KR101671112B1

KR101671112B1 - 화상 처리 장치, 화상 취득 장치, 화상 처리 방법 및 화상 취득 방법

Info

Publication number: KR101671112B1
Application number: KR1020150079832A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 야스다
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2016-10-31
Also published as: TWI582415B; TW201612505A; JP2016004020A; KR20150145695A; CN105282461B; CN105282461A; JP6286291B2

Abstract

화상 처리부(41)의 대표값 취득부(411)는, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상에 있어서, 각 화소를 주목 화소로 하고, 주목 화소를 중심으로 하는 소정 사이즈의 영역에 포함되는 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 대표값을 취득한다. 기준값 설정부(412)는, 주목 화소의 휘도값이 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 내인 경우에, 주목 화소의 휘도값을 기준값으로서 설정하고, 휘도값 범위 밖인 경우에 대표값을 기준값으로서 설정한다. 필터 처리부(413)는, 각 대상 화소의 휘도값과 기준값의 차가 작을 수록 상기 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 필터 처리를 행함으로써 주목 화소의 새로운 휘도값을 구한다. 이것에 의해, 화상에 있어서, 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거할 수 있다.

Description

화상 처리 장치, 화상 취득 장치, 화상 처리 방법 및 화상 취득 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS, IMAGE ACQUIRING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, AND IMAGE ACQUIRING METHOD}

본 발명은, 화상을 처리하는 기술, 및, 화상을 취득하는 기술에 관한 것이다.

최근, 다양한 전자기기에 FPD(Flat Panel Display)가 설치된다. 이러한 표시 장치의 제조에 있어서 투명한 기재 상에 형성된 투명 전극막 등의 투명한 패턴의 외관을 검사하는 경우, 예를 들면, 기재에 광을 조사하고, 반사광을 수광함으로써 패턴의 화상이 취득된다. 일본국 특허공개 2013-68460호 공보(문헌 1)에서는, 광조사부로부터 기재 상의 촬상 영역에 이르는 광축과 기재의 법선이 이루는 조사각과, 촬상 영역으로부터 라인 센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각을 동등하게 유지하면서, 화상을 취득하는 장치가 개시되어 있다. 상기 장치에서는, 화상의 콘트라스트가 높아지는 조사각 및 검출각의 설정 각도가 이용된다.

또한, 일본국 특허공개 2008-205737호 공보(문헌 2)에서는, 엣지를 보존한 평활화 모델을 얻는 수법이 개시되어 있다. 상기 수법으로는, 주목 영역에 있어서의 주목 화소와 주변 화소의 화소값 괴리도 및 위치 괴리도가 산출되며, 화소값 괴리도와 위치 괴리도를 이용하여 상관 지표값이 구해진다. 그리고, 이 상관 지표값으로부터 주변 화소의 필터 계수가 구해지고, 화소값 괴리도로부터 주목 화소의 필터 계수가 구해지며, 상기 필터 계수를 이용하여 필터 연산이 행해진다. 또, 엣지를 보존하면서 노이즈를 제거하는 평활화 수법으로서, 바이라테랄 필터나 ε필터도 알려져 있다.

그런데, 투명한 기재에 미소한 입상(粒狀) 물질(이른바, 필러)이 포함되어 있는 경우나, 기재의 표면에 미소한 요철이 존재하는 경우 등에는, 촬상한 화상에 있어서 다수의 입상 요소가 존재하여, 패턴의 검사를 정밀도 있게 행할 수 없다. 엣지를 보존하면서 노이즈를 제거하는 상기 화상 처리에 의해 입상 요소를 제거하는 것도 생각할 수 있지만, 입상 요소가 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 경우, 패턴 영역의 엣지와 함께 입상 요소도 보존되어 버린다.

본 발명은, 화상 처리 장치를 위한 것이며, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상에 있어서, 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관련된 화상 처리 장치는, 패턴 영역을 나타냄과 함께, 상기 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상에 있어서, 각 화소를 주목 화소로 하고, 상기 주목 화소를 중심으로 하는 소정 사이즈의 영역에 포함되는 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 대표값을 취득하는 대표값 취득부와, 상기 주목 화소의 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 내인 경우에, 상기 주목 화소의 휘도값을 기준값으로서 설정하고, 상기 주목 화소의 휘도값이 상기 휘도값 범위 밖인 경우에 상기 대표값을 기준값으로서 설정하거나, 또는, 상기 주목 화소의 휘도값에 관계없이 상기 대표값을 기준값으로서 설정하는 기준값 설정부와, 상기 복수의 대상 화소의 휘도값을 이용함과 함께, 각 대상 화소의 휘도값과 상기 기준값의 차가 작을 수록 상기 각 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 필터 처리를 행함으로써 상기 주목 화소의 새로운 휘도값을 구하는 필터 처리부를 구비한다.

본 발명에 의하면, 패턴 영역을 나타냄과 함께, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상에 있어서, 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거할 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 형태에서는, 상기 대표값 취득부가, 상기 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 편차를 나타내는 값을 구하고, 상기 기준값 설정부가, 상기 편차를 나타내는 값에 의거하여 상기 휘도값 범위의 폭을 결정하고, 상기 휘도값 범위를 이용하여 상기 기준값을 설정한다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에서는, 상기 필터 처리부가, 상기 복수의 대상 화소 중, 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 밖이 되는 대상 화소의 상기 휘도값을 상기 필터 처리에 있어서 제외한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에서는, 상기 필터 처리에 있어서, 상기 각 대상 화소와 상기 주목 화소의 거리가 작을 수록 상기 각 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커진다.

