JP2004178372A - Automatic tuning device and automatic setup device for operation parameter - Google Patents

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JP2004178372A
JP2004178372A JP2002345337A JP2002345337A JP2004178372A JP 2004178372 A JP2004178372 A JP 2004178372A JP 2002345337 A JP2002345337 A JP 2002345337A JP 2002345337 A JP2002345337 A JP 2002345337A JP 2004178372 A JP2004178372 A JP 2004178372A
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JP
Japan
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parameter
setup
automatic
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tuning apparatus
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JP2002345337A
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Yoshito Abe
淑人 阿部
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily find optimum combination of a plurality of complicatedly related operation parameters to operate equipment always in an optimum state. <P>SOLUTION: This automatic tuning device or automatic setup device for the parameter related to the operation of the equipment has: a parameter change means changing a value of the setup parameter; a storage means storing the setup parameter; a function setting means for setting an evaluation function of the value of the setup parameter; and a function processing means for executing an evaluation process for the value of the setup parameter by the evaluation function to find an optimum setup parameter. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の動作パラメータを有し、所望の動作をさせるために多大なる調整を要する機器類の自動調整に関し、特に分析機器、評価機器、検査機器などの動作パラメータの自動調整に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、各種機器類の高機能化に伴い、その構造は複雑化し、それに伴い機器類に所望の動作をさせるために調整を要するパラメータも多種に渡り、それぞれを適正に調整することが困難になってきている。
【0003】
例えば、分析機器、評価機器、検査機器などの、データ処理系と撮像系を有して原データと撮像データの比較照合を行う装置は、基本となる原データから模擬撮像データを生成する際の生成パラメータと、実像の撮像を行う際の撮像機器の動作の両方において、多数のパラメータの調整を行う必要がある。
【0004】
データ処理系において、撮像による画像データは、光源の演色性、照度斑、レンズの収差、モアレなどにより劣化し、光電変換の非線型性、量子化誤差なども画像の劣化要因となる。更には、ワークの傾きや位置ずれといった機械的な変動要因も画像データに影響を与える。
【0005】
また、撮像系において、正しく対象物の撮像データを得るために制御する動作パラメータとしては、レンズの絞りやフォーカス、ステージのXYZの変移量ないし、θなどの偏角、投光器の光量バランス、拡散光の拡散量を変化させる拡散板の位置、カラーバランス調整用の原色光源光量、などがある。
【0006】
係るパラメータの調整において、予め想定した幾つかの状況に対応するパラメータセットを用いて、各々のパラメータを制御する制御装置を介して、製品の製造条件や検査条件を制御する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−202410号公報
【0008】
しかしながら、従来においては、以下の問題がある。すなわち、予め用意するパラメータセットの適正な値への調整は、人手の試行錯誤によるため、最適な状態にすることは困難であり、手間が掛かるという難点がある。
【0009】
また、一般的にパラメータセット内の各パラメータは、全て独立に設定および変更可能であるが、それぞれのパラメータが複雑に絡み合うため、一つのパラメータの最適値が他のパラメータの適正値を変化させるなど、パラメータの設定が思い通りにならないという問題もある。
【0010】
