JP2013224942A - 自動欠陥分類のための未知欠陥除去の最適化 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】欠陥分類のための方法は、コンピュータシステムにおいて、特徴空間における領域の定義を記憶する。定義は、欠陥クラスに関連し、パラメータを含むカーネル関数を備える。パラメータは、領域の形状を決定する。クラスに関連する少なくとも1つの欠陥の自動分類のための信頼度閾値を受け取る。信頼度閾値に関連するパラメータ値を選択する。検査中の1つ又はそれ以上のサンプルから検出された複数の欠陥に関する検査データを受け取る。カーネル関数及び選択されたパラメータ値を用いて、クラスに関する複数の欠陥を自動的に分類する。
【選択図】図7
Description
本出願は、2012年4月19日出願の米国出願番号13/451,496「自動及び手動欠陥分類の統合」(受領番号08090.44(L024))に関連する。
本発明の実施形態は、一般的には自動検査に関し、詳細には製造欠陥の分析のための方法及びシステムに関する。
を使って写像する。例えば、欠陥xiとxj(それらの特徴ベクトルにより表される)に対するガウスカーネル関数Kは、次のように定義される。
(1)
ここにγは可変カーネルパラメータであり、その値は、対象クラスに対応する特徴空間内領域の形状(サイズ及び形態)を決定する。所定の欠陥xに対する単クラス判定値は、次式で与えられる。
(2)
ここに{xi}は訓練ベクトルのセットであり、αiはラグランジュ未定乗数であり、bは距離パラメータである。カーネル関数Kを有するクラスに対して、式(2)の値が非負である欠陥はこのクラスに入ると見なされ、この値が負である欠陥は「未知」のものである。この種の計算及び計算パラメータ設定値の詳細は本技術分野では公知である。
に写像される。OCSVMアルゴリズムは、超平面W∈Hを規定し、これは原点Oから距離bの超球面の有向半径に直交する、つまり
である。対象のクラスに入る欠陥44は、サポートベクトルを表す各境界点100の間の超球面上に存在する。訓練段階では、ADCマシンは、所定の信頼度閾値に対して、最小の球形キャップ(最小のθ)を与えることになるサポートベクトルを取得することができる。この操作は、距離bを最大化することと等価である。OCSVM分類器が訓練された後、「未知」の欠陥56は、超平面Wの向こう側に(この場合は、距離ξiだけ離れて)見出すことができる。
(3)
以下の制約に従う、
(4)
ここで、kは訓練セットのサイズ(つまり、分類器を生成する際に使用した、予め分類された欠陥画像の数)であり、ξiは各々の欠陥に対する分類誤差の値である。
(5)
全てのiに対して、制約
及び
に従う。ここで、eはベクトル
であり、Qは次式によって与えられる、kxkの正値半有限行列である。
(6)
を有する。ADCマシンは、カーネルパラメータγの最適値を自動的に選択することができ、この最適値は、カーネル関数により与えられるように、クラスに対応する特徴空間において適切な形状の領域を生成する。分類規則のパラメータは、新しい各欠陥xの対して、式(2)に適用される。
である。
所定の欠陥の信頼度値は、欠陥がその外側にある最近接境界の信頼度閾値によって与えることができるので、欠陥82に対する信頼度値は、この例ではP=0.15である。
Claims (15)
- 欠陥分類のための方法であって、
コンピュータシステムにより、欠陥クラスに関連し、領域の形状を決定するパラメータを含むカーネル関数を備える、特徴空間における領域の定義を記憶する段階と、
前記コンピュータシステムにより、前記クラスに関連する少なくとも1つの欠陥の自動分類のための信頼度閾値を受け取る段階と、
前記コンピュータシステムにより、前記信頼度閾値に関連するパラメータ値を選択する段階と、
前記コンピュータシステムにより、検査中の1つ又はそれ以上のサンプルから検出された複数の欠陥に関する検査データを受け取る段階と、
前記コンピュータシステムにより、前記カーネル関数及び選択されたパラメータ値を用いて、前記クラスに関する前記複数の欠陥を自動的に分類する段階と、
を含む欠陥分類のための方法。 - 前記パラメータ値を選択する段階は、
複数の信頼度レベルの各々を、複数のパラメータ値の中の固有パラメータ値と関連付ける段階と、
前記信頼度閾値と関連付けされた前記パラメータ値を選択する段階と、
カーネル関数を訓練データに適用して、前記複数のパラメータ値を使用して訓練結果のセットを取得する段階と、
前記訓練結果に基づいて、最適なパラメータ値を信頼度レベルの各々に割当てる段階と、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 最適なパラメータ値を信頼度レベルの各々に割当てる段階は、
信頼度閾値の各々に関するパラメータ値を選択して、前記カーネル関数を使用して、前記訓練データの自動分類の間に前記信頼度閾値に対応する前記複数の欠陥のサブセットをもたらす段階を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記特徴空間の前記領域は、前記カーネル関数を備える1クラスサポートベクトルマシンによって規定され、前記複数の欠陥を自動的に分類する段階は、前記1クラスサポートベクトルマシンを使用して、前記クラスに属する複数の第1の欠陥と、前記クラスに関して未知欠陥として分類された複数の第2の欠陥とを区別する、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の欠陥を自動的に分類する段階は、多クラスサポートベクトルマシンを適用して、各欠陥をそれぞれの欠陥クラスに割当てる段階と、少なくとも1つの決定不能な欠陥を識別する段階とを含み、
