DE102013105147B4

DE102013105147B4 - Verfahren und System zum Erzeugen eines synthetischen perfekten Musterbildes in einem System für maschinelles Sehen zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster

Info

Publication number: DE102013105147B4
Application number: DE102013105147.2A
Authority: DE
Inventors: Lowell D. Jacobson; Gang Liu
Original assignee: Cognex Corp
Current assignee: Cognex Corp
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2013-05-19
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2033-05-20
Also published as: DE102013105147A1

Abstract

Verfahren zum Erzeugen eines synthetischen perfekten Musterbildes in einem System für maschinelles Sehen zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster, folgende Schritte umfassend:a) Empfangen eines erfassten Laufzeitbildes für die Überprüfung;b) Durchführen eines Registrierungsprozesses an dem erfassten Laufzeitbild unter Verwendung von Registrierungsmodellen, die jeweils an jeweiligen unverzerrten binären Maskenbildern der einzelnen Druckschichten eingelernt wurden, wobei jedes binäre Maskenbild jeweils die Region des erfassten Bildes beschreibt, die von der Farbe eingenommen werden sollte, die der jeweiligen Druckschicht zugeordnet ist, undc) Ausgeben von Stellungen der Druckschichten im Laufzeitbild;d) auf Grundlage der Stellungen der Druckschichten, Erzeugen gekrümmter binärer Maskenbilder der einzelnen Druckschichten;e) Berechnen von Kombinationsmasken auf Grundlage verschiedener Kombinationen der gekrümmten binären Maskenbilder der Druckschichten;f) Schätzen der Sättigung von Regionen für die Kombinationsmasken; undg) Vermischen der geschätzten Sättigungswerte im Zusammenhang mit den Kombinationsmasken, um ein perfektes Musterbild zu erzeugen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen eines synthetischen perfekten Musterbildes in einem System für maschinelles Sehen zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In Herstellungsprozessen ist es häufig wünschenswert, mithilfe verschiedener Aufbringungstechniken wie etwa Tampondruck, Lithografie und dergleichen mehrere gedruckte oder anderweitig strukturierte Schichten auf eine Oberfläche eines Objekts aufzutragen. In Druckprozessen beispielsweise kann eine Seite mehrere Schichten an Druckfarbe enthalten, um ein mehrfarbiges Bild zu erzeugen. Viele andere Objekte wie etwa Kontaktlinsen mit aufgedruckter Iris, Halbleiter-Wafer und sogar Golfbälle können ebenfalls auf wenigstens einem Teil ihrer Oberfläche ein mehrschichtiges Druckmuster enthalten. Diese Muster können, müssen einander aber nicht an einige Stellen der Oberfläche überlagern. Bei solchen Prozessen versuchen Hersteller, Defekte zu minimieren, die (beispielsweise) aufgrund einer Fehlausrichtung zwischen den Schichten oder aufgrund überschüssiger oder fehlender Druckfarbe in einer oder mehreren Schichten auftreten.
Ein Ansatz, Defekte zu minimieren, besteht darin, eine Sichtprüfung einer gedruckten Oberfläche mithilfe eines Systems zum maschinellen Sehen (hierin auch kurz als „Sichtsystem“ bezeichnet) durchzuführen. In einer Einzelschichtstruktur kann dies mithilfe eines so genannten Vergleichs mit einem perfekten Muster (golden template comparison, GTC) erreicht werden, wobei ein Referenzbild (das perfekte Muster, das auch als Masterbild oder einfach Master bezeichnet werden kann) aus einem oder mehreren Bildern guter Teile erzeugt wird. Das perfekte Musterbild wird anschließend vom Bild der einzelnen zu überprüfenden Teile abgezogen, um ein Sättigungs- oder Farb-„Differenzbild“ zu erzeugen. Globale oder regionale Amplitudendifferenzen zwischen dem perfekten Muster und dem Laufzeitbild können vor der Subtraktion normiert werden. Das Differenzbild kann darüber hinaus entweder signiert oder absolut sein. Mit Defekten im Laufzeitteil gehen normalerweise wesentlichen Differenzen einher. Differenzregionen können anhand verschiedener Techniken erkannt und quantifiziert werden, etwa durch Blob-Segmentierung und durch Konnektivitätsanalyse. Wenn die Differenzen zulässige Schwellenwerte der Sättigung oder Größe überschreiten, kann das Teil als defekt gelten.
Die Anwendung von standardmäßigen GTC-Prozessen auf eine mehrschichtige Druckfläche ist jedoch wesentlich problematischer. Beispielsweise lässt sich eine Überlagerung zwischen Schichten, die (aufgrund unterschiedlicher Ausrichtung der Schichten zueinander) von Objekt zu Objekt variieren, durch ein einzelnes perfektes Muster nicht leicht handhaben. Daher ist es wünschenswert, ein System und ein Verfahren zum Erzeugen eines perfekten Musters bereitzustellen, das es ermöglicht, eine mehrschichtige bedruckte/strukturierte Fläche (typischerweise mit einer unterschiedlichen Farbe in jeder Schicht) von einem Sichtsystem überprüfen zu lassen.
US 2005 244 049 A1 offenbart ein Verfahren zur Inspektion von Oberflächenmustern auf Objekten, insbesondere Halbleiter-Wafern, welche mehrere Schichten aufweisen, wobei ein Referenzbild basierend auf Designdaten sowie Grauwerten des zu überprüfenden Bildes erzeugt wird.
Der Aufsatz NATIONAL INSTRUMENTS: NI Vision - NI Vision Concepts Manual. Austin, Texas, USA. 2005. Seiten 17-1 bis 17-6 beschreibt Methoden zur Berücksichtigung von aufnahmebedingten Abweichungen und Verzerrungen von Druckbildern bei der Inspektion mittels eines Referenzbildes (Golden Template).
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung überwindet die Nachteile des Stands der Technik, indem sie ein Verfahren und ein System zum Erzeugen eines synthetischen perfekten Musterbildes (GTC) in einem System für maschinelles Sehen zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster bereitstellt, um mehrschichtige bedruckte/strukturierte Flächen zu prüfen, das als Eingänge a) ein erfasstes Bild (z. B. Graustufe oder Farbe) für die Überprüfung und b) einen Satz von (binären) Maskenbildern (ein Bild pro Druckschicht) verwenden.
