运算方法包括：运行展开步骤，通过对每个运行数据执行数据展开操作，而使多个运行数据展开并存储在运行展开存储器的地址空间；重叠信息取得步骤，对地址空间的各地址执行扫描操作而取得表示多个运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对地址空间的第m个地址写入在完成运行展开步骤的时点分别存储在地址空间的第0个地址至第m个地址的值的总和；及逻辑运算步骤，基于重叠信息，对多个运行数据族群进行逻辑运算。本发明的数据运算方法能用短时间进行多个运行数据族群的逻辑运算。

Description

数据运算方法、数据运算装置及缺陷检查装置

技术领域

本发明涉及一种进行多个运行数据(run data)族群的逻辑运算的数据运算技术以及应用该数据运算技术的缺陷检查装置。

背景技术

在半导体基板或印刷基板等的制造技术领域，为了检测产品中所包含的缺陷并对缺陷进行分析、评价，而利用显微镜等拍摄评价对象物，从所获得的图像中提取包含缺陷部的图像。然后，对所提取的图像执行利用遮罩图像的遮罩处理(mask processing)，由此准确地求出缺陷图像。为了进行该遮罩处理，而对所述图像的运行数据执行例如日本专利特开平7-203178号公报所记载的逻辑运算。

发明内容

[发明欲解决的课题]

日本专利特开平7-203178号公报所记载的发明是在不将成为运算处理对象的两个图像的运行数据族群转换成位图数据(bitmap data)的情况下，求出两个图像的逻辑积、逻辑和及互斥或。更具体来讲，从一端的运行起依序对成为运算处理对象的两个运行数据族群进行连接判定，根据重叠的部分进行逻辑积、逻辑和及互斥或的判定。因此，存在如下问题：随着构成运行数据族群的运行数据的条数变多，连接判定变得复杂，逻辑运算所需的时间增多。另外，在对3个以上的运行数据族群进行逻辑运算的情况下，连接判定的复杂性进一步显著上升，逻辑运算所需的时间也显著增多。

本发明是鉴于所述课题而完成的，其目的在于：提供一种能用短时间进行多个运行数据族群的逻辑运算的数据运算技术及使用该数据运算技术有效率地进行缺陷检查的技术。

[解决课题的手段]

本发明的第一实施方式是一种数据运算方法，将使二值图像数据运行长度(Run-Length)化而获得的至少一个以上的运行数据设为运行数据族群，进行互不相同的多个运行数据族群的逻辑运算；且所述数据运算方法的特征在于包括：运行展开步骤，通过对每个运行数据执行数据展开操作，而使多个运行数据展开并存储在运行展开存储器的地址空间，所述数据展开操作是一方面对存储在与运行数据的始端坐标对应的运行展开存储器的地址的值加上预设值(default)，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的运行展开存储器的地址的值减去预设值；重叠信息取得步骤，对地址空间的各地址执行扫描操作，而取得表示多个运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对地址空间的第m个地址写入在完成运行展开步骤的时点分别存储在地址空间的第0个地址至第m个地址的值的总和；及逻辑运算步骤，基于重叠信息，求出多个运行数据族群的逻辑积、逻辑和及互斥或之中的至少一个。

另外，本发明的第二实施方式是一种数据运算装置，将使二值图像数据运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据设为运行数据族群，进行互不相同的多个运行数据族群的逻辑运算；且所述数据运算装置的特征在于包括：运行展开存储器，存储与运行数据的始端坐标及终端坐标相关的值；运行展开处理部，对每个运行数据执行数据展开操作，而将多个运行数据展开在运行展开存储器的地址空间，所述数据展开操作是一方面对存储在与运行数据的始端坐标对应的运行展开存储器的地址的值加上预设值，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的运行展开存储器的地址的值减去预设值；重叠信息取得部，对地址空间的各地址执行扫描操作而取得表示多个运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对展开着多个运行数据的运行展开存储器中的地址空间的第m个地址写入分别存储在地址空间的第0个地址至第m个地址的值的总和；及逻辑运算部，基于重叠信息，求出多个运行数据族群的逻辑积、逻辑和及互斥或之中的至少一个。

在以此方式构成的发明(数据运算方法及数据运算装置)中，在不将运行数据族群转换成位图数据的情况下，执行运行数据族群的逻辑运算。而且，在通过每个运行数据的数据展开操作及每个地址的扫描操作取得表示多个运行数据的重叠状态的重叠信息之后，基于该重叠信息求出运行数据族群的逻辑积、逻辑和及互斥或中的至少一个。因此，在运行数据的个数或运行数据族群的个数少的情况下自是当然，即使它们的个数增多，也能通过简单的数据处理执行逻辑运算。

另外，本发明的第3实施方式是一种缺陷检查装置，其特征在于包括：图像取得部，取得检查对象图像；图像提取部，对检查对象图像进行检查并提取包含缺陷部位的提取图像；及数据处理部，通过进行提取运行数据族群与遮罩运行数据(mask run data)族群的逻辑运算，利用遮罩图像对提取图像中的缺陷部位以外的部位进行遮罩处理而获得缺陷图像数据，所述提取运行数据族群包含将每行的提取图像运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据，所述遮罩运行数据族群包含将每行的遮罩图像运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据；且数据处理部包括：运行展开存储器，存储与运行数据的始端坐标及终端坐标相关的值；运行展开处理部，对每个运行数据执行数据展开操作，而将多个运行数据展开在运行展开存储器的地址空间，所述数据展开操作是一方面对存储在与运行数据的始端坐标对应的运行展开存储器的地址的值加上预设值，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的运行展开存储器的地址的值减去预设值；重叠信息取得部，对地址空间的各地址执行扫描操作而取得表示多个运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对展开着多个运行数据的运行展开存储器中的地址空间的第m个地址写入分别存储在地址空间的第0个地址至第m个地址的值的总和；及逻辑运算处理部，基于重叠信息，对提取运行数据族群及遮罩运行数据族群的逻辑积进行运算，并去除缺陷部位以外的部位。

