JPS62280975A - プリント回路の光学的検査方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、プリント回路の光学検査の方法および装置に
関する。

Ｂ、従来技術およびその問題点 プリント回路に伴う一般的な問題は、その回路の構成要
素全体のオペラビリテイにあり、最終製品が、プリント
回路の多数の層が相互接続されて一つの操作単位を形成
する、多層プリント回路基板である場合に、特にそうで
ある。１つの層、１つの構成要素または１本の接続線の
故障が回路基板全体にとって致命的なものとなることが
あり、したがって歩留り、労力および資源の著しい損失
が生じる。

既存の光学検査の方法は、参照比較法の場合にあてはま
るように、真実なほとんど管理不能な量の参照情報を使
用し、たり、または、設計規則法の場合のようにエスケ
ープや誤警報の発生率が比較的高くなったりする。

誤警報の発生率が高いため、完全に自動化された意志決
定が禁止され、疑わしい領域に致命的な故障があるかど
うかを人為的に確定するために高価な人力による介入が
必要となる。エスケープは、高価な組立て済み基板が拒
絶されるので、全く許容されない。

自動光学検査法の望ましい性質には、下記のものがある
。

（イ）エスケープと誤警報の発生率がゼロ。致命的な故
障のみが検出される。

（ロ）検出過程で人間が介入しない。

（ハ）参照データ量が小さい。

（ニ）入力ラスター走査データをデータ収集速度で処理
する。

（ホ）故障の付近のスナップ・ショットが可能になるよ
うに、オン・ザ・フライ方式で故障を検出する。

これらの要件は、既存の方法で同時に満たすことはでき
ない。致命的な故障、たとえば、回路の誤動作を引き起
す故障には必ずしも相当しない様々なエラーの定義を含
んでいるからである。

本発明で提案する方法は、広い均一な領域の全ビット参
照比較と、線パターンの導電性分析を組み合わせること
によって、こうした要件をすべて満たす。

多層プリント回路基板の単一層のようにプリント回路が
接続線だけを含む場合、ここに提案する方法は、プリン
ト回路ビット・イメージの一般化された導電性分析に還
元される。この分析は、考え方の上で実際の電気的接続
／絶縁テストと同等であり、したがって、線の端末間の
正確な接続を確実に確認する。一般化された（以下、単
に「一般化」ともいう導電性分析と広範な領域のみに対
する参照比較を組み合わせると、参照データ量を小さく
保ちながら、検査の高い信頼性かもたらされる。

自動光学検査には２つの基本的な方法がある。

１、利用可能なすべての点で、またはある種の領域で、
または導電性トレースの中心を通るベクトルに沿って、
検査されるイメージを参照イメージを比較する、「参照
比較法」。

この方法の利点は、そのアルゴリズムが単純なこと、お
よびエスケープが無いことである。欠点は、オーバーキ
ルの発生率が高いことおよび真実な参照データ量が必要
なことである。

オーバーキル、すなわち、誤警報は、導線トレース上の
わずかな歪みによって引き起される。この歪みは、デー
タと参照の間の不一致として解釈されるが、それらは必
ずしも回路の誤動作を引き起すとは限らない。誤警報を
とり除くために、データと参照の間の不一致を知能プロ
セッサによって後で分析しなければならない。

導線端部の周囲にｒｄｏｎ′ｔ　ｃａｒｅ　（無視）」
領域を追加しても、誤警報の発生率がまだ大きいため。

この問題は完全に処置不可能な状態からやつと管理可能
な状態になるだけである。技術がより微細になり導線ト
レースの幅が歪みの大きさに匹敵するものになるにつれ
、状況は特に厳しいものとなる。

最悪の場合、参照比較法は、一層につき１０００メガバ
イトに達するｃａｒｓ／ｄｏｎ’　ｔ　ｃａｒｅ情報な
らびに完全な参照情報を保持しなければならない。

圧縮によって参照データ量は１０〜２０メガバイトに減
少するが、参照イメージの導度が増加するにつれて圧縮
率は減少する。したがって、参照量は密度の高い線パタ
ーンでは依然として太きいままである。その上、迅速な
オン・ザ・フライ式の圧縮解除が問題になる。

２、検査されるイメージが通常の局部フィーチャの寸法
、形状、形態など局部（ｌｏｃａｌ）設計規則に一致す
るかどうかを検査することによって故障の検出を行なう
、「設計規則法」。

設計規則法の利点は、比較的単純であることおよび参照
データ量が小さいことである。しかし、この方法は、主
にエスケープと誤警報のどちらも生じる。たとえば、こ
の方法は、完全に消滅したフィーチャならびに余りに位
置が移動しすぎた導線端末を検出できない。実施上の制
限（分析可能なウィンドウの寸法）のため、実際のエス
ケープとオーバーキルの発生率は極めて高い。

他の欠点は、この方法が特定の設計規則の実施に大幅に
依存しており、こうした規則が変わった場合再プログラ
ミングがほとんど不可能なことである。

文献には、上記の２つの方法のどちらかにもとづく光学
検査器械が多数記載されている。関連する参照文献の例
を下記に示した。

Ｍ、エジリ（Ｅｊｉｒｉ）、Ｔ、ウノ（ｌＪｎｏ）、Ｍ
、メセ（Ｍｓａｓ）、　Ｓ、イケダ（Ｉｋｅｄａ）によ
る［複雑なパターン中の欠陥を検出するプロセス（Ａ　
ＰｒｏｃｅｓｓＦｏｒ　Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　Ｄｅｆｅ
ｃｔｓ　ｉｎ　ＣｏｍｐｌｉｃａｔｅｄＰａｔｔｅｒｎ
ｓ）Ｊ、コンピュータ・グラフィックス・イメージゆプ
ロセス（Ｃ，ｏｍｐｕｔ　Ｇｒａｐｈｉｃａ　Ｉｍａｇ
ｅＰｒｏｃｅｓｓ）　２、ｐｐ、３２６−３３９（１９
７３年）。

Ｌ、クラカナ−（Ｋｒａｋａｎｓｒ）、Ｔ、パブリゾイ
ス（Ｐａｖｌｉｄｉｓ）の「幾何学方法による視覚によ
るプリント配線基板の故障の検出（Ｖｉｓｎａｌ　Ｐｒ
ｉｎｔｅｄＷｉｒｉｎｇ　Ｂｏａｒｄ　Ｆａｕｌｔ　Ｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ａＧｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ阿
ｅｔｈｏｄ）Ｊ、プリンストン大学コンピュータ・サイ
エンス研究所、テクニカル・レボ−ｈ　　　（（：ｏｍ
ｐｕｔｅｒ　　５ｃｉｅｎｃｅ　　Ｌａｂ、　　　Ｐｒ
１ｎｃｅｔｏｎｔｌｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、　Ｔｅｃｈｎ
ｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ）　２４８、（１９７８年）。

Ｗ、Ａ、ベントリー（Ｂｅｎｔｌｅｙ）の「検査ニブリ
ント回路基板（ＰＣＢ）の自動光学検査器（Ｔｈｅ　Ｉ
ｎ５ｐｅｃｔｏｒ　：　Ａｎ　ＡｕｔｏＩＩＩｅｔｉｃ
　Ｄｐｔｉｃａｌ　Ｐｒ１ｎｔｅｄＣｉｒｃａｉｔ　Ｂ
ｏａｒｄ（ＰＣＢ）Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ）Ｊ　Ｐｒｏｃ
、　５ＰＩＥ２０１、ｐｐ、３４−３７　（１９７９年
）。

ジョン−Ｆ、ジャービス（Ｊｏｈｎ　Ｆ、　Ｊａｒｒｉ
ｓ）の「プリント配線基板の視覚検査の自動化方法（Ａ
Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ＯｎｔｏＩＩＩａｔｉｎｇ　ｔ
ｈｅ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎｏｆ　Ｐｒ
１ｎｔｅｄ　Ｗｉｒｉｎｇ　Ｂｏａｒｄｓ）ＪＩＥＥＥ
、　ＰＡＭニー　２、＆１　（１９８０年）１月。

ジョン：Ｆ、ジャービス（Ｊｏｈｎ　Ｆ、　Ｊａｒｖｉ
ｓ）の「視覚検査の自動化（Ｖｉｓｕａｌ　Ｉｎｓｐｅ
ｃｔｉｏｎＯｕｔｏｍａｔｉｏｎ）　ＪＩＥＥＥコンピ
ュータ、１９８０年５月。

Ｎ、ゴドー（Ｇｏｔｏ）、Ｔ、コンドウ（Ｋｏｎｄｏ）
の［プリント配線基板マスクの自動検査システム（八ｎ
　　Ａｕｔｏ＋ｍａｔｉｃ　　Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ　
　Ｓｙｓｔｅｍ　　Ｆｏｒ　　ＰｒｉｎｔｅｄＷｉｒｉ
ｎｇ　Ｂｏａｒｄ　Ｍａｓｋｓ）Ｊパターン・リコグニ
ション（Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｎ）、Ｖ
ｏｌ、　１２、ｐｐ、４４３−４５６　（１９８０年）
。

Ｃ１問題点を解決するための手段 本発明による方法は、Ｊ、マンドヴイル（Ｊ。

Ｍａｎｄｅｖｉｌｌ）の提案と密接に関係している。マ
シドヴイルの提案は、骨格だけのデータのある種の一般
的特徴を検出し、そのデータのタイプと位置を参照デー
タ・リストと比較することによって、上記の２つの方法
を結合させたものである。マンドヴイルの提案は、下記
に記されている。

Ｊ、Ｒ，マウドヴイル（Ｊ、　Ｒ，Ｍａｎｄｅｖｉｌｌ
ｅ）ｒプリント回路イメージ分析の新しい方法（ＮＯＶ
６１Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　
Ｐｒ１ｎｔｅｄ　ＣｉｒｃｕｉｔＩｍａｇｅｓ）Ｊ、Ｉ
ＢＭ　Ｊ、　１ｌｅｓ、　Ｄｅｖ、　Ｖｏｌ、　２９、
＆１．１９８５年１月。

マンドヴイルの提案には、比較的単純であることおよび
参照データ量が小さいという利点がある。

しかし、依然としてエスケープからは解放されておらず
、特に誤警報がなくなっていない。ただし。

それらの発生率は、上記の方法よりもずっと小さくなる
。

以下の記述で説明する方法は、マンドヴイルの提案とは
導電性分析の点で異なっているが、それは、導電性がプ
リント回路基板層の主要な一般的特徴だからである。圧
縮された導電性の記述が、光学データから導き出され、
参照データ・リストと比較され、信号線層に対するエス
ケープのない判定が得られる。

プリント回路の表面が光学的に走査され、得られたデー
タが、若干の事前処理の後、故障のないプリント回路を
表わす参照データと比較される。

事前処理には、回路内の線の導電性の減少を線の特定の
フィーチャの接続性が還元することが含まれている。比
較は、ある種のチェック・ポイントの大域ラベルとそれ
に対応する点の事前に計算された参照の大域ラベルとを
対応させて実行され、他のチェック・ポイントの大域ラ
ベルが対応する参照の大域ラベルと比較され、不一致が
あれば「開路（ｏｐｅｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ）Ｊ型の欠点
があることになり、異なる大域ラベル間の組合せ事象が
あれば、「短絡（ｓｈｏｒｔ　ｃｉｒｗｉｔ）Ｊ型の欠
点があることになる。

