DE2256617B2 - Einrichtung zur analyse einer vorlage - Google Patents
Einrichtung zur analyse einer vorlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Analyse einer Vorlage gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs
1.
Bei dieser aus der DT-OS 20 53 611 bekannten Einrichtung wird ein Bild abgetastet, in ein elektrisches
Videosignal umgesetzt, das Videosignal in ein binärcodiertes Signal übergeführt und eine Abfrage des
binärcodierten Signals durchgeführt. Diese bekannte Schaltungsanordnung betrifft die Synchronisation der
signalverarbeitenden Stufen und hat insbesondere die Aufgabe, sicherzustellen, daß die einzelnen Schaltungsstufen in genauer Synchronisation arbeiten. Dazu weist
die bekannte Schaltungsanordnung einen Taktsignalgenerator, der Taktimpulse vorgegebener oder veränderlicher
Frequenz erzeugt, eine Abfragestufe, die das binärcodierte Signal in Abhängigkeit von den Taktimpulsen
abfragt, sowie eine Schaltungsstufe mit bistabilen Schaltungselementen, einem Schieberegister und Verknüpfungsglieder
auf, die durch Kombination des eigentlichen Videosignals und eines verzögerten Videosignals
zur Synchronisation der Schieberegisteransteuerung und der Arbeitsweise der übrigen Schaltungselemente
ein abgeändertes Videosignal erzeugt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird jedoch keine Vorsorge
getroffen, auch kleine und kleinste Fehlstellen in einem komplizierten Muster zuverlässig und sicher festzustellen.
Bis jetzt werden komplizierte Muster, z. B. gedruckte Schaltungen oder auf kleinen Plättchen angeordnete,
integrierte Schaltungen durch Personen geprüft, die Fehlstellen durch optische Untersuchung ermitteln. Da
die nachzuweisenden Fehlerstellen gewöhnlich Bestandteile des betreffenden, komplizierten Musters sind
und sehr kleine Abmessungen aufweisen, werden sie
jedoch häufig übersehen und nicht entdeckt. Darüber hinaus nimmt die Prüfung und das Absuchen derartiger
komplizierter Muster auch dann eine erhebliche Zeit in Anspruch, wenn die das Muster prüfende Person geübt
ist. Außerdem tritt eine ständig zunehmtnde Ermüdung ί
der Prüfperson ein, wenn solche optische Prüfarbeiten während einer längeren Zeit durchgeführt werden. Um
die Produktivität zu steigern und die Lohnkosten zu verringern, wurde bereits eine automatisierte An?lyseeinrichtung
vorgeschlagen, die es ermöglicht, Fehlstel- \u len, die einen Bestandteil eines einfachen Musters auf
einem ebenen Hintergrund wie Papier, Glas, Stahl od. dgl. bilden, nachzuweisen, doch sind bis jetzt keine
automatisch arbeitenden Prüfanlagen vorgeschlagen worden, die insbesondere geeignet sind, Fehlstellen, und ι r,
vor allem mikroskopische Fehlstellen nachzuweisen, die bei einem komplizierten Muster, z. B. einer gedruckten
Schaltung oder auf Plättchen angeordneten integrierten Schaltkreisen vorhanden sind. Daher besteht seit
langem der Wunsch, eine automatisierte Analyse- bzw. Prüfeinrichtung zur Verfugung zu haben, bei der mit
Videoinformationen gearbeitet wird.
Ferner ist bereits ein Prüfverfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein Bezugsbild benutzt wird, das
keinerlei Fehlstellen enthält und sich aus Flächen oder Elementen von zwei verschiedenen Arten, z. B. hellen
und dunklen Flächen zusammensetzt, und das optisch in Deckung mit einem Bild eines zu prüfenden Erzeugnisses
gebracht wird, das Fehlstellen aufweist, so daß es möglich ist, die Fehlstellen nachzuweisen. Das Bezugs- jo
oder Vergleichsbild muß mit sehr hoher Genauigkeit in Deckung mit dem Bild des zu prüfenden Erzeugnisses
gebracht werden. Zu diesem Zweck werden ein Bezugsgegenstand bzw. ein Vergleichsnormal und ein
zu prüfendes Erzeugnis oder Bauteil genau in der v>
richtigen Lage festgehalten, und der Bezugsgegenstand wird mit rotem Licht beleuchtet, während das zu
prüfende Erzeugnis mit grünem Licht beleuchtet wird, so daß der Prüfer die so erzeugten Bilder durch einen
halbdurchsichtigen Spiegel betrachten kann. Wenn das Vergleichsoriginal genau mit dem zu prüfenden
Erzeugnis übereinstimmt, erscheinen die dunklen Flächen in schwarzer Farbe, während die hellen Flächen
in weißer Farbe erscheinen, da rotes und grünes Licht Komplementärfarben sind. Jedoch erscheint eine in der
dunklen Fläche enthaltene helle Fehlstelle in grüner Farbe, während eine in der hellen Fläche enthaltene
dunkle Fehlstelle in roter Farbe erscheint, so daß sich beide Arten von Fehlstellen leicht nachweisen lassen.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Bild -,0 des Bezugsgegenstandes mit einer sehr hohen Genauigkeit
in Deckung mit dem zu prüfenden Erzeugnis gebracht werden muß, so daß sich dieses Verfahren nur
von einem geübten Prüfer durchführen läßt Wenn ein Deckungsfehler zwischen den beiden Bildern vorhanden
ist, erscheint der falsch angeordnete Teil in grüner oder roter Farbe, so daß der betreffende Teil! irrtümlich
als Fehlstelle betrachtet wird. Daher ist dieses Verfahren nicht geeignet, bei einer automatisierten
Analyseeinrichtung angewendet zu werden. wi
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vollautomatisch arbeitende Einrichtung
zur Analyse einer Vorlage zu schaffen, mit der komplizierte Muster, beispielsweise gedruckte Schaltungen
oder integrierte Halbleiterplättchen schnell und μ zuverlässig auf kleine und kleinste Fehlstellen geprüft
werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Analyseeinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einem über das Gesamtraster zu verschiebenden Teilraster werden die eindimensional vorliegenden,
binären Videosignale in ein zweidimensional umgecrdnetes Videosignal übergeführt und gespeichert. In einer
nachfolgenden Signalverarbeitungssiufe wird dann
daraus ein Signal gewonnen, das einem kleinen, beispielsweise in seiner Helligkeit abgestuften Bereich
des zu untersuchenden Musters entspricht, so daß diese kleinen Bereiche oder Fehlstellen des Musters beispielsweise
auf einen Schirm sichtbar gemacht werden können.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Analyseeinrichtung bzw. Prüfanlage in einem Blockschaltbild,
F i g. 2,3 und 4 zu prüfende dunkle und helle Muster,
Fig. 5 in einem Blockschaltbild eine ähnliche Prüfanlage wie Fig. 1, bei der jedoch ein »schwimmender«,
mit einem Schwellwerl arbeitender Analog-Digital-Umsetzer vorhanden ist,
F i g. 6 ein Beispiel eines Bildes eines zu prüfenden Musters,
F i g. 7 in einem Blockschaltbild eine Prüfanlage, die der in F i g. 1 dargestellten ähnelt, mit dem Unterschied,
daß eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweidimensionalen Bildes vorhanden ist,
Fig.8 in einem Blockschaubild eine Prüfanlage ähnlich derjenigen nach F i g. 7, bei der jedoch eine
abgeänderte Ausführungsform einer Einrichtung zum Erzeugen eines zweidimensionalen Bildes vorhanden ist,
F i g. 9 in einem Blockschaltbild eine Prüfanlage, die derjenigen nach F i g. 7 ähnelt, mit dem Unterschied,
daß eine weitere abgeänderte Ausführungsform einer Einrichtung zum Erzeugen eines zweidimensionalen
Bildes vorhanden ist,
Fig. 10 Einzelheiten eines Bestandteils der Prüf anlage
nach F i g. 9,
Fig. 11 eine Darstellung, die zur Erläuterung der Wirkungsweise der Prüfanlage nach F i g. 9 dient,
Fig. 12 bis 15 verschiedene Darstellungen, die dazu dienen, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Festlegen
der Abstände von Begrenzungslinien zu erläutern,
Fig. 16 in einem Blockschaltbild weitere Einzelheiten
der Prüfanlage nach F i g. 1,
Fig. 17 schematisch eine Schaltung zum Nachweisen eines mikroskopischen Elements, deren Wirkungsweise
auf dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Festlegen der Abstände von Begrenzungslinien beruht,
Fig. 18 in mehreren Darstellungen logische Muster,
die dazu dienen, das Verfahren zum Festlegen der Abstände von Begrenzungslinien zu erläutern,
Fig. 19 schematisch weitere Einzelheiten der Schaltung
nach Fig. 16 zum Nachweisen von Begrenzungslinien,
Fig.20 mehrere Darstellungen von logischen Mustern,
die zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachweisen von Begrenzungslinien
dienen,
Fig. 21 ein Ausführungsbeispiel für einen bei der Prüfanlage nach Fig. 16 verwendeten Komparator,
Fig.22 bis 27 verschiedene Darstellungen zur Erläuterung des Vergrößerungs-Verkleinerungs-Ver-
fahrens nach der Erfindung,
Fig. 28 in einem Blockschaltbild eine Prüfanlage, die
derjenigen nach F i g. 1 ähnelt, mit dem Unterschied, daß eine Einrichtung zum Verarbeiten eines kleinen
Ausschnitts vorhanden ist, deren Wirkungsweise auf dem erfindungsgemäßen Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren
beruht,
F i g. 29A und 29B schematisch Einzelheiten einer Schaltung zum Nachweisen eines kleinen Ausschnitts,
deren Wirkungsweise auf dem Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren
beruht,
Fig.30 perspektivisch eine nach dem Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren
arbeitende optische Verarbeitungseinrichtung,
Fig.31 bis 35 Darstellungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausmitteln von
Begrenzungslinien,
F i g. 36 eine Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zum Nachweisen eines kleinen Ausschnitts,
F i g. 37 in einem Blockschaltbild eine Prüfanlage, die derjenigen nach F i g. 1 ähnelt, abgesehen davon, daß die
Wirkungsweise der Einrichtung zum Verarbeiten eines kleinen Ausschnitts auf dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Nachweisen eines kleinen Ausschnitts beruht,
F i g. 38 in mehreren Darstellungen logische Muster, die zur Erläuterung eines Verfahrens zum Nachweisen
von Fehlstellen dienen, und
F i g. 39 schematisch eine Einrichtung zum Nachweisen eines mikroskopischen Ausschnitts, deren Wirkungsweise
auf dem Verfahren zum Nachweisen eines kleinen Ausschnitts beruht.
Im folgenden wird zunächst auf den Grundgedanken der Erfindung eingegangen. Die erfindungsgemäße
Prüfanlage dient zum Prüfen eines mehrdimensionalen Musters, das sich aus Elementen zusammensetzt, die
zwei verschiedenen Zuständen, z. B. »ein« und »aus« oder »hell« und »dunkel« entsprechen; diese Zustände
werden im folgenden als »die binären Zustände« bezeichnet. Bei den zu prüfenden Mustern kann es sich
um ein eindimensionales Muster, z. B. einen Telegraphenkode, oder um ein zweidimensionales Muster in
Form einer Sichtvorlage, sich aus weißen und schwarzen Flächen zusammensetzt, oder um ein
dreidimensionales Muster od. dgl. handeln.
Bei der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird ein zweidimensionales
Muster behandelt, doch ist zu bemerken, daß sich die Erfindung nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt,
sondern sich auch bei beliebigen anderen mehrdimensionalen Mustern anwenden läßt.
Ein zweidimensionales binäres Muster wird z. B. durch ein auf weißes Papier gedrucktes schwarzes
Schriftzeichen od. dgl. gebildet, doch sei bemerkt, daß sich die zweidimensionalen binären Muster nicht auf das
weiter oben beschriebene Muster beschränken, das sich im engsten Sinne des Wortes aus den genannten binären
Zuständen zusammensetzt. Beispielsweise können die binären Informationen einem mehrfarbigen Plakat mit
Hilfe eines optischen Filters entnommen werden, und es ist sogar möglich, einen Gegenstand mit einem
komplizierten Profil und einem Oberflächenmuster als zweidimensionales binäres Bild zu behandeln, wenn der
Gegenstand vor einem geeigneten Hintergrund beleuchtet wird. Im letzteren Fall ist es nicht unbedingt
erforderlich, eine binäre Umsetzungsschaltung der weiter unten beschriebenen Art zu benutzen.
Bei einem zweidimensionalen Muster mit zahlreichen
verschiedenen »Pegeln«, bei dem die Tönung schrittweise oder kontinuierlich variiert, um den gewünschten
Kontrast zu liefern, kann das Muster in ein zweidimensionales Muster verwandelt werden, wenn man ein mit
einem Schwellwert arbeitendes Verfahren anwendet.
Die erfindungsgemäßen Prüfanlagen sind geeignet, zweidimensionale Muster der vorstehend beschriebenen
Art zu verarbeiten.
Gemäß Fig. 1, die eine grundsätzliche Analyseeinrichtung
nach der Erfindung wiedergibt, wird eine Vorlage, ein zu prüfender Gegenstand, beispielsweise
ein elektronischer Bauteil It, der geprüft werde ι soll,
mittels einer Stufe zur Gewinnung eines Videosignals, z. B. einei1 Fernsehkamera 12, abgetastet. Erforderlichenfalls
kann zwischen dem Bauteil 11 und der Fernsehkamera 12 ein optisches Filter angeordnet sein.
Das Videoausgangssignal der Fernsehkamera 12 wird mittels einer Stufe zur Abfrage des Videosignals,
nachfolgend kurz mit Abfrageschaltung 13 bezeichnet, abgefragt, die so ausgebildet sein kann, daß sie die
Abtastsignale der Fernsehkamera 12 in vorbestimmte Zeitintervalle unterteilt. Das Ausgangssignal der Abfrageschaltung
13, dessen Pegel in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu prüfenden Bauteils 11 variiert, in
einer Stufe zur Bewertung und/oder Codierung bzw. einer Quantisierungsschaltung oder eines Analog-Digital-Umsetzers
14 in binäre Signale umgesetzt, die die hellen und dunklen Flächen des Bauteils 11 repräsentieren.
Im vorliegenden Fall wird das Ausgangssignal der Fernsehkamera 12 zuerst abgefragt und dann in die
binären Signale verwandelt. Es ist jedoch auch möglich, das Ausgangssignal der Fernsehkamera 12 in binäre
Signale zu verwandeln und diese Signale dann abzufragen. Die Quantisierungsschaltung 14 kann als
analoger Komparator oder ein Analog-Digital-Umsetzer ausgebildet sein, dessen mehrere Pegel aufweisende
Ausgangssignale durch einen mit einem Schwellwert arbeitenden Diskriminator in die binären Signale
verwandelt werden können. Gemäß der Erfindung wire ein Verfahren angewendet, bei dem mit einem festen
Schwellwert gearbeitet wird. Im weiteren wird dann noch ein Verfahren beschrieben, bei dem von einem
sogenannten »schwimmenden« Schwellwert, also einem veränderbaren bzw. regelbaren Schwellwert Gebrauch
gemacht wird. Das Ausgangssignal der Quantisierungsschaltung 14 wird einer Stufe zur Signalverarbeitung
bzw. einer Stufe zum Verarbeiten eines kleiner Ausschnitts, kurz Verarbeitungsstufe bzw. -einrichtung
16 genannt, zugeführt. Bei der Verarbeitungsstufe It kann es sich um einen elektronischen Rechner handeln
Anstelle eines kostspieligen Rechners werden bei dei vorliegenden Erfindung statt dessen eigens konstruierte
im folgenden im einzelnen beschriebene Einrichtunger benutzt, die es ermöglichen, erstens ein Verfahren zurr
Festlegen von Begrenzungslinien, zweitens ein Ver größerungs-Verkleinerungs-Verfahren, drittens eir
Verfahren zum Ausmitteln eines Umfangs und vierten; ein Verfahren zum Nachweisen eines kleinen Aus
Schnitts durchzuführen. Die Erfindung beschränkt siel· jedoch nicht auf die Anwendung dieser vier Verfahren
Gemäß F i g. 1 wird eine Warneinrichtung oder eir Farbfernsehempfänger als Anzeige- oder Darstellungs
einrichtung an eine Ausgangsklemme 17 angeschlossen.
