DE10031880A1 - Prüfverfahren für bildaufnehmende Elemente - Google Patents

Abstract

Aufgabe: Vereinfachung der Festlegung von Bereichen auf der bildaufnehmenden Bildfläche von bildaufnehmenden Elementen und der Analyse von Bildpunkten innerhalb dieser Bereiche. DOLLAR A Mittel zur Lösung der Aufgabe: Es wird ein Prüfverfahren für bildaufnehmende Elemente angeboten, welches einen Schritt, in dem mehrere, einen rechteckigen Bereich enthaltende Schichten erzeugt werden, einen Schritt, in dem jeder Schicht eine Priorität (Präferenzwert) zugewiesen wird, einen Schritt, in dem durch ein Übereinanderlegen dieser Schichten die bildaufnehmende Fläche des bildaufnehmenden Elementes in mehrere Bereiche unterteilt wird, einen Schritt, in dem einer dieser Bereiche festgelegt wird, und einen Schritt, in dem die Bildpunkte des bildaufnehmenden Elementes innerhalb dieses festgelegten Bereiches einer Datenanalyse unterzogen werden, enthält.

Description

Gewerbliches Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von bildaufnehmenden Elementen aus Halbleitern und insbesondere Verfahren, die zur Durchführung von Prüfungen eingesetzt werden, deren Ausführung unter Festlegung eines Bereiches in der Bildaufnahmefläche erfolgt.

Stand der Technik

Von Prüfverfahren für bildaufnehmende Halbleiterbauelemente, typischerweise ladungsgekoppelte Halbleiterbauelemente (CCD), welche über ein- oder zweidimensional angeordnete Lichtsensoren Bilddaten zusammensetzen und ausgeben, wird verlangt, daß sie nicht nur für integrierte Schaltungen allgemeinübliche Prüfungen vornehmen, sondern darüber hinaus durch verschiedene bildverarbeitende Operationen Informationen u. a. über die Anzahl von Schäden auf der Bildebene oder als Bildabschattung (shading) bezeichnete Ungleichmäßigkeiten in der Empfindlichkeit gewinnen und so eine Beurteilung über die Qualität vornehmen. Für Prüfungen im Bereich der Massenproduktion werden mit dem Ziel, eine Verkürzung der bei der enormen Anzahl von Bildpunkten nötigen Bildverarbeitungszeit herbeizuführen, oft Prüfvorrichtungen eingesetzt, die über spezielle Hardwarekomponenten zur Unterstützung der die Bildverarbeitung vorbereitenden Operationen verfügen. So ist etwa aus der JP-B1 1-61279 bekannt, in diesem Zusammenhang Bildpunkte aus einem festgelegten Bereich herauszunehmen und entsprechend deren Farbe eine Empfindlichkeitskompensation vorzunehmen.

Bei der Entwicklung von Prüfungen, die von diesen Prüfvorrichtungen Gebrauch machen, mußte der Prüfer, um die vertikale und horizontale Bildpunktzahl und Standardwerte zu erhalten, die Koordinaten der Start- und Endpunkte von auf dem bildaufnehmenden Elementen eingerichteten optisch schwarzen Bereichen (optisch als schwarz angesehene Bereiche), die Koordinaten der Start- und Endpunkte von Bildpunktbereichen mit aufgesetzten Farbfiltern, die Reihenfolge der Farben der Farbfilter und somit wichtige Definitionen in der Hardware dieser Prüfvorrichtungen einstellen und ein Prüfprogramm erstellen. Mit der Entwicklung von digitalen Stehbildkameras (DSC) und CMOS-Bildsensoren hat jedoch die Zahl von bildaufnehmenden Elementen mit einer hohen Anzahl von Bildpunkten und einem komplizierten Bildaufbau einen starken Zuwachs erfahren, weshalb für die Prüfungen in vielen Fällen inzwischen spezielle Hardware allein nicht mehr ausreicht und sich die Entwicklung von Prüfverfahren immer komplizierter gestaltet, was sich u. a. in Ergänzungen durch periphere Schaltungen oder nachgeschaltete Operationen auf Basis von Software-Lösungen äußert.

Durch die Fortschritte im Bereich der Computertechnik, und hier insbesondere im Multimedia- Bereich, ist es andererseits heute möglich, durch allein auf Software gestützte Verarbeitung Bildverarbeitungszeiten zu erreichen, welche Prüfungen auf Basis von Hardware-Lösungen entsprechen. Daher nimmt die Notwendigkeit besonderer Hardware zum Einsatz in Prüfungen beständig ab. Hierdurch werden durch die Möglichkeiten der Hardware gegebene Einschränkungen aufgehoben, zugleich ist damit eine Zunahme an Freiheit verbunden. Da jedoch die Verfahren zur Festlegung der Bildpunktbereiche, die Bildverarbeitungsverfahren und die Notationsverfahren von Entwickler zu Entwickler unterschiedlich sind, ist eine erneute Benutzung der Prüfungsprogramme oft stark erschwert oder gar unmöglich.