Ｄ、実施例 多層プリント回路基板のある特定の層の検査における一
つの問題は、その層が果すべき機能に関するものである
。ここで提案する方法は、プリント・パターンの導電性
属性を検査することによっである層の主要機能に適合す
る。ある層のプリント・パターンの主要機能は数個の点
の間を導通または絶縁させることなので、検査される層
の下記の４つの基本的な特徴を識別しなければならない
６１、二つの端点を間を適切に導通させる機能を有する
導電性トレース。

２、周囲の機構（ｆｅａｔｕｒｅ）の間を適切に絶縁さ
せる機能を有する他の機構の間の導体のない間隙。

３、その層と「外の世界（ｏｕｔｅｒ　−ｗｏｒｌｄ）
　Ｊ、すなわち別の層または構成要素の間を導通させる
機能を有する充填（ｆｉｌｌ　−ｉｎ）領域。

４、穴が設けられ、荷穴とその層の他の導体の間を絶縁
させる機能を有する保留（ｒｅｓｅｒｖｅｄ　）領域。

記述本文に使用されているように、導電性トレースの端
点は、その２つの端部のどちらか一方、または２本以上
のトレースが交差する領域である。

この点は、すべての接続線区間の終端と考えられる。

故障は、上記の機能的記述を用いて定義できる。

１、導線中の故障（導電性および位置の欠陥）・端点が
正確な位置にない。

・開路−通常接続されている端子が切断される。

−はぼ開路−線の幅が狭すぎる。

・短絡−通常切断されている端子が接続される。

−はぼ短絡−線間の間隙が狭すぎる。

２、充填領域と保留領域中の故障（形態の欠陥）・充填
領域内に十分な導体がない。

・保留領域内に十分な導体が存在する。

これらの故障を規定するのは、たとえば、最小線幅また
は最小間隙、ボイド（Ｖｏｉｄ）の寸法および充填領域
の形状などに関して、事前に定められた許容誤差の関数
である。

上記の機能的モデルを用いると、故障検出問題は、導電
性および端子位置の故障の検出、ならびに一定の領域内
での導体の存在／不在の検査に帰せられる。このモデル
には、混線など他のいくつかの機能が、暗示的に含まれ
る。

上記の機能的モデルに含まれていない一つの重要かもし
れない特徴は、平均の特定線インピーダンス（ｓｐｅｃ
ｉｆｉｃ　１ｉｎｅ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）である。光
学検査では、これは、平均線幅として記述される。ここ
で、平均は、線幅の散開の長さに沿って算出される。最
小（最大）の平均幅の許容誤差は、最小の幅の許容誤差
とは独立である。したがって、線幅は、局部的に最小平
均幅よりずっと小さくなることがある。しかし、幅のこ
うした減少が、かなり長い距離にわたって継続してはな
らない。

上記で説明した問題の定義に応じて、検査される層上の
導線パターンは、長さより幅の方がずっと狭いという特
徴を有するｒ線パターン」および幅と長さが同程度の「
広幅領域」に細分される。

したがって、パッド内部は広い充填領域と考えられる。

それに応じて、故障検出も細分される。導電性構成要素
（Ｍパターン）は、導電性欠陥を検出する導電性検査方
法によって検査される。

基本となる考えは、実際の電気試験を行なうことなく、
光学的に収集されたデータを処理することによって接続
／切断が適正かどうかを検査することである。導電性分
析の中心は、各導電性構成要素の保全性を分析する、オ
ン・ザ・フライ方式で接続された構成要素のラベリング
である。接続または切断すべきあるチェック・ポイント
の特性が、参照ファイルにある事前に算出された接続性
リストと比較される。参照ファイルと一致しないと、通
常切断されている導線間の短絡または開路があることに
なる。

接続性は位相数学的特性なので、導線の形態に無関係で
あり、局部導線歪みによる誤警報が避けられる。導線が
狭すぎることまたは切断された導体間の間隙が小さすぎ
ることを検出するため、接続性の検出および比較の前に
単純な事前処理が実施される。この事前処理により、狭
すぎる線はハードな開路に、また小さすぎる間隙はハー
ドな短絡に変換される。

形状構成要素（「広幅」充填領域／保留領域）は、これ
らの領域をそれに対応する参照ビット・マツプと比較す
る、全参照比較システムによって検査できる。

この方法は、エスケープがゼロであり、充填領域内の故
障を検出する際に、誤警報があったとしても、その数が
比較的少ないことが予想される。

広幅領域でより大きな圧縮率が達成できるので。

参照データ量も比較的小さい。

「−膜化導電性分析」方法では、通常のデータ走査中に
オン・ラインで導電性属性が検査される。

線幅が狭すぎたり線間の間隙が狭すぎる問題は、「広幅
化」および「狭幅化」を含む事前処理ステップによって
接続性問題に還元される。「短絡」と「開路」は、事前
処理されたイメージ上のあるチェック・ポイント間に接
続か存在するか否かに帰せられる。

「−膜化導電性分析」方法を記述する基本アルゴリズム
は、単一層のオフ・ライン分析に適している。このアル
ゴリズムは、事前処理されたイメージの導電性エンティ
ティの局部構成要素のラベリングならびにチェック・ポ
イント・ラベルとラベルの組合せ（ｍｅｒｇｅ）の対の
事後処理を使用する。

故障は、指定点（通常、端点）の対の間での接続の違反
、すなわち、参照用の事前に算出された接続テーブルと
の不一致として定義される。

チェック・ポイントを内部で生成するために、構成要素
のラベリングの前に線パターンを骨格化することが好ま
しい。

前記のアルゴリズムは、多重接続されたパターン中での
オン・ライン故障検出用に拡張されている。参照パター
ンは参照グラフによって記述される。その頂点は、端点
など、骨格化された参照イメージの特殊点である。２つ
の参照頂点の間のエツジが、他の頂点を通過しない導電
性トレースによって、両頂点間を直接に接続する。

入力データも参照データと比較される前に、同じ規則に
従ってグラフ（「自己関係（ｓｅｌｆ　−ｖｅｌａｔｅ
ｄ）ＪないしＳＲ−グラフ）として編成される。すなわ
ち、その頂点は骨格化されたイメージの特殊な点であり
、そのエツジは頂点を直接接続する。

比較の第１段階として、入力データから得られた頂点と
参照中のそれと対応する頂点の間で、頂点塵（ｄｅｇｒ
ｅｅ）として計算基準−位置座標、許容歪み、そしてお
そらくトポロジカルなもの−を用いて、突合せが行なわ
れる。

突合せの後、データの「参照関係（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
　−ｒｅｌａｔｅｄ）Ｊグラフすなわち、ＲＲダグ９フ
成するため入力データのＳＲグラフ表現が構成し直され
る。このＲＲダグ９フ グラフと比較する必要がある。ＲＲグラフの頂点は、い
わゆるＴ頂点、すなわちデータＳＲグラフの「真」頂点
だけであり、それらは、参照と突き合わされている．そ
の参照突合せが存在しない頂点は、「偽（頂点）」　（
Ｐ頂点」）と呼ばれる。

ＳＲグラフは、個々の接続構成要素の連合体に分解する
ことができる。あたかも各接続構成要素は色分けされて
おり様々な色がＴ頂点によって分離されているかのよう
である。これらの構成要素の中には、Ｔ頂点に付随する
２つ以下のエツジを有するエツジ形の「規則的」構成要
素と、Ｔ頂点に付随する３つ以上のエツジを有する故障
した「不規則」構成要素がある。頂点が、Ｐ頂点を含ん
でもよいが他のＴ頂点は含まない規則的構成要素に接続
されている場合に限って、ＲＲグラフの２つのＴ頂点の
間に一つのエツジが存在する。

上記のことは、下記のように定式化し直すことができる
。すべての頂点は、骨格化データから引き出され、した
がって、データ骨格をＳＲグラフに分解することが容易
になる。ＲＲグラフを構成することは、参照グラフには
存在しなかった頂点をＳＲグラフに戻すことと等価であ
る。これらの偽頂点は、今後（参照グラフと突き合わさ
れた）「真Ｊ頂点を接続する線の一部とみなされる。

ＲＲジグ５フ すなわち、データの特殊点に突合せ後しばらくして、Ｒ
Ｒグラフの突合せが更新されて、電流（ｃｏｒｒｅｎｔ
）走査線に敗るまで既知となる。

故障を検出するため１行なうべき唯一のことは、頂点の
一致を知りながら、参照グラフと入力データ・グラフが
等価であるかどうか検査することである。故障によって
位置または「局部」接続性の違反が発生する場合、すな
わち下記の場合に、故障にフラグが立てられる。

１、不正確な位ｉｆ（すなわち、見落されたフィーチャ
） どのデータ頂点にも突き合わされなかった参照頂点が在
る。

２、「開路」 入力データＲＲグラフには無いエツジが参照グラフにあ
る。

３、「短絡」 参照グラフには無いがエツジが入力データＲＲグラフに
ある。

３つ以上の参照頂点を一緒に短絡する、不規則構成要素
がデータ・グラフ中にある。

単一層の場合、拡張アルゴリズムは基本アルゴリズムに
帰結するが、オン・ライン接続性分析に適している。

「−膜化導電性分析」方法のストレートフォワード修正
は，同じ層上に異なる数種の線幅がある場合用のもので
ある。この場合、特定の線幅を指定するため、参照グラ
フのエツジに重みがつけられる。データ・グラフでは、
対応する重みが光学的に得られたデータから算出でき、
算出された重みの変化がそれぞれＳＲグラフの頂点を表
わすと仮定される。前記のように、故障のないパターン
は、参照ＲＲグラフと等価なグラフをもたなければなら
ないが．ＲＲグラフと参照グラフのエツジの重みの間の
関係も等優性に含まれる。

本発明によると、参照比較方法と「−膜化導電性分析」
方法が一緒に結合された「統合システム」方法は、下記
のものから構成される。

１、データ収集ブロック ２、「−膜化導電性分析」サブシステム３、参照比較サ
ブシステム ４、両サブシステム用のデータを分離する、データ分配
器 データ分配器では、検査される回路イメージの各画素に
対してオン・ザ・フライ式の分離した２つの２進信号を
生成するため、入力２進データ・フローに対して「超狭
幅化」が、行なわれる。この２つの信号のフローは、そ
れぞれ、別々の検査ハードウェアへ供給される。広幅領
域情報だけを含む第１のフローは，全参照比較体係に供
給され、そこでこのフローが特別に編成された参照と比
較される。この参照は、設計データの後に続くとき、広
幅領域へ情報を伝え、より大きな圧縮が可能になるにつ
れて、少量になる。線パターン情報だけを含む第２のデ
ータ・フローは，一般化導電性分析体係に供給され，そ
こで導電性分析が実施され。

その結果が導電性参照と比較される。

ｒ−膜化導電性分析」の実施形態の基本構造は、２つの
処理段を含む。第１段は、専用ハードウェアから成り、
すべての入力データをデータ収集速度で処理して、導電
性情報の圧縮された記述を形成する。この圧縮された情
報は、更に処理されて、入力データの高レベル記述を扱
う第２段のプロセッサによって参照記述と比較される。

