JPH1131227A - Measurement method by picture recognition and recording medium - Google Patents

Measurement method by picture recognition and recording medium

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JPH1131227A
JPH1131227A JP9187914A JP18791497A JPH1131227A JP H1131227 A JPH1131227 A JP H1131227A JP 9187914 A JP9187914 A JP 9187914A JP 18791497 A JP18791497 A JP 18791497A JP H1131227 A JPH1131227 A JP H1131227A
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JP
Japan
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ring
node
spring
spring element
concentration
Prior art date
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Application number
JP9187914A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Yomo
博実 四方
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Tani Denkikogyo Co Ltd
Original Assignee
Tani Denkikogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement method by picture recognition for quickly and stably extracting the isosbestic line or outline of an object to be measured in an arbitrary shape with irregular reflection at low costs by a software processing. SOLUTION: At first an external pressure model/internal pressure model is selected, and the concentration of an extracted isosbestic line or the like is designated. Next, a spring ring in which spring elements are linked is set for an objective picture. For example, in the case of the external pressure model, an uniform external pressure distribution equivalent to designated concentration is converted into a node force, and added from the outside of the ring to a spring element node. Also, internal pressure distribution equivalent to concentration distribution on the spring ring is converted into a node force, and added from the inside of the ring to the node. The spring element node is moved so that the inside and outside node forces can be balanced, and the isosbestic line of the designated concentration is obtained. The concentration distribution on the spring ring is integrated at the time of conversion, and a noise with concentration non-uniformity is averaged and smoothed. Also, the ring-shaped spring model is one-dimensional spring coupled system so that a processing can be attained at an extremely high speed. Thus, the measuring processing can be operated by the software processing of a computer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、乱反射のある任意
形状の計測対象物の等濃度線や形状輪郭を、バネモデル
を用いて平滑化を行い、ローコストで高速かつノイズ・
外乱に強く検出、計測する技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention smoothes isodensity lines and shape contours of a measurement object having an irregular shape with irregular reflection using a spring model, and achieves high speed and noise reduction at low cost.
The present invention relates to a technology for detecting and measuring a strong resistance to disturbance.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の従来の技術では、例えばプリン
ト基板上のクリームはんだやリフロー後はんだ、実装部
品等の計測対象物に照明光を照射して撮像し、フィルタ
リングを施してノイズを除去した後、対象画像の平面情
報(平面形状、面積)を得て、計測対象物の検出・計測
・検査を行っている。
2. Description of the Related Art In a conventional technique of this kind, an object to be measured such as a cream solder on a printed circuit board, a solder after reflow, a mounted component, or the like is irradiated with illumination light to take an image, and filtering is performed to remove noise. Thereafter, the plane information (plane shape and area) of the target image is obtained, and the detection, measurement, and inspection of the measurement target are performed.

【0003】また、レーザスキャン方式で高さを計測す
る技術として、レーザ光切断法がある。レーザ光を走査
して得られる計測対象物の光切断線を三角測距方式で観
測することにより、対象物の垂直断面が計測でき、高さ
情報が得られる。この高さ情報をベースにして、対象物
の形状データ(平面形状、面積、高さ、体積)を算出
し、対象物の検出・計測・検査を行うことが可能であ
る。
As a technique for measuring the height by a laser scanning method, there is a laser beam cutting method. By observing the light cutting line of the measurement object obtained by scanning with the laser beam by a triangulation method, a vertical cross section of the object can be measured, and height information can be obtained. Based on this height information, it is possible to calculate the shape data (planar shape, area, height, volume) of the object, and to detect, measure, and inspect the object.

【0004】上記フィルタリングによく用いられるフィ
ルタとしては、メディアンフィルタや単純加重平均フィ
ルタがあるが、その他には、包絡線処理によるモーフォ
ロジのCOフィルタ(clos‐opening‐fi
lter)、OCフィルタ(open‐closing
filter)等が用いられている。
A filter often used for the above filtering includes a median filter and a simple weighted average filter. In addition, a morphological CO filter (clos-opening-fi filter) by envelope processing is used.
liter), OC filter (open-closing)
filter) is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の計測技術
において、計測対象が例えばプリント基板への部品実装
に用いられるクリームはんだ印刷のような物である場合
の問題点について、以下に述べる。
In the above-mentioned conventional measurement technology, problems when the measurement object is, for example, cream solder printing used for mounting components on a printed circuit board will be described below.