また、予め想定された状況以外の場合には、動作パラメータを1から用意する必要があり、上述の予め用意するパラメータと同様に、最適なパラメータを得るのは困難であり、手間が掛かり、機器を長時間停止しなければならないという問題もある。
【0011】
また、予め用意したパラメータセットによる動作においては、必ずしも現在の機器の動作状況と完全に呼応しているとは言い難く、常に最適な状態で機器を使用することができないという問題もある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、機器類を最適な状態で動作させるための準備を簡単にし、常に最適な状態で機器類を運用可能な動作パラメータ自動チューニング装置、およびそれを備えた自動セットアップ装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様は、機器の動作に係るパラメータを調整および設定する装置において、セットアップパラメータの値を変更するパラメータ変更手段と、前記セットアップパラメータを格納する格納手段と、前記セットアップパラメータの値の評価関数を設定する関数設定手段と、前記評価関数によりセットアップパラメータの値の評価処理を行い最適なセットアップパラメータを求める関数処理手段とを設けたものである。
【0014】
本発明の第2の態様は、上述の第1の態様に係る動作パラメータ自動チューニング装置において、前記関数処理手段を、最適なセットアップパラメータの評価を、各々のパラメータの増減を反復して該パラメータの最小値を求める評価関数の反復的漸近処理により行なうように構成したものである。
【0015】
本発明の第3の態様は、上述の第1または2の態様に係る動作パラメータ自動チューニング装置において、前記パラメータ変更手段に、前記求めた最適なセットアップパラメータの各々を表示する表示手段と、前記求めた最適なセットアップパラメータの各々を編集する編集手段とを設けたものである。
【0016】
本発明の第4の態様は、コンピュータを上述の第1から3の態様に係る動作パラメータ自動チューニング装置として動作させるためのプログラムを提供するようにしたものである。
【0017】
本発明の第5の態様は、コンピュータを上述の第1から3の態様に係る動作パラメータ自動チューニング装置として動作させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供するようにしたものである。
【0018】
本発明の第6の態様は、機器の動作パラメータのセットアップを自動的に行う装置において、上述の第1から3の態様に係る動作パラメータ自動チューニング装置と、前記関数処理手段が求めた最適なセットアップパラメータに基づき機器の動作状態を変更する動作変更手段とを設けたものである。
【0019】
本発明の第7の態様は、上述の第6の態様に係る自動セットアップ装置において、評価分析対象および機器の動作状況をセンシングするセンシング手段を設けたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示するデータ処理系と撮像系を有して原データと撮像データの比較照合を行う装置において、本発明の動作パラメータ自動チューニング装置を、撮像機器の動作パラメータの自動セッティング、および、原データから模擬撮像データを生成し、撮像した撮像データと比較照合する際の模擬撮像データの生成パラメータを例に説明する。
【0021】
前述したように、撮像系においては、被写体(ワーク)を保持するステージや投光器、撮像素子、レンズなどに係る多数のパラメータをチューニングし、最適な撮像を行えるようにする。
【0022】
また、撮像画像データに対しては、前述のように様々な劣化要因が存在し、劣化要因に対する配慮なしに生成した模擬撮像データ(基準)と撮像データ(対象)とを比較する、すなわち劣化したもの同士を照合しても、相違部分が多く厳格な比較照合を行うことはできない。
【0023】
したがって、係る比較照合装置のデータ処理部が有している比較すべき原データに対して、劣化過程や機器の制御項目などをモデル化し、それに付随するパラメータを設定し、本発明の動作パラメータ自動チューニング装置を用いて撮像データの劣化要因などをシミュレートし、最適な比較照合が可能な模擬撮像データを生成する。ここでモデルに対して与えるパラメータもまた、本発明のチューニング対象として最適化処理を適用して導出することができる。
【0024】
図1は、本発明の動作パラメータ自動チューニング装置1およびそれを備える自動セットアップ装置2の構成図である。
【0025】
動作パラメータ自動チューニング装置1は、機器や処理の動作を予め設定するセットアップパラメータの値をオペレータが変更するためのパラメータ変更手段3、セットアップパラメータを格納する格納手段4、セットアップパラメータの値の評価関数を設定する関数設定手段5、評価関数を用いて最適なセットアップパラメータを求める関数処理手段6を備えている。
【0026】
また、パラメータ変更手段3は、求めた最適なセットアップパラメータを表示する表示手段7、セットアップパラメータの初期値を与えたり、求めた最適なセットアップパラメータを編集する編集手段8を備えている。
【0027】
自動セットアップ装置2は、動作パラメータ自動チューニング装置1が求めた最適なセットアップパラメータに基づき機器の動作状態を変更する動作変更手段9、稼動中の機器の状態をセンシングするセンシング手段10を備えている。
【0028】
図2は、本発明の動作パラメータ自動チューニング装置1およびそれを備える自動セットアップ装置2を、前述のデータ処理系と撮像系を有して原データと撮像データの比較照合を行う装置に適用した場合の装置構成図である。
【0029】
画像入力系11は、被写体を保持するステージ12、投光器13、撮像素子14、レンズ系15、およびそれらの制御機器16(電気系、機械系)、インタフェース部17(対撮像素子、対制御機器)の動作機構を備えている。
【0030】