在以此方式构成的发明(缺陷检查装置)中，利用所述数据运算技术对提取运行数据族群与遮罩运行数据族群的逻辑积进行运算，从提取图像中去除缺陷部位以外的部位，从而能够获得良好的缺陷图像数据。

[发明的效果]

根据本发明，不论运行数据的个数或运行数据族群的个数多少，均可通过执行运行展开处理与重叠信息取得处理，而获得表示所有运行数据的重叠状态的重叠信息，并基于该重叠信息，求出所有运行数据族群的逻辑积、逻辑和及互斥或中的至少一个。因此，能用短时间进行运行数据族群的逻辑运算。

另外，通过使用所述数据运算技术而从提取图像中去除缺陷部位以外的部位，从而能用短时间获得良好的缺陷图像数据。因此，能够缩短缺陷检查所需的时间。

附图说明

图1是表示安装本发明的数据运算装置的一实施方式的缺陷检查装置的概略构成的图。

图2是表示图像处理部的概略构成的框图。

图3是表示相当于本发明的数据运算装置的一实施方式的数据处理部的概略构成的框图。

图4是以示意的方式表示由数据处理部进行的数据运算动作的一例的说明图。

图5是表示前缀扫描的动作概要的图。

图6是以示意的方式表示由数据处理部进行的数据运算动作的另一例的说明图。

图7是以示意的方式表示由数据处理部进行的数据运算动作的另一例的说明图。

[符号的说明]

1：检查系统

2：摄像装置

3：控制装置

4：装置控制部

5：图像取得部

6：图像处理部

7：存储部

8：输入受理部

9：显示部

21：摄像部

22：平台

23：平台驱动部

61：过滤部

62：差分提取部(图像提取部)

63：二值化处理部

64：数据处理部(数据运算装置)

211：照明部

212：光学系统

213：摄像元件

641：处理器内核

642：运行展开处理部

643：重叠信息取得处理部

644：逻辑判定处理部

645：存储部

647：运行生成部

648：并列处理控制部

649：数据初始设定部

D1：第一图像数据

D2：第二图像数据

De：提取图像数据

Dm：遮罩图像数据

M：基板检测装置

S：基板

sl：运行展开存储器

se：终端位置存储器

ss：始端位置存储器

X0：始端坐标

X1：终端坐标

Y：行索引

具体实施方式

图1是表示安装本发明的数据运算装置的一实施方式的缺陷检查装置的概略构成的图。该缺陷检查装置1进行在作为检查对象的半导体基板(以下称为“基板”)S的外观上出现的针孔(pinhole)或异物等的缺陷检查。缺陷检查装置1包括：摄像装置2，拍摄基板S上的检查对象区域；及控制装置3，基于来自摄像装置2的图像数据进行缺陷检查。

在安装所述缺陷检查装置1的检查系统中，如果在与缺陷检查装置1分开设置在基板S的生产线(manufacturing line)上的基板检测装置M中，在基板S上发现缺陷，那么该缺陷的位置坐标便被提供给该缺陷检查装置1。组装在生产线上的基板检测装置M利用预先规定的处理演算法(processing algorithm)检查基板S整体，如果在基板表面存在满足作为缺陷的必要条件的区域，那么取得并输出该区域的位置坐标。因此，该基板检测装置M所包括的摄像部的分辨率相对较低，处理演算法也较固定。

另一方面，该缺陷检查装置1经由未图示的接口(interface)与基板检测装置M连接，通过具有更高分辨率的摄像装置2拍摄作为缺陷而由基板检测装置M报告位置坐标的区域，并且控制装置3精密检查该图像，而更加详细地判定缺陷的有无或缺陷的种类等，并且将缺陷部位的图像显示在显示部。

摄像装置2包括：摄像部21，通过拍摄基板S上的检查对象区域而取得图像数据；平台(stage)22，保持基板S；及平台驱动部23，使平台22相对于摄像部21相对地移动。另外，摄像部21包括：照明部211，出射照明光；光学系统212，将照明光引导到基板S并且供来自基板S的光入射；及摄像元件213，将通过光学系统212而成像的基板S的影像转换成电信号(electrical signal)。平台驱动部23包括滚珠螺杆(ball screw)、导轨(guide rail)及电动机(motor)，设置在控制装置3的装置控制部4控制平台驱动部23及摄像部21，由此拍摄基板S上的检查对象区域。

控制装置3包括装置控制部4，该装置控制部4执行预先读入的控制程序(controlprogram)，由此使图1所示的控制装置各部按照以下方式进行动作。控制装置3除了包括所述装置控制部4以外，还包括图像取得部5及图像处理部6。图像取得部5将从摄像部21输出的电信号数据化，而取得对应于拍摄图像的图像数据。图像处理部6对图像取得部5所取得的图像数据实施适当的图像处理，制作图像中所包含的缺陷的检测或缺陷部位的图像(以下称为“缺陷图像”)。此外，该图像处理部6包含作为本发明的数据运算装置的一实施方式的数据处理部，能够对从由摄像装置2拍摄到的图像(检查对象图像)中提取的图像实施遮罩处理，而导出缺陷部位的信息。关于图像处理部6，尤其是数据处理部的构成及动作将在下文中详细叙述。

