JP2690936B2 - ディジタル画像解析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像中に存在する個々の図形な面積や寸法な
どを計測する画像処理手法およびその手法を実現する装
置に係り、特に自動画像解析装置、形状選別装置さらに
自動パターン検査装置を実現するのに好適な画像処理手
法および装置に関する。

［従来の技術］ 近年、プリント基板や半導体回路の高集積化に伴い、
製造時に生じる微小なパターン欠陥を画像処理技術によ
って自動的に検査することのできる自動外観検査装置の
開発が盛んに行われるようになった。これらの装置は、
高集積化が進んだために人間の検査員には処理時間的に
実行困難になってきた目視検査工程を、人間の能力を越
える高速度で実行可能にする手段として、その重要性が
ますます高まってきている。このようなパターン欠陥自
動検査の分野において、欠陥抽出処理によって得られた
欠陥部のみを“1"とする“欠陥画像”に対して、個々の
欠陥候補の位置、寸法、面積等を計測し、それに基づい
て真の欠陥か否かを判断する画像処理技術が、パターン
ノイズによる虚報を防ぎ検査の信頼度を確保する上で重
要な課題となっている。

同様に、鉄鋼業における鋼板の表面欠陥の検査も、高
速で走行する鋼板の表面映像を処理し、摘出された欠陥
の形状特徴量を計測することが、欠陥の生起原因を追及
する手段として重要な課題になっている。さらに同様
に、錠剤やビスケットなどの製造工程においても、ベル
トコンベア上を流れる製品の中から、汚れや割れ欠けな
どの欠陥品を取り除いたり、種類別にその数を計数する
ことのために、製品の形状の特徴量の計測が望まれてい
る。

このように図形領域を“1"とする２値の画像を画像処
理手法によって解析し、個々の図形の位置，寸法，面積
などの特徴量を計測する手法については、粒子解析手法
として既に多くの手法が開発されて来た。しかしなが
ら、これらの手法が前記のようなシステムに実用化され
るためには、その処理の実時間性が新たに大きな技術課
題となる。すなわち、前記のシステムにおける入力画像
のデータ量は通常膨大であり、たとえば等速で移動する
対象物を１次元ラインセンサで連続的に撮像する時のよ
うに、ラスタ走査式に無限長に近い形で連続的に入力さ
れるようなものである。従って、従来のように画像を一
旦画像メモリに記憶して処理する手法を用いることは困
難であり、実用できる手法は、ラスタ走査式に連続的に
画像を入力して、その入力画像中に図形が現れるたびに
その時点でその図形についての処理を完結していくこと
のできる実時間１パス型の手法でなければならない。従
来、粒子画像解析は、ラベル付け手法、追跡手法、及び
その改良手法などが研究され用いられてきたが、いずれ
も入力画像、あるいはそれに代わる特徴データを一画面
分記憶する必要があり、上記の意味で高速のパターン検
査には利用出来なかった。

ラスタ形式で入力される画像の実時間１パス型処理の
原理的困難さは、図形の形状の多様さにある。全ての図
形が凸形状をしていれば処理は比較的容易であるが、例
えば渦巻状の図形があれば、１つの走査線が各図形と交
差する部分（以下、交差部と称す）の間の連結状況を識
別することが難しく、途端に困難になる。この困難さを
解決するための方法として、（１）各走査線上の交差部
の終わりを、その交差部の終わりか或いはその交差部に
接続している１本前の走査線上の変形後の交差部の終わ
りに長い方に合わせる変形を行い、（２）変形後の交差
部の終了時点で、その走査線までの図形の特徴量を１走
査線分の遅延回路に出力し、次の走査線を走査する時に
は遅延回路から出力された特徴量を保持してその交差部
だけの特徴量を加算し、変形後の交差部の終了時点で、
加算された特徴量を再び遅延回路に出力するようにす
る、（３）この操作を繰り返して個々の粒子の特徴量を
加算し、個々の粒子の最後の変形交差部の終了時点でそ
の図形の特徴量を外部に出力する、という手法が、特公
昭48−3447号公報の中で示されている。

しかしながら、この方法には、各交差部の後方に不必
要に大きな図形の変形が必要になり、その為にその変形
部の一部に別の図形の一部が含まれてしまう場合には、
別々の図形にもかかわらず、１つの図形として誤った特
徴量の計算がなされてしまうという欠点が有った。その
ため、本願の発明者は特願昭62−50033の出力におい
て、このような画像の変形を最小限に止め、計測の信頼
度を大幅に向上させる新しい手法を示してきたが、この
方法をもってしても、わずかながら誤りを生じる可能性
は避けられなかった。

図形の変形を必要としない実時間手法としては、実時
間１パス型処理によって生成されたコマンド列をFIFO型
のバッファメモリに蓄積し、そのコマンド列を後段のマ
イクロプロセッサによって時間をかけて並列的に処理す
る手法が、文献（J.R.Ullmann,“VIDEO−RATE DIGITAL
IMAGE ANALYSI EQUIPMMENT",Pattern Recognition Vol.
14,Nos.1−6,pp.305−318,1981（Printed in Great Bri
tain）に提案されている。しかしながら、図形の部分特
徴量を合成する複雑な処理をソフトウェアで行うため
に、図形の数が多くかつ複雑になったとき、真に実時間
性が保証されるか否かは明確ではなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、画像変形を必要とせずに実時間１パ
ス型の処理が確実に実行できる真に実用的な図形特徴量
計測手法およびその装置方式を提供することである。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために、本発明において
は、 （１）１つの走査線上に存在する複数の交差部の間の連
結状況を表現するために、各交差部に４種の記号（L,R,
M,S）のうちの１つの属性として割り当てて記憶する手
段、 （２）ラスタ走査式に走査され順次実時間で入力される
画素データと、丁度それから１ラスタ分遅れた画素デー
タ（画像上で１ラスタ前の隣接画素）との２つの画素デ
ータを入力として、２ラスタの交差部の画像を実時間で
解析し、予め決められた特徴パターンが現われたとき
に、そのことを制御信号として発生する順序回路手段、 （３）上記順序回路手段からの制御信号によって制御さ
れ、第ｊ−１ラスタの各交差部の前記の属性記号から、
第ｊラスタ各交差部と第ｊラスタの各交差部の連結状況
を解析し、第ｊラスタの各交差部の属性記号を生成する
手段、 （４）前記連結状況の解析結果に基づいて、図形単位に
各交差部の部分特徴量を累積する手段、 を具備し、前記連結状況の解析結果が図形の終端を示し
た時点で、図形単位に累積された図形特徴量を外部に出
力するように構成した。

