JP2003099776A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
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- JP2003099776A JP2003099776A JP2001290518A JP2001290518A JP2003099776A JP 2003099776 A JP2003099776 A JP 2003099776A JP 2001290518 A JP2001290518 A JP 2001290518A JP 2001290518 A JP2001290518 A JP 2001290518A JP 2003099776 A JP2003099776 A JP 2003099776A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】粗テンプレートマッチングと精テンプレートマ
ッチングで相関値順位が入れ替わったとしても、最終的
な精テンプレートマッチングで、等倍でテンプレートマ
ッチングした場合と同等のマッチング結果を得る。 【解決手段】粗テンプレートマッチングで得られた相関
値を大きい順にソートした相関値列の上位から、相関値
列の微分をとり、微分値の最大出現位置までを精テンプ
レートマッチングの対象とする。
ッチングで相関値順位が入れ替わったとしても、最終的
な精テンプレートマッチングで、等倍でテンプレートマ
ッチングした場合と同等のマッチング結果を得る。 【解決手段】粗テンプレートマッチングで得られた相関
値を大きい順にソートした相関値列の上位から、相関値
列の微分をとり、微分値の最大出現位置までを精テンプ
レートマッチングの対象とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、得られた画像に対
し、テンプレートを用いてテンプレートマッチングを行
うための画像処理装置に係り、特に画像を縮小しての粗
テンプレートマッチングから等倍での精テンプレートマ
ッチングを行う時の候補数を最も適した数に設定する画
像処理装置に関する。
し、テンプレートを用いてテンプレートマッチングを行
うための画像処理装置に係り、特に画像を縮小しての粗
テンプレートマッチングから等倍での精テンプレートマ
ッチングを行う時の候補数を最も適した数に設定する画
像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、テンプレートマッチングには、正
規化相関処理による方法が用いられている。図１を用い
て、従来の正規化相関によるテンプレートマッチング法
を説明する。１０１は予め用意されたテンプレート、１
０２は入力された濃淡画像（以下、「被マッチング画
像」と言う）である。このテンプレート１０１により被
マッチング画像が１画素ずつ前面にわたり走査され、走
査位置毎にテンプレート１０１と被マッチング画像１０
２との一致度合を正規化相関演算により求め、相関値が
最大となるテンプレート１０１の走査位置から、求める
対象物の位置が求められる。テンプレート１０１内の点
（i,j）における画素値をＭij、被マッチング画像１０
２の対応する点（Ｘ+ｉ,Ｙ+j）の画素値をＰijとし、テ
ンプレート１０１の構成画素数をＮとすると、テンプレ
ート１０１の被マッチング画像１０２上の位置（Ｘ，
Ｙ）における、テンプレートと被マッチング画像の正規
化相関係数ｒ（Ｘ，Ｙ）は、第１式で求められる。
規化相関処理による方法が用いられている。図１を用い
て、従来の正規化相関によるテンプレートマッチング法
を説明する。１０１は予め用意されたテンプレート、１
０２は入力された濃淡画像（以下、「被マッチング画
像」と言う）である。このテンプレート１０１により被
マッチング画像が１画素ずつ前面にわたり走査され、走
査位置毎にテンプレート１０１と被マッチング画像１０
２との一致度合を正規化相関演算により求め、相関値が
最大となるテンプレート１０１の走査位置から、求める
対象物の位置が求められる。テンプレート１０１内の点
（i,j）における画素値をＭij、被マッチング画像１０
２の対応する点（Ｘ+ｉ,Ｙ+j）の画素値をＰijとし、テ
ンプレート１０１の構成画素数をＮとすると、テンプレ
ート１０１の被マッチング画像１０２上の位置（Ｘ，
Ｙ）における、テンプレートと被マッチング画像の正規
化相関係数ｒ（Ｘ，Ｙ）は、第１式で求められる。
【０００３】
【数１】
【０００４】以上述べたようなテンプレートマッチング
では処理に時間が掛かるため、第１にテンプレート及び
被テンプレートマッチング画像を縮小し、データ点数を
