JPS63217479A - 粒子画像の解析装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像中に存在する個々の粒子像の面積や寸法な
どを計測する画像処理手法およびその手法を実現する装
置に係り、特に自動画像解析装置や自動パターン欠陥検
査装置を実現するのに好適な画像処理手法および装置に
関する。

〔従来の技術〕

〔最も近い公知例： 映像分析用計算装置　特公昭４８−３４４７）近年、プ
リント基板や半導体回路の高集積化に伴い、製造時に生
じる微小なパターン欠陥を画像処理技術によって自動的
に検査することのできる自動外観検査装置の開発が盛ん
に行われるようになった。これらの装置は、高集積化が
進んだために人間の検査員には実行困難になってきた目
視検査工程を人間に代わって実行可能にする手段として
、その重要性をますます高めている。このようなパター
ン欠陥自動検査の分野においては、欠陥抽出処理によっ
て得られた欠陥部のみを＃　Ｉ　ＩＩとする′″欠陥画
像″に対して、個々の欠陥の位置。

寸法２面積等を計測し、それに基づいて真の欠陥か否か
を判断する画像処理技術が、パターンノイズによる虚報
を防ぎ検査の信頼性を確保する上で重要な技術となって
いる。この２値画像中に存在する１１１　ＩＩの塊を画
像処理によって解析し、個々の塊の位置２寸法２面積な
どを計測する手法については、粒子解析手法として既に
多くの手法が開発されて来た。しかしながら、これらの
手法が前記の自動パターン検査に用いられるためには、
その処理の実時間性が新たに大きな技術課題となる。

すなわち、検査における入力画像のデータ量は通常膨大
であり、たとえば等速で移動する被検査体を１次元ライ
ンセンサで連続的に撮像する場合のように、ラスタ走査
式に無限長に近い形で連続的に入力されるようなもので
ある。従って、従来のように画像を一旦画像メモリに記
憶して処理する手法を用いることは困難であり、ラスタ
走査式に連続的に画像を入力してその入力画像中に欠陥
が現れるたびにその時点でその欠陥像についての処理を
完結していくことのできる実時間１パス型の手法である
必要がある。従来、粒子画像解析は、ラベル付は手法、
追跡手法、及びその改良手法などが研究され用いられて
きたが、いずれも入力画像、あるいはそれに代わる特徴
データを一画面分記憶する必要があり、上記の意味で高
速のパターン検査には利用出来なかった。

ラスタ形式で入力される画像の実時間１パス型処理の原
理的困難さは１粒子の形状の多様さにある。全ての粒子
像が凸形状をしていれば処理は比較的容易であるが、例
えば渦巻状の粒子があれば、１つの走査線が各粒子像と
交差する部分（以下、交差部と称す）の間の連結性を識
別することが難しく、途端に困難になる。この困難さを
解決するための方法として、（１）各走査線上の交差部
の終わりを、その交差部の終わりか或いはその交差部に
接続している１本前の走査線上の変形後の交差部の終す
りの長い方に合わせる変形を行い、（２）変形後の交差
部の終了時点で、その走査線までの粒子の特徴量を１走
査線分の遅延回路に出力し、次の走査線を走査する時に
は遅延回路から出力された特徴量を保持してその交差部
だけの特徴量を加算し、変形後の交差部の終了時点で、
加算された特徴量を再び遅延回路に出力するようにする
、（３）この操作を繰り返して個々の粒子の特徴量を加
算し、個々の粒子の最後の変形交差部の終了時点でその
粒子の特徴量を外部に出力する、という手法が、特公昭
４８−３４４７号の中で示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この方法には、各交差部の後方に不必要
に大きな粒子像の変形が必要になり、その為にその変形
部の一部に別の粒子像の一部が含まれてしまう場合には
、別々の粒子にもかかわらず、１つの粒子として誤った
特徴量の計算がなされてしまうという欠点が有った。

本発明の目的は、このような誤った計測の起こる確率を
大幅に減らし、従来技術以上の信頼性の高い実用的な超
高速計測検査装置を実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