Zum Nachweisen oder Ermitteln des kleinen Aus Schnitts eines mehrdimensionalen Musters kann mar
von einem simultanen oder parallelen Verarbeitungs verfahren und einem Folgeverfahren oder einert
seriellen Verfahren Gebrauch machen. Das Simultan
oder Parallel-Verarbeitungsverfahren bietet den Vorteil, daß sich die Verarbeitung sehr schnell durchführen
läßt, doch hat es den Nachteil, daß sich die Anzahl der benötigten Bauteile erheblich vergrößert, was zu hohen
Herstellungskosten führt. Das Folge- oder Serien-Verarbeitungsverfahren arbeilet nicht so schnell wie das
Simultan- oder Parallelverfahren, doch benötigt man hierbei für jedes Einzelbild nur eine Zeitspanne in der
Größenordnung von 10 ms, so daß sich in der Praxis keine größeren Schwierigkeiten ergeben. Die Verarbeitung
nach dem Folgeverfahren wird gemäß F i g. 1 mit Hilfe einer Speicherstufe in Form eines zweidimensionalen
Pufferspeichers 15 durchgeführt. Die in F i g. 1 dargestellten Einrichtungen werden im folgenden näher
beschrieben.
Quantisierungsschaltung
bzw. Analog-Digital-Umsetzer
bzw. Analog-Digital-Umsetzer
Das durch die interne Fernsehkamera 12 erzeugte kontinuierliche Videosignal wird durch eine Gleichstromregenerationsschaltung
auf dem Pegel Null gehalten, wobei der Schwarzpegel auf 0 V eingestellt ist, und dann wird dieses Signal in die binären Signale
verwandelt, wobei entweder mit einem festen oder mit einem schwimmenden Schwellwert gearbeitet wird.
Bei dem mit einem festen Schwellwert arbeitenden Verfahren handelt es sich um das einfachste und
gebäuchlichste Verfahren. Bei diesem Verfahren wird das optische Bild des zu prüfenden Bauteils in der
internen Fernsehkamera mit Hilfe eines photoelektrischen Wandlers abgetastet und in kontinuierliche
elektrische Signale umgesetzt, die dann unter Anwendung eines vorbestimmten Schwellwertes in die binären
Signale verwandelt werden. Der Schwelipegel kann z. B. auf einen mittleren Pegel zwischen dem Weißpegel und
dem Schwarzpegel des Bildes festgelegt werden, doch hat dies den Nachteil, daß sich nur eine große Fehlstelle
nachweisen läßt, während sich eine Fehlstelle mit äußerst kleinen Abmessungen wegen des begrenzten
Auflösungsvermögens des verwendeten photoelektrischen Wandlers nicht nachweisen läßt.
F i g. 2 zeigt das Muster eines zu prüfenden Bauteils, das Fehlstellen aufweist. Handelt es sich bei dem zu
prüfenden Bauteil um eine Maske zum Herstellen eines integrierten Schaltkreises, repräsentiert die dunkle
Fläche z. B. Chrom, das auf einer durchsichtigen Glasplatte niedergeschlagen worden ist. Die Fehlstellen
innerhalb der dunklen Fläche sind in F i g. 2 mit 18 und 19 und in der hellen Fläche mit 20 und 21 bezeichnet.
Das Videosignal 23 entsteht während des Abtastens längs der durch die Fehlstellen verlaufenden gestrichelten
Linie 22. Die Fehlstellen erscheinen gemäß dem unteren Teil von F i g. 2 in dem Videosignal bei 18', 19',
20' und 21'. Ein Schwellpegel 24 wird gemäß Fig.2 in
der Mitte zwischen dem Weißpegel und dem Schwarzpegel festgelegt. Wenn die Fehlstellen 19 und 21 im
Vergleich zum Durchmesser des Elektronenstrahls zu klein sind, erreichen die Pegel der Signale 19' und 2Γ,
welche die Fehlstellen 19 und 21 repräsentieren, nicht den Schwellpegel 24. Daher werden gemäß Fig.3 nur
binäre Signale entsprechend der Linie 25 erzeugt, und es ist ersichtlich, daß die kleinen Fehlstellen 19 und 21 nach
F i g. 2 überhaupt nicht nachgewiesen werden.
Bei dem mit einem schwimmenden Schwellpegel arbeitenden Verfahren wird dagegen der Schwellpegel
in Abhängigkeit vom Dunkelpegel und vom Hellpegel eines Bildes variiert, so daß auch die äußerst kleinen
Fehlstellen 19 und 20 nachgewiesen werden können. Beispielsweise wird gemäß F i g. 2 mit einem variablen
Schwelipegel 26 gearbeitet, der gesenkt wird, wenn der Pegel des Videosignals niedrig ist, der jedoch angehoben
wird, wenn der Pegel des Videosignals hoch ist. Der Mittelwert des schwimmenden Schwellpegels 26 fällt
mit dem festen Schwellpegel 24 zusammen, und er sinkt etwas tiefer als der Pegel des Videosignals 23. Das die
jeweilige Fehlstelle repräsentierende Signal weist eine Polarität auf, die der Polarität des den Hintergrund
repräsentierenden Signals entgegengesetzt ist, und der schwimmende Schwellpegel muß im Vergleich zu der
Polaritätsumkehr des Videosignals 23 hinreichend langsam variiert werden. Auf diese Weise ist es möglich,
die in F i g. 4 dargestellten binären Signale 27 zu gewinnen. Es ist ersichtlich, daß das Videoausgangssignal
sehr schnell auf die Helligkeitsumkehrung des Bildes an den Fehlstellen und den Grenzen zwischen
den dunklen und den hellen Flächen anspricht. Der schwimmende Schwellpegel 26 soll vorzugsweise
möglichst hoch liegen, soweit dies möglich ist, ohne daß die Rauschpegel sowohl bei dem Hellpegel als auch bei
dem Dunkelpegel erreicht werden. Zwar wird der schwimmende Schwellpegel aus dem Videosignal
abgeleitet, doch wenn eine zu lange Ansprechzeit benötigt wird, fällt das eine Fehlstelle repräsentierende
Signal nicht mit der tatsächlichen Lage der Fehlstelle zusammen; ist dagegen die Ansprechzeit zu kurz,
verschlechtert sich das Auflösungsvermögen. Daher muß man entsprechend dem betreffenden Bild und dem
zu prüfenden Bauteil jeweils einen Kompromiß zwischen der Ansprechzeit und dem Auflösungsvermögen
anstreben.
Fig. 5 zeigt in einem Blockschaltbild eine gemäß Fig. 1 ausgebildete Prüfanlage, die mit einer Einrichtung
der beschriebenen Art zum Erzeugen binärer Signale versehen ist, welche mit einem schwimmenden
Schwellpegel arbeitet. Der zu prüfende Gegenstand 11,
z. B. eine gedruckte Schaltung oder eine Maske für einen integrierten Schaltkreis, wird von einer internen
Fernsehkamera 12 abgetastet. Ein Generator 28 für einen festen Schwellwert liefert einen festen Schwellpegel,
der sich nach den Hell- und Dunkelpegcln eines
Bildes richtet. In F i g. 5 ist das Ausgangssignal der internen Fernsehkamera 12 mit 28a bezeichnet; das
Ausgangssignal des Generators 28 ist mit 34 bezeichnet; ferner ist gemäß F i g. 5 eine Subtraktionsschaltung 29
vorhanden, die das Ausgangssignal 34 von dem Ausgangssignal 28a abzieht, so daß der mittlere
Schwellpegel nahezu auf Null gehalten werden kann; das Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 29 ist in
F i g. 5 mit 35 bezeichnet; ferner ist eine Kompressionsund Glättungsschaltung 30 vorhanden, deren Verstärkung
bezüglich des Ausgangssignals 35 etwas kleiner ist als 1, und die dem Eingangssignal langsam nacheilt. In
der Praxis sind die Subtraktionsschaltung 29 und die Schaltung 30 als Operationsverstärker ausgebildet;
einer dieser Verstärker bildet eine sogenannte lineare Verzögerungsleitung mit einem Widerstand und einem
Kondensator, die in die Rückkopplungsschleife eingeschaltet ist, und der andere Verstärker ist ein Inverter,
der mit einer Verstärkung von weniger als 1 arbeitet und zum Umkehren der Polarität dient. Weiterhin ist
eine Additionsschaltung 31 vorhanden, die dazu dient, das Ausgangssignal 36 der Schaltung 30 zum Ausgangssignal
34 des Generators 28 für den festen Schwellwert zu addieren, so daß der mittlere: Pegel des Signals 36 mit
dem Pegel des Videosignals 2i!a übereinstimmen kann. Das Ausgangssignal 37 der Additionsschaltung 31 bildet
gemäß F i g. 2 den schwimmenden Schwellpegel 26. Eine Umsetzerschaltung 32 in Form eines Komparator 32
vergleicht die beiden Eingangssignale 35 und 37 und liefert je nach dem Unterschied zwischen diesen
Signalen eine »1« oder eine »0«. Das Ausgangssignal 38 des !Comparators 32 entspricht dem in Fig. 4
dargestellten Signal 27, bei dem es sich um ein binäres Signal handelt.
In dem Generator 28 für den festen Schwellpegel kann eine Spannung, die einer Quelle für eine konstante
Spannung entnommen wird, mittels eines verstellbaren Widerstandes geteilt werden, und die übrigen Einrichtungen
29, 30, 31 und 32 können als einfache Operationsverstärker ausgebildet sein.
Im vorliegenden Fall wird der photoelektrische Umsetzer 12 als interne Fernsehkamera bezeichnet, die
dazu dient, das zu prüfende Bauteil 11 abzutasten, so daß
aufeinanderfolgende Videosignale erzeugt werden, doch kann man die erfindungsgemäße, mit einem
schwimmenden Schwellpegel arbeitende Anordnung auch bei einer Anordnung verwenden, bei der
zweidimensionale Informationen gleichzeitig verarbeitet werden, und zwar mit Hilfe eines photoelektrischen
Umsetzers 12, der so ausgebildet ist, daß er es ermöglicht, ein fokussiertes Bild mit Hilfe einer
Anordnung von Photozellen zu speichern; hierbei nimmt der Speicher ein Bild auf, das innerhalb seiner
gesamten Fläche eine gleichmäßige Helligkeit hat, und dessen mittlerer Pegel, bei dem es sich um den
räumlichen Mittelwert handelt, festliegt. Der anstelle des Generators 28 verwendete Speicher kann z. B. als
Einzelbildspeicher ausgebildet sein. Alternativ kann man ein Linsensystem benutzen, das geeignet ist, ein
Bild zu speichern, das mittels eines Tiefpaßfilters übermittelt wird, welches geeignet ist, die räumlichen
Variationen des Eingangsbildes zu unterbrechen. Anstelle der Subtraktionsschaltung 29 kann man z. B. eine
Anordnung oder Gruppe von Operationsverstärkern verwenden, die dazu dienen, die Helligkeit eines Bildes
dadurch zu verändern, daß sie den Mittelwert der Helligkeit von dem Helligkeitswert abziehen. Bei der
Schaltung 30 handelt es sich um eine Filtereinrichtung, z. B. ein Tiefpaßfilter, das geeignet ist, die erforderliche
Unscharfe hervorzurufen. Die Einrichtung 31 ist als Bildadditionseinrichtung und die Einrichtung 32 als
Bildkomparator ausgebildet. Hierbei wird das Schwellwertsignal 37 des Bildes zu einer zweidimensionalen
Information in Gestalt einer leicht gewellten Wellenform, und hieraus wird der diesen Schwellpegel
überschreitende steile Bildteil abgeleitet.
Bei Elektrokardiogrammen und Elektroencephalogrammen,
bei denen sehr schwache elektrische Signale verarbeitet werden müssen, führt die Auswanderung der
Detektoren zu erheblichen Schwierigkeiten, doch wird bei einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der mit
einem schwimmenden Schwellpegel gearbeitet wird, der Schwellpegel in Abhängigkeit von der langsamen
Auswanderung variiert, so daß die Auswanderung nicht zu Schwierigkeiten führt, wenn die Signale in die
binären Signale verwandelt werden. Daher läßt sich auch eine sehr kleine Spitze, die eine Pohlstelle
repräsentiert, leicht nachweisen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Benutzung eines schwimmenden Schwellpegels besteht bei
der Anwendung der Erfindung bei einer Mustererkennungseinrichtung darin, daß die durch eine Fernsehkamera
od. dgl. herbeigeführte Bildabschattung nicht zu Schwierigkeiten führt. Mit anderen Worten, wenn der
Schwellpegel 24 niedrig ist, damit gemäß Fig. 2 die Fehlstelle 19' nachgewiesen werden kann, ist die Kurve
des Schwarzpegels im allgemeinen wegen der ungleichmäßigen Empfindlichkeit des Bildes gekrümmt. Wird
■Ί das gebräuchliche Verfahren mit einem festen Schwellwert
angewendet, besteht die Gefahr, daß das Signal, das den normalen Schwarzpegel mit Ausnahme einer
Fehlstelle repräsentiert, den Schwellpegel überschreitet, so daß das Signal irrtümlich den Weißpegel repräsen-
Ki tiert. Wird dagegen gemäß der Erfindung mit einem
schwimmenden Schwellpegel gearbeitet, ist es möglich, die fehlerhafte binäre Umsetzung, die auf die ungleichmäßige
Empfindlichkeit, z. B. die Bildabschattung, zurückzuführen ist, so weit zu verhindern, daß sich die
i") Schwarz- und Weißpegel des Videosignals nicht
überlappen, was insoweit gilt, als diese Pegel innerhalb des Bereichs außerhalb des mittleren Pegels variieren.
Zweidimensionaler Pufferspeicher
:o Der zweidimensionale Pufferspeicher dient dazu, die
zweidimensional angeordneten Informationen, z. B. das Videosignal oder magnetische oder mechanische
Informationen, die im folgenden als »Musterinformationen« bezeichnet werden, in eindimensionale zeitabhän-
2> gige Informationen dadurch zu verwandeln, daß eine
Abtastung bewirkt wird, woraufhin die Informationen entsprechend einer zweidimensionalen Musterinformation
neu geordnet werden.
Bei einer Einrichtung zum Verarbeiten optischer
Bei einer Einrichtung zum Verarbeiten optischer
in Informationen wird das Bild eines Gegenstandes, das
mit Hilfe einer Videosignal-Eingabeeinrichtung, z. B. einer Fernsehkamera, gewonnen wird, im allgemeinen
in Signale verwandelt, die die Intensitätswerte der Bildelemente repräsentieren.
r> Die bis jetzt übliche Verarbeitung der Informationen
der beschriebenen Art wird gewöhnlich mit Hilfe eines Digitalrechners durchgeführt. Hierbei ist es erforderlich,
eine sehr große Menge von Videoinformationen in einem Kern- oder Trommelspeicher zu speichern, und
4(i jede einzelne Information wird verarbeitet, um die
Eigenschaften des Gegenstandes darzustellen. Wenn z. B. ein Einzelbild in der Längsrichtung durch 240
Linien und in der seitlichen Richtung durch 320 Linien unterteilt wird, enthält jedes Einzelbild 76 800 Bildele-
•r> mente. Werden jeweils sechs Bits verwendet, um die
hellen und dunklen Bildelemente zu repräsentieren, benötigt man einen Speicher von großem Fassungsvermögen,
der 461 000 Bits aufnehmen kann. Außerdem muß jedes Bildelement verarbeitet werden. Benötigt
■vi man 100 Mikrosekunden zum Verarbeiten jedes
Bildelements, würde die Verarbeitung aller Bildelemente eines Einzelbildes etwa 7,7 see in Anspruch nehmen.