【0006】クリームはんだは、10μm程度の微小な
はんだボールを泥練したものであり、多孔質状であるた
め、表面性状は凹凸が著しい。このため、画像処理の場
合、照射光を乱反射し、撮像の際にはバラツキの大きな
濃淡ムラが生じる。この激しいノイズのために、クリー
ムはんだの滑らかな濃度分布を得ることが難しく、クリ
ームはんだの、ムラのない一様な平面形状や滑らかな形
状輪郭や等濃度線の抽出が困難であり、クリームはんだ
の検出・計測・検査が難しかった。同様に、レーザ光切
断法においても、同じく乱反射のために、ベースとなる
高さ情報が著しいノイズを含み、対象物の形状データ
(平面形状、面積、高さ、体積)の算出が困難となり、
クリームはんだの検出・計測・検査が難しかった。
[0006] The cream solder is obtained by kneading a small solder ball of about 10 μm, and is porous, so that the surface property is extremely uneven. For this reason, in the case of image processing, the irradiation light is irregularly reflected, and large unevenness in density occurs during imaging. Due to the intense noise, it is difficult to obtain a smooth concentration distribution of the cream solder, and it is difficult to extract a uniform flat shape, a smooth shape contour and an iso-density line of the cream solder without unevenness. Detection, measurement, and inspection were difficult. Similarly, in the laser beam cutting method, similarly, due to irregular reflection, the base height information includes significant noise, and it becomes difficult to calculate the shape data (planar shape, area, height, volume) of the object,
It was difficult to detect, measure, and inspect cream solder.

【0007】また、メディアンフィルタや単純加重平均
フィルタによるフィルタリングでは、ノイズが激しい
と、フィルタリング処理を行う局所領域窓枠の間でもノ
イズのバラツキが現れ、平滑化が困難である。また、モ
ーフォロジのCOフィルタ(clos‐opening
‐filter)、OCフィルタ(open‐clos
ing filter)は包絡線処理であって、激しい
振動的パルス状ノイズを平均化して、平滑化するもので
はないので、ノイズの上限値や下限値を取り込んだよう
な平滑化を行うため大きく輪郭がずれてしまう問題があ
る。輪郭・等濃度線の抽出には、1次・2次微分のよう
なエッジ検出の方法が用いられるが、ノイズが激しいと
微分の作用でノイズを増幅させるので、等濃度線・形状
輪郭の抽出は困難となる。
[0007] In the filtering using a median filter or a simple weighted average filter, if the noise is intense, noise variation appears even in a local region window frame where filtering processing is performed, and smoothing is difficult. Also, morphological CO filters (clos-opening)
-Filter), OC filter (open-clos)
ing filter) is an envelope processing, which does not average and intensify vibrating pulse-like noise. Therefore, since the smoothing is performed by taking in the upper limit value and the lower limit value of the noise, a large contour is formed. There is a problem of shifting. Edge and edge detection methods such as primary and secondary differentiation are used to extract contours and iso-density lines. However, if noise is severe, noise is amplified by the action of differentiation. Will be difficult.

【0008】さらに、画像認識では、グレー処理や2値
化処理が用いられるが、これらで扱う画素データは膨大
なため、処理に長時間がかかるという問題がある。この
ため、一般には、グレー処理、2値化処理の画像処理ボ
ードが用いられるが、設計の自由度が小さくなり、計測
対象への適合性を図る上で技術的制約を受けるととも
に、コストアップの要因となる。
Further, in image recognition, gray processing and binarization processing are used. However, there is a problem that the processing takes a long time because the pixel data handled by these processings is enormous. For this reason, an image processing board for gray processing and binarization processing is generally used. However, the degree of freedom in design is reduced, and there is a technical restriction in achieving compatibility with a measurement object, and cost increases. It becomes a factor.

【0009】本発明は、上記の問題点を解決するため
に、 (1)計測対象物が乱反射のある任意形状の像であって
も、乱反射ノイズを平滑化して安定した任意の等濃度線
や任意の形状輪郭を得る。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems. (1) Even if an object to be measured is an image of an arbitrary shape having diffuse reflection, an arbitrary isodensity line which is stable by smoothing diffuse reflection noise Obtain an arbitrary shape contour.

【0010】(2)扱う画素データを削減し、等濃度線
・形状輪郭の平滑化・抽出の処理を高速に行う。
(2) The pixel data to be handled is reduced, and the smoothing / extraction processing of the iso-density line / shape contour is performed at high speed.

【0011】(3)専用の画像処理ボードを用いること
なく、CPUでのソフトウェア処理方式により、適合性
のよいアルゴリズムの開発、システム構成の単純化及び
コスト低減を可能とする。
(3) It is possible to develop an algorithm having good adaptability, simplify the system configuration, and reduce the cost by using a software processing method in the CPU without using a dedicated image processing board.