また、データ処理系18は、処理部19、表示部20、端末操作部21、記憶装置22、インタフェース部17を備えており、本発明の動作パラメータ自動チューニング装置1に相当するものである。汎用のパーソナルコンピュータで代用することも可能である。
【0031】
処理部19には、画像入力系11の動作パラメータを評価して最適なパラメータを求め、制御機器16を介して画像入力系1の各機構を駆動する機器用セットアップエンジン23と、撮像データ照合の基準となる模擬撮像データ生成のパラメータを評価して最適なパラメータを求める模擬データ生成手段24を、各々最適化処理のソフトウェアとして実装している。
【0032】
機器用セットアップエンジン23、および模擬データ生成部24は、外部接続した別々のコンピュータ機器に各々を実装して協調動作するようにしてもよいし、一部の機能だけを共有させてもよいし、全てを一つのコンピュータ機器のソフトウェアとして実装してもよい。いずれの形態を採ったとしても、本発明の本質的な効果については、全く同様である。
【0033】
表示部20は、入力した値を表示したり、求めた最適なパラメータを表示するための、コンピュータシステムにおけるディスプレイなどである。
【0034】
端末操作部21は、データ処理系18に対して、パラメータ値の入力や変更、処理実行に係る指令、評価関数の設定などを行う、コンピュータシステムにおけるキーボードなどの入力装置である。
【0035】
図2に示す比較照合装置は、図3に示すフローチャートの通り、まず機器用セットアップエンジン23が、ステージ12、投光器13、撮像素子14、レンズ系15の最適な複数の動作パラメータの値の組み合わせ(以下、パラメータセットという)を求め、パラメータセットの各値により、動作変更手段9に対応する制御機器16を用いて、画像入力系11の各機構を自動的に調整する(ステップS1およびS2)。
【0036】
次に、模擬データ生成手段24は、基準となる模擬撮像データを生成する。この時、撮像データの劣化に係るパラメータセットを求め、そのパラメータセットに従って撮像データの補正と、模擬撮像データの生成を行なう。(ステップS3およびS4)。
【0037】
機器用セットアップエンジン23、および模擬データ生成手段24は、個々のパラメータを所定の順序で個々に適正化する事を反復する事で、全体のパラメータの最適化を行う。
【0038】
図4により、模擬データ生成手段24が、機器の調整と、模擬撮像データの生成と、に係るパラメータセットを最適化する場合を例に、処理の手順を示す。まず、装置の電源を投入し、調整専用ワーク、もしくは調整用パターン付きワークを適切に配置する(ステップS11)。
【0039】
次に、定型通りに調整された上述のワークを撮像し、ワークに対する原データから、デフォルト状態のパラメータで基準となる画像データを生成する。まず、パラメータセットの各々がチューニングされていない状態、すなわちプリセット状態において、撮像および基準画像データの生成を行なう(ステップS12)。
【0040】
繰り返しの総数Nを例えば10とし、初期の繰り返し数nを1とする(ステップS13およびS14)。
【0041】
撮像における機器調整のパラメータと、基準画像生成におけるモデルパラメータとに番号を付けておきその番号(i)を1に初期化する(ステップS15)。
【0042】
各パラメータに対しては、それぞれに典型的な値と、上限値を設定する。これは、起動の度に異なる値にする必要はなく、システム変数として記憶装置22などに保存しておいたものを読み出せばよい。
【0043】
模擬データ生成手段24においては、評価関数としては、例えば、生成した基準画像と撮像画像の差の絶対値和、誤差の2乗和、最大絶対誤差の最小化、正規化相関の最大化などを用いる。
【0044】
評価関数は、比較照合装置などの判断基準に合致するものを、処理部19にて実行するように、予め端末操作部21などにより設定するのが適切である。
【0045】
模擬データ生成手段24は、所定のパラメータセットにおける、設定または指定された評価関数を計算する。
【0046】
次に、模擬データ生成手段24は、パラメータのうちの一つ(パラメータ番号(i))を増減し、評価関数の最小値を与えるパラメータ値を求める(ステップS16)。
【0047】
これを全てのパラメータについて、所定の繰返し数まで繰り返し、所定の反復が終了した後、得られたパラメータセットをハードディスクなどの記憶装置22に格納する(ステップS17)。
【0048】
得られたパラメータセットで撮像し、同様に模擬撮像データを生成し、実像に補正を加え、模擬撮像データと実物を撮像したデータとで比較照合を行う(ステップS18)。
【0049】
異なる条件下で照合を続ける場合には、調整専用ワークの設置から、再度繰り返し、最終的に比較照合作業を終了し、機器を停止する。
【0050】
装置用セットアップエンジン23も同様にパラメータセットの最適化を行うので、基本的な動作は模擬データ生成手段24と同様であるが、対象とするパラメータセットは異なり、評価関数は、模擬データ生成手段24と異なってもよいし同じものを用いる事も可能である。
【0051】
装置用セットアップエンジン23においては、例えば、絞り、フォーカス、光量バランス、拡散光の拡散量、RGBの原色光源光量などをパラメータセットとする。
【0052】
また、評価関数は、フォーカス、輝度ムラ、カラーバランス、光量バランスなどに対して、それぞれの許容値を正規化した中の最大値などを用いるようにして単体で最適化を図ってもよいし、最終的に比較照合を行なう模擬撮像データと実像の差(誤差の最大値、絶対値和、2乗和など)を、模擬データ生成手段24と共通に用いても良い。
【0053】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による動作パラメータ自動チューニング装置、およびそれを備えるセットアップ装置は、上述の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能なことは当然のことである。