従来技術の前記問題点は、特徴量の中間計算結果を１走
査線分の遅延回路に記憶していることにある。遅延回路
を介して１走査線前の特徴量を読みだすために、変形さ
れた交差部の終了時点は前の走査線の変形された交差部
の終了時点と同じかより後ろでなければならず、それが
粒子像の大きな変形を必要とする主な理由であった。

本発明ではこれらの問題点を解決するために、（１）特
徴量の中間結果を各走査線ごとに交差部に順番につけた
番号をアドレスとする記憶回路に記憶するようにして、
中間結果の書込み読出し時点に自由度を持たせた、（２
）画像をデジタル化し、連続する２走査線にまたがって
隣接する２つの画素データを入力とする新たな順序回路
を構成してより多様な部分パターン形状に対して適切な
計算制御信号を発生できるようにした、（３）逆方向ラ
スタ走査による同様の画像変形とのＡＮＤ処理を組合わ
せて、画像の変形を粒子像内部に含まれる孔および下に
凹の部分のみを“１″で埋める必要最小限に止めた、な
どの改善を図った。

これらの改善により、ビデオレート１バス型の粒子特徴
計測を可能にしながら初めて画像の変形を必要最小限に
止める事が出来た。その結果、粒子像の重なりによって
生じる誤計測の確率を大幅に減らすことができ、従来技
術にまして信頼性の高い実用的な超高速画像計測検査装
置を実現することが出来るようになった。

〔作用〕

本発明ではラスタ走査式に連続的に画像を入力してその
入力画像中に欠陥が現れるたびにその時点でその欠陥像
についての処理を完結していくことのできる実時間１パ
ス型の手法を採用しているので、画像を一旦画像メモリ
に記憶しておく必要なく、実時間で粒子画像の特微量を
求めることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図は、本発明の中心である順序回路の内容を示した
ものである。これらの具体的な手法はやや複雑なので、
まず第一に画像の変形について説明し１次にその変形さ
れた画像を入力とする順序回路の内容を説明し、最後に
粒子の特微量を計算する具体的な方法について説明する
。

（１）入力画像の形式 本発明の手法はラスタ走査方式の撮像装置から得られる
２値のディジタル画像を直接ビデオレートで処理するこ
とを目的としたものである。説明を明確にするために、
入力される２値画像を、ｆ（ｉｌ　Ｊ）　　ｉ＝Ｑ、１
１２＋・・・・・・、ニー１ｊ＝ｏ、１，２．・・・・
・・、Ｊ−１・・・（１） とし、第２図に示すようにラスタ走査されるものとする
。

（２）制御画像の作成 本手法では、処理に必要な制御信号を入力画像から自動
的に作り出す、その為に、入力画像信号を一旦制御信号
発生に都合の良い２値の制御画像へと変換する必要があ
る。以下、入力される２値のディジタル画像ｆ　（ｉｔ
　ｊ）から２値の制御画像ｇ　（ｉ、ｊ）を作成する方
法について述べる。

まず、ラスタ形式で入力される入力画像ｆ　（ｉ。

Ｊ）に対して、 ｈｘ（ｉ、ｊ）＝　ｆ　（Ｌｊ）Ｖ　ｈｚ（ｉ−１＋ｊ
）Ａ　ｈｘ（ｉ、ｊ−１）ｉ　＝０．１．２．・・・・
・・、■−１Ｊ　＝Ｏｒ　１　＋　２　＋・・・・・・
、Ｊ−１・・・（２）なる巡回型フィルタ処理を施して
右方向制御画像り工（ｉ、ｊ）を作る。同時に、ラスタ
走査の方向をｉの方向に関して逆転する走査変換処理を
施した後、次の巡回型フィルタ処理を実行し左方向制御
画像ｈｚ（ｔ＋　ｊ）を作る。