【0012】以上を実現できる画像処理による計測方法
を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide a measuring method by image processing which can realize the above.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段
〈1〉〜〈4〉により、上記の課題を解決する。
Means for Solving the Problems The present invention solves the above problems by the following means <1> to <4>.

【0014】〈1〉両端に節点をもつバネ要素を、画像
上の対象物の等濃度線または形状輪郭に対応づけてリン
グ状に繋いでリングを構成する手順と、前記構成された
リングの外側と内側の一方側に、指定濃度に相当する圧
力分布を加えるとともに、前記リングの外側と内側の他
方側に該リング上の濃度分布に相当する圧力分布を加え
る手順と、前記リングの外側と内側に加えた圧力分布が
前記バネ要素の節点を通して釣り合うように該バネ要素
の節点を移動させる手順と、前記バネ要素のすべてにお
いて釣り合った時点での前記リングの形状を前記指定濃
度に対応する等濃度線または形状輪郭とする手順と、を
有することを特徴とする画像認識による計測方法。
<1> A procedure of connecting a spring element having nodes at both ends in a ring shape in association with an isodensity line or a shape contour of an object on an image, and forming a ring outside the ring. And applying a pressure distribution corresponding to the designated concentration to one side of the ring and applying a pressure distribution corresponding to the concentration distribution on the ring to the other side outside and inside the ring; Moving the node of the spring element so that the pressure distribution applied to the spring element is balanced through the node of the spring element; and changing the shape of the ring at the time of equilibrium in all of the spring elements to an equal density corresponding to the designated density. A measurement method based on image recognition, comprising: a step of forming a line or a shape contour.

【0015】〈2〉前記節点を移動させる手順では、バ
ネ要素にリングの外側に加えた圧力分布とリングの内側
に加えた圧力分布を等価な節点力に変換し、前記変換さ
れた節点力が釣り合うように、バネ要素の節点を移動さ
せることを特徴とする画像認識による計測方法。
<2> In the procedure for moving the node, the pressure distribution applied to the outside of the ring and the pressure distribution applied to the inside of the ring on the spring element are converted into equivalent node forces, and the converted node force is A measurement method using image recognition, characterized in that nodes of a spring element are moved so as to be balanced.

【0016】〈3〉前記節点を移動させる手順では、前
記変換された節点力、およびバネ要素の節点応力が当該
節点で釣り合うようにバネの連立方程式を解き、節点変
位を得て、前記バネ要素の節点を移動させることを特徴
とする画像認識による計測方法。
<3> In the step of moving the node, a simultaneous equation of a spring is solved so that the converted node force and the node stress of the spring element are balanced at the node, and a node displacement is obtained to obtain the spring element. A measuring method by image recognition, characterized by moving a nodal point.

【0017】〈4〉上記〈1〉から〈3〉までの画像認
識による計測方法における手順をコンピュータに実行さ
せるプログラムを、該コンピュータが読み取り可能な媒
体に記録したことを特徴とする記録媒体。
<4> A recording medium characterized in that a program for causing a computer to execute the procedure in the measurement method by image recognition from <1> to <3> is recorded on a medium readable by the computer.

【0018】本発明では、画像上の対象物の等濃度線・
形状輪郭に対応づけて表現したリング状のバネモデルを
設定し、このバネモデルのバネ要素の節点に内外から指
定濃度に相当する圧力分布とリング上の濃度分布に相当
する圧力分布を節点力に変換して加え、これらが釣り合
うようにバネ要素節点を動かすことで、指定濃度の等濃
度線または輪郭形状を得る。ここで、リング上の濃度分
布は、節点力への変換の際にバネ要素上で積分され濃淡
ムラのノイズは平均化され平滑化される。また、リング
状のバネモデルは一次元的なバネ連成モデルであるた
め、処理は極めて高速に行うことができる。このため、
本発明の方法の処理の手順はコンピュータのソフトウェ
ア処理で行えるようになり、計測対象に関して適合性の
良いアルゴリズムの開発と、システム構成の単純化及び
コストの低減が可能となる。
In the present invention, the isodensity line of the object on the image
A ring-shaped spring model expressed in correspondence with the shape contour is set, and the pressure distribution corresponding to the specified concentration and the pressure distribution corresponding to the concentration distribution on the ring are converted into nodal forces from inside and outside at the nodes of the spring element of this spring model. In addition, by moving the spring element nodes so as to balance them, an iso-density line or contour shape of the designated density is obtained. Here, the density distribution on the ring is integrated on the spring element at the time of conversion to the nodal force, and the noise of density unevenness is averaged and smoothed. Further, since the ring-shaped spring model is a one-dimensional spring-coupled model, the processing can be performed at extremely high speed. For this reason,
The processing procedure of the method of the present invention can be performed by software processing of a computer, so that it is possible to develop an algorithm that is suitable for a measurement target, and to simplify the system configuration and reduce costs.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明による計測方法の一実施形
態例を実行する構成例を示すブロック図である。本実施
形態例では、プリント基板上の、乱反射のある濃淡ムラ
の大きなクリームはんだを塗布したランドの等濃度線や
形状輪郭を抽出する場合を例とする。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration for executing an embodiment of a measuring method according to the present invention. In the present embodiment, an example is described in which a contour line and a shape contour of a land on a printed circuit board to which cream solder having irregular reflection and large unevenness of density is applied are extracted.