Die Tatsache, daß in dem Speicher eine große Menge von Informationen gespeichert sind, und daß sich eine
-,-, längere Verarbeitungszeit ergibt, bedeutet, daß man
einen elektronischen Rechner von hoher Leistung während einer Zeitspanne von erheblicher Länge
einsetzen muß. Hieraus ergeben sich sehr hohe Kosten für die Prüfanlage.
bii Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem
die Videoinformatic<nen zuerst in einem Speicher gespeichert und dann verarbeitet werden, ist es gemäß
der Erfindung möglich, die Musterinformationen bei ihrem Eintreffen augenblicklich zu verarbeiten. Daher
t,-> bietet die Erfindung den Vorteil, daß sich die
Musterinformationen mit einer Geschwindigkeit verarbeiten lassen, die gleich der Eingabegeschwindigkeit ist.
Bis jetzt ist keine Eingabeeinrichtung vorgeschlagen
ti
worden, die geeignet ist, gleichzeitig die gesamten zweidimensionalen Informationen aufzunehmen. Im
allgemeinen werden die Videosignale z. B. dadurch gewonnen, daß der Gegenstand mittels einer Fernsehkamera
abgetastet wird. Bei dem zweidimensionalen Pufferspeicher nach der Erfindung wird der zweidimensionale
Raum durch einen Abtastvorgang in eindimensionale zeitliche Informationen umgewandelt, die dann
mit Hilfe einiger weniger Speicher in die zweidimensionalen Informationen umgewandelt werden, so daß es
möglich ist, die Videoinformationen im Hinblick auf die Aufgabe der Erfindung auf optimale Weise zu
verarbeiten.
Beim Verarbeiten von Videoinformationen ist es häufig erwünscht, bei einem Bild der in F i g. 6
dargestellten Art das Rauschen zu beseitigen. Zu diesem Zweck wurde bereits ein sehr einfaches Verfahren zum
Beseitigen des Rauschens aus den Signalen vorgeschlagen, gemäß welchem eine Abtastung unter Benutzung
eines Zeitfilters durchgeführt wird. Hierbei handelt es sich jedoch um ein eindimensional arbeitendes Verfahren,
so daß die zu den abgetasteten Zeilen rechtwinkligen Komponenten unberücksichtigt bleiben. Um die
zweidimensionalen Informationen zu verarbeiten, ist es erforderlich, die bei den vorausgehenden Abtastvorgängen
gewonnenen Informationen zu speichern, so daß auch die orthogonalen Komponenten verarbeitet
werden können. In der Praxis werden vorzugsweise mindestens die in F i g. 6 mit 39 bezeichneten Informationen
in der Verarbeitungseinrichtung gespeichert. Die einfachste technische Lösung besteht darin, sämtliche
Informationen über das Bild zu speichern, so daß die in Fig.6 mit 39 bezeichneten Informationen in jedem
beliebigen Zeitpunkt verwendet werden können. Dies geschieht in der vorstehend beschriebenen Weise mit
Hilfe eines Digitalrechners, doch benötigt man hierbei eine außerordentlich große Anzahl von Speicherstellen,
und das Ein- und Ausgeben bedingt einen erheblichen Zeitverbrauch, so daß sich ein komplizierter Aufbau der
Verarbeitungseinrichtung ergibt und hohe Kosten entstehen. Gemäß der Erfindung werden jedoch nur die
in Fig. 6 mit 39 bezeichneten Informationen gespeichert und verarbeitet, so daß man die Anzahl der
Speicherelemente verarbeitet, so daß man die Anzahl der Speicherelemente verringern kann. Außerdem
werden die Informationen verarbeitet, sobald die durch das Abtasten gewonnenen Videoinformationen eintreffen,
so daß sich die Verarbeitungszeit erheblich abkürzen läßt. Daher ist es gemäß der Erfindung
möglich, eine Einrichtung von einfacher Konstruktion zu schaffen und die zweidimensionalen Informationen
sehr schnell zu verarbeiten.
Enthalten die in Fig. 6 mit 39 bezeichneten Informationen m abzutastende Zeilen, von denen jede
die Länge / hat, müssen Informationen verarbeitet werden, die dem Produkt von m und / entsprechen.
Wenn der Ausschnitt m χ /eine Speicherfunktion hat, ist die Speicherkapazität derart, daß nur die Informationen
gespeichert zu werden brauchen, die einer um 1 verkleinerten Zeilenzahl entsprechen, d. h., es brauchen
nicht alle m Zeilen abgetastet zu werden. Die zu benutzende Einrichtung würde sehr kompliziert und
teuer werden, wenn die Speicherelemente zum Speichern der Informationen längs der Abtastlinie /derart
wären, daß sich kontinuierlich ändernde Helligkeitsinformationen gespeichert werden können. Daher wird
eines von mehreren praktisch brauchbaren Verfahren angewendet, das darin besieht, daß die Abtastlinie in
bestimmten Intervallen unterteilt wird, die sich nach den Abständen zwischen benachbarten Abtastlinien richten,
wobei in der Praxis die Abtastlinie / zeitabhängig abgefragt wird, und daß die abgefragten Informationen
zum Zweck des Speicherns quantisiert werden. Unterteilt man die Abtastlinie oder Zeile / in η Abschnitte und
benutzt man zum Quantisieren k Bits, ergibt sich die benötigte Kapazität zum Speichern der Informationen
39 als das Produkt aus m, η und k. Die quantisierten
Informationen können in Registern, Verzögerungsleitungen oder mit Blasenspeichern arbeitenden Verschiebungsschaltungen
gespeichert werden. Kontinuierliche Informationen lassen sich in einer Analogplatte
speichern, so daß es nicht unbedingt erforderlich ist, Abfrage- und Quantisierungsvorgänge durchzuführen.
F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der m gleich 3, η gleich 4 und k gleich 2 ist. Die
Fernsehkamera 12, z. B. ein Vidikon, dient dazu, das optische Bild in elektrische Signale umzusetzen. Ferner
ist ein Steuersignalgenerator 40 vorhanden, der die Synchronisations- oder Taktsignale und die Abtastsignale
für die Fernsehkamera 12 und die Abfrageeinrichtung 13 liefert. In Abhängigkeit von dem Abtastsignal
führt die Fernsehkamera 12 auf bekannte Weise eine Waagerechtabtastung durch, so daß das zweidimensionale,
sich aus dunklen und hellen Elementen zusammensetzende Bild in die eindimensionalen elektrischen
Informationen umgesetzt werden kann, die Dunkelheits- rnd Helligkeitsinformationen enthalten.
Die elektrischen Informationen werden durch die Abfrageschaltung 13 in Abhängigkeit von dem Steuersignal
abgefragt, das ihr von dem Steuersignalgenerator
40 aus zugeführt wird und mit dem Abtastsignal synchron ist. Daher wird die Abtastzeile / in η
Abschnitte unterteilt. Eine Quantisierungsschaltung 14, z. B. ein Analog-Digital-Umsetzer, verwandelt die
analogen elektrischen Informationen in digitale Informationen, und zwar in Abhängigkeit von dem
Synchronisationssignal, das der Steuersignalgenerator 40 synchron mit der Abtastperiode erzeugt. Die der
Quantisierungsschaltung entnommenen digitalen Informationen setzen sich aus k Bits zusammen.
Gemäß Fig. 7 sind Schieberegister 41 und 41' vorhanden, die dazu dienen, die quantisierten Informationen
für jede abgetastete Zeile zu speichern und ihren Inhalt in Richtung auf ihren Ausgang in Abhängigkeit
von dem Synchronisationssignal zu verschieben, das ihnen von dem Steuersignalgenerator 40 synchron mit
der Abfragefrequenz zugeführt wird. Jedes Schieberegister enthält η χ k Bitspeichereletnente, und das aus λ'
Bits bestehende Ausgangssignal wird dem Schieberegister 41 und von diesem aus dem Schieberegister 41'
zugeführt.
Ferner ist ein Schieberegister 42 vorhanden, das in χ η χ k Bitspeicherelemente enthalt und dazu dient,
die Informationen 39 nach Fig. 6 zu speichern; dem Schieberegister kann jedes Bit eingegeben und entnommen
werden. Das Ausgangssignal der Quantisicrunpsschaltung
40 wird den Eingangsklcmmeii bzw. den A'-Klemmen der untersten Stufe des Schieberegisters 42,
das Ausgangssigna! des Schieberegisters 41 den Eingangsklemmen der mittleren Stufe und das Ausgangssignal
des Schieberegisters 41' den liingangsklemmen der obersten Stufe zugeführt. Alle genannien
Ausgangssignalc werden in Abhängigkeil vom Synchro nisationssignal des Steuersigtiiilgcnoi-.iiors 40 synchron
mit der Abfragefrequenz eingegeben. Ferner wird in Abhängigkeil von dem Synohronisiitionssignal das
Signal mit k Bits in jeder Registerstufe nach rechts verschoben. Die in dem Schieberegister 42 gespeicnerten
Bitinformationen werden einer Verarbeitungsstufe !6 zugeführt. Das Ausgengssignal dieser Verarbeitungseinrichtung kann einer weiteren Einrichtung zugeführt
oder dem Schieberegister 42 eingegeben werden. Die Verarbeitung der Informationen durch die Verarbeitungsstufe
16 erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit von dem durch den Steuersignalgenerator 40 erzeugten Synchronisationssignal.
Das Bild wird von links nach rechts abgetastet, v/ie es in der Fernsehtechnik üblich ist, so daß dann, wenn die
rechte untere Ecke der Informationen 39 nach Fig. 6
abgetastet worden ist, alle Informationen 39 in dem Schieberegister 42 gespeichert sind. Die Schaltung 16
zum Verarbeiten der in dem Schieberegister 42 gespeicherten Informationen wird je nach der gewünschten
Verarbeitung der Daten an weitere Schaltungen angeschlossen, die jedoch nicht einen Gegenstand
der Erfindung bilden.
Während sich die Abtast- und Abfragevorgänge abspielen, wird der Inhalt der Schieberegister 41,4Γ und
42 verschoben. Mit anderen Worten, die einer Verschiebung entsprechenden Informationen werden in
dem Schieberegister 42 gespeichert, und das von den genannten Informationen völlig verschiedene Ausgangssignal
wird der Verarbeitungsstufe 16 entnommen. Während das Bild abgetastet wird, gibt die Verarbeitungsstufe
16 die verarbeiteten Informationen ab, so daß dann, wenn die Ausgangssignale der Verarbeitungsstufe
16 in Abhängigkeit vom Abtaslsignal des Steuersignalgenerators 40 neu geordnet werden, das verarbeitete
Bild zur Verfügung steht.
Bei einer in Fig. 8 dargestellten weiteren Ausführungsform
der Erfindung werden anstelle der Schieberegister 41 und 41' Verzögerungsleitungen oder
Analogspeicherplatten 43 und 43' verwendet, um die analogen Signale zu speichern, und anstelle der
Abfrageschaltung 13 nach F i g. 7 sind drei Abfrageschaltungen 44, 44' und 44" vorhanden, die in
Abhängigkeit von den durch den Steuersignalgenerator 40 erzeugten Synchronisationssignalen betätigt werden.
Ferner ist die Quantisierungsschaltung 14 nach F i g. 7 durch drei Quantisierungsschaltungen 45, 45' und 45"
ersetzt worden, die ebenfalls in Abhängigkeit von den Synchronisationssignalen des Steuersignalgenerators 40
arbeiten. Die Wirkungsweise der Anordnung nach F i g. 8 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der
anhand von Fig. 7 beschriebenen, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigen dürfte. Auch auf d?s
Schieberegister 42 wird hier nicht näher eingegangen, da es aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist,
daß es zum Verarbeiten analoger Informationen geeignet ist.
F i g. 9 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform nach F i g. 7 zum Speichern von Informationen für je y
Abtastzeilen in dem Schieberegister 42. Die Eingänge der Schieberegister 41 und 41' werden durch 46 und 46'
gesteuert, die ihrerseits durch die Synchronisationssignale gesteuert werden, welche von dem auch die .
Abtastsignale liefernden Steuersignalgenerator 40 geliefert werden. Im vorliegenden Fall ist angenommen,
daß y gleich 3 ist, und daß die Informationen über die erste Abtastzeile in dem Schieberegister 42 gespeichert
worden sind. In Abhängigkeit vom Abtasten der ersten Zeile wird das Einschaltsignal des Steuersignalgenerators
40 den Verknüpfungsgliedern 46 und 46' zugeführt, so daß das Glied zum Zuführen des Ausgangssignals der
Quantisierungsschahung 14 zu dem Schieberegister 41 geöffnet wird, während das Glied zum Zuführen des
Ausgangssignals des Schieberegisters 41 zu der Eingangsklemnie geschlossen wird, und entsprechend
wird das Glied zum Zuführen des Ausgangssignals des Schieberegisters 41 zum Eingang des Schieberegisters
41' geöffnet, während das Glied zum Zuführen des Ausgangssignals des Schieberegisters 41' zu der
Eingangsklernme geschlossen wird. Andererseits wird in Abhängigkeit vom Abtasten der zweiten und der dritten
Zeile ein Abschaltsignal den Gliedern 46 und 46' zugeführt, so daß das Glied zum Zuführe; des
Ausgangssignals der Quantisierungsschaltung !4 zum Eingang des Schieberegisters 41 geschlossen wird,
während das Glied zum Zuführen des Ausgangssignals des Schieberegisters 41 zu der Eingangsklemme
geöffnet wird; entsprechend wird das Glied zum Zuführen des Ausgangssignals des Schieberegisters 41
zum Eingang des Schieberegisters 41' geschlossen, während das Glied zum Zuführen des Ausgangssignals
des Schieberegisters 41' zu der Eingangsklemme geöffnet wird. Mit anderen Worten, der Inhalt der
Schieberegister 41 und 41' wird umgewälzt bzw. er zirkuliert, während die zweite und die dritte Zeile
abgetastet werden. In Abhängigkeit vom Abtasten der vierten Zeile wiederholen sich die vorstehend bezüglich
des ersten Abtastvorgangs beschriebenen Vorgänge. In der weiter oben beschriebenen Weise wird das
Ausgangssignal der Quantisierungsschahung 14 dem Schieberegister 41 zugeführt, dessen Inhalt zum Zweck
des Speicherns in das Schieberegister 41' überführt wird. Entsprechend werden die Informationen über
jeweils drei Abtastzeilen in dem Schieberegister 42 gespeichert. Auf diese Weise ist es möglich, die
Videoinformationen im wesentlichen in der gleichen Weise zu verarbeiten, wie es bezüglich der Ausführungsform
nach F i g. 7 beschrieben wurde.
Gemäß Fig. IC können zu jedem der Glieder 46 und
46' jeweils ein UND-Glied 47, ein NAND-Glied 48 und ein ODER-Glied 49 gehören.
Sollen die Grobvideoinformationen über eine abgetastete Zeile der Verarbeitungsstufe 16 eingegeben
werden, kann man gemäß Fig. 11 die von dem Schieberegister 42 zu der Verarbeitungsstufe 16
führenden Ausgangsleitungen überspringen bzw. zusammenfassen, und hierbei muß die Breite des der
Verarbeitungseinrichtung zugeführten Taktsignals des Steuersignalgenerators 40 entsprechend vergrößert
werden. Diese Anordnung erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn zwei verschiedene Informationen
in der Einrichtung 16 verarbeitet werden, und wenn die Verarbeitung der Informationen innerhalb der
Abfrageperiode der Abfrageschaltung 13 nicht zu Ende geführt werden kann.