본 발명의 하나의 국면에서는, 상기 화상이, 투명 기재 상에 형성된 투명 전극막을 나타내는 화상이다.

본 발명은, 기재 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상 취득 장치를 위한 것이다. 본 발명에 관련된 화상 취득 장치는, 상기 기재를 촬상함으로써 촬상 화상을 취득하는 촬상 유닛과, 상기 촬상 화상에 대해 처리를 행하는 상기 화상 처리 장치를 구비한다.

본 발명은, 화상 처리 방법, 및, 기재 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상 취득 방법을 위한 것이다.

상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 행하는 이 발명의 상세한 설명에 의해 밝혀진다.

본 발명은, 화상 처리 장치를 위한 것이며, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상에 있어서, 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거할 수 있다.

도 1은 화상 취득 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 컴퓨터의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 컴퓨터가 실현되는 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 기재 상의 패턴을 검사하는 처리의 흐름을 나타내는 도이다.
도 5는 기재를 나타내는 단면도이다.
도 6은 촬상 화상을 나타내는 도이다.
도 7은 대상 영역의 휘도값 프로파일을 나타내는 도이다.
도 8은 대상 영역의 휘도값 프로파일을 나타내는 도이다.
도 9는 처리 완료 화상을 나타내는 도이다.
도 10은 비교예의 처리에 의한 처리 완료 화상을 나타내는 도이다.

도 1은, 본 발명의 하나의 실시의 형태에 관련된 화상 취득 장치(1)의 구성을 나타내는 도이다. 화상 취득 장치(1)는, 기재(9) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득함과 함께, 상기 화상에 의거하여 박막 패턴의 외관 검사를 행한다. 즉, 화상 취득 장치(1)는, 패턴 검사 장치로서의 기능을 포함한다. 본 실시의 형태에서는, 기재(9)는 유리 기판 또는 투명 필름이다. 박막 패턴은, 예를 들면, 투명 전극막이다. 기재(9) 상에는, 반사 방지막 등의 다른 막이 설치되어도 된다. 이하의 설명에서는, 박막 패턴을 간단히 「패턴」이라고 부른다. 기재(9)는, 예를 들면 정전 용량형의 터치 패널의 제조에 이용된다.

화상 취득 장치(1)는, 기재(9)를 이동시키는 이동 기구(11), 촬상 유닛(13) 및 컴퓨터(3)를 구비한다. 이동 기구(11)는, 기재(9)를 상면 상에 유지하는 스테이지(21), 스테이지(21)를 기재(9)의 주면에 평행한 도 1 중의 X방향으로 이동시키는 X방향 이동부(22), 및, 기재(9)의 주면에 평행, 또한, X방향에 수직인 Y방향으로 X방향 이동부(22)를 이동시키는 Y방향 이동부(23)를 구비한다. 이동 기구(11)는 기재(9)를 후술하는 촬상 영역(90)에 대해 상대적으로 이동하는 기구이다. 또한, X방향 및 Y방향에 수직인 도 1 중의 Z방향으로 스테이지(21)를 이동시키는 기구나, Z방향에 평행한 축을 중심으로 하여 스테이지(21)를 회동하는 기구가, 이동 기구(11)에 추가되어도 된다. 화상 취득 장치(1)에서는, 컴퓨터(3)가, 화상 취득 장치(1)의 전체 제어를 담당하는 전체 제어부로서의 역할을 한다.

촬상 유닛(13)은, 기재(9) 상의 촬상 영역(90)을 향해 광을 출사하는 광조사부(131), 촬상 영역(90)으로부터의 반사광을 수광하는 라인 센서(132), 및, 광조사부(131)에 의한 광의 조사각 및 라인 센서(132)에 의한 검출각을 변경하는 각도 변경 기구(133)를 구비한다. 여기서, 조사각이란, 광조사부(131)로부터 촬상 영역(90)에 이르는 광축 J1과 기재(9)의 법선 N이 이루는 각 θ1이다. 검출각이란, 촬상 영역(90)으로부터 라인 센서(132)에 이르는 광축 J2와 법선 N이 이루는 각 θ2이다.

광조사부(131)는, 패턴에 대해 투과성을 가지는 파장의 광을 출사한다. 광은, 적어도 선상의 촬상 영역(90)에 조사된다. 광조사부(131)는, X방향으로 배열된 복수의 LED, 및, LED로부터의 광을 균일화하여, X방향으로 신장하는 촬상 영역(90)으로 이끄는 광학계를 구비한다. 라인 센서(132)는, 1차원의 촬상 소자, 및, 촬상 영역(90)과 촬상 소자의 수광면을 광학적으로 공액으로 하는 광학계를 구비한다. 또한, 광조사부(131), 라인 센서(132) 및 각도 변경 기구(133)를 기재(9)의 법선 N의 방향으로 일체적으로 이동시키는 오토 포커스 기구가 촬상 유닛(13)에 설치되어도 된다.

