JPS5849908B2

JPS5849908B2 - 画像信号の２値化方法

Info

Publication number: JPS5849908B2
Application number: JP12260078A
Authority: JP
Inventors: 靖彦原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1983-11-07
Also published as: JPS5549777A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はコントラストの低い微細な回路パターン等をＴ
Ｖカメラ等で撮像して、それから得られる画像信号の２
値化方法に関するものである。

画像信号の２値化は通常第１図Ａに示すように、画像信
号１の最大電圧レベルの約１／２に２値化レベル２を設
定し、画像信号１が２値化レベル２と比較して犬である
か小であるかにより、おのおの画像信号を゛１゛′ある
いｃｔ ” ｏ ”に設定する。

３は第１図Ｂに示すようにこのようにして２値化した画
像信号を示したものである。

しかしながらこの２値化方法によれば第２図に示すよう
に２値化レベル２にまで達しないコントラストの低い微
小なパターンに相当する画像信号の凹凸４．４’Ｌｔ２
値化できない問題を有していた。

この問題点を解決する方法として第３図に示す浮動２値
化装置によって処理する方法が考えられる。

即ちこの浮動２値化装置は、画像信号１′を遅延回路５
およひ減衰回路６に入力し、第４図Ａに示す波形の出力
信号７により比較器１３の比較レベルを設定して第４図
Ａに示す波形の画像信号１ｌを第４図Ｂに示す如く２値
化信号３′に２値化するものである。

このようにして低いコントラストの画像信号の凹凸４，
４′も２値化することができる。

しかしながら第５図に示すように撮像器１２のラスタ走
査方向８と平行方向に長くかつ細いパターン９をレンズ
１４によって結像して撮像した場合、画像信号１′が第
６図Ａに示すようにコントラストの低い長い凹形状にな
るため、比較器１３によって減衰回路６の出力信号７′
と画像信号１′を比較して２値化しても第６図Ｂに示す
ような２値化信号１１しか得られず、正しい２値化信号
が得られない欠点を有する。

このように浮動２値化方法では、撮像器１２のラスク走
査方向より平行方向に長く、かつ細く、低いコントラス
トのパターン９が存在した場合正しく２値化することが
できない欠点を有していた。

本発明は上記した従来技術の欠点をなくシ、低いコント
ラストの微細なパターンを撮像器のラスク走査方向かか
わらず常に均等に正確に２値化できるようにした画像信
号の２値化方法を提供するにある。

即ち本発明は、撮像装置によって撮像して得られる画像
信号を少くとも高レベル、中レベル、低レベルの３種類
のスライスレベルをもって２値化し、各々を同時にｎＸ
ｍの絵素に切出して記憶させ、この高レベル及ひ低レベ
ルの記憶回路で両側の絵素に対し中央の１〜数絵素・が
異なっているか否かを２次元的に均等に検知し、その中
央の複数の絵素信号を出力させ、上記中レベルで２値化
して記憶回路に記憶された２値化絵素信号と上記絵素信
号とを重ね合せて２値化するように構成したことを特徴
とするものである。

以下本発明を図に示す実症例にもとづいて具体的に説明
する。

第７図は本発明の画像信号の２値化方法を実施する装置
の一実施例を示したブロック図である。

即ち撮像器１２からの画像信号１を比較器１３ａ，１３
ｂ，１３ｃにより２値化する。

比較器１３ａ，１３ｂ，１３ｃの２値化レベルは第８図
に示すように、各々高いレベル２ｂ，低いレベル２ｃ画
像信号の最大電圧レベルの約１／２のレベル２に設定す
る。

おのおのの比較器１３ａ，１３ｂ，１３ｃの出力はシフ
トレジスタ（１、●●、ｎａ・・ｎ）、（１、●●、ｎ
ｂ●●ｎ）（１、●●、ｎＣ，●ｎ）に次々に入力する
。

各々のシフトレジスタ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは撮像器
１２のラスク走査８画像信号の分解能と同じビット数を
持っている。

ｎｊ番目（ｊ＝ａ，ｂ，ｃ）のシフトレジスタの出力は
ｎｊ＋１番目のシフトレジスタに入力する。

各々のシフトレジスタの出力は読出し町能なメモ１川ａ
ｉｊ｝、｛ｂｉｊ｝、｛ｃｉｊ｝、ｉ，ｊ−１、●●、
ｎ＋１にシフトしつつ入力する。

画像信号１′が第７図に示す電気回路に入力すると、撮
像された画像は（ｎ＋１）Ｘ（ｎ＋１）の
要素を持つ局所的な画像｛ａｉｊ｝、（ｂｉｊ｝、｛ｃ
ｉｊ｝にて全面を走査することになる。

（ａｉｊ）、｛ｂｉｊ｝、｛ｃｉＪ｝は読出し可能なメ
モリであるのでおのおののメモリから並列に信号を出力
し演算回路１７ａ，１７ｂ，１７ｃにて｛ａｉｊ｝、
｛ｂｉｊ）、｛ｃｉｊ｝の内部で内容を相互に演算処理
することにより、画像を２次元的に処理することができ
る。

