JPH0755429A - Position recognition system - Google Patents

Position recognition system

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JPH0755429A
JPH0755429A JP5203131A JP20313193A JPH0755429A JP H0755429 A JPH0755429 A JP H0755429A JP 5203131 A JP5203131 A JP 5203131A JP 20313193 A JP20313193 A JP 20313193A JP H0755429 A JPH0755429 A JP H0755429A
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JP
Japan
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image
template image
fiducial mark
mark
template
Prior art date
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Pending
Application number
JP5203131A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Sekiguchi
眞吾 関口
Akihiro Omae
昭博 大前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0755429A publication Critical patent/JPH0755429A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To allow highly accurate position detection even if the fiducial mark of a substrate has a chip or the size thereof fluctuates. CONSTITUTION:An image processor for processing input images from an ITV camera picking up the image at the fiducial mark part of a substrate has an image data creating function for digitizing the input image, a template image memory function for storing the data of template image T, and a function for detecting the position of fiducial mark through matching. The template image T comprises a circular black region B corresponding to the central fiducial mark, a gray region G having gray level decreasing gradually toward the outside, and the outermost white region W. The degree of correlation increases as the center of template T comes near the center of fiducial mark.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば基板に部品を実
装する部品実装装置などに組込まれ、基板のフィジュー
シャルマークを撮影することに基づいてそのフィジュー
シャルマークの位置を認識する位置認識装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is incorporated in, for example, a component mounting apparatus for mounting components on a board, and recognizes the position of the fiducial mark on the basis of photographing the fiducial mark on the board. Regarding the recognition device.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば部品実装装置等においては、基板
の表面に設けられた位置合せ用のフィジューシャルマー
クの位置を、位置認識装置により検出することに基づい
て基板の位置合せを行うようになっている。図8には、
この種のフィジューシャルマークF(便宜上斜線を付し
て示す)のいくつかの例を示しており、一般に、円形,
三角形,四角形等の各種のパターンが使用されている。
2. Description of the Related Art For example, in a component mounting apparatus or the like, the position of a positioning fiducial mark provided on the surface of the substrate is detected by a position recognizing device so that the position of the substrate is adjusted. Has become. In FIG.
Some examples of this type of physical mark F (shaded for convenience) are shown, generally circular,
Various patterns such as triangles and squares are used.

【0003】前記位置認識装置は、例えばITVカメラ
により、フィジューシャルマークFを撮影し、その入力
画像Iを二値化データ化し、テンプレートマッチング法
によりフィジューシャルマークFの位置座標を検出する
ようになっている。このテンプレートマッチング法にお
いては、図9に示すように、フィジューシャルマークF
と同等なパターンを有するテンプレート画像Tを、マー
クFの種類ごとに用意し、入力画像Iとテンプレート画
像Tとの相関度が最も高いテンプレート画像Tの位置を
算出することにより、フィジューシャルマークFの位置
を検出するものである。
The position recognition device captures the physical mark F by an ITV camera, converts the input image I into binary data, and detects the position coordinates of the physical mark F by the template matching method. It has become. In this template matching method, as shown in FIG.
A template image T having a pattern equivalent to that of the mark F is prepared for each type of the mark F, and the position of the template image T having the highest degree of correlation between the input image I and the template image T is calculated to calculate the fiducial mark F. The position of is detected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィジュー
シャルマークFは、基板の導体パターン形成時に同時に
形成されるのであるが、エッチングむら等により、図1
0(a)に示すように外縁部の一部に欠けが生じたり、
図10(b),(c)に示すように、大きさにばらつき
が生ずるようなことがある。
The physical mark F is formed at the same time when the conductor pattern of the substrate is formed.
As shown in 0 (a), a part of the outer edge part is chipped,
As shown in FIGS. 10B and 10C, the size may vary.

【0005】上記従来のようなフィジューシャルマーク
Fと同等なパターンのテンプレート画像Tを用いるテン
プレートマッチング法においては、このようにフィジュ
ーシャルマークFに欠けや大きさのばらつきが生ずる
と、フィジューシャルマークFの位置検出の精度が低下
してしまう不具合があった。特に、フィジューシャルマ
ークFとテンプレート画像Tのパターンとの大きさが一
致しない場合、図11に示すように、相関度が最高とな
る位置が複数現れるようになり、本来のフィジューシャ
ルマークFからずれた位置を検出してしまうことになっ
て位置検出の信頼性が低いものとなる。
In the template matching method using the template image T having the same pattern as that of the conventional physical mark F as described above, if the physical mark F has such a chipping or size variation, There is a problem that the accuracy of detecting the position of the charmark F is reduced. In particular, when the size of the physical mark F and the pattern of the template image T do not match, a plurality of positions having the highest degree of correlation appear as shown in FIG. Since the position deviated from the position is detected, the reliability of the position detection becomes low.

