JP2001118060A - Fast parallel image processor - Google Patents

Fast parallel image processor

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JP2001118060A
JP2001118060A JP29522499A JP29522499A JP2001118060A JP 2001118060 A JP2001118060 A JP 2001118060A JP 29522499 A JP29522499 A JP 29522499A JP 29522499 A JP29522499 A JP 29522499A JP 2001118060 A JP2001118060 A JP 2001118060A
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data transfer
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Shinichi Fujiki
慎一 藤木
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Sharp Manufacturing Systems Corp
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Sharp Corp
Sharp Manufacturing Systems Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fast parallel image processor which can speed up the data transfer between image processing units and can process an image fast by suppressing the restriction of the number of image processors and greatly increasing their parallelism. SOLUTION: Plural data transfer units 20 and 21 are connected in a network by arraying plural image processing units 22 for every specific area on the top surface of an object 30 of image processing and constituting a multistage tree structure above the image processing units 22 in the bottom layer. According to plural feature data obtained from image data by the specific areas that the image processing units 22 take in, the data transfer units 21 and 20 in the higher layer specify reference data representing features of the pattern of the top surface of the object 30 of image processing. The specified reference data are transferred form the data transfer unit 20 in the top layer to the respective image processing units 22 along the tree structure and the image processing units 22 process the image in parallel while referring to the reference data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体マクロ検
査装置、フラットパネルディスプレイ外観検査装置、鋼
板検査装置および塗装検査装置等に使用される高速並列
画像処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed parallel image processing device used for a semiconductor macro inspection device, a flat panel display appearance inspection device, a steel plate inspection device, a paint inspection device, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の広範囲の画像処理は、ラインセンサーを用いて処理す
る場合が多く、さらに高速に処理する必要がある場合
は、複数のラインセンサーを並列に並べてスキャンする
方法がとられる。また、ラインセンサーを使う場合は、
ラインセンサーのスキャンに同期して対象物を移動させ
る高性能なステージが必要となる。また、画像入力でき
る対象物は、ラインセンサーの特徴上、スキャン方向に
形状が一定のもの例えば平面や一定の型から押し出され
た直線状の形状である必要がある。また、入力分解能を
向上させるためにラインセンサーを複数個使用する場
合、各センサーを1つの画像処理ユニットに取り込ん
で、1つのプロセッサで処理させている。これは、ライ
ンセンサーの画像処理プロセッサがエリアセンサーほど
普及しておらず、高価なハードウェアになることに起因
している。
2. Description of the Related Art Conventional wide-range image processing is often performed using a line sensor, and when high-speed processing is required, a plurality of line sensors are connected in parallel. A method of scanning side by side is used. When using a line sensor,
A high-performance stage that moves the object in synchronization with the scanning of the line sensor is required. Further, due to the characteristics of the line sensor, it is necessary for the object to be image-inputted to have a constant shape in the scanning direction, for example, a flat shape or a linear shape extruded from a certain mold. When a plurality of line sensors are used to improve the input resolution, each sensor is taken into one image processing unit and processed by one processor. This is because the image processing processor of the line sensor is not as widely used as the area sensor, and is expensive hardware.

【0003】一方、エリアセンサーにより広範囲の画像
処理を行う場合、取り込んだ画像データを連続したデー
タとして利用することが多いために1つのエリアセンサ
ーを使う場合が最も多い。ただし、ラインセンサーに比
べ分解能が落ちることが多く、視野範囲を狭めて分解能
を上げ、ステージ等の動作により画像処理対象物全面を
処理する場合がある。また、エリアセンサー(またはラ
インセンサー)を複数個使用する場合でも、入カセンサ
ー間の画像データの不連続性を高速に処理できないため
に複数のセンサーの画像データを1つの画像処理ユニッ
トに取り込んで処理する。また、各センサーが取り込ん
だ画像データに対する処理が独立していて特に画像デー
タ間の相関関係がない場合は、エリアセンサー(または
ラインセンサー)を複数個使用して広範囲の画像処理を
行う。
On the other hand, when performing a wide range of image processing using an area sensor, a single area sensor is most often used because captured image data is often used as continuous data. However, the resolution is often lower than that of the line sensor, so that the resolution may be increased by narrowing the visual field range, and the entire surface of the image processing object may be processed by the operation of the stage or the like. Even when multiple area sensors (or line sensors) are used, discontinuity of image data between input sensors cannot be processed at high speed, so image data from multiple sensors is imported into one image processing unit and processed. I do. In addition, when the processing of the image data captured by each sensor is independent and there is no particular correlation between the image data, a wide range of image processing is performed using a plurality of area sensors (or line sensors).

【0004】このように複数の画像入力センサーを1つ
の複数の画像処理プロセッサで処理させる理由は、複数
の画像処理プロセッサ間にデータを高速に分配する良い
手段が無かったためである。
The reason why a plurality of image input sensors are processed by one image processing processor is that there is no good means for distributing data at high speed among the plurality of image processing processors.