ｈｚ（ｉ、ｊ）＝　ｆ　（Ｌｊ）Ｖ　ｈｚ（ｉｌ１．ｊ
）Ａ　ｈｚ（ｉ、ｊ　　１）ｘ　＝Ｉ　　Ｉ　ＨＩ　　
２　＋・・・・・・、１，０ｊ＝ｏ、ｉ、２．・・・・
・・、Ｊ−１・・・（３）再び、ｈｚ　（ｉ、ｊ）に対
してｉの方向に関する走査変換処理を行って通常のラス
タ走査形式に戻し、ｈｚ　（ｉｔ　ｊＬ　ｈｚ（ｉｌ　
ｊ）のＡＮＤ処理；ｇ（ｉ、ｊ）＝ｈ工（ｉ、ｊ）Δｈ
ｚ（ｘ、ｊ）・・・（４）から求める制御画像ｇ　（ｉ
ｐ　ｊ）を作成する。この処理の中で、ｉの走査方向を
変換する処理は、入力される画像を１ライン分記憶し、
読出しを書込みの逆順にすることで実現できる。第３図
は、このようにして作成した制御画像の例を示す、第３
図（ａ）は入力２値画像であり、（ｂ）、（Ｑ）はそれ
ぞれ右方向制御画像ｈｘ（ｘ、ｊ）、左方向制御画像ｈ
ｚ　（１１Ｊ）の例である。（ｄ）は（ｂ）。

（Ｃ）のＡＮＤ画像であり、最終的な制御画像である。

この例からも分かるように制御画像には、粒子像に含ま
れる孔や下向きに凹の部分が消去されるという重要な性
質がある。この性質は後述のごとく本手法の制御に極め
て重要な性質であり、そのためにここでは変形された入
力画像ｇ（ｉｔｊ）のことを特に制御画像と呼んでいる
。なお、このような性質は中間画像ｈＬ（１１Ｊ）、ま
たはｈｚ　（ｉ、ｊ）も同様に満足しているので、制御
画像ｇ　（Ｌ　ｊ）の代わりに直接ｈｔ　（１１Ｊ）、
またはｈｚ　（ｉｌ　ｊ）を制御画像として用いること
も出来る。しかし、図でも分かるように、ｈｚ　Ｃｘｅ
ｊ）、ｈｚ（ｘ、ｊ）は必要以上に変形の度合いが大き
く近接した複数の図形を１つの図形に合成してしまう確
率が高いので、必要最小限の変形に留めているｇ　（Ｌ
　ｊ）を用いる方が認識方式としてははるかに有利であ
る。

（３）画像解析手法 ラスタ走査方式で２値の粒子画像を解析する場合、第一
の問題はラスタ間にまたがる個々の粒子の連結性の扱い
方である。この問題については次のように連続する２本
のラスタを同時に参照することで解決できる６第４図は
代表的な粒子の形状を、第ｊラスタとその１本前の第ｊ
−１ラスタの画像に着目して表現したものである。いま
、説明を簡単にするために、第ｊラスタの画素の値を２
０の位、第ｊ−１ラスタの画素の値を２１の位として２
本のラスタ信号を１つの数字の列で表現し、その数字の
現れ方により何のような処理が必要になるかを明確にす
る。図において、（ａ）のような画像は０１１１・・・
・・・１０であり新しい粒子像の始まりを意味する。し
たがって、手法的に見れば新しい粒子のための特徴量メ
モリをオープンすることが必要になる。

（ｂ）のように０２２・・・・・・２０となっている場
合には粒子像の終わりを意味している。したがって、こ
のような場合には今迄保存してきた特徴量を外部に出力
することが必要になる。

（ｃ）は、０１３３３２０のように３の連なりが１回発
生している場合であり、これはｊ−１ラインまでの粒子
像がｊライン上の粒子像に一対一につながっていること
を意味している。したがって、この場合には今迄保存し
てきた特徴量をｊラスタの分だけ更新し再びその特徴量
として記憶することが必要になる。