Jedes Maskenbild (hier als „Schichtmaske“ bezeichnet) beschreibt die Region des erfassten Bildes, die von der Farbe eingenommen werden sollte, die der gedruckten Schicht zugeordnet ist. Diese Eingänge dienen dazu, ein synthetisches perfektes Musterbild zu erzeugen, mit dem das erste (erfasste) Bild überprüft werden kann. Das binäre Maskenbild für die jeweilige gedruckte Schicht kann von verschiedenen Bilddaten abgeleitet werden - etwa dem Originaldruckwerk, von dem ein Tampondruckklischee oder eine Offset-Druckplatte hergestellt wurde. Dieses Bild wird dazu benutzt, für diese Schicht spezifische Registrierungsmodelle (die mit Sichtsystemwerkzeugen arbeiten) einzulernen. Bei einem zu überprüfenden Bild dienen die Schichtregistrierungsmodelle dazu, die lineare, oder allgemeiner die nichtlineare Stellung der einzelnen gedruckten Schichten im Laufzeitbild unabhängig zu registrieren. Jedes Schichtmaskenbild wird dann anhand der geschätzten entsprechenden Registrierungsstellung für diese Schicht in die Laufzeitbilddomäne gekrümmt, um die Verlagerung, den Winkel, die Größenordnung und die Verzerrung dieser Schicht im Laufzeitbild zu berücksichtigen.
In einer Ausführungsform kann die Registrierungsstellung nichtlinear sein. Das veranschaulichende System und Verfahren verwenden sodann logische Operationen, um die gekrümmten Schichtmasken zu kombinieren und auf diese Weise einen neuen Satz von Kombinationsmasken zu erlangen, die Regionen im Laufzeitbild beschreiben, die nur von der ersten Druckschicht, nur von der zweiten Druckschicht oder von beiden Schichten mit einer Überlagerung derselben (und so fort, wenn mehr als zwei Schichten vorliegen) bedeckt sein sollten. Mit diesen Kombinationsmasken sowie dem zu überprüfenden Eingangsbild werden als nächstes Parameter für jede Schichtkombination (Maske) geschätzt, etwa ihre erwartete Farbe (einschließlich langsamer räumlicher Variation). Diese Parameter werden dann in einem Füllprozess verwendet, der durch die Grenzen der Kombinationsmasken eingeschränkt ist, um ein perfektes Musterbild zu erstellen, das für jedes zu überprüfende Laufzeitbild angepasst ist. Da die Anzahl der geschätzten Parameter im Vergleich zur Anzahl der Pixel des überprüften Laufzeitbildes gering ist, ermöglichen das veranschaulichende System und Verfahren die Synthese eines defektfreien perfekten Musterbildes auch dann, wenn das Bild dazu verwendet wird, herauszufinden, dass das Muster Defekte aufweist. Die Überprüfung verwendet dann das synthetische perfekte Musterbild in einem traditionellen Bildsubtraktionsvorgang, um anhand bekannter Techniken Regionen mit fehlender oder überschüssiger Druckfarbe erkennen zu können.
Wenn, zu Zwecken der Veranschaulichung, ein überprüftes Laufzeitbild signifikante grobe Defekte aufweist, so werden diese typischerweise während des Prozesses der Registrierung und Parameterschätzung erkannt. Wenn beispielsweise eine Druckschicht vollständig fehlt, schlägt der Schritt zum Registrieren der Schicht und ihrer Verzerrung fehl oder erreicht eine sehr niedrige Punktbewertung. Ebenso muss geprüft werden, ob die geschätzten Parameter für die Farbe oder Sättigung gedruckter Schichten innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt.
Während die Überprüfung in verschiedenen Ausführungsformen das Subtrahieren des perfekten Musters vom Laufzeitbild umfasst, können das System und Verfahren in alternativen Ausführungsformen verschiedene Darstellung anhand des Laufzeitbildes und des perfekten Musters berechnen und die Überprüfung dieser abgeleiteten Darstellungen ausführen. Dazu gehören beispielsweise das Glätten oder Hochpassfiltern sowohl des Laufzeitbildes als auch des perfekten Musters, oder das Berechnen einer mehrskaligen Fourier- oder Wavelet-Beschreibung aus beiden Bildern vor dem Vergleich. Diese abgeleiteten Darstellungen können dann mittels Subtraktion und Differenzschwellenwertbildung oder anhand anderer bekannter Vergleichsmetriken verglichen werden, um Defekte zu erkennen.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform werden ein System und Verfahren zum Erzeugen von perfekten Musterbildern in einem Sichtsystem zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster bereitgestellt. Das System und Verfahren führen einen Registrierungsprozess am Laufzeitbild jedes Teils durch, um die Stellung jeder erwarteten Schicht in einem Satz von Schichten mit unverzerrter Geometrie zu bestimmen, die durch einen Satz kanonischer Schichtmaskenbilder beschrieben werden. Die bestimmten Schichtstellungen werden dann dazu benutzt, die einzelnen kanonischen Schichtmasken zu krümmen, um einen neuen Satz von „gekrümmten“ Laufzeit-Schichtmasken zu erzeugen. Die gekrümmten Schichtmasken können aus den kanonischen Schichtmasken anhand der Verzerrung innerhalb eines Einlernbildes oder der Verzerrung in einem aktuell erfassten Laufzeitbild oder einem zuvor erfassten Laufzeitbild erzeugt werden. Sodann wird ein Satz von Kombinationsmasken berechnet, der jede mögliche Kombination der gekrümmten Schichtmasken beschreibt. Die Sättigung oder Farbe (z. B. RGB) wird an der Vordergrundregion der einzelnen Kombinationsmaske geschätzt. Die Sättigung oder Farbe kann wahlweise auch für die „Gesamthintergrundregion“ geschätzt werden, die als Schnittpunkt der Hintergründe aller gekrümmten Schichtmasken definiert ist. Die geschätzten Sättigungen oder Farben im Zusammenhang mit den einzelnen separaten Kombinationsmasken werden dann miteinander vermischt, um ein perfektes Musterbild zu erzeugen, das bei der Laufzeitüberprüfung von Bildern benutzt werden kann. Die kanonischen Schichtmasken definieren veranschaulichend eine unscharfe Kante, die anschließend gekrümmte Schichtmasken und Kombinationsmasken mit unscharfen Kanten (Konturenausgleichsmasken) bereitstellt. Die kanonischen Schichtmasken können auf Grundlage der geschätzten linearen oder nichtlinearen Verzerrung innerhalb einer Version des Laufzeitbildes gekrümmt werden. Zur Veranschaulichung können die kanonischen Schichtmasken auf Grundlage des aktuell erfassten Laufzeitbildes, das im Registrierungsschritt berechnet wird, gekrümmt werden. Alternativ können im Voraus eingelernte Verzerrungsinformationen benutzt werden, um die kanonischen Schichtmasken zur Verwendung als Laufzeitregistrierungsmodelle vorzukrümmen. Bei Überprüfung eines Balles beispielsweise kann die kugelförmige Verzerrung in Form der vorgekrümmten Verzerrungsinformationen bereitgestellt werden, um die kanonischen Schichtmasken so zu krümmen, dass sie ein kugelförmiges Standardverzerrungsmuster enthalten. Eine anschließende Verzerrung kann während der Registrierung anhand von Laufzeitbilddaten oder Einlernbilddaten von früher erfassten Bildern (oder einem anderen Satz von Verzerrungsinformationen) angewandt werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden vor dem Vermischen Bildregionen, die den einzelnen Kombinationsmasken zugeordnet sind, mit geschätzten Sättigungswerten gefüllt.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform kann das Vermischungsverfahren auch eine spezielle Verarbeitung zum Bestimmen der Sättigungswerte zum Konturenausgleich für Pixel einschließen, die sich in den unscharfen Übergangsregionen zwischen Kombinationsmasken befinden. Im Allgemeinen kann das Vermischen die Konsolidierung der Sättigungsschätzungen im Zusammenhang mit den verschiedenen Kombinationsmaskenregionen zu einem einzelnen Bild umfassen.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform kann dies mithilfe eines gewichteten Mittelwerts von Sättigungen erreicht werden.