【0054】
本発明の基本概念は、最適なパラメータセットを求めるための適合、学習、最適化などを、有限回の計算によって漸近的に最適解を求める手法にあり、相互依存のあるパラメータを反復的に最適化する事により逐次最適値が得られる。個々のパラメータの最適化に関しては、評価関数の勾配を用いた加速アルゴリズムを適用する事も可能である。
【0055】
また、装置用セットアップエンジン23と模擬データ生成手段24のように、装置に係るパラメータとソフトウェア処理に係るパラメータの最適化を直列で行うことでも十分に効果を発揮するが、場合によってはそれらを入れ子にして、相互に最適化を行うことにより、より微細な調整を行うことも可能である。
【0056】
更に、センシング手段10を使用して機器の稼動状態を示すデータを収集し、一旦格納手段4に格納したもの、あるいはセンシング手段10から直接関数処理手段6に入力するようにした場合、機器の動作状況に応じて、動的に最適なパラメータの再算出を行い、機器にフィードバックすることも可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る動作パラメータ自動チューニング装置によれば、パラメータ個々の具体的な値を人為的な試行錯誤で設定する不便や、パラメータセットの不適合による性能低下を防ぐことができる。
【0058】
また、センシング手段を用いて機器の稼動状態を示すデータを収集し、稼動状況のデータを関数処理手段の入力にすることにより、機器の動作状況に応じて、動的に最適なパラメータの再算出を行い、機器にフィードバックすることも可能である。
【0059】
したがって、本発明に係る動作パラメータ自動チューニング装置を備える機器のオペレータは、個々の動作パラメータセットに関する詳細な知識がなくとも、利用目的に沿った基準のみを与えることで、適切なパラメータを自動的に設定することが可能になるため、準備時間の短縮および機器性能を最大に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動作パラメータ自動チューニング装置およびそれを備える自動セットアップ装置の構成図である。
【図2】本発明の動作パラメータ自動チューニング装置を備える比較照合装置の構造図である。
【図3】本発明の動作パラメータ自動チューニング装置を備えた比較照合装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の動作パラメータ自動チューニング装置が、各パラメータ調整の自動反復により最適化を行う場合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 動作パラメータ自動チューニング装置
2 自動セットアップ装置
3 パラメータ変更手段
4 格納手段
5 関数設定手段
6 関数処理手段
7 表示手段
8 変更手段
9 動作変更手段
10 センシング手段
11 画像入力系
12 ステージ
13 投光器
14 撮像素子
15 レンズ系
16 制御機器
17 インタフェース部
18 データ処理系
19 処理部
20 表示部
21 端末操作部
22 記憶装置
23 機器用セットアップエンジン
24 模擬データ生成手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to automatic adjustment of equipment having a large number of operation parameters and requiring a large amount of adjustment to perform a desired operation, and particularly to automatic adjustment of operation parameters of analysis equipment, evaluation equipment, inspection equipment, and the like. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as various types of equipment have become more sophisticated, their structures have become more complicated, and along with that, there are a wide variety of parameters that need to be adjusted in order for the equipment to perform desired operations, making it difficult to properly adjust each of them. Is coming.
[0003]
For example, an analysis device, an evaluation device, an inspection device, and the like, which has a data processing system and an imaging system and performs comparison and collation of original data and imaging data, are used when generating simulated imaging data from basic original data. It is necessary to adjust a large number of parameters both in the generation parameters and in the operation of the imaging device when capturing a real image.