进而，控制装置3包括：存储部7，用来存储各种数据；键盘(key board)及鼠标(mouse)等输入受理部8，受理来自用户的操作输入；以及显示部9，显示操作顺序或处理结果等面向用户的视觉信息；等。另外，虽省略了图示，但控制装置3包括从光盘、磁盘、磁光盘等电脑可读取的记录媒体进行信息读取的读取装置，且适当地经由接口(I/F)等连接与缺陷检查装置1的其他构成之间收发信号的通信部。

图2是表示图像处理部的概略构成的框图。图像处理部6包括过滤(filtering)部61、差分提取部62、二值化(binarization)处理部63及数据处理部64。过滤部61中，从图像取得部5发送来拍摄图像，并且从存储部7发送来参考图像。在这两图像之中，拍摄图像是由摄像装置2拍摄到的基板S的图像，相当于成为缺陷检测检查的对象的检查对象图像。另外，参考图像是对应于没有缺陷的理想基板的图像，在该实施方式中，如下面所说明那样，通过比较检查对象图像与参考图像而从检查对象图像进行缺陷检测。这些缺陷图像及参考图像存储在存储部7中，视需要而被参考，但也可以是视需要读入存储在外部的存储媒体中的图像数据的形态。

过滤部61对各个检查对象图像及参考图像进行用来去除与图像噪音及缺陷无关的轻微的图像差异的过滤处理，并将各图像发送到差分提取部62。该差分提取部62通过求出过滤处理后的检查对象图像及参考图像的差分而提取图像内容互不相同的区域，并将该差分图像发送到二值化处理部63。然后，二值化处理部63利用适当的阈值将差分图像二值化而生成提取图像数据，并将其发送到数据处理部64。该数据处理部64将提取图像数据运行长度化而生成包含多个运行数据的运行数据族群，并且将从存储部7赋予的遮罩图像数据运行长度化而生成包含多个运行数据的运行数据族群。此外，在本说明书中，将使提取图像数据运行长度化而生成的运行数据称为“提取运行数据”，将使遮罩图像数据运行长度化而生成的运行数据称为“遮罩运行数据”，进而将如下所述般利用提取运行数据族群与遮罩运行数据族群的逻辑积而获得的运行数据称为“缺陷运行数据”。

图3是表示相当于本发明的数据运算装置的一实施方式的数据处理部的概略构成的框图。该数据处理部64包括图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)，且包含多个处理器内核641。各处理器内核641作为运行展开处理部642、重叠信息取得处理部643及逻辑判定处理部644发挥功能，将每个运行数据向运行展开存储器的运行展开操作、该运行展开存储器的每个地址的扫描操作及判定操作分别作为一个线程(thread)来执行。在本实施方式中，每个运行数据的运行展开操作相当于本发明的“展开线程”的一例，每个地址的判定操作相当于本发明的“判定线程”的一例。此外，关于运行展开操作、扫描操作及判定操作将在下文中详细叙述。

数据处理部64包括暂时存储所述提取运行数据、遮罩运行数据及缺陷运行数据的存储部645。该存储部645具有地址空间，该地址空间存储通过运行展开操作而展开的值，由该地址空间规定的存储器空间作为本发明的“运行展开存储器”发挥功能。另外，在存储部645中也设置着始端位置存储器及终端位置存储器，该始端位置存储器及终端位置存储器存储通过对运行展开存储器的各地址进行扫描操作而获得的值。关于这些运行展开存储器、始端位置存储器及终端位置存储器也将在下文中详细叙述。

数据处理部64还包括运行生成部647、并列处理控制部648、数据初始设定部649。运行生成部647对提取图像数据进行运行长度化处理而生成提取运行数据族群，另外，对遮罩图像数据进行运行长度化处理而生成遮罩运行数据族群，并使这些运行数据族群存储在存储部645。另外，并列处理控制部648一面对利用各处理器内核641执行的线程进行排他控制，一面使所述线程并列地执行。进而，数据初始设定部649适当地将运行展开存储器、始端位置存储器或终端位置存储器的存储内容清零(zero clear)。此外，在本实施方式中，由遮罩图像数据生成遮罩运行数据族群，但也可以按照如下方式构成，即，预先使遮罩运行数据族群存储在存储部7中，使用来自存储部7的遮罩运行数据族群进行遮罩处理。

接下来，一面参考图4、图5及表1至表3，一面对由以所述方式构成的数据处理部64进行的数据运算动作进行说明。图4是以示意的方式表示由数据处理部进行的数据运算动作的一例的说明图。此处，为了有助于理解数据运算动作，例示如下情况进行说明，即，将以图4中的符号De表示的1×6像素的二值图像数据作为由二值化处理部63制作的提取图像数据提供给数据处理部64，并且将以图4中的符号Dm表示的1×6像素的二值图像数据作为遮罩图像数据提供给数据处理部64。