In dem aus der JP-B2 1-61279 bekannten Beispiel sind den Bildpunkten der bildaufnehmenden Elemente entsprechende Maskenspeicher (mask memory) vorgesehen, in welche die Definitionen für das optische Schwarz und die Farbfilter abgelegt werden. Wenn nun für jeden einzelnen Bildpunkt ein Maskenspeicher vorgesehen wäre, könnten Bereiche mit beliebiger Form festgelegt werden, in der Praxis werden jedoch häufig rechteckige, durch 1. die Startkoordinaten, 2. die Breite und 3. die Höhe festgelegte Bereiche, wie etwa die Bereiche 101 und 102 in Fig. 1, in den Maskenspeichern eingestellt. Da für Bildverarbeitung feiner aufgeteilter Bereiche Hardwarelösungen allein nicht ausreichen, erfolgt eine derartige Bildverarbeitung mittels Software. Da die Korrelation zwischen beiden jedoch nur schwer auszumachen ist, wird die Entwicklungsarbeit für Prüfungen stark verkompliziert. Zur Festlegung von Bereichen, die nach dem Ausschneiden des Rechteckes übrigbleiben, müssen außerdem erneut zahlreiche Rechtecke definiert und miteinander verbunden werden. Zur Festlegung des Bereiches 103 in Fig. 1 müssen so beispielsweise insgesamt 5 rechteckige Bereiche, im einzelnen der obere rechteckige Bereich, der rechteckige Bereich zwischen den Bereichen 101 und 102, das Rechteck links von Bereich 101, das Rechteck rechts von Bereich 201 und das untere Rechteck miteinander verbunden werden (In diesem Absatz befindet sich im Original ein Fehler). Änderungen von Einstellungen und Formen sind somit äußerst kompliziert.

Wenn Bereiche mit Farbfilter (bei bildaufnehmenden Elementen für schwarzweiße Bilder die Teile, die optisch nicht schwarz sind) in kleinere Bereiche unterteilt werden, sind jeweils spezifische bildverarbeitende Operationen für die einzelnen Bereiche erforderlich. So geben die "Video Signal Shading Zone Regulations" (S. 9 des Datenblattes für das bildaufnehmende Feststoffbauelement ICX 205 AK, Herausgeber: Sony) eine Unterteilung in drei Bereiche vor (vgl. Fig. 2). Da in diesem Fall mit der durch die JP-B2 l-61276 bekannten Prüfvorrichtung bei einer Hardware-basierten Verarbeitung eine Maskierung lediglich der ignorierbaren Zone möglich ist, müssen zum Abrufen der Daten der Zonen II und II' bei der nachgeschalteten Verarbeitung mittels Software besondere Notationen erstellt werden.

Die Unterteilung von Farbfilterbereichen kann, wie in der JP-B2 3-101582 (Titel: Verfahren zur Bewertung von Farbsignalen) als eine Unterteilung in einen zentralen und einige periphere Bereiche vorgenommen werden. In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel, wo zunächst der als am wichtigsten angesehene Zentralbereich 201 abgerufen (wörtl.: genommen), dann der Zwischenteil nach Eliminierung des am weitesten zum Rand liegenden Bereiches in vier den Ecken dieses Bereiches entsprechende Bereiche unterteilt und dann in Gestalt der Bereiche 202; 203, 204 und 205 verarbeitet wird, ist eine Festlegung zahlreicher nicht-rechteckiger Bereiche erforderlich und auch die Abbildung in der Software schwierig. Hinzu kommt außerdem, daß oft weitere Einstellungen und Anpassungen vorgenommen werden müssen, da sich der Zentralbereich 201 je nach Verwendungszweck der bildaufnehmenden Elemente verändert und durch den Farbfilter-Arbeitsschritt die Breite des zu eliminierenden Randbereichs 206 anwächst. Daher werden hier zahlreiche Manntage verbraucht.

Mittels Notationsverfahren, die allgemeinen sequentiellen Programmierverfahren ähneln, ist es bei digitalen Prüfungen auch möglich, nicht-rechteckige Figuren zu verarbeiten. Wenn zusätzlich zu den (1) Startkoordinaten, (2) der Breite und (3) der Höhe mit (4) der Anzahl der Wiederholungen gearbeitet wird und (5) Subroutinenaufrufe zugelassen werden, können nicht nur einfache rechteckige Bereiche sondern auch komplexe Polygone und sogar Mengen diskreter Punkte programmmäßig abgebildet werden. Oder es können in bezug auf Bereiche, bei denen eine Verarbeitung durch Festlegung der (1) Startkoordinaten, (2) der Breite und (3) der Höhe bislang nicht möglich war, d. h. insbesondere in bezug auf nicht-rechteckige Bereiche, mittels besonderer Programme Muster (engl. patterns) generiert werden und die entsprechenden Ergebnisse dann in Maskenspeicher (wie in der aus der JP-1-61279 bekannten Prüfvorrichtung) eingelesen werden und diese Bereiche dann für die softwaretechnische Verarbeitung durch Ablegen und Referenzieren von in Array-Variablen abgelegten Werten festgelegt werden, wobei die Array-Variablen hier den Maskenspeichern entsprechen.