Anordnung zum Gewinnen eines kleinen
Ausschnitts
Ausschnitts
I. Begrenzungslinienabstandsverfahren
Fig. 12 zeigt ein zu prüfendes Bauteil, bei dem das zweidimensionale Heil-Dunkel-Muster an den Begrenzungslinien
zwischen den dunklen und den hellen Flächen seine Intensität allmählich ändert. Die hellen
und dunklen Flächen enthalten gemäß Fig. 12 Fehlstellen
50 und 51. F i g. 13 zeigt eine Wiedergabe des Bildes
nach Fig. 12, das abgefragt und unter Benutzung des binären Pegels quantisiert worden ist, und bei dem die
Fehlstellen 50' und 5Γ den Fehlstellen 50 und 51 nach
Fig. 12 entsprechen. Man erkennt, daß die Begrenzungslinien einen Vorsprung 52 und eine Einkerbung 53
aufweisen, deren Entstehung auf die Quantisierung des Bildes zurückzuführen ist. In der Verarbeitungseinrichtung
werden die mikroskopischen Ausschnitte 50', 5Γ, 52 und 53, bei denen es sich urn die Fehlstellen handeln
kann, dem quantisierten Bild nach Fig. 13 entnommen und ohne Rücksicht darauf nachgewiesen, ob es sich
tatsächlich um Fehlstellen oder lediglich um einen Vorsprung oder eine Einkerbung an der Begrenzungslinie
handelt, so daß es möglich ist, nur die Fehlstellen herauszuziehen und nachzuweisen.
Im folgenden wird anhand von F i g. 14 der Grundgedanke
des Verfahrens erläutert, das dazu dient, die mikroskopischen Ausschnitte herauszuziehen, bei denen
es sich um Fehlstellen oder aber um Vorsprünge oder Einkerbungen an den Begrenzungslinien handeln kann.
Das Verfahren zum Gewinnen eines mikroskopischen Ausschnitts außerhalb der Begrenzungslinie besteht
darin, daß diejenigen Bildelemente herausgezogen werden, deren Helligkeit sich in Beziehung zu den
Bildelementen in einer bestimmten Richtung gegenüber einem hellen Zustand oder einem dunklen und hellen
oder dunklen Zustand oder einem hellen und dunklen Zustand ändert. Beispielsweise ist es möglich, die
Fehlstellen 50' und 51' nachzuweisen, da sich die Helligkeit längs der waagerechten Linien 54 und 55 von
hell nach dunkel und hell und dunkel sowie von dunkel nach hell ändert. Es besteht jedoch die Gefahr, daß ein in
der waagerechten Richtung langgestreckter mikroskopischer Ausschnitt oder eine Fehlstelle nicht nachgewiesen
wird, so daß es erforderlich ist, eine Fehlstelle in der senkrechten Richtung und notfalls in einer geneigten
Richtung nachzuweisen. Auf diese Weise ist es möglich, in der Praxis jede beliebige Fehlstelle mit der
erforderlichen Genauigkeit nachzuweisen.
Zum Ermitteln der Vorsprünge oder Einkerbungen an den Begrenzungslinien werden die beiden mikroskopischen
Ausschnitte so gewählt, daß sich jedes Bildelenient
zwischen ihnen anordnen läßt. Wenn einer der mikroskopischen Ausschnitte dunkel oder hell ist,
während der andere mikroskopische Ausschnitt hell oder dunkel ist, können die Vorsprünge oder Einkerbungen
an den Begrenzungslinien identifiziert werden. Beispielsweise liegt der Vorsprung 52 an der Begrenzungslinie
zwischen zwei mikroskopischen Ausschnitten 56 und 56', und der Ausschnitt 56 ist hell, während der
Ausschnitt 56' dunkel ist, so daß sich der Vorsprung 52 identifizieren läßt. Entsprechend liegt die Einkerbung 53
zwischen zwei mikroskopischen Ausschnitten 57 und 57', von denen der erstere dunkel und der letztere hell
ist. Es sei bemerkt, daß man die mikroskopischen Ausschnitte so wählen muß, daß man ein unempfindliches
Band erhält. Werden die mikroskopischen Ausschnitte, die nach einem der vorstehend beschriebenen
Verfahren herausgezogen worden sind, miteinander verglichen, kann man die Fehlstellen 50" und 51" von
dem in Fig. 15 gezeigten Vorsprung und der Einkerbung unterscheiden.
Nachstehend wird die nach dem Begrenzungslinienabstandsverfahren arbeitende Verarbeitungseinrichtung
oder -stufe anhand von F i g. 16 beschrieben, wo in einem Blockschaltbild die Anordnung nach Fig. 1 in
Verbindung mit einer Verarbeitungseinrichtung dargestellt ist. Das optische Bild eines Bauteils 11, z. B. einer
zu prüfenden gedruckten Schaltung, wird durch einen photoelektrischen Wandler, z. B. eine Fernsehkamera
12, in elektrische Videosignale verwandelt. Gemäß Fig. 16 enthält der Diagrammblock 59 die die Schaltung
14 zum Erzeugen der binären Signale, die Abfrageschaltung 13 und die Speicherstufe 15 zum Entnehmen der
zweidimensionalen Videoinformationen 58 für einen mikroskopischen Ausschnitt aus dem kontinuierlichen
Videosignal. Ferner gehört zu der Prüianiage eine Schaltung 61 zum Entnehmen der mikroskopischen
Ausschnitte aus dem Muster auf der Basis des vorstehend beschriebenen Begrenzungslinienabstandsverfahrens
sowie eine Schaltung 62 zum Entnehmen der Begrenzungslinien des Musters. Anstelle der Einrichtung
61 könnte man auch eine weiter unten beschriebene Einrichtung benutzen, deren Wirkungsweise auf dem
Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren oder einem Begrenzungslinien-Ausmittelungsverfahren beruht. Das
für den mikroskopischen Ausschnitt geltende Signal bzw. das örtliche Videosignal 60 wird sowohl der
Schaltung 61 zum Entnehmen des mikroskopischen Ausschnitts als auch der Schaltung 62 zum Entnehmen
der Begrenzungslinien zugeführt, und die so gewonnenen Ausgangssignale 63 und 64 werden einem
Komparator 65 zugeführt, dessen Ausgangssignal dann eine tatsächlich vorhandene Fehlstelle repräsentieren
kann. Diese Fehlstelle wird dann mit Hilfe einer Darstellungseinrichtung 67, z. B. eines Fernsehmonitors
dargestellt. Erforderlichenfalls ist es möglich, nicht nur die Fehlstellen, sondern auch den Hintergrund in
verschiedenen Farben wiederzugeben, wie es in F i g. 15 gezeigt ist, so daß sich die Lage, die Größe, die Art usw.
der betreffenden Fehlstelle leichter erkennen läßt.
Ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung 61 zum Entnehmen eines kleinen Ausschnitts ist in Fig. 17
dargestellt. Einige Beispiele für Teile des Bildes, das sich aus 5 χ 5 Bildelementen zusammensetzt,sind in Fig. 18
gezeigt; jeder mikroskopische Ausschnitt, der zwei Bildelemente oder nur ein Bildelement enthält, soll
nachgewiesen und entnommen werden können. In Fig. 15 erkennt man bei 75 ein logisches Muster zum
Nachweisen und Entnehmen eines mikroskopischen Ausschnitts in der senkrechten Richtung, bei 76 und 77
logische Muster für die waagerechte Richtung sowie bei 78, 79, 80 und 81 solche für die diagonalen Richtungen.
Die Schaltung 61 ist in Fig. 17 in Verbindung mit den
logischen Muslern 74 und 75 dargestellt, und das Ausgangssignal 70a wird eine »1«, wenn ein mikroskopischer
Ausschnitt vorhanden ist, der aus einem Bildelement oder einer senkrechten Reihe von Bildelementen
besteht.Gemäß Fig. 17 sind UND-Glieder68«,
680, 68c und 6Sd vorhanden, und die invertierten Eingangssignale werden den mit einem kleinen Kreis
bezeichneten Eingängen zugeführt. An diese UND-Glieder ist ein ODER-Glied 69 angeschlossen. Die in
Fig. 17 gezeigte Schaltung ist so ausgebildet, daß ihr Ausgangssignal 70a eine »1« ist, wenn das mittlere
Bildelement 71 einer »1« entspricht und die beiden Bildelemente 72 und 73 jeweils einer »0« entsprechen,
oder wenn das mittlere Bildelement 71 einer »0« entspricht und die Bildelemente 72 und 73 einer »1«
entsprechen. Auf ähnliche Weise werden den logischen Schaltungen für die logischen Muster 76 bis 81 nach
Fig. 18 die Ausgangssignale 706, 70c und 70d entnommen, die alle jeweils einer »1« entsprechen.
Wenn das Bildelement 71 eines von zwei benachbarten Bildelementen oder ein einziges Bildelement ist, liefert
daher das ODER-Glied 63 das Ausgangssignal »1«.
Ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 62 zum Entnehmen der Begrenzungslinien des Musters ist in
Fig. 19 dargestellt, und die logischen Muster, die durch
!7
diese Schaltung verarbeitet werden, sind in Fig. 20
gezeigt. Die logischen Muster 84 und 85 sowie 86 und 87 dienen zum Entnehmen der Begrenzungslinien, die
keine Fehlstelle in einer diagonalen Richtung, in der senkrechten oder der waagerechten Richtung aufweisen.
Betrachtet man das mittlere Bildelement 71, und entsprechen die Bildelemente innerhalb der mikroskopischen
Bereiche 82 und 83 alle einer »0« und »1« bzw. einer »1« und einer »0«, wird das Bildelement 71 als ein
solches identifiziert, das auf einer Begrenzungslinie liegt, die keine Fehlstelle aufweist. Die Bildeiemente, zu
denen das mittlere Element 71 gehört, jedoch nicht die Bildelemente in den mikroskopischen Bereichen 82 und
83 gehören zu dem unempfindlichen Bereich. Gemäß Fig. 19 wird das logische Muster 84 nach Fig. 20
benutzt, so daß dann, wenn die Begrenzungslinie keine Fehlstelle in einer diagonalen Richtung aufweist, die
Schaltung 61 das Ausgangssignal oSa liefert, das einer
»1« entspricht. Entsprechend liefert die Schaltung 61 bei den logischen Mustern 85, 86 und 87 das Signal »1«, das
anzeigt, daß die Begrenzungslinie keine Fehlstelle aufweist. Somit erhält man gemäß Fig. 19 das
Ausgangssignal 64 in Form einer »1«, wenn das mittlere Bildelement 71 auf einer Begrenzungslinie ohne
Fehlstellen liegt. Somit kann man die keine Fehlstelle aufweisende Begrenzungslinie mit Hilfe der räumlichen
logischen Verarbeitung entnehmen, bei der das unempfindliche Band den Mittelpunkt umgibt. Es sei
bemerkt, daß man die vorstehend beschriebene Schaltung 62 zum Entnehmen eines Begrenzungsteils
auch in Kombination mit einer Einrichtung zum Entnehmen eines kleinen Ausschnitts benutzen kann,
deren Wirkungsweise auf dem Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren
oder dem Begrenzungslinienausmittelungsverfahren beruht. In diesem Fall wird in die
nächste Stufe ein Komparator 65 eingeschaltet.
Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform eines Komparators
65 zum Vergleichen des Ausgangssignals 63 der Schaltung 61 zum Entnehmen eines kleinen Ausschnitts
mit dem Ausgangssignal 64 der Schaltung 62 zum Entnehmen eines Begrenzungsteils. Mit Hilfe dieses
Komparators 65 wird nur der tatsächlich vorhandene mikroskopische Ausschnitt bzw. die Fehistelle ermittelt.
Mit anderen Worten, wenn das mittlere Bildelement 71 nachgewiesen und als Fehlstelle entnommen wird, wird
das Ausgangssignal 63 zu einer »1«, doch wenn das Bildelement 71 als auf der Begrenzung liegend
nachgewiesen wird, wird das Ausgangssignal 64 zu einer »1«. Daher wird das Ausgangssignal 66 zu einer »0«, so
daß das Bildelement 71 als Vorsprung oder Einkerbung der Begrenzung identifiziert wird. Ist das Ausgangssignal
64 eine »0«, wird das Ausgangssignal 66 zu einer »1«, die anzeigt, daß das Bildelement 71 einer gegenüber
der Begrenzung versetzten Fehlstelle entspricht.
2. Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren
Zum Zweck der Erläuterung sei angenommen, daß das zu prüfende Bauteil 11 nach Fig. 1 ein Muster
aufweist, das sich aus Einsen und Nullen zusammensetz:. Als Beispiel sei ein Bildeler.ient betrachtet, das einer »1«
entspricht. Wird diese 1-Fläche zweidimensional vergrößert oder erweitert und dann wieder verkleinert,
verschwindet die in der Fläche »1« enthaltene relativ kleine Fläche »0«. Wird die Fläche »0« zweidimensional
vergrößert und dann wieder verkleinert, verschwindet entsprechend die in der Fläche »0« enthaltene relativ
kleine Fläche »1«. Das wichtige Merkmal dieses Vergrößerungs- und Verkleinerungs-Verfahrens besteht
darin, daß die Fläche »1« oder »0« wieder in ihre ursprüngliche Form und Lage zurückgeführt wird, daß
hierbei jedoch die darin enthaltene kleine Fläche »0« bzw. »1« verschwindet.
Wenn man ein zweidimensionales Muster, das eine sehr kleine Fehlstelle aufweist, mit Hilfe des Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahrens
verarbeitet, folgt hieraus, daß man das gleiche Muster erhalten kann, das die Fehlstelle nicht aufweist. Dieses wiederhergestellte
Muster kann zu verschiedenen Zwecken verwendet werden. Beispielsweise kann man eine gedruckte
Schaltung mit einer Fehlstelle fotografieren und das Bild in der vorstehend beschriebenen Weise verarbeiten.
Alternativ kann man das Bild der gedruckten Schaltung in elektrische Signale umsetzen, die dann in der
beschriebenen Weise verarbeitet und schließlich wieder in ein optisches Bild zurückverwandelt werden.
Das verarbeitete Master kann mit dem ursprünglichen Muster verglichen werden, so daß sich nur die
fehlerhafte Fläche auf eine nachstehend erläuterte Weise entnehmen läßt. In F i g. 22 sei angenommen, daß
die schraffierte Fläche einer »1« und die weiße Fläche einer »0« entspricht. Die Fläche »1« enthält eine kleine
0-Fläche 96, während die Fläche »0« eine kleine 1-Fläche 97 enthält.
Zuerst wird die Fläche »1« in F i g. 22 vergrößert, d. h. die Begrenzung der Fläche »1« wird in Richtung auf die
Fläche »0« längs der gleichen Strecke erweitert, so daß man das Neuster 90 nach F i g. 22 erhält. Hierdurch wird
die 0-Fläche 96 verkleinert, bis sie verschwindet, während die 1 -Fläche vergrößert wird.
Hierauf wird die 1 -Fläche des Musters 90 verkleinert, so daß sich die zugehörige Begrenzungslinie längs der
gleichen Strecke in Richtung auf die Mitte dieser Fläche von der 0-Fläche aus zusammenzieht und man das
Muster 91 nach Fig.22 erhält. Man erkennt, daß die
kleine Fläche 96 nicht erneut erscheint, daß jedoch die ursprüngliche Fläche 89 wiederhergestellt wird. Mit
anderen Worten, die in der 1-Fläche enthaltene kleine 0-Fläche wird beseitigt, wie es in F i g. 22 bei 91 gezeigt
ist.
Vergleicht man das usprüngliche Muster 89 mit dem verarbeiteten Muster 91, erhält man gemäß F i g. 22 ein
Muster 92, das die 1 -Fläche an den Punkt enthält, der der Fehlstelle oder 0-Fläche 96 entspricht.