即ち本発明では、比較器１３．ｂの出力にて画像信号の
小さな凹部４、比較器１３ｃの出力にて画像信号の小さ
な凸部４′を２値化することを目的としている。

以下これを行うための具体的な演算回路１７ｂ，１７
ｃの構造を示す。

演算回路１７ｂの構造を具体的に第９図、及び第１０図
に示す。

即ち第９図ａ（ｊ、｛ｂｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（２
．２）、（３．２）、（４，２）、（２．５）（３．５
）、（４．５）の内容が全て゛１″で、（ｉｊ）：（３
．３）、（３，４）の内容が共に゛０″のとき出力ｍ１
８ａが４１１１４となるように構成した回路である
。

第９図ｂ！ｊ｛ｂｉｊ｝のうち（ｉｊ）：（２．２）、
（３．２）、（４．２）、（３．４）、（２．５）、（
３．５）、（４．５）の内容が全て゛１′′で、（ｉｊ
）：（３．３）の内容が゛０″のとき、出力端１８ｂが
゛１″となるように構或した回路である。

第９図Ｃは、｛ｂｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（２
．１）、（３．１）、（４．１）、（３．２）、（
２．４）、（３．４）、（４．４）の内容が全て゛１″
で（ｉｊ）：（３，３）の内容が゛０″のとき出力端１
８ｃが゛１′”となるように構威した回路である。

第９図ｄＧｊ｛ｂｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（１．２）
、（４．２）、（１．３）、（４．３）、（１．４）（
４．４）の内容が全てｆ＋１１１で（ｉｊ）：（
２．３）、（３．３）の内容が共に゛０′”のとき出力
端１８ｄが゛１″となるように構威した回路である。

第９図ｅは｛ｂｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（１．２）、
（１．４）、（１．３）、（２．３）、（２．４）、（
１．４）、（４．４）の内容が全てＩＩ１１＋
で（ｉｊ）：（３．３）の内容が゛Ｏ″のとき出力端１
８ｅが゛１′′となるように構成した回路である。

第９図ｆは｛ｂｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（２．２）、
（５，２）、（２．３）、（４．３）、（５．３）
、（２．４）、（５．４）の内容が全て＋１１１１
で（ｉｊ）：（３．３）の内容が゛０″のとき出カ端１
８ｆが゛１″となるように構或した回路である０なお、２０はＡＮＤ回路、２１はＮＯＲ回路である。

そして第１０図に示すように各出力端１８ａ〜１８ｆの
出力をＯＲ回路２２に入力し、その論理和をとって出力
信号１５ｂとして出力する。

更に演算回路１７ｃの構造は、具体的に第１１図；及び
第１２図に示す。

即ち第１１図ａは、（ｃｉｊ）のうち、（ｉｊ）：（２
．２）、（３，２）、（４，２）、（２．５）、（３，
５）、（４．５）の内容が全て゛’Ｏ”（ｉｊ）：（３
．３）、（３．４）の内容が共に４１１Ｉ＋のとき
、出力端１９ａが゛１″となるように構成した回路であ
る。

第１１図ｂは｛ｃｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（２，２）
、（３．２）、（４．２）、（３．４）、（２．５
）、（３．５）、（４．５）の内容が全゛Ｏ′”、（ｉ
ｊ）：（３．３）の内容が゛１″のとき、出力端１９ｂ
が゛１″となるように構威した回路である。

第１１図Ｃは｛ｃｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（２．１）
、（３．１）、（４．１）、（３．２），（２．４）、
（３．４）、（４．４）の内容の全てがＱ０
１１で、（ｉ』）：（３，３）の内容が１１１１１
のとき出力端１９ｃが゛１”となるように構或した回路
である。

第１１図ｄは、｛ｃｉｊ｝のうち（ｉｊ）：（１．２）
、（４，２）、（１．３）、（４．３）、（１．４）
、（４．４）の内容が全て゜゛０″で（ｉｊ）：（２．
３）、（３．３）の内容が共に゜゛１″のとき、出力端
１９ｄが゛゜１”となるように構威した回路である。

第１１図ｅは、｛ｃｉｊ｝のうち（ｉｊ）：（１．２）
、（４．２）、（１．３）、（２．３）（４．３）、（
１．４）、（４．４）の内容が全て゛Ｏ″で、（ｉｊ）
：（３．３）の内容が゛１″のとき、出力端１９ｅが゛
１″となるように構成した回路である。

第１１図ｆは｛ｃｉｊ｝のうち、（ｉｊ）：（２．２
）、（５，２）、（２．３）、（４．３）、（５，
３）、（２．４）、（５．４）の内容が全て゛
Ｏ″で（ｉｊ）：（３．３）がｆ＋１１１の
とき出力端１９ｆが１１１１１となるように構或し
た回路である。