후술하는 촬상 화상의 취득 시에는, 기재(9)는, 이동 기구(11)에 의해, 촬상 영역(90)과 교차하는 방향으로 이동한다. 즉, 이동 기구(11)는 기재(9)를 촬상 영역(90)에 대해 상대적으로 이동하는 기구이다. 기재(9)의 이동과 병행하여, 라인 센서(132)에 의해, 선상의 촬상 영역(90)의 라인 화상이 고속으로 반복해서 취득되어, 2차원의 촬상 화상이 취득된다. 본 실시의 형태에서는, 기재(9)는 촬상 영역(90)에 대해 수직인 Y방향으로 이동하지만, 촬상 영역(90)은 이동 방향에 대해 경사져도 된다. 기재(9)를 촬상하는 촬상 유닛(13)에는 이동 기구(11)의 일부가 포함되는 것으로 파악해도 된다.

각도 변경 기구(133)는, 조사각 θ1과 검출각 θ2를 동등하게 유지하면서 조사각 θ1 및 검출각 θ2를 변경한다. 따라서, 이하의 설명에 있어서의 검출각의 크기는 조사각의 크기이기도 하며, 조사각의 크기는 검출각의 크기이기도 하다. 광조사부(131) 및 라인 센서(132)는, 각도 변경 기구(133)를 통하여, 베이스벽(134)에 지지된다. 베이스벽(134)은, Y방향 및 Z방향에 평행한 판부재이다.

베이스벽(134)에는, 촬상 영역(90)을 중심으로 하는 원호형상의 제1 개구(201) 및 제2 개구(202)가 설치된다. 각도 변경 기구(133)는, 제1 개구(201)를 따라 광조사부(131)를 이동시키기 위한 모터(135), 및, 가이드부, 랙 및 피니언(도시 생략)을 가지며, 제2 개구(202)를 따라 라인 센서(132)를 이동시키기 위한 모터(136), 및, 가이드부, 랙 및 피니언(도시 생략)을 더 가진다.

도 2는, 컴퓨터(3)의 구성을 나타내는 도이다. 컴퓨터(3)는 각종 연산 처리를 행하는 CPU(31), 기본 프로그램을 기억하는 ROM(32) 및 각종 정보를 기억하는 RAM(33)을 포함하는 일반적인 컴퓨터 시스템의 구성으로 되어 있다. 컴퓨터(3)는, 정보 기억을 행하는 고정 디스크(34), 화상 등의 각종 정보의 표시를 행하는 디스플레이(35), 조작자로부터의 입력을 받아들이는 키보드(36a) 및 마우스(36b), 광디스크, 자기 디스크, 광자기 디스크 등의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(30)로부터 정보의 판독을 행하는 판독 장치(37), 및, 화상 취득 장치(1)의 다른 구성과의 사이에서 신호를 송수신하는 통신부(38)를 더 포함한다.

컴퓨터(3)에서는, 사전에 판독 장치(37)를 통하여 기록 매체(30)로부터 프로그램(300)이 읽어 내어져 고정 디스크(34)에 기억되어 있다. CPU(31)는, 프로그램(300)에 따라서 RAM(33)이나 고정 디스크(34)를 이용하면서 연산 처리를 실행하고, 후술하는 기능을 실현한다.

도 3은, 컴퓨터(3)가 실현하는 기능 구성을 나타내는 블럭도이며, 컴퓨터(3)의 CPU(31), ROM(32), RAM(33), 고정 디스크(34) 등에 의해 실현되는 기능 구성을 나타내고 있다. 컴퓨터(3)는, 화상 처리부(41), 검사부(42) 및 기억부(49)를 가진다. 화상 처리부(41)는, 대표값 취득부(411), 기준값 설정부(412) 및 필터 처리부(413)를 가지며, 촬상 유닛(13)에 의해 취득되는 촬상 화상에 대해 후술하는 화상 처리를 행한다. 기억부(49)는, 촬상 화상 데이터(491)를 기억한다. 이러한 구성이 실현되는 기능의 상세한 것에 대해서는 후술한다. 또한, 이러한 기능은 전용의 전기 회로에 의해 구축되어도 되고, 부분적으로 전용의 전기 회로가 이용되어도 된다.

도 4는, 기재(9) 상의 패턴을 검사하는 처리의 흐름을 나타내는 도이다. 패턴 검사에서는, 우선, 검사 대상의 패턴이 형성된 기재(9)가 준비되며, 스테이지(21) 상에 올려 놓아진다(단계 S11). 도 5는, 기재(9)를 나타내는 단면도이다. 이미 서술한 바와 같이, 기재(9)의 주면 상에는, 투명 전극막의 패턴(91)이 형성된다. 또, 기재(9)의 내부에는, 미소한 입상 물질(92)(이른바, 필러)이 포함된다. 입상 물질(92)은, 기재(9)의 전체에 분산되어 있다.