Wird die 1-Fläche des Musters 89 verkleinert, erhält
man das Muster 93 nach F i g. 22. Wird die 1-Fläche des Musters 93 vergrößtert oder erweitert, erhält man
gemäß F i g. 22 das Muster 94. Man erkennt, daß die in der 0-Fläche des Musters 89 enthaltene relativ kleine
1-Fläche zum Verschwinden gebracht worden ist. Vergleicht man das ursprüngliche Muster 89 mit dem
verarbeiteten Muster 94, erhält man gemäß F i g. 22 das Muster 95, das die 1 -Fläche an einem Punkt enthält, der
der 1-Fläche 97 bei dem ursprünglichen Muster 89 enthält.
Aus den Mustern 92 und 95 werden die in dem ursprünglichen Muster 89 enthaltenen Flächen nachgewiesen
und entnommen. Es sei bemerkt, daß eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung der 1-Fläche einer
Verkleinerung und Vergrößerung der 0-Fläche entspricht.
Im folgenden werden einige praktische Beispiele für das Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahren anhand
von F i g. 23 beschrieben, wo zweidimensionale Muster dargestellt sind, die durch räumliches Abfragen jeweils
in mehrere gleichartige quadratische Bildelemente unterteilt werden. Dieses Abfrageverfahren wird beim
Verarbeiten von Bildern mit Hilfe digitaler Einrichtungen in großem Umfang angewendet.
Zuerst wird jede Begrenzungslinie eines Bildelemeni!>
in der waagerechten Richtung verlagert, und dann wird jede Begrenzungslinie in der senkrechten Richtung
verlagert. Gemäß F i g. 23 enthält das zu verarbeitende Muster 98 schraffierte 1-Bildelememe und zweite
O-Bildelemenle. Das Verfahren zum Vergrößern der
1-Flächen und zum darauffolgenden Verkleinern dieser Flächen bis zu ihrer ursprünglichen Größe ist in F i g. 23
bei 99, 100, 101 und 102 dargestellt, während das Verfahren zum Verkleinern der O-Flächen oder
Bildelemente und zum darauffolgenden Vergrößern bis zu ihrer ursprünglichen Größe bei 103,104,105 und 106
dargestellt ist. Die. folgende Beschreibung bezieht sich nur auf die Verarbeitung eines mikroskopischen
Ausschnitts zum Zweck des Wiederherstellens oder des Beseitigens.
Die 1-Elemente des Musters 98 werden in der waagerechten Richtung vergrößert, so dal? die Bildelemente
A und flbei dem Muster 99 aus 0-Elementen in
1-Elemente verwandelt werden. Werden die 1-Bildelemente
bei den vergrößerten Bildelementen in der senkrechten Richtung erweitert, werden die Bildelemente
C und D bei dem Muster 99 aus 0-Elementen in 1-Elemente verwandelt, so daß man das Muster 100
erhält. Hierauf werden die 1-Bildelemente des Musters 100 in der senkrechten Richtung verkleinert, so daß die
Bildelemente C und D' des Musters 101 aus 1 -Elementen in 0-Elemente verwandelt werden; werden
die Bildelemente weiter in der waagerechten Richtung verkleinert, werden die Bildelemente A' und B' aus
1-Elementen in 0-Elemente verwandelt, so daß man das
Muster 102 erhält. Man erkennt sofort, daß das verarbeitete Muster 102 das gleiche ist wie das
ursprüngliche Muster 98, und daß dann, wenn eine mikroskopische 1-Fläche vergrößert und dann wieder
verkleinert wird, diese Fläche ohne Rücksicht darauf, wie klein der mikroskopische Ausschnitt ist, wieder in
seine ursprüngliche Form gebracht wird. Dies bedeutet, daß die großen und kleinen 1-Flächen des Musters 91
nach F i g. 22 reproduziert werden.
Werden die 1-Bildelemente des Musters 98 in der senkrechten Richtung verkleinert oder komprimiert,
werden die Bildelemente C'und D'des Musters 103 aus 1-Elementen in 0-Elemente verwandelt. Werden die
1-Bildelemente in der waagerechten Richtung weiter verkleinert oder komprimiert, wird das Bildelement B'
aus einem 1-Element in ein O-Element verwandelt, so
daß man das Muster 104 erhält. Wird das Muster 104 vergrößert oder erweitert, erhält man zunächst das
Muster 105 und danach das Muster 106, doch enthält in der Praxis das Muster 104 das Element »1« nicht, und
daher wird das Vergrößerungs- oder Erweiteningsverfahren
nicht durchgeführt. Wird das bzw. jedes 1-Bildelement verkleinert oder komprimiert und dann
wieder vergrößert oder erweitert, wird somit jedes 1-Bildelement zum Verschwinden gebracht. Dies entspricht
der 1-Fläche 97 des Musters 94, die durch das Verkleinerungs-Vergrößerungsverfahren zum Verschwinden
gebracht wird.
Nachstehend wird ein Verfahren beschrieben, das es ermöglicht, einen mikroskopischen Ausschnitt mit Hilfe
des Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahrens zu beseitigen, ohne daß von dem räumlichen Abfragen, d. h.
von einem kontinuierlichen räumlichen Muster, Gebrauch gemacht wird. Bei diesem Verfahren werden
photographische Filme verwendet; ein unbelichteter Film wird auf einen belichteten und entwickelten Film
aufgelegt und dann von der Rückseite des entwickelten Films aus belichtet. Es sei angenommen, daß der
entwickelte Film ein Muster aufweist, das sich aus dunklen und heilen Flächenelementen zusammensetzt,
so daß dann, wenn der durch diesen Film hindurch belichtete Film entwickelt und fixiert wird, die dunklen
und die hellen Flächenelemente miteinander vertauscht sind. Dieses Verfahren wird im folgende·) als »Umkehrverfahren«
bezeichnet. In manchen Fällen wird ein entwickelter oder Originalfilm zusammen mit einem
unbelichteten Film in allen Richtungen um gleich große Beträge gereckt, während relative Drehbewegungen
der Filme verhindert werden. Dieses Verfahren wird im folgenden als »Ausdehnungs-Umkehrverfahren« bezeichnet.
Hierbei wird ein unbelichteter Film so behandelt, daß selbst eine kleine Fläche, die mit Licht
beuchtet worden ist, das auch nur während einer sehr kurzen Zeit durch den Originalfilm gefallen ist, zu einer
dunklen Fläche wird. Entsprechend wird eine überhaupt nicht belichtete Fläche so behandeJi, daß eine helle
Fläche entsteht. Diese Bedingungen lassen sich leicht erfüllen, wenn man mit bekannten, leicht zu beschaffenden
kontrastreichen Filmen arbeitet.
Der Bilderzeugungsvorgang wird im folgenden anhand von Fig. 24 und 25 näher erläutert. Das
ursprüngliche Bild oder Muster auf einem Film setzt sich aus dunklen (schraffierten) hellen Flächen zusammen.
Die große dunkle Fläche enthält einen hellen mikroskopischen Ausschnitt 118, während die große helle Fläche
einen dunklen mikroskopischen Ausschnitt 117 enthält. Im folgenden wird zuerst das Verfahren zum Beseitigen
dieser mikroskopischen Ausschnitte beschrieben.
Mit Hilfe des Umkehrverfahrens erhält man gemäß Fig. 24 aus dem Muster 107 ein Muster 108, aus dem
man mit Hilfe des Ausdehnungs-Umkehrverfahren ein Muster 109 gewinnt. Das Muster 109 enthält die
erweiterten oder vergrößerten dunklen Flächen des ursprünglichen Musters 107, und der mikroskopische
Ausschnitt 118 in der dunklen Fläche ist zum Verschwinden gebracht worden.
Mit Hilfe des Ausdehungs-Umkehrverfahrens gewinnt man aus dem Muster 109 gemäß Fig. 24 das
Muster 110, aus dem man mit Hilfe des Umkehrverfahrens
das Muster 111 erhält, bei dem die dunkle Fläche des Musters 109 verkleinert oder komprimiert ist. Das
Muster oder Bild 111 ähnelt im wesentlichen dem ursprünglichen Muster 107, abgesehen davon, daß der in
der dunklen Fläche des ursprünglichen Musters enthaltene helle mikroskopische Ausschnitt oder Fleck
zum Verschwinden gebracht worden ist.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann man einen hellen mikroskopischen Ausschnitt, der in der
dunklen Fläche eines ursprünglichen Bildes oder Musters enthalten ist, dadurch beseitigen, daß man die
dunkle Fläche zuerst vergrößert und dann wieder verkleinert, was praktisch dem Verfahren des Vergrößerns
und des darauffolgenden Verkleinerns der hellen Fläche entspricht.
Vergleicht man das ursprüngliche Bild 107 mit dem entwickelten Film 111, läßt sich der beseitigte
mikroskopische Ausschnitt leicht nachweisen. Wird der Originalfilm 107 auf den entwickelten Film UO
aufgtiegt und mit ihm in Deckung gebracht, läßt nur der helle mikroskopische Ausschnitt 118 Licht durch, so daß
er leicht nachgewiesen werden kann.
Als nächstes wird im folgenden anhand von Fig. 25
das Verfahren zum Entnehmen des, dunklen mikrotom-
sehen Ausschnitts 117 aus dem gleichen ursprünglichen
Muster 107 beschrieben. Mit Hilfe der Ausdehnungs-Umkehrbehandlung des ursprünglichen
Bildes 107 erhält man gemäß Fig. 25 das Muster 114,
bei dem der dunkle mikroskopische Fleck 117 beseitigt ist. Durch eine Umkehrbehandlung des Musters 114
kann man das Muster i 15 gewinnen, bei dem die dunkle Fläche des ursprünglichen Bildes 107 verkleinert oder
komprimiert ist.
Durch eine Umkehrbehandlung des Film 115 erhält man gemäß Fig. 2a das Muster 114', und aus diesem
Muster entsteht durch Anwendung des Ausdehnungs-Umkehrverfahrens ein Muster 116, bei dem die in dem
Muster 115 enthaltene dunkle Fläche erweitert oder vergrößert ist. Zwar ähnelt das Muster 114 im
wesentlichen dem Muster 114', da man das Muster 114
mit Hilfe der Ausdehnungs-Umkehrbehandlung des Originalbildes 107 erhält, und da das Muster 116 durch
die Ausdehnungs-Umkehrbehandlung des Musters 114' gewonnen wird, doch um eine genaue Übereinstimmung
zwischen den in Fig. 24 und 25 dargestellten Verfahrens herzustellen, werden im folgenden die Muster 114'
und 115 beschrieben.
Bei dem Muster 116 ist die dunkle Fläche des Musters
115 erweitert oder vergrößert, und das Muster 116 eines
im wesentlichen dem ursprünglichen Musler 107, abgesehen davon, daß der dunkle mikroskopische Fleck
117 beseitigt worden ist.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann der dunkle mikroskopische Fleck innerhalb der hellen
Fläche dadurch beseitigt werden, daß man die dunkle Fläche verkleinert oder komprimiert und sie dann
vergrößert oder erweitert, was dem Verfahren des Vergrößerns oder Erweiterns und des nachfolgenden
Verkleinerns oder Komprimieren der hellen Fläche gleichwertig ist.
Durch Vergleichen des Originals 107 mit dem Muster
116 läßt sich der dunkle mikroskopische Fleck 117 leicht
nachweisen. Bringt man die Muster 107 und 116 in Deckung miteinander, läßt nur der mikroskopische
Fleck 117 Licht durch, so daß er leicht zu erkennen ist. Bringt man alternativ die Muster 110 und 116 zur
Deckung, lassen sich alternativ alle in dem ursprünglichen Muster 107 enthaltenen mikroskopischen Flecke
117 und 118 leicht nachweisen.
Gemäß Fig. 24 erhält man das Muster 112 durch die
Ausdehnungs-Umkehrbehandlung des Musters 111, und durch die Ausdehnungs-Umkehrbehandlung des Musters
112 gewinnt man das Muster 113, bei dem alle ursprünglich in dem Original 107 enthaltenen mikroskopischen
Flecke 117 und 118 beseitigt sind. Man erkennt,
daß das Muster 113 im wesentlichen dem ursprünglichen
Muster 107 ähnelt, daß jedoch die mikroskopischen Flecke verschwunden sind.
fiei dem Verfahren zum Gewinnen des Musters 113
aus dem Original 107 wird die dunkle Fläche vergrößern verkleinert, nochmals verkleinert und dann wieder
vergrößert, was dem Verfahren gleichwertig ist, bei dem die helle Fläche zuerst verkleinert, vergrößert, nochmals
vergrößert und dann wieder verkleinert wird, und hierdurch werden die in dein Original 107 enthaltenen
mikroskopischen Flecke sämtlich beseitigt. Durch Vergleichen des Originals 107 mit dem Muster 113
lassen sich die Lage und die Fom der mikroskopischen
Ausschnitte oder Fehlstellen leicht ermitteln. Wenn das Original 107, wie beschrieben, in Deckung mit dem
Muster MO gebracht wird, läßi sich der helle mikroskopische Fleck 118 innerhalb der dunklen Fläche
nachweisen, und wenn man das Muster 108 in Deckung mit dem Muster 113 bringt, kann der dunkle Fleck 117 ir
der hellen Fläche nachgewiesen werden.
Zusammenfassend kann man feststellen, daß alle innerhalb eines Musters vorhandenen mikroskopischer
Flecke beseitigt werden können, wenn man eine dunkle oder eine helle Fläche innerhalb eines zweidimensiona
len binären Musters räumlich um den gleichen Betrag bzw. die gleiche Strecke vergrößert und dann wieder unden
gleichen Betrag verkleinert, oder wenn man zuersi eine räumliche Verkleinerung um einen vorbestimmter
Betrag und dann wieder eine Vergrößerung um der gleichen Betrag durchführt. Durch Vergleichen eine.1
Originalmusters mit dem Muster, das nach dem bzw jedem der vorstehend beschriebenen Verfahren behan
delt worden ist, läßt sich jeder in dem ursprünglicher Muster enthaltene mikroskopische Fleck nachweisen.
Im allgemeinen sind die Fehler oder Rauschkompo
nenten, die bei einem Muster vorhanden sind, sehr kleir bzw. gering, so daß sie sich leicht mit Hilfe dei
beschriebenen Verfahren herausziehen lassen.
Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren ist e: nicht erforderlich, eine genaue Deckungslage herbeizu
führen, wie es bei Mustererkennungssystemen inallgemeinen notwendig ist. Der Ausdruck »Deckungslage«
bezeichnet hier ein Verfahren zum Bestimmen einer genauen relativen Lage eines vorher gespeicherter
Bezugsmusters und eines eingegebenen Bildes eines zi erkennenden oder zu prüfenden Musters. Das Herbei
führen einer genauen Deckung ist äußerst schwierig, da ein zu erkennendes oder zu prüfendes Muster nicht ir
allen Einzelheiten mit dem Bezugsmuster übereinstimmt. Dies läßt sich leicht daraus erklären, daß der zu
prüfende Gegenstand bzw. das Muster verschiedene Fehlstellen aufweisen kann. Im Hinblick hieraul
erweisen sich die erfindungsgemäßen Verfahren als seht einfach. Diese Verfahren lassen sich beim Prüfer
gedruckter Schaltungen, integrierter Schaltkreise oder gedruckter Schriftzeichen anwenden. Bei den bekannten
Verfahren, bei denen die Herstellung einer Deckungslage erforderlich ist, erweist es sich als äußers!
schwierig, die Fehlstellen oder Abweichungen nachzuweisen, wenn nicht hierdurch ein genaues Bezugsmuster
gespeichert worden ist; gemäß der Erfindung ist keine Speicherung eines Bezugsmusters erforderlich, so daC
auf die Benutzung einer Speichereinrichtung verzichte! werden kann. Ferner läßt sich jedes neue Muster prüfen
das vorher noch niemals verarbeitet worden ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt das Ausmaß der Vergrößerung bzw. der
Verkleinerung die Größe der nachweisbaren mikroskopischen Ausschnitte oder Fehlstellen. Daher darf mar
die Parameter, die benutzt werden, um bei einem relativ großen Muster einen relativ großen mikroskopischer
Ausschnitt oder eine Fehlstelle nachzuweisen, nichi anwenden, wenn bei einem kleinen Muster ein relativ
kleiner mikroskopischer Ausschnitt oder eine Fehlstelle nachgewiesen werden soll. Die in Frage kommender
Prüfbedingungen sind im allgemeinen in den einschlägigen Prüfvorschriften beschrieben.
