JP3127089B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置及び画像
処理方法に関し、特に繰り返しパターンをもつ対象物体
を撮像した画像において、画像上の繰り返しパターンの
一つ一つのセルの位置を正確に求めるＬＳＩや液晶パネ
ルの配線欠陥検査における画像処理などに利用される画
像処理装置及び画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩや液晶パネルなどの繰り返しパタ
ーンのある物体において、配線などの欠陥検査を画像処
理で行なうためには、対象物体をＣＣＤなどの撮像装置
で撮像した対象画像上におけるパターン配置の正確な位
置を知る必要がある。

【０００３】従来の技術による第１の方法として、あら
かじめ繰り返しパターンの一つのセルの参照画像を格納
しておき、参照画像と同じ倍率で撮像された対象画像
と、参照画像の各ピクセルの輝度を比較して、その累積
誤差の最も小さい場所を基準としセルの位置を求める方
法がある。

【０００４】上述したセルの位置を求める方法を図１４
のフローチャートに沿って詳細に説明する。

【０００５】まず、ステップＳ２００ｌにおいて、対象
画像上で参照画像と比較する対象画像の領域の位置を示
す座標（Ｐ，Ｑ）をそれぞれ０に初期化する。ステップ
Ｓ２００２において、対象画像における横の座標値がＰ
の位置において、参照画像と比較するだけの幅があるか
否かチェックを行う。もし、ステップＳ２００２におい
てＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ２００３にお
いて、対象画像における縦の座標値がＱの位置におい
て、参照画像と比較するだけの幅があるかチェックを行
なう。もし、ステップＳ２００３において、ＹＥＳと判
断された場合は、ステップＳ２００４において、対象画
像において座標（Ｐ，Ｑ）を起点とする参照画像に対応
する大きさの領域と、参照画像の輝度の誤差Ｅ（Ｐ，
Ｑ）を０に初期化し、ステップＳ２００５において、繰
り返しを制御する変数ｉとｊをそれぞれ１に初期化す
る。そして、ステップＳ２００６において、ｉが参照画
像の横の幅の範囲にあるか否かチェックする。もし、ス
テップＳ２００６において、ＹＥＳと判断された場合
は、ステップＳ２００７において、ｊが参照画像の縦の
幅の範囲にあるか否かチェックする。もし、ステップＳ
２００７において、ＹＥＳと判断された場合は、ステッ
プＳ２００８において、参照画像の座標（ｉ，ｊ）にお
けるピクセルと、対象画像の座標（Ｐ＋ｉ，Ｑ＋ｊ）に
おけるピクセルの輝度の差分をとり、その絶対値をＥ
（Ｐ，Ｑ）に加える。次に、ステップＳ２００９におい
て、ｊに１を加え、ステップＳ２００７を実行する。ス
テップＳ２００７において、ｊが参照画像の縦の幅の範
囲にあるか否かチェックをし、ＮＯと判断された場合に
は、ステップＳ２０１０において、ｊを初期化して１に
し、ステップＳ２０１１において、ｉに１を加え、ステ
ップＳ２００６へ戻る。

【０００６】また、上述のステップＳ２００６におい
て、ｉが参照画像の横の幅の範囲にないと判断された場
合は、ステップＳ２０１２において、Ｑに１を加え、ス
テップＳ２００３へ戻る。

【０００７】また、上述のステップＳ２００３におい
て、対象画像における縦の座標値がＱの位置において、
参照画像と比較するだけの幅がないと判断された場合
は、ステップＳ２０１３において、Ｑを０に初期化し、
ステップＳ２０ｌ４において、Ｐに１を加え、ステップ
Ｓ２００２へ戻る。上述のステップＳ２００２におい
て、対象画像における横の座標値がＰの位置において、
参照画像と比較するだけの幅があるかチェックをし、Ｎ
Ｏと切断された場合は、ステップＳ２０１５において、
Ｅ（Ｐ，Ｑ）が最も小さい（Ｐ，Ｑ）を見つけ出し、ス
テップＳ２０１６において、求めた（Ｐ，Ｑ）から参照
画像の大きさの整数倍を加えて、対象画像における繰り
返しパターンの一つ一つのセルの位置を求め、このプロ
グラムを終了する。

【０００８】以上のような方法により誤差が最も小さい
位置、あるいは類似度が最も大きい位置がわかると、そ
れが対象画像の中のある一つのセルの位置となる。対象
画像における一つ一つのセルの大きさは同じであると考
えて、その縦と横の大きさがわかっているので、求めた
位置からその参照画像の大きさの整数倍を加えれば対象
画像のすべてのセルの位置を求めることができる。

【０００９】従来の技術による第２の方法として、予め
対象物体の隅などにアライメントマークをつけておき、
特開昭６４−８４１０８号公報などに開示されている方
法を用いてアライメントマークを検出し、アライメント
マークからの相対的な位置によって、各セルの位置を求
める方法がある。

【００１０】従来の技術による第３の方法として、特開
平５−ｌ９７１２２号公報に開示されているように、対
象画像のＸ軸及びＹ軸の投射ヒストグラムを求め、その
ヒストグラムからエッジを抽出して、そのエッジの特徴
から画像上のセルの位置を求める方法がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術による第１の方法において、ＬＳＩや液晶
パネルの製造工程でインラインの配線欠陥検査を行なう
場合、セルの位置を求めた後に行なわれる処理時間を考
慮に入れると、パターン配置の正確な位置を調べるのに
はあまりにも時間がかかり過ぎる。たとえば、液晶パネ
ルの製造工程では、パネル１枚の大きさが５００ｍｍ×
５００ｍｍ、分解能５μｍ、一枚当たりおよそ１分で配
線欠陥検査を行なわなくてはならない。この場合、１０
００×１０００ピクセルのエリアセンサを２０個並列に
動作させて検査を行なった場合でも、分解能５μｍでの
エリアセンサ１回当たりの撮像で５ｍｍ×５ｍｍ×２０
の領域の撮像しか行なうことができないので、パネル全
体を撮像するのに５００回必要となる。このため、パネ
ル１枚を１分で検査するためには、１回の検査をｌ２０
ｍｓｅｃで行なう必要がある。

【００１２】従来の技術の第１の方法では、対象画像の
大きさ、すなわちエリアセンサのサイズが１０００×１
０００ピクセル、参照画像の大きさが１００×１００ピ
クセルで、ピクセル同士の１回の比較が計算機のＣＰＵ
で１サイクルかかるとすると、１回の参照画像との比較
で１００×１００サイクルかかることになり、それがお
およそ（１０００−１００）×（１０００−１００）回
繰り返されるので、全体として１００×１００×（１０
００−１００）×（１０００−１００）サイクルかかる
ことになる。計算機のＣＰＵの１サイクルが１０ｎｓｅ
ｃとすれば、全体として約８１ｓｅｃかかることにな
る。これでは、インラインの配線欠陥検査を行なうこと
ができない。

【００１３】また、対象物体の繰り返しパターンのセル
の大きさが、参照画像又は対象画像上において正確に整
数倍で表現されている場合は少ないので、対象画像の中
にある一つのセルの位置から、参照画像の大きさの整数
倍を加えると、決定されたセルの位置から遠い位置のセ
ルの場合（整数倍の数が大きいところ）、位置がずれて
しまい正しい位置を特定できなくなる。すなわち、繰り
返しパターンの一つのセルを画像中の縦と横のピクセル
数が整数で表せない場合が多いので、決定されたセルの
位置から遠い位置にあるセルに対しては、決定されたセ
ルの位置から、参照画像の大きさを整数倍するので、正
しい位置を特定できない。

【００１４】上述した従来の技術による第２の方法で
は、高倍率で撮像を行なった場合、アライメントマーク
を一諸に撮像できない箇所が生じる。そのような箇所に
おいては、対象物体又は撮像装置を移動させるステージ
の移動距離によってセルの位置を求めるので、上述の第
１の方法と同じ問題が生ずるとともに、対象物体又は撮
像装置を機械的に移動させることによって振動などで誤
差が生じ、対象物体を撮像した画像上では、正確にセル
の位置を把握することはできない。

【００１５】上述した従来の技術による第３の方法で
は、対象画像の大きさが１０００×１０００ピクセルの
場合、Ｘ軸又はＹ軸の投射ヒストグラムを求めるのに１
ピクセルあたり計算機のＣＰＵで１０サイクルかかると
すると、一つの軸の投射ヒストグラムを求めるのにはお
よそ１０００×１０００×１０サイクルかかるので、２
つの軸の投射ヒストグラムでは、２×１０００×１００
０×１０サイクルとなる。計算機のＣＰＵの１サイクル
が１０ｎｓｅｃとすれば、全体として約２００ｍｓｅｃ
かかることになり、上記液晶パネルの欠陥検査をインラ
インで行なうことはできない。

