JP4847356B2 - テンプレートマッチング装置及び方法 - Google Patents
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Description
式(1)は、相関による評価式であり、この式(1)において、
val は求まる評価値、
T(i,j)は、テンプレートのi行j列にある画素の輝度値であり、従来技術の場合、図1により後述するテンプレート原画101、本発明の第1の実施形態の場合、加工テンプレート105での輝度値、
G(i,j)は、検査対象を撮影した画像の中から着目したテンプレートと同じサイズの部分画像を切り出した部分画像のi行j列にある画素の輝度値、
htは、テンプレートの平均輝度値、すなわち、ht=ΣT(i,j)/(Nx・Ny)、
hgは、着目した部分画像の平均輝度値、すなわち、hg=ΣG(i,j)/(Nx・Ny)、
Nxは、テンプレートの行サイズ、Nyは、テンプレートの列サイズ、
|T-ht|は、テンプレート全体の平均輝度からの差の大きさ、すなわち、
|T-ht|=sqrt(Σ(T(i,j)-ht)*(T(i,j)-ht))、
|G-hg|は、部分画像全体の平均輝度からの差の大きさ、すなわち、
|G-hg|=sqrt(Σ(G(i,j)-hg)*(G(i,j)-hg))、
sqrtは、ルート、
Σは、i行j列について全ての組み合わせの総和を意味する。
式(2)は積和による評価式であり、前述した非特許文献では「距離」である。この式(2)における各項の意味は、式(1)の場合と同一である。
式(3)は差の2乗和による評価式であり、この式(3)における各項の意味は、式(1)の場合と同一である。
式(4)は平均からの差の2乗和による評価式であり、この式(4)における各項の意味は、式(1)の場合と同一である。
式(5)において、
A(i,j)は、テンプレート原画101のi行j列にある画素の輝度値、
B(i,j)は、本来の差を抽出した画像104のi行j列にある画素の輝度値、
C(i,j)は、単純加算してできた画素値、
(i,j)は、画像の着目する画素の位置である。
式(6)において、αは、重み係数であり、α=1の場合が、式(5)の単純加算に相当することになる。
この式(7)における式の意味は、式(1)と同様であり、式(1)に、T0,ht0,Kが追加したものである。T(i,j)は、この場合のテンプレート、すなわち、加工テンプレート105のi行j列にある画素の輝度値、T0は、テンプレート原画101、ht0は、その平均値、すなわち、ht0=ΣT0(i,j)/(Nx・Ny)、|T0-ht0|は、テンプレート原画101全体の平均輝度からの差の大きさ、すなわち、|T0-ht0|=Σsqrt(Σ(T0(i,j)-ht0)*(T0(i,j)-ht0))である。通常の相関式では、|T-ht|であるが、キャリブレーション用に|T0-ht0|とした。また、Kは、キャリブレーション用に追加した項であり、以下の式(8)に基づいて定められる。
この式(8)におけるG0は、キャリブレーション用画像を意味し、G0(i,j)は、キャリブレーション用画像のi行j列にある画素の輝度値、hg0は、その平均値、すなわち、hg0=ΣG0(i,j)/(Nx・Ny)、|G0-hg0|は、キャリブレーション用画像全体の平均輝度からの差の大きさ、すなわち、|G0-hg0|=Σsqrt(Σ(G0(i,j)-hg0)*(G0(i,j)-hg0))である。
102 類似画像
103 差画像
104 本来の差を抽出した画像
105 加工テンプレート。201 ステージ
202 検査対象
203 撮影装置
204 計算装置
205 表示装置
210 CPU
211 記憶装置
212 入力装置
213 メインメモリ
214 テンプレート部位選択部
215 類似画像検出部
216 差画像作成部
217 加工テンプレート作成部
218 類似度評価部
219 データ格納領域
601 テンプレート用の撮影画像
701 テンプレート部位の領域抽出データ
702 類似領域抽出データ
703 差領域抽出データ
704 本来の差を抽出した画像
705 加工領域抽出テンプレート
805 加工構造認識テンプレート
811 テンプレート部位の境界付構造認識データ
Claims (11)
- 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチング装置において、
テンプレート用の画像からテンプレート部位をテンプレート原画として選択するテンプレート部位選択手段と、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート原画と相関の強い類似画像を、前記テンプレート用の画像から検出する類似画像検出手段と、
前記テンプレート原画と前記類似画像との差画像を作成する差画像作成手段と、
前記差画像から擬似線を除去するための加工を施した画像を、前記テンプレート画像に加算し、あるいは、重み付けして加算して加工テンプレートを作成する加工テンプレート作成手段と、
前記加工テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価する類似度評価手段とを備えることを特徴とするテンプレートマッチング装置。 - 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチング装置において、
テンプレート用の画像の背景部と構造部とを分離抽出してテンプレート部位の領域抽出データとする領域抽出手段と、