削減することで高速に粗テンプレートマッチングを行
い、第２に得られたマッチング候補の上位から要求候補
数分を各候補の周囲数点の範囲で精テンプレートマッチ
ングを行い要求候補数分の候補を得ていた。
では処理に時間が掛かるため、第１にテンプレート及び
被テンプレートマッチング画像を縮小し、データ点数を
削減することで高速に粗テンプレートマッチングを行
い、第２に得られたマッチング候補の上位から要求候補
数分を各候補の周囲数点の範囲で精テンプレートマッチ
ングを行い要求候補数分の候補を得ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の技
術では、画像を縮小して粗テンプレートマッチングを行
うために、粗テンプレートマッチングで得られたマッチ
ング候補を相関値の大きい順にソートした時の順位と、
等倍のみでテンプレートマッチングした場合の順位が、
画像及び画像の縮小率に依存して入れ替わることがあ
り、粗テンプレートマッチング候補の上位から要求候補
数分で精テンプレートマッチングを行うと等倍のみでテ
ンプレートマッチングを行った場合と結果が異なってし
まう恐れがあった。
術では、画像を縮小して粗テンプレートマッチングを行
うために、粗テンプレートマッチングで得られたマッチ
ング候補を相関値の大きい順にソートした時の順位と、
等倍のみでテンプレートマッチングした場合の順位が、
画像及び画像の縮小率に依存して入れ替わることがあ
り、粗テンプレートマッチング候補の上位から要求候補
数分で精テンプレートマッチングを行うと等倍のみでテ
ンプレートマッチングを行った場合と結果が異なってし
まう恐れがあった。
【０００６】本発明の目的は、粗テンプレートマッチン
グ候補から適切な数の候補を選択し、精テンプレートマ
ッチングを行うことで等倍のみで行ったテンプレートマ
ッチングの結果と同等の結果を等倍でのテンプレートマ
ッチングよりも短時間で得る機能を有する画像処理装置
を実現することにある。
グ候補から適切な数の候補を選択し、精テンプレートマ
ッチングを行うことで等倍のみで行ったテンプレートマ
ッチングの結果と同等の結果を等倍でのテンプレートマ
ッチングよりも短時間で得る機能を有する画像処理装置
を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、粗テンプレートマッチングとし
て縮小画像の全体を走査し、全ての相関値を取得し、そ
れらの相関値の大きい順に並べ替え、各相関値から最適
な精テンプレートマッチングの対象数を選択する手段を
用いる。
に、請求項１の発明は、粗テンプレートマッチングとし
て縮小画像の全体を走査し、全ての相関値を取得し、そ
れらの相関値の大きい順に並べ替え、各相関値から最適
な精テンプレートマッチングの対象数を選択する手段を
用いる。
【０００８】請求項２の発明は、第１項のテンプレート
マッチングの方法を正規化相関法として、粗テンプレー
トマッチングの相関値の大きい順に並べ替え、相関値列
を微分し、先頭から微分値が最大となる位置までの個数
を精テンプレートマッチングの対象数とする手段を用い
る。
マッチングの方法を正規化相関法として、粗テンプレー
トマッチングの相関値の大きい順に並べ替え、相関値列
を微分し、先頭から微分値が最大となる位置までの個数
を精テンプレートマッチングの対象数とする手段を用い
る。
【０００９】請求項３の発明は、第２項の方法で粗テン
プレートマッチングの相関値の大きい順に並べ替え、上
位から要求候補数＋定数として精テンプレートマッチン
グの対象数を決定する手段を用いる。
プレートマッチングの相関値の大きい順に並べ替え、上
位から要求候補数＋定数として精テンプレートマッチン
グの対象数を決定する手段を用いる。
【００１０】請求項４の発明は、第２項の方法で粗テン
プレートマッチングの相関値の大きい順に並べ替え、上
位から要求候補数＋要求候補数×係数％として精テンプ
レートマッチングの対象数を決定する手段を用いる。
プレートマッチングの相関値の大きい順に並べ替え、上
位から要求候補数＋要求候補数×係数％として精テンプ
レートマッチングの対象数を決定する手段を用いる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図３は、本発明の画像処理装置の
一実施例である電子顕微鏡装置の構成概要のブロック図
である。３０１は電子顕微鏡の鏡体部であり、電子銃３
０２から発せられた電子線３０３が図には描かれていな
い電子レンズによって収束され、試料３０５に照射され
る。電子線照射によって、試料表面から発生する二次電
子、或いは反射電子の強度が電子検出器３０６によって