【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、基板のフィジューシャルマークの位置
を認識するものにあって、フィジューシャルマークに欠
けや大きさのばらつきがある場合でも高精度の位置検出
を行うことができる位置認識装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to recognize the position of a physical mark on a substrate, and when the physical mark has a chip or a variation in size. However, it is an object of the present invention to provide a position recognition device capable of highly accurate position detection.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の位置認識装置
は、フィジューシャルマークを撮影する撮影手段と、こ
の撮影手段による入力画像をデジタル化する画像データ
生成手段と、前記フィジューシャルマークに対応したパ
ターンのテンプレート画像を記憶するテンプレート画像
記憶手段と、前記入力画像と前記テンプレート画像との
相関演算を行いその相関度に基づいて前記フィジューシ
ャルマークの位置を検出する位置検出手段とを具備し、
前記テンプレート画像に、前記フィジューシャルマーク
の縁部部分に対応して内側から外側に向けて漸次変化す
る濃度階調を表現するようにしたところに特徴を有す
る。
The position recognition device of the present invention comprises a photographing means for photographing a fiducial mark, an image data generating means for digitizing an input image by the photographing means, and the fiducial mark. A template image storage unit that stores a template image of a corresponding pattern, and a position detection unit that performs a correlation calculation between the input image and the template image and detects the position of the physical mark based on the degree of correlation. Then
The template image is characterized in that density gradations that gradually change from the inner side to the outer side are expressed corresponding to the edge portions of the fiducial mark.

【0008】この場合、円形のパターンを有するテンプ
レート画像を、円形以外のパターンのフィジューシャル
マークの位置検出を行う場合にも共通に使用することが
可能である。また、テンプレート画像を二値化画像とす
ると共に、数画素からなる領域における二値の画素パタ
ーンの粗密によってその領域の濃度階調を等価的に表現
することもできる。さらには、フィジューシャルマーク
の複数の入力画像からテンプレート画像を生成する自助
生成機能を設けるようにすれば、より効果的である。
In this case, the template image having a circular pattern can be commonly used when detecting the positions of the physical marks having a pattern other than the circular pattern. Further, the template image may be a binarized image, and the density gradation of the region may be equivalently expressed by the density of the binary pixel pattern in the region consisting of several pixels. Furthermore, it is more effective to provide a self-help generation function for generating a template image from a plurality of input images of fiducial marks.

【0009】[0009]

【作用】上記手段によれば、テンプレート画像に、フィ
ジューシャルマークの縁部部分つまりフィジューシャル
マークに欠けや大きさのばらつきが生ずる虞のある部分
に対応して内側から外側に向けて漸次変化する濃度階調
を表現するようにしたので、テンプレート画像の濃度に
応じて相関算出に重み付けを行うことにより、入力画像
のフィジューシャルマークの中心にテンプレート画像の
パターンの中心が近付けば近付くほど相関度が高くなる
ようになる。この結果、フィジューシャルマークに欠け
や大きさのばらつきがあっても、フィジューシャルマー
クの検出を高精度で行うことが可能となる。
According to the above means, the template image is gradually processed from the inner side to the outer side in correspondence with the edge portion of the fiducial mark, that is, the portion where the fissure mark may be chipped or the size may vary. Since the density gradation that changes is expressed, by weighting the correlation calculation according to the density of the template image, the closer the center of the template image pattern approaches the center of the physical mark of the input image, the closer The degree of correlation becomes high. As a result, it is possible to detect the fiducial mark with high accuracy even if the fiducial mark is chipped or the size varies.

【0010】この場合、円形のパターンを有するテンプ
レート画像であれば、円形以外の他のパターンのフィジ
ューシャルマークであっても、入力画像のフィジューシ
ャルマークの中心にテンプレート画像のパターンの中心
が近付けば近付くほど相関度が高くなるようになるか
ら、円形以外のフィジューシャルマークの位置検出のた
めに共通に使用することができるようになり、フィジュ
ーシャルマークのパターン毎のテンプレート画像を用意
する必要がなくなる。
In this case, if the template image has a circular pattern, the center of the template image pattern is located at the center of the fiducial mark of the input image, even if the fiducial mark has a pattern other than the circular shape. The closer it gets, the higher the correlation becomes, so it can be commonly used to detect the position of a non-circular physical mark, and a template image for each pattern of the physical mark is prepared. There is no need to do it.

【0011】また、テンプレート画像を二値化画像とす
ると共に、数画素からなる領域における二値の画素パタ
ーンの粗密によってその領域の濃度階調を等価的に表現
するようにすれば、同様にフィジューシャルマークの検
出を高精度で行うことが可能となり、これと共に、多値
化データを用いる場合と比較して、処理時間の短縮化や
構造の簡単化を図ることができる。
Further, if the template image is a binarized image, and the density gradation of the region is equivalently expressed by the density of the binary pixel pattern in the region consisting of several pixels, the fidelity is similarly obtained. It is possible to detect the juicy mark with high accuracy, and at the same time, it is possible to shorten the processing time and simplify the structure as compared with the case of using the multi-valued data.

