JPH07152912A - パターンマッチング方法 - Google Patents

パターンマッチング方法

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JPH07152912A
JPH07152912A JP5301564A JP30156493A JPH07152912A JP H07152912 A JPH07152912 A JP H07152912A JP 5301564 A JP5301564 A JP 5301564A JP 30156493 A JP30156493 A JP 30156493A JP H07152912 A JPH07152912 A JP H07152912A
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JP
Japan
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pattern
image
standard
reduced
pattern matching
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Application number
JP5301564A
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English (en)
Inventor
Hirofumi Matsuzaki
浩文 松崎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP5301564A priority Critical patent/JPH07152912A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パターンマッチングの処理時間を短縮する。 【構成】 被検査パターンを含むカメラ画像を標準画像
として画像メモリに格納するステップと、画像メモリの
標準画像を縮小した縮小画像を縮小画像メモリに格納す
るステップと、縮小画像と同一の縮小率で標準リファレ
ンスパターンを縮小した縮小リファレンスパターンと、
縮小画像メモリの縮小画像とによりパターンマッチング
を行い、マッチング率が高いエリアとその周囲をサーチ
エリアに設定するステップと、設定されたサーチエリア
内において、標準リファレンスパターンと標準画像とに
よりパターンマッチングを行い、被検査パターンの位置
を特定するステップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、処理時間を短縮できる
ようにしたパターンマッチング方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電子部品を製造したり、電子部品を基板
に実装する分野において、電子部品のリードや基板の位
置決めマークなど様々な検査対象のパターン(被検査パ
ターン)について、パターンマッチングを用いて位置の
認識処理が施されている。
【0003】図11は、従来の認識装置のブロック図で
あり、1は基板、2は基板1に付された検査対象として
の位置決めマーク、3は基板1を観察するカメラ、4は
基板1に光を照射する光源、5はカメラ3が出力するア
ナログ画像信号をデジタル化するA/D変換器、6はA
/D変換器5が出力する画像(標準画像)を記憶する画
像メモリ、7は標準リファレンスパターンが格納されて
いるリファレンスパターンメモリ、8はパターンマッチ
ング等の処理を行う演算部であり、CPU,ROM,R
AMなどからなる。
【0004】図12は、従来のパターンマッチング方法
の概要を示す説明図であり、9は画像メモリ6内の標準
画像であり、10は位置決めマーク2の像(被検査パタ
ーン)、11はリファレンスパターンメモリ7内の標準
リファレンスパターンである。さて従来のパターンマッ
チング方法では、標準画像9のほとんどを含むサーチエ
リア12が設定され、このサーチエリア12内におい
て、標準リファレンスパターン11と同一サイズ、同一
情報量の照合エリア13を、矢印N1で示すように、標
準画像9における1画素おきにずらしながら移動させ、
各移動位置における照合エリア13と標準リファレンス
パターン11とのマッチング率を求めてゆき、このマッ
チング率が最も高くなる位置を求め、この位置に基い
て、被検査パターンの位置を特定するものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、広いサーチエリアの全画素数分についてマ
ッチング率を計算してゆく必要があり、膨大な演算を要
し、処理時間がかかりすぎるという問題点があった。
【0006】そこで本発明は、サーチエリアをできるだ
け狭くして、処理時間を短縮できるパターンマッチング
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は第1の構成として、被検査パターンを含む
カメラ画像を標準画像として画像メモリに格納するステ
ップと、画像メモリの標準画像を縮小した縮小画像を縮
小画像メモリに格納するステップと、縮小画像と同一の
縮小率で標準リファレンスパターンを縮小した縮小リフ
ァレンスパターンと、縮小画像メモリの縮小画像とによ
りパターンマッチングを行い、マッチング率が高いエリ
アとその周囲をサーチエリアに設定するステップと、設