Fig. 11 zeigt den Fluß der Verarbeitung von Daten zu bildaufnehmenden Elementen nach dem Stand der Technik. Nach Abruf der Daten des bildaufnehmenden Elementes (Element-Daten) 601, bei denen es sich um simple eindimensionale Dump-Daten handelt, werden die den einzelnen Daten entsprechenden, in den Koordinaten der Maskenspeichern abgelegten Maskendaten abgerufen, wobei der Zähler für horizontale Adressen 605 und der Zähler für vertikale Adressen 606 weitergestellt werden. Dann wird ein Vergleich (607) angestellt, ob eine Übereinstimmung (608) mit den Attributen der gewünschten Bereichsfestlegung gegeben ist (hier: ob es sich um eine "active area" (AC) handelt). Übereinstimmende Element-Daten werden als Auswahldaten 602 der nächsten Verarbeitungsoperation übergeben. Die Prüfung der bildaufnehmenden Elemente wird dann durch Beurteilung (611) dieser Auswahldaten 602 durchgeführt, die hierfür Bildverarbeitungs­ operationen und einer Parameterextraktion (604) unterzogen werden. Die Erstellung der im Maskenspeicher 609 abgelegten Maskendaten erfolgt durch Definition rechteckiger Bereiche oder durch Einschreiben 610 von mit einem anderen Programm erzeugten nicht-rechteckigen Mustern beliebiger Form.

Dieses Verfahren ist jedoch insofern problematisch, daß die durch sequentielle Programme oder externe Programme eingeschriebenen Maskenspeicherbereiche nur schwer intuitiv zu erfassen sind. Außerdem wird bei der Verarbeitung mittels Software in Anbetracht der wachsenden Bildpunktzahl sehr viel Speicher benötigt, da Variablenbereiche erforderlich sind, die zahlenmäßig zumindest den zu messenden bildaufnehmenden Elementen entsprechen. Außerdem nimmt der Durchsatz im Unterschied zur Verarbeitung mittels Hardware drastisch ab, da für jeden einzelnen Bildpunkt große Array-Variablen referenziert werden müssen.

Als ein einfaches Anwendungsbeispiel für die herkömmliche Technik kommen Verfahren in Frage, bei denen ähnlich wie bei Grafikprogrammen beispielsweise mittels eines Mauszeigers Bereiche in beliebiger Gestalt eingegeben werden. Derartige Verfahren weisen nun zwar den Vorteil auf, daß die Eingabe von Werten für den Benutzer einfach und intuitiv nachzuvollziehen ist, aber auch hier ist eine Durchsatzabnahme unumgänglich, da die eingegebenen festgelegten Bereiche entweder in mächtigen Array-Variablen abgelegt oder die Formen und deren Koordinaten bei den Eingabearbeiten zuvor abgespeichert werden, um in der Praxis auf der Bildverarbeitungsstufe jeden einzelnen Bildpunkt auf Übereinstimmung zu prüfen.

Aufgabe der Erfindung

Weil für Prüfverfahren nach dem Stand der Technik eine Festlegung rechteckiger Bereiche in bzw. auf bildaufnehmenden Elementen und eine Festlegung von Bereichen durch Verbinden dieser rechteckigen Bereiche erforderlich ist, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein einfacheres Festlegungsverfahren zu schaffen, das keine Probleme, wie sie bei herkömmlichen Verfahren gegeben sind, insbesondere den Umstand, daß sich die Festlegung peripherer Bereiche nach dem Herausschneiden des zentralen rechteckigen Bereichs, die Festlegung von Bereichen, die durch Unterteilung des vorbezeichneten Bereichs entstehen, und die Handhabung von Veränderungen sehr kompliziert gestalten, aufwirft, und bei dem die Festlegung von Bereichen, die beispielsweise den zentralen rechteckigen Bereich umgeben, unabhängig von der Verbindung bzw. Koppelung mehrerer rechteckige Bereiche durchgeführt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen angemessenen Freiheitsgrad bei der Festlegung von Bereichen zu erreichen, damit als Bereiche für sich auf bildaufnehmende Elemente beziehende bildverarbeitende Operationen auch Formen festgelegt werden können, bei denen es sich nicht um simple Rechtecke handelt, ohne daß hierbei der Speicherverbrauch erhöht und der Durchsatz bei der Bildverarbeitung mittels Software stark vermindert wird, was bei einer Erhöhung des Freiheitsgrades bei der Bereichsfestlegung über das notwendige Maß hinaus der Fall wäre.

Mittel zur Lösung der Aufgabe

Durch die vorliegende Erfindung werden Prüfverfahren für bildaufnehmende Elemente bereitgestellt, welche einen Schritt, in dem mehrere, einen rechteckigen Bereich enthaltende Schichten erzeugt werden, einen Schritt, in dem jeder Schicht eine Priorität zugewiesen wird, einen Schritt, in dem durch ein Übereinanderlegen dieser Schichten die bildaufnehmende Fläche des bildaufnehmenden Elementes in mehrere Bereiche unterteilt wird, einen Schritt, in dem einer dieser Bereiche festgelegt wird, und einen Schritt, in dem die Bildpunkte des bildaufnehmenden Elementes innerhalb dieses festgelegten Bereiches einer Datenanalyse unterzogen werden, enthalten.