【0012】さらには、フィジューシャルマークの複数
の入力画像からテンプレート画像を生成する自助生成機
能を設けるようにすれば、理論的データから濃度階調を
表現したテンプレート画像を予め作成せずに済み、実際
のフィジューシャルマークの欠けの発生や大きさのばら
つきに応じた濃度階調を表現したテンプレート画像を自
動的に生成することができる。
Furthermore, by providing a self-assisted generation function for generating a template image from a plurality of input images of fiducial marks, it is not necessary to previously create a template image expressing density gradation from theoretical data. It is possible to automatically generate a template image that expresses density gradation according to the occurrence of actual chipping of the physical mark and the variation in size.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の第1の実施例について、図1
乃至図4を参照して説明する。図1は本実施例に係る位
置認識装置1の概略構成を示している。この位置認識装
置1は、例えば基板2に部品を自動的に実装する部品実
装装置に組込まれており、大きく分けて、前記基板2を
照明するための光源3、基板2に形成された位置合わせ
用のフィジューシャルマークF部分を撮影するための撮
影手段たるITVカメラ4、このITVカメラ4からの
入力画像I(図8参照)を処理するための画像処理装置
5から構成されている。尚、本実施例では、前記フィジ
ューシャルマークFは、例えば図8(a)に示すような
円形のものとされている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
It will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a position recognition device 1 according to this embodiment. The position recognition device 1 is incorporated in, for example, a component mounting device that automatically mounts components on the substrate 2, and is roughly classified into a light source 3 for illuminating the substrate 2 and a position alignment formed on the substrate 2. The ITV camera 4 is a photographing means for photographing the portion of the fiducial mark F for use in, and an image processing device 5 for processing an input image I (see FIG. 8) from the ITV camera 4. In this embodiment, the physical mark F is circular, for example, as shown in FIG.

【0014】前記画像処理装置5は、図示しないA/D
変換器やマイクロコンピュータ等から構成され、図1に
示すような各機能を有している。即ち、画像データ生成
機能は、ITVカメラ4からの入力画像Iを、デジタル
化この場合二値データ化するもので、例えばM×M画素
の入力画像Iの各画素の濃度を、マークF部分を黒レベ
ルとし、他の部分(基板2の地の部分)を白レベルとし
た二値化を行うようになっている。二値化された入力画
像Iのデータは、画像メモリに記憶される。
The image processing device 5 includes an A / D (not shown).
It is composed of a converter, a microcomputer, etc., and has each function as shown in FIG. That is, the image data generation function is for digitizing the input image I from the ITV camera 4 and converting it into binary data in this case. For example, the density of each pixel of the input image I of M × M pixels, Binarization is performed with a black level and the other part (ground part of the substrate 2) as a white level. The binarized data of the input image I is stored in the image memory.

【0015】テンプレート画像記憶機能は、テンプレー
トマッチング法によりフィジューシャルマークFを検出
するために必要なテンプレート画像Tのデータを記憶す
るものである。図2に示すように、このテンプレート画
像Tは、例えばN×N画素(N<M)のフレーム内に前
記フィジューシャルマークFに対応したパターンを有し
て構成されるのであるが、中心には円形の黒領域B(便
宜上、斜線を付して示す)を有し、その周囲部に内側か
ら外側に向けて漸次濃度が淡くなるようなグレー領域G
(便宜上、複数個の同心円で示す)を有し、最外周部に
白領域Wを有して構成されている。
The template image storing function stores the data of the template image T necessary for detecting the physical mark F by the template matching method. As shown in FIG. 2, the template image T has a pattern corresponding to the physical mark F in a frame of N × N pixels (N <M), for example. Has a circular black region B (shown with hatching for convenience), and a gray region G in which the density gradually becomes lighter from the inside to the outside in the peripheral portion thereof.
(Illustrated by a plurality of concentric circles for convenience), and has a white region W at the outermost peripheral portion.

【0016】この場合、黒領域Bの大きさは、例えば撮
影される最小のフィジューシャルマークFよりも小さく
設定され、グレー領域Gの外周部(最外周に位置する
円)の大きさは、例えば撮影される最大のフィジューシ
ャルマークFよりも大きく設定されている。従って、グ
レー領域Gは、撮影されるフィジューシャルマークFの
縁部部分に対応して設けられていることになる。また、
各画素の濃度値は、例えば0(白レベル)から15(黒
レベル)までの16階調で表現されるようになってい
る。
In this case, the size of the black area B is set smaller than, for example, the smallest physical mark F to be photographed, and the size of the outer peripheral portion (the circle located at the outermost circumference) of the gray area G is For example, it is set larger than the maximum fiducial mark F to be photographed. Therefore, the gray area G is provided corresponding to the edge portion of the fiducial mark F to be photographed. Also,
The density value of each pixel is represented by 16 gradations from 0 (white level) to 15 (black level), for example.