【００１６】さらに、この方法ではヒストグラムからエ
ッジを求めてセルの位置を決めているが、セルの構造が
複雑な場合は、ヒストグラムからエッジのラインをきれ
いに抽出することは難しいので、セルの位置を正確に求
めるのは困難である。

【００１７】本発明は、上記のような課題を解消するた
めになされたもので、対象画像の繰り返しパターンのセ
ルの位置を高速かつ正確に求めることができる画像処理
装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的は、繰り返しパターンを持つ対象物体を撮像した対
象画像と前記繰り返しパターンの一つのセルを撮像した
参照画像とから前記対象画像上にある前記繰り返しパタ
ーンのセルの位置を求める画像処理装置であって、前記
対象画像及び前記参照画像の画像データを格納する画像
データ格納手段と、格納された前記参照画像の各行及び
各列の輝度ヒストグラムと、前記対象画像の前記参照画
像に対応する大きさの領域の各行及び各列の輝度ヒスト
グラムとを求める輝度ヒストグラム生成手段と、前記輝
度ヒストグラム生成手段によって予め求められた前記参
照画像の各行及び各列の輝度ヒストグラムを格納する第
１のヒストグラムデータ格納手段と、前記対象画像の前
記参照画像に対応する大きさの領域の各行又は各列の輝
度ヒストグラムと前記参照画像の各行又は各列の輝度ヒ
ストグラムとを比較して誤差データを求めるヒストグラ
ム比較手段と、求められた誤差データを格納する誤差デ
ータ格納手段と、格納された誤差データから対象画像中
で最も誤差が小さくなる位置を求める最小誤差データ抽
出手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画
像処理装置によって達成される。

【００１９】本発明によれば、前述の目的は、前記対象
画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行又は
各列の求められた輝度ヒストグラムを格納する第２の輝
度ヒストグラムデータ格納手段を更に備えることを特徴
とする請求項２に記載の画像処理装置によって達成され
る。

【００２０】本発明によれば、前述の目的は、前記ヒス
トグラム比較手段は、前記対象画像の所定位置から行又
は列の一方向のピクセル数が前記参照画像の前記一方向
のピクセル数×２−１以上、かつ他方向のピクセル数が
前記参照画像の前記他方向のピクセル数である大きさの
領域について誤差データを求め、前記最小誤差データ抽
出手段は該領域中で最も誤差が小さくなる位置を求める
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置によっ
て達成される。

【００２１】本発明によれば、前述の目的は、前記ヒス
トグラム比較手段は、前記対象画像の前記参照画像に対
応する大きさの領域の各列の輝度ヒストグラムと前記参
照画像の各列の輝度ヒストグラムとを前記対象画像内の
領域の右端から左端まで１列ずつ比較して誤差データを
求めることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置
によって達成される。

【００２２】本発明によれば、前述の目的は、前記ヒス
トグラム比較手段は、前記対象画像の前記参照画像に対
応する大きさの領域の各行の輝度ヒストグラムと前記参
照画像の各行の輝度ヒストグラムとを前記対象画像内の
領域の下端から上端まで１行ずつ比較して誤差データを
求めることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置
によって達成される。

【００２３】本発明によれば、前述の目的は、繰り返し
パターンを持つ対象物体を撮像した対象画像と前記繰り
返しパターンの一つのセルを撮像した参照画像とから前
記対象画像上にある前記繰り返しパターンのセルの位置
を求める画像処理方法であって、前記対象画像及び前記
参照画像の画像データを格納し、格納された前記参照画
像の各行及び各列の輝度ヒストグラムと、前記対象画像
の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行及び各列
の輝度ヒストグラムとを求めて格納し、前記対象画像の
前記参照画像に対応する大きさの領域の各行又は各列の
輝度ヒストグラムと前記格納された参照画像の各行又は
各列の輝度ヒストグラムとを比較して誤差データを求
め、求められた誤差データを格納し、格納された誤差デ
ータから対象画像中で最も誤差が小さくなる位置を前記
繰り返しパターンのセルの位置として求めることを特徴
とする請求項６に記載の画像処理方法によって達成され
る。

【００２４】

【００２５】本発明によれば、前述の目的は、前記対象
画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行又は
各列の輝度ヒストグラムと前記参照画像の各行又は各列
の輝度ヒストグラムとを比較する際に、前記対象画像の
所定位置から行又は列の一方向のピクセル数が前記参照
画像の前記一方向のピクセル数×２−１以上、かつ他方
向のピクセル数が前記参照画像の前記他方向のピクセル
数である大きさの領域について誤差データを求め、該領
域中で最も誤差が小さくなる位置を前記繰り返しパター
ンのセルの位置として求めることを特徴とする請求項７
に記載の画像処理方法によって達成される。

【００２６】本発明によれば、前述の目的は、前記対象
画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行又は
各列の輝度ヒストグラムと前記参照画像の各行又は各列
の輝度ヒストグラムとを比較する際に、前記対象画像の
所定の位置から行又は列の一方向のピクセル数が前記参
照画像の前記一方向のピクセル数×２−１以上、かつ他
方向のピクセル数が前記参照画像の前記他方向のピクセ
ル数である大きさの領域を２つ選択し、選択したそれぞ
れの領域について、行又は列の一方向のセルの位置を求
めて前記一方向に収まっているセルの数を求め、前記一
方向のピクセル数を前記一方向に収まっているセル数で
割ることによってセルの一方向の大きさを求め、前記求
めたセルの位置から前記セルの一方向の大きさを整数倍
して前記繰り返しパターンの各セルの位置を求めること
を特徴とする請求項８に記載の画像処理方法によって達
成される。

【００２７】本発明によれば、前述の目的は、前記対象
画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各列の輝
度ヒストグラムと前記参照画像の各列の輝度ヒストグラ
ムとを比較する際に、前記対象画像内の領域の右端から
左端まで１列ずつ比較して誤差データを求めることを特
徴とする請求項９に記載の画像処理方法によって達成さ
れる。

【００２８】本発明によれば、前述の目的は、前記対象
画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行の輝
度ヒストグラムと前記参照画像の各行の輝度ヒストグラ
ムとを比較する際に、前記対象画像内の領域の下端から
上端まで１行ずつ比較して誤差データを求めることを特
徴とする請求項１０に記載の画像処理方法によって達成
される。

【００２９】本発明によれば、前述の目的は、前記誤差
データの代わりに類似度データを求めて格納し、格納さ
れた類似度データから最も類似度が大きくなる位置を前
記繰り返しパターンのセルの位置として求めることを特
徴とする請求項１１に記載の画像処理方法によって達成
される。

【００３０】

【作用】請求項１に記載の画像処理装置においては、画
像データが画像データ格納手段に格納され、輝度ヒスト
グラム生成手段により格納された参照画像の各行及び各
列に関する輝度ヒストグラムと、対象画像の参照画像に
対応する大きさの領域の各行及び各列に関する輝度ヒス
トグラムとが求められ、第１のヒストグラムデータ格納
手段により予め求められた参照画像の各行及び各列の輝
度ヒストグラムが格納され、ヒストグラム比較手段によ
り対象画像の参照画像に対応する大きさの領域の各行及
び各列の輝度ヒストグラムと参照画像の各行又は各列の
輝度ヒストグラムとが比較されて誤差データが求めら
れ、誤差データ格納手段により比較したヒストグラムの
誤差データが格納され、最小誤差データ抽出手段により
誤差データから対象画像中で最も誤差が小さくなる位置
が求められる。参照画像の各行又は各列の輝度ヒストグ
ラムデータが比較される前に予め求められて格納され、
参照画像と対象画像の参照画像に対応する大きさの領域
の比較が各行又は各列毎にヒストグラムデータによって
行われることにより、繰り返しパターンのセルの位置を
短時間で求めることが可能となる。

【００３１】請求項２に記載の画像処理装置において
は、第２の輝度ヒストグラムデータ格納手段に対象画像
の参照画像に対応する大きさの領域の各行又は各列の求
められた輝度ヒストグラムが格納される。ヒストグラム
比較手段で比較される前に対象画像の参照画像に対応す
る大きさの領域の各行又は各列の輝度ヒストグラムデー
タが求められて格納されていることにより、繰り返しパ
ターンのセルの位置を更に短時間で求めることが可能と
なる。