【0021】図1において、1は計測対象を照明する照
明装置、2は計測対象物を撮像するカメラなどの撮像装
置、3は撮像した画像を取り込んで記憶またはストアす
る記憶装置(画像メモリ、メモリ、ハードディスク
等)、4は記憶またはストアした画像についてソフトウ
ェア処理による画像処理により計測を行う処理装置(C
PU)、5は本計測過程や処理結果等での画像やメッセ
ージ等を表示する表示装置(ディスプレー)である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an illuminating device for illuminating an object to be measured, 2 an image capturing device such as a camera for capturing an image of an object to be measured, and 3 a storage device (image memory, memory) for capturing and storing or storing a captured image. , A hard disk, etc.) and 4 is a processing device (C) that performs measurement on stored or stored images by image processing by software processing.
PU) and 5 are display devices (displays) for displaying images, messages, and the like in the main measurement process, processing results, and the like.

【0022】以上の構成での本実施形態例の方法による
動作例を示す。図2は、本方法の処理手順を示す処理フ
ロー図である。また、図3は、本方法の説明図であっ
て、(a)は、計測対象物の画像の濃度分布の断面例を
示す図、(b)は、リング状のバネモデル(外圧モデル
の例)の説明図である。
An operation example according to the method of the present embodiment with the above configuration will be described. FIG. 2 is a processing flowchart showing the processing procedure of the present method. FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of the method. FIG. 3A is a diagram illustrating a cross-sectional example of a density distribution of an image of a measurement object, and FIG. 3B is a ring-shaped spring model (an example of an external pressure model). FIG.

【0023】本方法では、図3(a)の濃度分布の断面
例に示すような濃淡ムラの大きな任意形状のクリームは
んだの等濃度線や形状輪郭を濃度ムラを平滑化しながら
抽出するのに、図3(b)のような閉じたリング状のバ
ネ要素モデルを用いる。このリング状のバネモデルは、
両端に節点を持ついくつかのバネ要素を節点で結び、リ
ングを構成したものである。このリングを、画像上のラ
ンドの輪郭に沿って設置する。
In this method, the iso-density lines and shape contours of an arbitrary-shaped cream solder having a large density unevenness as shown in the cross-sectional example of the density distribution in FIG. A closed ring-shaped spring element model as shown in FIG. 3B is used. This ring-shaped spring model
A ring is formed by connecting several spring elements having nodes at both ends with nodes. This ring is set along the contour of the land on the image.

【0024】本方法では、このリングに対し、濃度に相
当する圧力分布を作用させて、等濃度線や輪郭形状を抽
出するものであるが、圧力分布の作用させる向きによ
り、外圧モデルと内圧モデルに分かれる。外圧モデル
は、図3(b)のようにリング外部から、等濃度線の指
定濃度に相当する一様な外圧分布(節点力Pに変換)を
作用させ、リング内部からは、リング上の濃度分布に相
当する内圧分布(節点力Pi,i=1〜nに変換)を作
用させる。内圧モデルは、上記外圧モデルと双対であ
り、リング内部から、等濃度線の指定濃度に相当する一
様な内圧分布を作用させ、リング外部からは、リング上
の濃度分布に相当する外圧分布を作用させる。
In this method, the pressure distribution corresponding to the concentration is applied to this ring to extract the iso-density line and the contour shape. Depending on the direction in which the pressure distribution acts, the external pressure model and the internal pressure model are extracted. Divided into The external pressure model applies a uniform external pressure distribution (converted to a nodal force P) corresponding to the specified density of the isodensity line from the outside of the ring as shown in FIG. An internal pressure distribution (converted to nodal forces P i , i = 1 to n) corresponding to the distribution is applied. The internal pressure model is dual with the external pressure model described above, in which a uniform internal pressure distribution corresponding to the specified concentration of the isoconcentration line acts from the inside of the ring, and an external pressure distribution corresponding to the concentration distribution on the ring is applied from the outside of the ring. Let it work.