−膜化導電性分析は、多重接続された線パターンを分析
し、検出された故障のスナップ・ショットをプリントし
、データに対していくつかの平均化操作を実行するよう
に拡張される。

第１段の主要機能は、入力ストリームから圧縮された高
レベル情報を抽出することである。事前処理されたイメ
ージを骨格化した後でこの抽出を実行することが好まし
い．その考えは、３接合点や４接合点などの特殊点でエ
ンティティを切断すること、および任意選択としてラベ
ル「組合せ」または新しいラベルの「開始」など他のい
くつかの点でエンティティを切断して、局部構成要素う
ベリングを適用し骨格セグメントを切断することである
。この骨格セグメントを、以下では「ロープ」と呼ぶ。

第１段には次の２つの主要機構がある。

（イ）特殊骨格点の骨格化および削除によって、入力イ
メージを「ロープ」イメージに変形させる。

削除された点のタイプと位置は、第２段に送られる。

（ロ）ロープ（骨格セグメント）イメージの構成要素ラ
ベリング、ロープ端末のラベルと位置が、第２段に送ら
れる。異なる２つのラベルの組合せが発生する点も削除
される場合、更に、単一ロープが単一ラベルによってラ
ベルづけされる。

理想的な基板（参照）が４接合を含むとき、別の問題が
発生する。この４接合点は、通常、実際のデータの骨格
化の後に、３接合点のクラスタに変形される。第２段処
理用のアルゴリズムを単純化するため°に、骨格から、
特殊のマーク伝播によって数個の最隣接点をもつすべて
の３接合点（および、おそらく他の特殊点）を除去し、
除去された部分くｒノット」と呼ぶ）を頂点として識別
するため、それらの部分の追加的補助構成要素ラベリン
グを実行することが提案されている。

要約すると、第１段の主要機能は次の通りである。

イ、広幅化／細幅化−導電性を接続性に還元するため。

ロ、骨格化−人カイメージの単純な表現を得るため。

ハ、特殊点の削除−ロープ（骨格セグメント）イメージ
を得るため。

二、構成要素のラベリング−各ロープの２つの端末を識
別するため。

ホ、削除された点の可能なマーキング−ノット・イメー
ジを得るため。

へ、ノットの可能な補助構成要素ラベリング−頂点を識
別するため。

ト、特殊点に関する情報を第２段へ送る。

第１段は、下記の追加的特徴を持つべきである。

イ、並行操作（例えば短絡に近い状態の検出のための広
幅化および開路に近い状態の検出のための細幅化）用の
数多くの同一チャネル、またはエツジ重みの計算用の特
殊機構（「距離変形器Ｊ）の一方が存在し得る。

口、平均線幅検出または別の平均化操作用の追加「演算
」チャネルが存在し得る。

ハ、オン・ザ・フライ方式での故障ドキュメンテーショ
ンのためにコマンドが出されるまで元のデータを遅延さ
せるための「スナップ・ショット」チャネルが存在し得
る。

二、境界の不一致を除去するための「−膜化導電性分析
」サブシステムの入力端子のマスク・ゲートが存在し得
る。

第２段のプロセッサは、第１段から受は取った情報の分
析を完了する。突合せは、投２段または第１段のどちら
かで実行される。突き合わされた各頂点対について、第
２段ではデータＴ頂点が参照頂点と同じＴ頂点に接続さ
れているかどうか検査される。この検査は、検査される
基板のすでに走査済みの部分にだけ関係する。データ・
グラフ中では、接続がＰ頂点を通過することがあるので
、第２段のプロセッサは、各Ｐ頂点に到達するすべての
ラベルのラベル等価性を追跡する。等価性の追跡は、Ａ
、Ｖ、エイホ（Ａｈｏ）、Ｊ、Ｅ、ホップクロット（）
ｌａｐ　ｃｒａｆｔ）、Ｊ、Ｄ、ウルマン（ＵｌｌＩＩ
Ｉａｎ）による「データ構造とアルゴリズム（Ｄａｔａ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　Ａｌｑｏｒｉｔｈｍｓ
）Ｊアデイソン・ウエズレイ（Ａｄｄｉｓｏｎ　Ｖｅｓ
ｌｅｙ）、１９８３年から知られる合併／検出（ｕｎｉ
ｏｎ　ａｎｄ　ｆｉｎｄ）機構によって維持される。

まだ遭遇されない第２のエツジをもつプローブは、明ら
かに現在の走査線と交差する。ロープにはＰ頂点を介し
て相互接続されるものもある。合併／検出機構のこれら
の接続の記述を使って、すべてのＴ頂点について、第２
段では、この頂点で始まるアクティブな切断されている
エンティティの量を追跡する。この量、すなわちＴ頂点
の［活動」数は、参照頂点の活動数似上でなければなら
ない。第２段のプロセッサは、この条件の違反を発見し
、違反が起こったＰ頂点のタイプに応じて、それらの違
反を「開路」事象または「短絡」事象として解釈する。

活動数は各データ・エンティティに対しても定義され、
走査過程でまた遭遇していないエンティティの端点の予
想数に等しい、エンティティの活動数がゼロまで減少す
ると、そのエンティティは完成し、それ以上追跡されな
い。

第２段では、各データ・エンティティに接続された多数
のＴ頂点を追跡し、この数が３以上の場合、すなわち、
エンティティが不規則構成要素である場合、「短絡」フ
ラグをつける。その上、第２段では、データに突き合わ
されていないままの参照頂点を発見し、頂点位置故障の
フラグをつける。

好ましいハードウェアの実施例は、パイプライン式処理
要素による並列処理にもとづくものである。処理要素（
ＰＥ）は、要素構築ブロックとして働く。この要素構築
ブロックは、ある瞬間ｎに、現在の（中央の）画素Ｃに
隣接する３×３個の画素から集められた９人ビットとお
そらくは２個の追加制御ビットＣ１、Ｃ２の論理関数Ｆ
ｉの値を実現する。本発明では、ＰＥは反復的であり、
したがってｉ番目のＰＥ出力Ｏｉは、入力イメージの隣
接する３Ｘ３個の画素ではなく入力ＩＮの全活動記録に
依存する。

０ｉ（ｎ）：＝Ｆｉ（ＩＮ（ｎ−１）、　　ＩＮ（ｎ−
２）、　　ＩＮ（ｎ−３）。

ＩＮ（ｎ−１−１）、　ＩＮ（ｎ−２−１）、　０１（
ｎ−１）。

０１（ｎ＋１−１）、　０１（ｎ−１）、　　０１（ｎ
−１−１）、　Ｃ１，Ｃ２）＝Ｆｉ（ＢＲ？　Ｂ、　Ｂ
ＬＩ Ｒ，Ｃ，Ｌ、　　　　　　　　　（ｌは線の寸法）。

ＴＲ，Ｔ、ＴＬ、　　ＣＩ、Ｃ２）。

文字Ｔ、Ｂ、Ｌ、およびＲは、隣接する３×３個の画素
の位置を示すために使用され、それぞれ、「上」、「下
」、「左」および「右」を表わす。

したがって、ｒＴＬＪとは「左上」を示す。

しかし、第１出力０１が、０１　＝Ｃ＝　Ｉ　Ｎ　（ｎ
−１−２）として定義されている場合、ＰＥは。

実際には反復なしに、入力の隣接する３Ｘ３個の画素に
のみ作用する。

時点ｎでの各出力は、Ｃ＝　Ｉ　Ｎ　（ｎ　−２−１）
と同じ画素に関連づけられる。通常のＴＶ走査順序がと
られる。

ＰＥは、入力バイブラインと出力バイブラインから成る
ものと考えることができる。出力バイブラインは、０１
出力から供給を受ける。隣接画素９ビツトへの同時アク
セスをもたらすために、エントリーＣ，Ｒ，ＢＬ、Ｂ、
ＢＲが入力バイブラインからタップされ、かつエントリ
ーＬ、ＴＲ１Ｔ、ＴＬが出力バイブラインからタップさ
れる。

制御信号を伴なう上記の９ビツトが、論理機能の値が入
ったルック・アップ（参照用）・テーブルのアドレスと
なる。

イメージがイメージ走査装置によって生成されるとき、
ＰＥは、データ収集速度でイメージを入力データのスト
リームとして受は取って処理する。

ＰＥの出力も、入力データと同じ速度で普通最高４ビッ
ト幅のデータ・ストリームである。したがって、ＰＥは
直列にも並列にも接続できる。

２進イメージ処理の通常の操作は、すべて上記のＰＥの
構造を用いて容易に実現できる。下記の説明では、いく
つかの標準処理要素を、しばしば。

次のように呼ぶ。すなわち、単一遅延として働くＤＥＬ
ＡＹ、４または８接続の定義にもとづく狭幅化または広
幅化として働＜ＮＡＲＯＷ４、ＮＡＲＯＷ８、ＢＲＯＡ
Ｄ４、ＢＲＯＡＤ８゜ここで提案する統合システムの構
成図は、第１図に示されている。このシステムは、光学
的前置装置１、信号分配器２、−膜化導電性分析サブシ
ステム３および参照比較サブシステム４から構成される
。雨サブシステムは、相互接続され、主上位コンピュー
タ５に接続されている。

光学的前置装置１は、光走査器６などの収集データ機構
からなり、その後に図示してない適切なグレイ・レベル
事前処理システムがくることもある。Ｃ７上のその出力
は、走査順に配列された２進データ・ストリームである
。

信号分配器２は、第１のルック・アップ・テーブル８　
（ＬＵＴＩ）　、それに接続された変形装置９および変
形装置９の出力端子に接続された第２のルック・アップ
・テーブル１０　（ＬＵＴ２）からなる。ルック・アッ
プ・テーブル８と１０は、どちらも読取り専用メモリ（
ＲＯＭ）として実現できる。信号分配器の操作には、光
走査器６または参照比較サブシステム（ＲＣ８）４の参
照源のどちらかからの入力信号をＬＵＴＩ　　８で選択
することが必要である。すなわち、Ｄ１＝ＤまたはＤｌ
＝Ｒ１またはＤ１＝Ｃ１となる。後２者の場合、自動参
照信号の計算のため参照信号をサブシステム３に供給す
ることができる。ＬＵＴＩのプリセットは、その制御入
力（図示せず）をプリセットすることによって行なわれ
る。

変形装置９は、超狭幅比操作を実行する。変形装置９は
、処理要素（ＰＥ）の２つの並列パイプラインからなり
、一方はＮＡＲＯＷ８とＮＡＲＯＷ４を交互に使用して
狭幅化を行うＰＥのカスケードであり、もう一方は信号
Ｄ１を遅延させる働きをする。各狭幅化要素は、制御ビ
ットによって切換えられて純粋な遅延回路として動作す
る。したがって、制御ビットを設定することによって、
適当な深さの超狭幅比が達成される。