【0017】そして、位置検出機能は、例えば残差逐次
検証法(SSDA法)により前記入力画像Iとテンプレ
ート画像Tとの相関演算を行い、その相関度に基づいて
フィジューシャルマークFの位置を検出するようになっ
ている。従って、画像処理装置5が、本発明にいう画像
データ生成手段,テンプレート画像記憶手段,位置検出
手段として機能するようになっている。さらに、本実施
例では、詳しくは後述するように、画像処理装置5は、
フィジューシャルマークFの複数の入力画像Iから、前
記テンプレート画像Tを自動的に生成する自助生成機能
を有して構成されている。
The position detecting function performs a correlation operation between the input image I and the template image T by, for example, the residual sequential verification method (SSDA method), and determines the position of the financial mark F based on the degree of correlation. It is designed to detect. Therefore, the image processing device 5 functions as the image data generating means, the template image storing means, and the position detecting means according to the present invention. Further, in this embodiment, as will be described later in detail, the image processing device 5 is
The template image T is automatically generated from a plurality of input images I of the fiducial mark F by a self-help generation function.

【0018】さて、図3のフローチャートは、上記のよ
うに構成された位置認識装置1における、基板2のフィ
ジューシャルマークFの検出手順を示している。まず、
ステップS1では、所定位置に搬入された基板2に対し
て、ITVカメラ4によるフィジューシャルマークF部
分の撮影が行われ、ステップS2にて、入力画像Iのデ
ジタル化が行われる。この入力画像Iは、図8(a)の
ようになり、マークF部分(便宜上斜線を付して示す)
の画素が黒レベル、他の部分の画素が白レベルに二値デ
ータ化される。
Now, the flow chart of FIG. 3 shows a procedure for detecting the physical mark F on the substrate 2 in the position recognition apparatus 1 configured as described above. First,
In step S1, the ITV camera 4 photographs the part of the fiducial mark F on the substrate 2 that has been carried into the predetermined position, and in step S2, the input image I is digitized. The input image I is as shown in FIG. 8A, and the mark F portion (shown by hatching for convenience)
Pixels are converted into a black level and the other pixels are converted into a white level into binary data.

【0019】ステップS3では、入力画像Iとテンプレ
ート画像Tとの相関演算が実行される。この演算は、テ
ンプレート画像Tを入力画像Iに重ねたときに、対応す
る各画素の濃度値を夫々Ti,Iiとすると、 Sp=Σ|Ti−Ii| のSpの値を、テンプレート画像Tを入力画像I中を動
かしながら夫々求めることにより行われる。このとき、
テンプレート画像Tの各画素の濃度値Tiは上述のよう
に0〜15の16段階の数値をとり、入力画像Iの各画
素の濃度値Iiは、白レベルが0、黒レベルが15のい
ずれかの数値をとる。この場合、入力画像Iに関して
も、各画素の濃度を多値データで表現するようにしても
良い。
In step S3, the correlation calculation between the input image I and the template image T is executed. In this calculation, when the template image T is superposed on the input image I and the density values of the corresponding pixels are Ti and Ii respectively, the Sp value of Sp = Σ | Ti-Ii | It is performed by moving the input image I and moving the input image I. At this time,
As described above, the density value Ti of each pixel of the template image T takes a 16-step numerical value of 0 to 15, and the density value Ii of each pixel of the input image I has either a white level of 0 or a black level of 15. Takes the value of. In this case, also for the input image I, the density of each pixel may be represented by multivalued data.

【0020】このようなテンプレート画像Tの各位置で
のSpの値が求められると、ステップS4にて、そのS
p値が最も小さくなる(相関度が最大となる)テンプレ
ート画像Tの位置に基づいて、フィジューシャルマーク
Fの位置(中心位置)が求められるのである。尚、上記
Spを求める際の加算途中に、Spが所定のしきい値を
越えたら、その時点で計算が打切られるようになってい
る。
When the value of Sp at each position of the template image T is obtained, the S value is calculated in step S4.
The position (center position) of the physical mark F is obtained based on the position of the template image T where the p value is the smallest (the degree of correlation is the largest). Incidentally, if Sp exceeds a predetermined threshold value during the addition when obtaining Sp, the calculation is terminated at that point.