对于输入到数据处理部64的提取图像数据，由运行生成部647执行运行长度化处理而生成提取运行数据，并存储在存储部645。关于运行长度化处理，以往已提出了大量众所周知的技术，在本实施方式中也直接使用一般的运行长度化处理，通过对提取图像数据De实施运行长度化处理而获得一个提取运行数据re[0]。此外，该图中的符号“X0”表示列索引(index)(始端坐标)，该列索引(index)(始端坐标)表示图像数据中的该运行的始端像素位置，符号“X1”表示列索引(终端坐标)，该列索引(终端坐标)表示图像数据中的该运行的终端像素位置，符号“Y”表示图像数据中的该运行的行索引。

另外，在数据处理部64中，除了提取图像数据以外，也对遮罩图像数据执行运行长度化处理而生成遮罩运行数据，并存储在存储部645。通过对遮罩图像数据Dm的运行长度化处理，而获得两个遮罩运行数据rm[0]、rm[1]。

这样生成包含提取运行数据re[0]的提取运行数据族群、及包含遮罩运行数据rm[0]、rm[1]的遮罩运行数据族群。然后，执行“运行展开处理”、“重叠信息取得处理”及“逻辑积判定处理”，由此，计算提取运行数据族群与遮罩运行数据族群的逻辑积。

运行展开处理是在将存储在运行展开存储器的地址的值清为零之后，对每个运行数据进行数据展开操作，使两个运行数据族群中所包含的所有运行数据展开并存储在运行展开存储器s1的地址空间，相当于本发明的“运行展开步骤”的一例。此处，也可以串行(serial)地进行数据展开操作，但在该情况下，运行展开处理会耗费大量时间。

因此，在本实施方式中，将每个运行数据的数据展开操作设为一个“展开线程”，由各处理器内核641并列地执行展开线程。也就是说，如图3及表1所示，在第0处理器内核641中将运行数据re[0]作为处理对象运行数据而执行数据展开操作，与此同时在第一处理器内核641中将运行数据rm[0]作为处理对象运行，且在第二处理器内核641中将运行数据rm[1]作为处理对象运行，而执行数据展开操作。但是，在各数据展开操作中，如接下来所说明那样，伴随着运行展开存储器s1的重写作业，因此，在本实施方式中，并列处理控制部648进行处理器内核641间的排他控制。

表1是表示由各处理器内核执行的数据展开操作的内容的表。数据展开操作是如下操作：一方面对存储在与运行数据的始端坐标对应的运行展开存储器s1的地址的值加上预设值(在本实施方式中为“1”)，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的运行展开存储器s1的地址的值减去预设值。例如第0线程是对存储在与运行数据re[0]的始端坐标X0对应的运行展开存储器s1的地址(图4中的地址[2])的值s1[2]加上1。也就是说，对于运行展开存储器s1的地址[2]，一方面在进行通过其他线程实施的重写期间待机，另一方面在解除了重写禁止的条件下执行下式的加法处理：

s1[2]＝s1[2]+1。

接着，从存储在与运行数据re[0]的终端坐标X1对应的运行展开存储器s1的地址(图4中的地址[6])的值s1[6]减去1。也就是说，对于运行展开存储器s1的地址[6]，一方面在进行通过其他线程实施的重写期间待机，另一方面在解除了重写禁止的条件下执行下式的减法处理：

s1[6]＝s1[6]-1。

通过对每个运行数据进行这种数据展开操作，而使提取运行数据族群的运行数据及遮罩运行数据族群的运行数据全部展开并存储在运行展开存储器s1的地址空间[0]～[6]。然后，通过对以这种方式展开的数据执行前缀扫描(prefix scan)，而取得表示所有运行数据的重叠状态的重叠信息(重叠信息取得处理)。该重叠信息取得处理相当于本发明的“重叠信息取得步骤”的一例。

表1

表2是表示重叠信息取得处理的内容的表，图5是表示前缀扫描的动作概要的图。此处，所谓“前缀扫描”是指向一维序列的第m个插入原序列的第0个到第m个的总和的处理。而且，在本实施方式中，并非串行地进行每个地址的前缀扫描操作，而是并列地进行。也就是说，除了运行展开存储器s1以外，另外还有两个运行展开存储器s2、s3设置在存储部645，如表2及图5所示，将每个地址的前缀扫描操作设为一个“扫描线程”，由各处理器内核641并列地执行扫描线程。

表2

在图4所示的具体例中，运行展开存储器s1的地址空间[0]～[6]的一维序列{1、-1、1、1、0、-1、-1}通过每个地址的前缀扫描操作而成为序列{1、0、1、2、2、1、0}，可基于存储在各地址的值、也就是表示每个像素的重叠状态的重叠信息，进行逻辑运算。在本实施方式中，为了进行遮罩处理，必须执行两个运行数据族群的逻辑积，着眼于值“2”，逻辑判定处理部644进行逻辑积判定处理作为逻辑运算判定。但是，值“2”只不过表示在对应于该地址[m]的像素中运行数据族群重叠，为了确认其为始端坐标，必须确认存储在地址[m-1]的值s1[m-1]小于“2”(小于等于1)。另外，为了确认其为终端坐标，必须确认存储在地址[m+1]的值s1[m+1]小于“2”(小于等于1)。此外，在运行数据族群的数量大于等于3的情况下，也基本上相同，可着眼于运行数据族群的数量N(大于等于2的自然数)，进行接下来要说明的作为本发明的“逻辑运算步骤”的一例的逻辑积判定处理。