検出され、増幅器３０７で増幅される。３０４は電子線
の位置を移動させる偏向器であり、３１０の制御用計算
機の制御信号３０８によって電子線を試料表面上でラス
タ走査させる。増幅器３０７から出力される信号を画像
処理プロセッサ３０９内でＡＤ変換し、デジタル画像デ
ータを作る。３１１は、その画像データを表示する表示
装置である。また、３０９は、デジタル画像データを格
納する画像メモリと各種の画像処理を行う画像処理回
路、表示制御を行う表示制御回路を持つ。制御用計算機
３１０には、キーボードやマウス等の入力手段３１２が
接続される。半導体デバイス作成時、ウェハ上に描かれ
た微細なパターンの線幅を計測する場合に電子顕微鏡装
置が使われる。この時、ウェハ上の線幅を計測する部分
を見つけ出す方法に現在では、正規化相関法が使われて
おり、その場合に高速性と正確性が要求されている。本
発明の画像処理装置は、テンプレートマッチングを適切
に行うことができる画像処理装置であるため、電子顕微
鏡装置に適応することが可能である。
一実施例である電子顕微鏡装置の構成概要のブロック図
である。３０１は電子顕微鏡の鏡体部であり、電子銃３
０２から発せられた電子線３０３が図には描かれていな
い電子レンズによって収束され、試料３０５に照射され
る。電子線照射によって、試料表面から発生する二次電
子、或いは反射電子の強度が電子検出器３０６によって
検出され、増幅器３０７で増幅される。３０４は電子線
の位置を移動させる偏向器であり、３１０の制御用計算
機の制御信号３０８によって電子線を試料表面上でラス
タ走査させる。増幅器３０７から出力される信号を画像
処理プロセッサ３０９内でＡＤ変換し、デジタル画像デ
ータを作る。３１１は、その画像データを表示する表示
装置である。また、３０９は、デジタル画像データを格
納する画像メモリと各種の画像処理を行う画像処理回
路、表示制御を行う表示制御回路を持つ。制御用計算機
３１０には、キーボードやマウス等の入力手段３１２が
接続される。半導体デバイス作成時、ウェハ上に描かれ
た微細なパターンの線幅を計測する場合に電子顕微鏡装
置が使われる。この時、ウェハ上の線幅を計測する部分
を見つけ出す方法に現在では、正規化相関法が使われて
おり、その場合に高速性と正確性が要求されている。本
発明の画像処理装置は、テンプレートマッチングを適切
に行うことができる画像処理装置であるため、電子顕微
鏡装置に適応することが可能である。
【００１２】図２は、本発明の一実施例であるテンプレ
ートマッチングに正規化相関処理を用いた場合の処理フ
ローである。２０１でマッチングに使用したいテンプレ
ートを登録し、２０２で被マッチング画像を取得し、２
０３でテンプレートマッチングでの正規化相関処理時の
階層処理に使いたい間引き処理を行う。２０４では、間
引いたテンプレートと被マッチング画像を用いて粗テン
プレートマッチングを行い、２０５では２０４で得られ
た相関値を昇順にソートし、各相関値の関係から精テン
プレートマッチングを行う候補数を算出する。２０５で
算出された精テンプレートマッチング対象候補数と粗テ
ンプレートマッチングの結果から２０６の精テンプレー
トマッチングを行い、２０７で結果を表示する。
ートマッチングに正規化相関処理を用いた場合の処理フ
ローである。２０１でマッチングに使用したいテンプレ
ートを登録し、２０２で被マッチング画像を取得し、２
０３でテンプレートマッチングでの正規化相関処理時の
階層処理に使いたい間引き処理を行う。２０４では、間
引いたテンプレートと被マッチング画像を用いて粗テン
プレートマッチングを行い、２０５では２０４で得られ
た相関値を昇順にソートし、各相関値の関係から精テン
プレートマッチングを行う候補数を算出する。２０５で
算出された精テンプレートマッチング対象候補数と粗テ
ンプレートマッチングの結果から２０６の精テンプレー
トマッチングを行い、２０７で結果を表示する。
【００１３】図４は、請求項３に対応し、粗テンプレー
トマッチングで得られた相関値を大きい順にソートした
マッチング結果テーブル４０１と予め指定された要求候
補数及び係数４０２から４０３の精テンプレートマッチ
ングを行う候補数を候補数＝要求候補数＋要求候補数×
係数％として算出したもである。
トマッチングで得られた相関値を大きい順にソートした
マッチング結果テーブル４０１と予め指定された要求候
補数及び係数４０２から４０３の精テンプレートマッチ
ングを行う候補数を候補数＝要求候補数＋要求候補数×
係数％として算出したもである。
【００１４】図５は、請求項４に対応し、粗テンプレー
トマッチングで得られた相関値を大きい順にソートした
マッチング結果テーブル５０１と予め指定された要求候