【0005】図5に示すように、バス結合により画像処
理プロセッサ11を結合させた画像処理装置の場合、画
像処理プロセッサ11間のデータ転送は高速であるが、
バス10上のメモリ12にアクセスする場合にバス10
を占有するため、他の画像処理プロセッサ11が動作で
きなかったり、電気特性上の問題からバス10に結合で
きるプロセッサ数が限られたりするという欠点がある。
また、このような画像処理装置は、専用のハードウェア
設計を必要とするため、比較的高価なものとなる。
As shown in FIG. 5, in the case of an image processing apparatus in which image processors 11 are connected by bus connection, data transfer between the image processors 11 is fast,
When accessing the memory 12 on the bus 10,
Therefore, there are disadvantages that the other image processing processors 11 cannot operate, and the number of processors that can be coupled to the bus 10 is limited due to a problem in electrical characteristics.
Further, such an image processing apparatus requires a dedicated hardware design, and is relatively expensive.

【0006】また、他の画像処理装置としては、並列に
画像処理プロセッサに処理を行わせる最も簡単な方法に
イーサネットやUSB(ユニバーサル・シリアル・バス)
などの疎結合によるスター結合などの方法で複数の画像
処理プロセッサを結合するものがある。
Other image processing apparatuses include the simplest method of causing an image processor to perform processing in parallel, such as Ethernet or USB (Universal Serial Bus).
There is a method in which a plurality of image processors are connected by a method such as star connection by loose coupling.

【0007】図6はスター結合型の画像処理装置の概略
ブロック図を示しており、この画像処理装置は、複数の
画像処理プロセッサ11と、各画像処理プロセッサ11
が接続された1つのHUB(集線装置)13とを備えてい
る。この画像処理装置は、特定のセンサー(図示せず)で
とらえた事象を他の画像処理プロセッサ11に転送する
とき、画像処理プロセッサ11の数に比例して通信時間
が増大することになり、並列処理の利点が生かしきれな
い。つまり、この画像処理装置の並列画像処理では、分
散したデータヘの均等なアクセスを効率よく行うことが
難しいという問題がある。したがって、局所的な画像デ
ータを用いてデータを加工し、その加工されたデータ
を、入力された画像データ全面に対して局所的な範囲で
順次適用して、全面処理するようなフィードバックをと
もなう操作には、画像メモリ全体に対して均等にデータ
アクセスできる並列処理の仕組みが必要である。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a star-coupled image processing apparatus. This image processing apparatus includes a plurality of image processors 11 and each image processor 11.
And one HUB (line concentrator) 13 to which is connected. This image processing apparatus, when transferring an event captured by a specific sensor (not shown) to another image processor 11, communication time increases in proportion to the number of image processors 11, and The advantages of processing cannot be fully utilized. That is, in the parallel image processing of this image processing apparatus, there is a problem that it is difficult to efficiently access the distributed data evenly. Therefore, an operation with feedback such as processing the data using local image data, sequentially applying the processed data to the entire input image data in a local range, and performing the entire processing. Requires a parallel processing mechanism that can evenly access data to the entire image memory.

【0008】そこで、この発明の目的は、画像処理ユニ
ット間のデータ転送を高速化でき、画像処理プロセッサ
数を増やすことができ、飛躍的に並列性を高めて高速に
画像処理できる高速並列画像処理装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-speed parallel image processing capable of speeding up data transfer between image processing units, increasing the number of image processing processors, and dramatically improving parallelism to perform high-speed image processing. It is to provide a device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の高速並列画像処理装置は、画像処理対象
物表面の所定領域毎に配列され、上記所定領域毎の画像
データを取り込んで処理する複数の画像処理ユニット
と、上記複数の画像処理ユニットを最下位層として上位
に多段のツリー構造を構成するようにネットワーク接続
され、下位層側から転送されたデータを処理する複数の
データ転送ユニットとを備え、上記各データ転送ユニッ
トは、上記ツリー構造に沿って下位層側から上位層側お
よび上位層側から下位層側にデータを転送することを特
徴としている。
In order to achieve the above object, a high-speed parallel image processing apparatus according to the present invention is arranged for each predetermined area on the surface of an object to be image-processed. A plurality of image processing units, and a plurality of data transfer units that are connected to a network such that the plurality of image processing units are the lowermost layer to form a multi-level tree structure and process data transferred from the lower layer side Wherein each of the data transfer units transfers data from the lower layer side to the upper layer side and from the upper layer side to the lower layer side along the tree structure.