表3是表示逻辑积判定处理的内容的表。该逻辑积判定处理是基于执行重叠信息取得处理后的存储在运行展开存储器s1的各地址的值，判定对应于各地址的像素是否为通过逻辑积处理而获得的运行数据的始端坐标或终端坐标。在本实施方式中，在逻辑积判定处理之前，将存储在始端位置存储器ss及终端位置存储器se的各地址的值清为零。然后，在逻辑积判定处理中，与重叠信息取得处理同样地也以一像素一线程的方式进行判定操作。也就是说，如表3所示，将判定地址空间的第m个地址是否对应于逻辑运算后的运行的始端坐标或终端坐标的判定操作设为一个“判定线程”，由各处理器内核641并列地执行判定线程。

表3

各判定线程大致划分而依序执行始端坐标的判定与终端坐标的判定。始端坐标的判定是通过以下动作进行，即，基于存储在地址空间的第m个地址的值(＝s1[m])与存储在第(m-1)个地址的值(＝s1[m-1])，判定第m个地址是否对应于逻辑积处理后的运行的始端坐标。更具体来讲，当同时满足以下两个条件(AND1)、(AND2)：

(AND1)…值s1[m]与运行数据族群的数量N一致、

(AND2)…值s1[m-1]小于等于(N-1)

时，将存储在始端位置存储器ss的地址[m]的值设置为“1”。因此，在图4所示的具体例中，运行数据数量N＝2，只有在m＝3时才满足所述条件(AND1)、(AND2)，因此只有值ss[3]为“1”，除此以外的值ss[0]～ss[2]、ss[4]、ss[5]维持为“0”不变。

另外，终端坐标的判定是通过以下动作进行，即，基于存储在地址空间的第m个地址的值(＝s1[m])与存储在第(m+1)个地址的值(＝s1[m+1])，判定第m个地址是否对应于逻辑积处理后的运行的终端坐标。更具体来讲，当满足所述条件(AND1)并且满足条件(AND3)、也就是(AND3)…值s1[m+1]小于等于(N-1)时，将存储在终端位置存储器se的地址[m]的值设置为“1”。因此，在图4所示的具体例中，运行数据数量N＝2，只有在m＝4时才满足所述条件(AND1)、(AND3)，因此只有值se[4]为“1”，除此以外的值se[0]～se[3]、se[5]维持为“0”不变。

以这种方式求出提取运行数据族群与遮罩运行数据族群的逻辑积后的运行的始端坐标及终端坐标。接着，基于始端位置存储器ss及终端位置存储器se的存储信息取得缺陷运行数据rd[m]。例如在图4所示的具体例中，值ss[3]为“1”，值se[4]为“1”，除此以外的值为“0”，因此缺陷运行数据rd[m]成为运行数据rd[0](始端坐标X0＝3，终端坐标X1＝5，行索引Y＝0)。然后，基于该缺陷运行数据rd[m]制作并输出缺陷图像数据(缺陷图像数据的制作处理：逻辑和图像数据的制作处理)。

如上所述，根据本实施方式，可在不将提取运行数据族群及遮罩运行数据族群转换成位图数据的情况下，求出两个运行数据族群的逻辑积，从而能用短时间进行逻辑运算。在无需向位图数据转换这一点上，与日本专利特开平7-203178号公报所记载的发明相同，但在以下方面存在大的差异。也就是说，在本实施方式中，通过每个运行数据的数据展开操作及每个地址的扫描操作取得表示所有运行数据的重叠状态的重叠信息，进而基于该重叠信息求出提取运行数据族群及遮罩运行数据族群的逻辑积。因此，与日本专利特开平7-203178号公报所记载的发明中的逻辑运算方法、也就是从一端的运行起依序进行连接判定且根据重叠的部分进行逻辑运算的方法相比，可实现高速的运算处理，从而能够缩短运算时间。尤其是当运行数据的个数增加时，本实施方式的优越性进一步提高。

另外，在所述实施方式中，当执行运行展开处理时，将每个运行数据的运行展开操作设为展开线程，以一运行数据一展开线程的方式并列地执行运行展开操作，因此缩短了运行展开处理所需的时间。此外，在本实施方式中，使展开线程的个数与运行数据的个数一致，但多个运行数据的分割方式并不限定于此。也就是说，既可以根据处理器内核641的个数适当变更多个运行数据的分割方式，也可以按照如下方式构成，即，根据处理器内核641的个数将多个运行数据分割成多组，各处理器内核对分割而成的一个或多个运行数据，将运行展开操作作为展开线程而执行。关于这一点，在重叠信息取得处理及逻辑积判定处理中也相同。

另外，在所述实施方式中，不仅在运行展开处理中利用多个处理器内核641进行并列处理，而且在重叠信息取得处理及逻辑积判定处理中也利用多个处理器内核641进行并列处理，大大有助于缩短处理时间。即，在重叠信息取得处理中所进行的前缀扫描中，将每个地址的前缀扫描操作设为一个“扫描线程”，由各处理器内核641并列地进行扫描线程。另外，在逻辑积判定处理中，以一像素一判定线程的方式进行判定操作。也就是说，将判定地址空间的第m个地址是否对应于逻辑运算后的运行的始端坐标或终端坐标的判定操作设为一个“判定线程”，由各处理器内核641并列地进行判定线程。因此，能够缩短重叠信息取得处理及逻辑积判定处理所需的时间。

进而，在所述实施方式中，位于第0～第n处理器内核641的上位的并列处理控制部648进行运行展开存储器s1的访问管理，防止不同的多个处理器内核641对运行展开存储器s1的同一地址进行数据重写。也就是说，当以一个展开线程进行存储在运行展开存储器s1的地址[m]的值s1[m]的重写时，暂时禁止其他展开线程重写值s1[m]。另一方面，将地址[m]以外的运行展开存储器s1自由化而允许数据重写。因此，可一面避免运行展开处理的竞争一面高速地进行运行展开处理。