（ｄ）はより複雑な例であり、０１３３３１１１３３３
２２０のように３の連なりが２回現れていて、しかもそ
の間が１の列で表現されている場合である。これは、ｊ
ラスタ上の粒子像によって２つの粒子像が連結している
ことを意味しており、中間の１から３ヘラスタ画像が変
化する時点で今迄別々の粒子の特徴量として保存されて
きた２つの特徴量を新しい１つの粒子の特徴量として合
成し、さらにｊラスタの分だけ更新して再びその特徴量
として記憶することが必要になる。３の列が３回以上、
すなわち３→１→３の繰返しがさらに発生した場合にも
、同様の合成処理を繰返すことによって処理可能である
。前節に述べた変形された制御画像を入力として利用す
る限り、合成する２つの粒子像が過去において連結して
いることはありえないので新たな処理が必要になること
は無い。また、逆にｊラスタにおいて１つの粒子像が２
つ以上に分割される場合もありえないので、特徴量をど
の様に分割し記憶したらよいかという問題も生じること
は無い。本手法において制御画像の考え方を導入したの
は、このように手法上の困難さを回避するためである６
以上の考察により、制御画像を入力データとしてこのよ
うな処理を実現するシーケンシャルマシンが構成できれ
ば、原理的にラスタ走査形式の処理が可能になることが
わかる。

このとき発生するもう１つの重要な問題は、ｊ−１ラス
タ上に存在しまさに計算途上の粒子像の特徴量をどのよ
うに読出し、新たに計算された、ｊラスタまでの特徴量
を再びどのように記憶するかということである。しかし
、これも、ｊ−１，ｊの各ラスタ上の′１″の連なり（
以下、交差部と呼ぶ）の生起数を順にカウントし、その
番号を２つ用意した記憶装置の内部アドレスとして利用
するようにすれば容易に解決できる。例えば第４図の図
形（ｃ）はラスタＪ　　１＋Ｊのどちらも２番目の交差
部に対応しているので、読出側の記憶装置のアドレス“
２″からラスタｊ−１までの特徴量を読出し、ｊラスタ
相当分の特徴量を更新したのちｊラスタまでの特徴量と
して書込側記憶装置のアドレス“２″に記憶する。次に
ｊ＋１ラスタを走査する時には記憶装置の読出側書込側
を逆にして同様のことを実行すると、読出側記憶装置か
ら１ラスタ前にアドレスｒｒ　２　ｕに書き込んだｊラ
スタまでの特徴量がアドレス“２”から再び読み出され
るので、正しく処理が実行できる。このようにすれば（
ａ）や（ｂ）のように新たに発生したり消滅したりする
図形が幾つ有っても間違うことは無くなる。第１図は、
以上に述べた手法を状Ｓ遷移図の形で示したものである
。図において； ・Ｆ＃１はｊ−１ラインまでの特徴量を記憶している記
憶装置、 ・Ｆ＃２は新しく計算されるｊラインまでの特徴量を記
憶する記憶回路であり、 ・ｎｌ、ｎｌは各々その内部アドレス、・ｎｌ＋、ｎ２
＋はｎｌ、ｎｌを＋１だけ増加させる処理 ・Ｑはｊライン上のその１交差部分として計算された特
徴量、 ・Ｗは一時的な計算結果を記憶するワークレジスタ ・マは２つの特徴量を合成するための関数、を示す。ラ
スタ走査の最初の時点で初期状態はＳｏにリセットされ
る。同時にｎｌ、’ｎ２も“Ｏ”にリセットされる。全
ての粒子の特徴量はこの状態遷移の中で計算され、制御
画像中の粒子像が終了する時点でその粒子の特徴量とし
て出力される。

２つの記憶装置はラスタ単位で交番して用いられ、その
中には常にそのラスタ上の粒子像の計算途中の特徴量だ
けが記憶される。したがって、Ｆ＃１゜Ｆ＃２の記憶容
量は、同一ラスタに同時に交差する粒子像の最大数に対
応する量だけを持てば十分である。