［作用］ この様に構成することにより、ラスタ走査式に入力さ
れる画像信号を実時間で処理し、各図形ごとに、その領
域の走査が終了した時点で、その図形の特徴量を出力す
ることが出来る。特徴量の計算回路部分を多種類用意す
れば、１つの図形に関する多種類の特徴量を同時点に出
力することができ、単純な特徴量を組合せて高次特徴量
を計算することもできる。この高次特徴量を欠陥や製品
形状の判定、分類に利用すれば、高機能の実時間計測，
検査，選別装置を実現することが出来る。この手法によ
れば、従来の実時間１パス型特徴量計算手段で必要とな
っていた画像変形を必要としないので、従来にまして信
頼性の高い実用的な超高速画像計測装置、超高速画像検
査装置、超高速形状選別装置を実現することが出来る。

［実施例］ 以下、本発明の１つの実施例を第１図により説明す
る。第１図は、半導体ウェハパターンやマスクパターン
の様に、１枚の基板上に複数の同種パターン（チップパ
ターン）が繰り返して作製されているパターンを検査す
る自動検査装置である。この装置は、まず移動台制御回
路９によって駆動される移動台１に載せられた基板上の
２つのチップ3a,3bを、２つの撮像光学系4a,4bによって
並列に撮像し、異なるチップの対応場所の映像信号をそ
れぞれ入力する。次に、この２つの入力信号をAD変換器
ADa,ADbによってディジタル信号Va（ｔ）,Vb（ｔ）に変
換し、欠陥抽出回路５にてその差絶対値を２値化して信
号ｆを作成する。信号Va（ｔ）,Vb（ｔ）は異なるチッ
プの対応する場所の映像信号であるので、信号ｆはパタ
ーンの異なるところ、すなわち欠陥部分のみを“1"とす
る“欠陥”画像信号になる。従って、欠陥判定回路６に
てその“1"の画素の位置を求めてその結果を結果メモリ
７に書込み、１単位の領域の欠陥が終了した時点で結果
メモリの内容を制御用計算機８で読取り集計するように
すれば、対象パターン3a,3bの欠陥検査が可能になる。
これが、検査装置の基本原理である。しかしながら、実
際には、２つの映像信号の間には、パターンの相対的に
位置ずれや個々のパターンの表面模様の違いなどにより
様々なノイズパターンが重畳しており、単純に２値化し
ただけでは沢山の虚報を発生してしまう。そのため、本
実施例では、“欠陥”映像信号ｆを入力とする欠陥判定
回路６において、２値化されたｆの信号を解析して個々
の欠陥候補の寸法，位置，面積等の図形特徴量を計測す
る本発明の機能を新たに付加し、次にその結果から真の
欠陥と偽に欠陥とを識別して真の欠陥の情報のみを結果
メモリに書き込むようにする。欠陥検査装置をこのよう
に構成することにより、半導体ウェハのように表面模様
のある検査対象物を初めて信頼度良く検査することが出
来る。特に、表面模様がある場合には、その表面模様に
起因する膨大な数の偽の欠陥図形が発生するため、結果
メモリを溢れさせることなく、かつ、また集計する計算
機の負荷を大幅に減らすことが出来るという意味で、実
用的な装置を提供することが出来る。

第２図は、ベルトコンベアー上を流れる錠剤やビスケ
ットのような製品の個数を計数する別の装置の実施例で
ある。第２図において、11はベルトコンベアであり、多
数の製品12を載せて左の方向へ等速度で移動している。
その個々の製品の映像は、コンベアの移動方向に直交す
るように配置された１次元センサ13によって走査され、
ラスタ走査型の映像信号として入力される。入力された
映像信号はAD変換器14によってディジタル信号に変換さ
れ、閾値処理回路15で２値画像信号ｆに変換される。16
は、本発明の実時間１パス型の図形特徴抽出回路であ
り、実時間で個々の製品の形状の特徴量が計算され、計
算回路17によって形状別にその数が計数される。その結
果は、計算機18によって読み取られる。このようにすれ
ば、どのような形の製品がどのように組み合わさて一緒
に流れてきても、正確に形状別の数が正確に計数でき
る。また、同様の装置構成によって、製品の汚れ、割れ
等を検査したり、製品形状の時間的な変化等を高速に計
測したりする装置を実現できることも明らかである。

次に、第１図の欠陥判定回路６、第２図の図形特徴計
算回路16に用いられ、本発明の主要部である実時間１パ
ス型図形特徴量計算回路の実施例について説明する。こ
の実施例の内容はやや複雑であるので、以下、実時間１
パス型手法の定義、属性記号による交差部の連結状況の
記述方法，制御記号を発生する順序回路，属性記号の自
動生成手法、などについて順に説明し、最後に、特徴量
計算方法について説明する。

1.ラスタ走査型実時間１パス方式開発の課題 1.1 ラスタ走査形実時間１パス方式 開発すべきラスタ走査形実時間１パス方式の図形特徴
量計測手法を次のように定義する。

（１）入力画像は、図形部分が「１」、背景が「０」の
２値ディジタル画像であり、ラスタ走査方式で１画素ず
つ一定のサンプリングクロックで入力される。

（２）出力データは、上下左右方向に連結（４連結）さ
れた「１」の画素の集りとして定義される図形の、各図
形ごとの特徴量（位置、面積、投影長、、、、）であ
る。また、その特徴量は各図形の最後の画素が入力され
た直後、または遅くてもその数ラスタ後に出力され、そ
の時点でその図形に関する特徴量計算の全処理が完結す
る。

（３）１つの画素が入力される毎に行われる処理は１個
のクロックパルスで完結できる。画素が入力される毎に
複数の処理が必要であったとしても、それは全て並列に
１個のクロックパルスで実行できることが必要である。
したがって、ポインタでデータが複雑にネストしたもの
を読みだすような処理は、１クロックで処理出来ないの
で認められない。

この方式に従えば、テレビカメラやリニアセンサアレ
イなどから得られる映像信号を直接よどみなく入力して
実時間処理することができ、画像メモリを持つ必要がな
い。従来から、画像を画像に変換する前処理ではこのよ
うな実時間処理が普通であり、したがって、これらの処
理の後段に本手法の特徴量計算処理を直結すれば容易に
超高速画像認識装置を構成することができる。処理の結
果はその図形の走査が終わった時点で直ちに外部に出力
されるので、装置内部に記載すべきデータは極端に少な
くて済む。したがって、例えば前述の半導体パターン外
観検査の様に全体でギガバイトを越えてしまうような膨
大な画像の処理を超高速で実現する専用装置には最適で
ある。

1.2 技術上の課題 ラスタ走査１パス形式で図形の特徴量を計算するため
には、１つ前のラスタの図形要素に付けられたラベル
（図形番号）をその連結状況に基づいて次のラスタの図
形要素に伝ぱんし、各ラスタの図形要素の部分的特徴量
をそのラベルに累積していく方法を取るのが、最も自然
である。例えば、第３図（イ）のように図形形状が単純
な場合には、最初に付加されたラベルのａをそのまま伝
ぱんし、そのラベルに各図形要素の特徴量を累積してい
くだけでよく、容易に計算できる。