[0004]
In a data processing system, image data obtained by imaging deteriorates due to color rendering properties of a light source, illuminance unevenness, lens aberration, moiré, and the like, and nonlinearity of photoelectric conversion, quantization error, and the like also cause image deterioration. Further, mechanical fluctuation factors such as the inclination and positional deviation of the work also affect the image data.
[0005]
In the imaging system, the operation parameters that are controlled in order to correctly obtain imaging data of the object include the aperture and focus of the lens, the amount of XYZ displacement of the stage, the declination such as θ, the light amount balance of the projector, and the diffused light. The position of the diffuser that changes the amount of diffusion, the amount of primary color light source for color balance adjustment, and the like.
[0006]
In the adjustment of such parameters, there is a method of controlling manufacturing conditions and inspection conditions of a product through a control device that controls each parameter by using parameter sets corresponding to some situations assumed in advance (for example, See Patent Document 1.).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-202410
However, conventionally, there are the following problems. That is, adjustment of the parameter set prepared in advance to an appropriate value is performed by manual trial and error, so that it is difficult to achieve an optimal state, and there is a problem that it takes time and effort.
[0009]
In general, all parameters in the parameter set can be set and changed independently, but since each parameter is complicatedly entangled, the optimal value of one parameter changes the appropriate value of another parameter. However, there is also a problem that parameter settings are not as desired.
[0010]
In addition, in a situation other than the situation assumed in advance, it is necessary to prepare the operation parameters from 1, and it is difficult to obtain the optimal parameters as in the above-described parameters prepared in advance, and it takes time and effort. There is also a problem that must be stopped for a long time.
[0011]
In addition, in the operation based on the parameter set prepared in advance, it is not always possible to completely match the current operation state of the device, and there is a problem that the device cannot always be used in an optimal state.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and simplifies preparation for operating equipment in an optimal state, and automatically operates an operation parameter in an optimal state. It is an object of the present invention to provide an automatic set-up device having the same.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a device for adjusting and setting a parameter related to an operation of a device, a parameter changing unit for changing a value of a setup parameter, and a storage for storing the setup parameter. Means, function setting means for setting an evaluation function for the value of the setup parameter, and function processing means for evaluating the value of the setup parameter by the evaluation function to obtain an optimal setup parameter.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the operation parameter automatic tuning apparatus according to the first aspect described above, the function processing means evaluates an optimal setup parameter by repeatedly increasing and decreasing each parameter. It is configured to perform it by iterative asymptotic processing of the evaluation function for finding the minimum value.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the operation parameter automatic tuning apparatus according to the first or second aspect, the parameter changing means displays each of the determined optimum setup parameters, Editing means for editing each of the optimum setup parameters.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to operate as the operation parameter automatic tuning apparatus according to the first to third aspects.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to operate as the operation parameter automatic tuning apparatus according to the first to third aspects. .
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for automatically setting up operation parameters of a device, comprising: an operation parameter automatic tuning apparatus according to the first to third aspects; and an optimal setup determined by the function processing means. Operation changing means for changing the operation state of the device based on the parameters.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, in the automatic setup device according to the above-described sixth aspect, a sensing means for sensing an evaluation analysis target and an operation state of a device is provided.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, in an apparatus for comparing and comparing original data and imaging data having a data processing system and an imaging system illustrating the present invention, an operation parameter automatic tuning apparatus of the present invention, an automatic setting of operation parameters of imaging equipment, and A description will be given by taking as an example the generation parameters of the simulated imaging data when the simulated imaging data is generated from the original data and compared with the captured imaging data.
[0021]
As described above, in the imaging system, a number of parameters related to the stage, the light projector, the image sensor, the lens, and the like that hold the subject (work) are tuned so that optimal imaging can be performed.
[0022]
As described above, there are various deterioration factors in the captured image data, and the simulated imaging data (reference) generated without consideration of the deterioration factors and the imaging data (target) are compared, that is, the image data is deteriorated. Even if they are compared with each other, it is not possible to perform strict comparison and collation with many differences.
[0023]
Therefore, for the original data to be compared, which is included in the data processing unit of the comparison and collation apparatus, the deterioration process and the control items of the equipment are modeled, and the parameters associated therewith are set. A tuning device is used to simulate factors such as deterioration of imaging data, and to generate simulated imaging data that enables optimal comparison and comparison. Here, the parameters given to the model can also be derived by applying the optimization processing as the tuning target of the present invention.