【００３２】請求項３に記載の画像処理装置において
は、ヒストグラム比較手段により対象画像の所定位置か
ら行又は列の一方向のピクセル数が参照画像の一方向の
ピクセル数×２−１以上、かつ他方向のピクセル数が参
照画像の他方向のピクセル数である大きさの領域につい
て誤差データが求められ、最小誤差データ抽出手段によ
り該領域中で最も誤差が小さくなる位置が求められる。
誤差データを求める領域が対象画像に比べて小さくされ
たことにより、繰り返しパターンのセルの位置をより短
時間で求めることが可能となる。

【００３３】請求項４に記載の画像処理装置において
は、ヒストグラム比較手段により対象画像の参照画像に
対応する大きさの領域の各列の輝度ヒストグラムと参照
画像の各列の輝度ヒストグラムとが対象画像の領域の右
端から左端まで１列ずつ比較されて誤差データが求めら
れる。

【００３４】請求項５に記載の画像処理装置において
は、ヒストグラム比較手段により対象画像の参照画像に
対応する大きさの領域の各行の輝度ヒストグラムと参照
画像の各行の輝度ヒストグラムとが対象画像の領域の下
端から上端まで１行ずつ比較されて誤差データが求めら
れる。

【００３５】請求項６に記載の画像処理方法において
は、画像データが格納され、格納された参照画像の各行
及び各列に関する輝度ヒストグラムと、対象画像の参照
画像に対応する大きさの領域の各行及び各列の輝度ヒス
トグラムとが求められて格納され、対象画像の参照画像
に対応する大きさの領域の各行又は各列の輝度ヒストグ
ラムと格納された参照画像の各行又は各列の輝度ヒスト
グラムとが比較されて誤差データが求められ、比較した
ヒストグラムの誤差データが格納され、誤差データから
対象画像中で最も誤差が小さくなる位置が繰り返しパタ
ーンのセルの位置として求める。参照画像の各行又は各
列の輝度ヒストグラムデータが比較される前に予め求め
られて格納され、参照画像と対象画像の参照画像に対応
する大きさの領域の比較が各行又は各列毎にヒストグラ
ムデータによって行われることにより、繰り返しパター
ンのセルの位置を短時間で求めることが可能となる。

【００３６】

【００３７】請求項７に記載の画像処理方法において
は、対象画像の参照画像に対応する大きさの領域の各行
又は各列の輝度ヒストグラムと参照画像の各行又は各列
の輝度ヒストグラムとが比較される際に、対象画像の所
定位置から行又は列の一方向のピクセル数が参照画像の
一方向のピクセル数×２−１以上、かつ他方向のピクセ
ル数が参照画像の他方向のピクセル数である大きさの領
域について誤差データが求められ、該領域中で最も誤差
が小さくなる位置が繰り返しパターンのセルの位置とし
て求められる。誤差データを求める領域が対象画像に比
べて小さくされたことにより、繰り返しパターンのセル
の位置をより短時間で求めることが可能となる。

【００３８】請求項８に記載の画像処理方法において
は、対象画像の参照画像に対応する大きさの領域の各行
又は各列の輝度ヒストグラムと参照画像の各行又は各列
の輝度ヒストグラムとが比較される際に、対象画像の所
定の位置から行又は列の一方向のピクセル数が参照画像
の一方向のピクセル数×２−１以上、かつ他方向のピク
セル数が参照画像の他方向のピクセル数である大きさの
領域が２つ選択され、選択されたそれぞれの領域につい
て、行又は列の一方向のセルの位置が求められて一方向
にいくつのセルが収まっているかが求められ、一方向の
ピクセル数を一方向に収まっているセル数で割ることに
よってセルの一方向の大きさが求められ、求められたセ
ルの位置からセルの一方向の大きさが整数倍されて繰り
返しパターンの各セルの位置が求められる。２つ領域を
使用してセルの行及び列方向の大きさと領域内の行及び
列方向のセル数が求められることにより、対象画像内の
各セル位置を短時間で正確に求めることが可能となる。

【００３９】請求項９に記載の画像処理方法において
は、対象画像の参照画像に対応する大きさの領域の各列
の輝度ヒストグラムと参照画像の各列の輝度ヒストグラ
ムとが対象画像内の領域の右端から左端まで１列ずつ比
較されて誤差データが求められる。

【００４０】請求項１０に記載の画像処理方法において
は、対象画像の参照画像に対応する大きさの領域の各行
の輝度ヒストグラムと参照画像の各行の輝度ヒストグラ
ムとが対象画像内の領域の下端から上端まで１行ずつ比
較されて誤差データが求められる。

【００４１】請求項１１に記載の画像処理方法において
は、誤差データの代わりに類似度データが求められて格
納され、格納された類似度データから最も類似度が大き
くなる位置が繰り返しパターンのセルの位置として求め
られる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の画像処理装置及び画像処理方
法の実施例について説明する。

【００４３】本発明の画像処理装置の第１の実施例は、
図１に示すように、ＣＣＤなどの撮像装置に取り込まれ
た画像を格納する画像データ格納手段１０１を有してお
り、画像データ格納手段１０１には、画像データ格納手
段１０１に格納された画像から各列及び各行の輝度ヒス
トグラムを生成する輝度ヒストグラム生成手段１０４が
接続されている。そして、輝度ヒストグラム生成手段１
０４には、輝度ヒストグラム生成手段１０４で作られた
参照画像の各列及び各行の輝度ヒストグラムデータを格
納する第１のヒストグラムデータ格納手段１０２と、第
１のヒストグラムデータ格納手段１０２に格納されてい
る参照画像の各列又は各行の輝度ヒストグラムデータ
と、輝度ヒストグラム生成手段１０４により求められた
画像データ格納手段１０１に格納されている対象画像の
各列又は各行の輝度ヒストグラムデータとを比較して誤
差を求める第１のヒストグラム比較手段１０５とが接続
されている。更に、第１のヒストグラム比較手段１０５
には、第１のヒストグラム比較手段１０５により求めら
れられた誤差を格納する誤差データ格納手段１０３が接
続されており、誤差データ格納手段１０３には、誤差デ
ータ格納手段１０３に格納された誤差データから最も誤
差の小さいものが求められる最小誤差データ抽出手段１
０６が接続されている。

【００４４】本実施例では、以下のような第１の方法に
よって対象画像の繰り返しパターンの各セルの位置が求
められる。

【００４５】対象画像の左又は右の端から参照画像に対
応する大きさの領域が選ばれ、各列の輝度ヒストグラム
が求められ、求められた各列の輝度ヒストグラムと参照
画像の各列の輝度ヒストグラムとが比較されて誤差が求
められる。上述動作が対抗する端まで１ピクセルずつ移
動しながら行なわれ、誤差が最も小さいデータに対応す
る位置が対象画像の繰り返しパターンの一つのセルの横
の位置とされる。同様に、対象画像の上又は下の端から
参照画像に対応する大きさの領域が選ばれ、各行の輝度
ヒストグラムが求められ、求められた各行の輝度ヒスト
グラムと参照画像の各行の輝度ヒストグラムとが比較さ
れて誤差が求められる。上述の動作が対抗する端まで１
ピクセルずつ移動されながら行なわれ、誤差が最も小さ
いデータに対応する位置が対象画像の繰り返しパターン
の一つのセルの縦の位置とされ、求めた縦及び横の位置
が繰り返しパターンのセルの位置とされ、その位置から
セルの大きさの整数倍が加えられることによって、対象
画像の繰り返しパターンの各セルの位置が求められる。

【００４６】すなわち、輝度ヒストグラム生成手段１０
４により、図１３に示すように、参照画像の各列及び各
行の輝度ヒストグラムが求められ、求められた輝度ヒス
トグラムが第１のヒストグラムデータ格納手段１０２に
格納され、対象画像の左端のある一つの位置、例えば左
上の隅から、参照画像に対応する大きさ、すなわち繰り
返しパターンの一つのセルの大きさの領域（図１０
（ａ）参照）が選ばれ、各列の輝度ヒストグラムが求め
られる。求められた輝度ヒストグラムと、第１のヒスト
グラムデータ格納手段１０２に格納されている参照画像
の各列の輝度ヒストグラムが比較され、その誤差が求め
られて誤差データ格納手段１０３に格納される。そし
て、対象画像の１ピクセル右の位置、例えば左上の隅よ
り１ピクセル右の位置から、同じように参照画像の大き
さの領域（図１０（ｂ）参照）が選ばれ、各列の輝度ヒ
ストグラムが求められる。求められた各列の輝度ヒスト
グラムと、第１のヒストグラムデータ格納手段１０２に
格納されている参照画像の各列のヒストグラムが比較さ
れ、その誤差が求められて誤差データ格納手段１０３に
格納される。以上の処理が対抗する隅まで繰り返され、
誤差データ格納手段に格納された誤差データのうち、最
も誤差の小さいデータに対応する位置が繰り返しパター
ンの横方向の位置とされる。図１１の点線で示した領域
１１０１に検査した全領域が示され、太い実線で示され
た領域１１０３に最も誤差の小さい位置が示される。

