Устройство для селекции признаков дефектов изображений объектов Советский патент 1990 года по МПК G06K9/36 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для селекции признаков дефектов изображений объектов, и может быть использовано при построении автоматических систем контроля и распознавания изображений изделий микроэлектроники, в частности для контроля фотошаблонов, кристаллов ИС, печатных плат и т.п. по внешнему виду.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема селектора дефектов; на фиг.З - схема блока задержки; на фиг.4 - схема детектора связных областей.

Устройство (фиг.1) содержит теле-г . визионные датчики 1 и 2, формирователи 3 и 4 видеосигналов, селектор 5 / дефектов, элемент И 6, i-pynny элементов И 7 и 8, блок 9 задержки, детектор 10 связных областей, группу детекторов 11 и 12 связных областей, блок 13 памяти, первую 14, 15 и вторую 16, 17 группы блоков памяти.

Селектор дефектов (фиг.2) содержит элементы НЕ 18-1, 18-2, элементы И 19-1, 19т2, элементы 20-1, задержки .

Блок задержки (фиг.З) содержит элементы 21-1 - 21-2 задержки на строку изображения, элементы 22-1 - 22-9 задержки на элемент изображения, элемент ИЛИ 23.

Детектор связных областей (фи1 .4) содержит первый элемент 24 задержки на строку изображения, второй 25-1 и третий 25-2 элементы задержки на элемент изображения, первый 26-1, второй 26-2, третий 26-3 элементы НЕ, первый .27-1, второй 27-2, третий 27-

о: ел

-4j

ел

00

27-3, четвертый 27-4 элементы И, счетчик 28, мультиплексор 29, группу 30 элементов задержки.

Устройство работает следунй5им образом.

Видеосигналы разверток эталонного и контролируемого изображений поступают с выходов телевизионных датчиков 1 и 2 соответственно на входы формирователей 3 и 4, с выходов которых поступают на входы элемента И 6 и на входы селектора 5 дефектов, квантованные по уровню видеосигнала. Элемент И 6 выделяет общую часть эталонного и контролируемого изображений, дефекты типа вырыв, разрыв, пропуск элемента вьщеляются на первом, вькоде селектора 5 дефектов, а дефекты типа выступ, закоротки, вкрапление - на втором его выходе.

Видеосигнал с элемента И 6 поступает на блок 9, который увеличивает общую часть эталонного и контролируемого изображений на элемент квантования по периметрам связных областей, С выхода блока 9, сформированный видеосигнал поступает на вход детектора

10и входы элементов И 7 и 8, Детектор 10 преобразует квантованньй видеосигнал точек изображения в коды,- так что коды отображают принадлеж-i ность точек изображения к соответствующим связным областям. Кодирование изображений осуществляется по следующему правилу. Каждый объект изобража- ния рассматривается как совокупность связных хорд. Элементам хорды присваивается новьй индекс, если она имеет характерную точку начала. В других случаях элементам хорды присваивается значение предыдущей связной хорды, если хорда связана с несколькими предыдущими кордами, то ей присваивается значение первой из этих кЗ$орд. Таким образом, объекты изображения могут быть закодированы несколькими индексами. Аналогично работают детекторы

11и 12.

Номера (индексы) связанных хорд изображений запоминаются в соответст-, вующих блоках памяти 13-17. В блоках 13-15 памяти записываются связные индексы внутри отмеченных изображений, а в блоках 16 и 17 связные индексы между парами атмечанных изображений.

Видеосигнал о дефектах I рода (вырыв, пропуск элементов, разрыв) формируется с помощью элементы НЕ

18-1 и элемента И 19-1 (фиг.2) и задерживается элементом 20-1 задержки на время Т, равное задержке видеосиг- нала в блоке 9, видеосигнал о дефектах II рода (выступ, вкрапление, за- коротка) формируется с помощью элемента НЕ 18-2 и элемента И 19-2 и задерживается элементом 20-2 задержки также на время Т. Эта задержка необходима для синхронной обработки всех трех видеосигналов, т.е. видеосигнала с выхода блока 9, видеосигналов с выходов селектора 5 дефектов. Блок 9 (фиг.З) формирует видеосигнал с помощью анализа, электронного окна 3x3 логическим элементом ИЛИ 23, для чего элементы 21-1 и 21-2 задерж-; ки формируют видеосигналы, задержан- ные на одну строку и на две строки соответственно, а группа 23 элементов задержки формирует видеосигналы соот-. ветствукяцих трех элементов изображения в каждой строке