（４）特徴量の計算方式 第１図の状態遷移図のＱおよび平は求める特徴量の種類
によって異なる。ここでは、いろいろな特徴量に対する
具体的なＱの計算方法と関数ψの実例について述べる。

１セグメント分の特徴量Ｑの計算は、入力画像ｆ（ｉ、
ｊ）と制御画像ｇ　（１１Ｊ）とを合成して得られる２
”ｇ　（ｉｌ　ｊ）＋２”・ｆ（ｘｔ　Ｊ）なる値を入
力としたとき、第５図に示す状態遷移図で表現出来る。

ｇの１の領域はｆの１の領域を完全に含んでいるので入
力値は０，１．３のいずれかである。０の場合は、粒子
像以外の部分なのでＱには常に初期値Ｑｏをセットする
。３の場合にはｆ＝１であるからＱを関数Φで更新する
。１の場合には真の粒子部分ではないので値を保持する
のみで何もしない。このように、演算の制御は制御画像
ｇによって決定するが、実際の演算は真の粒子像（ｆ＝
１）の部分に限定するので計算の結果において画像変形
の影響を無くすることが出来る。すなわち、前述した画
像変形を行うにもかかわらず、正しく入力画像の粒子像
の特徴量を針側することが出来る。次に、表１に特徴計
算のための具体的な関数Φ、Ｖを示す。

表１　各特徴量の計算方法（その１） 粒子像の中心座標（Ｘｍ、Ｙｍ）　、Ｘ方向投影長Ｘｐ
、Ｙ方向投影長ＹＰは以上の結果から表２によって計算
できる。

表２　各特徴量の計算方法（その２） 粒子像の体積は粒子領域での濃淡値の積分として定義さ
れるが１粒子領域を定義する２値定義ｆ（ｉ、ｊ）とそ
の濃淡多値画像ｆ’（１＋　ｊ）とを明確に区別し、前
述の面積計算の１ライン演算をＱ＝Ｑ＋ｆ’　　Ｃｘｔ
　ｊ）に置き換えると容易に計算できる。このときの２
値画像ｆは、粒子画像の性質によって入力される濃淡多
値画像ｆ′の閾値処理、あるいは何らかの適切な前処理
によって得ることになる。このように粒子の形状を決め
る画像ｆと演算に使用する画像ｆ′とを使い分ければい
ろいろな応用が実現できる。

Ｘ　向、Ｙ方向の総　　長はそれぞれ粒子像の中のＸ方
向境界の画素数、Ｙ方向境界の画素数で定義される。し
たがって、 Ｘ方向総投影長の場合には、 ｆ’　（ｉ＋ｊ）＝ｆ（ｉ、ｊ）・（１−ｆ　（ｉ　−
１，ｊ　））・・・（５） Ｙ方向縁投影長の場合には、 ｆ’　（ｉ、ｊ）＝ｆ（Ｌｊ）・（１−ｆ　（ｉ　、ｊ
　　１））・・・（６） の様に画像ｆから画像ｆ′を逆に求め、各々前述の体積
計算と同様の処理をすれば良い。このとき、本方式では
ｆが１の場所でのみｆ′の値を計算するので、特徴計算
に寄与するｆ′の値はｆ＝１の画素上で定義しておく必
要のあることに注意しなければならない。

履且も、周長に寄与する各画素内の境界部をｆ（ｉ＋　
ｊ）＝　”１″′の画素の濃度として割当て、前述の体
積計算と同じ方法で計算すれば求めることが出来る。す
なわち、第６図において、′１”画素の境界上および内
部に含まれる周線（例■■■）は当然その画素の値とし
　Ｉｔ　ＯＩ＋画素の内部に含まれる周線（例■■）は
時計回り方向に隣接する＃　Ｉ　Ｉ＋画素の値に加える
。３Ｘ３領域の右下２Ｘ２画素のみに注目した場合、そ
の２×２画素に関連する周線で中央の画素が分担するべ
きものは■〜■が全てである。右上、左下、左上の２×
２画素を選んだ場合も同様であり、それらの周線長の全
合計が中央画素の分担する周長になる。これを式で示す
と次のようになる。いま入力２値画像ｆ上の画素（ｉ、
ｊ）を中心とする任意の３×３局所画像を と置くと、周長計算のための濃淡画像ｆ’　　（ｉ。