前記決定不能な欠陥は、特徴空間における少なくとも2つの欠陥クラスの複数の領域の間のオーバーラップ領域に存在し、前記1クラスサポートベクトルマシンは、検査データの前記特徴空間における超球面への写像を規定し、前記信頼度レベル及び前記パラメータ値は、前記超球面を分割して超球面頂点を生成する超平面を規定し、前記超球面頂点は、前記クラスに属するとして分類される前記複数の欠陥を含む特徴空間の領域に写像される、請求項4に記載の方法。 - 欠陥クラスに関連し、領域の形状を決定するパラメータを含むカーネル関数を備える、特徴空間における領域の定義を記憶するように構成されるメモリと、
前記クラスに関連する少なくとも1つの欠陥を自動的に分類するための信頼度閾値を受け取り、前記信頼度閾値に関連するパラメータの値を選択し、検査中の1つ又はそれ以上のサンプルから検出された複数の欠陥に関する検査データを受け取り、前記カーネル関数及び選択されたパラメータ値を用いて、前記クラスに関する前記複数の欠陥を自動的に分類するように構成される、プロセッサと、
を備える装置。 - 前記プロセッサは、複数の信頼度レベルの各々を、前記複数のパラメータ値の中の固有パラメータ値と関連付け、前記信頼度閾値と関連付けされた前記パラメータ値を選択し、
カーネル関数を訓練データに適用して、前記複数のパラメータ値を使用して訓練結果のセットを取得し、前記訓練結果に基づいて、最適なパラメータ値を信頼度レベルの各々に割当てるように構成される、請求項6に記載の装置。 - 前記プロセッサは、信頼度閾値の各々に関するパラメータ値を選択して、前記カーネル関数を使用して、前記訓練データの自動分類の間に前記信頼度閾値に対応する前記複数の欠陥のサブセットをもたらす、請求項7に記載の装置。
- 前記特徴空間の前記領域は、前記カーネル関数を備える1クラスサポートベクトルマシンによって規定され、前記複数の欠陥を自動的に分類することは、前記1クラスサポートベクトルマシンを使用して、前記クラスに属する複数の第1の欠陥と、前記クラスに関して未知欠陥として分類された複数の第2の欠陥とを区別することを含む、請求項6に記載の装置。
- 前記プロセッサは、多クラス分類器を適用して、各欠陥をそれぞれの欠陥クラスに割当て、少なくとも1つの決定不能な欠陥を識別するように構成され、前記決定不能な欠陥は、特徴空間における少なくとも2つの欠陥クラスの複数の領域の間のオーバーラップ領域に存在し、前記1クラスサポートベクトルマシンは、検査データの前記特徴空間における超球面への写像を規定し、前記信頼度レベル及びパラメータ値は、前記超球面を分割して超球面頂点を生成する超平面を規定し、前記超球面頂点は、前記クラスに属するとして分類される前記複数の欠陥を含む特徴空間の領域に写像される、請求項9に記載の装置。
- 処理装置により実行される場合に、前記処理装置に、
欠陥クラスに関連し、領域の形状を決定するパラメータを含むカーネル関数を備える、特徴空間における領域の定義を記憶する段階と、
前記クラスに関連する少なくとも1つの欠陥の自動分類のための信頼度閾値を受け取る段階と、
前記信頼度閾値に関連するパラメータ値を選択する段階と、
検査中の1つ又はそれ以上のサンプルから検出された複数の欠陥に関する検査データを受け取る段階と、
前記カーネル関数及び選択されたパラメータ値を用いて、前記クラスに関する前記複数の欠陥を自動的に分類する段階と、
を含む操作を実行させる命令を有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記処理装置は、
複数の信頼度レベルの各々を、複数のパラメータ値の中の固有パラメータ値と関連付ける段階と、
前記信頼度閾値と関連付けされた前記パラメータ値を選択する段階と、
カーネル関数を訓練データに適用して、前記複数のパラメータ値を使用して訓練結果のセットを取得する段階と、
前記訓練結果に基づいて、最適なパラメータ値を信頼度レベルの各々に割当てる段階と、
を更に含む操作を実行する、請求項11に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記処理装置は、
信頼度閾値の各々に関するパラメータ値を選択して、前記カーネル関数を使用して、前記訓練データの自動分類の間に前記信頼度閾値に対応する前記複数の欠陥のサブセットをもたらす段階を更に含む操作を実行する、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記特徴空間の前記領域は、前記カーネル関数を備える1クラスサポートベクトルマシンによって規定され、前記複数の欠陥を自動的に分類する段階は、前記1クラスサポートベクトルマシンを使用して、前記クラスに属する複数の第1の欠陥と、前記クラスに関して未知欠陥として分類された複数の第2の欠陥とを区別する、請求項11に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記処理装置は、
多クラス分類器を適用して、各欠陥をそれぞれの欠陥クラスに割当てる段階と、少なくとも1つの決定不能な欠陥を識別する段階とを更に含む操作を実行し、前記決定不能な欠陥は、特徴空間における少なくとも2つの欠陥クラスの複数の領域の間のオーバーラップ領域に存在し、前記1クラスサポートベクトルマシンは、検査データの前記特徴空間における超球面への写像を規定し、前記信頼度レベル及びパラメータ値は、前記超球面を分割して超球面頂点を生成する超平面を規定し、前記超球面頂点は、前記クラスに属するとして分類される前記複数の欠陥を含む特徴空間の領域に写像される、請求項14に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
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