F i g. 26 zeigt eine große Anzahl von Speicherelementen, die in der bei 119 und 120 dargestellten Weise
angeordnet sind, und deren Lage der Lage vor Bildelementen entspricht. Jedes Speicherelement kanr
Informationen aufnehmen und ausgeben, und invorliegenden Fall werden Flip-Flop benutzt. Bei der
Anordnungen 119 und 120 repräsentiert jedes durch gestrichelte Linien abgegrenzte Quadrat ein DiIcIcIc-
ment, gegenüber welchem der zugehörige Flip-Flop bzw. das Speicherelement angeordnet ist.
Jeder Flip-Flop der Anordnung 119 wird in Abhängigkeit davon, ob das betreffende Bildelement
hell oder dunkel ist, in den 1-Zustand oder in den r>
O-Zustand gebracht. Wenn als Bildeingabeeinrichtung 12 z. B. eine Fernsehkamera benutzt wird, bei der der
Aufnahmegegenstand waagerecht von links oben nach rechts unten abgetastet wird, werden die Ausgangssignale
der Quantisierungsschaltung 14 in den Flip-Flop κι der Anordnung 119 nacheinander von links oben bis
rechts unten gespeichert. Da diese Anordnung bekannt ist, dürfte sich eine nähere Beschreibung erübrigen.
Die Flip-Flop-Anordriung 120, die der Anordnung 119
im wesentlichen ähnelt, dient dazu, die zu verarbeiten- ιί
den Informationen auf eine noch zu erläuternde Weise zu speichern. In Fig. 26 wird jeder Flip-Flop der
Anordnung 119 und 1210 durch die Koordinaten (i, j) identifiziert.
Ein ODER-Glied 1211 dient dazu, das beschriebene Vergrößerungsverfahren durchzuführen. Der Inhalt der
fünf Flip-Flops (i-1, jj (i. j-\), (i, j)(i, j+\) und (i+1, j)
der Anordnung 119 wird dem ODER-Glied 121 zugeführt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops (i, j) der
Anordnung 120 wird dem ODER-Glied 121 ebenfalls zugeführt Auf ähnliche Weise ist solch ein ODER-Glied
für jeden Wert von / und j vorhanden. Wenn z. B. /=1,2... η und y'=l,2 ... η ist, sind insgesamt m χ η
ODER-Glieder vorhanden. Die Anzahl der Eingänge des ODER-Glieds ist kleiner als fünf, wenn sich /und7 ω
dem Wert / oder m oder η nähern. Daher wird die
vergrößerte »1<·· der Flip-Flop-Anordnung 120 von der Flip-Flop-Anordnung 119 aus zugeführt.
Werden z.B. Informationen in der in Fig.27
gezeigten Weise in der Flip-Flop-Anordnung 119 gespeichert, bei der die schraffierten Quadrate im
1-Zustand befindliche Flip-Flops und die gleichen Quadrate im O-Zustand befindliche Flip-Flops repräsentieren,
werden die Informationen in der Flip-Flop-Anordnung 120 so gespeichert wie es in Fig. 27 bei 123
dargestellt ist, was bedeutet, daß die schraffierten
Flächen vergrößert oder erweitert worden sind.
Als nächstes wird das Verfahren beschrieben, mittels
dessen der Flip-Flop-Anordnung 120 die Information für die verkleinerte Fläche aus der Flip-Flop-Anord- 4>
nung 119 gespeichert, werden. Um eine solche Speicherung durchzuführen, kann man anstelle der in
Fig.25 dargestellten ODER-Glieder 121 auch UND-Glieder
benutzen. Mit anderen Worten die Informationen, die in der Flip-Flop-Anordnung 119 in den in
Fig.27 bei 123 dargestellten Weise gespeichert sind,
können in der Flip-Flop-Anordnung 120 so gespeichert werden, wie es in Fig.27 bei 124 gezeigt ist, was
bedeutet, daß die in Fig.27 bei 123 dargestellten
schraffierten Flächen in der bei 124 dargestellten Weise verkleinert worden sind.
Die bei 122 gezeigten schraffierten Flächen werden in der bei 123 dargestellten Weise vergrößert und dann so
verkleinert, wie es bei 124 gezeigt ist Man erkennt, daß
eine in der schraffierten Fläche bei 122 enthaltene w> zweite Fläche bei dem bei 123 dargestellten Muster
verschwindet Hieraus geht hervor, daß die vorstehend beschriebene Anordnung grundsätzlich richtig ist
Das Verfahren kann in der vorstehend beschriebenen Weise in zwei Schritten durchgeführt werden, so daß die h5
Anlage in der Praxis Einrichtungen aufweisen kann, die dazu dienen, die Videoinformationen zu speichern,
ferner mehrere ODER-Glieder, von denen jede an mehrere vorbestimmte Speicherelemente der Einrich
tung zum Speichern der Videoinformationen angeschlossen ist, damit das ODER-Glied-Ausgangssigna
der vorbestimmten Speicherelemente zur Verfügung steht, Speichereinrichtungen zum Speichern der Ausgangssignale
der verschiedenen ODER-Glieder, mehrere UND-Glieder, von denen jedes an mehrere vorbestimmte Speicherelemente der Einrichtung zurr
Speichern der Ausgangssignale der ODER-Gliedei angeschlossen ist, so daß die UND-Ausgangssignale dei
vorbestimmten Speicherelemente verfügbar sind, sowie Einrichtungen zum Speichern der UN D-Ausgangssignale
der verschiedenen UND-Glieder. Die jeweiliger Zustände der vorstehend an der drillen bzw. der fünfter
Stelle genannten Einrichtung sind in Fig. 27 bei 123 bzw. 124 dargestellt.
Wenn man die an der zweiten und der vierten Stelle genannten Einrichtungen miteinander vertauscht, werden
die schraffierten Flächen zuerst komprimiert unc dann wieder vergrößert. Der Zustand der an der fünfter
Stelle genannten Einrichtung ist in Fig.27 bei 126 dargestellt, wo zu erkennen ist, daß die in der großer
O-Fläche vorhandene kleine 1-Fläche beseitigt worder
ist. Die Zustände der in der ersten bzw. der dritten Stelle genannten Einrichtungen sind in Fig. 27 bei 122 bzw
125 dargestellt.
Bei jeder der Anordnungen, bei denen die Information bzw. die Fläche zuerst komprimiert und danr
vergrößert oder zuerst vergrößert und dann verkleinert wird, kann man m χ η exklusive ODER-Gliedei
verwenden, die so geschaltet sind, daß die Ausgangssignale der entsprechenden Speicherelemente der an dei
ersten und der fünften Stelle genannten Einrichtunger jedem der exklusiven ODER-Glieder zugeführt werden
können. Dann bedeutet das Ausgangssignal »1« der exklusiven ODER-Gliedanordnung, daß sich die Zustände
der entsprechenden Speicherelemente der an der ersten und der fünften Stelle genannten Speichereinrichtungen
unterscheiden. Daher ist es möglich, eine in einer großen Fläche enthaltene kleine Fläche herauszuziehen,
d. h. eine Fehlstelle zu ermitteln.
Fig.28 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform
der Erfindung, die auf dem vorstehend beschriebenen Grundgedanken des Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfahrens
basiert Die binären Ausgangssignale der binären Signale erzeigenden Quantisierungsschaltung
14 werden in einer Speichereinrichtung 127 gespeichert, die ähnlich aufgebaut ist und
ähnlich arbeitet wie die Flip-Flop-Anordnung 119 nach
Fig. 26. Die in der Speichereinrichtung 127 gespeicherten Informationen werden mit Hilfe eines ODER-Glied-Netrwerks
128 verarbeitet, das bezüglich seines Aufbaus und seiner Wirkungsweise den verschiedener
ODER-Gliedern 121 nach Fig.26 ähnelt, und seine
Ausgangssignale einer Speichereinrichtung 129 zuführt die ebenfalls bezüglich ihres Aufbaus und ihrer
Wirkungsweise der Flip-Flops-Anordnung 120 nach Fig.26 ähnelt Die in der Speichereinrichtung 129
gespeicherten Informationen werden durch ein UND-Glied-Netzwerk 130 verarbeitet, das bezüglich seiner
Konstruktion und Wirkungsweise den verschiedenen vorstehend beschriebenen UND-Gliedern ähnelt, und
dessen Ausgangssignale einer weiteren Speichereinrichtung 131 zugeführt werden, die der Flip-Flop-Anordnung
120 nach F i g. 26 ähnelt Ferner ist gemäß F i g. 28 ein exklusives ODER-Glied-Netzwerk 132 vorhanden,
das in der schon beschriebenen Weise arbeitet, um das exklusive ODER-Ausgangssignal aus den Ausgangssi-
gnalen der entsprechenden Speicherelemente der Speichereinrichtungen 127 und 131 zu erzeugen. Die in
Fig. 28 dargestellten Netzwerke 128', 129', 130', 131' und 132' ähneln bezüglich ihrer Konstruktion und
Wirkungsweise den beschriebenen Einrichtungen 128, 129,130,131 und 132. Ferner ist ein ODER-Glied-Netzwerk
133 vorhanden, das das ODER-Ausgangssignal aus den Ausgangssignalen der entsprechenden Speicherelemente
der Speichereinrichtungen 132 und 132' erzeugt. Das Ausgangssignal des ODER-Glied-Netzwerks 133
wird in einer weiteren Speichereinrichtung 134 gespeichert.
Wie beschrieben, entsprechen die im 1-Zustand befindlichen Speicherelemente der Speichereinrichtung
129 der Vergrößerung oder Erweiterung der Speicherelemente »1« in der Speichereinrichtung 127. Die im
1-Zustand befindlichen Speicherelemente der Speichereinrichtung 131 entsprechen der Verkleinerung der
Speicherelemente, die sich bei der Speichereinrichtung 129 im 1-Zustand befinden. Die im 1-Zustand befindlichen
Speicherelemente der Speichereinrichtung 129' entsprechen der Verkleinerung der Speicherelemente,
die sich bei der Speichereinrichtung 27 im 1-Zustand befinden. Die im 1-Zustand befindlichen Speicherelemente
der Speichereinrichtung 131' entsprechen der Vergrößerung der Speicherelemente, die sich in der
Speichereinrichtung 129' im 1-Zustand befinden. Daher wird die in der großen 1-Fläche in der Speichereinrichtung
127 enthaltene kleine Fläche in der Speichereinrichtung 131 beseitigt. Die in der großen 0-Fläche in der
Speichereinrichtung 127 enthaltene kleine 1-Fläche wird in der Speichereinrichtung 13Γ beseitigt. Wenn die
exklusiven ODER-Ausgangssignale den Ausgängen der entsprechenden Speicherelemente der Speichereinrichtungen
127 und 131 entnommen weroen, wird nur die kleine O-Fläche, die in der großen 1-Fläche in der
Speichereinrichtung 127 enthalten ist, als 1-Fläche entnommen. Auf ähnliche Weise wird die kleine
1-Fläche, die in der großen O-Fläche in der Speichereinrichtung
127 enthalten ist, als die 1-Fläche entnommen, wenn die exklusiven ODER-Ausgangssignale dem
Inhalt der Speichereinrichtungen 127 und 131' entnommen werden. Wenn die ODER-Ausgangssignale den
Ausgängen der entsprechenden Speicherelemente der Speichereinrichtungen 132 und 132' entnommen werden,
werden in der Speichereinrichtung 134 nur die kleinen Flächen in der Speichereinrichtung 127 als
1 -Elemente gespeichert.
Die Netzwerke 127 bis 134 und 128' bis 132' sind mit
weiteren Einzelheiten in Fig.29A dargestellt. Der Deutlichkeit halber ist nur eine senkrechte Reihe
dargestellt, doch ist zu bemerken, daß in der Praxis ähnliche Schaltungselemente zu einem Stapel vereinigt
sind, der sich im rechten Winkel zur Zeichenebene von Fig.29A erstreckt. Die Eingangsklemmen der UND-Glieder,
der ODER-Glieder und der exklusiven ODER-Glieder sind im wesentlichen ebenso angeordnet,
wie es vorstehend beschrieben ist und daher der Deutlichkeit halber in F i g. 29A nicht dargestellt.
Bei den Speichereinrichtungen 127, 129, 131, 129',
13Γ und 134 repräsentiert jedes Quadrat ein Speicherelement
für jedes Bildelement, das eine »1« oder »C« speichert, was sich jeweils danach richtet, ob das
betreffende Bildelement hell oder dunkel ist. Die Bezugszahlen 128, 130' und 133 bezeichnen die
ODER-Glied-Netzwerke, die Bezugszahlen 130 und 128', die UND-Glied-Netzwerke und die Bezugszahlen
132 und 132' die exklusiven ODER-Glied-Netzwerke.
Jedes exklusive ODER-Glied kann durch zwei UND- oder NAND-Glieder 136 und 136' und ein ODER-Glied
137 gespeist werden, deren Schaltung in Fig. 29B dargestellt ist.
ι Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden das mittlere Bildelement sowie vier benachbarte Bildelemente verarbeitet, doch sei bemerkt, daß sich die
Anzahl der zu verarbeitenden Bildelemente nicht auf fünf beschränkt. Wenn eine zu verarbeitende Fehlstelle
in oder ein mikroskopischer Fleck größer ist als ein
Bildelement, muß man die Anzahl der zu verarbeitenden Bildelemente entsprechend erhöhen. Um das Problem
der Richtungen zu lösen, in denen die Vergrößerung bzw. Verkleinerung erfolgt, ist es zweckmäßig, vorzugs-
I) weise alle Bildelemente zu verarbeiten, die in einem
Kreis liegen, dessen Mittelpunkt mit dem mittleren Bildelement zusammenfällt. Wenn ein Muster mit
Ausnahme einer Fehlstelle aus sich waagerecht oder senkrecht erstreckenden Fläche besteht, ist es zweck-
_'(i mäßig, ein kreuzförmiges Bildelement als mittleres
Bildelement zu verarbeiten, d. h. ein mittleres Bildelement, das sich sowohl in senkrechter als auch in
waagerechter Richtung erstreckt.
In manchen Fällen ist es zweckmäßiger, die
In manchen Fällen ist es zweckmäßiger, die
2'< Bildelemente schrittweise und nicht etwa alle Bildelemente
gleichzeitig zu verarbeiten. Beispielsweise ist es möglich, statt ein Bildelement in der anhand von F i g. 26
beschriebenen Weise sowohl senkrecht als auch waagerecht zu vergrößern, das mittlere Bildelement nur
in in der senkrechten oder nur in der waagerechten
Richtung um ein Bildelement zu vergrößern. Hierbei lassen sich ähnliche Ergebnisse erzielen. Dabei wird das
anhand von F i g. 23 beschriebene Verfahren angewendet. Wird das Verfahren schrittweise durchgeführt,
i'i verlängert sich die Verarbeitungszeit, doch kommt man
mit einer Verarbeitungsanlage von einfacherer Konstruktion aus.
Nachstehend wird anhand von F i g. 30 eine Vorrichtung zum Durchführen des anhand von F i g. 24 und 25
4ii geschilderten optischen Verarbeitungsverfahrens beschrieben.