しかしながら、第３図（ロ）のように分岐や結合が複
雑に生じている場合には、このような処理はもはや困難
である。この場合、ａとｂとの結合、ｂとｃとの結合は
その接する部分において検知できるが、その結果として
ａとｃが結合していることは直接検知できないからであ
る。すなわち、結合関連の情報にネストが生じているの
である。このため、もはやｃの特徴量を１クロックの間
にラベルａに累積することは難しい。勿論、このような
場合だけならば解決する手段を考えることも出来るが、
図形中に孔が開いてたり渦巻形状の図形がある場合な
ど、全ての場合においても可能に出来るか否かは明確で
ない。このような困難さを回避するために、従来のラベ
ル付け手法では処理を２パス方式とし、第１回目の走査
で仮のラベル付けを行いながらデータテーブルに各ラベ
ル間の結合関係を記録し、複雑にネストした結合関係を
単純な形に整理したのち第２回目の走査でそのデータテ
ーブルを参照して最終的なラベル付けを行うようにして
いる。また、前述の１パス型の従来手法では、全ての図
形を下に凸の単純形状になるように画像変形してこれら
の困難さを回避するようにしたり、処理すべき内容をい
ったんFIFO形のバッファメモリに格納し、複雑な処理を
マイクロコンピュータで並列に時間をかけて行なうよう
に工夫していた。

2.図形要素間の連結状態の記述 各図形の特徴量をラスタ走査順に計算するためには、
１つのラスタ走査線上の交差部が、そのラスタ以前の画
像データによってどの様に連結されているか、すなわ
ち、どの交差部が同一の図形を構成しているのかを、そ
の走査時点でその中間情報として作成し、利用すること
が必要である。本発明ではその為の必要最小限の記述法
として、１ラスタ上の各交差部に４種の英文字（L,R,M,
S）の１つを属性として割当てる方法を提案する。この
方法は単純であるにもかかわらず各交差部の連結状況を
十分に表現しており、図形のトポロジカルな特徴をとら
えるのに有効である。

その袋法は、第４図に示すように、まず注目ラスタ上
の各図形交差部を既に走査済みの画像情報から連結して
いることがわかっているもの同志に分類し、次に連結し
ている交差部の中で１番左（ラスタ走査の開始方向）の
ものに“L"、１番右（ラスタ走査の終了方向）のものに
“R"、どちらでもなく中間のものに“M"という記号をそ
れぞれ属性として割当てる。もし交差部がどれとも連絡
しておらず“L"でもあり“R"でもある場合には、その縮
退形として“S"を割当てるようにする。

このようにすると、任意ラスタ上の図形交差部間の連
結状況は唯一の属性記号列で表わせることになる。また
逆に属性記号の列から各交差部の連結状況を知ることも
容易にできる。この表現形式は交差部の属性記号がラス
タ走査順に並んでいるだけであるから、ラスタ処理が容
易に実行しやすい形式になっている。このことは、以降
に述べるラスタ走査形処理を実現する上で極めて重要な
特徴である。

3.属性記号列の生成 前述の手法に従えば、１本のラスタ上にある図形交差
部間の連結状況は、各図形交差部に付けられた属性記号
の列（以下、単に属性記号列という）で完全に記述でき
る。ここでは第ｊ−１ラスタ上の属性記号列から第ｊラ
スタ上の属性記号列をラスタ走査に従って逐次的に生成
する手法を述べる。属性記号列の初期値を空であるとす
れば、本手法により任意のラスタ上の属性記号列をラス
タ走査型実時間１パス方式で生成することができる。

3.1 スタックによる図形パラメータの管理 各交差部の属性記号をラスタ走査順に入力すると、１
つの図形の処理が終端しないうちに別の図形が入り子に
なって現われる可能性がある。そこで、１つの図形に関
するパラメータを、スタックによって管理する手法を提
案する。以下、このスタック管理の考え方を明確にする
ために、ラスタ上の各交差部に図形番号を付ける手法を
例として説明する。

属性記号列を入力として各交差部に図形番号を付ける
ためには、図形番号を入れるスタックと図形番号カウン
タを用意し、属性記号列から１つずつ記号を読出して
は、その記号に従って、読み出した記号が“L"なら、
図形番号カウンタを＋１とし、その値をその交差部の図
形番号とすると共にスタックにプッシュする、“M"な
ら、スタックのトップレベルの番号（最後に入れられた
図形番号）をその交差部の図形番号とする、“R"な
ら、スタックのトップレベル番号をその交差部の図形番
号とし、その後スタックをポップする、“S"なら、図
形カウンタを＋１して、その値をその交差部の図形番号
にする、ようにすれば良い。すなわち、交差部が“L"な
らば、それは新しい図形の始まりを意味するので、スタ
ックをプッシュしてその図形のパラメータを初期化（こ
の例では＋１された図形番号をセット）する。さらに、
その記号が“R"ならば、処理中の図形がこの交差部で終
了するので、その交差部の終了した時点でスタックをポ
ンプし、パラメータを放棄する。“S"は“L"と“R"の縮
退形なので、“L"と“R"の処理を一度に実行する。“L"
から“R"の交差部の間に“M"交差部があれば、その都度
その図形のパラメータを更新する。ただし、上記の例で
はパラメータが図形番号なので固定のままで何もする必
要がない。１つの図形の処理の合間にたまたま他の図形
が入り子で割り込んだとしても、処理中の図形のパラメ
ータはスタックにプッシュされて保存するので問題が生
じることはない。

第５図はその番号付けの処理の１例を時間の経過と共
に示したものである。処理は左側から順に実行され、そ
の時の図形番号カウンタの値、交差部に付加される図形
番号の値、スタックの状態をそれぞれ示している。各交
差部の図形番号を見れば、同一図形に対して唯一の番号
が付けられていることが確認できる。

このように図形単位の処理に必要なパラメータをスタ
ック管理し、交差部の属性記号によってポップ、プッシ
ュを行えば、複数の図形が何重に入り子になっていて
も、全くそれに惑わされることなく、図形単位の処理を
実行することができる。

ここで提案する属性記号列の生成手法においては、属
性記号列生成に必要な図形固有のパラメータを第ｊ−１
ラスタ上の属性記号列によってスタック管理し、その図
形パラメータを用いて第ｊラスタ上の図形交差部の属性
を生成するようにしている。このように第ｊラスタ上の
図形のパラメータを、第ｊ−１ラスタの属性記号列でス
タック管理できるのは、第ｊラスタ上で同一の図形を構
成する交差部群が、（新たに発生する孤立交差部“S"を
除くと）必ず第ｊ−ラスタ上の同一図形の交差部群に連
結して生成されたからである。本手法で使用する図形単
位パラメータは、縮退度パラメータ（RN）、交差部
個数パラメータ（SC）、先頭交差部番号（LP）、最
終交差部番号（RP）の４種である。これらのパラメータ
の詳細については後述する。