ルック・アップ・テーブル１０　（ＬＵＴ２）は、信号
分配器の主要部分である。それには、４つの信号人力Ｒ
１（参照）、Ｃ１（ケア）、Ｄｌ（データ）、５ＮＤ（
超細幅比されたデータ）、および、プログラムを選択す
るための数個の制御入力（図示せず）がある。ＬＵＴ２
　１０には、６つの出力信号がある。すなわち、Ｒ２、
Ｃ２（修正された参照およびケア）、ＤＣ（比較システ
ム用のデータ）、ＧＬと０Ａ（−膜化導電性分析サブシ
ステム（ＧＣＡＳ）３の論理チャネルと演算チャネル用
のデータ）およびＧＤ　（ＧＣＡＳ３のスナップ・ショ
ット・チャネル用のデータ）である。

演算チャネルを制御するために追加出力信号ＧＣ（図示
せず）を加えることもできる。

参照比較サブシステム４　（ＲＣ３）中で、圧縮された
情報がディスク１１から読み取られ、圧縮解除器１２に
よって、オン・ザ・フライ方式で圧縮解除される。圧縮
解除器１２の出力信号は、通常２ビツト・データ・スト
リーム、すなわち、参照ゾーンとケア（ｃａｒｅ）　／
無視（ｄｏｎ’　ｔ　ｃａｒｅ）ゾーン：Ｒ１／Ｃ１を
含んでいる。ＲＣ８４に入力する２進データＤＣは、（
修正された）ケア情報Ｃ２を考慮しながら、比較器１３
によって、（修正された）参照Ｒ２と比較される。

Ｒ，ＣＳ　４は、参照Ｒ２を入力データＤＣに対して動
的に位置合せするオン・ザ・フライ機構を備えているも
のと仮定される。この目的のため、比較器１３からの信
号が圧縮解除器１２に送り返される。この方法の代わり
に、ＧＣＡＳ３で計算された動的オフセット情報が使用
できる。このために、ＧＣＡＳ３の上位コンピュータ１
４が、ＲＣ５４のマイクロプロセッサ１５を介して圧縮
解除器１２に接続される。

マイクロプロセッサ１５は、故障領域を分析して、誤警
報を除去する６マイクロプロセツサ１５はまたディスク
装置１１を制御し、初期ローディングと報告のために主
上位コンピュータ５に接続される。

一般化導電性分析サブシステム３は、線パターンの導電
性を検査して、それを参照リストと比較する。このサブ
システム３は、第１段処理用の専用ハードウェア装置１
６と第段処理用の信号プロセッサ１７から構成され、そ
れらはすべて、上位プロセッサ１４の制御下にある。

たとえば上位プロセッサ１４からのローディングによっ
て、制御ビットがセットされるとすぐ、数個の実行可能
なプログラムのうちの１つが選ばれ、変形装置ｉｉ９中
の数個の狭幅化操作が固定される。処理中、参照比較サ
ブシステム４と一般化導電性分析システム３の雨音は、
同期して作動する。

各システムは独立して、たとえば、ＤＣ＝ＳＮＤ。

ＧＬ＝ＧＡ＝Ｄ−８ＮＤとして定義できる、対応する信
号を処理する。

統合システムの信号分配がフレキシブルであるため、い
くつかの他の方法で信号を結合させることができ、たと
えば、ケア・ゾーンにおいて参照比較サブシステム４へ
の入力ＤＣは元のデータＤに等しくなるように定義する
ことができたり、ある今は参照とｃａｒｅを定義し直す
ことができたりする。明白な例として、サブシステム８
と１０のうちの１つを、対応する信号定義によって遊休
状態にすることができる。しかし、ＬＵＴ２の特別な定
義によって、システムはいくつかの新しい特性を獲得し
、ＲＣ５４やＧＣＡＳ３を独立して（スタンド・アロー
ンのツールとして）使用する場合にはこれらのどちらに
よっても検査できない、いくつかの複雑なパターンを検
査する能力がもたらされる。検査が完了すると、頁サブ
システムのエラー・ログを、メーン・フレームによって
結合することができる。

下記の修正が可能である。

１、ＲＣ５４の参照ファイルは、２ビット以上のケア／
無視情報を含むことができる。したがって。

圧縮解除器１２は、その出力に３ビット以上を含み、追
加領域、たとえば、ＧＣＡＳ３が特殊な方法で作動しな
ければならない、または完全にインスクリブションを放
棄しなければならない、インスクリプションを伴う領域
で、情報をもたらす。

信号ＤＣ，ＯＬ、ＧＡは、圧縮解除器量力のすべてのビ
ットにもとづいて選択される。

２、特に、ＲＣ３４の参照ファイルは、ＧＣＡＳ３用の
［チェック・ポイント」　（小さな領域）を示す特別の
ケア・ビットを含むことができる。この場合、ＧＣＡＳ
３の薄化（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）操作は省略できる。

３、ＧＣＡＳａ用の追加制御信号が定義できる。

この制御信号は、ＧＣＡＳに供給されると、ＧＣＡＳ内
部処理要素中のＬＵＴの制御を変更し、その結果、オン
・ザ・フライ方式でＧＣＡＳ３による処理を修正する。

ＧＣＡＳ３の専用ハードウェア１６が、第２図に示され
ている。このハードウェアは光学式前置装置１でのデー
タ収集速度と等しい処理速度を維持しながら、並列処理
によってすべてのアルゴリズムを実行する。このハード
ウェアは、少なくとも１つの論理チャネル１８（おそら
く、３つの同一チャネル）を含み、かつ任意選択として
、演算チャネル１９とスナップ・ショット・チャネル２
０を含む。

第１段のハードウェア、すなわち、チャネル１８．１９
．２０は第２段の信号プロセッサ１７にインターフェー
スされる。各チャネルには、少なくとも１つのプロセッ
サ２１．２２．２３が関連づけられている。第２段の信
号プロセッサ（Ｓ　Ｐ）２１ないし２３は、ＧＣＡＳ３
の上位プロセッサ（ＨＯＳＴ）１４にインターフェース
される。

マスク・ゲート２４は、検査される基板のＸ軸寸法がイ
メージ線より大きく、かつ数個の重なり合ったストリッ
プで検査を行なわなければならない場合に、推奨される
。マスク・ゲート２４は、基板ストリップの比較対象と
なる現在の参照ストリップに応じて、入力データの左右
調整を行なう。

信号分配器２からの信号ＧＬとＧＡは、上位プロセッサ
１４からマスク・ゲート２４へ転送されたオフセットに
応じて、各行の始めと終りの数個の画素上でゼロに設定
される。マスク・ゲートは、実際は、信号分配器２にお
いてＬＵＴ２　１０を使って実現できる。

処理が完了した後、あらゆるチャネル（１８，１９，２
０）からの情報は、その第２段のプロセッサ２１．２２
．２３に転送される。第２段のプロセッサ２１．２２．
２３は、相互にインターフェースされると共に上位コン
ピュータ１４とインターフェースされる。上位プロセッ
サは、更に、下記のための線を有する。

イ、各論理チャネル１８と演算チャネル１９に処理プロ
グラム（パラメータ）を事前ロードする（事前ロード線
は、上側のチャネルについてのみ示しである）。

ロ、データ分配器２に事前ロードする。

ハ、検査中にマスク・ゲート２４にオフセットをロード
する。

二、検出された故障の座標上でスナップ・ショット・チ
ャネル２０に信号を出す。

ＧＣＡＳ３の上位プロセッサ１４は、上位コンピュータ
５からＧＣＡＳ３へ、またはその逆向きにＧＣＡＳ３参
照をロードし、かつ検査中に上位コンピュータ５にエラ
ー・ログを報告するために、主上位コンピュータ５とイ
ンターフェースされる。

マイクロプロセッサ１５との接続によって、参照比較サ
ブシステムＲＣ８４への動的オフセット転送が可能にな
る。

ＧＣＡＳ３の専用ハードウェア１６の論理チャネル１８
の基本構成図が、第３図に示されている。

チャネル１８は、事前処理装置２５を含んでいる。

この事前処理装置２５は、ＧＬ入力信号を受は取り、骨
格化装置２６に接続される。骨格化装置２６は削＃回路
２７に接続され、削除回路２７の出力端子は、特殊点分
類器２８およびラベリング回路２９に接続される。

実現形態を簡単にするため好ましい事前処理は。

すべての導電性エンティティの狭幅化または広幅化であ
る。いわゆる「距離変形」なとのより高度な事前処理ア
ルゴリズムを使用するのが可能である。この「距離変形
Ｊについては、下記で説明する。

狭幅化と広幅化のどちらを選ぶか、および事前処理のパ
ラメータ（狭幅化または広幅化の「深度」）は、検査を
実行する前に、処理要素の制御ビットを用いて事前設定
する。

事前処理されたデータは骨格化されており、したがって
、導電性トレースが幅１画素の線に還元される。骨格Ｓ
Ｋのあわゆる特殊点が検出されて、３接合点、４接合点
（および、おそらく、「組合せ」点などその他の点）の
ようなそれらの特殊点の一部が骨格から削除される。削
除ブロックの出力部には、骨格の切断された部分だけが
存在する。

これらの部分を、今後、「ロープ」と呼ぶことにする。

構成要素ラベリングはこれらの「ロープ」（信号ＲＰ）
について実行され、したがって、第２段の処理で、ある
末端または他のチェック・ポイントが同じロープに属す
るかどうが定義できる。

しかし、削除された点に関する情報は、分類器２８での
最終特殊点分類のために保持される。

分類は、特殊点のすぐ隣りの隣接部を使って行なうこと
ができる。特殊点に関する情報は、特殊点のタイプ、座
標およびラベルを含み、第２段のプロセッサに転送され
る。第２段のプロセッサは、異なる２つのラベルを組み
合わせるとき、「組合せ」事象を含めて、特殊点に関す
るあらゆる情報を受は取る。上記に説明したように、こ
の情報は、データ導電性グラフのオン・ライン分析およ
び参照接続性グラフとこのデータ導電性グラフとの比較
には十分である。第２段に送られるあらゆるメツセージ
は、メツセージ・フォーマツタで作成され、第２段に送
る前に、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）バッファにロードす
ることができる。

ＧＣＡＳ３の修正バージョンは、特殊点クラスタの問題
を考慮したものである。この問題は、参照中での４接合
点の存在によって引き起される。

１つの参照４接合点は１通常、密集するいくつかの３接
合点に変形される。これらの密集する３接合点は、１つ
の４接合点として識別しなければならない。クラスタが
存在すると、第２段の処理にかなりの負荷と複雑さが加
わる。この問題はハードウェアを適当に修正することに
よって解決される。ＧＣＡＳ３の修正バージョンの可能
な実現形態の構成図が、第４図に示されている。

第３図の削除回路２７の代わりに、骨格化装置２６の出
力端子を、開始回路３０に接続することができる。開始
回路３０の出力端子はマーキング装置３１に接続される
。マーキング装置３１の２つの出力は、それぞれロープ
とノットを検出するために設けられた一対の検出回路３
２．３３に接続されると共に、それぞれ主ラベルと補助
ラベルに関連づけられた２つのラベリング装置３４．３
５にも接続される。検出回路３２．３３は、どちらもル
ック・アップ・テーブル３６に接続される。