ｊ）は、 十ａ４’ａｌｉ″８８十８８”８７°ａ０＋−（ａｏ−
ａｔ・ａｚ＋ａｚ・ａａ−ａｔ＋ａｉ・ａａ”ａ８で与
えられる。ただし、゛・″は論理積、ｌ（＋　ｎは算術
加算を示す１式中にＪΣの値が含まれていて計算誤差が
問題になるときには、縦横の境界部の数に相当する整数
部と斜め境界の数に相当する部分を別の特徴量として計
算し、全部の粒子の特徴量を整理するときには計算機で
計算するようにすれば良い。以上述べたことを表３にま
とめる。

これらの結果は本方式の応用の代表的なものであり、同
様な考え方により様々な特徴量の計算に利用できる。

表３．各特微量の計算方法（その３） 第７図に粒子画像解析回路の具体的実施例を示す。図に
おいて１２〜１８が画像解析に必要な演算を実行する回
路であり、１１は第１図の状態遷移図で示される順序回
路である。この順序回路は、制御画像ｇ　（ｉ、ｊ）を
久方とじて演算の実行を制御する制御信号を発生する機
能を持っている。

演算回路１２は、入力画像ｆ　（ｉ、ｊ）および制御画
像ｇ　（ｉ、ｊ）を入力し、粒子画像と走査線の交差部
分の特徴量を実時間で演算する回路である。演算の具体
的内容は、表１９表３のライン演算の項に書かれた通り
であり、求める特徴量によって異なる。１５ａ、１５ｂ
は、演算途中の粒子の特徴量を記憶している記憶回路で
あり、選択回路１３．１４によって偶数ライン、奇数ラ
インで読出し側、書込み側を交代する。すなわち、走査
中のライン番号ｊが偶数のときは１５ａよりｊ−１ライ
ンまでの粒子の特徴量を読出し、演算回路によってｊラ
イン上の特徴量だけ更新した後、ｊラインまでの特徴量
として１２ｂに書き込む１次のｊ＋１ラインを走査する
ときには１５ａ、１５ｂの読出し書込みが交代されてい
るので、１５ｂからｊラインまでの特徴量が読み出せる
ことになる。

このように、２つの記憶回路を交番して用いることによ
り、次々と特徴量を更新しながら粒子の特徴量を計算す
ることができる。レジスタ１６は演算回路１７の結果を
一時的に保持するレジスタで、演算回路１７はライン間
演算を実行するための演算回路である。演算回路１７の
入力の選択およびその実行タイミングは、順序回路１１
によって第１図の状態遷移にしたがって制御される。

第８図に順序回路１１の更に詳細な実施例を示す。図に
おいて、２１は１ライン分の遅延回路であり、入力画素
ｇ（ｉｔ　ｊ）に対して隣接している１ライン前の画素
ｇ　（１１ｊ　１）を出力する。

２３はレジスタ、２２は制御データの書き込まれている
読出し専用回路（ＲＯＭ）であり、入力データｇ　（１
１Ｊ）が１画素入力される毎にレジスタ２３の内容はク
ロック信号ｃｌｏｃｋによって更新される。ＲＯＭ２２
の入力は、ｇ　（Ｌ　ｊ）およびｇ　Ｃｘｒ　ｊ　１）
の２ビツトと、レジスタに保持されている順序回路の内
部状態ＳＯ〜Ｓ４を示す３ビツトの信号２５である。こ
の時、ＲＯＭ２２が次の内部状態５ｏ＝Ｓ番を出力でき
るようにし、次のクロックで内部状態を変化させると共
に、その状態遷移時に必要な演算処理を実行するための
制御信号を出力するようにする。その制御情報の１つは
第７図で示した記憶回路１５ａ、ｂのアドレスｎｌ、ｎ
２である。これは、付属回路としてＲＯＭからの制御信
号を計数するカウンタ２４ａ。