定されたサーチエリア内において、標準リファレンスパ
ターンと標準画像とによりパターンマッチングを行い、
被検査パターンの位置を特定するステップを有する。
【0008】また第2の構成として、被検査パターンを
含むカメラ画像を標準画像として画像メモリに格納する
ステップと、画像メモリの標準画像を直交2方向に投影
した投影データを生成するステップと、この投影データ
と、標準リファレンスパターンを直交2方向に投影した
投影リファレンスデータとをパターンマッチングして、
マッチング率が高いエリアとその周囲のサーチエリアを
設定するステップと、設定されたサーチエリア内におい
て、標準リファレンスパターンと標準画像とによりパタ
ーンマッチングを行い、被検査パターンの位置を特定す
るステップを有する。
【0009】
【作用】上記第1の構成により、標準画像、標準リファ
レンスパターンを、それぞれ同一の縮小率で縮小した縮
小画像、縮小リファレンスパターンとによりパターンマ
ッチングが行われ、このパターンマッチング率が高いエ
リアとその周囲がサーチエリアとされる。また第2の構
成により、投影データと投影リファレンスデータとによ
りパターンマッチングが行われ、このパターンマッチン
グ率が高いエリアとその周囲がサーチエリアとされる。
【0010】したがって、第1、第2のいずれの構成に
よっても、本発明により設定されるサーチエリアは、従
来のサーチエリアよりも格段に狭く、このサーチエリア
内の演算量を激減させることができ、処理時間を短縮す
ることができる。なお、本発明のサーチエリア設定に際
し、第1の構成においては縮小画像、縮小リファレンス
パターンによるパターンマッチングが行われ、第2の構
成においては、投影データと投影リファレンスデータに
よるパターンマッチングが行われるものであるが、これ
らのマッチング処理は、従来の1画素ごとのマッチング
処理と比べ、処理対象の情報量が圧倒的に少ないので、
これらのマッチング処理に要する時間を含めても、従来
手段よりも処理時間を大幅に短縮できる。
【0011】
【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。なお、従来手段を示す図11、図12におけ
る構成要素と同様の構成要素については、同一符号を付
すことにより説明を省略する。
【0012】さて図1は、本発明の第1実施例に係る認
識装置のブロック図、図2は同パターンマッチング方法
のフローチャート、図3、図4、図5は同パターンマッ
チング方法の工程説明図である。図1において、14は
図2のフローチャートに沿ったプログラムが格納されて
いるROM(リードオンリーメモリ)、15はこのプロ
グラムを実行する上で必要なワークエリアなどが設けら
れているRAM(ランダムアクセスメモリ)、16はR
OM14内のプログラムを実行するCPU(中央処理装
置)、17は画像メモリ6内の標準画像9を所定縮小率
で縮小した縮小画像が格納される縮小画像メモリ、18
はリファレンスパターンメモリ7に格納されている標準
リファレンスパターン11を、パターンマッチングを始
めるに先立ち上記所定縮小率で縮小した縮小リファレン
スパターンが格納されている縮小リファレンスパターン
メモリである。
【0013】次に図2のフローチャートに沿って、第1
実施例のパターンマッチング方法を説明する。まずステ
ップ1にて、CPU16はカメラ3で得られたアナログ
画像をA/D変換器5でデジタル化して標準画像9とし
て画像メモリ6に書き込む。次に、CPU16は画像メ
モリ6の標準画像9を所定縮小率で縮小して縮小画像メ
モリ17に書き込む。この縮小プロセスを、図3を参照
しながら説明する。ここで第1実施例ではデータ量を9
分の1に圧縮するものであるが、例えば16分の1や2
5分の1にするなど種々変更しても差し支えない。
【0014】さて図3(a)は標準画像9を示すもので
あり、iは横軸、jは縦軸であり、これらの横軸i,縦
軸jは互いに直交する。そして、標準画像9は、横軸i
方向にm列、縦軸j方向にn行のm×n個の画素Gの集
まりからなる。そして、図3(b)は第1実施例の縮小
にあたり抽出する画素(斜線部)を示すものである。即
ち、m×n個の画素Gを、3行3列のセルB11,B2
1,…,B12,B22,…,に分割し、各セルB1
1,…の中央の画素C11,C21,…,C12,C2
2,…,の輝度値のみを代表値として抽出し、図3
(c)に示すようなn/3行m/3列の画素C11,…
からなる縮小画像を得るものである。ここで、図3
(c)に示す縮小画像は、横軸i方向にm/3個、縦軸
j方向にn/3個の画素を有するので、標準画像9の画
素数m×n個に対し、9分の1の画像しかないことにな
る。なお、上述したように、25分の1に縮小するに
は、図3(b)に示したセルを5行5列とし、このセル
の中央の画像を抽出すれば良い(ステップ2)。このよ
うに本実施例では、セルの中央の画素をそのまま代表値
として抽出するようにしたが必ずしもセルの中央の画素
の輝度値を代表値とする必要はなく、セルの他の位置の
1画素の輝度値を代表値としても良い。また処理時間に
余裕があれば、セルの全画素の輝度値について平均値を
求めてこれを代表値としてもよい。
【0015】次にステップ3にて、縮小画像メモリ17
中の縮小画像と、縮小リファレンスパターンメモリ18
の縮小リファレンスパターンによりパターンマッチング
を行う。このパターンマッチング自体は周知手段と同様