In einer Ausführungsform können auch einige oder alle Kombinationsmasken benutzt werden, um Gewichtungsmasken zur Verwendung in anschließenden Überprüfungszyklen oder für andere Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Laufzeitprozess insgesamt zu erzeugen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die folgende Beschreibung der Erfindung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen; es zeigen:

1 ein Schema einer beispielhaften Sichtsystemanordnung mit einer Sichtsystemkamera, die mit einer Rechenvorrichtung zusammengeschaltet ist, die ein Sichtsystem mit einem Werkzeug zum Erzeugen eines perfekten Musterbilds und zum Vergleichen betreibt, gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform, wobei eine mehrschichtige bedruckte Fläche erfasst und überprüft wird;
2 ein Schema einer vereinfachten Version eines erfassten Bildes der beispielhaften mehrschichtigen bedruckten Fläche aus 1, das eine Überlagerung zwischen den Schichten zeigt;
2A ein Schema eines realistischeren erfassten beispielhafte Laufzeitbilds, das Wirkungen wie etwa Verzerrung und variable Überlagerung gedruckter Schichten zeigt;
2B ein unverzerrtes (kanonisches) Bild, das die innere Gestalt des Laufzeitbilds aus 2A darstellt;
2C ein unverzerrtes Bild, das die äußere Gestalt des Laufzeitbilds aus 2A darstellt;
2D ein Schema eines weiteren realistischen erfassten Bildes ähnlich wie 2A, das allgemein veranschaulicht, dass das System und Verfahren zu einem Betrieb in Anwesenheit einer wesentlichen Verlagerung und Drehung zwischen Schichten in der Lage sind;
3 ein veranschaulichender Vorgang zum Erzeugen gekrümmter Schichtmasken auf Grundlage von Registrierungsinformationen, die von einem Laufzeitbild bereitgestellt werden, um kanonische Schichtmaskenbilder zu krümmen und die gekrümmten Schichtmasken zu erzeugen;
4 ein veranschaulichender Vorgang zum Erzeugen und Verwenden perfekter Muster auf Grundlage der gekrümmten Schichtmasken, die in dem Vorgang aus 3 erzeugt wurden;
5 und 6 jeweils vollständige Sättigungseingangsmasken mit unscharfen Kanten in Bezug auf die einzelnen beispielhaften Schichten in dem erfassten Bild aus 2;
7 eine vollständige Sättigungseingangsmaske des Hintergrunds in Bezug auf das erfasste Bild aus 2; und
8 ein Schema einer beispielhaften Übergangszone, die überlagernde Pixel für jeweilige von mehreren Schichten enthält.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine beispielhafte Sichtsystemanordnung 100, die gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform benutzt werden kann, ist in 1 gezeigt. Das System 100 weist eine oder mehrere Sichtsystemkameras auf, die zur Einfachheit durch die Sichtsystemkamera 110 repräsentiert werden. Diese veranschaulichende Kamera 110 weist einen Kamerakörper 112, der einen Bildsensor (oder Bildwandler, nicht dargestellt) und zugeordnete Elektronik zum Erfassen und Übertragen von Einzelbildern über eine Verbindung 114, die typischerweise drahtgebunden ist, aber auch drahtlos sein kann, an eine Rechenvorrichtung 120 enthält. Die Kamera 110 weist ein geeignetes Objektiv 116 auf, das auf eine Szene 118 fokussiert ist, die ein überprüftes Objekt 130 enthält. Die Kamera kann interne und/oder externe Beleuchtungsmittel (nicht dargestellt) aufweisen, die gemäß dem Bilderfassungsprozess arbeiten. Bei der Rechenvorrichtung kann es sich um ein beliebiges prozessorbasiertes System handeln, das dazu in der Lage ist, Bilddaten gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform zu speichern und zu handhaben.
In einer Ausführungsform kann die Rechenvorrichtung 120 einen Personal-Computer PC umfassen, auf dem ein geeignetes Betriebssystem ausgeführt wird, etwa das Betriebssystem Windows®, bereitgestellt von der Microsoft Corporation aus Redmond, WA, USA. Die Rechenvorrichtung 120 kann geeignete Peripheriegeräte aufweisen, etwa eine Bilderfassungskarte auf Busbasis, die mit der Kamera zusammengeschaltet ist.
In alternativen Ausführungsformen kann der Sichtprozessor teilweise oder vollständig im Kamerakörper selbst enthalten sein. Die Rechenvorrichtung 120 weist wahlweise eine geeignete Anzeige 122 (die hier ein erfasstes Bild 140 der Szene 118 und des Objekts 130 zeigt) aufweisen, die eine geeignete grafische Benutzeroberfläche (GUI) unterstützen kann, die gemäß einer gespeicherten Sichtsystemanwendung 150 arbeiten kann.
Es ist zu beachten, dass eine Anzeige in verschiedenen Ausführungsformen wegfallen und/oder nur zum Einrichten oder Warten von Funktionen bereitgestellt sein kann. Bei der Anwendung 150 kann es sich um ein beliebiges akzeptables Software- und/oder Hardware-Paket handeln, das zur Verwendung bei der Überprüfung von Objekten akzeptabel ist, etwa eines, wie es von der Cognex Corporation aus Natick, MA, USA erhältlich ist. Die Rechenvorrichtung kann auch zugeordnete Benutzerschnittstellen- (Ul-)komponenten aufweisen, darunter beispielsweise eine Tastatur 124 und eine Maus 126.
Gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform arbeitet die Sichtsystemanwendung 150 mit einer oder mehreren Anwendungen/ einem oder mehreren Prozessen (die auf der Rechenvorrichtung 120 ausgeführt werden) zusammen, die kollektiv ein Perfektes-Musterbild-Werkzeug 160 zur Verwendung bei der Überprüfung mehrschichtiger bedruckter/strukturierter Flächen umfassen. Wie unten beschrieben, besteht ein Teil der Funktion des Werkzeugs darin, mehrere Perfekte-Musterbild-Datensätze typischerweise während Laufzeit auf Grundlage unverzerrter (kanonischer) Bilddaten 162 zu erzeugen, die von verschiedenen möglichen Quellen bereitgestellt werden. Im Falle eines Tampondruckobjekts beispielsweise, etwa einer Kontaktlinse mit aufgedruckter Iris, kann es sich bei den unverzerrten Bilddaten um das digitale Originalkunstwerk für die einzelnen Irisschichten handeln, die zum Erstellen des Druckfarbenklischees benutzt wurden, das bei der Produktion Farbe auf den Drucktampon aufbringt. Bei den Bilddaten kann es sich auch um ein oder mehrere tatsächlich erfasste Bilder eines guten Druckexemplars handeln. Diese Bilder können weiter in geeigneter Weise modifiziert werden, um kleine zufällige Defekte beim Erstellen des kanonischen Bildes der einzelnen Schichten zu beseitigen. In anderen Beispielen kann es sich bei den kanonischen Bilddaten um ein synthetisches Bild der gedruckten Schicht handeln, das von einem Benutzer konstruiert wird.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Prozesse und Vorgänge, die hierin durchgeführt werden, mithilfe elektronischer Hardware, Software, bestehend aus einem nichttransitorischen computerlesbaren Medium von Programmanweisungen, oder einer Kombination von Hardware und Software erreicht werden können.
Bezug nehmend auf 2, das beispielhafte erfasste Bild 140 einer vereinfachten mehrschichtigen bedruckten Fläche 130, das hier zum Veranschaulichen der Betriebskonzepte des Systems und Verfahrens benutzt werden soll. In diesem Beispiel stellt die Fläche mehrfarbige Schichten bereit, die vom Kamerasensor in Graustufen-Sättigungen umgewandelt wurden. Alternativ kann ein Farbkamerasensor verwendet werden, um ein farbiges Laufzeitbild bereitzustellen, wie an späterer Stelle beschrieben wird. In dem dargestellten Beispiel weist ein Bild einen Hintergrund 210 mit einer oder mehreren Farben, Schattierungen oder Sättigungen und zwei einander teilweise überlagernde Schichten 220 und 230 auf. Die Schichten 220 und 230 sind als Beispiel jeweils mit „ROT“ und „GRÜN“ identifiziert, wodurch zwei unterschiedliche Farben/Schattierungen bereitgestellt werden. Dies ist beispielhaft für eine breite Spanne möglicher Unterschiede in Farbe, Tönung, Schattierung oder Sättigungsdifferenzen zwischen den Schichten. Die Schichten 220 und 230 können einander in jeweils einer von zwei Weisen überlagern (d. h. ROT-über-GRÜN oder GRÜN-über-ROT), und die resultierende Überlagerungsregion 240 ist dargestellt.
Um ein tatsächliches Bild, das anhand der Grundgedanken des Systems und Verfahrens überprüft werden kann, und die Herausforderungen eines solchen Prozesses realistischer zu veranschaulichen, wird nun auf 2A-2C Bezug genommen. 2A zeigt insbesondere ein Laufzeitbild eines mehrschichtigen gedruckten Musters 250 in einem Hintergrund 252. Dieses Bild weist eine äußere gedruckte Schicht 254 auf, die in kreisförmiges Muster mit einer ersten Farbe und/oder Graustufen-Sättigung definiert (bezeichnet durch ein Feld mit x-Zeichen). Das innere Muster ist ein Stern 256 (bezeichnet durch ein Feld mit Punkten). Es werden mehrere realistische Eigenschaften bereitgestellt, die die Überprüfung schwierig machen. Erstens weist das Bild eine Verzerrung auf, möglicherweise aufgrund von Druckschwankungen und/oder der Form das Substrats, wie durch die gekrümmten, schwingenden Arme (z. B. 260, 262) des Sterns deutlich wird. Obwohl häufig gewünscht wird, dass die Schichten relativ separat bleiben, überlagern sich die Schichten 254 und 256 typischerweise auf variable Weise, beispielsweise mit den Regionen 270, 272 und 273, in denen Punkte und x-Zeichen vermischt sind. Ebenso können in einigen Regionen (z. B. 278 und 280) Schichten fehlen.
Bezug nehmend auf 2B zeigt diese ein unverzerrtes oder kanonisches Bild 280 des Sternenmusters und des ihn umgebenden Hintergrunds 282. Im Allgemeinen ist dieses beispielhafte Bild geradliniger und kann stark vom tatsächlichen Laufzeitbildmuster 256 abweichen. Dieses Bild ist eine der Grundlagen zur Verwendung im veranschaulichenden Vorgang zum Bestimmen eines perfekten Musters, der unten beschrieben wird. Ebenso zeigt auch 2C ein unverzerrtes oder kanonisches Bild des äußeren Kreismusters 290 mit jeweiligen äußeren Hintergrundregionen 292 und 294. Auch dieses Bild ist regelmäßiger geformt und ist frei von Verzerrung/Krümmung.
Wie im Folgenden beschrieben werden soll, können das System und Verfahren der veranschaulichenden Ausführungsformen wünschenswerte Ergebnisse auch dann erzeugen, wenn die Schichten eine starke Verlagerung und/oder Drehung in Bezug aufeinander aufweisen. Wie dargestellt und unter Bezugnahme auf 2D kurz beschrieben, ist das Laufzeitbild 286 (mit ähnlichen Druckschichten wie denen aus 2A) sowohl verzerrt als auch stark verlagert und gedreht. Das heißt, das Sternenmuster 288 befindet sich im oberen linken Bereich des Hintergrunds 289, während das umgebende Kreismuster 296 sich um etwa 45 Grad (gekrümmter Pfeil R) gedreht und sowohl an der X- als auch Y-Achse verlagert hat (Pfeile XT und YT), so dass nur noch eine kleine Überlagerungsregion 297 zwischen den Schichten zurückbleibt. Das System und Verfahren registrieren jede Schicht separat (wie unten beschrieben), wodurch der Betrieb des veranschaulichenden Systems und Verfahrens zum Erzeugen eines perfekten Musterbilds sogar in Bezug auf eine vollständige Nichtüberlagerung verlagerter und/oder gedrehter Schichten agnostisch ist.
Es soll nun auf 3 Bezug genommen werden, und erneut auf das vereinfachte Beispiel, das die Anfangsschritte 300 in dem Gesamtlaufzeitvorgang zum Erzeugen und Benutzen eines perfekten Musters zur Verwendung an einem mehrschichtigen Druckmuster gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform zeigt.
