JPS5930174A - 方向コ−ド演算回路 - Google Patents
方向コ−ド演算回路Info
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- JPS5930174A JPS5930174A JP57139178A JP13917882A JPS5930174A JP S5930174 A JPS5930174 A JP S5930174A JP 57139178 A JP57139178 A JP 57139178A JP 13917882 A JP13917882 A JP 13917882A JP S5930174 A JPS5930174 A JP S5930174A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory
- direction code
- deltay
- deltax
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- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/20—Image preprocessing
- G06V10/36—Applying a local operator, i.e. means to operate on image points situated in the vicinity of a given point; Non-linear local filtering operations, e.g. median filtering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、画像信号から当該物体形状を判別するだめの
方向コードの演算を高速で処理する方向コード演算回路
に関するものである。
方向コードの演算を高速で処理する方向コード演算回路
に関するものである。
まず、方向コードについて、第1図の方向コードの演算
原理図によって説明する。
原理図によって説明する。
方向コードは、第1図(イ)に示すように、画像の濃淡
部りの輪郭部りの着目点Aにおける接線′rの法IN方
向と極座標軸Pとの角度θで定義される。
部りの輪郭部りの着目点Aにおける接線′rの法IN方
向と極座標軸Pとの角度θで定義される。
これを1つの候補点の画面全体にわたって求めることに
より、物体形状特有の方向成分を持った方向コード分布
11が得られる。
より、物体形状特有の方向成分を持った方向コード分布
11が得られる。
方向コードθの演算方法は、例えば、3×3絵素で切り
出した各画面に対し、横方向(X方向)成分の検出パタ
ーンXtおよび縦方向(Y方向)成分の検出パターンY
rを使用して尚該着目点における3×3絵素内の濃度(
輝度)ρから演算を行なうことによって求められる。こ
こで、Vo〜■8け各絵素の濃度であり、 すなわち、方向コードθは、下記(3)、 (4)式の
X方向、Y方向の濃度勾配ΔX、ΔYかも、下記(5)
式によって求められる。
出した各画面に対し、横方向(X方向)成分の検出パタ
ーンXtおよび縦方向(Y方向)成分の検出パターンY
rを使用して尚該着目点における3×3絵素内の濃度(
輝度)ρから演算を行なうことによって求められる。こ
こで、Vo〜■8け各絵素の濃度であり、 すなわち、方向コードθは、下記(3)、 (4)式の
X方向、Y方向の濃度勾配ΔX、ΔYかも、下記(5)
式によって求められる。
ΔX=V++Vz+Vs −V< V5 Vs
−−・”(3)ΔYニV2 +V3 +V4−Vs
V7 V8 ・・・・・・・・・(4)
θ=+、an−’ (ΔY/ΔX) ・・
曲・・・・(5)以上の演算を切出し画面を1絵素ずっ
ンフトしながら全画面について行い、−画面内の角度θ
と、その角度が生じる頻度分布0を第1図(ロ)のよう
に求めることにより、物体の形状判別を行うことができ
る。
−−・”(3)ΔYニV2 +V3 +V4−Vs
V7 V8 ・・・・・・・・・(4)
θ=+、an−’ (ΔY/ΔX) ・・
曲・・・・(5)以上の演算を切出し画面を1絵素ずっ
ンフトしながら全画面について行い、−画面内の角度θ
と、その角度が生じる頻度分布0を第1図(ロ)のよう
に求めることにより、物体の形状判別を行うことができ
る。
以上、説明した方向コードθの頻度分布r1を用いて形
状判別を行なう例として、第2図に示す代表的図形の方
向コード分布図で説明する。
状判別を行なう例として、第2図に示す代表的図形の方
向コード分布図で説明する。
第2図(イ)のような円形パターンの場合は、0〜/
360°全周にわたる一様な方向成分を持ち、同図(ロ
)のような正方形パターンの場合は、4而の境界の長さ