あるタイプの特殊点は、「１」　（他のあらゆる点は「
０」である）のマークがつき、初期マーキング信号Ｋ（
０）を生成する。次いで、すでに隣接部にマークがつい
ているあるゆる骨格点にもマークがつく。数段階のマー
キング・プロセスの後に、最後の段階でマークをつけら
れた点以外のマークのついた点は、すべて骨格から削除
される。

マーキング／削除手順が完了すると、２つの２進データ
・ストリームが現われる。一方のデータ・ストリーム（
ＲＰ）は、切断された骨格セグメント（ロール）を含み
、もう一方のデータ・ストリームは、その特殊点の周り
の骨格の小部分を含む。

これらの骨格部分は、以下では、特殊点ｒノットＪと呼
ぶ、ノットとロープは、両者の１接合点である共通点を
有する。

ラベリングは、別個のブロックで同時に行なわれる。す
なわち、ロープの主ラベリングおよび、ノットの補助ラ
ベリングが行なわれる。補助ラベルの可能な組合せなら
びにロープの端点での補助ラベルの値が、第２段に転送
される。補助ラベリングは、ノットを介して相互接続さ
れるロープのすべてを見つける便利な手段をもたらす。

分類は、２段階で行なわれる。第１段階は、特殊点マー
カで実行され、マークされる点を識別する。第２段階す
なわち最終段階は、マーキングと削除の後で実行される
。

ロープとノットについての信号は、特殊点のタイプを定
義するそれぞれの検出器に供給される。

両方のタイプは、最終分類のために最終ルック・アップ
・テーブルＬＵＴ３６で結合される。両方の検出器は、
４ビツトの出力を有する単純な処理要素として実現され
、そのテンプレートは、特殊点の隣接部に応じて選択さ
れる。ルック・アップ・テーブル３６は、主ラベル、補
助ラベルおよび座標の転送用の制御信号として３つの追
加出力制御ビットを有する。

第４図のマーキング装置３１の可能な実現形態の概略構
成図が第５図に示されている。この装置の全段は、遅延
回路３７−１・・・・３７−ｎ、広幅化回路３８−１・
・・・３８−ｎおよびＡＮＤゲート３９−１・・・・３
９−ｎから構成される。最終段は追加ＡＮＤゲート４０
を有する。そのＫ（ｎ−１）入力は反転される。

マーキング装置の最終段は、それぞれロープとノットに
関係する２つの信号を形成する働きをし。

したがって、制御信号によって制御されない。したがっ
て、マーキング段の最小の数は、初めにマークがつけら
れた点のすぐ隣の隣接部が常にノットに含まれることを
意味するものである。

マーキング段階の間の論理ＡＮＤ機能は、マーカ処理要
素のルック・アップ・テーブルにおいて実現できる。

マーキングは、異なるタイプの特殊点に属するノットが
決して交差しないように、様々なタイプの特殊点につい
て個別に実行できる。２接合ノットと３接合ノットの交
差を避け、１つのノット中に小さいボイドを含む、マー
カのハードウェアによる実現形態が第６図に示されてい
る。ただし、Ｄ＝Ｄ１とＤ＝Ｄ２は、それぞれ、１行ま
たは２行の遅延を示す。Ｂは広幅化回路３８ＢＲＯＡＤ
４（第５図）を表わす。ＯＪとＩＪは処理要素であり、
それぞれＯ接合点と１接合点を検出する。

２Ｊは「組合せ」事象と「開始」事象を検出する。

３Ｊは３接合点と４接合点を検出する。ＰＰは水平と垂
直の点の対を検出する。個々の論理機能は、構成図に示
されている。それらの機能は、実際には読取り専用メモ
リとして実現される。

最初の初期設定段階では、まず２接合点と３接合点が個
々に検出され、２ノット信号と３ノット信号を生成する
。次に、３ノツトに隣接する２ノツトの２点が削除され
、２ノツトと３ノツトの間に常に１つのゼロ画素がある
ように、２ノツトがその最も近接した隣接部上で広幅化
される。第３に、この初期広幅化の後に、２接合ノット
上の分離された点および分離された点対が検出される。

次の段階では、２ノツトと３ノツトが広幅化される。た
だし、その間には、常にマークのついてない画素が１つ
ある。最終段階では、両種類のノットの合併（ｕｎｉｏ
ｎ）が生成され、その結果、ノット信号が生成される。

これと並行に、ノットおよびノットの１接合点に属さな
いあるゆる骨格点がロープ信号を構成する。

集合（ｃｌｕｓｔｇｒｉｎｇ）および分類を容易にする
ために、８接続性より好ましいものとして、４接続性が
薄化に使われる。処理要素によって実現される。薄化ア
ルゴリズムは、最初に、Ｊ、マンデヴイル（Ｊ、　Ｍａ
ｎｄｅｖｉｌｌｅ）によってＩ　Ｂ　Ｍ　　Ｊ　、　Ｒ
ｅｓ。

Ｄｅｖ、、　Ｖｏｌ、　２９、Ｈａ　１．１９８５年１
月で。

８接続性定義に対して提案されたが、４接続性に対して
も容易に適用できる。このアルゴリズムの欠点は、ハー
ドウェアの複雑さおよび小さな不規則性に対する感度が
増すことである。

この発明のために開発されたアルゴリズムには、それほ
どハードウェアは必要ではなく（マンダヴイルのアルゴ
リズムでは処理要素が４つ要るのに対して３つ）、導線
の小さな不規則性に対する感度が余り高くない。しかし
、このアルゴリズムは、１および２画素幅の線の骨格線
として取り扱う。

１画素幅を有する骨格を獲得するために、最終ステップ
として、４接続性薄化に合うように設計され、トリミン
グを伴なうマンドヴイルのアルゴリズムの単一段階が使
用され、それには、更に、４つの処理要素が必要である
。

新しいアルゴリズムの記述は下記のとおりである。画素
が「内部」と定義されるのは、４接続性の定義に従って
、その画素とそれに隣接する４つの画素すべてが１であ
り、かつ２つの等角線上の対向する隣接画素で同時にＯ
となるものがない場合である。内部画素は、薄化操作に
よって消去されることはない。それに対応する処理要素
４１が。

第７図でｒＩＮＴＥＲＮＪと記されている。その処理要
素は、また入力を適当に遅延させる働きをする。

境界画素は、その画素の背後に十分に多量の画素を残す
ため、それがある種の条件を満足させる場合にのみ消去
しなければならない、下記のパターンは、３×３個のウ
ィンドウの中心にある境界画素が削除されるときの状況
を示す。文字「ｉ」は、上記の定義にもとづく内部画素
を表わす。ウィンドウの外部にいくつかの画素があるが
、それらは内部画素に隣接しているため、「１」でなけ
ればならない。暗示値が「１」であるこれらの画素は、
「申」で示されている。

境界画素を削除するための状況 タイプ１．下記のパターンの可能なすべての回転００ｘ
　　　０００　　　ｘｏｘ　　　ｘｏ。

１ｉ１　　１ｉ１　　１ｉ１　　１ｉ１傘傘申傘傘傘申
申 タイプ２．下記のパターンの可能なすべての回転０Ｏ ０１１ａ　　　　　ａ＋ｂ−１＝０ ０１１　＊ タイプ３．下記のパターンの可能なすべての回転ｘｏ１
　　　００１　　　０１１ ０１ｉ　　傘　　　　　　　　１１ｉ＊　　　　　　　
　Ｏｌｉ　　傘　・１ｉｉ＊　　　ｌｉｉ傘　　１ｉｉ
市 傘嘲申傘 これらのパターンのうちのどれか１つの出現を検出する
ため、入力信号パターンと内部点パターンの間で比較を
行なう。入力信号の上記の３Ｘ３個のパターンは、削除
の候補をシフト・アウトするために使用される。ただし
、「ｉ」は内部画素を表わす。処理要素４２は、「候補
」を表わすＣＡＮＤと名づけられ、元のイメージ中の候
補のパターンに従っであるタイプのマークをっけ、また
その入力を遅延させる。他の入カバターンは、すべて「
０」のマークがつけられる。処理要素４３は、ＰＡＴ　
Ｉ　Ｎ　Ｉと名づけられ、内部画素のパターンを吟味し
て、対応するタイプのマークをつける。内部画素の他の
パターンはすべてタイプ４のマークがつけられる。マー
クされた両方のタイプが一致する場合のみ、その画素が
削除される。提案された実現形態が第７図に示されてい
る。

ＴＣは、上記に定義したような候補のタイプである。Ｔ
Ｉは、　（２ビット信号と突き合わせるためＪ内部点パ
ターンのタイプから１を引いたものである。論理機能ブ
ロック４４は次のように定義される。

０ｕｔｐｕｔ　：　＝Ｉｎｐｕｔ　＆　　（ＴＣ＊＝（
ＴＩ＋１））このブロック４４は、ゲート・アレイまた
は個別のルック・アップ・テーブルとして実現でき、あ
るいはＰＡＴＩＮＴ処理要素４３のルック・アップ・テ
ーブルに含めることもできる。

ラベリング手順では、現在の画素のラベルが、それに隣
接する３つの画素のうちの１つのラベル、すなわち、左
または上または左上部からのラベルによって定義される
。現在の画素のラベルの値としてさらに２つ可能性があ
る。そのラベル値は、値が０のすべて画素と値が１の孤
立した画素では０をとることができる。また新しい未使
用のラベル値を割り当てなければならないとき、「開始
」事象に対して「新しい」値をとることができる。

所定の画素に割り当てられたラベルは、（ラベリングを
受けたことがないので）−櫓下の行と右側の画素には依
存しない。

構成要素ラベリングは、主ラベリングであれ補助ラベリ
ングであれ、複数の処理要素によって実行できる。これ
らの処理要素は、ラベルすべきビット・マツプの隣接す
る３Ｘ３個の画素のタイプを表わす入力信号上で並列に
作動する。標準処理要素は、その２つの内部のパイプラ
インを使って。

２つのラベル・ビットの反復ラベリングに使用できる。

提案された実現形態では、各ラベリング・パイプライン
は、対応するルック・アップ・テーブルを使って、ラベ
リングのタイプと「新しい」ラベルのビットを表わす３
ビツトによって制御される。

ラベリングのタイプは、単一のＰＥ、すなわちあらゆる
ラベリングＰＥに共通のラベリング分類器によって検出
される。ラベリング分類器は、ラベル割当の様々な方法
に応じて、事象に「上」、「左」、「右」、「開始」な
どのマークをつける。そのタイプが０（たとえば、中央
の画素で入力がＯ）であるとき、ルック・アップ・テー
ブルの出力は。

背景値０に設定される。「上」、「左」、「右上」の事
象が発生すると、ルック・アップ・テーブルからの出力
が、すでにラベルのついた隣接画素の対応するラベルＴ
、ＬまたはＴＲに等しくなる。開始事象が発生すると、
ＬＵＴからの出力が新しい「ラベル」、ビットに等しく
なる。新しいラベルの可能な値は、ラベルの再使用のた
めの機構が設けられている場合は先入れ先出しバッファ
に入っており、そうでない場合はラベル生成器の出力値
となる。たとえば、これらの新しいラベルは、画素座標
に等しくすることができる。