であるので、説明を省略するが、上述のように縮小画像
及び縮小リファレンスパターンは、標準画像及び標準リ
ファレンスパターン11に比べ、データ量が9分の1と
なっているので、このパターンマッチングは短時間で終
了できる。図4はこのパターンマッチングにおいて最も
高いマッチング率が得られた状態を示し、19は縮小画
像、20は照合エリア(縮小リファレンスパターンと同
一サイズ)である。このとき照合エリア20の左上角点
の座標P(H1,V1)が得られ、座標PはRAM15
のワークエリアに書き込まれる。
【0016】次にステップ4にて、座標Pに基いてサー
チエリアが設定される。図5はこのときの標準画像21
などを示し、22は標準リファレンスパターンと同一サ
イズの照合エリアである。さて、図5において図4に示
した座標Pに相当する照合エリア22の左上角点座標Q
(H2,V2)は、CPU16がH2=2+3(H1−
1),V2=2+3(V1−1)により求める。そし
て、座標Qに左上角点が位置する照合エリア22の周囲
に横軸i方向に長さa、縦軸j方向に長さbだけ拡げた
鎖線で示す領域をサーチエリア23とする。ここで、長
さaは照合エリア22の横軸i方向の長さの半分、長さ
bは同縦軸j方向の長さの半分とすればよい。このサー
チエリア23は、従来手段を示す図12におけるサーチ
エリア12と比較すれば明らかなように、従来手段より
も格段に狭くなっている。
【0017】そして、上述のように狭いサーチエリア2
3内のみで標準画像21とリファレンスパターンメモリ
18内の標準リファレンスパターン11とにより精密な
パターンマッチングを行うものである(ステップ5)。
このサーチエリア23は、ステップ3における最も高い
マッチング率を示すエリアに対応するエリアを含み、し
かもサーチエリアが狭く計算量が少ないため、精度が良
好でしかも処理を短縮することができる。
【0018】次に図6〜図10を参照しながら、本発明
の第2実施例を説明する。図6は第2実施例に係る認識
装置のブロック図であり、図6中、24は画像メモリ6
内の標準画像を横軸iに投影した水平投影データSHが
格納される水平投影データSHメモリ、25は同様に縦
軸jに投影した垂直投影データSVが格納される垂直投
影データSVメモリ、26はパターンマッチングに先立
ちリファレンスパターンメモリ7内の標準リファレンス
パターン11を横軸iに投影した水平投影リファレンス
データRHが格納されている水平投影リファレンスデー
タRHメモリ、27は同様に縦軸jに投影した垂直投影
リファレンスデータRVが格納されている垂直投影リフ
ァレンスデータRVメモリである。
【0019】図7は第2実施例のパターンマッチング方
法の流れを示すフローチャートである。まずステップ1
1にて上記第1実施例と同様に画像メモリ6内に標準画
像が格納される。次にCPU16は、この標準画像から
水平投影データSH(ステップ12)、垂直投影データ
SV(ステップ13)を生成し、それぞれ水平投影デー
タSHメモリ24、垂直投影データSVメモリ25に格
納する。
【0020】図8(a)〜(c)は、上記両投影データ
SH,SVを生成する過程を示す。図8(a)は、三角
形をなす被検査パターン10を含む標準画像21を示
し、これを縦方向の1画素列Sについて輝度の累積値又
は平均値を各画素列毎に求めると、図8(b)のような
水平投影データSHが得られる。また同様に横方向の1
画素列Tについて輝度の累積値又は平均値を各画素列毎
に求めると図8(c)のような垂直投影データSVが得
られる。さらに図8(d)は標準リファレンスパターン
11の水平投影リファレンスデータRHであり、Pはそ
の中心線、図8(e)は標準リファレンスパターン11
の垂直投影リファレンスデータRV,Qはその中心線で
ある。
【0021】次に図9(a)に示すように、水平投影デ
ータSHに水平投影リファレンスデータRHを重ね、矢
印N1で示すようにわずかにずらしながらマッチング率
を求めてゆく(ステップ14)。このパターンマッチン
グにより、位置P2で最も高いマッチング率が得られた
ならば、そのときの横軸iの座標LをRAM15のワー
クエリアに記憶させる。縦軸jについても、垂直投影デ
ータSVと垂直投影リファレンスデータRHとでパター
ンマッチングを行い(ステップ15)、最も高いマッチ
ング率が得られた位置Q2における縦軸jの座標MをR
AM15のワークエリアに記憶させる。ここで、これら
投影されたデータ同士のパターンマッチングは、広いエ
リアにおける2次元画像同士のパターンマッチングに比
べ、はるかに計算量が少なく短い処理時間しか要しな
い。
【0022】そして上述i座標L及びj座標Mが得られ
たならば、図10において点(L,M)に標準リファレ
ンスパターン11と同サイズの照合エリア22の中心を
合わせ、以下この照合エリア22の周囲に図5(第1実
施例)と同様に所定長さa,bだけ拡げた領域をサーチ
エリア23とする(ステップ16)。以後は第1実施例
を示す図2のステップ5と同様の処理を行う(ステップ
17)。
【0023】第2実施例は、第1実施例に対し、サーチ
エリア23を設定するまでのプロセスが相違するが、計
算量が少ない投影データ同士のパターンマッチングによ
り、第1実施例と同じように処理時間を短縮できる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、上述のように狭いサーチエリ
アを少ない演算により定め、この狭いサーチエリア内に