4.2 属性記号列生成のための制御信号 ここでは、第ｊラスタ上の属性記号列の生成を制御す
る順序回路について説明する。この順序回路は、次式の
ようにラスタ走査形式で入力中の画素の値ｆ（i,j）と
ちょうどその１ラスタ前の隣接画素の値ｆ（i,j−１）
とを２進数の１ビット目と２ビット目に割り当てた０か
ら３までの数ｑ（i,j）： ｑ（i,j）＝2¹・ｆ（i,j−１）＋2⁰・ｆ（i,j） で駆動される。この順序回路の動作は同一発明者により
出願されている特願昭62−50033に述べられているもの
を拡張したものであり、第６図に示す６個の内部状態を
持つ状態遷移図で表現される。図において、丸が内部状
態を表わし、丸から出る矢印はその根元の数値がｑの値
として入力されたときに遷移する方向を表わす。順序回
路は入力ｑ（i,j）の時間系列に従いこの６個の状態間
を次々と遷移し、その遷移時に矢印上の箱で示す制御信
号を発生する。第７図は発生される制御信号の様子を図
形パターンの上で示したものである。ただし、第７図で
は表現を簡単にするために、第ｊラスタ、第ｊ−１ラス
タ上の図形交差部だけを矩形で表現している。

発生する制御信号はI,＊,C,D,Z,T,Oの７種類である。
これらの制御信号は第７図からもわかるように、Ｉは各
連結交差部群において最初に第ｊ−１の交差部が発生し
た時点、＊は最初の第ｊラスタ上の交差部が発生しかつ
第ｊ−１ラスタ上の交差部と接続していることが検知さ
れた時点、Ｃは第ｊ−１ラスタ上の新しい交差部との連
結が生じた時点、Ｄは分岐が生じた時点、Ｚは連結交差
部群が終了した時点、Ｔは第ｊ−１ラスタの交差部が第
ｊラスタに継続すること成く終端した時点、Ｏは第ｊラ
スタに新しい図形の交差部が生成した時点をそれぞれ示
すように構成されている。この各々の時点において次に
述べる対応処理が１クロックの時間内に実行される。

4.3 属性記号列の自動生成 ここでは、順序回路の制御信号によって起動される各
処理の具体的内容について説明する。これらの各処理は
図形の形状に応じて最適に起動され、全体として属性記
号列生成処理を実時間１パス方式で実現する。以下、最
初に属性記号付けの主な課題とその解決手段について述
べ、次にその考え方に従った全体の処理について述べ
る。

4.3.1 属性記号付けの主な課題とその解決手段 属性記号付けにおける第１の課題は、同一図形を構成
する複数の交差部にどの様な手順で“LMRS"の属性を割
り付けるかという問題である。第ｊ−１ラスタ上の交差
部は、それぞれ第ｊラスタ上において終端したり、他の
交差部に連結したりいてしまうため、単純に“L"に接続
しているから“L",“M"に接続しているから“M"という
ように属性を決めるわけにはいかない。この問題を統一
的に解決するために、本手法においては、図形単位に
交差部数カウンタ（SC）をパラメータとして持たせ、第
ｊラスタ上に交差部が現われるたびにその図形のSCパラ
メータを＋１するようにし、新交差部が現われた時点
で、SCが“0"すなわち図形の最初の交差部ならば“L"を
割当て、SC＞０ならば、“M"を割当てるようにし、第
ｊ−１ラスタ上の“R"、“S"交差部の処理が終了した時
点でその図形の１番遅く割当てた第ｊラスタ上の交差部
の属性を“R"（SC＝１の時は“S"）に付け替えるように
した。このようにすれば、常に図形毎の最左端交差部に
“L"が、また最右端交差部に“R"が割り当てられること
になる。この書き換え可能にするために、常に最後に書
き込んだ属性の記憶番号（第ｊラスタ上の交差部番号）
を図形単位パラメータRPとして記憶しておくようにす
る。

第２の課題は、第ｊ−１ラスタ上の２つの交差部が第
ｊラスタ上の交差部によって連結される時点の処理方法
である。連結の処理は連結される交差部の属性に依存し
て多結の場合があり、その処理は単純ではない。そこ
で、ここでは連結の状況を第８図のように属性の組合せ
によって４種類16通りに分類し、その各々について次の
ような処理方法を考案した。第８図において、丸は交差
部、破線は新たな連結を、記号は交差部の属性を各々表
しており、矢印は左側の交差部が連結した時の最も新属
性を示している。

（ａ）同一図形内連結は、１つの図形を構成する交差部
同士が連結した場合である。この場合には、図（ａ）の
ように２つの交差を１つにまとめて新しい属性を付け、
あたかももともと１つの交差部であるったかのように扱
えば良い。このようにすることによって連結処理を矛盾
なく実行することができる。

（ｂ）横連結の場合は単純にラスタ上で横に並んだ２つ
の図形の交差部が連結した場合である。この場合にも図
（ｂ）のように２つの交差部を１つにまとめて新しい属
性を付けるだけで良い。このようにすると、２つの図形
がもともと１つの図形であったことになり、連結処理を
矛盾なく実行させることができる。

（ｃ）前部重なり形連結は、入り子になって２つの図形
がその前部（ラスタ走査の開始側）において連結してい
る場合である。この場合、連結する交差部の属性がLSあ
るいはMSならば、Ｓは孤立した交差部なので属性ラベル
を各々単にL,Mに替え、Ｓが無かったもととして扱うだ
けで良い。しかしながら、LL,MLの場合には図（ｃ）の
ような連結交差部の変更だけでなく、連結される図形の
もう一端の交差部の属性Ｒの変更処理が必要になる。と
ころが、この場合でも次に述べるようにして内側の図形
の“L"および“R"を強制的に“M"にしてしまえば、２つ
の図形がもともと１つの図形であったように処理され、
問題が解決できる。すなわち、本手法では、第９図
（ａ）〜（ｃ）に示すように、縮退数RNを初期値＝０の
図形パラメータとして持たせ、“LL"または“ML"の連
結が生じたことを検知すると、読み込まれた新しい“L"
を“M"と解釈し、“L"に変換すると共にRNを＋１だけイ
ンクリメントする、そして、第９図（ｄ）〜（ｅ）の
ように、“R"属性が読み込まれた時RNが正の数であった
ならば、RNを−１だけデクリメントするとともに読み込
まれた“R"を強制的に“M"と解釈し、“M"に変換する、
ようにする。連結される内側図形の“L"交差部は“R"交
差部と必ず１対１で対応しているので、このようにすれ
ば、何重に前部重なり形連結があったとしても、もとも
と１つの図形があったかのように矛盾なく処理されるこ
とになる。