Dieser Teil des Vorgangs erzeugt gekrümmte Schichtmasken mit einer geeigneten Registrierung und Krümmung zur Verwendung in dem anschließenden Vorgang zur Erzeugung eines perfekten Musters und zur Überprüfung (4). In Schritt 310 werden kanonische Bilddaten als ein Satz von kanonischen Masken für jede Schicht (und jeden Hintergrund) bereitgestellt (d. h. „kanonische Schichtmasken“). Die kanonischen Bilddaten wurden durch Erzeugen einer unscharfen Kante einem Konturausgleich unterzogen.
Eine „unscharfe Kante“ bezeichnet allgemein eine Kante, die ein Pixelband an dieser Kante aufweist, dem eine Sättigung zugewiesen wurde, die ungefähr in der Mitte zwischen dem Vordergrund und dem Hintergrund liegt, so dass scharfe Kontrastlinien dazwischen beseitigt werden. Diese unscharfe Kante verbessert auf diese Weise das Ergebnis beim Vermischen von Masken, wie unten beschrieben.
Auf Grundlage der Bilddaten in den einzelnen kanonischen Schichtmasken lernt das Sichtsystem in Schritt 312 das Registrierungsmodell für jede Maske. Das Sichtsystem kann den Lernschritt und den anschließenden Registrierungsschritt anhand eines handelsüblichen Musterregistrierungswerkzeugs durchführen, wie etwa PatMax®, erhältlich von der Cognex Corporation. Auf Grundlage der einzelnen Registrierungsmodelle führt der Vorgang dann in Schritt 316 den Registrierungsprozess am eingegebenen erfassten Laufzeitbild 314 des mehrschichtigen gedruckten Objekts aus. Wenn die Registrierung grobe Fehler aufdeckt, etwa eine wesentliche (in Bezug auf einen akzeptablen, im Voraus festgelegten Schwellenwert) Fehlausrichtung der Schichten im Laufzeitbild oder eine fehlende Schicht, bewirkt die resultierende niedrige oder inakzeptable Punktbewertung des Bildes wahlweise, dass das Objekt ohne weitere Analyse (frei von weiterer Analyse) zurückgewiesen wird (optionaler Entscheidungsschritt 320 und optionaler Schritt 322) - siehe beispielsweise das stark fehlregistrierte Bild aus 2D, das wahrscheinlich vor jeder weiteren Analyse zurückgewiesen würde.
Die Verzweigung in die Registrierung und die Musterbestimmung in der veranschaulichenden Ausführungsform macht allerdings die Bildung eines perfekten Musters auch in solchen Fällen möglich. Das nächste Laufzeitbild wird eingegeben (optionaler Schritt 314), und der Vorgang wird für das nächste Bild wiederholt.
In einer Ausführungsform ist das Zurückweisen eines Objekts aufgrund von Fehlregistrierung eine vom Benutzer auswählbare Option. Wenn die Registrierung innerhalb eines akzeptablen Schwellenwerts liegt, wird das Registrierungsmodell (Schritt 316) von mehreren Stellungen (Schritt 330) in Bezug auf das Laufzeitbild ausgegeben. Diese Stellungsinformationen werden in Schritt 332 in einem Krümmungsvorgang benutzt, um die kanonischen Schichtmasken neu zu interpolieren, derart, dass sie mit der zugeordneten Schicht des Laufzeitbildes übereinstimmen. Dieser Krümmungsschritt (332) kann wegfallen, wenn stattdessen eingelernte Verzerrungsinformationen benutzt werden, die unten beschrieben werden. Es ist wünschenswert, Verzerrungen in die Masken einzubeziehen, da jede Schicht eigene besondere Verzerrungen in Bezug auf die kanonische Schichtmaske aufweisen kann. In einem Tampondruckprozess beispielsweise liegen verschiedene Variablen vor, die eine besondere Verzerrung im übertragenen Muster bewirken können. Der Krümmungsprozess erzeugt auf diese Weise einen Ausgabesatz von „gekrümmten Schichtmasken“ 334, die zur Erzeugung perfekter Muster benutzt werden, wie unten beschrieben.
Da die Schätzung der nichtlinearen Verzerrung rechnerisch aufwändig sein kann, ist es (in einer Ausführungsform) vorgesehen, dass der Vorgang 300 den Krümmungsschritt stattdessen veranlassen kann, eine affine (d. h. lineare) auf wahlweise im Voraus verzerrte Modelle anzuwenden (Block 350), die anfangs in Schritt 312 eingelernt wurden, da die Verzerrung typischerweise zwischen einem Laufzeitbild und dem nächsten in einem jeweiligen Produktionsdurchlauf relativ konstant bleibt. In einem solchen Fall wird die Registrierung an gekrümmten Masken ausgeführt (Schritt 316), damit in Schritt 330 Stellungen daran erzeugt werden können.
Es ist zu beachten, dass beim Erzeugen der Stellungen ein Werkzeug benutzt werden kann, das eine nicht-affine Krümmung durchführt und dabei die Verzerrung im Laufzeitbild berücksichtigt, anstatt ein Verzerrungsfeld im Zusammenhang mit jeder gekrümmten Schichtmaske zu erzeugen. Beispielsweise kann der PatFlexO-Registrierungsmodus des Werkzeugs Cognex PatMax® in einer Ausführungsform benutzt werden. Es kann auch ein anderes äquivalentes Werkzeug benutzt werden.