【0010】上記構成の高速並列画像処理装置によれ
ば、上記複数の画像処理ユニットを画像処理対象物表面
の所定領域毎に例えば格子状や直線状に配置して、各画
像処理ユニットにより所定領域毎に取り込んだ画像デー
タを処理する。そして、上記複数の画像処理ユニットを
最下位層として上位に多段のツリー構造を構成するよう
にネットワーク接続された複数のデータ転送ユニット
は、そのツリー構造に沿って下位層側から上位層側にデ
ータを転送する。そうして、上記複数の画像処理ユニッ
トから得られたデータを上位層側のデータ転送ユニット
で加工,抽出などの処理を行って、その処理結果(たとえ
ば画像処理対象物表面のパターンの特徴)を再び各画像
処理ユニットに効率よく高速に分配し、上記処理結果に
従って各画像処理ユニットにより並列処理を行うことが
可能となる。したがって、画像処理ユニット間のデータ
転送を高速化でき、画像処理プロセッサ数の制約を抑え
て、飛躍的に並列性を高めて高速に画像処理できる。
According to the high-speed parallel image processing apparatus having the above configuration, the plurality of image processing units are arranged in, for example, a grid or a straight line for each predetermined area on the surface of the object to be image-processed. Process the captured image data every time. A plurality of data transfer units network-connected so as to form a multi-stage tree structure at an upper level with the plurality of image processing units as the lowest layer, data is transferred from the lower layer side to the upper layer side along the tree structure. To transfer. Then, the data obtained from the plurality of image processing units is processed and extracted by the data transfer unit on the upper layer side, and the processing result (for example, the characteristic of the pattern of the surface of the image processing object) is obtained. Again, the image data is efficiently distributed to the image processing units at a high speed, and the parallel processing can be performed by the image processing units according to the processing result. Therefore, the speed of data transfer between the image processing units can be increased, the restriction on the number of image processing processors can be suppressed, and the parallel processing can be dramatically improved to perform image processing at high speed.

【0011】また、一実施形態の高速並列画像処理装置
では、上記各画像処理ユニットは、上記所定領域毎に取
り込んだ上記画像データを分析し、その分析結果を表す
データを上記各画像処理ユニットに対応する上位層の上
記データ転送ユニットに転送し、上記各データ転送ユニ
ットのうちの中間層のデータ転送ユニットは、下位層側
の分析結果を表すデータを分析して、その分析結果を表
すデータをさらに上位層のデータ転送ユニットに転送
し、上記各データ転送ユニットのうちの最上位層のデー
タ転送ユニットは、下位層からの分析結果を表すデータ
に基づいて上記画像処理対象物表面のパターンの特徴抽
出を行うことを特徴とする。
In one embodiment of the present invention, each of the image processing units analyzes the image data captured for each of the predetermined regions, and sends data representing the analysis result to each of the image processing units. The data is transferred to the corresponding upper layer data transfer unit.Among the data transfer units, the intermediate layer data transfer unit analyzes the data representing the analysis result on the lower layer side and converts the data representing the analysis result. Further, the data is transferred to a data transfer unit of an upper layer, and the data transfer unit of the uppermost layer among the data transfer units is characterized by a pattern characteristic of the surface of the image processing object based on data representing an analysis result from the lower layer. It is characterized by performing extraction.

【0012】上記実施形態の高速並列画像処理装置によ
れば、上記各画像処理ユニットは、上記所定領域毎に取
り込んだ画像データを分析し、その分析結果を表すデー
タを上記各画像処理ユニットに対応する上位層のデータ
転送ユニットに転送する。そして、上記中間層のデータ
転送ユニットは、下位層側の分析結果を表すデータを分
析し、その分析結果を表すデータをさらに上位層のデー
タ転送ユニットに転送して、最上位層のデータ転送ユニ
ットで上記画像処理対象物表面のパターンの特徴抽出を
行うので、データの集中を緩和して、画像データの特徴
抽出を高速に行うことができる。
According to the high-speed parallel image processing apparatus of the embodiment, each of the image processing units analyzes the image data captured for each of the predetermined regions, and data representing the analysis result corresponds to each of the image processing units. To the upper layer data transfer unit. The data transfer unit of the intermediate layer analyzes the data representing the analysis result of the lower layer, transfers the data representing the analysis result to the data transfer unit of the upper layer, and transmits the data transfer unit of the uppermost layer. Since the feature extraction of the pattern on the surface of the image processing object is performed, the concentration of data can be reduced and the feature extraction of the image data can be performed at high speed.

【0013】また、一実施形態の高速並列画像処理装置
は、上記ツリー構造に沿って上位層の上記データ転送ユ
ニットから最下位層である上記各画像処理ユニットに上
記画像処理対象物表面のパターンの特徴を表す基準デー
タを転送することを特徴とする。
In one embodiment of the present invention, the high-speed parallel image processing apparatus is arranged so that the uppermost data transfer unit along the tree structure transfers the lowermost layer image processing unit to the image processing object surface pattern. It is characterized in that reference data representing a feature is transferred.

【0014】上記実施形態の高速並列画像処理装置によ
れば、上記ツリー構造のネットワークを利用し、上記画
像処理対象物表面のパターンの特徴を表す基準データを
効果的に分散させて、上記各画像処理ユニットに上記基
準データを転送でき、データ転送時間を短縮できる。
According to the high-speed parallel image processing apparatus of the above embodiment, by utilizing the network having the tree structure, the reference data representing the characteristics of the pattern of the surface of the image processing object is effectively dispersed, and The reference data can be transferred to the processing unit, and the data transfer time can be reduced.