（ｄ）後部重なり形連結は、入り子になった２つの図形
がその後部（ラスタ走査の終了側）において連結してい
る場合である。この場合、連結する交差部の属性がLSあ
るいはMSならば、Ｓは孤立した交差部なので連結後の属
性を各々単にL,Mに替え、Ｓを無視するだけで良い。ま
た、後連結の場合には、連結される２つの図形がその前
部においても連結していることが考えられるが、前述の
前部重なり処理を実施すれば、内側図形のＲ交差部がＭ
交差部に書き換えられることになり、実質上そのような
ことは有り得ない。したがって、ここではRR,RM型の後
部重なり型連結であって、しかもRN＝０、すなわち前部
連結のない場合のみを解決すれば良い。この問題を解決
するためには、連結されている内側の図形の“R"交差部
を除去すると共に、内側図形の既に出力されている“L"
交差部を“M"属性に変更すれば良い。そこで、本手法で
は、第10図に示すように、各図形の“L"交差部の番地
（第ｊラスタ上の交差部番号）を図形単位パラメータLP
として記憶しておき、後部重なり形連結が検知された
ら、LPを用いて“L"交差部を“M"属性に変更するように
する。ただし、特殊な場合として外側図形のSCが“0"の
場合には、内側図形の“L"交差部が阪頭交差部になって
しまうので交差部属性の書き換えを防止するようにす
る。

以上、２つの種類と提案する手法での解決策について
示した。図形ごとのパラメータとして必要なものは、こ
こで導入したSC,RP,RN,LPの４種である。これ以外の処
理については、直感的に推察できるものが多いので、こ
こでは説明を省略する。

4.3.2 属性記号付処理 前述での考え方を用いれば、実時間１パス型での属性
記号付け処理を実現することが出来る。注意すべきこと
は、図形ごとのパラメータを格納する図形パラメータス
タックのプッシュ／ポンプ制御の方法とパラメータの更
新処理、内部変数である“現在属性”の設定方法、出力
属性の作り方とその書き換え方法、などである。この現
在属性は、前節で述べた交差部の連結処理を実行するた
めのものであり、入力される交差部属性には直接かかわ
らず、入力されたと考えるべき属性を記憶する内部変数
である。以下、各制御信号単位に処理の概要を説明す
る。処理の詳細については、次章の特徴量計算処理の中
で再び示す。

（１）Ｉの処理： Ｉは第ｊ−１ラスタ上で新しい交差部が開始したこと
を示す。この時点において、最も重要な処理は、その新
しい交差部に付けられている属性（以下、入力属性とい
う）がＳまたはＬならば、新しい図形の始まりを意味す
るので、スタックをプッシュし、図形パラメータの値を
SC＝RN＝0,LP＝RP＝“nil"に初期化することである。現
在属性については、前述の前部重なり型連結の場合の例
外を除き、原則として入力属性をそのまま設定する。

（２）＊の処理： ＊は第ｊ−１ラスタ上の図形交差部が第ｊラスタの交
差部に接続し、図形が継続したことを意味している。こ
の場合には、現在図形パラメータを１交差部分だけ更新
するとともに、新しい第ｊラスタ上の交差部の属性をSC
パラメータによって決定し、出力する。

（３）Ｄの処理： Ｄは第ｊ−１ラスタ上の図形交差部が第ｊラスタ上の
新しい交差部に接続し、分岐が発生したことを意味して
いる。この場合には、図形パラメータを１交差部分更新
するともに、新しい第ｊラスタ上の交差部属性を“M"と
して、それを出力する。

（４）Ｃの発生時点： Ｃは第ｊラスタ上の２つの交差部が第ｊ−１ラスタ上
の交差部によって接続し、連結が生じたことを意味して
いる。この場合には、現在属性と入力属性とから連結形
式を識別し、同一図形内連結、横連結、前部重な
り形連結、後部重なり形連結、のそれぞれについて、
前記の第２の課題で述べた連結処理を行う。現在属性
は、連結によって新しい属性に変更される。また、後部
重なり型連結の場合には、スタックのトップレベルの図
形と次のレベルの図形とが結合されるので、２つの図形
パラメータを１つの図形パラメータに合成し、１回ポッ
プしたスタックのトップレベルに格納する。この場合、
さらに必要に応じて一旦出力した内側図形の“L"交差部
の属性を“M"に書き換える。

（５）Ｚの処理： Ｚは第j,j−１ラスタ上で直接連結している交差部群
の終了時点を意味する。この場合には、現在属性がＳま
たはＲならば、最後に出力した交差部が注目する図形の
最後の交差部ということになるので、最終交差部の出力
属性をＳまたはＲに書き換えるとともに、スタックをポ
ップして次の図形のパラメータを呼び出す処理を行う。

（６）Ｔの処理： Ｔは第ｊ−１ラスタ上の交差部が第ｊラスタに継続す
ること無く終端したことを意味する。この場合には、Ｚ
の場合と同様に、現在属性がＳまたはＲならば、その図
形に関する最終交差部の出力属性をＳまたはＲに書き換
えるとともに、スタックをポップする。また、この時、
その図形のSCパラメータが“0"であるならば、その図形
の走査が全て終了したことになる。この時点は、後述の
図形特徴量の計算結果を出力する時点として利用され
る。

（７）Ｏの処理： Ｏは第ｊラスタ上に新しく孤立した交差部が生成した
ことを意味する。この場合には、Ｓ属性をその新しい交
差部の属性として単に出力するだけでよい。現在属性、
スタックなどを更新する必要はない。

これらの処理を前述のシーケンシャルマシンから発生
される制御信号に従って実行すれば、完全に実時間１パ
ス方式の属性記号列の生成処理を実現することができ
る。また、ＺとI,Iと＊、ＯとＩとの制御信号はそれぞ
れ同時点で発生することもあるが、その記号の順に発生
したと同等の処理を１クロックの時間内に実行すること
は容易に実現可能であり、問題が生じることはない。

5.図形特徴量の自動計測 前述のごとくすれば、各ラスタの交差部の属性記号を
順次生成することが可能である。この生成過程におい
て、各交差部の各図形に関するかかわり方が全て判定で
きるので、各交差部単位で計算される部分特徴量を各図
形ごとに合成していけば、個々の図形の特徴量を自動的
に計算することが出来る。