メモリ空間を節約するため、ラベル再使用のための任意
選択機構を（補助ラベリングとは分離している）ラベリ
ング・ハードウェアに組み込むこともできる。

ラベル再使用ハードウェア機構の構成図が、第８図に示
されている。ランダム・アクセス・メモＩＪ４５と４６
は、ピンポン方式で動作する。すなわち、これらのメモ
リは、新しい行ごとに互いに入れ代わる。第８図に示す
ように、ＲＡＭ３　４５は、ｒＱＪと記した現在の行に
対して更新中である。ＲＡＭ２　４６とＲＡＭＩ　　４
７は、以前の２つの行に関する情報を含む。ＲＡＭ３　
４５は、現在の行をアドレスとして使って、書込み許可
（ＷＥ）信号が存在する場合、「１」がこのアドレスに
書込まれる。この書込み許可信号は、ｒｌｕＪ　　（使
用されたラベル、１ａｋｅｌ　ｕｓｅｄ）信号と等価で
ある。現在の線の端部で、ＲＡＭ３　４５は、（ＲＡＭ
３　４５６が最初にＯにセットされている場合）現在の
行でぶつかったラベルのアドレスにおいて「１」が書き
込まれる。

現在の行の始めに、ＲＡＭ２　４６とＲＡＭ　１４７は
、行ｃ−１とｃ−２で対応して使用されたラベルのアド
レスに「１」を含む、Ｘ座標の８ビツト部分の各値毎に
、「読取り」サイクルと「書込み」サイクルがある。読
取リサイクルでは。

ＲＡＭ２　４６とＲＡＭＩ　　４７の両方の値が読み取
られ、（ＲＡＭ２中で）パターンｏと（ＲＡＭｌ中で」
パターン１が発生すると、対応するラベル値が再使用で
きることが示される。このラベル値が未使用ラベルＦＩ
Ｆ○４８の入力端子に供給され、任意選択として第２段
の処理にラベル値の解除（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）が通知
される。書込みサイクルでは、ＲＡＭ２　４６の内容が
、ＲＡＭＩ　　４７に書き込まれ、０がＲＡＭ２　４６
に書き込まれ、両メモリが次の行に対して準備される。

ＦＩＦＯ（先入れ先出し）バッファ４８は、読取リアド
レスと書込みアドレス用の２つのポインタを有するラン
ダム・アクセス・メモリとして実現できる。検査の前に
、Ｐ　Ｉ　Ｆ０４８に（反復なしで）可能なあらゆるラ
ベルを充填して、それを初期設定しなければならない。

使用中のラベルの最大数の上限は、１＋Ｑ／２である。

ただし意は行の長さである。追加のトリミングもあり得
るが、外来性のラベル・スタートをうまく除去して、Ｑ
＝２０４８にたいして８ビット・ラベルだけを使用する
可能性をもたらす、特殊線平滑化処理要素の使用を提案
する。

（水平）線を平滑化する反復要素は、ＩＩ端ノイズを減
らし、したがって、線の骨格はずっと単純な構造になる
。このＰＥは、別のＰＥ出力、たとえばｏ２を、制御信
号入力、たとえばＣＩおよび設定０１：＝Ｃと接続する
ことによって得られる。

出力として０３をもつ、線平滑化ＰＥのＬＵＴ定義は下
記のとおりである。

下記のテンプレートの場合、０３：＝０２：＝１ｖ００
　　ｖｅｘ　　１１１　１１１　（ｘは無視）ｕｏｘ　
　ｕｏｌ　　ｕｏｘ　　ｕｏｌ　（ｕは、Ｃ１：０の場
合１．　ＣＩ＝１の場合Ｘ）１１１　１１１　　ｖｏＯ
ｖｅｘ　（ｖは、　ｃｉ＝ｏの場合ｘ、　ＣＩ＝１の場
合０）他のすべてのテンプレートの場合、０２　：　＝
Ｏ１０３：＝Ｃ データと参照グラフ表現を比較して、それらが等価であ
るか、また不一致であるかを確立するため、ＧＣＡＳ３
の各論理チャネルに少なくとも１つの信号プロセッサが
接続される。Ｒ則として。

ＧＣＡＳ３の第１段のハードウェアとそれに接続された
第２段の信号プロセッサの間では双方向通信が行なわれ
る。たとえば、第２段は、指定座標でのラベルの現在の
値に対する照会を送ったり、第１段でデータ特殊点と比
較される参照頂点の座標のリストを送ったりする。

各特殊点におけるデータＳＲグラフに関する十分な情報
を供給するため、その座標、タイプ、主ラベルおよび補
助ラベルが第２段に送られる１組合せ点については、ラ
ベル対が送られる。このメツセージの他に、ラベル解除
も送ることができる。

「開始」事象は、ＦＩＦＯバッファ４８からの「新」ラ
ベルを必要とし、第２段へのラベル転送を開始させるの
で、第２段のプロセッサには、主として、どのラベルが
活動状態であるか、すなわち、いくつかの導電性領域に
実際にラベルをつけるのにどのラベルが使用されるかが
通知される。

座標は、Ｙ、Ｘの対（Ｙは行インデックスで、又は行中
の画素インデックス）として送ることもでき、また第２
段に通知するために行末に特殊メツセージを送る場合に
は、Ｘのみとして送ることもできる。

現在の走査線の周囲のわずかな基板の歪みを記述する変
形は下記の通りである。

Ｕ＝Ｘ＋ＡＯ＋Ａ１−Ｘ＋Ａ３・Ｘ” Ｖ＝Ｙ＋Ｂ　Ｏ＋Ｂ　１・Ｘ＋Ｂ　２・Ｙ＋Ｂ　３−Ｘ
”＋８５−　Ｘ−Ｙただし、（ｘ、ｙ）と（Ｕ、Ｖ）は
、それぞれ検査される基板と参照基板内の点である。Ａ
Ｏ。

ＢＯ等は、変形パラメータである。ｘ、ｙへのこれらの
寄与は、比較的小さい。これらの係数は現在の走査線の
Ｙ、ｌ！！１５１　（＝ＹＯ）に依存するものと考えら
れる。

位置ぎめ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ　）の場合、検査
される基板の特殊点Ｘ（ｉ）、Ｙ（ｉ）だけを、行の長
さの約１０分の１の幅をもつ、現在の行の上を連続的に
進むストリップ内にある参照の対応する特殊点Ｕ（ｉ）
、Ｖ（ｉ）と突き合わせればよい。

変形のパラメータは、最小二乗法−効率と安定性に問題
があるが−によるか、または、より単純で、より安定し
ているが精度が劣る傾斜法の１つによって、上記のスト
リップ内のすでに突き合わされた点の対にもとづいて計
算される。

幾何学的歪みは、ＹＯの増大と共に緩慢に変化すると考
えることができるので１次の特殊点に出会うまで変形は
いくつかの連続する行にわたって同じと考えることがで
きる。ただし、次の点が以前の点からＹ方向に離れてい
るときは、一致（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）変形が、最適であ
る。−政変形を緩慢に転送させるため、または現在の走
査線から離れるにつれて減るように特殊点対に与える重
みを変えるために、新しい行ごとに、各係数を、１より
小さい定数と掛は合わせる、計算された係数の緩慢な「
忘却」を提案する。

新しい特殊データ点は、それぞれ、参照点許容誤差にも
とづき、変形公式によって再計算された、そのＵ、Ｖ座
標によって参照点に突き合わされる。

この参照点許容誤差は１点のタイプに応じて変わったり
、（参照接続性リストにおいて）それぞれの点ごとに個
別に定義することもできる。突合せの後、新しい対は、
変形係数を更新させる働きをする。

直接変形と同じタイプの変形によって近似された逆変形
は、現在の参照線が検査される基板に写像されるとき、
その参照線の左端と右端のＸ座標が計算できる可能性を
もたらす。この変形は、数本の連続する線上の歪みのか
なりよい外挿を与えるので、次の走査線が大体同じ間隔
で写像されると予想することができる。

特殊なフィードバック・チャネルは、第２段からマスク
・ゲート２４へ、走査点の始端と終端に対する計算され
た２つのオフセットを転送する。

ある種の目的のために、参照は、現在の線の始端画素と
終端画素での変化に関する情報も含むことがある。たと
えば、検査されるストリップの境界が広いフィーチャと
交差するのを回避するためにその情報が組み込まれる。

第２段でのグラフ等優性検査用のデータ構造は、下記の
ものから構成されている。

イ、ノットを含む特殊点のリスト。このリスト中の項目
（エントリ）は、辞書編集式に、すなわち、それらの項
目が走査で現われる順に配列されている。このリストに
は、データＳＲグラフの頂点、（度数と活動数を含む）
そのタイプならびにその位置が記載されている。

口、辞書編集式に配列された参照頂点（特殊点）のリス
ト、各項目は、頂点の度数、頂点の活動数ならびに参照
頂点とデータ頂点の間の突合せの合否を示すフラッグを
含んでいる。

ハ、参照エッジフオロウ。これは、各エツジ（すなわち
、その第２頂点にまだ到達していないエツジ）のための
項目をもつアレイである。

各項目毎に、下記のアイテムが定義される。

すなわち、参照頂点のリストにある第１エツジの頂点の
インデックスである大域ラベル、エツジの終端、および
参照エツジとデータ・エツジの間の突合せの合否を示す
２つのフラッグ。

二、各活動データ・エンティティのためのツリー構造か
ら成る合併／検出機構。この構造中の各ツリーは、第１
段から受は取った通りの偽頂点を介してのみ接続される
、活動データ・エツジの間の合併を記述する。

ホ、データ・エンティティ・フオロウ。これは、各活動
データ・エンティティ（すなわち、開始したばかりで、
まだ終了していない活動エンティティ）のための項目を
もつアレイである。データ・エンティティ・フオロウの
各項目は、大域ラベル、真の頂点の数、および対応する
エンティティの活動数（すなわち、まだぶつかっていな
いエンティティの端点の予想数）を含んでいる。活動数
は、偽頂点に出会うたびに容易に更新される。活動数が
ゼロになった場合、すなわち、エンティティが終了した
場合、その活動数を、アレイならびに合併／検出機構か
ら除去しなければならない。大域ラベルは、かかる対応
が確定された場合、対応する参照エツジの大域ラベルに
等しくなり、またエンティティが対応する参照頂点のな
い点から開始する場合、（「空白（ｎｕｌｌ）Ｊと呼ば
れる）特殊記号に等しくなる。

アルゴリズムは、第１段からくるデータによって動作す
る。このアルゴリズムは、現在の各データ特殊点と参照
との突合せを試みる。２つの場合が区別される。

１、現在のデータ特殊点がＴ頂点である。すなわち、対
応する参照頂点がある。この場合には、参照エツジ・フ
オロウ・アレイとデータ・エンティティ・フオロウ・ア
レイの必要な更新が実行される。

・データ頂点度が参照頂点度以上であるかどうか検査が
行なわれる。そうでない場合は、頂点の座標に「開始」
のフラッグがつく。

・その点がデータ・エンティティの第２の端点であった
場合、参照中にそれに対応するエツジが存在するかどう
か検査が行なわれ、存在すれば、参照エツジ・フオロウ
・アレイ中に成功のフラッグがつく。そうでない場合、
頂点の座標に「短絡」のフラッグがつく。