본 실시의 형태에서는, 촬상 화상에 있어서 패턴을 나타내는 영역(이하, 「패턴 영역」이라고 한다.)의 엣지의 콘트라스트를 높게 하는 것이 가능한 조사각 및 검출각의 각도가, 기재(9) 상의 막구조(막의 종류와 두께의 조합)마다 미리 구해져 있다. 패턴 영역의 엣지의 콘트라스트는, 촬상 화상에 있어서의 패턴 영역의 엣지 근방에 있어서의 패턴 영역과 배경 영역 사이의 휘도차(의 절대값)이다. 컴퓨터(3)에서는, 스테이지(21) 상의 기재(9)의 막구조에 맞추어, 조사각 및 검출각을 설정해야 할 각도(이하, 「설정 각도」라고 한다.)가 특정되며, 각도 변경 기구(133)를 제어함으로써, 조사각 및 검출각이 상기 설정 각도가 된다(단계 S12).

계속해서, 광조사부(131)로부터의 광의 출사가 개시되고, 기재(9) 상의 검사해야 할 위치가 촬상 영역(90)을 통과하도록, 이동 기구(11)에 의해 기재(9)가 Y방향으로 연속적으로 이동한다. 기재(9)의 이동과 병행하여, 라인 센서(132)에서는, 선상의 촬상 영역(90)의 라인 화상이 고속으로 반복해서 취득된다. 이것에 의해, 패턴을 나타내는 2차원의 촬상 화상이 취득되고, 기억부(49)에서 촬상 화상 데이터(491)로서 기억된다(단계 S13).

도 6은, 촬상 화상의 일부를 나타내는 도이다. 도 6에서는, 각 영역에 붙이는 평행 사선의 폭이 좁을 수록, 상기 영역의 휘도(휘도값의 평균값)가 낮은 것을 나타낸다. 촬상 화상(8)은, 패턴 영역(81) 및 배경 영역(82)을 포함한다. 배경 영역(82)은, 비패턴 영역이다. 또, 촬상 화상(8)에는, 다수의 미소한 입상 요소(831, 832, 833)가 포함된다. 여기서, 입상 요소(831~833)는, 기재(9)의 내부에 존재하는 이미 서술한 입상 물질(92)이나 기재(9)의 주면에 있어서의 미소한 요철, 혹은, 노이즈 등에 기인한다. 입상 요소(831~833) 중, 도 6 중에서 부호 831을 붙인 복수의 입상 요소는 가장 휘도가 낮고, 부호 832를 붙인 입상 요소는 가장 휘도가 높다. 또, 각 입상 요소(831~833)와 상기 입상 요소(831~833)의 주위 사이의 휘도차를, 상기 입상 요소(831~833)의 콘트라스트로 하며, 입상 요소(831)의 콘트라스트는, 패턴 영역(81)의 엣지(811)의 콘트라스트보다 높다. 입상 요소(832, 833)의 콘트라스트는, 패턴 영역(81)의 엣지(811)의 콘트라스트보다 낮다.

대표값 취득부(411)에서는, 촬상 화상(8)에 있어서 각 화소를 주목 화소로 하고, 상기 주목 화소를 중심으로 하는 소정 사이즈의 대상 영역이 설정되며, 대상 영역에 포함되는 복수의 화소(이하, 「대상 화소」라고 한다.)가 특정된다. 예를 들면, 도 6 중에서 부호 71을 붙인 화소가 주목 화소인 경우, 부호 711을 붙인 대상 영역(파선의 직사각형으로 나타낸다.)에 포함되는 모든 화소가 대상 화소가 된다. 도 6 중에서 부호 72를 붙인 화소가 주목 화소인 경우, 부호 721을 붙인 대상 영역(파선의 직사각형으로 나타낸다.)에 포함되는 모든 화소가 대상 화소가 된다. 대상 영역은 입상 요소보다 충분히 큰 것이 바람직하다. 이하의 처리에서는, 주목 화소(71, 72)도 대상 화소의 하나로서 취급된다. 또한, 각 주목 화소의 대상 영역은, 상기 주목 화소에 대한 후술하는 필터 처리에 있어서의 필터 범위에 상당한다.

도 7 및 도 8은, 대상 영역의 휘도값 프로파일을 나타내는 도이다. 도 7에서는, 도 6 중의 대상 영역(711)에 있어서 주목 화소(71)를 중심으로 하여 횡방향으로 늘어선 대상 화소의 휘도값을 나타내고, 도 8에서는, 도 6 중의 대상 영역(721)에 있어서 주목 화소(72)를 중심으로 하여 횡방향으로 늘어선 대상 화소의 휘도값을 나타내고 있다. 또, 도 7 및 도 8에서는, 주목 화소의 위치에 부호 71, 72를 붙이고, 패턴 영역(81), 배경 영역(82), 입상 요소(831, 832)의 범위를 동일한 부호를 붙인 화살표로 나타내고 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 배경 영역(82)에 있어서 입상 요소(831)에 포함되지 않는 비입상 영역과 입상 요소(831)의 휘도차는, 배경 영역(82)의 비입상 영역과 패턴 영역(81)의 휘도차보다 크다.