図11は、その具体的な回路の構成図である。図におい
て、SQMは制御信号を発生する順序回路であり、２値の
画像信号ｆ（i,j）を入力として前述の７種の制御信号C
NT1と制御信号CNT3を発生する。P1は、現在属性を格納
するレジスタWR2、図形パラメータスタックのトップレ
ベルの値（RN,SC,LP,RP）を格納するレジスタWR1、次レ
ベル以降のパラメータを格納するスタックSTK−P,ラス
タ単位の属性記号列を格納する２つの属性記号メモリＦ
＃1,F＃２、をそれぞれワークエリアとして用いて、実
時間の属性記号付けを行うための主たる演算回路であ
る。またその結果に基づいて、特徴量演算回路P2を制御
する制御信号DNT2、スタックSTK−P,−Ｚのプッシュ／
ポップを制御する制御信号STK−CNTを発生する。前述の
パラメータスタックをトップレベルレジスタと次レベル
以降のパラメータを格納するスタックとに分離して構成
したのは、図形を合成する際に、トップレベルと次レベ
ルの図形のパラメータを同時に参照して合成することが
必要になるためである。

P3は、制御信号DNT3に基づいて入力画像信号ｇ（i,
j）を処理し、走査中の１つの交差部部分の特徴量を計
算する交差部特徴量計算回路である。入力省改飯信ｇ
（i,j）は、求めたい特徴の種類に応じて、SQMに入力さ
れる２値の画像信号ｆ（i,j）と共通である場合もある
し、何らかの処理を受けた別の２値あるいは多値の画像
信号、さらに走査の座標信号i,jである場合もある。図
形特徴量演算回路P2は、スタックのトップレベルであっ
て、現在計算中の図形の特徴量を記憶するレジスタDR1,
次レベル以降の図形の特徴量を記憶するスタックSTK−
Ｚ、注目ラスタまでに計算された図形特徴量を記憶する
２つの図形特徴量メモリＺ＃1,Z＃２をワークエリアと
して用いて、実時間で図形の特徴量計算を行うための演
算回路である。SW1,SW2は、それに接続されている２つ
のメモリの機能を交換するためのスイッチである。この
スイッチは走査ラスタの番地ｊの値の偶奇信号even/odd
によって切り替えられる。すなわち、あるラスタ番地ｊ
を走査している時には、Ｆ＃1,Z＃１のデータを入力し
て演算し、その結果をＦ＃2,Z＃２に書込み、次のラス
タ走査番地ｊ＋１の時は、Ｆ＃2,Z＃２に書き込まれた
データを入力して結果をＦ＃1,Z＃１に書き込む。この
ようにすれば、常に一つ前にラスタのデータを用いて効
率良く注目ラスタのデータを計算することが出来る。実
際の回路はこのように属性記号メモリの機能を交番して
用いるるが、ここでは、以後の説明を判り易くするため
に、Ｆ＃1,Z＃１が入力側メモリ、Ｆ＃2,Z＃２が出力側
メモリであるものとして説明する。

この演算回路P1とP2の動作の詳細を表１に示す。表１
は、SQMから制御信号CNT1が入力されたとき、実行すべ
き内容を、条件部／実行部の形で示している。表中の各
記号は図11の記号に対応している。n₁,n₂は図には書か
れていないアドレスカウンタの値であり、それぞれＦ＃
１およびＺ＃１、Ｆ＃２およびＺ＃２のアドレスとして
使用される。このn₁,n₂の値および２つのスタックは各
ラスタの走査開始時点でリセットされる。また、表にお
いて、＊は自分自身の値を、＊Ｓは対応スタックSTK−
Ｐ（STK−Ｚ）のトップレベルのパラメータ（特徴値）
を意味する。Ｑは演算回路P3の出力であり、走査中の交
差部の特徴量を、Ψは２つの特徴量を合成する合成関数
をそれぞれ示す。また、スタックのプッシュ／ポップ処
理（STK−CNT）,n₁,n₂のインクリメント処理は他の処理
が終わったあとに実行されるものとする。

表において、属性記号の更新、生成に関する実行部
（WR2〜Ｆ＃２）は、前章に述べたものを具体的に示し
たものである。（ただし、SCの値は、簡単のために２以
上を２に固定している。）そこで、以下、特徴量の計算
に関する部分（DR1〜Ｚ＃２）およびP3の処理だけを説
明する。

（１）１つの交差部の特徴量の計算 SQMは、画像信号ｆ（i,j）から、第ｊラスタ上の交差
部が開始する時点と交差部が継続中の時点を示す制御信
号（DI,DO）を生成し、制御信号DNT3としてP3を制御す
る。P3は、そのDI,DOにより入力信号ｆ（i,j）を処理
し、特徴量計算の基本となるひとつひとつの交差部の特
徴量を求める。例えば、特徴量として面積を求める場合
には、カウンタを用意し、DI信号で“1"をセットし、DO
信号で＋１するようにすれば、容易にその交差部の画素
数を計数することができる。また、特徴が最小Ｘ（ラス
タ方向）座標ならば、DI信号でそのＸ座標を記憶保持す
るだけでよく、特徴が最大Ｘ（ラスタ方向）座標なら
ば、DI信号とDO信号で毎回そのＸ座標を更新しながら保
持すればよい。このように、特徴量はその交差部の画像
データの入力が完了する時点までに計算されればよい。

（２）１ラスタ走査終了時点の図形特量の記憶 特徴量記憶メモリＺ＃1,Z＃２は、第j,j−１ラスタに
交差し、まさに計算途中の図形を特徴量を一時的に記憶
保持するメモリ装置である。第ｊ−１ラスタまでに全て
の走査が完了した図形の特徴量では既に外部に出力され
ているの記憶する必要は無いが、第ｊラスタに交差し、
まさに計算途中の図形の特徴量については、その中間結
果を第ｊラスタまでに計算された特徴量として記憶して
いく必要がある。本実施例では、各図形の中間計算結果
は、属性記憶メモリＦ＃２に記憶されたその図形の属性
記憶“L"または“S"の付属情報として、特徴量メモリＺ
＃２の同じ番地に記憶する。すなわち、制御信号Ｚまた
はＴが発生して図形の終端記号である“R"または“S"を
Ｆ＃２に書き込む時に、その図形の特徴量として計算さ
れた結果を、パラメータLPをアドレスとしてＺ＃２に書
き込むようにする。

（３）１ラスタ走査中の図形特徴量の一時記憶 ラスタ走査中に計算される各交差部の特徴量を、図形
単位に統合していくために、本実施例では、計算途中の
図形特徴量を、前節で述べた４つの図形パラメータと同
様に、レジスタDR1,スタックSTK−Ｚで管理する。特徴
量は図形単位のパラメータでもあるので、レジスタへの
書込みタイミング、スタックのポップ／プッシュのタイ
ミングは図形パラメータのレジスタWR1,スタックSTK−
Ｐと全く同じである。１つの図形に関する計算が完了し
たら、その時点その特徴量をレジスタDR1から除去し、
その値をその図形の最初の交差部（Ｌ又はＳ）の付属情
報として、前述のメモリＺ＃２に記憶する。このように
すれば、第ｊラスタの走査が終了した時点では、全ての
図形の中間データは（２）で述べたように第ｊラスタの
属性記号列の“L"または“S"交差部の付属情報として記
憶されることになる。