【００４７】同様に対象画像の上端のある一つの位置、
例えば左上の隅から、参照画像の大きさの領域（図１０
（ａ）参照）が選ばれ、各行の輝度ヒストグラムが求め
られる。求められた輝度ヒストグラムと、第１のヒスト
グラムデータ格納手段１０２に格納されている参照画像
の各行の輝度ヒストグラムとが比較され、その誤差が求
められて誤差データ格納手段１０３に格納される。そし
て、対象画像の１ピクセル下の位置、例えば左上の隅よ
り１ピクセル下の位置から、同じように参照画像の大き
さの領域（図１０（ｃ）参照）が選ばれ、各行の輝度ヒ
ストグラムが求められる。求められた各行の輝度ヒスト
グラムと、第１のヒストグラムデータ格納手段１０２に
格納されている参照画像の各行の輝度ヒストグラムとが
比較され、その誤差が求められて誤差データ格納手段１
０３に格納される。以上の処理が対抗する側の隅まで繰
り返され、誤差データ格納手段１０３に格納された誤差
データのうち、最も誤差の小さい位置が繰り返しパター
ンの縦方向の位置とされる。図１１の点線で示した領域
１１０２に検査した全領域が示され、太い実線で示され
た領域１１０４に最も誤差の小さい位置が示される。

【００４８】以上の方法によって求めた縦方向と横方向
の位置から、図１１に示すように、縦方向の位置を通る
水平線１１０７と横方向の位置を通る垂直線１１０６と
の交点が繰り返しパターンの一つのセルの位置１１０５
とされ、求められた位置からセルの大きさの整数倍が加
えられることによって、対象画像の繰り返しパターンの
各セルの位置が決定される。

【００４９】次に、本実施例で使用する第１の方法を図
４ａ及び図４ｂのフローチャートに沿って説明する。

【００５０】まず、ステップＳ１０２２において、参照
画像の各列及び各行の輝度ヒストグラムが求められ、メ
モリに格納される。そして、ステップＳ１００１におい
て、対象画像の横方向の座標値Ｐが０に初期化される。
ステップＳ１００２において、対象画像の横方向の座標
値Ｐから参照画像の大きさの領域が選択できるか否かチ
ェックが行なわれる。もし、ステップＳ１００２におい
てＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ１００３にお
いて、対象画像の横方向の座標値Ｐにおける誤差Ｅ１
（Ｐ）が初期化されて０にされる。更に、ステップＳ１
００４において、繰り返しを制御する変数ｉが初期化さ
れて１にされ、ステップＳ１００５において、ｉが参照
画像の横の幅の範囲にあるか否かチェックされる。も
し、ステップＳ１００５において、ＹＥＳと判断された
場合は、ステップＳ１００６において、対象画像のＰ＋
ｉ列において参照画像の縦の幅分のピクセルが選ばれ、
選ばれたピクセルの輝度ヒストグラムが求められ、ステ
ップＳ１００７において、参照画像のｉ列の輝度ヒスト
グラムと、対象画像のＰ＋ｉ列の輝度ヒストグラムの誤
差が求められ、その絶対値がＥ１（Ｐ）に加えられる。
次に、ステップＳ１００８において、ｉに１が加えら
れ、ステップＳ１００５が実行される。

【００５１】ステップＳ１００５において、ｉが参照画
像の横の幅の範囲にあるか否かチェックされ、ＮＯと判
断された場合は、ステップＳ１００９において、Ｐに１
が加えられ、ステップＳ１００２が実行される。ステッ
プＳ１００２において、対象画像の横方向の座標値Ｐか
ら参照画像の大きさの領域が選択できるか否かチェック
され、ＮＯと判断された場合は、ステップＳ１０１０に
おいて、Ｅ１（Ｐ）が最も小くなるＰが見つけ出されて
ステップＳ１０１１が実行される。次に、ステップＳ１
０１１において、対象画像の縦方向の座標値Ｑが０に初
期化される。ステップＳ１０１２において、対象画像の
縦方向の座標値Ｑから参照画像の大きさの領域が選択で
きるか否かチェックが行なわれる。もし、ステップＳ１
０１２においてＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ
１０１３において、対象画像の縦方向の座標値Ｑにおけ
る誤差Ｅ２（Ｑ）が０に初期化される。そして、ステッ
プＳ１０１４において、繰り返し変数ｊが１に初期化さ
れ、ステップＳ１０１５において、ｊが参照画像の縦の
幅の範囲にあるか否かチェックされる。もし、ステップ
Ｓ１０１５において、ＹＥＳと判断された場合は、ステ
ップＳ１０１６において、対象画像のＱ＋ｊ行において
参照画像の横の幅分のピクセルが選ばれ、輝度ヒストグ
ラムが求められ、ステップＳ１０１７において、参照画
像のｊ行の輝度ヒストグラムと、対象画像のＱ＋ｊ行の
輝度ヒストグラムの誤差が求められ、その絶対値がＥ２
（Ｑ）に加えられる。次に、ステップＳ１０１８におい
て、ｊに１が加えられ、ステップＳ００１５が実行され
る。

【００５２】ステップＳ１０１５において、ｊが参照画
像の縦の幅の範囲にあるか否かチェックされ、ＮＯと判
断された場合は、ステップＳ１０１９において、Ｑに１
が加えられ、ステップＳ１０１２が実行される。ステッ
プＳ１０１２において、対象画像の縦方向の座標値Ｑか
ら参照画像の大きさの領域が選択できるか否かチェック
され、ＮＯと判断された場合は、ステップＳ１０２０に
おいて、Ｅ２（Ｑ）が最も小さくなるＱが見つけ出さ
れ、ステップＳ１０２１において、求められた（Ｐ，
Ｑ）から参照画像の大きさの整数倍が加えられて、対象
画像の繰り返しパターンの一つ一つのセルの位置が求め
られ、このプログラムが終了される。

【００５３】以上の処理により、対象画像における繰り
返しパターンのセルの位置を知ることができる。

【００５４】なお、誤差を類似度に置き換え、類似度の
最も大きくなる位置を繰り返しパターンのセルの位置と
することもできる。また、横方向の位置を求めるに際
し、左の隅から１ピクセルずつ右の隅に向かって処理を
進めたり、縦方向の位置を求めるに際し、下の隅から１
ピクセルずつ上の隅に向かって処理することも可能であ
る。さらに、横と縦の求める順番が逆でも可能である。

【００５５】本実施例での処理時間は、たとえば、対象
画像の大きさが１０００×１０００ピクセル、参照画像
の大きさが１００×１００ピクセルで、一つのピクセル
の輝度ヒストグラムの値を求めるのに計算機のＣＰＵで
１０サイクル、一つの横又は縦の誤差を求めるの１サイ
クルかかるとすると、横方向の輝度ヒストグラムを求め
るのに１００×１０サイクル、１回の参照画像との比較
に１００×（１００×１０＋１）サイクルとなり、対象
画像の横方向の比較全体では（１０００−１００）×１
００×（１００×１０＋１）サイクルとなる。同様に、
縦方向の輝度ヒストグラムを求めるのに１００×１０サ
イクル、１回の参照画像との比較に１００×（１００×
１０＋１）サイクルとなり、対象画像の横方向の比較全
体では（１０００−１００）×１００×（１００×１０
＋１）サイクルとなる。よって、全体ではおおよそ
（（１０００−１００）×１００×（１００×１０＋
１））＋（（１０００−１００）×１００×（１００×
１０＋１））サイクルとなる。計算機のＣＰＵの１サイ
クルが１０ｎｓｅｃとすれば、約１．８ｓｅｃかかるこ
ととなる。これは、従来の技術による第１の方法に比べ
て約１／４５の時間で繰り返しパターン画像の一つのセ
ルの位置を求めることができる。

【００５６】次に、本発明の画像処理装置の第２の実施
例を図を参照しながら説明する。なお、図１と同一の構
成部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００５７】本実施例の表示装置は、図２に示すよう
に、輝度ヒストグラム生成手段１０４により画像データ
格納手段１０１に格納されている対象画像の各列及び各
行の輝度ヒストグラムデータを格納する第２のヒストグ
ラムデータ格納手段２０１を具備している。第１のヒス
トグラム比較手段１０５は、第１のヒストグラムデータ
格納手段１０２に格納された参照画像の各列又は各行の
輝度ヒストグラムデータと、第２のヒストグラムデータ
格納手段２０１に格納された対象画像の各列又は各行の
輝度ヒストグラムデータとが比較され、誤差が求められ
るように構成されている。