주목 화소에 대한 복수의 대상 화소가 특정되면, 상기 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 대표값, 및, 휘도값의 편차를 나타내는 값이 취득된다(단계 S14). 휘도값의 대표값은, 예를 들면 평균값이며, 휘도값의 편차를 나타내는 값은, 예를 들면 표준 편차이다. 실제로는, 촬상 화상(8)의 하나의 화소를 주목 화소로 하고, 단계 S14의 처리, 및, 후술하는 단계 S15~S17의 처리가 순서대로 행해지며, 이러한 일련의 처리가, 주목 화소를 다른 화소로 변경하면서 반복된다. 도 4에서는, 처리의 반복을 나타내는 블록의 도시를 생략하고 있다. 이하의 기재에서는, 화소(71)가 주목 화소인 경우와, 화소(72)가 주목 화소인 경우를 대비하기 위해, 복수의 화소를 각각 주목 화소로 하는 경우의 처리를 병행해서 설명한다.

기준값 설정부(412)에서는, 휘도값의 대표값을 m, 휘도값의 편차를 나타내는 값을 d, 소정의 계수를 s로 하고, (m-s·d)를 하한값으로 하며, (m+s·d)를 상한값으로 하는 휘도값 범위가, 기준값 판정 범위로서 결정된다. 그리고, 도 7의 예와 같이, 주목 화소(71)의 휘도값 P1이 기준값 판정 범위 R1 내(휘도값이 상한값 또는 하한값인 경우를 포함한다.)인 경우에, 상기 주목 화소(71)의 휘도값 P1이, 후술하는 필터 처리에서 이용되는 기준값으로서 설정된다. 또, 도 8의 예와 같이, 주목 화소(72)의 휘도값 P2가 기준값 판정 범위 R2 밖인 경우에, 휘도값의 대표값 PA가 기준값으로서 설정된다(단계 S15). 도 6의 대상 영역(721)에서는, 배경 영역(82)의 면적이 패턴 영역(81)의 면적보다 충분히 크고, 또한, 상기 배경 영역(82)에 있어서 입상 요소(831)에 포함되지 않는 비입상 영역이, 입상 요소(831)에 포함되는 영역보다 충분히 크다. 따라서, 도 8 중의 휘도값의 대표값 PA는, 배경 영역(82)의 비입상 영역에 있어서의 휘도값에 근사한다. 또한, 상기 계수 s는, 입상 요소의 사이즈나 분포, 혹은, 입상 요소의 콘트라스트 등을 고려하여 적절히 결정된다(대상 영역의 사이즈 등에 있어서 동일).

기준값 설정부(412)에서는, 또한, 주목 화소(71, 72)에 대한 복수의 대상 화소 중, 휘도값이 상기 기준값 판정 범위 R1, R2 내가 되는 대상 화소가, 추출 화소로서 특정된다(단계 S16). 바꾸어 말하면, 복수의 대상 화소 중, 휘도값이 상기 기준값 판정 범위 R1, R2 밖이 되는 대상 화소가 제외되며, 나머지의 대상 화소가 추출 화소가 된다. 도 7의 예에서는, 배경 영역(82)에 포함되는 대상 화소가 제외되고, 도 8의 예에서는, 입상 요소(831)에 포함되는 대상 화소가 제외된다.

계속해서, 필터 처리부(413)에서는, 주목 화소에 대해 소정의 필터 처리가 행해진다. 필터 처리에서는, 필터 범위 내의 복수의 화소의 휘도값에 대해 계수(가중)를 곱하고 더하는 연산이 행해진다. 여기서, 일반적인 필터 처리의 하나인 바이라테랄 필터에 대해서 설명한다. 바이라테랄 필터에서는, 필터 범위의 행방향의 사이즈를 (2fx+1), 열방향의 사이즈를 (2fy+1)로 하고, 화상에 있어서의 주목 화소의 휘도값을 i(x, y)로서 나타내는 경우에, 상기 주목 화소의 새로운 휘도값 i0(x, y)이, 소정의 계수 σ_d, σ_ｖ를 이용하여 식 1로 구해진다.

(식 1)

바이라테랄 필터에서는, (휘도값이 동등한 경우에) 필터 범위에 포함되는 각 화소와 주목 화소의 거리가 작을 수록 상기 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지기 때문에, 주목 화소에 가까운 화소를 중심으로 한 평활화의 작용이 포함된다. 식 1 중의 계수 σ_d는, 바이라테랄 필터 처리에 의해 화상이 평활화되는 정도를 조정한다. 또, 바이라테랄 필터에서는, (주목 화소와의 거리가 동등한 경우에) 필터 범위에 포함되는 각 화소의 휘도값과 주목 화소의 휘도값의 차가 작을 수록 상기 화소의 휘도값에 대한 가중이 커진다. 따라서, 필터 범위에, 명암(휘도)이 상이한 2개의 영역이 존재하는 경우에, 주목 화소가 위치하는 영역과는 상이한 영역의 새로운 휘도값에 대한 영향이 저하된다. 그 결과, 상기 2개의 영역 간의 엣지가 흐려지기 어려워진다, 즉, 엣지가 보존되기 쉬워진다. 식 1 중의 계수 σ_ｖ는, 바이라테랄 필터 처리에 의해 엣지가 보존되는 정도를 조정한다.