おいてのみ、精密なマッチングを行うようにしているの
で、従来手段に比べ格段に処理時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る認識装置のブロック
【図2】本発明の第1実施例に係るパターンマッチング
方法のフローチャート
【図3】(a)本発明の第1実施例に係るパターンマッ
チング方法の工程説明図 (b)本発明の第1実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図 (c)本発明の第1実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図
【図4】本発明の第1実施例に係るパターンマッチング
方法の工程説明図
【図5】本発明の第1実施例に係るパターンマッチング
方法の工程説明図
【図6】本発明の第2実施例に係る認識装置のブロック
【図7】本発明の第2実施例に係るパターンマッチング
方法のフローチャート
【図8】(a)本発明の第2実施例に係るパターンマッ
チング方法の工程説明図 (b)本発明の第2実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図 (c)本発明の第2実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図 (d)本発明の第2実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図 (e)本発明の第2実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図
【図9】(a)本発明の第2実施例に係るパターンマッ
チング方法の工程説明図 (b)本発明の第2実施例に係るパターンマッチング方
法の工程説明図
【図10】本発明の第2実施例に係るパターンマッチン
グ方法の工程説明図
【図11】従来の認識装置のブロック図
【図12】従来のパターンマッチング方法の説明図
【符号の説明】
3 カメラ 6 画像メモリ 7 リファレンスパターンメモリ 11 標準リファレンスパターン 17 縮小画像メモリ 18 縮小リファレンスパターンメモリ 19 縮小画像 21 標準画像 22 照合エリア 23 サーチエリア 24 水平投影データSHメモリ 25 垂直投影データSVメモリ 26 水平投影リファレンスデータRHメモリ 27 垂直投影リファレンスデータRVメモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検査パターンを含むカメラ画像を標準画
    像として画像メモリに格納するステップと、 前記画像メモリの標準画像を縮小した縮小画像を縮小画
    像メモリに格納するステップと、 前記縮小画像と同一の縮小率で標準リファレンスパター
    ンを縮小した縮小リファレンスパターンと、前記縮小画
    像メモリの前記縮小画像とによりパターンマッチングを
    行い、マッチング率が高いエリアとその周囲をサーチエ
    リアに設定するステップと、 設定されたサーチエリア内において、標準リファレンス
    パターンと標準画像とによりパターンマッチングを行
    い、被検査パターンの位置を特定するステップを有する
    ことを特徴とするパターンマッチング方法。
  2. 【請求項2】被検査パターンを含むカメラ画像を標準画
    像として画像メモリに格納するステップと、 前記画像メモリの標準画像を直交2方向に投影した投影
    データを生成するステップと、 投影データと、標準リファレンスパターンを直交2方向
    に投影した投影リファレンスデータとをパターンマッチ
    ングして、マッチング率が高いエリアとその周囲をサー
    チエリアに設定するステップと、 設定されたサーチエリア内において、標準リファレンス
    パターンと標準画像とによりパターンマッチングを行
    い、被検査パターンの位置を特定するステップを有する
    ことを特徴とするパターンマッチング方法。
JP5301564A 1993-12-01 1993-12-01 パターンマッチング方法 Pending JPH07152912A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002067198A1 (fr) * 2001-02-20 2002-08-29 Advantest Corporation Procede d'appariement d'images, appareil d'appariement d'images et dispositif de traitement de tranches
JP2003098424A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Fujitsu Ten Ltd 画像処理測距装置
US6859552B2 (en) 2000-11-07 2005-02-22 Minolta Co., Ltd. Image retrieving apparatus
JP2015179412A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 日本電気株式会社 画像位置探索装置及び画像位置探索方法

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