【００５８】本実施例では、以下のような第２の方法に
よって対象画像の繰り返しパターンの各セルの位置が求
められる。

【００５９】対象画像における参照画像の大きさの領域
から、各列又は各行の輝度ヒストグラムを求めるとき、
各列又は各行の輝度ヒストグラムが第２のヒストグラム
データ格納手段２０１に格納される。すなわち、輝度ヒ
ストグラム生成手段１０４により、図１２に示すような
参照画像の各列およ各行の輝度ヒストグラムが求めら
れ、求められた各列およ各行の輝度ヒストグラムが第１
のヒストグラムデータ格納手段１０２に格納され、対象
画像の左端の所定位置、例えば左上の隅から参照画像の
大きさ、すなわち繰り返しパターンの一つのセルの大き
さの領域（図１０（ａ）参照）が選ばれ、各列の輝度ヒ
ストグラムが求められ、求められた輝度ヒストグラムが
第２のヒストグラムデータ格納手段２０１に格納され
る。第２のヒストグラムデータ格納手段２０１に格納さ
れた対象画像における参照画像の大きさ分の各列の輝度
ヒストグラムと、第１のヒストグラムデータ格納手段１
０２に格納された参照画像の各列の輝度ヒストグラムが
比較され、その誤差が求められて誤差データ格納手段１
０３に格納される。そして、対象画像において選んだ領
域の右隣の列、例えば左上の隅から参照画像の列の大き
さ＋１の列における参照画像の縦の大きさ分の領域（図
１０（ｄ）参照）が選ばれ、輝度ヒストグラムが求めら
れ、求められた輝度ヒストグラムが第２のヒストグラム
データ格納手段２０１に格納される。第２のヒストグラ
ムデータ格納手段２０１に格納された前段階よりも１ピ
クセル右の位置における各列の輝度ヒストグラムと、第
１のヒストグラムデータ格納手段１０２に格納された参
照画像の各列の輝度ヒストグラムとが比較され、その誤
差が求められて誤差データ格納手段に格納される。以上
の処理が対抗する側の隅まで繰り返され、誤差データ格
納手段１０３に格納された誤差データのうち、最も誤差
の小さい位置が繰り返しパターンの横方向の位置とされ
る。図１１の点線で示された領域１１０１に検査した全
領域が示され、太い実線で示した領域１１０３に最も誤
差の小さい位置が示される。

【００６０】同様に対象画像の上端の所定位置、例えば
左上の隅から、参照画像の大きさの領域（図１０（ａ）
参照）が選ばれ、各行の輝度ヒストグラムが求められ、
求められた各行の輝度ヒストグラムが第２のヒストグラ
ムデータ格納手段２０１に格納される。第２のヒストグ
ラムデータ格納手段２０１に格納された対象画像におけ
る参照画像の大きさ分の各行の輝度ヒストグラムと、第
１のヒストグラムデータ格納手段１０２に格納された参
照画像の各行の輝度ヒストグラムとが比較され、その誤
差が求められて誤差データ格納手段１０３に格納され
る。そして、対象画像において選んだ領域のすぐ下の
行、例えば左上の隅から参照画像の行の大きさ＋１の行
における参照画像の横の大きさ分の領域（図１０（ｅ）
参照）が選ばれ、輝度ヒストグラムが求められ、求めら
れた輝度ヒストグラムが第２のヒストグラムデータ格納
手段２０１に格納される。第２のヒストグラムデータ格
納手段２０１に格納された前段階よりも１ピクセル下の
位置における各行の輝度ヒストグラムと、第１のヒスト
グラムデータ格納手段１０２に格納された参照画像の各
行の輝度ヒストグラムとが比較され、その誤差が求めら
れて誤差データ格納手段１０３に格納される。以上の処
理が対抗する側の隅まで繰り返され、誤差データ格納手
段１０３に格納された誤差データのうち、最も誤差の小
さい位置が繰り返しパターンの縦方向の位置とされる。
図１１の点線で示した領域１１０２に検査した全領域が
示され、太い実線で示した領域１１０４に最も誤差の小
さい位置が示される。

【００６１】以上の方法によって求められた縦方向と横
方向の位置から、図１１に示すように、縦方向の位置を
通る水平線１１０７と横方向の位置を通る垂直線１１０
６の交点が繰り返しパターンの一つのセルの位置１１０
５とされ、求められた位置からセルの大きさの整数倍を
加えることによって、対象画像の繰り返しパターンの各
セルの位置が決定される。

【００６２】次に、本実施例で使用する第２の方法を図
５ａ及び図５ｂのフローチャートに沿って説明する。な
お、図４ａ又は図４ｂに記載されたステップと同一のス
テップには同一符号を付して説明を省略する。

【００６３】ステップＳ１００５において、ｉが参照画
像の横の幅の範囲にあるか否かチェックされ、ＹＥＳと
判断された場合は、ステップＳ１１０１において、対象
画像におけるＰ＋ｉ列の輝度ヒストグラムがすでに計算
され、メモリに格納されているか否かチェックされる。
ステップＳ１１０１において、ＹＥＳと判断された場合
は、ステップＳ１００７が実行される。ステップＳ１１
０１において、ＮＯと判断された場合は、ステップＳ１
１０２が実行され対象画像におけるＰ＋ｉ列から参照画
像の縦の大きさ分の画素が選ばれ、輝度ヒストグラムが
求められ、ステップＳ１００７が実行される。

【００６４】同様に、ステップＳ１０１５において、ｉ
が参照画像の横の幅の範囲にあるか否かチェックされ、
ＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ１１０３におい
て、対象画像におけるＰ＋ｊ行の輝度ヒストグラムがす
でに計算され、メモリに格納されているか否かチェック
される。ステップＳ１１０３において、ＹＥＳと判断さ
れた場合は、ステップＳ１０１７が実行される。ステッ
プＳ１１０３において、ＮＯと判断された場合は、ステ
ップＳ１１０４が実行され対象画像におけるＰ＋ｊ行か
ら参照画像の横の大きさ分の画素が選ばれ、輝度ヒスト
グラムが求められ、ステップＳ１０１７が実行される。

【００６５】以上の手続きにより、対象画像における繰
り返しパターンのセルの位置を知ることができる。

【００６６】ここで、誤差を類似度に置き換え、類似度
の最も大きくなる位置を繰り返しパターンのセルの位置
とすることもできる。また、横方向の位置が求められる
に際し、左の隅から１ピクセルずつ右の隅に向かって処
理を進めたり、縦方向の位置が求められるに際し、下の
隅から１ピクセルずつ上の隅に向かって処理することも
可能である。さらに、横と縦の求める順番が逆でも可能
である。

【００６７】また、繰り返しパターンのセルの位置を求
めるために、必要となる対象画像における各列及び各行
の輝度ヒストグラムを予めすべて求めておき、第２のヒ
ストグラムデータ格納手段２０１に格納しておくことも
可能である。ただし、必要となった時に対象画像の各列
又は各行の輝度ヒストグラムを求める方法の場合には、
第２のヒストグラムデータ格納手段２０１には参照画像
の大きさの各行又は各列の輝度ヒストグラムが格納でき
る領域があれば十分であるが、この場合には、必要とな
る対象画像における各列およ各行の輝度ヒストグラムを
格納できる領域が必要となる。一般には、後者の方が輝
度ヒストグラムを格納する領域をより多く必要とする。
しかし、参照画像の各列又は各行の輝度ヒストグラムと
比較を行なう前に、必要となる対象画像の各列又は各行
の輝度ヒストグラムを一括して求めることになるので、
処理がより単純化される。

【００６８】本実施例での処理時間は、例えば、対象画
像の大きさが１０００×１０００ピクセル、参照画像の
大きさが１００×１００ピクセルで、一つのピクセルの
輝度ヒストグラムの値を求めるのに計算機のＣＰＵで１
０サイクル、一つの横又は縦の誤差を求めるの１サイク
ルかかるとすると、横方向の輝度ヒストグラムが求めら
れるのに（１０００−１００）×１００×１０サイクル
となり、横方向においてヒストグラムの比較をするのに
（１０００−１００）×１００×サイクルとなる。ま
た、縦方向の輝度ヒストグラムを求めるのに（１０００
−１００）×１００×１０サイクルとなり、縦方向にお
いてヒストグラムの比較をするのに（１０００−１００
×１００×サイクルとなる。よって全体としては（（１
０００−１００）×（１００×１０＋１００））＋（１
０００−１００）×（１００×１０＋１００））サイク
ルとなる。計算機のＣＰＵのサイクルが１０ｎｓｅｃと
すれば、約１９．８ｍｓｅｃかかることになる。これ
は、従来の技術による第１の方法に比べて約１／４０９
１の時間で繰り返しパターン画像の一つのセルの位置を
求めることができ、従来の技術による第３の方法に比べ
て約１／１０の時間で繰り返しパターン画像の一つのセ
ルの位置を求めることができる。