【0015】また、一実施形態の高速並列画像処理装置
は、上記各画像処理ユニットが取り込んだ上記所定領域
毎の上記画像データから得られた複数の特徴データに基
づいて、上位層の上記データ転送ユニットにより上記画
像処理対象物表面のパターンの特徴を表す基準データを
特定し、上位層の上記データ転送ユニットにより特定さ
れた上記基準データを上記ツリー構造に沿って上位層の
上記データ転送ユニットから最下位層である上記各画像
処理ユニットに転送し、上記各画像処理ユニットが上記
基準データを参照しながら並列に画像処理を行うことを
特徴とする。
[0015] In one embodiment, the high-speed parallel image processing apparatus according to the present invention is characterized in that the data transfer of the upper layer is performed based on a plurality of characteristic data obtained from the image data for each of the predetermined regions, which are taken in by each of the image processing units. The unit specifies reference data representing the characteristics of the pattern on the surface of the image processing object, and converts the reference data specified by the data transfer unit of the upper layer from the data transfer unit of the upper layer along the tree structure to the most. The image data is transferred to the lower image processing units, and the image processing units perform image processing in parallel with reference to the reference data.

【0016】上記実施形態の高速並列画像処理装置によ
れば、上記画像処理ユニットが取り込んだ所定領域毎の
画像データから得られた複数の特徴データに基づいて、
上位層のデータ転送ユニットにより上記画像処理対象物
表面のパターンの特徴を表す基準データを特定し、上位
層の上記データ転送ユニットにより特定された上記基準
データを上記ツリー構造に沿って上位層の上記データ転
送ユニットから最下位層である上記各画像処理ユニット
に転送して、転送された上記基準データを参照しながら
各画像処理ユニットは並列に画像処理を行う。したがっ
て、画像処理対象物毎にその対象物のパターンの特徴を
表す基準データを特定することによって、画像処理対象
物毎のワークの状態や明るさのばらつき等による変動成
分の影響を受けることなく、高精度の画像処理ができ
る。
According to the high-speed parallel image processing apparatus of the above embodiment, based on a plurality of feature data obtained from the image data of each predetermined area taken in by the image processing unit,
The upper layer data transfer unit specifies reference data representing the characteristics of the pattern of the image processing object surface, and the upper layer data transfer unit specifies the reference data specified by the upper layer data transfer unit along the tree structure. The data is transferred from the data transfer unit to each of the image processing units as the lowest layer, and the image processing units perform image processing in parallel with reference to the transferred reference data. Therefore, by specifying the reference data representing the characteristics of the pattern of the object for each image processing target, without being affected by the fluctuation component due to the variation of the state or brightness of the work for each image processing target, High-precision image processing can be performed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の高速並列画像処
理装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-speed parallel image processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments.

【0018】図1はこの発明の実施の一形態の高速並列
画像処理装置の画像処理ユニットの概略ブロック図であ
り、図2は上記高速並列画像処理装置の3段構成のツリ
ー構造を示すブロック図である。図1において、1はセ
ンサー、2は上記センサー1からの画像データを処理す
る画像処理プロセッサ、3は通信インターフェイスであ
る。上記センサー1,画像処理プロセッサ2および通信
インターフェイス3で画像処理ユニット22を構成して
いる。そして、図2に示すように、上記複数の画像処理
ユニット22を5つ毎のグループに分け、各グループを
複数の中間層のデータ転送ユニット21に夫々接続し、
さらに中間層のデータ転送ユニット21を最上位のデー
タ転送ユニット20に接続して、ツリー構造のネットワ
ークを形成している。なお、上記画像処理ユニット22
は、画像処理の対象物30表面の所定領域毎に格子状に
配列されている。また、画像処理プロセッサ2は、画像
データを記憶するための画像メモリ(図示せず)を有して
いる。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an image processing unit of a high-speed parallel image processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a three-stage tree structure of the high-speed parallel image processing apparatus. It is. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sensor, 2 denotes an image processor for processing image data from the sensor 1, and 3 denotes a communication interface. The sensor 1, the image processor 2, and the communication interface 3 constitute an image processing unit 22. Then, as shown in FIG. 2, the plurality of image processing units 22 are divided into groups of five, and each group is connected to a plurality of intermediate layer data transfer units 21, respectively.
Further, the data transfer unit 21 of the intermediate layer is connected to the uppermost data transfer unit 20 to form a tree-structured network. The image processing unit 22
Are arranged in a grid pattern for each predetermined area on the surface of the object 30 for image processing. The image processor 2 has an image memory (not shown) for storing image data.