Ferner werden durch die vorliegende Erfindung Prüfverfahren für bildaufnehmende Elemente bereitgestellt, welche einen Schritt, in dem mehrere, einen rechteckigen Bereich enthaltende Schichten erzeugt werden, einen Schritt, in dem jeder Schicht eine Priorität (Präferenzwert) zugewiesen wird, einen Schritt, in dem durch ein Übereinanderlegen dieser Schichten die bildaufnehmende Fläche des bildaufnehmenden Elementes in mehrere Bereiche unterteilt wird, einen Schritt, in dem einer dieser Bereiche festgelegt wird, einen Schritt, in dem von der obersten Schicht ausgehend untersucht wird, ob die horizontalen und vertikalen Koordinaten eines Punktes in der Bildaufnahmefläche innerhalb irgendeinem der rechteckigen Bereiche enthalten sind, und einen Schritt, in dem, wenn ein entsprechender rechteckiger Bereich mit dazugehörigem Punkt gefunden worden ist, diese Suche eingestellt wird, und eine Beurteilung erfolgt, ob sich der besagte Punkt innerhalb des rechteckigen Bereiches befindet, der zum Zeitpunkt der Einstellung der Suche Gegenstand der Suche war, enthält.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind computerlesbare Speichermedien, auf denen Programme zur Ausführung der oben bezeichneten Verfahren abgespeichert sind.

Der Begriff des Rechteckes umfaßt in dieser Beschreibung, wie es der Definition von Rechtecken entspricht, auch Quadrate. Geraden werden als Rechtecke mit einer Breite von 1 und Punkte als Rechtecke (Quadrate) mit einer Breite und einer Höhe von 1 behandelt.

Ausführungsformen der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die nach dem herkömmlichen Verfahren komplizierte Festlegung von nach dem Herausschneiden des Zentralbereichs übrigbleibender peripherer Bereiche durch wenige Definitionen von rechteckigen Bereichen. Während bislang davon ausgegangen wurde, daß, wie in Fig. 3, der periphere Bereich durch Herausschneiden des zentralen Rechteckes entstehe, erfolgt die Entstehung erfindungsgemäß durch die Einführung des Begriffes "Schicht", wobei, wie in Abb. 4, der den Gesamtbereich der Bildfläche bildende Bereich 301 mit den Bereichen 302 (optisch schwarz) und 303 (Farbfilter) überdeckt wird, hierauf die sich aus einer Vierteilung ergebenden Bereiche 304, 305, 306 und 307 gelegt und hierauf wiederum der Bereich für den zentralen Teil 308 gelegt wird. Die vertikalen Beziehungen zwischen den Bereichen werden hierbei durch die Größe von Präferenzwerten (beispielsweise die Zahlen 3, 2, 1, 0-1) oder durch andere Methoden zur Bildung von Reihenfolgen festgelegt.

Da der Begriff "Schicht" auch bei der tatsächlichen Produktion von durch bildaufnehmende Elemente realisierten Farbfiltern und von optisch Schwarz nötig ist, ist er Entwicklern von Prüfprogrammen leicht zugänglich und über Muster intuitiv gut erfaßbar. Nach dem herkömmlichen Festlegungsverfahren wurde beispielsweise der Bereich 206 durch Unterteilung in vier schmale Rechtecke und anschließende Verbindung derselben festgelegt, weshalb bei einer Änderung des Zentralbereichs diese peripheren Rechtecke der Änderung entsprechend angepaßt bzw. korrigiert werden mußten. Bei dem in diesem Ausführungsbeispiel erläuterten Verfahren ist hingegen eine Verkoppelung mit den an der Peripherie gelegenen Rechtecken unnötig.

Durch das eben beschriebene Aufeinanderlegen von 8 Bereichen, d. h. wenn man die Angelegenheit so betrachtet, daß innerhalb dieser Überlagerung von unten nach oben hin Schichten mit dabei von unten nach oben zugewiesenen Präferenzwerten aufeinander liegen, wird eine Bereichsaufteilung erreicht, wie sie bereits in Fig. 3 vorliegt. Wenn z. B. der Bereich 207 in Fig. 3 festgelegt werden soll, mußten bei der Festlegung durch Verbinden von Rechtecken fünf Rechtecke definiert werden. Wenn hingegen der gleiche Bereich 207 wie in Fig. 4 als Bereich 301 abzüglich der Bereiche 302 und 303 aufgefaßt wird, reicht es hier aus, drei große rechteckige Bereiche (die Bereiche 301, 302 und 303) zu definieren. Hier können die Bereiche 301, 302 und 303 als jeweils zu einer jeweils unterschiedlichen Schicht zugehörig aufgefaßt werden, es ist jedoch auch möglich, eine Definition aufzustellen, nach der die Bereiche 302 und 303 der gleichen Schicht zugehören.

Durch diese Art der Definition von Bereich 207 ist nicht nur die Anzahl der für die Definition herangezogenen Bereiche von 5 auf 3 zurückgegangen, zugleich kann der Bereich 207 auch wesentlich intuitiver und einfacher erfaßt werden. Auch in dem Fall, daß der Bereich 207 in seiner Größe oder Form modifiziert werden sollte, können diese Änderungen wesentlich einfacher ausgedrückt und definiert werden. Das heißt, daß ein neuer, dem Bereich 207 entsprechender Bereich auf einfache Weise definiert werden kann, auch wenn der Definition und dem Übereinanderlegen der drei großen Bereiche deren Konsistenz weniger stark beachtet wird. Wenn hingegen die Definition auf einer Ebene durchgeführt wird, müssen fünf rechteckige Bereiche getrennt voneinander definiert werden und beim Zusammenführen dieser Rechtecke stark auf deren Konsistenz geachtet werden, bis dann endlich ein neuer Bereich definiert wird. Vergleicht man diese beiden Vorgehensweisen, ist es leicht zu verstehen, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Definition von Bereichen durch Übereinanderlegen von Schichten wesentlich einfacher ist.