補数及び定数５０２から５０３の精テンプレートマッチ
ングを行う候補数を候補数＝要求候補数＋定数として算
出したもである。
トマッチングで得られた相関値を大きい順にソートした
マッチング結果テーブル５０１と予め指定された要求候
補数及び定数５０２から５０３の精テンプレートマッチ
ングを行う候補数を候補数＝要求候補数＋定数として算
出したもである。
【００１５】図６は、請求項２に対応し、図５及び図６
の粗テンプレートマッチングで得られた相関値を大きい
順にソートしたマッチング結果テーブルの相関値を先頭
から微分をした時のグラフである。ここで、３番目の微
分値が最大となることから精テンプレートマッチングを
行う候補数を３と決定する。
の粗テンプレートマッチングで得られた相関値を大きい
順にソートしたマッチング結果テーブルの相関値を先頭
から微分をした時のグラフである。ここで、３番目の微
分値が最大となることから精テンプレートマッチングを
行う候補数を３と決定する。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明してきたように構成
されているので以下に記載されるような効果を奏する。
従来、テンプレートマッチングを行う場合、高速に実行
させたいと言う要求により、要求候補数を１個として、
粗マッチングの画像縮小率をできる限り大きくとられて
いる。従って、本来選択されるべき場所と異なった場所
を選択してまう問題に対して、本発明では、粗マッチン
グから精マッチングを行う過程で精テンプレートマッチ
ング候補数を適切に設定することで等倍のテンプレート
マッチングを行った場合と同等の結果を得ることができ
る。
されているので以下に記載されるような効果を奏する。
従来、テンプレートマッチングを行う場合、高速に実行
させたいと言う要求により、要求候補数を１個として、
粗マッチングの画像縮小率をできる限り大きくとられて
いる。従って、本来選択されるべき場所と異なった場所
を選択してまう問題に対して、本発明では、粗マッチン
グから精マッチングを行う過程で精テンプレートマッチ
ング候補数を適切に設定することで等倍のテンプレート
マッチングを行った場合と同等の結果を得ることができ
る。
【図１】正規化相関によるテンプレートマッチング方法
を説明する図。
を説明する図。
【図２】本発明の一実施例である正規化相関処理を用い
た場合の処理フロー図。
た場合の処理フロー図。
【図３】本発明の画像処理装置の一実施例である電子顕
微鏡装置の構成概要図。
微鏡装置の構成概要図。
【図４】請求項２の処理概要図。
【図５】請求項３の処理概要図。
【図６】請求項４の処理概要図。
３０１…電子顕微鏡の鏡体部、３０２…電子銃、３０３
…電子線、３０４…偏向器、３０５…試料、３０６…電
子検出器、３０７…増幅器、３０８…制御信号、３０９
…画像処理プロセッサ、３１０…制御用計算機、３１１
…表示装置、３１２…入力手段。
…電子線、３０４…偏向器、３０５…試料、３０６…電
子検出器、３０７…増幅器、３０８…制御信号、３０９
…画像処理プロセッサ、３１０…制御用計算機、３１１
…表示装置、３１２…入力手段。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ▲高▼根 淳
茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株
式会社日立製作所計測器グループ内
Ｆターム(参考） 5L096 DA02 EA03 EA17 HA08 JA03
JA09 JA14 KA11
Claims (4)
- 【請求項１】 マッチングを行いたい形状をテンプレー
トとして登録する機能と、そのテンプレートを用いて入
力された被マッチング画像のテンプレートマッチングを
行う機能を有し、第１にテンプレート及び被マッチング
画像を縮小し粗テンプレートマッチングを行い、第２に
粗テンプレートマッチングで得られた結果位置付近を等
倍で精テンプレートマッチングを行う機能を備えた画像
処理装置において、粗テンプレートマッチングで得られ
たマッチング候補を相関値の順に並べ、各候補の相関値
から適切な個数の候補を自動選択、又は外部より入力可
能とし、その候補数分の精テンプレートマッチングを行
う事を特徴とする画像処理装置。 - 【請求項２】 前記第１項の画像処理装置において、テ
ンプレートマッチングの方法を正規化相関法として、粗
テンプレートマッチングの相関値の大きい順に並べ、そ
の相関値列の微分を取り、先頭から微分値が最大となる
までの粗テンプレートマッチング候補を精テンプレート
マッチングの対象とすることを特徴とする画像処理装