（４）図形特徴量の計算 図形特徴量の計算は、（１）で計算された各交差部の
特徴量Ｑと（２）に述べた第ｊ−１ラスタの属性記号列
の付属特徴量Ｚ＃１（n₁）とを入力データとし、（３）
に述べたレジスタDR1とスタックSTK−Ｚをワークエリア
として用い、第13図で示すように計算を行う。第13図の
処理は、次の画素を入力する間に、すなわち１クロック
の間に全て完了することが出来る。このようにすると、
各ラスタの間に全て完了することが出来る。このように
すると、各ラスタの走査が終了する毎に、特徴量はＺ＃
1,Z＃２の間を往復しながら累積されていく。最後に、
その図形の走査は、第ｊラスタ上にその図形の交差部が
全く存在しない（すなわち、SC＝０）ことから検知で
き、レジスタDR1に累積された特徴量がその図形の最終
特徴量として外部に出力されることになる。

交差部特徴計算回路P3による交差部特徴量の計算方
法、および第13図における特徴量合成関数Ψの具体的な
計算式は、計算すべき特徴量によって異なる。この内容
については、同一発明者による特願昭62−50033の出願
に示されているものが、全く同様に用いられている。た
とえば、面積、及び最大、最小座標は表１の様にするこ
とで容易に計算できる。

表１中の＊は１クロック前までの計算途中の特徴量を
示す。つまり、面積の場合には、DI信号によって“1"を
セットし、DOが発生するたびに＋１していくことを意味
しており、この場合には合成関数Ψは単なる加算であ
る。最大Ｘ座標の 場合には、DIでその時の画素座標ｉをセットし、DOが発
生するたびに、その時の座標ｉをセットしなおすことを
意味している。この場合の合成関数は、maxである。最
小Ｘ座標の場合には、DIで画素座標ｉをセットし、DOが
発生してもその値を変えなことを意味している。この場
合の合成関数は、minである。最大最小Ｙ座標も同様で
ある。これらの場合のP3への入力画像ｇ（i,j）は、ｆ
（i,j）,i,jになる。

図形の中心座標（Xm,Ym）、Ｘ方向投影長Xp、Ｙ方向
投影長Ypは以上の結果から表２によって計算できる。

特徴計算回路を複数準備して複数の特徴量を計算するよ
うにすれば、１つの図形の特徴量は完全に同時点で出力
されるので、その出力を別の計算回路にて表２の計算を
行うようにすれば、表２の特徴量もまた実質的に同時に
出力することが出来る。このようにして、P3、合成関数
Ψを様々に工夫すれば、極めて多種類の図形特徴量を計
算することができることは明らかである。

以上述べたごとく、第11図の構成で、第13図のように
処理を行えば、図形がどのような形をしていても、完全
に実時間１パス型その特徴量を計算することが出来る
が、明らかになった。このような回路を第１図，第２図
のような応用に適用すれば、欠陥や製品の製品形状の判
定、分類を高速に行う、従来以上に高機能の実時間計
測、検査、選別装置を実現できる。本発明は高速の画像
処理を実現するので、時間的に異なる画像瞬時に処理し
て各図形の特徴量を計測し、その特徴量を比較して異な
る画像間の対応する図形を識別し、その移動距離から対
象物体の速度を計算する監視装置を構成することも容易
である。

なお、実施例においては、ラスタ走査式に入力される
画素データを完全にハードウェアで実時間処理すること
を前提としてきたが、ハードウェアを小さくするため
に、処理の中間データをFIFO型のバッファメモリに蓄積
し、その中間データを計算機のような信号処理プロセッ
サによって読み取って以後の処理をソフトウェア的に処
理することも、もちろん可能である。

さらにまた、本発明と同等の処理を全て計算機のソフ
トウェアで実行することも、もちろん可能である。この
場合には、入力を、直接画像データｆ（i,j）にするの
ではなく、ｆ（i,j）の値の変化点を基に情報圧縮した
圧縮画像を入力とするように変形することもできる。こ
のような方式は、実時間性が保証されるものではない
が、先見情報として同一ラスタ上に存在する図形の数が
あまり多くないことがわかっている場合には、コスト面
で有利な実用装置とすることが出来る。

このような実時間１パス型の処理装置においては、入
力が像が次々と変わっていってしまうため、装置の機能
の検査や故障の発見が通常の電子回路の診断手段では難
しいという問題点がある。このような検査を容易に実現
するためには、順序回路から出力される各種の制御信号
を画素信号として入力画像信号に重畳し、テレビモニタ
装置上に表示して観察する手段を持つことが、極めて有
効である。特定の制御信号を選択し、その制御信号の発
生時点を入力画像中の基点として表示すれば、制御信号
の発生時点は画像中の図形の特定部分にあるはずである
から、その動作の良／不良が容易に判断できる。このよ
うな機能が従来の技術によって容易に実現できることは
明らかである。各交差部の属性も同様に表示することが
可能である。このような機能を付加することで、本発明
の検査，調整，保守が容易に実現され、実用面におい
て、効果が大きい。

［効果］ （１）画像のラスタ走査にしたがって画像処理を実行で
きるので、記憶すべきデータ量が極めて少なくなる。こ
のため大容量の画像記憶回路を保有する必要が無く、装
置のコストを大幅に低減できると共に、大画面の画像の
処理が実現可能になる。

（２）各画素に対する全ての演算は１クロックの時間内
に収まり、完全に実時間で実行できる。したがって、ラ
スタ走査型の撮像装置、パイプライン型の前処理装置と
組合せて、容易に超高速高信頼高機能の外観検査装置、
パターン識別装置などを実現することが出来る。

（３）計算可能な特徴量の種類については非常に汎用的
であり、いわゆる前処理の併用により容易に拡張でき
る。さらに、一つの図形の全ての特徴が同一タイミング
で出力されるので、複合された特徴量の計算や、それら
の組合せによる出力図形の選択（フィルタリング）等が
容易に実現できる。このような機能は、例えば外観検査
装置のように疑似欠陥を判定し除去する機能を実現する
上では極めて有効である。