且说，在所述实施方式中，为了进行遮罩处理，而进行逻辑积判定作为基于重叠信息的逻辑判定处理，但能够进行其他处理，例如为了进行检查结果的整合而进行逻辑和判定处理。另外，也可以进行互斥或判定处理作为所述逻辑判定处理，能够获得与逻辑积判定处理的情况相同的作用效果。以下，一面参考附图一面对逻辑和判定处理及互斥或判定处理进行说明。

图6是以示意的方式表示由数据处理部进行的数据运算动作的另一例的说明图。此处，为了有助于理解数据运算动作，而例示如下情况进行说明：将以图6中的符号D1表示的1×6像素的第一图像数据作为由二值化处理部63制作的第一图像数据提供给数据处理部64，并且将以图6中的符号D2表示的1×6像素的第二图像数据作为第二图像数据提供给数据处理部64。此外，为了避免冗长的说明，而例示第一图像数据D1与图4的提取图像数据De相同，且第二图像数据D2与图4的遮罩图像数据Dm相同的情况。因此，直到获得重叠信息为止的处理与所述实施方式(图4)相同。关于这些方面，在下文中说明的互斥或判定处理的说明中也相同。

表4是表示逻辑和判定处理的内容的表。该逻辑和判定处理是基于执行重叠信息取得处理之后的存储在运行展开存储器s1的各地址的值，判定对应于各地址的像素是否为通过逻辑和处理而获得的运行数据的始端坐标或终端坐标。在本实施方式中，在逻辑和判定处理中，与重叠信息取得处理同样地也以一像素一线程的方式进行判定操作。也就是说，如表4所示，将判定地址空间的第m个地址是否对应于逻辑和处理后的运行的始端坐标或终端坐标的判定操作设为一个“判定线程”，由各处理器内核641并列地执行判定线程。

表4

各判定线程大致划分而依序执行始端坐标的判定与终端坐标的判定。始端坐标的判定是基于存储在地址空间的第m个地址的值(＝s1[m])与存储在第(m-1)个地址的值(＝s1[m-1])，判定第m个地址是否对应于逻辑运算后的运行的始端坐标。更具体来讲，当同时满足以下两个条件(OR1)、(OR2)：

(OR1)…值s1[m]大于等于1、

(OR2)…值s1[m-1]为“0”

时，将存储在始端位置存储器ss的地址[m]的值ss[m]设置为“1”。因此，在图6所示的具体例中，在m＝0、2时满足所述条件(OR1)、(OR2)，因此值ss[0]、ss[2]为“1”，除此以外的值ss[1]、ss[3]～ss[5]维持为“0”不变。

另外，终端坐标的判定是基于存储在地址空间的第m个地址的值(＝s1[m])与存储在第(m+1)个地址的值(＝s1[m+1])，判定第m个地址是否对应于逻辑和处理后的运行的终端坐标。更具体来讲，当满足所述条件(OR1)并且满足条件(OR3)、也就是

(OR3)…值s1[m+1]为“0”

时，将存储在终端位置存储器se的地址[m]的值se[m]设置为“1”。因此，在图6所示的具体例中，只有在m＝0、5时才满足所述条件(OR1)、(OR3)，因此值se[0]、se[5]为“1”，除此以外的值se[1]～se[4]维持为“0”不变。

以这种方式求出第一运行数据族群与第二运行数据族群的逻辑和处理后的运行的始端坐标及终端坐标。接着，基于始端位置存储器ss及终端位置存储器se的存储信息取得逻辑和处理的运行数据rd[m]。例如在图6所示的具体例中，值ss[0]、ss[2]为“1”，值se[0]、se[5]为“1”，除此以外的值为“0”，因此逻辑和处理后的运行数据rd[m]成为运行数据rd[0](始端坐标X0＝3，终端坐标X1＝1，行索引Y＝0)与运行数据rd[1](始端坐标X0＝2，终端坐标X1＝6，行索引Y＝0)。然后，基于该运行数据rd[m]制作并输出逻辑和图像数据(逻辑和图像数据的制作处理)。

图7是以示意的方式表示由数据处理部进行的数据运算动作的另一例的说明图。另外，表5是表示互斥或判定处理的内容的表。该互斥或判定处理是基于执行重叠信息取得处理之后的存储在运行展开存储器s1的各地址的值，判定对应于各地址的像素是否为通过互斥或处理而获得的运行数据的始端坐标或终端坐标。在本实施方式中，在互斥或判定处理中，与重叠信息取得处理同样地也以一像素一线程的方式进行判定操作。也就是说，如表5所示，将判定地址空间的第m个地址是否对应于互斥或处理后的运行的始端坐标或终端坐标的判定操作设为一个“判定线程”，由各处理器内核641并列地执行判定线程。

表5

各判定线程大致划分而依序执行始端坐标的判定与终端坐标的判定。始端坐标的判定是基于存储在地址空间的第m个地址的值(＝s1[m])与存储在第(m-1)个地址的值(＝s1[m-1])，判定第m个地址是否对应于逻辑运算后的运行的始端坐标。更具体来讲，当同时满足以下两个条件(XOR1)、(XOR2)：