【0025】始めに、照明装置1によりプリント基板上
の対象のクリームはんだを照射し、その対象画像を撮像
装置2で撮像し、記憶装置(画像メモリ、メモリ、ハー
ドディスク等)3に記憶またはストアする。
First, the cream solder of the object on the printed circuit board is irradiated by the illumination device 1, the image of the object is picked up by the image pickup device 2, and stored or stored in the storage device (image memory, memory, hard disk, etc.) 3. .

【0026】次に、CPU4において、図2の処理フロ
ーに従って濃淡ムラの大きなクリームはんだの等濃度線
(または形状輪郭)を平滑化して抽出するための処理を
行う。その際、上記した外圧モデル/内圧モデルの選択
を行うとともに、濃淡画像やヒストグラムを参照しなが
ら取り出すベき等濃度線の濃度値を指定する。ここで
は、外圧モデルを選択したとする。
Next, the CPU 4 performs processing for smoothing and extracting isodensity lines (or shape contours) of the cream solder having large shading in accordance with the processing flow of FIG. At this time, the above-mentioned external pressure model / internal pressure model is selected, and the density value of the iso-density line to be taken out is specified with reference to the grayscale image and the histogram. Here, it is assumed that the external pressure model is selected.

【0027】次に、濃淡ムラの大きなはんだの等濃度線
・形状輪郭を濃度ムラを平滑化しながら抽出するのに、
閉じたリング状のバネ要素モデル(バネ・リング)を、
記憶装置3に記憶またはストアした画像上のランドの輪
郭に沿って設置する。
Next, in order to extract the iso-density line / shape contour of the solder having a large density unevenness while smoothing the density unevenness,
Closed ring-shaped spring element model (spring ring)
It is installed along the contour of the land on the image stored or stored in the storage device 3.

【0028】次に、バネ・リングを構成する個々のバネ
要素を設定するために、節点数と、その節点の位置を指
定する。なお、ここでの節点位置指定は、デフォルトの
等間隔に設定することも可能である。
Next, in order to set the individual spring elements constituting the spring ring, the number of nodes and the positions of the nodes are specified. Note that the node position designation here can be set to a default equal interval.

【0029】次に、外圧モデルでは、リング内部から、
リング上の濃度分布に相当する内圧分布を作用させるた
めに、設定されたバネ要素上の濃度分布を取り出し、節
点力に変換する。この節点力(内圧)は、リングのバネ
要素上の内圧分布を積分して得られたものであり、バネ
要素の両節点に作用する。このように、内圧側で濃度分
布はリングのバネ要素上で積分するので、濃淡ムラのノ
イズは平均化され平滑化される。また、通常は、複雑な
濃度分布のためにバネの両節点力は等しくなることはな
い。
Next, in the external pressure model, from inside the ring,
In order to apply an internal pressure distribution corresponding to the concentration distribution on the ring, the concentration distribution on the set spring element is extracted and converted into a nodal force. This nodal force (internal pressure) is obtained by integrating the internal pressure distribution on the spring element of the ring, and acts on both nodes of the spring element. As described above, since the density distribution is integrated on the spring element of the ring on the internal pressure side, the noise of shading is averaged and smoothed. Also, usually, the two nodal forces of the spring are not equal due to the complex density distribution.

【0030】ここでの濃度分布を節点力に変換する方法
の一例を、図4を用いて説明する。バネ要素の両側の節
点力をP1,P2、バネ要素の方向をx方向、バネ要素上
の濃度分布をp(x)、バネ要素の重心から節点までの
距離をd1,d2、バネ要素の長さをd、バネ要素の重心
からの両節点力P1,P2によるモーメントをMとする
と、
An example of a method of converting the density distribution into a nodal force will be described with reference to FIG. The node forces on both sides of the spring element are P 1 and P 2 , the direction of the spring element is x direction, the density distribution on the spring element is p (x), and the distance from the center of gravity of the spring element to the node is d 1 , d 2 . Assuming that the length of the spring element is d and the moment due to both nodal forces P 1 and P 2 from the center of gravity of the spring element is M,

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】が成り立つので、これより節点力P1,P2
が求まる。上式で明らかなように、バネ要素上の濃度分
布を積分するため、濃淡ムラが平均化、平滑化される。
## EQU1 ## Since the above holds, the nodal forces P 1 , P 2
Is found. As is clear from the above equation, the density unevenness is averaged and smoothed in order to integrate the density distribution on the spring element.