【0021】この場合、テンプレート画像Tの黒領域B
全体に入力画像Iの黒レベルの部分(フィジューシャル
マークF)が重なり、テンプレート画像Tの白領域W全
体に入力画像Iの白レベルの部分(基板2の地の部分)
が重なり、且つ、テンプレート画像Tのグレー領域Gの
うち、できるだけ内側の部分に入力画像Iの黒レベルの
部分(フィジューシャルマークF)が重なるときに、相
関度が最大となるのである。
In this case, the black area B of the template image T
The black level portion (fiducial mark F) of the input image I overlaps the whole, and the white level portion of the input image I (the base portion of the substrate 2) covers the entire white area W of the template image T.
And the black level portion (fiducial mark F) of the input image I overlaps the inner portion of the gray area G of the template image T as much as possible, the correlation degree becomes maximum.

【0022】従って、入力画像Iのフィジューシャルマ
ークFの中心にテンプレート画像Tのパターンの中心が
近付けば近付くほど相関度が高くなるようになり、この
結果、フィジューシャルマークFに欠けや大きさのばら
つき(図10参照)があっても、フィジューシャルマー
クFの検出が高精度で行われるのである。
Therefore, the closer the center of the pattern of the template image T is to the center of the physical mark F of the input image I, the higher the degree of correlation becomes. As a result, the physical mark F is missing or large. Even if there is a variation in height (see FIG. 10), the detection of the fiducial mark F is performed with high accuracy.

【0023】尚、ここでは、残差逐次検証法(SSDA
法)によるテンプレートマッチングを例としたが、その
他、相互相関係数による方法、MF法(一般化Houg
h変換)、間引き法、ピラミッド構造化による方法な
ど、各種の方法を採用することが可能である。
It should be noted that the residual sequential verification method (SSDA) is used here.
However, other methods such as the method using the cross-correlation coefficient and the MF method (generalized Houg) are used.
h conversion), thinning method, pyramid structuring method, and other various methods can be adopted.

【0024】次に、前記自助生成機能について、図4を
参照して述べる。この自助生成機能とは、フィジューシ
ャルマークF部分を撮影した実際の複数の入力画像Iか
ら、前記テンプレート画像Tを抽出,作成する機能であ
り、図4はその手順を示している。
Next, the self-help generation function will be described with reference to FIG. The self-help generation function is a function of extracting and creating the template image T from a plurality of actual input images I obtained by photographing the portion of the fiducial mark F, and FIG. 4 shows the procedure thereof.

【0025】まず、複数の入力画像Iの位置合わせが行
われる(P1)。これは、各入力画像Iのフィジューシ
ャルマークF部分の、X,Y方向及びθ(回転)方向の
相互のずれをなくすための処理である。次に、位置合わ
せされた各入力画像Iを重ね合わせた状態での各画素の
濃度値の加算が行われる(P2)。これにて、各画素の
出現確率が求められる。加算前の各画素の濃度値は二値
データでも多値データでも良い。
First, the positions of a plurality of input images I are aligned (P1). This is a process for eliminating the misalignment of the physical mark F portion of each input image I in the X, Y and θ (rotation) directions. Next, the density values of the respective pixels in the state where the registered input images I are superimposed are added (P2). With this, the appearance probability of each pixel is obtained. The density value of each pixel before addition may be binary data or multivalued data.

【0026】そして、加算された各画素の濃度値の正規
化が行われる(P3)。この正規化は、加算された濃度
値の最大値を100%、最小値を0%として、各画素に
100%〜0%の濃度値を設定することにより行われ
る。最後に、画素数N×Nのフレームにて画像の切出し
が行われる(P4)ことにより、図2に示したテンプレ
ート画像Tが得られるのである。これによれば、実際に
現れるフィジューシャルマークFの欠けや大きさのばら
つきを考慮した適切なグレー領域Gを有したテンプレー
ト画像Tを得ることができる。
Then, the density values of the added pixels are normalized (P3). This normalization is performed by setting the maximum value of the added density values to 100% and the minimum value to 0%, and setting the density value of 100% to 0% to each pixel. Finally, the image is cut out in a frame of N × N pixels (P4) to obtain the template image T shown in FIG. According to this, it is possible to obtain the template image T having the appropriate gray area G in consideration of the chipping of the physical mark F that actually appears and the variation in size.

【0027】このように本実施例によれば、テンプレー
ト画像Tに、フィジューシャルマークFの縁部に対応し
て漸次変化する濃度階調を表現するようにしたので、フ
ィジューシャルマークFの外縁部の一部に欠けが生じた
り、大きさにばらつきが生ずる事情があっても、従来の
ものと異なり、高精度の位置検出を確実に行うことがで
き、信頼性の大幅な向上を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the template image T is made to express the density gradation which gradually changes corresponding to the edge portion of the physical mark F. Even if there is a situation where a part of the outer edge part is chipped or the size varies, unlike the conventional one, highly accurate position detection can be reliably performed, and the reliability is greatly improved. be able to.