In der Praxis ist eine nicht dargestellte Kondensorlinse zwischen einer Lichtquelle 138 und
einem Originalfilm 139 angeordnet, um den Film gleichmäßig zu beleuchten. Ein unbelichteter Film 140
« wird in einen Rahmen 143 eingelegt Der Originalfilm
139 entspricht dem ursprünglichen Muster 107 nach F i g. 24 und 25, während der unbelichtete Film 140
benutzt wird, um das Muster 108 zu erhalten. Wird das in Fig. 24 gezeigte Muster 108 als Originalfilm 139
κι verwendet, dient der unbelichtete Film 140 dazu, das
Muster 109 zu erzeugen. Das Bild des Originalfilms 139 wird mit Hilfe eines Projetionsobjektivs 141 in der
gleichen Größen auf dem in den Rahmen 143 eingelegten unbelichteten Film 140 fokussiert. Der
T) Originalfilm wird in einen Rahmen 142 eingelegt, der
seinerseits in einem Rahmen 144 verschiebbar ist, welcher auf einem weiteren Rahmen 145 in der
Längsrichtung gleitend geführt ist. Die Lage der Lichtquelle 138, des Rahmens 145 und des Objektivs 141
W) bleibt unverändert.
Gemäß F i g. 30 ist ein Betätigungsteil 146 vorhanden, dessen eines Ende an dem Rahmen 142 befestigt ist und
der eine öffnung 147 aufweist und in die ein an dem Rahmen 145 befestigter, nicht dargestellter Stift
br) eingreift, so daß die mit Hilfe des Betätigungsteils 146
herbeiführbare Bewegung des Rahmens 142 durch den mit der öffnung 147 zusammenarbeitenden Stift
begrenzt wird.
Im folgenden ist die Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 30 beschrieben. Zuerst wird die Lichtquelle
138 ausgeschaltet, und das Betätigungsteil 146 wird so eingestellt, daß sich der nicht dargestellte Stift in der
Mitte der öffnung 147 befindet. Dann wird der Rahmen 143 so eingestellt, daß das Bild des Originalfilms 139
durch das Projektionsobjektiv 141 auf dem unbelichteten Film 140 fokussiert wird. Hierauf wird die
Lichtquelle 138 eingeschaltet, und das Betätigungsteil 146 wird so bewegt, daß sich der Stift längs des ganzen
L'mfangs der öffnung 147 bewegt. Schließlich wird die
Lichtquelle 138 abgeschaltet, und der belichtete Film 140 wird entwickelt, so daß man das erwähnte,
vergrößerte und umgekehrte Bild erhält. Soll nur ein umgekehrtes Bild erzeugt werden, darf man das
Betätigungsteil 146 nicht bewegen.
Die soeben beschriebene Belichtung muß in einem dunklen Raum durchgeführt werden. Hierbei verwendet
man vorzugsweise einen kontrastreichen Film, wie er zum Herstellen einer Druckform verwendet wird. Die
Größe der öffnung 147 des Betätigungsteils 146 richtet sich nach dem gewünschten Vergrößerungs- oder
Verkleinerungsmaßstab und natürlich auch nach dem Durchmesser des Stiftes. Die Öffnung 147 ist gewöhnlich
kreisrund, damit beim Vergrößern oder Verkleinern die Bewegungsrichtung nicht berücksichtigt zu werden
braucht; in manchen Fällen kann die öffnung jedoch entsprechend der jeweils zu lösenden Aufgabe eine
andere Form erhalten. Die Lage des Rahmens 143 muß genau bestimmt sein, da sie den Abstand zwischen dem
Originalfilm 139 und dem unbelichteten Film 140 sowie die Genauigkeit der Deckung zwischen zwei entwickelten
Filmen bestimmt, wenn diese Filme aufeinander gelegt werden, damit in der anhand von F i g. 24
beschriebenen Weise mit Hilfe der beiden Muster 110 und 107 ein mikroskopischer Ausschnitt gewonnen
werden kann. Daher wird der Rahmen 143 in der Vorrichtung nach F i g. 30 vorzugsweise in einer
vorbestimmten Lage angeordnet.
Die Vorrichtung nach F i g. 30 kann z. B. benutzt werden, um ein Muster zu korrigieren, das einen
mikroskopischen Fleck oder eine Fehlstelle aufweist. Ein Muster, das beim Herstellen gedruckter Schaltungen
oder dergleichen verwendet wird und das Fehlstellen aufweist, die beim Anfertigen der Zeichnung
entstanden sind, kann mit Hilfe dieser Vorrichtung korrigiert werden. Ferner ist es mit Hilfe dieser
Vorrichtung möglich, einen Originalfilm zum Herstellen mehrerer Kopien zu korrigieren, so daß der Originalfilm
keinerlei Fehlstellen enthält. Weiterhin kann die Vorrichtung dazu dienen, ein Muster zu erzeugen, das
nur die Fehlstellen erkennen läßt.
Werden gedruckte Schaltungen mit einem Muster hergestellt, das einen scharf ausgeprägten Winkel
aufweist, und werden solche Schaltungen mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung geprüft, kann ein
Ausschnitt, der einen solchen scharfen Winkel enthält, als Fehlstelle bezeichnet werden. Wird jedoch das bei
der Prüfung benutzte Originalmuster in der vorstehend beschriebenen Weise korrigiert, kann man den den
scharfen Winkel aufweisenden Ausschnitt zum Verschwinden bringen, so daß dieser Ausschnitt nicht
fälschlicherweise als Fehlstelle betrachtet wird. Somit ermöglicht es die Vorrichtung, ein Bezugsmuster
herzustellen, das auf optimale Weise geeignet ist, in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Anlage zum
Prüfen mikroskopischer Ausschnitte benutzt zu werden. Natürlich beeinträchtigt die Benutzung eines Bezugsmusters, bei dem in dem Originalmuster ein scharf
gewinkelter Abschnitt vorhanden ist, das Ergebnis der Prüfung der nach dem Originalmuster hergestellten
Erzeugnisse nicht.
Wie weiter oben beschrieben, wird eine einem binären Zustand entsprechende Fläche innerhalb einer
zweidimensionalen binären Anordnung im zweidimensionalen Raum vergrößert oder verkleinert und dann
erneut verkleinert oder vergrößert, so daß es möglich ist, die in dem Muster enthaltenen Fehlstellen oder
dergleichen zu beseitigen.
Durch Vergleichen des Originalmusters mit einem Muster, das mit Hilfe eines bzw. jedes der vorstehend
beschriebenen Verfahren gewonnen worden ist, ist es möglich, nur die im Originalmuster vorhandenen
mikroskopischen Flecke oder Fehlstellen herauszuziehen und nachzuweisen. Beim und Verkleinern wird die
Begrenzungslinie vorzugsweise im rechten Winkel zu ihrem Verlauf vergrößert oder ausgedehnt und dann
wieder verkleinert oder komprimiert, doch beschränkt sich die Erfindung nicht auf diese Verfahrensweise.
Der beseitigte oder herausgezogene mikroskopische Fleck bzw. die Fehlstelle steht in einer sehr engen
Beziehung zur Verbreiterung und Kompression der Begrenzungslinie. Je größer das Vergrößerungs- oder
Verkleinerungsverhältnis ist, desto größer werden die Abmessungen des zu beseitigenden oder herauszuziehenden
mikroskopischen Flecks bzw. der Fehlstelle.
Wenn gemäß der Erfindung ein mikroskopischer Fleck ο..er eine Fehlstelle beseitigt oder nachgewiesen
werden soll, wird daher vorzugsweise dafür gesorgt, daß das Muster, bei dem sich um das richtige, fehlerfreie
Muster handeln muß, größere Abmessungen hat als eine Fehlstelle. Nur wenn sich das Originalmuster und die
Fehlstelle bezüglich ihrer Größe unterscheiden, ist es möglich, die Fehlstelle auszuschalten oder zu beseitigen,
ohne daß das Originalmuster nachteilig beeinflußt wird; hierbei muß die Verlagerung der Begrenzungslinie beim
Vergrößern oder Verkleinern entsprechend gewählt werden.
Selbst wenn die vorstehend genannten Bedingungen nicht vollständig erfüllt sind, ist es möglich, eine
Fehlstelle teilweise zu beseitigen, und wenn man das gleiche Verfahren wiederholt, kann die betreffende
Fehlstelle vollständig beseitigt werden. Daher ergeben sich in der Praxis keinerlei Schwierigkeiten. Beispielsweise
ist bei einer gedruckten Schaltung eine Fehlstelle gewöhnlich kleiner als irgendein leitfähiger oder nicht
leitfähiger Teil des Musters. Überschneidet eine relativ große Fehlstelle das ursprüngliche Muster, z. B. ein
Leiterplattenmuster, ist an der Kreuzungsstelle gewöhnlich ein spitzer Winkel vorhanden, so daß die
Möglichkeit besteht, daß eine Lücke zwischen der Fehlstelle und dem ursprünglichen Muster als mikroskopischer
Fleck oder Fehlstelle nachgewiesen wird. Daher kann mit Hilfe der Lücke zwischen der Fehlstelle und
dem ursprünglichen Muster eine relativ große Fehlstelle in der beschriebenen Weise nachgewiesen werden.
Gemäß der Erfindung kann man aus einem Originalmuster einen relativ kleinen Fleck entfernen oder
herausziehen, so daß es möglich ist, ein kompliziertes Muster zu korrigieren, d. h. ein Muster herzustellen, das
von allen Rauschkomponenten befreit ist. Alternativ ist es möglich, nur die Fehlstellen oder die /u einem
Rauschen führenden Teile eine komplizierten Musters wiederum in Form eines Musters zu reproduzieren.
Beispielsweise kann man einen dünnen Teil oder einen nicht abgedruckten Teil eines /.eichennuisiers
korrigieren, so daß es möglich ist, ein richtiges Zeichenmuster zum Zweck d^r Wiedergabe oder
dergleichen zu erzeugen. Wird die Erfindung bei einem Muster- oder Zeichenc ,"kennungssystem angewendet,
läßt sich daher der bei der Zeichenerkennung erzielte Wirkungsgrad erheblich steigern. Ferner ist es möglich,
nur die Fehlstellen herauszuziehen und darzustellen,
damit man eine Unterlage für die Korrektur erhält.
2. Begrenzungslinien-Ausmittelungsverfahren
Das Begrenzungslinien-Ausmittelungsverfahren zum Herausziehen oder Beseitigen eines in einem Muster
vorhandenen mikroskopischen Fleckes wird im folgenden anhand von Fig. 31 beschrieben. Zuerst wird ein
zentraler Punkt 149 eines Musters 148 gewählt, und die den zentralen Punkt umgebende Fläche wird untersucht.
Wenn die Anzahl der in der Umgebung vorhandenen 1-Flächen oder O-Flächen größer ist als die Anzahl der
0- oder !-Flächen, wird der zentrale Punkt 149 so fesigeleg!, daß er einer »1« oder einer »0« entspricht,
und an der der Lage des zentralen Punktes 149 entsprechenden Stelle wird ein neues Muster 149'
erzeugt, daß eine »1« oder eine »0« repräsentiert. Diese Arbeitsschritte werden über die gesamte Fläche des
Musters 148 hinweg wiederholt, so daß es möglich ist, einen in dem Muster vorhandenen mikroskopischen
Fleck zu beseitigen. Zwar zeigt F i g. 31 das zweidimensionaie abgefragte Muster oder Bild, doch läßt sich das
Begrenzungslinien-Ausmittelungsverfahren auch bei einem n-dimensionalen Bild oder Muster, bei dem n= I
ist, abwenden, und bei dem es sich um ein kontinuierliches oder abgefragtes Muster oder Bild handeln kann.
Bei einem kontinuierlichen Bild wird die Fläche »1« mit der Fläche »0« verglichen. Bei dem in Fig. 31
dargestellten Beispiel werden 13 Bildelemente untersucht, die das zentrale Bildelement 149 umgeben, doch
kann sich die Anzahl der zu untersuchenden Bildelemente nach der Große des nachzuweisenden mikroskopischen
Flecks richten. Bei einem kontinuierlichen Bild wird der Schwellpegel so festgelegt, daß er einer Hälfte
der zu untersuchenden Fläche entspricht.
F i g. 31 zeigt eine Vorrichtung 150, die so ausgebildet ist, daß sie dann, wenn die Anzahl der 1- oder
O-Eingangssignale, die den das zentrale Bildelement umgebenden Bildelementen entsprechen, höher ist als
die Hälfte der Anzahl der in der Umgebung untersuchten Bildelemente, das Signal »1« oder das
Signal »0« liefert.
Im folgenden wird das Begrenzungslinien-Ausmittelungsverfahren
weiter bezüglich eines möglichst einfuchen eindimensionalen Bildes oder Musters beschrieben.
Fig.32A zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen
eines Musters durch eine Parallelverarbeitung eines eindimensionalen Bildes, das abgefragt wird, und
F i g. 32B zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen eines Musters durch eine serielle Verarbeitung eines eindimensionalen
Bildes, das ebenfalls abgefragt wird. Zu der Einrichtung nach F i g. 32A gehören Vorrichtungen 150a
150/ 150A usw. bis 150p, deren Aufbau aus Fig. 33 ersichtlich ist. Die in Fig.32B dargestellte Vorrichtung
150' ähnelt der Vorrichtung nach Fig. 33. Es sei angenommen, daß ein Bildelement 152 ausgewählt
worden ist, mittels dessen ein Muster 152' erzeugt werden soll. In diesem Fail werden zwei benachbarte
Bildelemente 151 und 153 zusammen mit dem Bildelement 152 untersucht, und die zugehörigen
Ausgangssignale werden der Vorrichtung 150/ über Eingänge 160, 161 und 162 (Fi g. 33) zugeführt. Werden
der Vorrichtung 150; mehr als zwei Ausgangssignal zugeführt, steigt eine an einem Widerstand R
erscheinende Spannung so weit an, daß ein Verknüpfungsglied 164 geöffnet wird und ein Ausgangssignal ar
einer Ausgangsklemme 163 erscheint. Auf diese Weis wird bei 152' das Muster »1« oder »0<
< erzeugt. Au entsprechende Weise werden die weiteren Muster 153'
154' usw. gewonnen.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 32B werden sowoh
Bei der Vorrichtung nach Fig. 32B werden sowoh
in das Originalmuster als auch das daraus gewonnen!
Muster gleichzeitig verschoben, so daß die Muster nu mit Hilfe der einen Vorrichtung 150' erzeugt werden.
Die parallel oder seriell arbeitenden Verarbeitungseinrichtungen nach F i g. 32A und 32B können auch be
r> einem n-dimensionalen Bild oder Muster benutzi
werden, das abgefragt wird, doch dürfte sich eine nähen Beschreibung erübrigen, da jedem Fachmann di<
einschlägigen Maßnahmen geläufig sind.
Fig. 34 veranschaulicht in mehreren Einzeldarstel
.Ό Jungen eine Einrichtung zum Erzeugen eines Muster;
durch eine Parallelverarbeitung eines eindimensionaler Bildes, das abgefragt wird. Bei A und Fist ein Originaloder
Ausgangsmuster dargestellt; Bei B und G ist da Originalmuster nah links verschoben worden, währenc
r> es bei Cund //nach rechts verschoben worden ist; bei L
und / ist ein Musler dargestellt, wie man es erhält, wenr man die nach rechts bzw. links verschobenen Bilder de
Originalmusters addiert; bei E und / ist das durch die Addition gewonnene Muster binär verschlüsselt darge
in stellt; bei K erkennt man ein Muster, das sich aus de
Addition der Muster F, Cund Hergibt. Es ist ersichtlich
daß die Summe von je drei beliebigen, einande benachbarten Bildelementen jeweils einem bei L
dargestellten Bildelement entspricht, dessen Lage derr
r> mittleren Bildelement von drei bei A dargestellten
einander benachbarten Bildelementen entspricht.