（４）従来方式にくらべ画像変形を必要としないので、
完全に正確な図形特徴量を計算することが出来る。

（５）計算過程において、図形のトロポジカルな性質が
全て検知されているので、計算できる特徴量についての
拡張性が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１つの実施例である外観検査装置の
構成図、第２図は、本発明の別の実施例である製品個数
の計数装置、第３図は、実時間１パス型の画像処理の困
難さを示す説明図であり同図、（イ）は図形形状が単純
な場合、（ロ）は図形形状が複雑な場合、第４図は、第
ｊラスタ上の交差部の間の連結状況を記述する属性記号
（L,M,R,S）の説明図、第５図は、図形の自動番号付け
処理の実行例を示す図、第６図は、制御信号（I,＊,D,
C,Z,T,O）を出力する順序回路の状態遷移図、第７図
は、第j,j−１ラスタの画像を順序回路で処理したとき
に生成される制御信号の発生時点を示す図、第８図は、
交差部の連結に伴う属性変更の方法を説明する図であり
同図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ同一図
形内連結、異図形間連結の横連結前部、重なり形連結、
後部重なり形連結の場合を示す図、第９図（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、前部重な
り型連結が発生したときの処理手順を説明する図、第10
図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、後部重なり型連
結が発生したときの処理手順を説明する図、第11図は、
本発明のディジタル画像解析装置の構成を示す図、第12
図は、本発明のディジタル画像解析装置の別の構成を示
す図、第13図は図形特徴量の計算手法を示す図をそれぞ
れ示す。 １……移動台、２……基板、3a,3b……被検査チップ、4
a,4b……撮像光学系、ADa,ADb……AD本換部、Va（ｔ）,
Vb（ｔ）……ディジタル画像信号、ｆ……“欠陥”画像
信号、５……欠陥抽出回路、６……欠陥判定回路、７…
…結果メモリ、８……制御用計算機、11……ベルトコン
ベア、12……対象製品、13……１次元センサ、14……AD
変換器、15……閾値処理回路、16……図形特徴量計算回
路、17……計数回路、18……計算機、a,b,c……ラベ
ル、L,M,R,S……交差部属性、（i,j）……画素座標、ｊ
……ラスタ番号、i,＊,D,C,T,Z,O……順序回路が出力す
る制御信号、f,g……入力画像信号、SQM……順序回路、
P1……属性記号演算回路、P2……特徴量演算回路、P3…
…交差部特徴量計算回路、WR1,WR2,DR1……レジスタ、S
TK−P,STK−Ｚ……スタック、SW1,SW2……スイッチ、Ｚ
＃1,Z＃２……図形特徴量メモリ、Ｆ＃1,F＃２……属性
記号メモリ、CTN1,CTN2,CTN3……制御信号、j:even/odd
……ラスタ番号が偶数であることをしめす制御信号、ST
K−CNT……スタックのプッシュ／ポップ制御信号、OUTP
UT……出力特徴量、Ｍ……記憶装置、St……ラスタ走査
開始信号、CPU……計算機、n₁,n₂……アドレスカウン
タ、RN,SC,LP,RP……図形パラメータ、Ψ……特徴量の
合成関数、Ｑ……交差部特徴量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 洋三 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 依田、１パスビデオレート型図形特徴 量計算処理のためのラベル付け方法、電 子情報通信学会全国大会講演論文集、 1988、Ａｕｔｕｍｎ Ｄ−１，Ｐ．187 依田外２名，粒子画像解析のためのビ デオレート１パス形手法，電子情報通信 学会 情報・システム部門全国大会講演 論文集、1987，第１号，Ｐ．128

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル画像中の各図形の形状特徴量を
   計測するディジタル画像解析装置において、 （１）１つの走査線上に存在する複数の交差部の間の連
   結状況を表現するために、各交差部に４種の属性のうち
   １つを割り当てて記憶する手段、 （２）入力中の走査線と、その１つ前の走査線からなる
   ２本の走査線上の交差部の画像をラスタ走査順に解析
   し、予め決められた特徴パターンが現われたときに、そ
   のことを制御信号として発生する順序回路手段、 （３）上記順序回路手段からの制御信号によって制御さ
   れ、第ｊ−１番目の走査線の各交差部の前記属性記号か
   ら、第ｊ−１番目の走査線の各交差部と第ｊ番目の走査
   線の各交差部の連結状況を解析し、第ｊ番目の走査線の
   各交差部の属性記号を決定する手段、 （４）前記連結状況の解析結果に基づいて、図形単位に
   各交差部の部分特徴量を累積する手段、 （５）前記連結状況の解析結果が図形の終端を示した時
   点で、図形単位に累積された図形特徴量を外部に出力す
   る手段、 をそれぞれ具備し、入力画像を実時間１パス方式で超高
   速処理することを特徴とするディジタル画像解析装置。
2. 【請求項２】第１請求項記載のディジタル画像解析装置
   を用いて欠陥候補の図形の形状特徴量を計測する手段、
   その結果に基づいて欠陥候補を判定する手段とを具備
   し、欠陥判定結果を信頼性を向上させること、あるいは
   欠陥の分類を行うことを特徴とする外観検査装置。
3. 【請求項３】対象物体を撮像し、その物体像をラスタ走
   査形式の画像信号に変換する手段を具備し、第１請求項
   記載のディジタル画像解析装置を用いて対象物体の形状
   による選別、あるいは形状不良物体の判定、あるは形状
   ごとの個数の計数、あるいは既知物体の位置の検出を行
   う機能を持つことを特徴とする形状選別装置。
4. 【請求項４】第１請求項記載のディジタル画像解析装置
   を用いて撮像時刻の異なる複数のディジタル画像中の図
   形の形状特徴量を計測し、その結果の特徴量によって対
   応図の位置を求める手段を持ち、注目図形の画像上の位
   置の差からその図形の移動速度を検出することを特徴と
   する移動物体観視装置。
5. 【請求項５】第１請求項記載のディジタル画像解析装置
   において、（４）の手段を複数個持ち、該手段から得ら
   れる複数の特徴量からさらに複雑な特徴量を計算する手
   段を持つことを特徴とするディジタル画像解析装置。
6. 【請求項６】第１請求項記載の（２）の順序回路手段
   が、ラスタ走査式に走査され順次実時間で入力される画
   素データと、丁度それから１走査線分遅れた画素データ
   （画像上で１走査線前の隣接画素）との２つの画素デー
   タを入力することを特徴とするディジタル画像解析装
   置。
7. 【請求項７】第１請求項記載のディジタル画像解析装置
   において、順序回路手段から出力される制御信号と、そ
   の制御信号が発生した時点の交差部特徴量計算回路の出
   力量と、各ラスタ走査の開始または終了時点を示す信号
   とを、その発生順に記憶する手段を設け、該記憶手段の
   内容を計算機の記憶装置内に入力して以後の特徴量計算
   処理を計算機のソフトウェアで行うように構成したディ
   ジタル画像解析装置。
8. 【請求項８】第１請求項記載のディジタル画像解析装置
   において、順序回路から出力される制御信号を、その時
   点での画素信号として入力画像信号に重畳する手段と、
   重畳された画像信号を画像表示装置上に表示する手段を
   持ち、機能の検査，整製，保守を容易にしたことを特徴
   とするディジタル画像解析装置。