【0019】上記構成の高速並列画像処理装置は、最上
位層のデータ転送ユニット20から画像取得指令が中間
層のデータ転送ユニット21に転送されると、その画像
取得指令は、直ちに最下位層の画像処理ユニット22に
伝達される。そして、画像処理ユニット22に画像取得
指令が伝わると、各画像処理ユニット22は並列に画像
取得を行う。したがって、ラインセンサーを用いた場合
のように、センサーと対象物との間の位置関係を変え
て、何回も画像取得を行う必要がない。次に、画像取得
がなされたら各画像処理ユニット22内で画像データの
加工,抽出を行って、画像データの情報量を圧縮する。
例をあげると、必要な部分の切り出しや平均照度の算出
や特徴抽出および帯域制限などのデータ処理を行う。次
に、中間層のデータ転送ユニット21では、下位構造の
画像処理ユニット22から転送された特徴データとして
の複数の画像データをまとめて加工,抽出を行い、最上
位層のデータ転送ユニット20に転送する。このときの
処理の例をあげると、その画像データをそのまま上位デ
ータ転送ユニットヘ転送したり、3σ(標準誤差)から外
れるデータを除いたり、中央値のみを取り出すなどのフ
ィルタをかける処理が考えられる。そして、上記最上位
層のデータ転送ユニット20では、多段の加工処理や特
徴抽出フィルタにより処理された特徴データを使って、
現在画像処理中の対象物30に適した基準データ(対象
物表面のパターンの特徴を表すデータ)を再構築する。
そして、その基準データを複数の画像処理ユニット22
にツリー構造のネットワークを介して高速に分配する。
その後、基準データが分配された各画像処理ユニット2
2では、この基準データに基づいて再度画像処理を行
う。
In the high-speed parallel image processing apparatus having the above configuration, when an image acquisition command is transferred from the data transfer unit 20 of the uppermost layer to the data transfer unit 21 of the intermediate layer, the image acquisition command is immediately sent to the lowermost layer. The image is transmitted to the image processing unit 22. When an image acquisition command is transmitted to the image processing units 22, each image processing unit 22 acquires images in parallel. Therefore, unlike the case where a line sensor is used, there is no need to change the positional relationship between the sensor and the target object and perform image acquisition many times. Next, when the image is obtained, the image data is processed and extracted in each image processing unit 22 to compress the information amount of the image data.
For example, data processing such as extraction of a necessary portion, calculation of average illuminance, feature extraction, and band limitation is performed. Next, the intermediate-layer data transfer unit 21 collectively processes and extracts a plurality of image data as the feature data transferred from the image processing unit 22 having the lower structure, and transfers the processed data to the data transfer unit 20 of the highest layer. I do. As an example of the process at this time, a process of transferring the image data as it is to the upper data transfer unit, removing data outside 3σ (standard error), or extracting only the median value may be applied. Then, the data transfer unit 20 of the uppermost layer uses the feature data processed by the multi-stage processing and the feature extraction filter,
Reference data (data representing the characteristics of the pattern on the surface of the object) suitable for the object 30 currently undergoing image processing is reconstructed.
Then, the reference data is stored in a plurality of image processing units 22.
At high speed through a tree-structured network.
After that, each image processing unit 2 to which the reference data is distributed
In 2, the image processing is performed again based on the reference data.

【0020】次に、上記高速並列画像処理装置を自動ウ
ェハマクロ検査装置に応用した場合について説明する。
Next, the case where the high-speed parallel image processing apparatus is applied to an automatic wafer macro inspection apparatus will be described.

【0021】図3に示すように、最下層の画像処理ユニ
ット22のセンサー1(図1に示す)により取り込まれた
画像データから得られた特徴データとしての基準データ
の1部分(図3の23に示す)に基づいて、パターンマッ
チングと既知のカメラ間距離を利用して、中間層のデー
タ転送ユニット21で基準パターン24を合成する。そ
して、図4に示すように、最上位層のデータ転送ユニッ
ト20では、各中間層のデータ転送ユニット21で作成
された基準パターン24の平均をとり、全体を代表する
基準データ25を一つだけ作成する。
As shown in FIG. 3, one part (23 in FIG. 3) of the reference data as the characteristic data obtained from the image data captured by the sensor 1 (shown in FIG. 1) of the lowermost image processing unit 22. ), The reference pattern 24 is synthesized by the intermediate layer data transfer unit 21 using pattern matching and the known inter-camera distance. Then, as shown in FIG. 4, in the data transfer unit 20 of the uppermost layer, the average of the reference patterns 24 created by the data transfer units 21 of each intermediate layer is averaged, and only one reference data 25 representing the whole is obtained. create.