置。 - 【請求項３】 前記第２項において、粗テンプレートマ
ッチングの候補を相関値の大きい順に並べ、要求候補数
より一定数だけ多い個数の候補を選択し、その候補を精
テンプレートマッチングの対象とすることを特徴とする
画像処理装置。 - 【請求項４】 前記第２項において、粗テンプレートマ
ッチングの候補を相関値の大きい順に並べ、上位から一
定割合だけ多い数の候補を選択し、その候補を精テンプ
レートマッチングの対象とすることを特徴とする画像処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001290518A JP2003099776A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001290518A JP2003099776A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003099776A true JP2003099776A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19112817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001290518A Pending JP2003099776A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003099776A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006031387A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Yamaha Motor Co Ltd | 画像認識装置、画像認識方法、画像認識プログラムおよび画像認識プログラムを記録した記録媒体 |
| JPWO2005057496A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2007-12-13 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 画像からの対象物検出方法及び対象物検出装置 |
| JP2009146245A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Nec Corp | 画像照合方法及び画像照合装置並びに画像照合プログラム |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001290518A patent/JP2003099776A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005057496A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2007-12-13 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 画像からの対象物検出方法及び対象物検出装置 |
| JP4623516B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2011-02-02 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 画像からの対象物検出方法及び対象物検出装置 |
| JP2006031387A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Yamaha Motor Co Ltd | 画像認識装置、画像認識方法、画像認識プログラムおよび画像認識プログラムを記録した記録媒体 |
| JP2009146245A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Nec Corp | 画像照合方法及び画像照合装置並びに画像照合プログラム |
| JP4518141B2 (ja) * | 2007-12-17 | 2010-08-04 | 日本電気株式会社 | 画像照合方法及び画像照合装置並びに画像照合プログラム |
| US8401310B2 (en) | 2007-12-17 | 2013-03-19 | Nec Corporation | Image comparing method, apparatus and program |
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