Nun Bezug nehmend auf die Schritte 400 aus 4 soll der Vorgang zum Erzeugen und Benutzen perfekter Muster detaillierter beschrieben werden. Dieser Prozess findet für jedes Laufzeitbild, das einer Überprüfung durch das Sichtsystem unterzogen wird, praktisch „fliegend“ statt. Gekrümmte Schichtmasken, die von den Registrierungen gekrümmt und durch Bereitstellen einer unscharfen Kante einem Konturausgleich unterzogen wurden, werden bereitgestellt (Schritt 410). Es ist zu beachten, dass die Verwendung unscharfer Kanten optional und stark variabel ist und im Allgemeinen das Vorliegen harter oder gestufter Kanten vermeidet, die den Prozess beeinträchtigen können. Zur weiteren Veranschaulichung zeigen 5, 6 und 7 jeweils drei schematische Darstellungen von drei unscharfen Masken relativ zu Bildschichten 220, 230 und Hintergrund 210. Jede stellt die oben beschriebene unscharfe Kante 520, 620 und 720 bereit, die eine Übergangsregion/-zone in Bezug auf eine überlagernde Schicht bildet, wie weiter unten beschrieben. Diese unscharfen gekrümmten Schichtmasken werden dazu benutzt, in Schritt 420 Kombinationsmasken zu berechnen. Hinsichtlich der Definition einer „Kombinationsmaske“ wird die folgende Beschreibung bereitgestellt: Bei jeweiligen Masken M1 und M2 erzeugt der Vorgang eine Maske, die eine Überlagerung von M1 und M2 enthält, sowie eine Kombinationsmaske, die M1, aber nicht M2 enthält, M2 aber nicht M1 enthält, und weder M1 noch M2 enthält - d. h. die Hintergrundmaske. Auf diese Weise kann ein Satz von vier Masken für die Kombination aus Schichten erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass einige Maskenkombinationen dazu führen können, dass keine Überschneidung zwischen den Schichten vorliegt, so dass sie für den Vorgang nicht relevant sind. Diese Kombinationsmasken können im Vorgang ausgenullt werden. Andere überschneidende Kombinationsmasken werden benutzt, um in Schritt 430 eine Sättigung (Graustufe) oder farbige Sättigung für jeden RGB-Kanal zu erzeugen (abhängig vom Bildtyp), und ein Bild zu synthetisieren, bei dem die Sättigung oder Farbe ausgefüllt wird. Im Schätzungsschritt wird die „vollständige“ Sättigung (d. h. ein Sättigungswert von 255 für ein 8-Bit-Bild) für die Kombinationsmasken in Zusammenhang mit dem Laufzeitbild 440 zur Schätzung benutzt. Verschiedene statistische Verfahren, etwa Mittelwertberechnung, Filterung und dergleichen, werden zum Bestimmen der Sättigung der Pixel in Regionen des Laufzeitbildes benutzt, und dies dient dazu, die zugeordnete Sättigung in den Masken zu schätzen. Die vollständigen Pixel einer Kombinationsmaske definieren so genannte „Innenmasken“, indem sie alle Pixel mit einem Höchstwert von 255 (oder einen anderen geeigneten Höchstwert) enthalten. In diesem Fall umfassen die übrigen Pixel in der Kombinationsmaske mit anderen Werten als 255 einen Übergang.
In Schritt 440 füllt der Auffüllvorgang mithilfe der Sättigungsschätzungen, die in Schritt 430 erzeugt wurden, die Graustufen- (oder Farbkanal-)Sättigung der einzelnen Vordergrundregionen der einzelnen Kombinationsmasken. Dazu werden die „Außenmasken“ genutzt, die sich dadurch auszeichnen, dass sie einen beliebigen Wert größer als Null aufweisen (im Gegensatz zu Innenmasken, die nur den Maskenhöchstwert enthalten). Dann werden in Schritt 450 die in Schritt 420 bereitgestellten unscharfen Masken zum Vermischen der geschätzten Werte für die Kombinationsmaskenbilder zu einem einzigen Ausgabebild benutzt. Dies erzeugt das perfekte Ausgabemusterbild, das zum Durchführen der Überprüfung benutzt wird. Der Überprüfungsschritt 470 nutzt das perfekte Muster, um das Laufzeitbild 440 anhand bekannter Verfahren für GTC zu überprüfen, wie allgemein oben dargelegt.
Eine Beschreibung von GTC als nützliche Hintergrundinformation findet sich auch in der US-Patentschrift US 5 850 466 B1 .
Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform vorgesehen ist, dass wahlweise eine Schätzung der Sättigung für die Gesamthintergrundregion durchgeführt werden kann. Eine solche Gesamthintergrundregion ist als eine Region definiert, die aus Pixelpositionen besteht, die allgemein in die jeweiligen Hintergrundregionen der einzelnen (aller) gekrümmten Schichtmasken fallen.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Verwendung von 255 als Sättigungshöchstwert für Innenmasken und >0 für Außenmasken nur einer von einer breiten Anzahl alternativer Werte dafür ist. Beispielsweise kann >235 für Innenmasken und >10 für Außenmasken gewählt werden. Dieser Parameter kann in verschiedenen Ausführungsformen auch über die Systemschnittstelle vom Benutzer einstellbar sein.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform kann der Vermischungsschritt das Modellieren des Übergangs vom Hintergrund zum Vordergrund an einer jeweiligen Position (i, j) in der Übergangszone einschließen. Bezug nehmend auf ein vereinfachtes Beispiel aus 8 weist die Übergangszone 810 zwischen einer überlagernden Hintergrundregion (BG) 820 und Vordergrundregion (FG) 830 in der Schicht einen Hintergrundmaskengraustufenwert MBG(ij) relativ zur Position (i, j) und einen Vordergrundmaskengraustufenwert MFG(ij) auf. Der Sättigungswert für den Hintergrund ist IBG und der Sättigungswert für den Vordergrund ist IFG. Für diese Position (i, j) wird der modellierte Wert daher durch folgende Gleichung bestimmt: $\frac{M_{F G (i f)} (I_{F G}) + M_{F G (i f)} (I_{B G})}{M_{F G (i f)} + M_{B G (i f)}}$
Es ist zu beachten, dass die geschätzten Sättigungen IFG und IBG für Vordergrund und Hintergrund in der Gleichung oben als positionsinvariant dargestellt sind. Alternativ können die Sättigungen positionsabhängig gestaltet sein. Positionsinvariante Sättigungen lassen sich aus einer globalen Mittelwertfilterungsberechnung erlangen, wie sie weiter unten beschrieben wird, während positionsabhängige Sättigungen sich mithilfe eines N-mal-M-(Pixelregion-)Mittelwertfilters erlangen lassen, um die Sättigung darin zu schätzen. In Fällen, in denen eine oder mehrere Schichten die Übergangszone schneiden, schließt die oben aufgeführte Vermischungsgleichung weitere Terme ein, wie sie allgemein oben definiert wurden, um den Beitrag der zusätzlichen Schicht zu berücksichtigen. Zu beachten ist, dass der Ansatz oben nicht von der Physik des zugrunde liegenden Objektmaterials (transparent, lichtundurchlässig usw.) oder der Art und Weise der Farbkombination abhängig ist.
Zu beachten ist, dass ausdrücklich auch andere Ansätze in Bezug auf die Sättigungswertschätzung vorgesehen sind. Im Allgemeinen stellt eine Mittelwertfilterung mit großem Kernel wirkungsvoll einen Sättigungswert pro Pixel für jede Kombinationsmaske bereit. In einigen Prozessen ist dies jedoch eine langsamere Verfahrensweise, als sie für den Durchsatz gewünscht wird. Alternativ kann der Vorgang einen globalen Mittelwertmodus verwenden, der einen einzelnen Sättigungswert für eine Region bereitstellt und alle Pixel mit diesem Wert füllt, und der daher schneller arbeiten kann, um ein ausreichend nützliches perfektes Muster zu erzeugen. Andere (im Stand der Technik bekannte) statistische und/oder Mittelwertbildungsmodi zum Erzeugen optimaler Pixelsättigungsprofile für die Objektschichten sind ausdrücklich vorgesehen. Anhand des gewünschten Durchsatzes kann ein Benutzer den Modus auswählen.