【００６９】本実施例では、以下のような第３の方法に
よって対象画像の繰り返しパターンの各セルの位置が求
められる。

【００７０】本実施例では、対象画像上の任意の位置か
ら、横方向の大きさを（参照画像の一つの縦のピクセル
数×２）−１以上、縦方向の大きさを参照画像の一つの
横のピクセル数とする領域が選ばれて、繰り返しパター
ンの一つのセルの横方向の位置が求められ、同様に対象
画像の任意の位置から、横方向の大きさを参照画像の一
つの縦のピクセル数、縦方向の大きさを（参照画像の一
つの横のピクセル数×２）−１以上とする領域が選ばれ
て、繰り返しパターンの一つのセルの縦方向の位置が求
められ、求められた縦の位置を通る水平の線と、求めら
れた横の位置を通る垂直の線の交点が繰り返しパターン
の一つのセルの位置とされる。

【００７１】図１２の点線で示した領域１２０１は図８
の対象画像の左上の隅から、横方向に参照画像の大きさ
の２倍の大きさ、縦方向に参照画像の大きさの領域を選
んだ例を示し、点線で示した領域１２０２は図８の対象
画像の左上の隅から、縦方向に参照画像の大きさの２倍
の大きさ、横方向に参照画像の大きさの領域を選んだ例
を示す。また、点線で示した１２０６は求められた縦方
向の位置を通る水平線を示し、点線で示した１２０８は
求められた横方向の位置を通る垂直線を示し、太い実線
で示した領域１２０５は、これらの線の交点を位置とす
る繰り返しパターンのセルを示す。

【００７２】ここで、繰り返しパターンのセルの横方向
の位置を求めるのに、横方向の領域の大きさを（参照画
像の横の大きさ×２）−１以上としたのは、それだけの
大きさがあれば繰り返しパターンのセルの横方向の位置
が最低一つはその中に存在するからである。また、縦方
向の大きさを参照画像の大きさとしたのは、繰り返しパ
ターンなので輝度ヒストグラムを求める際には、参照画
像の大きさ分あれば十分だからである。また、繰り返し
パターンのセルの縦方向の位置を求めるのに、縦方向の
領域の大きさを（参照画像の縦の大きさ×２）−１以上
としたのは、それだけの大きさがあれぽ繰り返しパター
ンのセルの縦方向の位置が最低一つはその中に存在する
からである。また、横方向の大きさを参照画像の横の大
きさとしたのは、繰り返しパターンなので輝度ヒストグ
ラムが求められる際には、参照画像の大きさ分あれぱ十
分だからである。

【００７３】次に、本実施例で使用する第３の方法を図
６ａ及び図６ｂのフローチャートに沿って説明する。な
お、図４ａ〜図５ｂのいずれかに記載されたステップと
同一のステップには同一符号を付して説明を省略する。

【００７４】ステップＳ１２０１において、対象画像の
横方向の座標値Ｐが参照画像の横の幅より小さいか否か
チェックされ、ＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ
１００３が実行される。ステップＳ１２０１において、
ＮＯと判断された場合は、ステップＳ１０１０が実行さ
れる。ステップＳ１２０２において、対象画像の縦方向
の座標値Ｑが参照画像の縦の幅より小さいか否かチェッ
クされ、ＹＥＳと判断された場合は、ステップＳ１０１
３が実行される。ステップＳ１２０２において、ＮＯと
判断された場合は、ステップＳ１０２０が実行される。
以上の手続きにより、対象画像における繰り返しパター
ンのセルの位置を知ることができる。

【００７５】例えば、対象画像の大きさが１０００×１
０００ピクセル、参照画像の大きさが１００×１００ピ
クセルで、一つのピクセルの輝度ヒストグラムの値を求
めるのに計算機のＣＰＵで１０サイクル、一つの横又は
縦の誤差を求めるの１サイクルかかるとすると、全体で
はおおよそ、（（１００×２−１００）×（１００×１
０＋１００））＋（（１００×２−１００）×（１００
×１０＋１００））サイクルとなる。計算機のＣＰＵの
１サイクルが１０ｎｓｅｃとすると、約２．２ｍｓｅｃ
かかるかかることになる。これは、従来の技術による第
１の方法に比べて約１／３８６００の時間で繰り返しパ
ターン画像の一つのセルの位置を求めることができ、従
来の技術による第３の方法に比べて約１／９０．９の時
間で繰り返しパターン画像の一つのセルの位置を求める
ことができる。

【００７６】本実施例では、以下のような第４の方法に
よって対象画像の繰り返しパターンの各セルの位置が求
められる。

【００７７】本実施例では、繰り返しパターンのセルの
横の位置が求められる際に、対象画像から２箇所領域が
選ばれ、選ばれたそれぞれの領域について上述の第３の
方法を適用して、それぞれの領域でセルの横の位置が求
められる。そして、以下の式（１）によって横にいくつ
のセルの数が収まっているかが計算され、

【００７８】

【数１】

【００７９】以下の式（２）によって、対象画像上で示
されるセルの横の大きさが計算される。

【００８０】

【数２】

【００８１】ただし、領域を選ぶ際に、第３の方法を適
用して２箇所のセルの横の位置が求められた時に、必ず
横方向にセルが一つ以上収まっていなけれぱならない。

【００８２】同様に繰り返しパターンの縦の位置が求め
られる際に、対象画像から２箇所領域が選ばれ、選ばれ
たそれぞれの領域について第３の方法が適用されて、そ
れぞれの領域でセルの縦の位置が求められる。そして、
以下の式（３）によって縦にいくつのセルの数が収まっ
ているか計算される。

【００８３】

【数３】

【００８４】更に、以下の式（４）によって、対象画像
上で示されるセルの縦の大きさが計算される。

【００８５】

【数４】

【００８６】ただし、領域を選ぶ際に、第３の方法を適
用して２箇所のセルの縦の位置が求められた時に、必ず
縦方向にセルが一つ以上収まっていなければならない。

【００８７】図１２の点線で示した領域１２０１は図８
の対象画像の左上の隅から、点線で示した領域１２０３
は図８の対象画像の右下の隅から、横方向の大きさに参
照画像の横方向の大きさの２倍、縦方向の大きさに参照
面像の縦方向の大きさの領域を選んだ例を示す。また、
点線で示した領域１２０２は図８の対象画像の左上の隅
から、点線で示した領域１２０４は図８の対象画像の右
下の隅から、縦方向の大きさに参照画像の縦方向の大き
さの２倍、横方向の大きさに参照画像の横方向の大きさ
の領域を選んだ例を示す。

【００８８】点線で示した１２０６は領域１２０２から
求められた縦方向の位置を通る水平線を示し、点線で示
した１２０８は領域１２０１から求められた横方向の位
置を通る垂直線を示し、太い実線で示した領域１２０５
は、これらの線の交点を位置とする繰り返しパターンの
セルを示す。点線で示した１２０７は領域１２０３から
求められた縦方向の位置を通る水平線を示し、点線で示
した１２０９は領域１２０４から求められた横方向の位
置を通る垂直絡を示す。

【００８９】点線１２０５と点線１２０８の交点と点線
１２０７と点線１２０９の交点を通る矩形領域には縦方
向に２つかつ横方向に６つのセルが収まっている。

【００９０】以上の方法により、セルの縦及び横の大き
さが求められ、対象画像上で求められたセルの位置か
ら、求められたセルの縦及び横の大きさの整数倍を加え
て繰り返しパターンのセルの位置が決定される。

【００９１】次に、本実施例で使用する第４の方法を図
７ａ及び図７ｂのフローチャートに沿って説明する。な
お、図４ａ〜図６ｂのいずれかに記載されたステップと
同一のステップには同一符号を付して説明を省略する。

【００９２】まず、ステップＳ１３０１において、対象
画像の左上の隅から横の大きさが参照画像の横の大きさ
の２倍、縦の大きさが参照画像の大きさの領域が選択さ
れ、上述の第３の方法と同じ処理を用いて、選択した領
域からセルの横の位置が求められる。ステップＳ１３０
２において、対象画像の横の大きさが参照画像の横の大
きさの３倍より大きいか否かチェックが行なわれる。ス
テップＳ１３０２において、ＹＥＳと判断された場合は
ステップＳ１３０３が実行され、ＮＯと判断された場合
はステップＳ１３０７が実行される。ステップＳ１３０
３において、対象画像の右下の隅から横の大きさが参照
画像の横の大きさの２倍、縦の大きさが参照画像の大き
さの領域が選択され、上述の第３の方法と同じ処理を用
いて、選択した領域からセルの横の位置が求められ、ス
テップＳ１３０４が実行される。ステップＳ１３０４に
おいて、上述した式（１）により、ステップＳ１３０１
とステップＳ１３０３で求められたセルの横の位置の間
に、横方向にセルがいくつ収まっているか調べられ、ス
テップＳ１３０５が実行される。