【0033】次に、外部モデルでは、リング外部から、
等濃度線の指定濃度に相当する一様な外圧分布を作用さ
せるために、指定濃度を節点力に変換する。この節点力
(外圧)は等しい節点力としてバネの両節点に作用す
る。
Next, in the external model, from the outside of the ring,
To apply a uniform external pressure distribution corresponding to the specified concentration of the isoconcentration line, the specified concentration is converted to a nodal force. This node force (external pressure) acts on both nodes of the spring as equal node force.

【0034】次に、図2の処理フローに戻って節点毎に
外圧側の節点力と内圧側の節点力との差をとり、両節点
力が釣り合って平衡しているか否かを判定する。不平衡
であれば、節点力が釣り合って平衡するように節点を移
動させる。節点移動ベクトルは、節点力とバネの節点応
力が節点で釣り合うように、以下に示すバネの連立方程
式を解いて求めた節点変位を合成することにより得るこ
とができる。すべての節点において平衡していれば、処
理を終了する。この終了時点でのバネ・リング形状(等
圧線)が、求める指定濃度の等濃度線または輪郭形状で
ある。ここで、バネは、リングがクロスしたりリング内
の閉領域が崩れたりすることを防ぎ、安定したリングが
出来る役割を果たす。
Next, returning to the processing flow of FIG. 2, a difference between the nodal force on the external pressure side and the nodal force on the internal pressure side is obtained for each node, and it is determined whether or not both node forces are balanced and balanced. If unbalanced, the nodes are moved so that the node forces are balanced and balanced. The nodal movement vector can be obtained by synthesizing nodal displacements obtained by solving the following simultaneous equations of springs so that the nodal force and the nodal stress of the spring are balanced at the nodal points. If all nodes are balanced, the process ends. The spring ring shape (isobar) at the end point is an isodensity line or contour shape of the specified density to be obtained. Here, the spring prevents the ring from crossing or the closed region in the ring from collapsing, and plays a role of forming a stable ring.

【0035】ここでの釣り合いの計算方法の一例を、図
5を用いて説明する。ここでは、図中央のバネ要素に着
目する。i,jはこのバネ要素の両側の節点である。こ
の両節点に働くバネの力をfij、バネの自然長をL0
節点に加わる力の釣り合いにより変位した長さをL、外
圧側から節点iに加わる節点力をP,P′、外圧側から
節点jに加わる節点力をP,P″、内圧側から節点iに
加わる節点力をPi,Pi′、外圧側から節点jに加わる
節点力をPj,Pj′とすると、次式の連立方程式を解く
ことで、変位したバネ長さLを求めることができる。な
お、(スカラ量)と断り書きしていないfij、および
P,P′,P″,Pi,Pi′,Pj,Pj′はベクトルを
表す。また、節点力P′,P″,Pi′,Pj′は、隣接
するバネ要素に対して同様に加えられる節点力である。
An example of the method of calculating the balance will be described with reference to FIG. Here, attention is paid to the spring element in the center of the figure. i and j are nodes on both sides of this spring element. The spring force acting on these two nodes is f ij , the natural length of the spring is L 0 ,
The length displaced by the balance of the forces applied to the nodes is L, the nodal forces applied to the node i from the external pressure side are P and P ', the nodal forces applied to the node j from the external pressure side are P and P ″, and the internal pressure side is the node i. Assuming that the applied node forces are P i and P i ′ and the node forces applied to the node j from the external pressure side are P j and P j ′, the displaced spring length L can be obtained by solving the following simultaneous equations. Note that f ij and P, P ′, P ″, P i , P i ′, P j , and P j ′, which are not abbreviated as (scalar amount), represent vectors. The nodal forces P ′, P ″, P i ′, and P j ′ are nodal forces similarly applied to adjacent spring elements.

【0036】fij(スカラ量)=k(L−L0) 節点iで、P+P′−fij+Pi+Pi′=0 節点jで、P+P″+fij+Pj+Pj′=0 次に、節点変位後に、バネ・リングを再構成し、それぞ
れの節点間バネの長さを新たなバネの自然長L0と定め
る。ここで、リング上の濃度分布が新たに得られるの
で、再度、バネ要素上の濃度分布を取り出す処理に戻っ
て、節点力の計算、バネの連立方程式の計算を操り返
す。そして、前述の平衡判定により外圧側の節点力と内
圧側の節点力が等しくなったところで、等圧線=等濃度
線が得られる。
F ij (scalar quantity) = k (L−L 0 ) At node i, P + P′−f ij + P i + P i ′ = 0 At node j, P + P ″ + f ij + P j + P j ′ = 0 Next, , After the displacement of the nodes, the spring ring is reconfigured, and the length of each inter-node spring is determined as the natural length L 0 of the new spring, where the density distribution on the ring is newly obtained. Returning to the process of extracting the concentration distribution on the spring element, the calculation of the nodal force and the calculation of the simultaneous equations of the spring are repeated, and the nodal force on the external pressure side and the nodal force on the internal pressure side become equal by the above-described equilibrium determination. By the way, an equal pressure line = an equal concentration line is obtained.