２４ｂを設けることにより、容易に実現できる・この他
、ＲＯＭより出力することが必要な制御情報は、記憶回
路１５ａ、または１５ｂへの書込みタイミング、レジス
タ１６への書込みタイミング、演算回路１７の入力デー
タ指定、結果記憶回路１８への書込みタイミングである
。これも、ＲＯＭの状態遷移時に同時に１が出力される
ようにＲＯＭにデータを書き込んでおくだけで容易に実
現できる。図において、各ラインの走査開始時点に、カ
ウンタ２４ａ、ｂをリセットする手段、同時点で選択回
路１３．１４を交互に切り換える手段は省略されている
が、容易に付加可能である。以上により、第１図の状態
遷移図は演算実行も含めて第７図、第８図の構成により
、完全に実施できる。

次に、第９図を用いて制御画像ｇ（ｘ、ｊ）を生成する
ための回路を説明する。図において、３１ａ、３１ｂは
ｉ方向の走査順を逆転するための走査変換回路である。

走査変換回路３１ａにおいて、４１ａ、ｂは切り換え回
路、４２ａ、ｂは１ライン分の画像データを記憶する記
憶回路、４４．４５は記憶回路のアドレスカウンタであ
る。

ここで、４４は、Ｏ番地から１ライン分の画素数−１番
地まで昇順に計数するカウンタ、４５は１ライン分の画
素数−１からＯ番地まで降順に計数するカウンタである
。すなわち、入力画像は選択回路により４１ａ、ｂの１
方の記憶回路が選択され、１ライン分の画像データが昇
順に格納される。

一方、出力は他方の記憶回路が選択回路４１ｂによって
選択され、逆に降順に読み出される０選択回路４１ａ、
ｂ、４３はそれぞれ１ライン走査終了ごとに制御信号ｓ
ａｌによって切り換えられ、記憶回路４２ａ、ｂの読出
し書込みが交代する。これにより、入力データの走査方
向はｉ方向に関して逆順になる。３１ｂも全く同様であ
る。

３２ａ、ｂは、制御画像ｈ＋　、ｈｚの生成回路である
。３２ａの中で、４６は１ライン分の遅延回路で、４７
はレジスタ、４８．４９はそれぞれ論理和（ＯＲ）、論
理積（ＡＮＤ）回路である。

このような回路にラスタ走査順に画像データが入力され
れば、（３）式で表される制御画像ｈｚ　　（ｉ。

ｊ）への変換が容易に実現できる。３２ｂも同様であり
、（２）式で表される制御画像ｈｘ　　（ＩＩ　Ｊ）が
実現できる。３３ａ、ｂは１ライン分の遅延回路であり
、それぞれ３１ａ、ｂの回路の中で発生する画像の遅延
を補償するための回路である。このようにすれば、論理
積回路３４によりｈ工とｈｚの論理積がとられて最終的
な制御画像ｇ（ｘ＋ｊ）が生成できる。なお、処理によ
って画像データは少しずつ遅延していくけれども、これ
らは最終的な計測結果に何らの影響を与えるものではな
い。

以上述べたごとく、このような回路を実際に製作すれば
本報告で述べた粒子解析手法は完全に実現出来、ビデオ
レートの１パス処理が可能になる。

その結果は結果記憶回路に格納されており、必要に応じ
て外部の計算機から読み出すことが出来る。

本手法によれば、同じ粒子の複数の特徴量が同一タイミ
ングで求められるため、結果記憶回路の前にフィルタ回
路を付加して特定の特徴量の組合わせを持った粒子像だ
けを結果記憶回路に記憶することも容射にできる。この
ような性質は、パターン検査のように虚報を排除して真
の欠陥のみを摘出する装置にはきわめて有効である。