(XOR1)…值s1[m]为奇数、

(XOR2)…值s1[m-1]为偶数

时，将存储在始端位置存储器ss的地址[m]的值ss[m]设置为“1”。因此，在图7所示的具体例中，在m＝0、2、5时满足所述条件(XOR1)、(XOR2)，因此值ss[0]、ss[2]、ss[5]为“1”，除此以外的值ss[1]、ss[3]、ss[4]维持为“0”不变。

另外，终端坐标的判定是基于存储在地址空间的第m个地址的值(＝s1[m])与存储在第(m+1)个地址的值(＝s1[m+1])，判定第m个地址是否对应于互斥或处理后的运行的终端坐标。更具体来讲，当满足所述条件(XOR1)并且满足条件(XOR3)、也就是

(XOR3)…值s1[m+1]为偶数

时，将存储在终端位置存储器se的地址[m]的值se[m]设置为“1”。因此，在图7所示的具体例中，在m＝0、2、5时满足所述条件(XOR1)、(XOR3)，因此值se[0]、se[2]、se[5]为“1”，除此以外的值se[1]、se[3]、se[4]维持为“0”不变。

以这种方式求出第一运行数据族群与第二运行数据族群的互斥或处理后的运行的始端坐标及终端坐标。接着，基于始端位置存储器ss及终端位置存储器se的存储信息取得互斥或处理后的运行数据rd[m]。例如在图7所示的具体例中，值ss[0]、ss[2]、ss[5]为“1”，值se[0]、se[2]、se[5]为“1”，除此以外的值为“0”，因此互斥或处理后的运行数据rd[m]成为运行数据rd[0](始端坐标X0＝0，终端坐标X1＝1，行索引Y＝0)、运行数据rd[1](始端坐标X0＝2，终端坐标X1＝3，行索引Y＝0)及运行数据rd[2](始端坐标X0＝5，终端坐标X1＝6，行索引Y＝0)。然后，基于该运行数据rd[m]制作并输出互斥或图像数据(互斥或图像数据的制作处理)。

此外，本发明并不限定于所述实施方式，可在不脱离本发明的主旨的限度内除所述实施方式以外进行各种变更。例如，在所述实施方式中，为了执行运行展开处理、重叠信息取得处理及逻辑判定处理(逻辑积判定、逻辑和判定、互斥或判定)而使用包括多个处理器内核641的GPU，但也可以构成为设置多个CPU来代替GPU，利用各CPU执行一个线程。

另外，在所述实施方式中，利用数据处理部65将遮罩图像数据Dm(图4)或第二图像数据D2(图6、图7)运行长度化而获得运行数据族群，但也可以构成为预先将对应于这些图像数据Dm、D2的运行数据族群存储在存储部7，从存储部7将该运行数据族群提供给数据处理部65。

另外，在所述实施方式中，对两个运行数据族群实施逻辑运算，但对于三个以上的运行数据族群也能应用本发明的数据运算方法。这样在对三个以上的运行数据族群进行逻辑运算的情况下，本发明的优越性进一步增加。即，在日本专利特开平7-203178号公报所记载的发明中，如果运行数据族群成为三个以上，那么连接判定的复杂性会显著上升，伴随着运行数据族群的增大而不可避免地出现处理时间的增加。相对于此，在本发明中，因运行数据族群的增大而使应展开的运行数据的个数增加，运行展开处理所需的时间有可能变得比两个运行数据族群的情况下长。然而，重叠信息取得处理及逻辑判定处理(逻辑积判定、逻辑和判定、互斥或判定)所需的时间不受运行数据族群的个数影响。因此，即便运行数据的个数增多，也能用短时间进行数据运算处理。

进而，在所述实施方式中，将对多个运行数据族群进行逻辑运算的数据运算技术应用在缺陷检查装置中，但本发明的数据运算方法及装置的应用对象并不限定于此，而能够应用在利用所述数据运算技术的所有装置中。

本发明可针对进行多个运行数据族群的逻辑运算的数据运算技术而优选地应用。

Claims (13)

1.一种数据运算方法，将使二值图像数据运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据设为运行数据族群，进行互不相同的多个运行数据族群的逻辑运算，其特征在于，包括：

运行展开步骤，通过对每个所述运行数据执行数据展开操作，而使所述多个运行数据展开并存储在运行展开存储器的地址空间，所述数据展开操作是一方面对存储在与所述运行数据的始端坐标对应的所述运行展开存储器的地址的值加上预设值，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的所述运行展开存储器的地址的值减去所述预设值；

重叠信息取得步骤，对所述地址空间的各地址执行扫描操作，而取得表示所述多个运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对所述地址空间的第m个地址写入：在完成所述运行展开步骤的时点分别存储在所述地址空间的第0个地址至所述第m个地址的值的总和；及

逻辑运算步骤，基于所述重叠信息，求出所述多个运行数据族群的逻辑积、逻辑和及互斥或之中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的数据运算方法，其特征在于：

将所述多个运行数据分割成多组，并且将对各组所执行的数据展开操作设为展开线程；

在排他控制下，一面允许由所述多个展开线程中的一个展开线程进行的所述预设值的加减运算，并且禁止对于成为所述一个展开线程的加减运算的对象的地址的由其他展开线程的访问，一面并列地执行所述多个展开线程。