【0037】このリング状バネモデルは1次元的なバネ
連式モデルであるので、連立方程式の元数が少なく処理
は極めて高速である。このため、ソフトウェア処理にて
処理することができ、専用の画像処理ボードが不要とな
って、システム構成の単純化とローコスト化が実現でき
る。また、ソフトウェア処理方式により、設計の自由度
が得られるので、計測対象に最適なアルゴリズムの開発
が可能となり、計測精度を向上させることができる。
Since this ring-shaped spring model is a one-dimensional spring continuous model, the number of elements of the simultaneous equations is small and the processing is extremely fast. For this reason, processing can be performed by software processing, and a dedicated image processing board is not required, and simplification of the system configuration and low cost can be realized. In addition, since the software processing method allows a degree of design freedom, it is possible to develop an algorithm that is optimal for the measurement target, and improve the measurement accuracy.

【0038】なお、内圧モデルの場合は、上記外圧モデ
ルと双対であり、外圧モデルと同様にして処理すること
ができる。
The internal pressure model is dual with the external pressure model, and can be processed in the same manner as the external pressure model.

【0039】また、本発明は、ソフトウェア処理方式に
より処理することが可能であるから、前述した本方法の
手順をコンピュータに実行させるプログラムを、当該コ
ンピュータが読み取り可能な記録媒体(例えば、フロッ
ピーディスクやCD−ROM等)に記録して配布するこ
とが可能である。
Further, since the present invention can be processed by a software processing method, a program for causing a computer to execute the above-described procedure of the present method is stored in a computer-readable recording medium (for example, a floppy disk or a floppy disk). It can be recorded on a CD-ROM or the like and distributed.

【0040】また、上記実施形態例では、プリント基板
上のクリームはんだの任意形状を検出する場合を例とし
て説明したが、本発明は、次に例示するような種々の分
野に適用可能である。
Further, in the above embodiment, the case where the arbitrary shape of the cream solder on the printed circuit board is detected has been described as an example. However, the present invention can be applied to various fields as exemplified below.

【0041】(1)プリント基板等の分野 プリント基板上のはんだ、実装部品の検出・計測・検
査、及び、プリント基板上の基準マーク、ランドの検出
・位置決め。特に、プリント基板上の任意形状の乱反射
のある他のはんだ(クリームはんだ、リフロー後はんだ
等)の検出・計測・検査、及び、乱反射のあるはんだレ
ベラ、はんだメッキの基準マークとランドの検出・位置
決め。
(1) Field of Printed Circuit Boards, etc. Detection, measurement, and inspection of solder and mounted components on printed circuit boards, and detection and positioning of reference marks and lands on printed circuit boards. In particular, detection, measurement and inspection of other types of irregularly-reflected solder (cream solder, solder after reflow, etc.) on printed circuit boards, and detection and positioning of irregularly-reflected solder levelers, solder plating reference marks and lands .

【0042】(2)スクリーン印刷マスク等の分野 マスク上の基準マーク、回路パターンの開口部の検出・
位置決め。
(2) Fields such as screen printing masks Detection of reference marks on masks and openings of circuit patterns
Positioning.

【0043】(3)実装部品の分野 フリップチップ、CSP、BGA、MCM等の実装部品
の基準マーク、ランドの検出・位置決め、及び、フリッ
プチップ、CSP、BGA、MCMのバンプの検出・計
測・検査。
(3) Field of mounted components Detection and positioning of reference marks and lands of mounted components such as flip chips, CSPs, BGAs and MCMs, and detection, measurement and inspection of bumps of flip chips, CSPs, BGAs and MCMs .

【0044】[0044]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、クリームはんだ、リフロー後はんだのような任
意形状をもつ計測対象の乱反射の濃淡ムラを平滑化し
て、計測や検査のし易い滑らかな等濃度線・形状輪郭を
抽出できる。その抽出処理では、一次元的なバネ連成系
を解くので、処理を高速に行うことができる。このた
め、ソフトウェア処理にて処理することができるので、
専用の画像処理ボードが不要となり、システム構成の単
純化とローコスト化が実現できるとともに、設計の自由
度が得られるので、計測対象に最適なアルゴリズムの開
発が可能となり、計測精度を向上させることができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the unevenness of the irregular reflection of a measurement object having an arbitrary shape such as a cream solder or a solder after reflow is smoothed to perform measurement and inspection. Easy and smooth contour lines and contours can be extracted. In the extraction processing, since the one-dimensional spring coupled system is solved, the processing can be performed at high speed. Therefore, it can be processed by software processing,
A dedicated image processing board is not required, which simplifies the system configuration and lowers costs, and also provides design flexibility, which makes it possible to develop the most suitable algorithm for the measurement target and improve measurement accuracy. it can.