Gleiches gilt beispielsweise auch für die Festlegung der Bereiche 202, 203, 204 und 205 in Fig. 3. Eine Auffassung dieser Bereiche als Überlagerung des Bereiches 308 mit einem großen, in die vier Teilbereiche 304, 305, 306 und 307 unterteilten, großen Rechteck führt zu einem wesentlich intuitiveren Verständnis und zu einfacheren Definitionen als die Vorstellung, daß sich die o. g. Bereiche durch Zusammenführung von acht einzelnen kleinen Rechtecken ergeben würden.

Auch wenn nach dem Definieren der Bereiche Festlegungen für die Bereichsattribute, mit denen die zu bestimmenden Bereiche festgelegt werden, modifiziert werden sollten, kann diesem Umstand nach erfindungsgemäßen Verfahren leicht entsprochen werden, da die erfindungsgemäßen Verfahren für den Anwender leicht zugänglich und intuitiv erfaßbar sind. Zur Durchführung der Bereichsextraktion in der tatsächlichen Bildverarbeitung auf Grundlage der acht rechteckigen Bereiche 301 bis 308 in Fig. 4, die hier als Beispiel für mit dem Schichtbegriff vorgenommene Definitionen stehen, wird die Gesamtbildfläche zunächst, wie durch Fig. 5 demonstriert, durch Ziehen von horizontalen und vertikalen Geraden von den Eckpunkten des durch die einzelnen Bereiche definierten Rechtecks aus in kleine Rechtecke unterteilt. Somit wird dafür gesorgt, daß sich durch Attributänderungen ergebende Punkte stets auf den horizontalen bzw. vertikalen Geraden liegen, während die anderen Punkten von Attributsveränderungen nicht betroffen werden. Wenn am ersten Punkt von Bereichen, die von den eben genannten Geraden umschlossen sind, eine Beurteilung des Bereichs vorgenommen wird, kann von einer Beurteilung an weiteren Punkten abgesehen werden.

Das Beispiel in Fig. 5 kann horizontal in insgesamt 21 Bereiche (11 Geraden inklusive der äußersten rechten und linken Gerade und 10 von diesen Geraden umgebene Flächen) und vertikal in 17 Bereiche (9 Geraden und 8 davon umschlossene Flächen) unterteilt werden. Wenn die Definitionen für die wie beschrieben erhaltenen Bereiche gespeichert werden, können die betreffenden Bereichsdaten auf einfache Weise gewonnen werden. Zur Extraktion z. B. des Bereiches 202 in Fig. 3 reicht es in Fig. 5 aus, jeweils an einem Bildpunkt in den Bereichen innerhalb des in vier Teile geteilten Rechteckes (211 bis 214), jeweils an einem Bildpunkt auf den in ein Reisfeldmuster unterteilten 12 Strecken, und an den 9 Kreuzungsbildpunkten zu bestimmen, zu welchem Bereich der jeweilige Bildpunkt gehört, während an den anderen Bildpunkten diese Bestimmung nicht erforderlich ist.

In Fig. 6 bis 9 wird der Fluß einer solchen Datenverarbeitung gezeigt. In Fig. 6 werden zunächst mit der Maus oder der Tastatur mehrere Schichten und in den einzelnen Bereichen enthaltene rechteckige Bereiche definiert (906). Wie Fig. 7 zeigt, werden Überlagerungen von Rechtecken mit unterschiedlichen Attributen in einer und derselben Schicht eliminiert, d. h. in anderen Worten, daß im Falle von Überlagerungen von Rechtecken keine Eliminierung stattfindet, wenn sie gleiche Attribute aufweisen (1003, 1004). Durch die Überlagerung von Schichten werden dann die Punkte eines Unterteilungsgitters, d. h. die Kreuzungspunkte von Rechtecken, definiert (907), auf deren Grundlage die Unterteilung in Bereiche erfolgt, und zwischen den Punkten dieses Gitters Abstände erzeugt. Dann wird der rechteckige Bereich festgelegt (904), dessen Bildpunktdaten gescannt werden sollen. Durch Kombination der Daten des festgelegten rechteckigen Bereichs mit den Daten der Unterteilungsgitterpunkte 907 wird erhellt, welche Gitterpunkte zu beachten sind (903). Nach Kombination mit den die Attribute des zu untersuchenden Bereiches festlegenden Festlegungs­ informationen 905 (Der zu untersuchende Bereich ist beispielsweise der Bereich mit dem Attribut AC.) reicht es aus, die Beurteilung nur am ersten Punkt des zu scannenden Bereichs vorzunehmen (902). Diese Beurteilung kann beispielsweise wie weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert wird, vorgenommen werden. Die Ergebnisse werden mit in einem Frame Memory abgelegten Daten (901) zu den einzelnen Bildpunkten der bildaufnehmenden Elemente verglichen und die Daten (Auswahldaten) abgerufen, welche die festgelegten Attribute aufweisen. Mit diesen Daten werden dann bildverarbeitende Operationen (908, 909) oder Operationen zur Parameterextraktion (910) durchgeführt. Dann werden die notwendigen Beurteilungen über die zu untersuchenden bildaufnehmenden Elemente vorgenommen (911, 912).