前記領域抽出手段により抽出されたテンプレート部位の領域抽出データからテンプレート部位を選択するテンプレート部位選択手段と、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データと相関の強い類似領域抽出データを、前記テンプレート用の画像から検出する類似領域抽出データ検出手段と、
前記テンプレート部位の領域抽出データと前記類似領域抽出データとの差領域抽出データを作成する差領域抽出データ作成手段と、
前記差領域抽出データから擬似線を除去するための加工を施したデータを前記テンプレート部位の領域抽出データに加算して加工領域抽出テンプレートを作成する加工領域抽出テンプレート作成手段と、
前記加工領域抽出テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価する類似度評価手段とを備えることを特徴とするテンプレートマッチング装置。 - 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチング装置において、
テンプレート用の画像の背景部と構造部とを分離抽出してテンプレート部位の領域抽出データとする領域抽出手段と、
前記領域抽出手段により抽出されたテンプレート部位の領域抽出データからテンプレート部位を選択するテンプレート部位選択手段と、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データと相関の強い類似領域抽出データを、前記テンプレート用の画像から検出する類似領域抽出データ検出手段と、
前記テンプレート部位の領域抽出データと前記類似領域抽出データとの差領域抽出データを作成する差領域抽出データ作成手段と、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データの背景部と構造部との境を所定の幅の境界部として区分した境界付き構造認識データを作成する境界付き構造認識データ作成手段と、
前記差領域抽出データから擬似線を除去するための加工を施したデータを前記テンプレート部位の境界付き構造認識データに加算して加工構造認識テンプレートを作成する加工構造認識テンプレート作成手段と、
前記加工構造認識テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価する類似度評価手段とを備えることを特徴とするテンプレートマッチング装置。 - 請求項3記載のテンプレートマッチング装置において、前記加工構造認識テンプレートの値として、前記構造部を所定の値にし、前記背景部を前記構造部とは反対符号を持った所定の値にし、前記境界部を0の値にし、前記所定の評価式に基づく演算として前記入力画像の各部位の画像と前記加工構造認識テンプレートとの積和を用いることを特徴とするテンプレートマッチング装置。
- 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチング方法において、
テンプレート部位選択手段と、類似画像検出手段と、差画像作成手段と、加工テンプレート作成手段と、類似度評価手段とを備え、
前記テンプレート部位選択手段は、テンプレート用の画像からテンプレート部位をテンプレート原画として選択し、
前記類似画像検出手段は、前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート原画と相関の強い類似画像を、前記テンプレート用の画像から検出し、
前記差画像作成手段は、前記テンプレート原画と前記類似画像との差画像を作成し、
前記加工テンプレート作成手段は、前記差画像から擬似線を除去するための加工を施した画像を、前記テンプレート画像に加算し、あるいは、重み付けして加算して加工テンプレートを作成し、
前記類似度評価手段は、前記加工テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価することを特徴とするテンプレートマッチング方法。 - 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチング方法において、
領域抽出手段と、テンプレート部位選択手段と、類似領域抽出データ検出手段と、差領域抽出データ作成手段と、加工領域抽出テンプレート作成手段と、類似度評価手段とを備え、領域抽出手段は、前記テンプレート用の画像の背景部と構造部とを分離抽出してテンプレート部位の領域抽出データとし、
前記テンプレート部位選択手段は、前記領域抽出手段により抽出されたテンプレート部位の領域抽出データからテンプレート部位を選択し、
前記類似領域抽出データ検出手段は、前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データと相関の強い類似領域抽出データを、前記テンプレート用の画像から検出し、
前記差領域抽出データ作成手段は、前記テンプレート部位の領域抽出データと前記類似領域抽出データとの差領域抽出データを作成し、
前記差領域抽出データから擬似線を除去するための加工を施したデータを前記テンプレート部位の領域抽出データに加算して加工領域抽出テンプレートを作成し、
前記類似度評価手段は、前記加工領域抽出テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価することを特徴とするテンプレートマッチング方法。 - 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチング方法において、
領域抽出手段と、テンプレート部位選択手段と、類似領域抽出データ検出手段と、差領域抽出データ作成手段と、境界付き構造認識データ作成手段と、加工構造認識テンプレート作成手段と、類似度評価手段とを備え、