に相当する頻度を持ち、900間隔で等しい方向コード
分布を持つ。また、同図(ハ)のIF三角形パターンも
同様な方法により、120°間隔の3つの等しいピーク
値をもつことが容易に理解される。しだがって、これら
の方向コード分布を知ることにより、逆に物体形状を判
別することができる。
)のような正方形パターンの場合は、4而の境界の長さ
に相当する頻度を持ち、900間隔で等しい方向コード
分布を持つ。また、同図(ハ)のIF三角形パターンも
同様な方法により、120°間隔の3つの等しいピーク
値をもつことが容易に理解される。しだがって、これら
の方向コード分布を知ることにより、逆に物体形状を判
別することができる。
次に、この方向コードを求める従来方式の一例としては
、第3図に示す方向コード演算方式に示すように、通常
の顕微鏡、照明方法による光学系lを通し、ウニ・・W
F上の候補点を撮像装置2によって走査・検出する。検
出した映鐵信号は、逐次に画像信号入力装置3を通して
計算機4内のメモリに取り込む。
、第3図に示す方向コード演算方式に示すように、通常
の顕微鏡、照明方法による光学系lを通し、ウニ・・W
F上の候補点を撮像装置2によって走査・検出する。検
出した映鐵信号は、逐次に画像信号入力装置3を通して
計算機4内のメモリに取り込む。
甜算機4は、その演算プログラムメモリ5から当該プロ
グラノ・を取り出し、そのソフトウェア処理により、任
意の絵素を切り出しながら、X、Y方向の輝度勾配を演
算して、方向コード分布の演豹・処理・作成をし、必要
に応じてモニタテレビジョン6を見ながら、この分布か
らウエノ・WF衣表面」二の欠陥判別等を行っていた。
グラノ・を取り出し、そのソフトウェア処理により、任
意の絵素を切り出しながら、X、Y方向の輝度勾配を演
算して、方向コード分布の演豹・処理・作成をし、必要
に応じてモニタテレビジョン6を見ながら、この分布か
らウエノ・WF衣表面」二の欠陥判別等を行っていた。
この従来方式は、画像信号の取り込みから方向コ・−ド
の一画面内の分布作成まで、すべてソフトウェア処理で
行っているため、膨大な時間(約40秒)を要するとい
う欠点があった。
の一画面内の分布作成まで、すべてソフトウェア処理で
行っているため、膨大な時間(約40秒)を要するとい
う欠点があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、方
向コードの演算処理に大幅な時間短縮をもたらすととが
できる方向コード演算回路を提供することにある。
向コードの演算処理に大幅な時間短縮をもたらすととが
できる方向コード演算回路を提供することにある。
本発明に係る方向コード演算回路の構成は、撮像装置に
よって走査・検出した対象物の画面についてアナログの
画像信号を逐次にディジタル化するA/D変換器と、そ
のディジタル化映像信号を所定の絵素切出しに基づいて
順次に絵素輝度データを蓄積する所要連続ライン数分の
シフトレジスタ群と、同じく、その各シフトレ外スタか
ら各絵素の輝度データの取出し・蓄積をする切出しレジ
スタ群と、上記各切出し絵素の輝度データから当該画面
内の横方向・縦方向ごとに輝度勾配を求める補数器・加
算器の各組と、横方向の輝度勾配の逆数を出力しつるよ
うに逆数テーブルが書き込まれているメモリと、その出
力と上記縦方向の輝度勾配との掛算を行う掛算器と、そ
の演算結果の入力に従って対応する方向コードを出力し
つるように方向コードテーブルが書き適寸れているメモ
リと、その各方向コードをアドレスとして順次に当該頻
度テーブルを書き込みつるメモリとからなり、前記頻度
テーブル用のメモリについてインクリメン1−をしなツ
ウ頻度テーブルの作成を当該画面の取込み時間内で行い
つるようにしだものである。
よって走査・検出した対象物の画面についてアナログの
画像信号を逐次にディジタル化するA/D変換器と、そ
のディジタル化映像信号を所定の絵素切出しに基づいて
順次に絵素輝度データを蓄積する所要連続ライン数分の
シフトレジスタ群と、同じく、その各シフトレ外スタか
ら各絵素の輝度データの取出し・蓄積をする切出しレジ
スタ群と、上記各切出し絵素の輝度データから当該画面
内の横方向・縦方向ごとに輝度勾配を求める補数器・加
算器の各組と、横方向の輝度勾配の逆数を出力しつるよ
うに逆数テーブルが書き込まれているメモリと、その出
力と上記縦方向の輝度勾配との掛算を行う掛算器と、そ
の演算結果の入力に従って対応する方向コードを出力し
つるように方向コードテーブルが書き適寸れているメモ
リと、その各方向コードをアドレスとして順次に当該頻
度テーブルを書き込みつるメモリとからなり、前記頻度
テーブル用のメモリについてインクリメン1−をしなツ
ウ頻度テーブルの作成を当該画面の取込み時間内で行い