２、現在のデータ特殊点がＰ頂点である。すなわち、そ
の特殊点がどの参照頂点にも対応しない。

・この点で結合しているエツジの間の合併操作が行なわ
れる。

・特殊点に関する情報を使って、データ・エンティティ
・フオロウ・アレイが更新される。更新は、エンティテ
ィが丁度始まる場合「空白」エントリを加えることによ
って行なわれ、そうでない場合はエンティティ活動数を
更新することによって行なわれる。

・活動数がゼロに等しい場合、エンティティは、存在し
ない、この場合、このエツジが「空白」エントリーを有
するかどうか、すなわち、このエツジがどの有効な参照
エツジにも対応していないかどうかの検査が実行される
。「空白」エントリーを含む場合、このエツジがデータ
・エンティティ・フオロウ・アレイおよび「合併／検出
」ツリー構造から除去される。

・その他の場合、そのエツジが有効な参照エツジに確か
に対応するとき、対応するデータ頂点の活動数が更新さ
れる。更新された値が参照頂点の活動数より小さい場合
、Ｐ頂点の座標に「開路」のフラッグがつく。

突き合わされないままの参照頂点にも故障のフラッグが
つく。

任意選択の演算チャネルが、入力されているビット・マ
ツプについていくつかの単純な算術演算を行なう。演算
チャネルへの入力は、ＧＡ、すなわち、結合システムの
データ分配器からの２進データ流れ、およびＧＣｌすな
わち、ある領域での処理を許可または禁止する制御信号
である。演算チャネルの出力が７ビツト・データ・スト
リームであるのは、各７ビツト・データ・アイテムの最
初の５ビツトが、入力におけるビット・マツプの隣接す
る６Ｘ６の画素ウィンドウの１つに関するある算術値を
表わし、残りの２つのビットが、重みと呼ばれる追加情
報を表わすときである。出力データ流れは、収集速度の
１／３６の速度を有する。この流れが接続されている信
号プロセッサに転送され、そこで選択された演算機能（
フィーチャ）の評価および名目値との比較が行なわれる
。

演算チャネルには、２つの可能な用途がある。

イ、長すぎる距離にわたって名目値から外れた幅を有す
るが、それでも局部最小幅の基準を満たしている導線に
エラーのフラッグをつけるため、（ＷＩＤＴＨのラベル
がついた）平均線幅を評価する。

口、ある技術上の理由により参照ファイルに記載されて
いない、−組の周期的ボイドを伴なう広い導電性領域を
検査するための（ＤＥＮＳＹのラベルがついた）平均導
線密度を評価する。この場合、すなわち、導線が平均し
て、十分に大きな各副領域のある部分をカバーする場合
の共通要件は、参照との比較によって検査できない。

演算チャネルは、平均化の代わりに、６Ｘ６ブロツクに
わたって、最大／最小値または他の算術演算のために容
易に再プログラミングを行なうことができる。

演算チャネルは、順につながった（第９図）下記のブロ
ックから構成される。すなわち各画素毎に数個の値をも
つ５ビツトのデータ・ストリームを生成する事前処理装
置４９、順につながった次に示すブロックを含む事前ア
ベレージヤ／デシメータ５０によって構成される。事前
アベレージヤ／デシメータ５０に含まれるブロックは、
隣接する３つの水平画素を平均化するＲＯＷ（行）−３
＝１演算ブロツク５１とその後に続く３：１デシメータ
、前のブロック５１からの隣接する３つの垂直画素を平
均化するＣＯＬＵＭＮ（列）−３：１演算ブロツク５２
とその後に続く３：１行デシメータ、水平方向に隣接す
る２つの３×３ブロツクを平均化し、データを２＝１で
１０進化（ｄｅｃｉｍａｔａ）するＲＯＷ　（１行）−
２：１演算ブロック５３；垂直方向に隣接する２つの３
Ｘ６画素のブロックを平均化して、かつ１行置きに廃棄
することにより、出力値が６Ｘ６画素のブロックにわた
って平均化されるＣＯＬＵＭＮ−２：　１演算ブロツク
５４、信号プロセッサへの入力にほぼ一定で速さが１／
３６のデータ速度をもたらす先入れ先出しデータ平滑器
５５、そして、最後の計算、比較および意志決定を行な
う第２投信号プロセッサ５６である。

演算チャネルの好ましい実施例は、あらゆる論理演算と
算術演算および再プログラミングを実行する複数の処理
要素とＲＯＭに基づくものである。

第９図のプレプロセッサ４９の構成図が、第１０図に示
されている。好ましい実施例では、このプレプロセッサ
４９は１５段から構成される。第１段は処理要素５７−
１から構成され、同一の段２〜１４は処理要素５７−２
〜５７−１４から成るカスケード式回路、およびルック
・アップ・テーブル加算器５９−２〜５９−１４と処理
要素５８−２〜５８−１４との組合せから構成される。

第１Ｓ段は、処理要素５７−１５、および処理要素５８
−１５と特殊ルック・アップ・テーブル加算器６０との
組合せから構成される。

ルック・アンプ・テーブル加算器５９−２〜５９−１４
は、５ビット入力信号を最後の５番目のビットと最初の
４ビツトの飽和４ビット合計に写像する。処理要素５７
−２〜５７−１４は、これらの４ビツトを適切に遅延さ
せて、次のステージ（段）へ伝達する働きをする。ルッ
ク・アップ・テーブル加算器は、実際には、対応する処
理要素のルック・アップ・テーブルの一部として実現で
きる。第１０図の好ましい実施例では、最初と最後のも
の以外の処理要素５７は、２ビツト出力すなわち、加算
器５９へ送られるビットと次の段の処理要素へ送られる
ビットの出力を有する。

前記の２つのビットは、実行されるプログラムに応じて
実行するタスクが異なる。ｒＷＩＤＴＨ」と称されるプ
ログラムでは、事前処理プロセッサ４９は、いわゆる「
距離変形」を実行する。すなわち、このプロセッサ４９
は、各導電性画素ごとに、その画素が属するエンティテ
ィの境界までの最小距離を計算する。距離変形の値は、
特殊ルック・アップ・テーブル加算器６０へ送られる骨
格上でのみ得られる。

ｒＤＥＮｓＹＪと称されるプログラムでは、事前処理プ
ロセッサ４９を使って、多数の導電性隣接画素が計算さ
れる。下記の定義は、両出力ビットに関係するもので、
両ビットの間に斜線を入れて対応する順序で示されてい
る。

ＷＩＤＴＨ：ＰＥＩ：＝（Ｃ＋ＮＡＲ８）／ＮＡＦ１８
゜ＰＥ３　：＝ＰＥ５　：＝ＰＥ７　：＝ＰＥ９：　＝
ＰＥ１１　：＝ＰＥ！１３：＝ＮＡＲ８／ＮＡＲ８、Ｐ
Ｅ１５　：＝ＮＡＲ８゜ＰＨ２：＝ＰＥ４　：　＝ＰＥ
６　：＝ＰＥ８　：＝ＰＥ１０　：　＝ＰＥ１２：　＝
ＰＨ１４：　＝ＮＡＲ４／ＮＡＲ４＜ＳＰ　ＬＡＤ＞　
：”化ＡＤ＞拳く骨格信号〉。

ｏＥＮｓｖ：ｐｓｔ：＝（孔十Ｇ）／Ｃ。

ＰＥ２二＝Ｔ／Ｃ，ＰＥ３：＝ＴＲ／Ｃ，ＰＥ４：＝Ｌ
／Ｃ，ｐＥ５：＝Ｒ／Ｃ，ＰＥ６：＝ＢＬ／Ｃ。

ＰＥ７：＝Ｂ／Ｃ，ＰＥ８：＝ＢＲ／Ｃ，ＰＥ９：＝Ｏ
，ＰＨＩＯ−ＰＨ１５−ａｎｙ＜ＳＰ　ＬＡＤ＞　：＝
　＜ＬＡＤ＞　；　　（骨格は無視される）。

ここで、ｒＰＥＩＪないしｒＰＥ１５Ｊは、処理要素５
７−１ないし５７−１５を表わし、「ＬＡＤＪは、同一
のルック・アップ・テーブル加算器５９−２ないし５９
−１４のすべてを表わし、ｒＳＰ　　ＬＡＤＪは特殊ル
ック・アップ・テーブル加算器６０を表わす。

ＤＥＮＳＹプログラムでは、６Ｘ６個の画素ウィンドウ
にわたる平均は、く全３６画素の合計〉／３６として定
義されるが、ＷＩＤＴＨプログラムでは、く全幅項目（
エントリー）の合計〉／〈非ゼロ項目の数〉として定義
される。この定義の違いのため、様々な事前平均化機能
を制御ビットによって切り換えることが必要である。

ＲＯＷ−３：　１演算ブロツク５１の可能な実施例が、
第１１図に示されている。５つの処理要素がブロック６
１で組み合わされる。これらの処理要素は、３つの４ビ
ツト数Ｘ１、ｘ２、ｘ３を構成し３つの隣接画素すなわ
ち（信号ＧＣを除く）Ｌ、Ｃ，Ｈに対応する出力信号を
もたらす。ブロック６１のこれらの出力信号は、それぞ
れルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）６２．６３．６
４へ供給される。これらのルック・アップ・テーブルは
ＲＯＭとして実現できる。第１のＬＵＴ６１は。

２つの値ｘ１とＸ２を結合する。ＷＩＤＴＨプログラム
では、その出力は、いくつかの非ゼロ項目（重み）に関
する情報を含む。この情報は、この場合、Ｏｌｌ、２に
しか等しくなれない。第２のＬＵＴ６２は、重みＵを考
慮しながら、ブロック６１からの出力Ｙとｘ３の結合を
行なう。ＤＥＮｓｙプログラムでは、重みはＬＵＴ６１
とＬＵＴ６４で修正される。３：１デシメータ６５から
出される最終結果は、５ビツトに圧縮された平均値Ｚと
２ビツトから成る重みＷである。ＤＥＮＳＹプログラム
では１重みは信号ＧＣに等しい。

ＣＯＬＵＭＮ−３：　１演算ブロツク５２は、第１２図
に示されている。７つの処理要素がブロック６６で結合
される。それらの要素のルック・アップ・テーブル機能
が選択されて、各行の画素に対して７ビツトの情報、す
なわち、値Ｘ１：＝Ｔ、Ｘ２　：　＝Ｃ，Ｘ３　：　＝
Ｂおよび重みＵｌ、Ｕ２、Ｕ３をもたらす１分配ボック
ス６７は実際には存在してない、そのボックス６７は、
ビット・ワイヤの分配を示す際に、図（ｆｉｇｕｒｅ）
がより容易に理解できるようにする役割を果すだけであ
る。サフィックスＭとＬは、それぞれ対応する変数の上
位ビットと下位ビットを示す、「変数ｘ１２」は、ｘｌ
とｘ２を結合した中間結果を表わす。ＺＭとＺＬは、そ
の合計がＺになる中間結果である。