Fig. 7 zeigt das Software-Werkzeug zur Eingabe der Diagonalkoordinaten der rechteckigen Bereiche, zur Festlegung von Schichten und Attributen und zur Gewinnung der Einheiten auf der X- und Y-Achse. Nach Aufruf dieses Werkzeugs (1000) können über Maus oder Tastatur die Diagonalkoordinaten rechteckiger Bereiche sowie die Schichten und Attribute eingegeben werden (1001). Danach wird der Bediener gefragt, ob weitere Eingaben gemacht werden sollen (1002). Falls nicht, wird berechnet, ob es Überlagerungen von verschiedenattributigen rechteckigen Bereichen in ein und derselben Schicht gibt, falls es solche Überlagerungen gibt, wird zur Neueingabe rechteckiger Bereiche aufgefordert. (1003, 1004). Als Ergebnis werden die Diagonal­ koordinaten der rechteckigen Bereiche und die Festlegungen für die Schichten und Attribute erhalten (1008) und im Speicher oder in Dateien abgelegt. Dann werden die Schichten übereinandergelegt und nach den X- und Y-Koordinaten sortiert (1005), wodurch das Anlegen von Punkten auf den resultierenden Grenzen und von Abständen zwischen diesen Punkten (1006) und die Gewinnung von Abstandseinheiten, d. h. Einheiten zur Messung und Angabe der Abstände, auf der X- und Y-Achse (1009, 1010) möglich wird. Diese Informationen werden im Speicher abgelegt und das Programm (Werkzeug) beendet (1007).

Fig. 8 zeigt das Flußdiagramm des Subtestes für die Bildverarbeitung. Mit Aufruf des Programms für diesen Subtest werden Messungen an den Bauelementen vorgenommen, d. h. im Falle von bildaufnehmenden Elementen wird dieses in Betrieb genommen und die resultierenden Bilddaten im Speicher oder in einer Datei abgelegt (1101). Bezüglich der gemessenen Daten wird dann der Zielbereich für die Bilddaten mittels der Diagonalkoordinaten eines Rechteckes festgelegt (1102), der als Scanbereich bezeichnet wird. Das Innere dieses das Ziel darstellenden Bilddatenbereichs wird dann durch die Abstandseinheiten (Diese könnten auch als "kleine Boxen" bezeichnet werden.) unterteilt (1103). Hierzu werden die durch das bereits beschriebene, in Fig. 7 gezeigte Werkzeug ermittelten Daten über die Abstandseinheiten auf der X- und Y-Achse verwendet. Im nächsten Schritt wird die Startkoordinate für eine Abstandseinheit abgerufen (1104). Dann werden die Attribute dieses abgerufenen Punkts gesucht (1105). Wenn das Ergebnis der Suche "wahr" ist (1106), d. h. der Punkt die erwarteten Attribute aufweist, wird für diese Abstandseinheit eine Datenextraktion durchgeführt (1107). Diese Datenextraktion wird für alle Abstandseinheiten bis zum Ende durchgeführt (1109). Wenn das Ergebnis der Suche "falsch" ist, wird zu Schritt 1104 zurückgekehrt, in dem die Startkoordinaten für die folgende Abstandseinheit abgerufen werden, bis die Untersuchung aller Abstandseinheiten zu einem Ende kommt. Wenn die Datenextraktion in bezug auf alle Abstandseinheiten beendet ist; wird die Bildverarbeitung mit den durch die Extraktion gewonnenen Daten durchgeführt (1110), die notwendigen Beurteilungen vorgenommen (1111) und dann der Subtest abgeschlossen.

Fig. 9 zeigt die Subroutine (1200) für die Attributsuche für einen Punkt während des in Fig. 8 gezeigten Ablaufs. Die Koordinaten für den betreffenden Punkt und die festgelegten Attribute werden vorbereitet und dann die Suche unter Nutzung der durch das Werkzeug in Fig. 7 angelegten Diagonalkoordinaten für den rechteckigen Bereich und die Daten für die Schichten und Attribute gestartet, wobei in der obersten Schicht begonnen wird (1201). Zunächst wird beurteilt, ob der Punkt in einem rechteckigen Bereich enthalten ist oder nicht. (1202). Wenn der Punkt enthalten ist, wird geprüft, ob der vorliegende rechteckige Bereich das festgelegte Attribut aufweist oder nicht (1203). Falls er das festgelegte Attribut aufweist, wird der Wert "wahr" zurückgegeben (1204), andernfalls der Wert "falsch" (1206). Falls der Punkt keinem der in der Schicht befindlichen rechteckigen Bereiche liegt (1202), wird abgefragt, ob die Untersuchung für sämtliche Schichten abgeschlossen worden ist (1205). Ist dies nicht der Fall, wird zur nächsten Schicht gewechselt und zu Test (1202) zurückgegangen, in dem das Vorhandensein des Punktes in einem rechteckigen Bereich abgefragt wird. Wenn die Suche für alle Schichten abgeschlossen ist und der Punkt keinem der rechteckigen Bereiche zugehörig sein sollte, wird "falsch" zurückgegeben (1206).