つるようにしだものである。
これを要するに、画像信号の取込みに従って当該各方向
コ△ドをリアルタイムで求め、得るようにするものであ
る。
コ△ドをリアルタイムで求め、得るようにするものであ
る。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第4図は、本発明に係る方向コード演算回路の一実施例
のブロック図である。
のブロック図である。
ここで、11は、対象物WF(例えば、半導体つ上・・
)の光学像を撮像装置12に与える光学装置、13は、
撮像装置12から出力されるアナログの画像信号を逐次
にディジタル化(例えば、6ビツト化)するA、 /
D変換器、14A、、14B。
)の光学像を撮像装置12に与える光学装置、13は、
撮像装置12から出力されるアナログの画像信号を逐次
にディジタル化(例えば、6ビツト化)するA、 /
D変換器、14A、、14B。
14Cは、そのディジタル化画像信号の絵素切出しく例
えば、3×3絵素切出し)に応じて所定数(例えば3)
の連続各ライン(例えば、各256絵素)の蓄積をする
シフトレジスタ、15A。
えば、3×3絵素切出し)に応じて所定数(例えば3)
の連続各ライン(例えば、各256絵素)の蓄積をする
シフトレジスタ、15A。
15B、15Cは、その切出し絵素の輝度を蓄積する切
出しレジスタ、16A、、16Bは、切出し絵素の縦方
向、横方向の各基準値について2の補数を求める補数器
、17A、、17Bは、その出力と−」ユ記基準値と逆
方向の切出し絵素輝度との加算を行って横方向、縦方向
の輝度勾配を求める加算器、18は、横方向の輝度勾配
の逆数を求めるテーブルが書き適寸れているメモリ、1
9は、横方向の輝度勾配の逆数と縦方向の輝度勾配との
掛算を行う掛算器、20は、その掛算結果を入力して対
応する方向コードを出力するテーブルが書き込まれてい
るメモ1ハ 21は、その方向コードをアドレスとして
当該頻度テーブルが書き込まれ、そのデータをデータバ
ス23を介して計算機CM Pへ出力するとともに、+
1加算器22によって順次にインクリメントされるよう
にしたメモリである。
出しレジスタ、16A、、16Bは、切出し絵素の縦方
向、横方向の各基準値について2の補数を求める補数器
、17A、、17Bは、その出力と−」ユ記基準値と逆
方向の切出し絵素輝度との加算を行って横方向、縦方向
の輝度勾配を求める加算器、18は、横方向の輝度勾配
の逆数を求めるテーブルが書き適寸れているメモリ、1
9は、横方向の輝度勾配の逆数と縦方向の輝度勾配との
掛算を行う掛算器、20は、その掛算結果を入力して対
応する方向コードを出力するテーブルが書き込まれてい
るメモ1ハ 21は、その方向コードをアドレスとして
当該頻度テーブルが書き込まれ、そのデータをデータバ
ス23を介して計算機CM Pへ出力するとともに、+
1加算器22によって順次にインクリメントされるよう
にしたメモリである。
まず、対象物である半導体ウニ・・W Fの画像を光学
装置11によって撮像装置12にtjえ、その画像信号
をA/D変換器13によってディジタル信号に変換し、
そのデータを3ライン分のシフトレジスタ14A、14
13,14Cへ順次に入力し、これらの最終段から」二
記A/D変換と同期して3×3絵素ごとに切出しを行い
、切出しレジスタ15A、15B、15Cへの蓄積を行
なう。
装置11によって撮像装置12にtjえ、その画像信号
をA/D変換器13によってディジタル信号に変換し、
そのデータを3ライン分のシフトレジスタ14A、14
13,14Cへ順次に入力し、これらの最終段から」二
記A/D変換と同期して3×3絵素ごとに切出しを行い
、切出しレジスタ15A、15B、15Cへの蓄積を行
なう。
A/I)変換器13は、例えば5 M H2程度でサン
プリングし、61)+t (64階調)程度のものであ
る。対象物が比較的単純な幾何学形状のパターンを扱う
場合には、6bitの分解能で充分である。
プリングし、61)+t (64階調)程度のものであ
る。対象物が比較的単純な幾何学形状のパターンを扱う
場合には、6bitの分解能で充分である。
まだ、1ライン分の各7フトレジスタ14A〜14 C
は256絵素程度の長さを持ち、奥行きはA/I)変換
器13と同様の1)it幅(6b已)を有している。ま
だ、切出しレジスタ15A〜15Cは、/リアルイン・
パラレルアウト型のソフトレジスタで、各3絵素の長さ
で構成されており、奥行は同様に6bロ構成としている
ので、シフトレジス、り14A〜14Cの奥行方向に対
して6bit分たけ並列に接続することにより容易に構
成が可能である。
は256絵素程度の長さを持ち、奥行きはA/I)変換
器13と同様の1)it幅(6b已)を有している。ま
だ、切出しレジスタ15A〜15Cは、/リアルイン・