【0022】この自動ウェハマクロ検査装置では、全体
を代表する新しい基準データ25を最下層の各画像処理
ユニット22(図1,図2に示す)に分配し、各画像処理
ユニット22でパターンの論理アドレス(センサー1の
座標)に基づいて理想的な入力画像データを作成し、実
際の入力画像データに対してパターンデータを相殺する
ことによって、傷やパターン不良などの抽出を行う。例
えば、図7はICウェハ上のICパターンと各センサー
1の視野範囲15(図7では4つのみを示す)を示してお
り、ウェハ上のICパターン16は、一定の周期で同じ
パターンが繰り返され、この一部分のパターンを取り出
して、基準データである基準パターン14を作成する。
そして、各視野範囲15内に存在するパターンであって
局部的に基準パターン14と同じパターンを消去するこ
とによって、基準パターン以外の傷やパターン不良を抽
出する。図8はこの傷やパターン不良の抽出を説明する
ための模式図を示しており、図8(a)に示す基準データ
の断面パターンに対して視野内データの断面パターンが
図8(b)に示すようにパターン不良を含む場合、基準デ
ータを相殺することにより、図8(c)に示すようにパタ
ーン不良が抽出される。
In this automatic wafer macro inspection apparatus, new reference data 25 representing the whole is distributed to each of the lowermost image processing units 22 (shown in FIGS. 1 and 2), and each image processing unit 22 performs pattern logic. The ideal input image data is created based on the address (the coordinates of the sensor 1), and the pattern data is offset from the actual input image data, thereby extracting a flaw or a pattern defect. For example, FIG. 7 shows an IC pattern on an IC wafer and a field of view 15 of each sensor 1 (only four are shown in FIG. 7), and an IC pattern 16 on the wafer repeats the same pattern at a constant cycle. Then, a part of the pattern is taken out and a reference pattern 14 as reference data is created.
Then, a pattern existing in each visual field range 15 and locally the same as the reference pattern 14 is erased, thereby extracting a flaw or a pattern defect other than the reference pattern. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the extraction of this flaw or pattern defect. FIG. 8B shows a cross-sectional pattern of the in-field data with respect to the cross-sectional pattern of the reference data shown in FIG. When a pattern defect is included as shown in FIG. 8C, the pattern defect is extracted as shown in FIG. 8C by canceling the reference data.

【0023】このように、上記複数の画像処理ユニット
22から得られた特徴データに基づいて、上位層側のデ
ータ転送ユニット21,20で画像処理対象物表面のパ
ターンの特徴を表す基準データを求めて、その基準デー
タを各画像処理ユニット22に効率よく高速に分配し、
分配された基準データに従って各画像処理ユニット22
により並列処理を行う。したがって、各画像処理ユニッ
ト22間のデータ転送を高速にでき、画像処理プロセッ
サ数の制約を抑えて、飛躍的に並列性を高めて高速に画
像処理することができる。
As described above, based on the characteristic data obtained from the plurality of image processing units 22, the upper layer side data transfer units 21 and 20 obtain the reference data representing the characteristics of the pattern on the surface of the image processing object. Then, the reference data is efficiently and quickly distributed to the respective image processing units 22,
Each image processing unit 22 according to the distributed reference data
To perform parallel processing. Therefore, the data transfer between the image processing units 22 can be performed at high speed, the restriction on the number of image processing processors can be suppressed, and the parallel processing can be dramatically improved to perform high-speed image processing.

【0024】また、上記各画像処理ユニット22は、所
定領域毎に取り込んだ画像データを分析し、その分析結
果を表すデータを中間層のデータ転送ユニット21に転
送して、中間層のデータ転送ユニット21は、下位層側
の分析結果を表すデータを分析し、その分析結果を表す
データをさらに最上位層のデータ転送ユニット20に転
送して、最上位層のデータ転送ユニット20で画像処理
対象物表面のパターンの特徴抽出を行うので、データの
集中を緩和して、画像データの特徴抽出を高速に実行す
ることができる。
Each of the image processing units 22 analyzes the image data captured for each predetermined area, and transfers data representing the analysis result to the data transfer unit 21 of the intermediate layer. Numeral 21 analyzes data representing the analysis result of the lower layer, transfers the data representing the analysis result to the data transfer unit 20 of the uppermost layer, and causes the data transfer unit 20 of the uppermost layer to perform image processing on the object. Since the feature extraction of the surface pattern is performed, the concentration of data can be reduced, and the feature extraction of the image data can be executed at high speed.

【0025】また、上記ツリー構造のネットワークを利
用し、対象物30表面のパターンの特徴を表す基準デー
タを効果的に分散させて、各画像処理ユニット22に基
準データを転送でき、データ転送時間を短縮することが
できる。
Further, the reference data representing the characteristics of the pattern on the surface of the object 30 can be effectively dispersed by using the network having the tree structure, and the reference data can be transferred to each image processing unit 22. Can be shortened.

【0026】また、画像処理対象物毎にその対象物のパ
ターンの特徴を表す基準データを特定することによっ
て、画像処理対象物毎のワークの状態や明るさのばらつ
き等による変動成分の影響をなくした高精度の画像処理
を行うことができる。
Further, by specifying the reference data representing the feature of the pattern of the object for each image processing object, the influence of the fluctuation component due to the variation of the state of the work or the brightness of each image processing object can be eliminated. High-precision image processing can be performed.