Auch die Beurteilung, welchem Bereich ein Punkt angehört oder welche Attribute er hat, fällt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren somit relativ leicht, denn zur Bestimmung, welchem Bereich ein beliebiger Punkt zugehört, wird, getrennt von der Datenexpression, abgefragt, ob die horizontalen und vertikalen Koordinaten in einem Rechteck enthalten sind, wobei diese Abfrage in der obersten Schicht begonnen und dann nach unten hin fortgesetzt wird und die Suche bei gefundenem Vorhandensein der Punktkoordinaten in einem Rechteck gestoppt wird. In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel wird ausgehend von Bereich 308 und dann die nach unten hin folgenden Schichten daraufhin untersucht, in welchem rechteckigen Bereich die Punktkoordinaten enthalten sind. Sollte auch für den Bereich 302 kein entsprechendes Rechteck gefunden werden, ist davon auszugehen, daß sie in dem die Gesamtfläche darstellenden Bereich 301 enthalten sind, weshalb eine Beurteilung schon allein durch eine Untersuchung, ob die horizontalen und vertikalen Koordinaten gleichzeitig in einem der 7 Rechtecke enthalten sind, möglich ist. Deshalb kann die Bereichsfestlegung für die Bildverarbeitung ohne den bei herkömmlichen Verfahren bei dem Punkt für Punkt durchgeführten Vergleich mit dem Maskenspeicher zu beobachtenden Durchsatzabfall erfolgen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung können in Block 902 (Fig. 6) anfangs von dem Array 906, in dem die Bereichsdefinitionen abgelegt sind, die Attribute zu den ersten Punkten der in Fig. 5 gezeigten unterteilten Bereiche als Referenz-Array oder Referenz­ tabelle erzeugt und gespeichert werden, um sie dann zur Beurteilung der Bereiche zu nutzen. Hierbei beanspruchen diese Arrays bzw. Tabellen zwar Speicherplatz, dennoch ist diese Vorgehensweise bei einer geringen Anzahl durch Unterteilung erhaltener Bereiche wegen der dann kurzen Rechenzeiten für die Bereichsbeurteilung sinnvoll.

Die hier beschriebenen Verfahren können auf Computersystemen aller Art ausgeführt werden. Ein Beispiel ist das in Fig. 10 gezeigte Computersystem, das z. Zt. in der Praxis eingesetzt wird. Das zu prüfende bildaufnehmende Element (DUT: Device under Testing) 2101 wird hier zunächst über ein auf einem Testkopf angeordnetes DUT-Board 2103 elektrisch angeschlossen. Dann wird das bildaufnehmende Element 2101 von einer Lichtquelle 2104 mit Licht angestrahlt und, gesteuert von einem IC-Tester 2105, ein elektrisches Signal an das bildaufnehmende Element ausgegeben. Die Steuerung mit den IC-Testern 2105 erfolgt durch den Bediener über ein lokales Netzwerk (z. B. Ethernet) oder einen Bus von einem User Interface Control Processor (UIP) 2107 aus. Die von dem DUT-Board 2103 ausgegebenen digitalen Daten werden über ein im Testkopf 2102 vorgesehenes Interface-Board (nicht gezeigt) an die Schnittstelle 2106 der IC-Tester 2105 geschickt. Das Timing dieser Daten wird dabei von einer hier nicht gezeigten Taktsteuerungseinheit in den IC-Testern eingestellt und einem Bildverarbeitungssystem 2108 zugeschickt. Das Bildverarbeitungssystem 2108 beinhaltet hier eine Tastatur 2108, eine Maus 2110 und ein Display 2111, die vom Bediener bedient werden, und kann mit den empfangenen Daten die notwendigen Operationen durchführen und Anzeigen vornehmen. Die Basis eines solchen Bildverarbeitungssystems kann beispielsweise ein PC oder eine Workstation sein. Das Bildverarbeitungssystem ist außerdem über ein lokales Netzwerk, z. B. Ethernet, oder einen Bus an die IC-Tester 2105 und den UIP 2107 angeschlossen, wodurch ein gegenseitiges Senden und Empfangen der Prüfungsinformationen und Verarbeitungsergebnis ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäßen Verfahren können durch Bildverarbeitung in bezug auf die einzelnen Bereiche und durch Verarbeitung in bezug auf die sich durch Zusammenfügen der einzelnen Bereiche ergebende Gesamtbildfläche in einem wie oben beschrieben ausgelegten Bildverarbeitungssystem ausgeführt werden. Wenn etwa bei einem Zuwachs der Bildpunktzahl der bildaufnehmenden Elemente oder aufgrund einer Zunahme zu prüfender Eigenschaften eine schnellere Verarbeitung gefordert wird, können Operationen während der Verarbeitung durch das Bildverarbeitungssystem 2108 parallel auch mit den IC-Testern vorgenommen werden. Das Debugging kann über einen Viewer des UIP 2107 offline und auch in der Hauptsache über die IC- Tester 2105 durchgeführt werden. Die erfindungsgemäßen Verfahren können außerdem auch durch Verarbeitung auf ASICs und auch durch Implementierung in Hardware-Komponenten in die Praxis umgesetzt werden.