【0028】しかも、特に本実施例では、フィジューシ
ャルマークFの複数の入力画像Iからテンプレート画像
Tを生成する自助生成機能を設けるようにしたので、テ
ンプレート画像を理論的データから予め作成せずに済
み、実際のフィジューシャルマークFの欠けの発生や大
きさのばらつきに応じた濃度階調を表現したテンプレー
ト画像Tを自動的に生成することができるものである。
Moreover, particularly in the present embodiment, since the self-help generating function for generating the template image T from the plurality of input images I of the fiducial mark F is provided, the template image is not created from theoretical data in advance. In addition, it is possible to automatically generate the template image T that expresses the density gradation according to the occurrence of chipping of the actual physical mark F and the variation in size.

【0029】図5(a),(b)は、本発明の第2の実
施例に係るテンプレート画像Tを夫々示している。本実
施例が上記第1の実施例と異なるところは、テンプレー
ト画像Tを二値化画像から構成し、二値の画素パターン
の粗密によって濃度階調を等価的に表現した点にある。
この場合、テンプレート画像Tを作成するには、上記第
1実施例における自助生成機能のP3の工程において、
100%の濃度値を黒レベル(1)、0%の濃度値を白
レベル(0)として、例えば濃度値50%の領域におい
ては2画素毎に0,1を繰返し、濃度値25%の領域に
おいては4画素毎に3画素を0、1画素を1となるパタ
ーンとするといったディザ画像(粗密画像)を作成する
ことにより得ることができる。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) respectively show template images T according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the template image T is composed of a binarized image, and the density gradation is equivalently expressed by the density of the binary pixel pattern.
In this case, in order to create the template image T, in the step P3 of the self-help generation function in the first embodiment,
Assuming that the density value of 100% is the black level (1) and the density value of 0% is the white level (0), for example, in the area of the density value of 50%, 0 and 1 are repeated every two pixels, and the area of the density value of 25%. Can be obtained by creating a dither image (coarse / fine image) in which 3 pixels are set to 0 for every 4 pixels and 1 pixel is set to 1.

【0030】かかる構成によれば、上記第1の実施例と
同様の作用,効果を得ることができると共に、演算処理
速度の向上や、画像メモリの節約等を図ることができる
といった利点を得ることができる。
According to this structure, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and the advantages such as the improvement of the operation processing speed and the saving of the image memory can be obtained. You can

【0031】また、図6は本発明の第3の実施例に係る
テンプレート画像Tを示し、濃度階調が内側から外側に
向けて段階的に変化している。例えば、中心の小さな円
形の領域が濃度値100%の黒領域B、その外側のリン
グ状の領域が濃度値70%のグレー領域G1、その外側
のリング状の領域が濃度値30%のグレー領域G2、最
外部が濃度値0%の白領域Wとされている。このような
構成でも、やはり上記第1の実施例と同様の作用,効果
を得ることができる。
FIG. 6 shows a template image T according to the third embodiment of the present invention, in which the density gradation changes stepwise from the inner side to the outer side. For example, a small circular area at the center is a black area B having a density value of 100%, an outer ring area is a gray area G1 having a density value of 70%, and an outer ring area is a gray area having a density value of 30%. G2 and the outermost area are white areas W having a density value of 0%. Even with such a configuration, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0032】そして、詳しい説明は省略するが、上記し
た図2,図5,図6のような円形のパターンを有するテ
ンプレート画像Tは、例えば図8(b)の三角形や、
(c)の四角形や、(d)の四角形の45度回転等の、
円形以外の正多角形のフィジューシャルマークFにあっ
ても、共通に使用することができる。
Although not described in detail, the template image T having a circular pattern as shown in FIGS. 2, 5 and 6 is, for example, a triangle shown in FIG.
For example, the (c) quadrangle or the (d) quadrangle rotated by 45 degrees,
Even a regular polygonal fiducial mark F other than a circle can be commonly used.

【0033】即ち、それら三角形,四角形のフィジュー
シャルマークFは、内接円の中心と外接円の中心とが一
致するので、内接円と外接円との間のリング状部分が含
まれるようなグレー領域Gを有していれば、上記図3の
方法と同様の処理により位置検出を行うことができる。
この場合でも、入力画像IのフィジューシャルマークF
の中心にテンプレート画像Tのパターンの中心が近付け
ば近付くほど相関度が高くなり、フィジューシャルマー
クFに欠けや大きさのばらつきがあっても、フィジュー
シャルマークFの検出を高精度で行うことができるので
ある。
That is, since the center of the inscribed circle and the center of the circumscribed circle coincide with each other in the triangular and quadrangular fiducial marks F, the ring-shaped portion between the inscribed circle and the circumscribed circle is included. If the gray area G is included, the position can be detected by the same processing as the method of FIG.
Even in this case, the fiducial mark F of the input image I
The closer the center of the pattern of the template image T is to the center of the image, the higher the degree of correlation is, and the detection of the physical mark F is performed with high accuracy even if the physical mark F has a chip or a variation in size. It is possible.