Zu beachten ist, dass die allgemeinen Grundsätze, die oben beschrieben wurden, im Falle eines Pixels/einer Position in einer Übergangzone, die mehrere Schichten abdeckt (d. h. Position 850, gezeigt in 2, die ROT, GRÜN und Hintergrund ist) abgeändert werden können. In diesem Fall können für ein Übergangspixel, das von mehreren Regionen abgedeckt wird, Gewichtungen zugewiesen werden. Wenn beispielsweise ein Pixel einen Wert von 40 für ROT und einen Wert von 60 für GRÜN definiert, wird das Pixel als zur kollektiven ROT+GRÜN-Kombinationsmaske mit der Gewichtung 40, zur Hintergrund-Kombinationsmaske mit 195, zur Nur-ROT-Kombinationsmaske mit Gewichtung 0 und zur Nur-GRÜN-Kombinationsmaske mit Gewichtung 0 zugehörig klassifiziert.
Ein veranschaulichender Ansatz zum Zuweisen eines Sättigungswerts zu einem Pixel in der vermischten unscharfen Kombinationsmaske, wo sich zwei Schichten mit unterschiedlichen Werten für die gekrümmte Schichtmaske in der Übergangszone überlagern, kann darin bestehen, dem Wert zwischen zwei überlagernden Pixeln eine Mindestsättigung zuzuweisen. Alternativ kann anstelle eines Mindestwerts ein Mittelwert zwischen den überlagernden Pixeln oder eine andere Metrik, etwa der Höchstwert, in einer alternativen Metrik zum Zuweisen des Sättigungswertes benutzt werden. Wenn also das GRÜN-Übergangszonenpixel einen Wert von 40 und das benachbarte ROT-Übergangszonenpixel einen Wert von 60 aufweist, kann das System 40 (den Mindestwert) für die Kombinationsmaske oder 50 (den Mittelwert) für die Kombinationsmaske oder 60 (den Höchstwert) benutzen.
Weiter zusammenfassend sollte deutlich sein, dass die jeweilige Pixelposition in einem Bild hier gemäß veranschaulichenden Ausführungsformen durch verschiedene Arten von Werten gekennzeichnet sein kann (beispielsweise wenigstens fünf verschiedene Werte), darunter:

a. der Laufzeiteingabebild-Pixelwert;
b. der Maskenwert in den einzelnen gekrümmten Schichtmasken, um zu markieren, ob eine jeweilige Pixelposition zur Vordergrundregion, zur Hintergrundregion oder der Übergangsregion/-zone dieser Schicht gehört;
c. der Maskenwert in jeder individuellen Kombinationsmaske, ebenfalls um die Vordergrund-, Hintergrund- und Übergangsregionen/-zonen zu markieren; zusätzlich werden eine binarisierte Version davon die „Innenmaske“, die zum Schätzen der Pixelwerte dient, und eine andere binarisierte „Außenmaske“, die zum Füllen dient, und die nicht binarisierte (unscharfe) Version als Gewichtungen beim Vermischen benutzt;
d. der geschätzte Bildsättigungswert für jede Pixelposition in den einzelnen Kombinationsmasken; und
e. der Ausgabeergebnisbild-Pixelwert als ein gewichteter Mittelwert des Werts aus (d) mit Gewichtungen aus dem Wert von (c).

In verschiedenen Ausführungsformen ist ausdrücklich vorgesehen, dass einige oder alle Kombinationsmasken dazu benutzt werden können, Gewichtungsmasken abzuleiten/zu erzeugen (beispielsweise eine „gleichgültige“ Maske zum Herausfiltern bestimmter Informationen). Solche Gewichtungsmasken können für anschließende Überprüfungsaufgaben benutzt werden.
Es dürfte auf der Hand liegen, dass das System und Verfahren zum Erzeugen perfekter Musterbilder gemäß dieser Ausführungsform eine robustere Lösung bereitstellt, wobei die geometrische Registrierung von der Überprüfung der Anwesenheit oder Abwesenheit von Druckfarbe im Muster einer Schicht getrennt wird. Dies bietet Vorteile gegenüber traditionellen GTC-Ansätzen, wobei ein Einlernzeitbild für mehrere Laufzeitbilder wiederverwendet wird, wobei die Registrierung zwischen Laufzeitbildern variieren kann, so dass die Überprüfung der Anwesenheit/Abwesenheit von Druckfarbe gestört werden kann. Indem stattdessen registrierte und gekrümmte perfekte Muster „fliegend“ erzeugt werden, wird dieser Nachteil wirksam überwunden.
Das Vorstehende war eine detaillierte Beschreibung von veranschaulichenden Ausführungsformen der Erfindung. Es können verschiedene Abwandlungen und Hinzufügungen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Die Merkmale der verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen können nach Bedarf mit Merkmalen anderer beschriebener Ausführungsformen kombiniert werden, um eine Vielzahl von Merkmalkombinationen in entsprechenden neuen Ausführungsformen bereitzustellen. Ferner wurde vorstehend zwar eine Anzahl separater Ausführungsformen des Geräts und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung beschrieben, doch ist das hier Beschriebene lediglich veranschaulichend für die Anwendung der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise bezeichnet der Begriff „gedruckt“, „bedruckt“ und/oder „strukturiert“ im hier verwendeten Sinne eine beliebige Oberflächenschicht, die eine relativ klar unterscheidbare und gleichmäßige Farbe, Schattierung oder Tönung an einem Abschnitt derselben aufweist. Diese Schicht kann neben den traditionellen Direkt- oder Offset-Druckverfahren mit einer breiten Palette an Aufbringungsverfahren aufgebracht werden. Insbesondere sollte der Begriff „bedruckt“/„gedruckt“ im breiteren Sinne Schichtauftragungsverfahren wie Sprühen, Zerstäuben, Rollen, Laserdrucken, Tintenstrahldrucken, Lithografie, Fotoresistbelichtung, Trockentransfer oder Dithering-Druck (oder Schrotdruck) einschließen (aber nicht darauf beschränkt sein). Im Falle eines geschroteten (nicht deckend gefüllten) Musters können das System und Verfahren dazu angepasst werden, perfekte Musterbilder beispielsweise durch Bildgebung des gedruckten Materials auf Druckpunktauflösungsebene bereitzustellen. Wünschenswerterweise kann eine Zeilenabtastungskamera solche Bilder erzeugen. Für ein jeweiliges Bild auf Druckpunktebene können die hier beschriebenen Verfahren auf die zugeordneten Schichten angewandt werden, wo sich die Punkte überlagern. Während das hierin beschriebene System und Verfahren sehr nützlich beim Überprüfen einander überlagernder Schichten sind, ist es ausdrücklich vorgesehen, dass die hierin beschriebenen Techniken auch auf einander nicht überlagernde Schichten angewandt werden können, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. In solchen Fällen werden die getrennten Druckschichten zu einem Teil desselben Laufzeitbildes gemacht, und es wird ein perfektes Muster erzeugt, das alle Schichten enthält. Die Begriffe „Prozess“ oder „Prozessor“ im hier verwendeten Sinne sind auf breite Weise dahingehend zu verstehen, dass sie sowohl Hardware- als auch Software-Operationen (und verschiedene Kombinationen derselben) einschließen, die einen oder mehrere der dargestellten Funktionsblöcke ausführen können oder ganz oder teilweise unter den verschiedenen dargestellten Funktionsblöcken aufgeteilt werden können. Außerdem kann die Anzahl an Kanälen, in denen Muster bereitgestellt werden können, stark variieren - d. h. eine multispektrale Anordnung von n-Kanälen. Ferner ist der Begriff „Maske(n)“ breit als verschiedene Bilddaten einschließend zu verstehen. Obwohl hierin übliche zweidimensionale Pixelbildmasken beschrieben wurden, ist es ausdrücklich vorgesehen, dass Masken, die andere Arten der Datenkodierung nutzen, etwa Lauflängenkodierung (RLE), in alternativen Ausführungsformen verwendet werden können.