【0027】上記実施の形態では、5つの画像処理ユニ
ット22毎に中間層のデータ転送ユニット21を接続
し、4つの中間層のデータ転送ユニット21を最上位層
のデータ転送ユニット20に接続した3段構成のツリー
構造の高速並列画像処理装置について説明したが、画像
処理ユニットとデータ転送ユニットのツリー構造はこれ
に限らず、画像処理対象物やセンサの構成等に応じて適
宜設定すればよい。
In the above embodiment, the data transfer unit 21 of the intermediate layer is connected to each of the five image processing units 22, and the data transfer units 21 of the four intermediate layers are connected to the data transfer unit 20 of the uppermost layer. Although the high-speed parallel image processing apparatus having a tree structure with a tiered structure has been described, the tree structure of the image processing unit and the data transfer unit is not limited to this, and may be set as appropriate according to the configuration of the image processing target and the sensor.

【0028】また、上記実施の形態では、画像処理ユニ
ット22を格子状に配列したが、直線状に画像処理ユニ
ットを配列した高速並列画像処理装置に適用してもよ
い。
In the above embodiment, the image processing units 22 are arranged in a lattice, but may be applied to a high-speed parallel image processing apparatus in which image processing units are arranged in a straight line.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の高
速並列画像処理装置は、複数の画像処理ユニットから同
時に取り込んだ画像データにフィルタ処理等を多段に並
列に実行することを可能とすると共に、画像データの特
徴抽出を高速に実行できる。また、抽出された画像処理
対象物表面のパターンの特徴を表す基準データを高速に
複数の画像処理ユニットに分配することができ、各々の
画像処理ユニットでは、その基準データを用いて変動成
分(ワークの状態や明るさのばらつき)を抑えた精度の高
い画像処理を高速に実行することができる。また、バス
結合の並列画像処理システムに比べ、格段に画像処理プ
ロセッサの数を増やすことができると共に、スター結合
による疎結合ネットワークに比ベデータ転送のボトルネ
ックを緩和することで、並列動作可能な画像処理ユニッ
トの数を大幅に増やすことができ、広範囲な画像を高速
に処理できる高速並列画像処理装置を実現することがで
きる。
As is apparent from the above description, the high-speed parallel image processing apparatus of the present invention makes it possible to execute filter processing and the like in multiple stages in parallel on image data simultaneously fetched from a plurality of image processing units. In addition, feature extraction of image data can be executed at high speed. In addition, the extracted reference data representing the characteristics of the pattern on the surface of the image processing object can be distributed to a plurality of image processing units at high speed, and each image processing unit uses the reference data to generate a fluctuation component (workpiece). , And high-accuracy image processing in which variations in brightness and brightness are suppressed. Also, compared to a bus-coupled parallel image processing system, the number of image processors can be significantly increased, and the bottleneck of data transfer is alleviated compared to a loosely-coupled network using a star connection. The number of processing units can be greatly increased, and a high-speed parallel image processing device capable of processing a wide range of images at high speed can be realized.

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

【図1】 図1はこの発明の実施の一形態の高速並列画
像処理装置の画像処理ユニットのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an image processing unit of a high-speed parallel image processing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図2は上記高速並列画像処理装置の3段構成
のツリー構造を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a tree structure of a three-stage configuration of the high-speed parallel image processing apparatus.

【図3】 図3は最下層の画像処理ユニットから得られ
た画像データから中間層のデータ転送ユニットで基準デ
ータを作成する概念を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a concept of creating reference data in an intermediate layer data transfer unit from image data obtained from a lowermost image processing unit.

【図4】 図4は複数の中間層の基準データから全体で
一つの基準データを作成する概念を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a concept of creating one reference data as a whole from reference data of a plurality of intermediate layers.

【図5】 図5は従来の画像処理装置のバス結合型の並
列画像処理プロセッサ構成を示す概略ブロック図であ
る。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a configuration of a bus-coupled parallel image processor of a conventional image processing apparatus.

【図6】 図6は従来の画像処理装置のスター結合型の
並列画像処理プロセッサ構成を示す概略ブロック図であ
る。
FIG. 6 is a schematic block diagram showing the configuration of a star-coupled parallel image processor of a conventional image processing apparatus.

【図7】 図7はICウェハ上のパターンと視野範囲を
示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a pattern on an IC wafer and a visual field range.