【0034】最後に、図7は本発明の第4の実施例を示
している。図7(a)に示すようなリング状(中抜きの
円形)のフィジューシャルマークFの位置検出を行う場
合には、図7(b)に示すように、入力画像Iを二値
化,反転した反転画像Jを生成し、この反転画像Jの中
央部の円形の黒レベル部分に対するテンプレートマッチ
ングを行うようにする。このとき、図示はしないが、テ
ンプレート画像は、中央部の円形の黒レベル部分の縁部
部分に対応して内側から外側に向けて漸次淡くなるよう
な濃度階調が表現されている。これにて、上記第1の実
施例などと同様に、フィジューシャルマークFの位置検
出を高精度で行うことができる。
Finally, FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. When detecting the position of the ring-shaped (hollow circle) fiducial mark F as shown in FIG. 7A, the input image I is binarized as shown in FIG. 7B. An inverted image J that has been inverted is generated, and template matching is performed on the circular black level portion at the center of the inverted image J. At this time, although not shown, the template image expresses density gradations that gradually become lighter from the inner side to the outer side in correspondence with the edge portion of the circular black level portion in the central portion. As a result, the position of the physical mark F can be detected with high accuracy as in the first embodiment.

【0035】尚、このような中抜き形状のフィジューシ
ャルマークF(図8(e)〜(h)参照)の位置検出を
行う場合には、テンプレート画像を、フィジューシャル
マークFの外縁部部分に対応して内側から外側に向けて
漸次淡くなるような濃度階調を表現すると共に、フィジ
ューシャルマークFの内縁部部分に対応して外側から内
側に向けて漸次淡くなるような濃度階調を表現するよう
に構成しても良い。
When the position of such a hollowed-out form of the fiducial mark F (see FIGS. 8 (e) to 8 (h)) is to be detected, the template image is set to the outer edge portion of the fiducial mark F. The density gradation is expressed such that it gradually becomes lighter from the inner side to the outer side in correspondence with the portion, and the density level becomes gradually lighter from the outer side to the inner side in correspondence with the inner edge portion of the fiducial mark F. It may be configured to express a key.

【0036】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えばテンプレート画像Tを自助
生成機能によらず理論的に作成するようにしても良く、
また、部品実装装置に限らず各種装置に組込むことが可
能であるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して
実施し得るものである。
Besides, the present invention is not limited to the above-mentioned respective embodiments, and the template image T may be theoretically created without depending on the self-assisted generation function,
Further, the present invention can be implemented by appropriately modifying it within a range not departing from the gist such that it can be incorporated in various devices other than the component mounting device.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の位置認識装置によれば、入力画像とテンプレート画像
との相関演算に基づいて基板のフィジューシャルマーク
の位置を認識するものにあって、テンプレート画像に、
前記フィジューシャルマークの縁部部分に対応して内側
から外側に向けて漸次変化する濃度階調を表現するよう
にしたので、フィジューシャルマークに欠けや大きさの
ばらつきがある場合でも高精度の位置検出を行うことが
できるという優れた効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the position recognition device of the present invention, the position of the physical mark on the substrate is recognized based on the correlation calculation between the input image and the template image. Yes, in the template image,
The density gradation that gradually changes from the inner side to the outer side is expressed corresponding to the edge portion of the physical mark, so that high accuracy is achieved even when the physical mark has a chip or a size variation. This has an excellent effect that the position detection can be performed.

【0038】この場合、円形のパターンを有するテンプ
レート画像を、円形以外のフィジューシャルマークの位
置検出のために共通に使用することができ、フィジュー
シャルマークのパターン毎のテンプレート画像を用意す
る必要がなくなる等の利点を得ることができる。
In this case, a template image having a circular pattern can be commonly used for detecting the position of a non-circular physical mark, and it is necessary to prepare a template image for each pattern of the physical mark. It is possible to obtain an advantage such as disappearance.

【0039】また、テンプレート画像を二値化画像とす
ると共に、数画素からなる領域における二値の画素パタ
ーンの粗密によってその領域の濃度階調を等価的に表現
するようにすれば、多値化データを用いる場合と比較し
て、処理時間の短縮化や構造の簡単化を図ることができ
る。
Further, if the template image is a binarized image and the density gradation of the region is equivalently expressed by the density of the binary pixel pattern in the region consisting of several pixels, it is multi-valued. Processing time can be shortened and the structure can be simplified as compared with the case of using data.