[0024]
FIG. 1 is a configuration diagram of an operation parameter automatic tuning apparatus 1 of the present invention and an automatic setup apparatus 2 including the same.
[0025]
The operation parameter automatic tuning apparatus 1 includes a parameter changing unit 3 for an operator to change a value of a setup parameter for setting an operation of a device or a process in advance, a storage unit 4 for storing a setup parameter, and an evaluation function of a setup parameter value. There are provided a function setting means 5 for setting, and a function processing means 6 for finding an optimal setup parameter using an evaluation function.
[0026]
The parameter changing means 3 includes a display means 7 for displaying the obtained optimum setup parameters, and an editing means 8 for giving an initial value of the setup parameters and editing the obtained optimum setup parameters.
[0027]
The automatic setup device 2 includes an operation change unit 9 that changes the operation state of the device based on the optimal setup parameter obtained by the operation parameter automatic tuning device 1, and a sensing unit 10 that senses the state of the operating device.
[0028]
FIG. 2 shows a case where the operation parameter automatic tuning apparatus 1 of the present invention and the automatic setup apparatus 2 including the same are applied to an apparatus having the above-described data processing system and imaging system for comparing and collating original data and imaging data. FIG.
[0029]
The image input system 11 includes a stage 12 for holding a subject, a light projector 13, an image sensor 14, a lens system 15, and control devices 16 (electrical and mechanical systems) thereof, and an interface unit 17 (for image sensor and control device). Operation mechanism.
[0030]
The data processing system 18 includes a processing unit 19, a display unit 20, a terminal operation unit 21, a storage device 22, and an interface unit 17, and corresponds to the automatic operation parameter tuning apparatus 1 of the present invention. It is also possible to substitute a general-purpose personal computer.
[0031]
The processing unit 19 evaluates the operation parameters of the image input system 11 to obtain optimum parameters, and controls the device setup engine 23 that drives each mechanism of the image input system 1 via the control device 16, and performs processing for image data collation. Simulated data generating means 24 for evaluating parameters for generating simulated imaging data as a reference to obtain optimal parameters are implemented as software for optimization processing.
[0032]
The device setup engine 23 and the simulation data generation unit 24 may be installed in separate computer devices connected externally to operate in cooperation with each other, or may share only some functions, All may be implemented as software of one computer device. Whichever form is adopted, the essential effects of the present invention are completely the same.
[0033]
The display unit 20 is a display or the like in a computer system for displaying the input values and displaying the obtained optimal parameters.
[0034]
The terminal operation unit 21 is an input device such as a keyboard in a computer system for performing input and change of parameter values, instructions for processing execution, setting of an evaluation function, and the like for the data processing system 18.
[0035]
In the comparison and collation apparatus shown in FIG. 2, as shown in the flowchart of FIG. 3, first, the equipment set-up engine 23 combines a plurality of optimal operation parameter values of the stage 12, the light projector 13, the image sensor 14, and the lens system 15 ( Hereinafter, a parameter set is obtained, and each mechanism of the image input system 11 is automatically adjusted based on each value of the parameter set by using the control device 16 corresponding to the operation changing means 9 (steps S1 and S2).
[0036]
Next, the simulation data generation unit 24 generates simulation imaging data serving as a reference. At this time, a parameter set relating to the deterioration of the imaging data is obtained, and the imaging data is corrected and the simulated imaging data is generated according to the parameter set. (Steps S3 and S4).
[0037]
The equipment setup engine 23 and the simulation data generating means 24 optimize the entire parameters by repeating the individual optimization of the individual parameters in a predetermined order.
[0038]
FIG. 4 shows a procedure of the process in a case where the simulation data generation unit 24 optimizes a parameter set relating to device adjustment and generation of simulation imaging data. First, the power of the apparatus is turned on, and a work exclusively for adjustment or a work with an adjustment pattern is appropriately arranged (step S11).
[0039]
Next, the above-mentioned work adjusted as a fixed form is imaged, and image data serving as a reference is generated from original data for the work using parameters in a default state. First, in a state where each of the parameter sets is not tuned, that is, in a preset state, imaging and generation of reference image data are performed (step S12).
[0040]
For example, the total number N of repetitions is set to 10, and the initial number n of repetitions is set to 1 (steps S13 and S14).