【図8】 図8は基準データに基づいて抽出されるパタ
ーン不良を説明するための模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a pattern defect extracted based on reference data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…センサー、 2…画像処理プロセッサ、 3…通信インターフェイス、 10…バス、 11…画像処理プロセッサ 12…メモリ、 13…HUB、 14…基準パターン、 15…視野範囲、 16…ICパターン、 20…最上層のデータ転送ユニット、 21…中間層のデータ転送ユニット、 22…最下層の画像処理プロセッサ、 23…基準データの1部分、 24…中間層で合成された基準データ、 25…最上位層で作成された基準データ、 30…対象物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor, 2 ... Image processor, 3 ... Communication interface, 10 ... Bus, 11 ... Image processor 12 ... Memory, 13 ... HUB, 14 ... Reference pattern, 15 ... Viewing range, 16 ... IC pattern, 20 ... Most Upper layer data transfer unit, 21 intermediate layer data transfer unit, 22 lowermost layer image processor, 23 part of reference data, 24 reference data synthesized in intermediate layer, 25 created in uppermost layer Reference data obtained, 30 ... object.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA04 CA08 CA12 CB08 CB12 CH04 CH11 DA03 DA08 DB02 DC30  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page F term (reference) 5B057 AA04 CA08 CA12 CB08 CB12 CH04 CH11 DA03 DA08 DB02 DC30

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像処理対象物表面の所定領域毎に配列
され、上記所定領域毎の画像データを取り込んで処理す
る複数の画像処理ユニットと、 上記複数の画像処理ユニットを最下位層として上位に多
段のツリー構造を構成するようにネットワーク接続され
た複数のデータ転送ユニットとを備え、 上記各データ転送ユニットは、上記ツリー構造に沿って
下位層側から上位層側および上位層側から下位層側にデ
ータを転送することを特徴とする高速並列画像処理装
置。
1. A plurality of image processing units arranged for each predetermined area on the surface of an image processing object, and taking in and processing image data for each of the predetermined areas; A plurality of data transfer units network-connected to form a multi-stage tree structure, wherein each of the data transfer units is arranged from the lower layer side to the upper layer side and from the upper layer side to the lower layer side along the tree structure. A high-speed parallel image processing apparatus for transferring data to a computer.
【請求項2】 請求項1に記載の高速並列画像処理装置
において、 上記各画像処理ユニットは、上記所定領域毎に取り込ん
だ上記画像データを分析し、その分析結果を表すデータ
を上記各画像処理ユニットに対応する上位層の上記デー
タ転送ユニットに転送し、 上記各データ転送ユニットのうちの中間層のデータ転送
ユニットは、下位層側の分析結果を表すデータを分析し
て、その分析結果を表すデータをさらに上位層側のデー
タ転送ユニットに転送し、 上記各データ転送ユニットのうちの最上位層のデータ転
送ユニットは、下位層からの分析結果を表すデータに基
づいて上記画像処理対象物表面のパターンの特徴抽出を
行うことを特徴とする高速並列画像処理装置。
2. The high-speed parallel image processing device according to claim 1, wherein each of the image processing units analyzes the image data captured for each of the predetermined regions, and converts data representing the analysis result into each of the image processing. The data is transferred to the upper layer data transfer unit corresponding to the unit. The data transfer unit of the intermediate layer among the data transfer units analyzes the data representing the analysis result of the lower layer side and represents the analysis result. The data is further transferred to the data transfer unit on the upper layer side, and the data transfer unit on the uppermost layer among the data transfer units is arranged on the surface of the image processing object based on the data representing the analysis result from the lower layer. A high-speed parallel image processing apparatus for extracting pattern features.
【請求項3】 請求項1に記載の高速並列画像処理装置
において、 上記ツリー構造に沿って上位層の上記データ転送ユニッ
トから最下位層である上記各画像処理ユニットに上記画
像処理対象物表面のパターンの特徴を表す基準データを
転送することを特徴とする高速並列画像処理装置。
3. The high-speed parallel image processing apparatus according to claim 1, wherein the data processing unit of an upper layer is transferred from the data transfer unit of an upper layer to each of the image processing units of a lower layer along the tree structure. A high-speed parallel image processing device for transferring reference data representing a feature of a pattern.
【請求項4】 請求項1に記載の高速並列画像処理装置
において、 上記各画像処理ユニットが取り込んだ上記所定領域毎の
上記画像データから得られた複数の特徴データに基づい
て、上位層の上記データ転送ユニットにより上記画像処
理対象物表面のパターンの特徴を表す基準データを特定
し、 上位層の上記データ転送ユニットにより特定された上記
基準データを上記ツリー構造に沿って上位層の上記デー
タ転送ユニットから最下位層である上記各画像処理ユニ
ットに転送し、 上記各画像処理ユニットが上記基準データを参照しなが
ら並列に画像処理を行うことを特徴とする高速並列画像
処理装置。
4. The high-speed parallel image processing device according to claim 1, wherein the upper layer includes a plurality of feature data obtained from the image data for each of the predetermined regions, which are taken in by each of the image processing units. The data transfer unit specifies reference data representing the characteristics of the pattern on the surface of the image processing object, and converts the reference data specified by the data transfer unit in an upper layer into the data transfer unit in an upper layer along the tree structure. A high-speed parallel image processing apparatus, wherein the image data is transferred to the image processing units, which are the lowest layers, and the image processing units perform image processing in parallel with reference to the reference data.
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CN105448273A (en) * 2014-09-01 2016-03-30 扬智科技股份有限公司 Image processing method and system

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