【００９３】ステップＳ１３０５において、上述した式
（２）により、ステップＳ１３０１とステップＳ１３０
３で求められたセルの位置の間の横のピクセル数を、ス
テップＳ１３０４において求められたセルの数で割り、
セルの横の大きさが求められ、ステップＳ１３０６が実
行される。

【００９４】ステップＳ１３０６において、ステップＳ
１３０１又はステップＳ１３０２で求められたセルの横
の位置に、ステップＳ１３０５において求められたセル
の横の大きさの整数倍が加えられることによって、対象
画像上における繰り返しパターンの一つ一つのセルの横
の位置が求められ、ステップＳ１３０８が実行される。
ステップＳ１３０７において、ステップＳ１３０１で求
められたセルの横の位置から、参照画像の横の大きさの
整数倍が加えられることによって対象画像上における繰
り返しパターンの一つ一つのセルの横の位置が求めら
れ、ステップＳ１３０８が実行される。ステップＳ１３
０８において、対象画像の左上の隅から縦の大きさが参
照画像の縦の大きさの２倍、横の大きさが参照画像の大
きさの領域が選択され、上述の第３の方法を適用して、
選択した領域からセルの縦の位置が求められる。

【００９５】ステップＳ１３０９において、対象画像の
縦の大きさが参照画像の縦の大きさの２倍より大きいか
否かチェックが行なわれる。ステップＳ１３０９におい
て、ＹＥＳと判断された場合はステップＳ１３１０が実
行され、ＮＯと判断された場合はステップＳ１３１４が
実行される。ステップＳ１３１０において、対象画像の
右下の隅から縦の大きさが参照画像の縦の大きさの２
倍、横の大きさが参照画像の大きさの領域が選択され、
上述の第３の方法と同じ処理を用いて、選択した領域か
らセルの縦の位置が求められ、ステップＳ１３１１が実
行される。ステップＳ１３１１において、式（３）によ
り、ステップＳ１３０８とステップＳ１３１０で求めら
れたセルの縦の位置の間に、縦方向にセルがいくつ収ま
っているか調べられ、ステップＳ１３１２が実行され
る。ステップＳ１３１２において、式（４）により、ス
テップＳ１３０８とステップＳ１３１０で求められたセ
ルの位置の間の縦のピクセル数が、ステップＳ１３１１
において求められたセルの数で割られて、セルの縦の大
きさが求められ、ステップＳ１３１３が実行される。ス
テップＳ１３１３において、ステップＳ１３０８又はス
テップＳ１３１０で求められたセルの縦の位置から、ス
テップＳ１３１２において求められたセルの縦の大きさ
の整数倍が加えられることによって、対象画像上におけ
る繰り返しパターンの一つ一つのセルの縦の位置が求め
られ、プログラムが終了される。ステップＳ１３１４に
おいて、ステップＳ１３０８で求められたセルの縦の位
置から、参照画像の縦の大きさの整数倍が加えられるこ
とによって対象画像上における繰り返しパターンの一つ
一つのセルの縦の位置が求められ、プログラムが終了さ
れる。

【００９６】以上の手続きにより、対象画像における繰
り返しパターンの一つ一つのセルの位置を求めることが
できる。

【００９７】ここで、ステップＳ１３０２において、対
象画像の横の大きさが参照画像の横の大きさの３倍より
大きいか否かチェックを行なっているのは、対象画像の
左上及び右下の２箇所から領域を選んでセルの横方向の
位置が求められた時に、対象画像の横の大きさが参照画
像の横の大きさの３倍より大きければ、求められた２つ
の横方向のセルの位置の間に、必ず横方向に一つはセル
が収まっているからである。ステップＳ１３０９におい
て、対象画像の縦の大きさが、参照画像の縦の大きさの
３倍より大きいか否かチェックを行なっているのも、同
様である。

【００９８】以上のように、本発明の画像処理装置の第
４の方法によれば、対象画像上で繰り返しパターンの一
つのセルの平均の大きさが求められ、求められたセルの
平均の大きさの整数倍を加えて繰り返しパターンのセル
の位置が求められているので、従来の技術による第１の
方法及び第２の方法に比べ、より正確に繰り返しパター
ンの一つ一つのセルの位置を求めることができる。ま
た、セルの大きさが求められるために第３の方法を２回
適用することになるが、上記と同じ条件においても約
４．４ｍｓｅｃで計算できることになり、液晶パネルの
製造工程においてインラインでも配線欠陥を行なうこと
が可能である。

【００９９】以下、第１の実施例及び第２の実施例にお
いて、誤差を求める手段について説明する。

【０１００】誤差を求める手段の例を以下の式（５）で
示す。ここでは、繰り返しパターンのセルの横の位置が
求められる際の誤差が求められる式を示すが、縦の位置
が求められる際の誤差が求められる式もこれと同様であ
る。

【０１０１】

【数５】

【０１０２】ここで、Ｅ（ｐ）は、位置ｐにおける誤差
を示す。ｍは、輝度ヒストグラムの輝度の階調の数を示
す。ｎは、参照画像の横の大きさを示す。ｙ_(i,j) は、
参照画像の横の位置ｉにおける輝度の階調がｊ番目の輝
度ヒストグラムの値を示す。ｘ_(i+p,j) は、対象画像の
横の位置ｐ＋ｉにおける輝度の階調がｊ番目の輝度ヒス
トグラムの値を示す。

【０１０３】次に、本発明の画像処理装置の第３の実施
例を図を参照しながら説明する。なお、図１と同一構成
部分には同一符号を付して説明を省略する。

【０１０４】本実施例の表示装置は、図３に示すよう
に、第１のヒストグラムデータ格納手段１０２に格納さ
れている参照画像の各列又は各行の輝度ヒストグラムデ
ータと、輝度ヒストグラム生成手段１０４により画像デ
ータ格納手段１０１に格納されている対象画像の各列又
は各行の輝度ヒストグラムデータとを比較して類似度を
求める第２のヒストグラム比較手段３０１を具備してお
り、第２のヒストグラム比較手段３０１には、第２のヒ
ストグラム比較手段３０１により求められられた類似度
を格納する類似度データ格納手段３０２が接続されてい
る。類似度データ格納手段３０２には、類似度データ格
納手段３０２に格納された類似度データから最も類似度
の大きいものを求める最大類似度データ抽出手段３０３
が接続されている。

【０１０５】類似度が求められる式の例を以下の式
（６）〜（８）で示す。ここでは、繰り返しパターンの
セルの横の位置が求められる際の誤差が求められる式を
示すが、縦の位置が求められる際の誤差を求める式もこ
れと同様である。

【０１０６】

【数６】

【０１０７】

【数７】

【０１０８】

【数８】

【０１０９】ここで、Ｓ（ｐ）はある位置ｐにおける類
似度を示す。ｍは輝度ヒストグラムの輝度の階調の数を
示す。ｎは参照画像の横の大きさを示す。ｙ_(i,j) は参
照画像の横の位置ｉにおける輝度の階調がｊ番目の輝度
ヒストグラムの値を示す。ｘ _(i+p,j)は対象画像の横の
位置ｐ＋ｉにおける輝度の階調がｊ番目の輝度ヒストグ
ラムの値を示す。

【０１１０】

【発明の効果】請求項１に記載の画像処理装置によれ
ば、参照画像と対象画像の参照画像に対応する大きさの
領域の比較が各行又は各列毎にヒストグラムデータによ
って行われることにより、繰り返しパターンのセルの位
置を短時間で求めることが可能となる。

【０１１１】請求項２に記載の画像処理装置によれば、
比較される前に対象画像の参照画像に対応する大きさの
領域の各行又は各列の輝度ヒストグラムデータが求めら
れて格納されていることにより、繰り返しパターンのセ
ルの位置を更に短時間で求めることが可能となる。

【０１１２】請求項３に記載の画像処理装置によれば、
誤差データを求める領域が対象画像に比べて小さくされ
たことにより、繰り返しパターンのセルの位置をより短
時間で求めることが可能となる。

【０１１３】請求項６に記載の画像処理方法によれば、
参照画像と対象画像の参照画像に対応する大きさの領域
の比較が各行又は各列毎にヒストグラムデータによって
行われることにより、繰り返しパターンのセルの位置を
短時間で求めることが可能となる。