Vorteile der Erfindung

Da die oben beschriebenen Aufgaben gelöst werden, kann durch die vorliegende Erfindung bei Wahrung der bislang durch die Rechtecke gegebenen Intuitivität und des hohen Durchsatzes eine angemessene Freiheit bei der Festlegung rechteckiger peripherer Bereiche realisiert werden, wodurch die Festlegung von Bereichen vereinfacht werden. Zugleich können die Entwicklung von Prüfprogrammen vereinfacht und deren Wiederverwertungsmöglichkeiten verbessert werden.

Einfache Erläuterung der beigefügten Zeichnungen

Fig. 1 zeigt als Draufsicht ein Beispiel für mehrere Bereiche von bildaufnehmenden Elementen.

Fig. 2 zeigt als Draufsicht die Bereichsdefinitionen für die Bildaufnahmefläche eines in realiter hergestellten bildaufnehmenden Feststoffbauelements.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine in mehrere Bereiche unterteilte Bildaufnahmefläche eines bildaufnehmenden Elements.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Überlagerung von mehreren Schichten mit dem Ziel, die in Fig. 3 gezeigte Bereichsaufteilung zu erreichen.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine durch Überlagerung von Schichten erreichte Bereichsaufteilung.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung des Bildverarbeitungsprozesses gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Software-Werkzeugs für die Bereichsaufteilung gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung eines Subtestes zur Prüfung bildaufnehmender Elemente gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine zur Beurteilung der Attribute eines Punktes auf der bildaufnehmenden Fläche eines bildaufnehmenden Elementes gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.

Fig. 10 zeigt beispielhaft den Aufbau eines Prüfsystems für bildaufnehmende Elemente zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Verfahren.

Fig. 11 zeigt als Blockdiagramm ein Beispiel für den Bildverarbeitungsprozeß in einem herkömmlichen Beispiel.

Claims (4)

1. Prüfverfahren für bildaufnehmende Elemente, welches einen Schritt, in dem mehrere, einen rechteckigen Bereich enthaltende Schichten erzeugt werden, einen Schritt, in dem jeder Schicht eine Priorität (Präferenzwert) zugewiesen wird, einen Schritt, in dem durch ein Übereinanderlegen dieser Schichten die bildaufnehmende Fläche des bildaufnehmenden Elementes in mehrere Bereiche unterteilt wird, einen Schritt, in dem einer dieser Bereiche festgelegt wird, und einen Schritt, in dem die Bildpunkte des bildaufnehmenden Elementes innerhalb dieses festgelegten Bereiches einer Datenanalyse unterzogen werden, enthält.

2. Prüfverfahren für bildaufnehmende Elemente, welches einen Schritt, in dem mehrere, einen rechteckigen Bereich enthaltende Schichten erzeugt werden, einen Schritt, in dem jeder Schicht eine Priorität (Präferenzwert) zugewiesen wird, einen Schritt, in dem durch ein Übereinanderlegen dieser Schichten die bildaufnehmende Fläche des bildaufnehmenden Elementes in mehrere Bereiche unterteilt wird, einen Schritt, in dem einer dieser Bereiche festgelegt wird, einen Schritt, in dem von der obersten Schicht ausgehend untersucht wird, ob die horizontalen und vertikalen Koordinaten eines Punktes in der Bildaufnahmefläche innerhalb irgendeinem der rechteckigen Bereiche enthalten sind, und einen Schritt, in dem, wenn ein entsprechender rechteckiger Bereich mit dazugehörigem Punkt gefunden worden ist, diese Suche eingestellt wird, und eine Beurteilung erfolgt, ob sich der besagte Punkt innerhalb des rechteckigen Bereiches befindet, der zum Zeitpunkt der Einstellung der Suche Gegenstand der Suche war, enthält.

3. Verfahren zur Festlegung von Bereichen in Bildern, das einen Schritt, in dem über eine Eingabevorrichtung Daten über die diagonalen Koordinaten mehrerer, auf einem Bild (image) eingerichteter rechteckiger Bereiche, deren Attribute und die Schichten, zu denen die einzelnen rechteckigen Bereiche jeweils gehören, übernommen werden, einen Schritt, in dem untersucht wird, ob in bezug zu rechtwinkligen Bereichen, die zu einer gleichen Schicht gehören und unterschiedliche Attribute aufweisen, Überlagerungen vorliegen, einen Schritt, in dem, falls Überlagerungen vorliegen, zu dem Schritt der Eingabeübernahme zurückgekehrt wird, und andernfalls, wenn keine Überlagerungen gegeben sind, die diagonalen Koordinaten des rechteckigen Bereichs und die Attribute und Daten über die Schicht ausgegeben werden, einen Schritt, in dem alle Schichten übereinander gelegt werden und dann eine Sortierung gemäß den Koordinaten auf den Koordinatenachsen vorgenommen wird, einen Schritt, in dem Punkte auf den in diesem Sortierungsschritt erhaltenen Grenzen und Abstände zwischen diesen Punkten angelegt werden, und einen Schritt, in dem die erhaltenen Abstände in Gestalt von Einheiten auf den einzelnen Koordinatenachsen ausgegeben werden, enthält.

4. Computerlesbare Speichermedien, auf denen Programme zur Ausführung eines der unter den Ansprüchen 1 bis 3 genannten Verfahren abgespeichert sind.