前記領域抽出手段は、テンプレート用の画像の背景部と構造部とを分離抽出してテンプレート部位の領域抽出データとし、
前記テンプレート部位選択手段は、前記領域抽出手段により抽出されたテンプレート部位の領域抽出データからテンプレート部位を選択し、
前記類似領域抽出データ検出手段は、前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データと相関の強い類似領域抽出データを、前記テンプレート用の画像から検出し、
前記差領域抽出データ作成手段は、前記テンプレート部位の領域抽出データと前記類似領域抽出データとの差領域抽出データを作成し、
前記境界付き構造認識データ作成手段は、テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データの背景部と構造部との境を所定の幅の境界部として区分した境界付き構造認識データを作成し、
前記加工構造認識テンプレート作成手段は、前記差領域抽出データから擬似線を除去するための加工を施したデータを前記テンプレート部位の境界付き構造認識データに加算して加工構造認識テンプレートを作成し、
前記類似度評価手段は、前記加工構造認識テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価することを特徴とするテンプレートマッチング方法。 - 請求項7記載のテンプレートマッチング方法において、前記加工構造認識テンプレートの値として、前記構造部を所定の値にし、前記背景部を前記構造部とは反対符号を持った所定の値にし、前記境界部を0の値にし、前記所定の評価式に基づく演算として前記入力画像の各部位の画像と前記加工構造認識テンプレートとの積和を用いることを特徴とするテンプレートマッチング方法。
- 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチングプログラムにおいて、
テンプレート用の画像からテンプレート部位をテンプレート原画として選択するテンプレート部位選択ステップと、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート原画と相関の強い類似画像を、前記テンプレート用の画像から検出する類似画像検出ステップと、
前記テンプレート原画と前記類似画像との差画像を作成する差画像作成ステップと、
前記差画像から擬似線を除去するための加工を施した画像を、前記テンプレート画像に加算し、あるいは、重み付けして加算して加工テンプレートを作成する加工テンプレート作成ステップと、
前記加工テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価する類似度評価ステップとを計算装置に実行させることを特徴とするテンプレートマッチングプログラム。 - 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチングプログラムにおいて、
テンプレート用の画像の背景部と構造部とを分離抽出してテンプレート部位の領域抽出データとする領域抽出ステップと、
前記領域抽出手段により抽出されたテンプレート部位の領域抽出データからテンプレート部位を選択するテンプレート部位選択ステップと、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データと相関の強い類似領域抽出データを、前記テンプレート用の画像から検出する類似領域抽出データ検出ステップと、
前記テンプレート部位の領域抽出データと前記類似領域抽出データとの差領域抽出データを作成する差領域抽出データ作成ステップと、
前記差領域抽出データから擬似線を除去するための加工を施したデータを前記テンプレート部位の領域抽出データに加算して加工領域抽出テンプレートを作成する加工領域抽出テンプレート作成ステップと、
前記加工領域抽出テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価する類似度評価ステップとを計算装置に実行させることを特徴とするテンプレートマッチングプログラム。 - 検査対象を撮影した入力画像とテンプレート画像との対比を行うテンプレートマッチングプログラムにおいて、
テンプレート用の画像の背景部と構造部とを分離抽出してテンプレート部位の領域抽出データとする領域抽出ステップと、
前記領域抽出手段により抽出されたテンプレート部位の領域抽出データからテンプレート部位を選択するテンプレート部位選択ステップと、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データと相関の強い類似領域抽出データを、前記テンプレート用の画像から検出する類似領域抽出データ検出ステップと、
前記テンプレート部位の領域抽出データと前記類似領域抽出データとの差領域抽出データを作成する差領域抽出データ作成ステップと、
前記テンプレート部位選択手段により選択されたテンプレート部位の領域抽出データの背景部と構造部との境を所定の幅の境界部として区分した境界付き構造認識データを作成する境界付き構造認識データ作成ステップと、
前記差領域抽出データから擬似線を除去するための加工を施したデータを前記テンプレート部位の境界付き構造認識データに加算して加工構造認識テンプレートを作成する加工構造認識テンプレート作成ステップと、
前記加工構造認識テンプレートと前記入力画像との各部位の部分画像を所定の評価式に基づいて演算して各部位の類似度を評価する類似度評価ステップとを計算装置に実行させることを特徴とするテンプレートマッチングプログラム。
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