【０１１４】

【０１１５】請求項７に記載の画像処理方法によれば、
誤差データを求める領域が対象画像に比べて小さくされ
たことにより、繰り返しパターンのセルの位置をより短
時間で求めることが可能となる。

【０１１６】請求項８に記載の画像処理方法によれば、
２つの領域を使用してセルの行及び列方向の大きさと領
域内の行及び列方向のセル数が求められることにより、
対象画像内の各セル位置を短時間で正確に求めることが
可能となる。

【０１１７】以上述べたように、本発明の画像処理装置
及び画像処理方法によれば、対象画像の繰り返しパター
ンのセルの位置を高速に求めることができ、ＬＳＩやＬ
ＣＤの製造工程において配線欠陥の検査を行なう上で、
製造ラインのインラインで処理をするのに十分な速度で
行なうことができる。

【０１１８】また、対象画像の繰り返しパターンのセル
の位置をより正確に求められることができ、ＬＳＩやＬ
ＣＤの製造工程において配線欠陥の検査を行なう際に、
より正確に配線欠陥を見つけ出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置の第１の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の画像処理装置の第２の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の画像処理装置の第３の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図４ａ】第１の方法を示すフローチャートの一部であ
る。

【図４ｂ】第１の方法を示すフローチャートの他の部分
である。

【図５ａ】第２の方法を示すフローチャートの一部であ
る。

【図５ｂ】第２の方法を示すフローチャートの他の部分
である。

【図６ａ】第３の方法を示すフローチャートの一部であ
る。

【図６ｂ】第３の方法を示すフローチャートの他の部分
である。

【図７ａ】第４の方法を示すフローチャートの一部であ
る。

【図７ｂ】第４の方法を示すフローチャートの他の部分
である。

【図８】対象画像の例を示す図である。

【図９】参照画像の例を示す図である。

【図１０】図８の対象画像から所定領域を選択した状態
を示す図である。

【図１１】第１の方法又は第２の方法を図８の対象画像
に適用した例を示す図である。

【図１２】第３の方法又は第４の方法を図８の対象画像
に適用した例を示す図である。

【図１３】図９の各列及び各行のヒストグラムを示す図
である。

【図１４】従来の技術の第１の方法によるセル位置を求
めるフローチャートである。

【符号の説明】

101 画像データ格納手段 102 第１のヒストグラムデータ格納手段 103 誤差データ格納手段 104 輝度ヒストグラム生成手段 105 第１のヒストグラム比較手段 106 最小誤差データ抽出手段 201 第２のヒストグラムデータ格納手段 301 第２のヒストグラム比較手段 302 類似度データ格納手段 303 最大類似度データ抽出手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 7/00 G01N 21/88 G06T 1/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繰り返しパターンを持つ対象物体を撮像
   した対象画像と前記繰り返しパターンの一つのセルを撮
   像した参照画像とから前記対象画像上にある前記繰り返
   しパターンのセルの位置を求める画像処理装置であっ
   て、前記対象画像及び前記参照画像の画像データを格納
   する画像データ格納手段と、格納された前記参照画像の
   各行及び各列の輝度ヒストグラムと、前記対象画像の前
   記参照画像に対応する大きさの領域の各行及び各列の輝
   度ヒストグラムとを求める輝度ヒストグラム生成手段
   と、前記輝度ヒストグラム生成手段によって予め求めら
   れた前記参照画像の各行及び各列の輝度ヒストグラムを
   格納する第１のヒストグラムデータ格納手段と、前記対
   象画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行又
   は各列の輝度ヒストグラムと前記参照画像の各行又は各
   列の輝度ヒストグラムとを比較して誤差データを求める
   ヒストグラム比較手段と、求められた誤差データを格納
   する誤差データ格納手段と、格納された誤差データから
   対象画像中で最も誤差が小さくなる位置を求める最小誤
   差データ抽出手段とを備えることを特徴とする画像処理
   装置。
2. 【請求項２】 前記対象画像の前記参照画像に対応する
   大きさの領域の各行又は各列の求められた輝度ヒストグ
   ラムを格納する第２の輝度ヒストグラムデータ格納手段
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記ヒストグラム比較手段は、前記対象
   画像の所定位置から行又は列の一方向のピクセル数が前
   記参照画像の前記一方向のピクセル数×２−１以上、か
   つ他方向のピクセル数が前記参照画像の前記他方向のピ
   クセル数である大きさの領域について誤差データを求
   め、前記最小誤差データ抽出手段は該領域中で最も誤差
   が小さくなる位置を求めることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記ヒストグラム比較手段は、前記対象
   画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各列の輝
   度ヒストグラムと前記参照画像の各列の輝度ヒストグラ
   ムとを前記対象画像内の領域の右端から左端まで１列ず
   つ比較して誤差データを求めることを特徴とする請求項
   １から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記ヒストグラム比較手段は、前記対象
   画像の前記参照画像に対応する大きさの領域の各行の輝
   度ヒストグラムと前記参照画像の各行の輝度ヒストグラ
   ムとを前記対象画像内の領域の下端から上端まで１行ず
   つ比較して誤差データを求めることを特徴とする請求項
   １から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 繰り返しパターンを持つ対象物体を撮像
   した対象画像と前記繰り返しパターンの一つのセルを撮
   像した参照画像とから前記対象画像上にある前記繰り返
   しパターンのセルの位置を求める画像処理方法であっ
   て、前記対象画像及び前記参照画像の画像データを格納
   し、格納された前記参照画像の各行及び各列の輝度ヒス
   トグラムと、前記対象画像の前記参照画像に対応する大
   きさの領域の各行及び各列の輝度ヒストグラムとを求め
   て格納し、前記対象画像の前記参照画像に対応する大き
   さの領域の各行又は各列の輝度ヒストグラムと前記格納
   された参照画像の各行又は各列の輝度ヒストグラムとを
   比較して誤差データを求め、求められた誤差データを格
   納し、格納された誤差データから対象画像中で最も誤差
   が小さくなる位置を前記繰り返しパターンのセルの位置
   として求めることを特徴とする画像処理方法。
7. 【請求項７】 前記対象画像の前記参照画像に対応する
   大きさの領域の各行又は各列の輝度ヒストグラムと前記
   参照画像の各行又は各列の輝度ヒストグラムとを比較す
   る際に、前記対象画像の所定位置から行又は列の一方向
   のピクセル数が前記参照画像の前記一方向のピクセル数
   ×２−１以上、かつ他方向のピクセル数が前記参照画像
   の前記他方向のピクセル数である大きさの領域について
   誤差データを求め、該領域中で最も誤差が小さくなる位
   置を前記繰り返しパターンのセルの位置として求めるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
8. 【請求項８】 前記対象画像の前記参照画像に対応する
   大きさの領域の各行又は各列の輝度ヒストグラムと前記
   参照画像の各行又は各列の輝度ヒストグラムとを比較す
   る際に、前記対象画像の所定の位置から行又は列の一方
   向のピクセル数が前記参照画像の前記一方向のピクセル
   数×２−１以上、かつ他方向のピクセル数が前記参照画
   像の前記他方向のピクセル数である大きさの領域を２つ
   選択し、選択したそれぞれの領域について、行又は列の
   一方向のセルの位置を求めて前記一方向に収まっている
   セルの数を求め、前記一方向のピクセル数を前記一方向
   に収まっているセル数で割ることによってセルの一方向
   の大きさを求め、前記求めたセルの位置から前記セルの
   一方向の大きさを整数倍して前記繰り返しパターンの各
   セルの位置を求めることを特徴とする請求項７に記載の
   画像処理方法。
9. 【請求項９】 前記対象画像の前記参照画像に対応する
   大きさの領域の各列の輝度ヒストグラムと前記参照画像
   の各列の輝度ヒストグラムとを比較する際に、前記対象
   画像内の領域の右端から左端まで１列ずつ比較して誤差
   データを求めることを特徴とする請求項６から８のいず
   れか１項に記載の画像処理方法。
10. 【請求項１０】 前記対象画像の前記参照画像に対応す
    る大きさの領域の各行の輝度ヒストグラムと前記参照画
    像の各行の輝度ヒストグラムとを比較する際に、前記対
    象画像内の領域の下端から上端まで１行ずつ比較して誤
    差データを求めることを特徴とする請求項６から８のい
    ずれか１項に記載の画像処理方法。
11. 【請求項１１】 前記誤差データの代わりに類似度デー
    タを求めて格納し、格納された類似度データから最も類
    似度が大きくなる位置を前記繰り返しパターンのセルの
    位置として求めることを特徴とする請求項６から１０の
    いずれか１項に記載の画像処理方法。