パラレルアウト型のソフトレジスタで、各3絵素の長さ
で構成されており、奥行は同様に6bロ構成としている
ので、シフトレジス、り14A〜14Cの奥行方向に対
して6bit分たけ並列に接続することにより容易に構
成が可能である。
・/7トレジスタ14A〜14 cの長さ、奥行は、取
り込む両像の必要な分解絵素数2階調によって適宜法め
られる。−!、だ、3×3絵素の切出しも同様である。
り込む両像の必要な分解絵素数2階調によって適宜法め
られる。−!、だ、3×3絵素の切出しも同様である。
。
次に、画像信号の切出しタイミングに同期して切出しだ
3×3絵素の各多値画面データVo〜V%から、水平、
垂直方向の濃度(輝度)勾配ΔX、ΔYを、2の補数を
求める補数器16A。
3×3絵素の各多値画面データVo〜V%から、水平、
垂直方向の濃度(輝度)勾配ΔX、ΔYを、2の補数を
求める補数器16A。
16Bおよび加算器17A、17Bによる演算によって
得る。
得る。
その結果、切出し画面のΔY/ΔXの割算は、1/ΔX
を当該データテーブルの書かれているメモリ18から求
めた後、掛算器19によつ−C高速で実現することがで
きる。この割算結果から、ΔY/ΔXとθ(= tan
”” (ΔX/ΔY);例えば3600/64分割)と
の対応を示すθテーブルが書き込まれたメモリ20によ
り、方向:1− ドθが求められる。
を当該データテーブルの書かれているメモリ18から求
めた後、掛算器19によつ−C高速で実現することがで
きる。この割算結果から、ΔY/ΔXとθ(= tan
”” (ΔX/ΔY);例えば3600/64分割)と
の対応を示すθテーブルが書き込まれたメモリ20によ
り、方向:1− ドθが求められる。
求められた各方向コードθは、順次、計算機CMPと共
有する頻度分布作成用のメモリ21に対し、方向コード
θを当該アドレスに対応させ、+1加算器22によって
当該頻度に」−1(インクリメント)しながら書き込ま
れる。メモリ21の容量としては、上述例の場合、64
X8bit程度のものでよい。
有する頻度分布作成用のメモリ21に対し、方向コード
θを当該アドレスに対応させ、+1加算器22によって
当該頻度に」−1(インクリメント)しながら書き込ま
れる。メモリ21の容量としては、上述例の場合、64
X8bit程度のものでよい。
ここで、各メモリ18,20.21は、例えば、市販さ
れている高速バイポーラメモリ(アクセスタイムが30
〜40nS程度)を使用して容易に実現できる。
れている高速バイポーラメモリ(アクセスタイムが30
〜40nS程度)を使用して容易に実現できる。
なお、方向コード分布ヒストグラム作成までの処理時間
は約20m5であり、欠陥の判定までの処理時間は約4
秒/1画面となり、従来の処理時間に対して約1/10
に短縮されたものとなる。
は約20m5であり、欠陥の判定までの処理時間は約4
秒/1画面となり、従来の処理時間に対して約1/10
に短縮されたものとなる。
以」−の」:つにL−C方向コードの頻度分布をメモリ
21内に求めることができるが、この分布を判別するた
めに言1算機CMPから読出しおよびイニ/ヤルクリア
書込み力虹」−能となるようにデータバス23が接続さ
れている。しだがって、形状判別においては、計算機C
M I)は、このメモリ21の分布を読み出して判別を
するだけでよく、分布判別の演算処理の大幅な高速化か
り能となる。
21内に求めることができるが、この分布を判別するた
めに言1算機CMPから読出しおよびイニ/ヤルクリア
書込み力虹」−能となるようにデータバス23が接続さ
れている。しだがって、形状判別においては、計算機C
M I)は、このメモリ21の分布を読み出して判別を
するだけでよく、分布判別の演算処理の大幅な高速化か
り能となる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、従来か
ら計算機のソフトウェアで全演算処理がされていた方向
コードの演算は、本回路の専用処理ハードウェアを用い
ることにより、一画面の取込時間内で方向コードを求め
ることができるので大幅な時間短縮をはかることができ
るとともに、ウェハ等の欠陥検査においても飛躍的な高
速化と欠陥判別の高信頼度化が得られ、その効果は顕著
である。
ら計算機のソフトウェアで全演算処理がされていた方向
コードの演算は、本回路の専用処理ハードウェアを用い
ることにより、一画面の取込時間内で方向コードを求め
ることができるので大幅な時間短縮をはかることができ
るとともに、ウェハ等の欠陥検査においても飛躍的な高
速化と欠陥判別の高信頼度化が得られ、その効果は顕著
である。
まだ、画像認識の物体形状判定に利用できるばかりでな
く、a淡画像を扱うような3次元物体への形状認識への