【0040】さらには、フィジューシャルマークの複数
の入力画像からテンプレート画像を生成する自助生成機
能を設けるようにすれば、理論的データから濃度階調を
表現したテンプレート画像を予め作成せずに済み、実際
のフィジューシャルマークの欠けの発生や大きさのばら
つきに応じた濃度階調を表現したテンプレート画像を自
動的に生成することができる。
Furthermore, by providing a self-assisted generation function for generating a template image from a plurality of input images of fiducial marks, it is not necessary to create a template image expressing density gradation from theoretical data in advance. It is possible to automatically generate a template image that expresses density gradation according to the occurrence of actual chipping of the physical mark and the variation in size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すもので、全体構成
を概略的に示す図
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a diagram schematically showing the overall configuration.

【図2】テンプレート画像の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of a template image.

【図3】フィジューシャルマークの検出手順を示す図FIG. 3 is a diagram showing a procedure for detecting a fiducial mark.

【図4】自助生成機能の処理手順を示す図FIG. 4 is a diagram showing a processing procedure of a self-help generation function.

【図5】本発明の第2の実施例におけるテンプレート画
像を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a template image in the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例におけるテンプレート画
像を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a template image according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例におけるマッチング方法
を説明するための図
FIG. 7 is a diagram for explaining a matching method according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】フィジューシャルマークのいくつかの例を示す
FIG. 8 is a diagram showing some examples of fiducial marks.

【図9】従来例におけるテンプレート画像を示す図FIG. 9 is a diagram showing a template image in a conventional example.

【図10】フィジューシャルマークの欠け(a)及び大
きさのばらつき(b),(c)の様子を示す図
FIG. 10 is a diagram showing the appearance of missing (a) and size variations (b) and (c) of the physical mark.

【図11】フィジューシャルマークの大きさのばらつき
による認識結果のずれの発生の様子を示す図
FIG. 11 is a diagram showing how a recognition result shift occurs due to variations in the size of a financial mark.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、1は位置認識装置、2は基板、3は光源、4は
ITVカメラ(撮影手段)、5は画像処理装置(画像デ
ータ生成手段,テンプレート画像記憶手段,位置検出手
段)、Iは入力画像、Tはテンプレート画像、Fはフィ
ジューシュルマーク、Bは黒領域、Wは白領域、G,G
1,G2はグレー領域を示す。
In the drawing, 1 is a position recognition device, 2 is a substrate, 3 is a light source, 4 is an ITV camera (imaging means), 5 is an image processing device (image data generation means, template image storage means, position detection means), and I is an input. Image, T is a template image, F is a fjordule mark, B is a black area, W is a white area, and G, G
1 and G2 indicate gray areas.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板のフィジューシャルマークを撮影す
ることに基づいて前記フィジューシャルマークの位置を
認識する位置認識装置であって、 前記フィジューシャルマークを撮影する撮影手段と、こ
の撮影手段による入力画像をデジタル化する画像データ
生成手段と、前記フィジューシャルマークに対応したパ
ターンのテンプレート画像を記憶するテンプレート画像
記憶手段と、前記入力画像と前記テンプレート画像との
相関演算を行いその相関度に基づいて前記フィジューシ
ャルマークの位置を検出する位置検出手段とを具備し、 前記テンプレート画像に、前記フィジューシャルマーク
の縁部部分に対応して内側から外側に向けて漸次変化す
る濃度階調を表現するようにしたことを特徴とする位置
認識装置。
1. A position recognition device for recognizing the position of the fiducial mark on the basis of photographing a fiducial mark on a substrate, the photographing means photographing the fiducial mark, and the photographing means. Image data generation means for digitizing the input image, template image storage means for storing the template image of the pattern corresponding to the fiducial mark, and correlation degree between the input image and the template image Position detecting means for detecting the position of the fiducial mark on the basis of the above, wherein the template image has density levels gradually changing from the inside to the outside in correspondence with the edge portion of the fiducial mark. A position recognition device characterized by expressing a key.
【請求項2】 円形のパターンを有するテンプレート画
像を、円形以外のパターンのフィジューシャルマークの
位置検出を行う場合にも共通に使用するようにしたこと
を特徴とする請求項1記載の位置認識装置。
2. The position recognition according to claim 1, wherein the template image having a circular pattern is commonly used even when the positions of the fiducial marks having a pattern other than the circular shape are detected. apparatus.
【請求項3】 テンプレート画像は二値化画像からなる
と共に、数画素からなる領域における二値の画素パター
ンの粗密によってその領域の濃度階調が等価的に表現さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載の位置
認識装置。
3. The template image is composed of a binarized image, and the density gradation of the region is equivalently expressed by the density of the binary pixel pattern in the region consisting of several pixels. The position recognition device according to item 1 or 2.
【請求項4】 フィジューシャルマークの複数の入力画
像からテンプレート画像を生成する自助生成機能を有す
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の
位置認識装置。
4. The position recognition device according to claim 1, further comprising a self-help generation function for generating a template image from a plurality of input images of the fiducial mark.
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