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

【図1】本発明による方法の一実施形態例を実行するた
めの構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an exemplary configuration for performing an exemplary embodiment of a method according to the present invention.

【図2】上記本発明の方法の一実施形態例を示すフロー
図である。
FIG. 2 is a flowchart showing one embodiment of the method of the present invention.

【図3】(a)は、上記実施形態例におけるクリームは
んだ濃度分布(濃淡ムラ)の断面を示す図、(b)は、
上記実施形態例におけるリング状バネモデルの例(外圧
モデル)を示す図である。
FIG. 3A is a view showing a cross section of a cream solder concentration distribution (shading unevenness) in the embodiment, and FIG.
It is a figure showing the example (external pressure model) of the ring-shaped spring model in the above-mentioned embodiment.

【図4】上記実施形態例における濃度分布の節点力変換
を説明する図であって、(a)は断面図、(b)は平面
図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the nodal force conversion of the density distribution in the embodiment, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG.

【図5】上記実施形態例におけるバネ要素の釣り合い計
算を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a balance calculation of a spring element in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…照明装置 2…撮像装置 3…記憶装置 4…処理装置 5…表示装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 lighting device 2 imaging device 3 storage device 4 processing device 5 display device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両端に節点をもつバネ要素を、画像上の
対象物の等濃度線または形状輪郭に対応づけてリング状
に繋いでリングを構成する手順と、 前記構成されたリングの外側と内側の一方側に、指定濃
度に相当する圧力分布を加えるとともに、前記リングの
外側と内側の他方側に該リング上の濃度分布に相当する
圧力分布を加える手順と、 前記リングの外側と内側に加えた圧力分布が前記バネ要
素の節点を通して釣り合うように該バネ要素の節点を移
動させる手順と、 前記バネ要素のすべてにおいて釣り合った時点での前記
リングの形状を前記指定濃度に対応する等濃度線または
形状輪郭とする手順と、 を有することを特徴とする画像認識による計測方法。
A step of connecting a spring element having nodes at both ends in a ring shape in association with an isodensity line or a shape contour of an object on an image to form a ring; A step of applying a pressure distribution corresponding to a specified concentration to one inner side, and applying a pressure distribution corresponding to a concentration distribution on the ring to the other side outside and inside the ring; Moving the nodes of the spring element so that the applied pressure distribution is balanced through the nodes of the spring element; and iso-density lines corresponding to the specified density by changing the shape of the ring at the time when all of the spring elements are balanced. Or a procedure for forming a shape contour, and a method for measuring by image recognition, comprising:
【請求項2】 前記節点を移動させる手順では、 バネ要素にリングの外側に加えた圧力分布とリングの内
側に加えた圧力分布を等価な節点力に変換し、前記変換
された節点力が釣り合うように、バネ要素の節点を移動
させる、 ことを特徴とする請求項1に記載の画像認識による計測
方法。
2. In the step of moving the node, the pressure distribution applied to the outside of the ring and the pressure distribution applied to the inside of the ring to the spring element are converted into equivalent node forces, and the converted node forces are balanced. The method according to claim 1, wherein the node of the spring element is moved as described above.
【請求項3】 前記節点を移動させる手順では、 前記変換された節点力、およびバネ要素の節点応力が当
該節点で釣り合うようにバネの連立方程式を解き、節点
変位を得て、前記バネ要素の節点を移動させる、 ことを特徴とする請求項2記載の画像認識による計測方
法。
3. In the step of moving the node, a simultaneous equation of a spring is solved so that the converted node force and the node stress of the spring element are balanced at the node. The method according to claim 2, wherein the node is moved.
【請求項4】 請求項1から請求項3までのいずれかに
記載の画像認識による計測方法における手順をコンピュ
ータに実行させるプログラムを、該コンピュータが読み
取り可能な媒体に記録した、 ことを特徴とする記録媒体。
4. A program for causing a computer to execute a procedure in the measurement method based on image recognition according to claim 1, wherein the program is recorded on a medium readable by the computer. recoding media.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100345689B1 (en) * 2000-07-07 2002-07-27 기아자동차주식회사 Method and recording medium for converting data of reaction force into data of nodal force used in finite element analysis
JP2004508642A (en) * 2000-09-07 2004-03-18 フランス テレコム How to segment video images based on basic objects

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