適用も可能となる。
く、a淡画像を扱うような3次元物体への形状認識への
適用も可能となる。
第1図は、方向コードの演算原理図、第2図は、代表的
図形の方向コード分布図、第3図は、従来の方向コード
演算方式の一例の方式構成図、第4図は、本発明に係る
方向コード演算回路の一実施例のブロック図である。 11・・・光学装置、12・・・撮像装置、13・・・
A、 / I)変換k、14 A〜14C・・・シフト
レジスタ、15八〜15C・・・切出しレジスタ、16
A、16B・・・補数器、17A、、17B・・・加算
器、18・・・メモリ、19・・・掛算器、20.21
・・・メモリ、22・・・+1加算器、23・・・デー
タバス。 代理人 弁理士 ネt1印」幸作 (ほか1名)
図形の方向コード分布図、第3図は、従来の方向コード
演算方式の一例の方式構成図、第4図は、本発明に係る
方向コード演算回路の一実施例のブロック図である。 11・・・光学装置、12・・・撮像装置、13・・・
A、 / I)変換k、14 A〜14C・・・シフト
レジスタ、15八〜15C・・・切出しレジスタ、16
A、16B・・・補数器、17A、、17B・・・加算
器、18・・・メモリ、19・・・掛算器、20.21
・・・メモリ、22・・・+1加算器、23・・・デー
タバス。 代理人 弁理士 ネt1印」幸作 (ほか1名)
Claims (1)
- 1、撮像装置によって走査・検出した対象物の画面につ
いてアナログの画像信号を逐次にディジタル化するA/
D変換器と、そのディジタル化映像信号についての所定
の絵素切出しに基づいて、順次に絵素データを蓄積する
所要連続ライン数分のシフトレジスタ群と、同じく、そ
の各シフトレジスタから各絵素の輝度データの取出し・
蓄積をする切出しレジスタ群と、」二記各切出し絵素の
輝度データから当該画面内の横方向・縦方向ごとに輝度
勾配を求める補数器・加算器の各組と、横方向の輝度勾
配の逆数を出力しつるように逆数テーブルが書き込まれ
ているメモリと、その出力と上記縦方向の輝度勾配との
掛算を行う掛算器と、その演算結果の入力に従って対応
する方向コードを出力しつるように方向コードテーブル
が書き込まれているメモリと、その方向コードをアドレ
スとして順次に当該頻度テーブルを書き込みつるメモリ
とからなり、前記頻度テーブル用のメモリについてイン
クリメントをしながら頻度テーブルの作成を当該画面の
取込時間内で行いつるよ゛うに構成したことを特徴とす
る方向コード演算回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57139178A JPS5930174A (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | 方向コ−ド演算回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57139178A JPS5930174A (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | 方向コ−ド演算回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5930174A true JPS5930174A (ja) | 1984-02-17 |
Family
ID=15239382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57139178A Pending JPS5930174A (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | 方向コ−ド演算回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5930174A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63153687A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | Fujitsu Ltd | 指紋の紋様検出方法および装置 |
-
1982
- 1982-08-12 JP JP57139178A patent/JPS5930174A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63153687A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | Fujitsu Ltd | 指紋の紋様検出方法および装置 |
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