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines synthetischen perfekten Musterbildes in einem System für maschinelles Sehen zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster, folgende Schritte umfassend: a) Empfangen eines erfassten Laufzeitbildes für die Überprüfung; b) Durchführen eines Registrierungsprozesses an dem erfassten Laufzeitbild unter Verwendung von Registrierungsmodellen, die jeweils an jeweiligen unverzerrten binären Maskenbildern der einzelnen Druckschichten eingelernt wurden, wobei jedes binäre Maskenbild jeweils die Region des erfassten Bildes beschreibt, die von der Farbe eingenommen werden sollte, die der jeweiligen Druckschicht zugeordnet ist, und c) Ausgeben von Stellungen der Druckschichten im Laufzeitbild; d) auf Grundlage der Stellungen der Druckschichten, Erzeugen gekrümmter binärer Maskenbilder der einzelnen Druckschichten; e) Berechnen von Kombinationsmasken auf Grundlage verschiedener Kombinationen der gekrümmten binären Maskenbilder der Druckschichten; f) Schätzen der Sättigung von Regionen für die Kombinationsmasken; und g) Vermischen der geschätzten Sättigungswerte im Zusammenhang mit den Kombinationsmasken, um ein perfektes Musterbild zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Schätzens der Sättigung ein Schätzen der Sättigung einer Gesamthintergrundregion einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gekrümmten binären Maskenbilder der Druckschichten eine unscharfe Kante definieren, die wiederum Kombinationsmasken mit unscharfen Kanten im Berechnungsschritt bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gekrümmten binären Maskenbilder der Druckschichten auf Grundlage der Verzerrung in einem Einlernbild erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gekrümmten binären Maskenbilder der Druckschichten auf Grundlage der Verzerrung in dem aktuell erfassten Laufzeitbild erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bereitstellen vorgekrümmter Verzerrungsinformationen, um die unverzerrten (kanonischen) binären Maskenbilder der Druckschichten zur Verwendung im Registrierungsschritt zu krümmen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Füllen der Bildregionen, die Vordergrundregionen der einzelnen Kombinationsmasken zugeordnet sind, mit geschätzten Sättigungswerten auf Grundlage des Schätzungsschrittes.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen von Sättigungswerten für Pixel mit Konturausgleich, die sich in Übergangsregionen von Kombinationsmasken befinden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schätzungsschritt das Durchführen einer statistischen Filterung in Bezug auf Pixel in den Kombinationsmasken, und das Zuweisen eines diskreten Sättigungswerts zu jedem der Pixel einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sättigung auf einem von (a) Graustufe, (b) mehreren Farbkanälen und (c) multispektralen n-Kanalbildern beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Zurückweisen eines erfassten Laufzeitbildes auf Grundlage von Informationen aus dem Registrierungsprozess, die darauf hinweisen, dass das erfasste Laufzeitbild im Voraus festgelegte Registrierungsparameter überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: auf Grundlage des perfekten synthetischen Musterbilds, Durchführen eines Vergleichs mit dem perfekten synthetischen Muster (GTC) in Bezug auf das erfasste Laufzeitbild.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erzeugen, auf Grundlage von wenigstens einigen der Kombinationsmasken, von Gewichtungsmasken, die zur Benutzung im Zusammenhang mit einer Überprüfungsaufgabe verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schätzungsschritt an einigen oder allen Vordergrundregionen für einige oder alle Kombinationsmasken durchgeführt wird.
System zum Erzeugen eines synthetischen perfekten Musterbildes in einem System für maschinelles Sehen zum Überprüfen eines erfassten Laufzeitbildes eines Objekts mit einem mehrschichtigen gedruckten Muster, mit einer Sichtsystemanordnung (100), umfassend ▪ eine oder mehrere Sichtsystemkameras (110), ▪ einer damit verbundenen Rechenvorrichtung (120), die in der Lage ist, Bilddaten zu speichern und zu handhaben, ▪ eine in der Rechenvorrichtung (120) gespeicherte Sichtsystemanwendung (150) in Form eines Software- und/oder Hardware-Pakets, ▪ wobei die Sichtsystemanwendung (150) mit einem oder mehreren Anwendungen oder einem oder mehreren Prozessen zusammenarbeitet, die kollektiv ein Perfektes-Musterbild-Werkzeug (160) zur Verwendung bei der Überprüfung mehrschichtiger bedruckter/sturkturierter Flächen umfassen, ▪ wobei die Rechenvorrichtung (120) und die Sichtsystemanwendung (150) derart konstruiert und angeordnet sind, einen Registrierungsprozesses an einem erfassten Laufzeitbild durchzuführen, unter Verwendung von Registrierungsmodellen, die jeweils an jeweiligen unverzerrten binären Maskenbildern einzelner Druckschichten eingelernt wurden, wobei jedes binäre Maskenbild jeweils die Region des erfassten Bildes beschreibt, die von der Farbe eingenommen werden sollte, die der jeweiligen Druckschicht zugeordnet ist, und ▪ wobei das Perfektes-Musterbild-Werkzeug (160), dazu konstruiert und angeordnet ist, (a) mehrere gekrümmte binäre Maskenbilder der einzelnen Druckschichten auf Grundlage der Stellungen der Druckschichten zu erzeugen und (b) mehrere Kombinationsmasken auf Grundlage verschiedener Kombinationen der gekrümmten binären Maskenbilder der Druckschichten zu berechnen, (c) die Sättigung von Regionen für die Kombinationsmasken zu schätzen; und (d) die geschätzten Sättigungswerte im Zusammenhang mit den Kombinationsmasken zu vermischen, um ein perfektes Musterbild zu erzeugen.