[0041]
A number is assigned to a parameter for device adjustment in imaging and a model parameter in reference image generation, and the number (i) is initialized to 1 (step S15).
[0042]
A typical value and an upper limit are set for each parameter. It is not necessary to set a different value each time the computer is started up, but it is sufficient to read a value stored in the storage device 22 or the like as a system variable.
[0043]
In the simulation data generating means 24, examples of the evaluation function include the sum of absolute values of the difference between the generated reference image and the captured image, the sum of squares of the error, minimization of the maximum absolute error, and maximization of the normalized correlation. Used.
[0044]
It is appropriate that the evaluation function is set in advance by the terminal operation unit 21 or the like so that the evaluation function that matches the criteria of the comparison and collation device is executed by the processing unit 19.
[0045]
The simulation data generation unit 24 calculates a set or specified evaluation function in a predetermined parameter set.
[0046]
Next, the simulation data generation unit 24 increases or decreases one of the parameters (parameter number (i)) and obtains a parameter value that gives the minimum value of the evaluation function (step S16).
[0047]
This is repeated for all parameters up to a predetermined number of repetitions, and after the predetermined repetition is completed, the obtained parameter set is stored in a storage device 22 such as a hard disk (step S17).
[0048]
An image is captured using the obtained parameter set, simulated imaging data is generated in the same manner, the real image is corrected, and the simulated imaging data and the data obtained by imaging the real object are compared and collated (step S18).
[0049]
When collation is continued under different conditions, the process is repeated again from the installation of the adjustment-dedicated work, and finally the comparison / collation work is finished and the device is stopped.
[0050]
Since the device setup engine 23 also optimizes the parameter set in the same manner, the basic operation is the same as that of the simulation data generation unit 24, but the target parameter set is different, and the evaluation function is the simulation data generation unit 24. May be different or the same one may be used.
[0051]
In the apparatus setup engine 23, for example, the aperture, focus, light amount balance, diffusion amount of diffused light, RGB primary color light source light amount, and the like are used as a parameter set.
[0052]
In addition, the evaluation function may be used alone to optimize focus, luminance unevenness, color balance, light amount balance, etc. by using the maximum value among the normalized allowable values, or the like, The difference between the simulated imaging data to be finally compared and the real image (maximum error, sum of absolute values, sum of squares, etc.) may be used in common with the simulated data generation unit 24.
[0053]
As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiment. However, the operation parameter automatic tuning apparatus according to the present invention and the setup apparatus including the same are not limited to the above-described embodiment at all. Naturally, various changes can be made without departing from the spirit of the invention.
[0054]
The basic concept of the present invention lies in a method of asymptotically finding an optimal solution by performing a finite number of calculations for adaptation, learning, optimization, etc. for finding an optimal parameter set, and iteratively optimizing interdependent parameters. By doing so, an optimum value is obtained successively. For optimization of individual parameters, an acceleration algorithm using the gradient of the evaluation function can be applied.
[0055]
As in the case of the apparatus setup engine 23 and the simulation data generating means 24, optimizing the parameters relating to the apparatus and the parameters relating to the software processing in series can be sufficiently effective. Then, by performing mutual optimization, finer adjustment can be performed.
[0056]
Furthermore, when data indicating the operating state of the device is collected using the sensing means 10 and temporarily stored in the storage means 4 or directly input from the sensing means 10 to the function processing means 6, the operation of the device is Depending on the situation, it is also possible to dynamically recalculate the optimal parameters and feed it back to the device.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the operation parameter automatic tuning apparatus of the present invention, it is possible to prevent inconvenience of setting specific values of individual parameters by artificial trial and error, and to prevent performance degradation due to mismatch of parameter sets.
[0058]
In addition, by collecting data indicating the operation state of the device using the sensing means, and inputting the operation state data to the function processing means, dynamically recalculating the optimal parameters according to the operation state of the device. It is also possible to perform feedback and feed back to the device.
[0059]
Therefore, the operator of the equipment equipped with the operating parameter auto-tuning device according to the present invention can automatically set appropriate parameters by giving only a criterion according to the purpose of use without detailed knowledge of each operating parameter set. Since the setting can be performed, the preparation time can be reduced and the device performance can be maximized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an automatic operation parameter tuning apparatus and an automatic setup apparatus including the same according to the present invention.