화상 취득 장치(1)에 있어서의 필터 처리부(413)에서는, 바이라테랄 필터를 변형한 필터 처리가 행해진다. 구체적으로는, 식 1 중의 「i(x+k, y+l)」로 특정되는 대상 화소가 추출 화소가 아닌 k 및 l의 조합에 대해서는, 계산은 행해지지 않는다(즉, 상기 k 및 l의 조합에 있어서의 값이 0이다.). 또, 식 1에 있어서의 「i(x, y)」가 기준값으로 치환된다. 따라서, 휘도값의 대표값 PA가 기준값으로서 설정되는 도 8의 예에서는, 입상 요소(831)에 포함되는 주목 화소(72)의 새로운 휘도값을 구할 때에, 각 추출 화소의 휘도값과 기준값 PA의 차가 작을 수록 상기 추출 화소의 휘도값에 대한 가중이 커진다. 그 결과, 주목 화소(72)의 새로운 휘도값은, 패턴 영역(81)의 휘도값 및 입상 요소(831)의 휘도값보다, 휘도값의 대표값 PA에 근사한 값이 되어, 배경 영역(82)의 비입상 영역에 있어서의 휘도값에 비교적 근사한다.

한편, 도 7의 예와 같이, 주목 화소(71)의 휘도값 P1이 기준값으로서 설정되는 경우에는, 각 추출 화소의 휘도값과 주목 화소(71)의 휘도값 P1의 차가 작을 수록 상기 추출 화소의 휘도값에 대한 가중이 커진다. 따라서, 주목 화소(71)의 새로운 휘도값은, 주목 화소(71)의 원래의 휘도값에 비교적 근사한다. 이와 같이 하여, 주목 화소에 대해 복수의 추출 화소의 휘도값을 이용하는 필터 처리가 행해지며, 상기 주목 화소의 새로운 휘도값이 구해진다(단계 S17).

이미 서술한 바와 같이, 실제로는, 촬상 화상(8)의 하나의 화소를 주목 화소로 하는 단계 S14~S17의 처리가, 주목 화소를 다른 화소로 변경하면서 반복된다. 그리고, 촬상 화상(8)의 모든 화소에 대해 새로운 휘도값이 구해짐으로써, 도 9에 나타내는 바와 같이, 촬상 화상(8)에 대해 상기 필터 처리를 실시한 화상(8a)(이하, 「처리 완료 화상(8a)」이라고 한다.)이 생성되며, 기억부(49)에서 처리 완료 화상 데이터(492)로서 기억된다.

도 6의 촬상 화상(8)에 있어서, 콘트라스트가 높은 입상 요소(831)에 포함되는 주목 화소에 대한 필터 처리에서는, 휘도값의 대표값이 기준값으로서 설정되기 때문에, 입상 요소(831)의 주위의 휘도값에 비교적 근사한 값이 새로운 휘도값으로서 취득된다. 이것에 의해, 입상 요소(831)가, 도 9에 나타내는 처리 완료 화상(8a)에 있어서 거의 제거된다. 도 6의 촬상 화상(8)에 있어서 콘트라스트가 낮은 미소한 입상 요소(832, 833)는, 통상의 평활화 성분에 의해, 도 9에 나타내는 처리 완료 화상(8a)에 있어서 거의 제거된다. 처리 완료 화상(8a)은, 필요에 따라 디스플레이(35)에 표시되어도 된다.

검사부(42)에는, 결함을 포함하지 않는 패턴을 나타내는 참조 화상(의 데이터)이 기억되어 있으며, 처리 완료 화상과 참조 화상을 비교함으로써, 패턴에 있어서의 결함의 유무가 판정된다(단계 S18). 처리 완료 화상에 의거하는 패턴의 검사는 참조 화상과의 비교 이외의 수법으로 행해져도 된다. 또, 패턴 영역의 엣지 간의 거리(패턴의 폭) 등의 측정이 행해지고, 측정 결과에 의거하여 패턴의 양부가 판정되어도 된다.

여기서, 일반적인 바이라테랄 필터를 이용하는 비교예의 처리에 대해서 설명한다. 비교예의 처리에서는, 식 1을 이용하여 필터 처리가 행해진다. 이미 서술한 바와 같이, 식 1의 필터 처리에서는, 각 주목 화소에 대한 대상 영역에 포함되는 각 대상 화소의 휘도값과 상기 주목 화소의 휘도값의 차가 작을 수록 상기 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커진다. 따라서, 도 8의 예와 같이, 입상 요소(831)에 포함되는 주목 화소(72)에 대한 새로운 휘도값은, 입상 요소(831)에 있어서의 휘도값에 근사하고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 비교예의 처리에 의한 처리 완료 화상(99)에서는, 촬상 화상(8)에 있어서의 입상 요소(831)가 잔존한다.

이에 반해, 화상 취득 장치(1)에서는, 각 주목 화소를 중심으로 하는 대상 영역에 있어서의 휘도값의 대표값이 취득되고, 상기 주목 화소의 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 기준값 판정 범위 내인 경우에, 상기 주목 화소의 휘도값이 기준값으로서 설정되며, 상기 기준값 판정 범위 밖인 경우에, 상기 대표값이 기준값으로서 설정된다. 그리고, 대상 영역에 포함되는 각 대상 화소의 휘도값과 기준값의 차가 작을 수록 상기 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 필터 처리를 행함으로써, 주목 화소의 새로운 휘도값이 구해진다. 이것에 의해, 패턴 영역을 나타냄과 함께, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 촬상 화상에 있어서, 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거할 수 있다. 그 결과, 패턴의 검사(결함의 검출이나 형상의 측정을 포함한다.)를 고정밀도 또한 안정적으로 행할 수 있다.