3.根据权利要求2所述的数据运算方法，其特征在于：

所述展开线程的个数与所述运行数据的个数一致。

4.根据权利要求2或3所述的数据运算方法，其特征在于：

在所述运行展开步骤中，允许其他展开线程对成为由所述一个展开线程进行的加减运算的对象的地址以外的地址进行访问。

5.根据权利要求1所述的数据运算方法，其特征在于：

将如下操作设为判定操作：基于存储在所述地址空间的第m个地址的值与存储在第(m-1)个地址的值，判定所述第m个地址是否对应于逻辑运算后的运行的始端坐标，基于存储在第m个地址的值与存储在第(m+1)个地址的值，判定所述第m个地址是否对应于逻辑运算后的运行的终端坐标，且

所述逻辑运算步骤是对所述地址空间的各地址执行所述判定操作的步骤。

6.根据权利要求5所述的数据运算方法，其特征在于：

将构成所述地址空间的多个地址分割成多组，并且将对各组的判定操作设为判定线程，并列地执行所述多个判定线程。

7.根据权利要求6所述的数据运算方法，其特征在于：

在所述逻辑运算步骤中，所述判定线程的个数与所述地址空间的所述地址的个数为一致，并对各地址执行所述判定线程。

8.根据权利要求5所述的数据运算方法，其特征在于：

所述预设值为1。

9.根据权利要求8所述的数据运算方法，其特征在于：

当将所述运行数据族群的个数设为N时，

在所述逻辑运算步骤中，

将如下操作设为所述判定操作：当存储在所述地址空间的第m个地址的值为N且存储在第(m-1)个地址的值小于等于(N-1)时，判定为所述第m个地址对应于逻辑运算后的运行的始端坐标，当存储在所述地址空间的第m个地址的值为N，且存储在第(m+1)个地址的值小于等于(N-1)时，判定为所述第m个地址对应于逻辑运算后的运行的终端坐标；且

对所述地址空间的各地址执行所述判定操作而求出所述多个运行数据的逻辑积。

10.根据权利要求8所述的数据运算方法，其特征在于：

在所述逻辑运算步骤中，

将如下操作设为所述判定操作：当存储在所述地址空间的第m个地址的值大于等于1且存储在第(m-1)个地址的值为0时，判定为所述第m个地址对应于逻辑运算后的运行的始端坐标，当存储在所述地址空间的第m个地址的值大于等于1且存储在第(m+1)个地址的值为0时，判定为所述第m个地址对应于逻辑运算后的运行的终端坐标；且

对所述地址空间的各地址执行所述判定操作而求出所述多个运行数据的逻辑和。

11.根据权利要求8或9所述的数据运算方法，其特征在于：

在所述逻辑运算步骤中，

将如下操作设为所述判定操作：当存储在所述地址空间的第m个地址的值为奇数且存储在第(m-1)个地址的值为偶数时，判定为所述第m个地址对应于逻辑运算后的运行的始端坐标，当存储在所述地址空间的第m个地址的值为奇数且存储在第(m+1)个地址的值为偶数时，判定为所述第m个地址对应于逻辑运算后的运行的终端坐标；且

对所述地址空间的各地址执行所述判定操作而求出所述多个运行数据的互斥或。

12.一种数据运算装置，将使二值图像数据运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据设为运行数据族群，进行互不相同的多个运行数据族群的逻辑运算，其特征在于包括：

运行展开存储器，存储与所述运行数据的始端坐标及终端坐标相关的值；

运行展开处理部，对每个所述运行数据执行数据展开操作，而将所述多个运行数据展开在所述运行展开存储器的地址空间，所述数据展开操作是一方面对存储在与所述运行数据的始端坐标对应的所述运行展开存储器的地址的值加上预设值，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的所述运行展开存储器的地址的值减去所述预设值；

重叠信息取得部，对所述地址空间的各地址执行扫描操作而取得表示所述多个运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对展开着所述多个运行数据的所述运行展开存储器中的所述地址空间的第m个地址写入分别存储在所述地址空间的第0个地址至所述第m个地址的值的总和；及

逻辑运算部，基于所述重叠信息，求出所述多个运行数据族群的逻辑积、逻辑和及互斥或之中的至少一个。

13.一种缺陷检查装置，其特征在于，包括：

图像取得部，取得检查对象图像；

图像提取部，对所述检查对象图像进行检查并提取包含缺陷部位的提取图像；及

数据处理部，通过进行提取运行数据族群与遮罩运行数据族群的逻辑运算，利用遮罩图像对所述提取图像中的所述缺陷部位以外的部位进行遮罩处理而获得缺陷图像数据，所述提取运行数据族群包含将每行的所述提取图像运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据，所述遮罩运行数据族群包含将每行的所述遮罩图像运行长度化而获得的至少一个以上的运行数据；且

所述数据处理部包括：

运行展开存储器，存储与所述运行数据的始端坐标及终端坐标相关的值；

运行展开处理部，对每个所述运行数据执行数据展开操作，而将所述运行数据展开在所述运行展开存储器的地址空间，所述数据展开操作是一方面对存储在与所述运行数据的始端坐标对应的运行展开存储器的地址的值加上预设值，另一方面从存储在与该运行数据的终端坐标对应的所述运行展开存储器的地址的值减去所述预设值；

重叠信息取得部，对所述地址空间的各地址执行扫描操作而取得表示所述运行数据的重叠状态的重叠信息，所述扫描操作是对展开着所述运行数据的所述运行展开存储器中的所述地址空间的第m个地址写入分别存储在所述地址空间的第0个地址至所述第m个地址的值的总和；及

逻辑运算处理部，基于所述重叠信息，对所述提取运行数据族群及所述遮罩运行数据族群的逻辑积进行运算，并去除所述缺陷部位以外的部位。