なお、２８はＮＯＲ回路、２９はＡＮＤ回路である。

そして第１２図に示すように各出力端１９ａ〜１９ｆの
出力をＯＲ回路２４に入力し、その論理和をとって出力
信号１５ｃとして出力する。

そこで第１４図Ａ−Ｄに示すようにＸ軸方向、またはＹ
軸方向に（ｂｉｊ）に切出される絵素幅の２倍以下の微
小な黒パターン、例えばＡに示す黒スポット、またはＢ
に示すＹ軸方向に延ひた２絵素以下の微細幅の黒パター
ン、またはＣに示すＸ軸方向に延びた２絵素以下の微細
幅の黒パターン、またはＤに示す傾斜した２絵素以下の
微細幅の黒パターンの場合、１８ａ〜１８ｆのうちどれ
かに゜゛１′′なる信号が検知され、ＯＲ回路２２の出
力端１５ｂから゛１″なる信号が出力される。

そして第１５図Ａ−Ｄに示すようにＸ軸方向、またはＹ
軸方向に｛ｃｉＪ｝に切出される絵素幅の２倍以下の微
小な白パターン、例えばＡに示す白スポット、またはＢ
に示すＹ軸方向に延ひた２絵素以下の微細幅の白パター
ン、またはＣに示すＸ軸方向に延ひた２絵素以下の微細
幅の白パターン、またはＤに示す傾斜した２絵素以下の
微細幅の白パターンの場合、１９ａ〜１９ｆのうちどれ
かに゛１″なる信号が検知され、ＯＲ回路２４の出力端
１５ｃから゛１゛′なる信号が出力される。

更に第１３図に示すように出力端１５ａからはスレツシ
ョルトレベル２で２値化され、｛ａｉｊ｝のメモリに絵
素として切出されて記録された通常の２値化信号が出力
される。

そして第７図に示すようにこれらの出力信号１５ａを出
力信号１５ｃとをＯＲ回路２５によって論理和をとり、
このＯＲ回路２５の出力を出力信号１５ｂをインバータ
した出力とをＡＮＤ回路２６によって論理積をとり、所
望の２値化信号出力２７を得ることができる。

この過程を図で示すと第１６図のようになる。

即ち撮像したパターンに白もしくは黒の微細なパターン
９がある場合、従来通常に行なわれている２値化法では
３に示すように２値化できないが、上記実施例によれば
演算回路１７ａ，１７ｂ，１７ｃの出力１５ａ，
ｌ５＋），１５ｃは微細な白または黒のパターンを検知
し、その合成２値化信号２ｂはこれらのパターンを全て
２値化している。

以上説明したように本発明によれば、従来正しく２値化
できなかった微細なパターン即ち微細な欠陥を等方２次
元的に２値化できるようになり、製品の歩留り、信頼性
を大幅に向上させることができる顕著な効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは撮像器から得られる画像信号の波形を示した
図、第１図Ｂは第１図Ａに示す画像信号を通常の２値化
方法によって得られる２値化信号波形を示した図、第２
図は微小なパターンを撮像した場合に得られる画像信号
を示す図、第３図は従来の浮動２値化によって２値化す
る回路のブロック図、第４図Ａは画像信号と遅延回路及
ひ減衰回路を通して得られる信号とを示した図、第４図
Ｂは浮動２値化法によって得られる２値化信号波形を示
した図、第５図は、撮像器のラスク走査とパターンの関
係を示した図、第６図はラスク走査の方向に長い微細な
パターンを撮像した場合に得られる画像信号と、従来の
浮動２値化法によって２個化した場合の不適当な２値化
結果を示す図、第７図は本発明の画偉信号の２値化方法
を実施する装置の一実症例を示す構或ブロック図、第８
図は画像信号を設定した３個の２値化レベルを示した図
、第９図及び第１０図は第７図に示す高レベルに対応し
た演算回路を示す具体的構成図、第１１図及ひ第１２図
は第７図に示す低レベルに対応した演算回路を示す具体
的構戊図、第１３図は第７図に示す中レベルに対応した
演算回路を示した図、第１４図及ひ第１５図は本発明に
より２値化できる微細なパターンの例を示した図、第１
６図は本発明による２値化の働きを説明するため図であ
る。符号の説明、１，１’・・・・・・画像信号、１２・・
・・・・撮像器、９・・・・・・微細パターン、１３ａ
，１３ｂ，１３ｃ・・・・・・比較器、１７ａ，１７ｂ
，１７ｃ・・・・・・演算回路、１５ａ，１５ｂ，
１５ｃ・・・・・・出力端、２０，２９・・・・・
・ＡＮＤ回路、２１．２８・・・・・・ＮＯＲ回路、
２２．２４−・−・・ＯＲ回路、｛ａｉｊ｝
，｛ｂｉｊ｝，｛ｃｉｊ｝・・・・・・切出回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１ラスタ走査形の撮像器でパターンを撮像し、この撮
像器から得られる画像信号を少くとも、高、中、低の３
種類のレベルによって２値化し、これら２値化信号の各
々をｍＸｎの切出回路の各々に切出して一時記憶させ、
高レベルに対応する切出回路及ひ低レベルに対応する切
出回路で両側の絵素に対して中央の１〜数絵素が異なっ
ているか否かをＸ軸方向及ひＹ軸方向に亘って検知し、
異なっているとき得られるその中央の絵素信号と、中レ
ベルに対応する切出回路より出力される２値化絵素信号
とを重ね合せて２値化信号に形戊することを特徴とする
画像信号の２値化方法。