기준값의 설정에 이용되는 기준값 판정 범위의 폭이, 대상 영역 내의 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 편차를 나타내는 값에 의거하여 결정됨으로써, 적절한 기준값 판정 범위를 용이하게 설정할 수 있다. 또한, 상기 복수의 대상 화소 중, 휘도값이 기준값 판정 범위 밖이 되는 대상 화소의 상기 휘도값이 필터 처리에 있어서 제외됨으로써, 이상(異常)의 휘도값이 필터 처리에서 이용되는 것이 방지되어, 주목 화소의 새로운 휘도값을 적절히 구할 수 있다.

상기 화상 취득 장치(1)에서는 다양한 변형이 가능하다.

대표값 취득부(411)에서 취득되는 휘도값의 대표값은, 대상 영역 내의 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 분포의 중앙 근방을 나타내는 값이면 되고, 중앙값 등의 다른 통계량이면 된다. 또, 휘도값의 대표값은, 휘도값이 기준값 판정 범위 내에 포함되는 대상 화소(추출 화소)에 있어서의 휘도값의 평균값이나 중앙값 등이어도 된다. 마찬가지로, 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 편차를 나타내는 값은, 표준 편차 이외에, 통계적 편차를 나타내는 다른 통계량이면 된다.

각 주목 화소에 대한 대상 영역에 있어서, 휘도값의 편차를 나타내는 값이 소정값 이상이 되는 경우에만, 식 1에 있어서의 「i(x, y)」를 기준값으로 치환한 상기 필터 처리가 행해지며, 휘도값의 편차를 나타내는 값이 소정값 미만이 되는 경우에, 일반적인 바이라테랄 필터 처리(비교예의 처리)가 행해져도 된다. 이 경우, 촬상 화상 중, 콘트라스트가 높은 입상 요소(831)를 포함하는 영역에 대해서만, 기준값을 이용하는 상기 필터 처리를 행하는 것이 가능해진다. 바꾸어 말하면, 이러한 영역 만을 나타내는 화상(촬상 화상의 일부)에 대해, 상기 필터 처리가 행해진다.

상기 실시의 형태에서는, 기준값의 설정에 이용되는 휘도값 범위(기준값 판정 범위)의 폭이, 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 편차를 나타내는 값에 의거하여 결정되지만, 기재(9)의 종류 등에 따라서는, 기준값의 설정에 이용되는 휘도값 범위의 폭이 미리 정해져도 된다. 이와 같이, 기준값의 설정에 이용되는 휘도값 범위는, 연산에 의해 구해지는 가변의 폭, 또는, 미리 정해지는 일정한 폭으로 설정된다. 또, 필터 처리에 있어서 제외하는 대상 화소의 선택(추출 화소의 특정)에 이용되는 휘도값 범위는, 대표값을 중심으로 하여 설정되는 것이면, 기준값 판정 범위와 상이해도 된다.

기준값 설정부(412)에서는, 주목 화소의 휘도값에 관계없이, 대상 영역에 있어서의 휘도값의 대표값을 기준값으로서 설정하는 것도 가능하다. 이 경우도, 각 대상 화소의 휘도값과 기준값의 차가 작을 수록 상기 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 필터 처리에 의해, 처리 완료 화상에 있어서, 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거할 수 있다. 한편, 처리 완료 화상에 있어서 엣지가 무디어지는 것을 억제하려면, 주목 화소의 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 내인 경우에, 상기 주목 화소의 휘도값이 기준값으로서 설정되며, 상기 휘도값 범위 밖인 경우에, 상기 대표값이 기준값으로서 설정되는 것이 바람직하다.

상기 실시의 형태에서는, 엣지 보존형 평활화 필터의 하나인 바이라테랄 필터를 변형한 처리가 행해지지만, 필터 처리부(413)에서는, 각 대상 화소의 휘도값과 기준값의 차가 작을 수록 상기 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 다른 필터 처리가 행해져도 된다. 이러한 필터 처리로서, ε필터에 있어서의 주목 화소의 휘도값을 기준값으로 치환한 처리나, 일본국 특허공개 2008-205737호 공보(상기 문헌 2)에 기재된 수법에 있어서의 주목 화소의 휘도값을 기준값으로 치환한 처리를 예시할 수 있다.

처리 완료 화상의 용도 등에 따라서는, 각 주목 화소의 대상 영역에 포함되는 복수의 대상 화소로부터 추출 화소를 특정하는 단계 S16의 처리가 생략되며, 필터 처리부(413)에 있어서의 필터 처리에 있어서, 대상 영역에 포함되는 모든 대상 화소의 휘도값을 이용하여, 주목 화소의 새로운 휘도값이 구해져도 된다.