〔発明の効果〕

本発明の実施により１次のような効果が期待できる。

（１）画像のラスタ走査にしたがって画像処理を実行す
ることができるので、記憶すべき画像データ量が極めて
少なくなる。このため、大容量の画像記憶回路を保有す
る必要が無く、装置のコストを大幅に低減することがで
きる。

（２）各画素に対する全ての演算は１クロツクの時間内
に収まり、完全にビデオレートで実行できる。したがっ
て、容易に超高速の外観検査装置、パターン解析装置な
どが実現できる。

（３）計算可能な特徴量の種類については非常に汎用的
であり、前処理の併用により容易に拡張できる。さらに
、一つの粒子の全ての特徴が同一タイミングで出力され
るので、複合された特徴量の計算やそれらの組合せによ
る出力粒子の選択（フィルタリング）等が容易に実現で
きる。

これは、パターンの解析能力を大幅に向上させるほか、
外観検査装置のように、疑似欠陥を判定除去する必要の
ある装置においては装置の信頼性を高める上で極めて効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本原理となった順序回路の状態遷移
図、第２図はラスタ走査順式の画像の入力順序を示す図
、第３図は制御画像の変形例を示す図、第４図は連続す
る２走査線上の粒子画像の関係を示す図、第５図は１ラ
イン上の交差部の特徴量を計算する順序回路の状態遷移
図、第６図は粒子の周長を求める手段の説明図、第７図
は本発明の実施例を示す図、第８図は順序回路の実施例
を示す図、第９図は制御画像を求める回路の実施１　　
例を示す図。 Ｓｏ”Ｓ＋−順序回路の内部状態、ｎ　１１　ｎ　ｚ　
・・・Ｆ＃　１　＋Ｆ＃２の内部アドレス、Ｆ３＃１．
Ｆ＃２・・・記憶回路、マ・・・ライン間特徴合成関数
、Φ・・・ライン内特徴計算関数、ｆ・・・入力画像デ
ータ、ｇ・・・制御画像、１＋ｊ・・・画像白画素座標
、１１・・・順序回路、１２・・・演算回路、１７・・
・演算回路、２１・・・１ライン遅延回路、２２・・・
読出し専用記憶回路（ＲＯＭ）、２３・・・レジスタ、
２４ａ、２４ｂ・・・カウンタ、３１ａ、ｂ・・・走査
変換回路、３２ａ、ｂ・・・制御画像生成回路、４２ａ
、ｂ・・・１ライン記憶回路、４４．４６・・・アドレ
スカウンタ、４６・・・１ライン遅延回路。 第　ｌ　ロ ＩＮＰＩＪ″ｒｑ−９（ｉＪ）２Ｑ＋ｇ　（ｉ、ｊ−１
）・２’Ｗ　ワークレ′ンスク 第　２　区 第　３　区 （α）（ｂ） （Ｃ）　　　　　　　　　（ｃＬ） １”θ霞響〒１ 第　４　旧 第　５Ｉ！］ 弔　６　囚 の　　　　　■　　　　　■　　　　　■×　　　　　
　×　　　　　　■　　　　　　Ｘ第　７　区 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ラスタ走査形式で逐次入力されるディジタル画像デ
   ータからその画像データに含まれる個々の粒子像の画像
   的特徴量を求める装置において、個々の粒子像の中に含
   まれる、ラスタ走査のｊの正方向に向かつて凹んだ部分
   、及び孔の部分を、埋めることによつて変形した画像を
   作る手段と、 個々の粒子像の特徴量を演算する手段であつて、該変形
   画像の２本の走査線にまたがつて隣接する２つの画素を
   入力とする、少なくとも５つの内部状態を持つ順序回路
   と、粒子特徴記憶回路と、ワークレジスタと、１ライン
   内特徴演算回路と、ライン間特徴演算回路とを有するも
   のと、 該順序回路の内部状態が遷移する時点で、粒子特徴量の
   初期設定、更新、統合、出力を制御する手段とを有する
   ことを特徴とする粒子画像の解析装置。