Fig. 35 zeigt schematisch eine Schaltung für die serielle Verarbeitung eines eindimensionalen kontinu
ierlichen Bildes. Zu dieser Schallung gehören eine
to Eingangsklemme 165, eine Ausgangsklemme 166 sowie
Verzögerungsleitungen D 1, D 2 usw. bis Dn. Das einerr Ausgangsmuster entsprechende Ausgangssignal wire
der Eingangsklemme 165 und den Verzögerungsleitun gen zugeführt. Sobald die an einem Widerstand Ri
ίο erscheinende Spannung einen vorbestimmten Pege
überschreitet, wird ein Glied 167 geöffnet, damit dei Klemme 166 ein Ausgangssignal zum Erzeugen eine:
Musters entnommen werden kann.
3. Verfahren zum Gewinnen eines kleinen Ausschnitts
Im Gegensatz zu dem Begrenzungslinien-Abstand verfahren, dem Vergrößerungs-Verkleinerungs-Verfah
ren und den Begrenzungslinien-Ausmiltelungsverfahrer benötigt man bei dem Verfahren zum Ermitteln einei
ή Fehlstelle keine Schaltung zum Ermitteln einer Begren
zungslinie. Zwar kann man jede der auf den dre vorstehend beschriebenen Verfahren basierender
Schaltungen zum Ermitteln eines mikroskopischer Flecks bei einer Einrichtung zum Verarbeiten mikrosko
w) pischer Flecke oder Ausschnitte benutzen, doch besteh
hierbei die Gefahr, daß die Vorsprünge und Einkerbun gen der Begrenzungslinien als Fehlstellen bezeichne
werden. Daher muß man die betreffenden Schaltunger in Verbindung mit einer Schaltung der beschriebener
br> Art zum Ermitteln einer Begrenzungslinie benutzen.
Jedoch kann eine Verarbeitungseinrichtung, die au dem nachstehend beschriebenen Verfahren zum Ermit
teln einer Fehlstelle basiert, sowohl die Aufgabe einci
Schaltung zum Herausziehen eines mikroskopischen Flecks als auch die Aufgabe einer Schaltung zum
Nachweisen einer Begrenzungslinie erfüllen.
In Fig. 13 bezeichnen die schraffierten Flächen eine
Kupferfolie auf einer gedruckten Schaltung oder eine Chromschicht oder eine Emulsion auf einer Maske zum
Herstellen eines integrierten Schaltkreises. Die Fehlstellen 50' und 51' liegen in einer hellen bzw. einer
dunklen Fläche. An den Begrenzungslinien entstehen infolge des Abfragens des Musters der Vorsprung 52
und die Einkerbung 53.
Die Prüfanlage, deren Wirkungsweise auf dem Verfahren zum Nachweisen eines mikroskopischen
Flecks basiert, bietet den Vorteil/daß nur die Fehlstellen 50' und 5Γ festgestellt werden, während der Vorsprung
52 und die Einkerbung 53 an den Begrenzungslinien unberücksichtigt bleiben und nicht nachgewiesen
werden.
Gemäß F i g. 36 wird ein Bildelement 168 ausgewählt, und die dieses Bildelement vollständig umschließenden
Bereiche i69a bis 179/7 werden untersucht. Form und
Größe dieser Bereiche werden entsprechend der Kompliziertheit des zu prüfenden Originalmusters
gewählt. Vorzugsweise ist jeder dieser Bereiche segment-, ei- oder ellipsenförmig oder dergleichen, und
die längere Achse jedes Bereichs verläuft bis in Richtung auf das gewählte Bildelement 168, wobei die
Länge kleiner ist als die halbe Breite eines normalen Musters.
Im folgenden wird das Verfahren beschrieben, mittels dessen festgestellt wird, ob das Bildelement 168 eine
Fehlstelle oder ein Teil eines normalen Musters ist. Es sei angenommen, daß das Bildelement 168 einem
logischen Zustand Po (»1« oder »0«) entspricht. Das Bildelement 168 wird als Teil eines normalen Musters
dann, und nur dann nachgewiesen, wenn alle Bildelemente innerhalb mindestens eines dieses Bildelement
umgebenden Bereichs dem logischen Zustand Po entsprechen, d. h. wenn die folgende logische Funktion
gilt:
Ii=I
Π Pi
Ii=I
(D
Hierin bezeichnet P\' — Pn' die logischen Zustände der Bildelemente 170a bis 17On innerhalb des Umgebungsbereichs
169/ Ergibt sich aus der vorstehenden logischen Funktion der Wert »1«, wird das Bildelement
168 als Teil eines normalen Musters identifiziert. Daher liefert die logische Funktion
G0 = F0 = (pou ή u Pi) η fau ή ύ Pi
den Wert »1«, wenn es sich bei dem Bildelement 168 um eine Fehlstelle handelt. Die logische Funktion Go liefert
stets den Wert »1«, wenn mindestens eines der Bildelemente in dem Umgebungsbereich nicht dem
logischen Zustand Po entspricht. Somit liefert die logische Funktion Go den Wert »1«, wenn gemäß
Fig. 13 die Fehlstellen 50' und 5Γ nachgewiesen werden, doch liefert sie für den Vorsprung 52 und die
Einkerbung 53 an den Begrenzungslinien den Wert »0«. Somit läßt sich aus dem in Fig. 13 gezeigten binären
Muster mit den genannten Fehlstellen direkt das in Fig. 15 dargestellte Muster gewinnen. In Fig. 15
entsprechen die mikroskopischen Ausschnitte 50" und
51" den Fehlstellen 50' und 5Γ des Musters nach Fig. 13. Werden die herausgezogenen Fehlstellen und
ihr Hintergrund mittels einer Farbdarstellungseinrichtung in verschiedenen Farben dargestellt, lassen sich die
Fehlstellen bezüglich ihrer Art, Größe, Lage usw. leichi
nachweisen.
Nachstehend wird eine Prüfanlage, deren Wirkungsweise auf diesem Verfahren zum Feststellen mikroskopischer
Flecke berührt, anhand von F i g. 37 beschrieben. Das optische Bild eines zu prüfenden Bauteils 11
z. B. einer gedruckten Schaltung oder einer Maske zum Herstellen eines integrierten Schaltkreises, wird mittels
eines photoelektrischen Umsetzers z. B. einer Fernsehkamera 12 in ein elektrisches Signal verwandelt. Das dei
Fernsehkamera entnommene Videosignal 171 wire durch eine Quantisierungsschaltung bzw. einen Analog-Digital-Umsetzer
14 in binär kodierte Signale 172 verwandelt. Eine Speicherstufe 15 erzeugt aus derr
binär kodierten und abgefragten Videosignal 172 seriel ein zweidimensional lokales Videosignal 173. Fernei
ist eine Verarbeitungsstufe 174 zum Verarbeiten eines kleinen Ausschnitts vorhanden, die dazu dient, aus dem
lokalen Videosignal 173 eine Fehlstelle herauszuziehen und ein einer solchen Fehlstelle entsprechendes Signa1
175 wird mittels einer Darstellungseinrichtung 176 sichtbar gemacht. Bei der Einrichtung 176 kann es sich
um eine Farbdarstellungseinrichtung handeln, die eine Fehlstelle in Farbe und erforderlichenfalls gemäC
F i g. 37 mit Hilfe des Signals 172 auch den Hintergrunc sichtbar macht.
Fig.38 zeigt einige Beispiele binär kodierter unc
abgefragter Muster, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Feststellen mikroskopischei
Flecke verarbeitet werden können. Gemäß F i g. 38 isi ein zentrales Bildelement 78 vorhanden, und bei 179 bi:
186 erkennt man Bildelementbereiche, die in dei erfindungsgemäßen Weise einer räumlichlogischer
Verarbeitung unterzogen werden.
Da das Bild abgefragt wird, unterscheiden sich dies« Zonen je nach der Verarbeitungsrichtung bezüglich
ihrer Form. Die Umgebungszonen 179 bis 186 müssen se gewählt werden, daß sie insgesamt das zentral«
Bildelernent 178 vollständig umschließen.
F i g. 39 zeigt eine Schaltung, die entsprechend dei
weiter oben angegebenen logischen Funktion (1 arbeitet. Ein UND-Glied 187 liefert das Ausgangssigna
»1«, wenn alle vier in der Zone 179 enthaltener Bildelemente in dem zweidimensionalen lokalen Video
signal 173 erscheinen. Dann, und nur dann, wenn alh Bildelemente, die in den Umgebungszonen 179 bis 18<
enthalten sind, das Signal »1« liefern, erscheiner entsprechend in den Leitungen 188i>
bis 188Λ 1-Aus gangssignale. Wenn alle Bildelemente in irgendeiner dei
Zonen 179 bis 186 das Signal »1« liefern, wird da: Ausgangssignal eines ODER-Glieds 189 zu einen
1-Signal, und wenn das zentrale Bildelement 178 einei
»1« entspricht, wird auch das Ausgangssignal eine: UND-Glieds 191 zu einem 1-Signal. Dann wird da:
zentrale Bildelement 178 als Bestandteil eines normaler Musters nachgewiesen, so daß das Ausgangssignal 17;
eines NOR-Glieds 192 zu einem 0-Signal wird Entspricht dagegen das zentrale Bildelement 178 einei
»0«, und liefern alle Bildelemente in jeder dei Umgebungszonen 179 bis 186 ein 0-Signal, wird da:
Ausgangssignal des UND-Glieds 193 zu einem 1-Signal so daß am Ausgang 175 des NOR-Glieds 192 eir
0-Signal erscheint. Wenn irgendeine der Umgebungszo nen 179 bis 186 ein dem zentralen Bildelement 171
:ntgegengesetztes Bildelement enthält, wird das letzte-•e als Bestandteil einer Fehlstelle nachgewiesen, und das
NJOR-Glied 192 liefert als Ausgangssignal eine »1«.
Wie vorstehend beschrieben werden gemäß der Erfindung die lokalen Videosignale für die dunklen und
iellen Elemente eines Musters oder Bildes seriell :rzeugt, und eine in dem lokalen Videosignal enthaltene
Fehlstelle wird sicher und zuverlässig nachgewiesen und lerausgezogen. Hierbei ist es möglich, zu verhindern,
iaß die Vorsprünge oder Einkerbungen der Begrenlungslinien
fälschlicherweise als Fehlerstellen betrach- et werden, und die bei gedruckten Schaltungen oder
ntegrierten Schaltkreisen mit komplizierten Mustern
tatsächlich vorhandenen Fehlstellen lassen sich leicht nachweisen und lokalisieren. Ferner ist es möglich, nur
die Fehlstellen mit Hilfe einer Darstellungsvorrichtung sichtbar zu machen und eine Warnvorrichtung zu
betätigen, wenn die Anzahl der Fehlstellen eine vorbestimmte Zahl erreicht. Weiterhin ist es mit Hilfe
des durch die Warnvorrichtung erzeugten Signals möglich, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen oder
intermittierenden Zuführen zu prüfender Bauteile zu der Prüfanlage nach der Erfindung zeitweilig stillzusetzen
und ein fehlerhaftes Erzeugnis, z. B. eine gedruckte Schaltung mit einer Fehlstelle, automatisch auszuscheiden.
Hierzu 16 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Einrichtung zur Analyse einer Vorlage mit einer Stufe zur Gewinnung eines Videosignals durch
rasterförmige Abtastung der Vorlage, einer Stufe zur Abfrage des Videosignals während vorgegebenen
Zeitintervallen, einer Stufe zur Bewertung und/oder Kodierung des dabei jeweils ermittelten
Signalwertes, und einer Stufe zur Signalverarbeitung,
gekennzeichnet durch eine Speicherstufe (15;41,41', 42; 45,45', 45", 42), deren Kapazität
der kodierten Signalinformation eines über das Gesamtraster zu verschiebenden Teilrasters (39) des
Gesamtrasiers entspricht, und die die Information in zweidimensionaler Zuordnung gemäß dem erfaßten
Teilrasterbereich speichert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungs- und/oder Kodierungsstufe
(14) eine Subtraktionsschaltung (29), die einen vorgegebenen Betrag vom Videosignal abzieht,
eine das Ausgangssignal der Subtraktionsstufe
(29) komprimierende und glättende Schaltung (30), eine den vorgegebenen Betrag mit dem Ausgangssignal
der Kompressions- und Glättungsschaltung
(30) addierende Schaltung (31) und eine Umsetzerschaltung (32) umfaßt, die das Videosignal unter
Verwendung des Ausgangssignals der Additionsschaltung (31) als Schwellwert in ein binärkodiertes
Signal umsetzt(F ig. 5).
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Speicherstufe (15, 41,
41', 42; 45,45', 45", 42) nachgeschaltete Signalverarbeitungsstufe
(16) erste Verarbeitungsstufen (61,62) aufweist, die eine Schaltungsstufe (61), welche das in
einem bestimmten Zustand befindliche, binärkodierte Videosignal komprimiert und danach dehnt, sowie
eine zu der Kompressions- und Dehnungsstufe (61) parallel oder in Reihe liegende Schaltungsstufe (62),
welche das in einem bestimmten Zustand befindliche binärkodierte Videosignal dehnt und danach komprimiert,
umfaßt (F i g. 16).
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsstufe
(16) zweite Verarbeitungsstufen (65) umfaßt, die das ursprüngliche Muster mit einem
Muster, welches von den ersten Verarbeitungsstufen (61, 62) erhalten wird und in welchem ein kleiner
Ausschnitt eliminiert ist, vergleichen und den im ursprünglichen Muster enthaltenen kleinen Ausschnitt
herausziehen (Fig. 16).
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsstufe
(16) folgende Schaltungsteile aufweist: eine einen kleinen Ausschnitt herausziehende Stufe
(61), die ein Ausgangssignal bereitstellt, wenn die Zahl der binärkodierten Signale, die einen von zwei
Zuständen mehrerer Bildelemente wiedergibt, die in irgendeihetii von mehreren kontinuierlichen, in
mehreren Richtungen durch ein vorgegebenes Bildelement laufenden Muster enthalten sind, kleiner
ist als eine vorgegebene Zahl, eine einen Grenzbereich herausziehende Stufe (62), die ein Ausgangssignal
bereitstellt, wenn die binären Signale, die die Binärzustände von zwei lokalen Bereichen wiedergeben,
weiche mit einem unempfindlichen Bereich, der in dem zwischen den zwei lokalen Bereichen
liegenden, vorgegebenen Bildelement enthalten ist, in mehreren Richtungen ausgewählt werden, einander
unterschiedlich sind, und eine Vergleicherstufe (65), der die Ausgangssignale der einen kleinen
Ausschnitt herausziehenden Stufe (61) und der einen ) Begrenzungsbereich herausziehenden Stufe (62)
zugeleitet werden und ein Ausgangssignal dann und nur dann bereitstellen, wenn die einen Begrenzungsbereich herausziehende Stufe (62) kein Ausgangssignal
bereitstellt (F i g. 16 bis 21).
id
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherstufe (15) einen Schaltungsteil (41, 4Γ), in welchem ein
Element oder mehrere Elemente (41, 41') in Reihe geschaltet sind, welche die Musterinformation der
ii durch die rasterförmige Abtastung erhaltenen
Abtastlinien jeweils speichern und die gespeicherte Musterinformation in Abhängigkeit der Verschiebung
des Ab'.äsipuiikies der Muslerinformation
verschieben, wobei diese Verschiebung in Abhängigkeit eines gleichzeitig mit einem Abtastsignal
auftretenden Synchronsignals vorgenommen wird, sowie einen Schaltungsteil (42) enthält, der die dem
ersten Element (41) des ersten Schaltungsteils (41, 41') bereitgestellte Eingangsinformation und die
Ausgangssignale aller Elemente (41, 4Γ) des ersten Schaltungsteils (41, 41') speichert und die gespeicherte
Information in Abhängigkeit des Synchronsignals verschiebt, so daß die in irgendeinem dieser
Elemente (41, 4Γ) gespeicherte Information nach
ίο Bedarf bereitgestellt werden kann (F i g. 7).
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GB1564181A (en) * | 1977-02-11 | 1980-04-02 | Paabo M | Device for examination of distances in a picture |
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