FIG. 2 is a structural diagram of a comparison / collation device including the automatic operation parameter tuning device of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of a comparison / collation device provided with the automatic operation parameter tuning device of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation when the automatic operation parameter tuning apparatus of the present invention performs optimization by automatic repetition of each parameter adjustment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 operation parameter automatic tuning device 2 automatic setup device 3 parameter changing means 4 storage means 5 function setting means 6 function processing means 7 display means 8 changing means 9 operation changing means 10 sensing means 11 image input system 12 stage 13 light projector 14 imaging element 15 Lens system 16 Control device 17 Interface unit 18 Data processing system 19 Processing unit 20 Display unit 21 Terminal operation unit 22 Storage device 23 Equipment setup engine 24 Simulated data generation means

Claims (7)

機器の動作に係るパラメータを調整および設定する装置であって、
セットアップパラメータの値を変更するパラメータ変更手段と、
前記セットアップパラメータを格納する格納手段と、
前記セットアップパラメータの値の良否を判定する評価関数を設定する関数設定手段と、
前記評価関数によりセットアップパラメータの値の評価処理を行い、最適なセットアップパラメータを求める関数処理手段と、
を備えることを特徴とする動作パラメータ自動チューニング装置。
An apparatus for adjusting and setting parameters related to operation of a device,
Parameter changing means for changing the value of the setup parameter;
Storage means for storing the setup parameters,
Function setting means for setting an evaluation function for determining whether the value of the setup parameter is good or bad,
Function processing means for performing an evaluation process of the value of the setup parameter by the evaluation function, to determine an optimal setup parameter,
An automatic operation parameter tuning apparatus comprising:
請求項1記載の動作パラメータ自動チューニング装置であって、
前記関数処理手段が、
最適なセットアップパラメータの評価を、各々のパラメータの増減を反復して、該パラメータの最小値を求める評価関数の反復的漸近処理である、
ことを特徴とする動作パラメータ自動チューニング装置。
The operation parameter automatic tuning apparatus according to claim 1,
The function processing means includes:
The evaluation of the optimal setup parameter is an iterative asymptotic process of an evaluation function that obtains the minimum value of the parameter by repeatedly increasing and decreasing each parameter.
An operation parameter automatic tuning apparatus characterized in that:
請求項1または2記載の動作パラメータ自動チューニング装置であって、
前記パラメータ変更手段が、
前記求めた最適なセットアップパラメータの各々を表示する表示手段と、
前記求めた最適なセットアップパラメータの各々を編集する編集手段と、
を備えることを特徴とする動作パラメータ自動チューニング装置。
The operation parameter automatic tuning apparatus according to claim 1 or 2,
The parameter changing means,
Display means for displaying each of the determined optimal setup parameters,
Editing means for editing each of the determined optimal setup parameters,
An automatic operation parameter tuning apparatus comprising:
コンピュータを請求項1から3記載の動作パラメータ自動チューニング装置として動作させるためのプログラム。A program for causing a computer to operate as the operation parameter automatic tuning apparatus according to claim 1. コンピュータを請求項1から3記載の動作パラメータ自動チューニング装置として動作させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to operate as the operation parameter automatic tuning apparatus according to claim 1. 機器の動作パラメータのセットアップを自動的に行う装置であって、
請求項1から3記載の動作パラメータ自動チューニング装置と、
前記関数処理手段が求めた最適なセットアップパラメータに基づき、機器の動作状態を変更する動作変更手段と、
を備えたことを特徴とする動作パラメータの自動セットアップ装置。
A device that automatically sets up operating parameters of equipment,
An operation parameter automatic tuning apparatus according to claim 1,
Based on the optimal setup parameters determined by the function processing means, operation change means for changing the operation state of the device,
An automatic setup device for operating parameters, comprising:
請求項6記載の自動セットアップ装置であって、
評価分析対象および機器の動作状況をセンシングするセンシング手段、
を備えることを特徴とする自動セットアップ装置。
The automatic setup device according to claim 6, wherein
Sensing means for sensing the evaluation analysis target and the operation status of the device,
An automatic setup device, comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7739083B2 (en) 2005-07-22 2010-06-15 Hitachi, Ltd. Program and/or method for calculating tuning parameters for numerical computation library
JP2011510510A (en) * 2008-01-23 2011-03-31 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Consistent color calibration in LED-type lighting equipment
JP2021157598A (en) * 2020-03-27 2021-10-07 楽天グループ株式会社 Information processing device, information processing method and program

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