이미 서술한 바와 같이, 내부에 포함되는 필러나 표면의 미소한 요철 등의 영향에 의해, 투명 기재를 촬상한 화상에서는, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소가 포함되기 쉬워진다. 따라서, 화상에 있어서 패턴 영역의 엣지를 보존하면서, 콘트라스트가 높은 입상 요소를 제거하는 것이 가능한 상기 화상 처리는, 투명 기재 상에 형성된 투명 전극막을 나타내는 화상에 대한 처리로서 특별히 적합하다고 할 수 있다. 물론, 유색의 기재나 기재 이외의 대상물을 촬상하여, 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상이 취득되는 경우에, 상기 화상 처리가 행해져도 된다. 화상 처리 장치인 화상 처리부(41)에 의한 처리는, 기재(9) 상의 패턴의 검사 이외에, 다양한 용도로 이용 가능하다.

상기 실시의 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.

발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만, 이미 서술한 설명은 예시적이며 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.

1 화상 취득 장치 8 촬상 화상
8a 처리 완료 화상 9 기재
13 촬상 유닛 41 화상 처리부
71, 72 주목 화소 81 패턴 영역
91 패턴 411 대표값 취득부
412 기준값 설정부 413 필터 처리부
711, 721 대상 영역 811 엣지
831~833 입상 요소 P1, P2 (주목 화소의) 휘도값
PA 대표값 R1, R2 기준값 판정 범위
S11~S18 단계

Claims

화상 처리 장치로서,
패턴 영역을 나타냄과 함께, 상기 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상(粒狀) 요소를 포함하는 화상에 있어서, 각 화소를 주목 화소로 하고, 상기 주목 화소를 중심으로 하는 소정 사이즈의 영역에 포함되는 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 대표값을 취득하는 대표값 취득부와,
상기 주목 화소의 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 내인 경우에, 상기 주목 화소의 휘도값을 기준값으로서 설정하고, 상기 주목 화소의 휘도값이 상기 휘도값 범위 밖인 경우에 상기 대표값을 기준값으로서 설정하는 기준값 설정부와,
상기 복수의 대상 화소의 휘도값을 이용함과 함께, 각 대상 화소의 휘도값과 상기 기준값의 차가 작을 수록 상기 각 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 필터 처리를 행함으로써 상기 주목 화소의 새로운 휘도값을 구하는 필터 처리부를 구비하는, 화상 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 대표값 취득부가, 상기 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 편차를 나타내는 값을 구하고,
상기 기준값 설정부가, 상기 편차를 나타내는 값에 의거하여 상기 휘도값 범위의 폭을 결정하고, 상기 휘도값 범위를 이용하여 상기 기준값을 설정하는, 화상 처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 필터 처리부가, 상기 복수의 대상 화소 중, 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 밖이 되는 대상 화소의 상기 휘도값을 상기 필터 처리에 있어서 제외하는, 화상 처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 필터 처리에 있어서, 상기 각 대상 화소와 상기 주목 화소의 거리가 작을수록 상기 각 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는, 화상 처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 화상이, 투명 기재 상에 형성된 투명 전극막을 나타내는 화상인, 화상 처리 장치.
기재 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상 취득 장치로서,
상기 기재를 촬상함으로써 촬상 화상을 취득하는 촬상 유닛과,
상기 촬상 화상에 대해 처리를 행하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 화상 처리 장치를 구비하는, 화상 취득 장치.
화상 처리 방법으로서,
a) 패턴 영역을 나타냄과 함께, 상기 패턴 영역의 엣지보다 콘트라스트가 높은 입상 요소를 포함하는 화상에 있어서, 각 화소를 주목 화소로 하고, 상기 주목 화소를 중심으로 하는 소정 사이즈의 영역에 포함되는 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 대표값을 취득하는 공정과,
b) 상기 주목 화소의 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 내인 경우에, 상기 주목 화소의 휘도값을 기준값으로서 설정하고, 상기 주목 화소의 휘도값이 상기 휘도값 범위 밖인 경우에 상기 대표값을 기준값으로서 설정하는 공정과,
c) 상기 복수의 대상 화소의 휘도값을 이용함과 함께, 각 대상 화소의 휘도값과 상기 기준값의 차가 작을 수록 상기 각 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는 필터 처리를 행함으로써 상기 주목 화소의 새로운 휘도값을 구하는 공정을 구비하는, 화상 처리 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 a) 공정에 있어서, 상기 복수의 대상 화소에 있어서의 휘도값의 편차를 나타내는 값이 구해지며,
상기 b) 공정에 있어서, 상기 편차를 나타내는 값에 의거하여 상기 휘도값 범위의 폭이 결정되며, 상기 휘도값 범위를 이용하여 상기 기준값이 설정되는, 화상 처리 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 c) 공정에 있어서, 상기 복수의 대상 화소 중, 휘도값이 상기 대표값을 중심으로 하여 설정되는 휘도값 범위 밖이 되는 대상 화소의 상기 휘도값이 상기 필터 처리에 있어서 제외되는, 화상 처리 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 필터 처리에 있어서, 상기 각 대상 화소와 상기 주목 화소의 거리가 작을수록 상기 각 대상 화소의 휘도값에 대한 가중이 커지는, 화상 처리 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 화상이, 투명 기재 상에 형성된 투명 전극막을 나타내는 화상인, 화상 처리 방법.
기재 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상 취득 방법으로서,
상기 기재를 촬상함으로써 촬상 화상을 취득하는 공정과,
상기 촬상 화상에 대해 처리를 행하는 청구항 7 또는 청구항 8에 기재된 화상 처리 방법을 구비하는, 화상 취득 방법.