２つの７ビツト・データ・アイテム（数と重み）の直接
結合を行なう１４ビツトＬＵＴが利用できないので、両
数は、上位部分と下位部分に分離される。たとえば、２
つの５ビツト値ＸとＹは次のように表わされる。

Ｘ＝ＸＭ＋ＸＬ、Ｙ＝ＹＭ＋Ｙし ただし、ＸＭとＹＭは、ＸとＹの３つおよび２つの上位
ビットに、それぞれ２つまたは３つのゼロを付加したも
のである。さらに、ＸＬとＹＬはそれぞれＸとＹの２つ
および３つの下位ビットである。

演算は線形なので、９ビツト人カ（重さに対する３＋２
＋４ビツト）を必要とするＸＭとＹＭの対について演算
を実行し、次いで、やはり９ビツト入力を必要とするＸ
ＬとＹＬの対について実行することができる。これらの
部分演算の結果は。

それぞれ５ビツトと３ビツトであり、ＬＵＴ加算器に加
算される。このプロセスは、他のあらゆるＬＵＴブロッ
ク６８ないし７３で一貫して使用される。最終出力信号
は３：１デシメータ７４によって供給される。

演算ブロック５３と５４の好ましい実施例は。

他のブロックについて提案した実施例とはそれほど異な
っていないので、ここは図示してない。

原則として専用（ｓｐｅｃｉａｌ　ｐｕｒｐｏｓｅ）ハ
ードウェアでも計算を実現できるが、最終結果は、専用
（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）信号プロセッサで計算し１名目
値と比較することができる。演算チャネルの専用ハード
ウェアからのデータは、それぞれが元のイメージの６／
６画素ブロックを表わす「大型画素」から構成される、
より小さい寸法のイメージとして扱われる。新しい線の
寸法は、行の長さの１／６である。

処理としては、入力データの反復ろ過（フィルタリング
）が行なわれる。ただし、平均密度を算出しなければな
らない導線開始端や領域の境界を除く。こうした例外的
な場合には、ろ過されたデータの初期設定は、烏部デー
タ変化があっても欠陥が検出されないような形で行なわ
れる。処理は、データ走査方式で行なわれる。すなわち
、以前に処理された大型画素に関する情報が利用可能で
あると仮定して、各入力大型画素が処理される。計算さ
れた平均値が許容誤差と比較され、許容誤差の範囲外に
ある場合には、欠陥のフラッグがつく。

同じ層上での最小線幅について、３つ以上の異なる許容
誤差がある場合がある。やや簡単な修正を行なえば、論
理チャネルの数を不必要に増やさずに、これらの場合が
処理できる。ハードウェア構造は、演算チャネルと論理
チャネルの接合に基づいている。

最小トレース幅に対する様々な許容誤差は１次のように
示される。

０＜Ｈｌ＜Ｈ２＜・・・・＜Ｈｎ ただし、Ｈｎは超狭幅比された場合の深さよりも大きく
、ｎは小さな数である。論理チャネルでの広幅化の結果
ＢＲおよび演算チャネルでの元のイメージＯＩの距離変
形の結果Ｈを使うと、次のように各画素に重みＷが割り
当てられる。

Ｈ（ｉ−１）＜Ｈ＝＜Ｈｉの場合、Ｗ＝ｉ（ｉ＝２、・
・・・・、ｎ）Ｈ＜Ｈｉの場合、　　　　Ｗ＝ＢＲ（＝
Ｏ１１）これらは「重み」イメージを画定する。この「
重み」イメージは、ｎ＝７でわずか３ビツトの深さであ
る。

広幅化されたイメージと元のイメージＢＲを骨格化して
、２つの骨格の合併上でのみ「重み」イメージをサンプ
リングすることによって、「重みっきｊ骨格が得られる
。

小さなボイドに伴なう複雑さを回避するため、元のイメ
ージ表現を骨格化し、骨格化装置がオリジナル・イメー
ジの骨格上のユニティ操作に切換えられるように、広幅
化されたイメージを骨格化することによって、「重みつ
き」骨格を得ることができる。この元のイメージの骨格
は、その目的で第２の骨格化装置の制御ワイヤに供給さ
れる。

最終イメージは、小さな隙間による外来性の接続ならび
に１が充填されたままでプロブ（ｂｌａｂ）を構成する
小さいボイドを除く、あらゆる点で強制的に元のイメー
ジの骨格にされる。ボイドをなくすために実行すべきこ
とは、境界点だけを残してあらゆる内部点を除去するこ
とである。これは、追加処理要素によって容易に行なわ
れる。最終骨格上で重みがサンプリングされ、「重みつ
き」骨格を生成する。

骨格に沿った重みが変化する各点が、検出され、特殊点
すなわちＳＲグラフの頂点とみなされる。

ＳＲグラフの各エツジは、重みによって特徴づけられる
。この重みは、ロープ末端でのみ「重みつき」骨格から
読み取り、次いで、第２段のマイクロプロセッサに送ら
なければならない。このプロセッサは、エツジの重みを
含めて、ＳＲグラフの完全な記述を受は取る。故障のな
いパターンは参照ＲＲグラフと等価でなければならない
。等価性とは、データ重みと参照重みの間のある種の関
係たとえば、幅の広すぎる接続線が故障とみなされるか
どうかに応じて、少なくとも参照エツジの重み、または
、正確に同じ重みをもつＲＲグラフ・エツジが存在する
ことである。

上記の１つの意味での等価性を検査するため、第２段の
プロセッサは、ＲＲエツジの重みの可能な各位ｉごとに
合併／検出機構のツリー構造を維持する。ここで、固定
したｉの場合、ｉより大きい重みをもつロープも考慮さ
れ、または接続されてないものとみなされる。

参照グラフが恵みｉをもつエツジを含む場合、第２段の
プロセッサは、少なくともｉ、または正確に主の重みを
もつ規則的構成要素の存在を確定しなければならない。

短絡および不規則構成要素が、広幅化されたイメージか
らの重み１姿使って検出される。ショーテイツジ（ｓｈ
ｏｒｔａｇｅ）を引き起こすエツジの重みを定義し、シ
ョートの重大度（ｓｈｏｒｔ　５ｅｖｅｒｉｔｙ）を報
告することも可能になる。

参照重みとＲＲエツジの重みの間の関係についての上記
の２つの定義は、特定の要件に合わせて調整される。す
なわち、ボイドが導内線にある場合、導線幅は、少なく
ともボイドの片側から、所定の最小幅よりも大きくなけ
ればならない、というものである、この要件は、ボイド
の両側からの導線幅の合計が最小幅よりも大きくなけれ
ばならないという要件に還元できることもある。こうし
た場合には、加えるべき唯一の変更は、マイクロプロセ
ッサ・プログラム中の参照エツジ幅とデータエツジ幅の
間の関係の再定義である。この場合のＲＲエツジは、規
則的構成要素を通る最大「フロー」の計算を含まなけれ
ばならない。この計算は、そのロープ上の重みの単純な
関数である。

以上の説明から明らかになったように、上記の好ましい
実施例にもとづいて、または本発明の範囲内にある他の
手段によって実施される本発明は、いくつかの重要な利
点をもつ。本発明の方法は、従来技術の方法とは違って
、数名的な故障の定義に基づいている。この致命的な故
障の定義は、検査中のプリント回路の主機能、すなわち
、ある点の間を適宜に導通または絶縁させることに関係
する。したがって、この方法は、収集された光学データ
の導電性属性を検査し、それを参照リストと比較する。

ここに提案した方法は、上記の故障の定義にもとづいて
、「広い」領域での、導電性トレース、およびボイドま
たは外来性の導線におけるあらゆる導電性の違反を検出
する。小さなボイド、シフト、ニック（ｎｉｃｋ）など
理想的な導電性トレースのとるにたりない歪みには、致
命的な故障のフラッグはつかない。しかし、それらの歪
みはすべて検出され、その数が品質管理の追加指標とし
て使われる。したがって、ここに提案した方法は、エス
ケープとオーバーキルを含まない致命的な故障だけをす
べて検出する。

本発明は高レベル参照記述を利用するので、参照量はい
かなる参照比較方法よりもずっと小さくなる。したがっ
て、ここに提案した方法の範囲は、参照比較方法では非
実用的な真実な参照量が必要なずっと微細なプリント回
路技術まで広がる。

手動による制御と分類はもはや不必要なので、可能な故
障修理にのみ人力を費やす、完全な自動化が可能になる
。

本発明による方法は、入力ラスター走査データのオン・
ザ・フライ方式の処理およびオン・ザ・フライ方式の故
障ドキュメンテーションをもたらす。ただし、他の方法
とは違って、致命的な故障だけが記録（ドキュメント）
される。

本発明の好ましい特定の実施例は、はぼすべてのプリン
ト回路パターンの検査を含めて、所定の種類の事前処理
とそのパラメータ用の専用ハードウェアおよび付加プロ
セッサの容易な再プログラミングをもたらす。この好ま
しい実施例は、また。

参照導電性ファイルの自動計算も行なう。

この方法は、さらに他の方法によって検査できないよう
なプリント回路パターンの検査を含めて、平均線幅また
は平均導線密度の検査をもたらす。

Ｅ４発明の効果 本発明によれば、少ない参照データ量で、信頼性の高い
プリント回路の光学的検査を自動的に行うことができる
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による検査装置の好ましい実施例のブ
ロック図である。 第２図は、第１図の一般化導電性分析サブシステムのブ
ロック図である。 第３図は、第２図の論理チャネルのブロック図である。 第４図は、第３図の削除機構２７と分類機構２８の可能
な実施例のブロック図である。 第Ｓ図は、第４図のマーク回路３１の第１の例のブロッ
ク図である。 第６図は、第４図のマーク回路３１の第２の例のブロッ
ク図である。 第７図は、薄化（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）アルゴリズムを実
現する薄化回路のブロック図である。 第８図は、ラベリング・ハードウェアのブロック図であ
る。 第９図は、第２図の演算チャネルのブロック図である。 第１ｏ図は、第９図の事前処理装置のブロック図である
。 第１１図は、第９図のＲＯＷ（行）３：１回路のブロッ
ク図である。 第１２図は、第９図のＣＯＬＵＭＮ（列）３：１回路の
ブロック図である。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　頓　　宮　　孝　　−（外１名） 第１図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　被検査プリント回路を光学的に走査して、該プリント
   回路の表面のフィーチャを２値化した表現を求め、 該表現または該表現に事前処理を施したものに対して、
   データの走査順に局所的ラベリング処理を施し、その際
   に、被検査プリント回路上の任意の点の対が同一の導電
   性エンティティに属するか否かを確定するための情報を
   、データ収集速度に相当する速度でオン・ザ・フライ式
   で収集し、同時に、特定の事前に選ばれたチェック・ポ
   イントにおいて大域的ラベルを計算し、該大域的ラベル
   を解析してチェック・ポイント同士の間で導電性接続が
   あるか否かを検出し、 チェック・ポイント同士の間で導電性接続が検出された
   場合は、参照リストに記憶された対応するチェック・ポ
   イント同士の間で事前に計算された正しい導電性接続と
   比較し、 比較の結果、不一致が発見されると、被検査プリント回
   路に致命的な故障があると判断することを特徴とするプ
   リント回路の光学的検査方法。