Элемент 24 задержки на строку изображения и группа 25 элементов задержки на элемент изображения формируют электронное окно из элементов XI, Х2, ХЗ и Х4, с помощью элементов НЕ 26-1, 26-2 и элемента И 27-1 формируется сигнал о точке начала, т.е. по алгоритму индексации этой точке присваивается новый или начальный (единица), если она первая, индекс, он формируется счетчиком 28 индексов, который первоначально должен быть

установлен в нулевое состояние с помощью входа Уст.О,сс помощью элементов НЕ 26-3 и И 27-4 формирует- ся сигнал о точке связи, с «помощью элемента И 27-2 формируется сигнал, требующий продолжения индексации

точки Х индексом точки Х, а эле- менты И 27-3 и НЕ 26-1 формируют сиг нал, требующий отметить точку Х индексом точки Х,. Переключение индексов по описанному правилу осуществляется с помощью мультиплексора 29, на входы 1, 2 и 3 которого приходят уп- равлякщие сигналы и разрешают прохождение кодов индексов с информационных входов. Для хранения индексов точек задержанной строки и задержанного элемента текущей строки служат эле- менты 30 задержки.

Таким образом, группа элементов 30 задержки содержит информацию о строках изображения в виде индексов соответствующих точек. По мере продвижения электронно1 о окна

Х1-Х4 по

текущей и задержанной строке происхо дит перезапись кодов по изложенному правилу, при этом в один момент времени на первом и втором выходах детекторов 10-12 формируются коды индексов связных точек, которые по сигналу Запись с третьего выхода детекторов записываются в блоки памяти 13-17. Эти блоки памяти представляют собой матрицы оперативных запоминающих устройств (МОЗУ), два первых входа которых являются адресными, третий служит для осуществления записи единицы по указанным адресам. На информационньй вход в режим селекции признаков должен подаваться потенциал логической единицы, а перед началом цикла селекции блоки памяти должны быть обнулены. В блоках памяти после цикла селекции будут сформированы матрицы признаков, так при обработке входных изображений эталонной и контролируемой топологии детектор 10 проиндексирует изображение, поступающее с блока 9, детектор 11 проиндексирует изображение, поступающее с первого выхода селектора 5 дефектов, детектор 12 проиндексирует изображение, поступающее со второго выхода селектора 5 дефектов. Матрицы признаков в блоках 16 и 17 памяти имеют следующую особенность: сигналы записи для этих блоков формируются элементами И 7 и 8 соответственно по совпадению единичного уровня в текущих строках изображения общей части эталонной и контролируемой топологий и изображения дефектов I и II рода соответственно . Такая простая реализация функции связности между этими :изобра- жениями возможна благодаря тому, что одно изображение расширено блоком 9.

Матрица признаков для дефектов типа вырьт, разрыв, и пропуск элемента будет сформирована в блоке 17 памяти, потому что сигнал записи для этого блока поступит, когда на его адресных входах будут соответствующие комбинации индексов. Аналогично для дефектов типа выступ, за- коротка и вкрапление будет сформирована в блокэ 16 памяти матрица признаков.

По двум матрицам признаков легко определить, что дефект типа вырыв (область изображения, закодированная индексом 1) связан с одним элемен-5

0

5

том изображения общей части эталонного и контролируемого изображения, дефект типа разрыв - с двумя, а пропуск элемента - не связан с элементами этого изображения и является изолированной областью.

При селекции признаков распознавания дефектов используется только . 10 факт наличия или отсутствия связности между соответствующими точками изображений объектов и никаких ограничений на форму, местоположение их не накладывается, поэтому результаты се- лекдии признаков с помощью устройства не зависят от формы, местоположения и размера дефектов.

Формула изобретения

1. Устройство для селекции признаков дефектов изображений объектов, содержащее формирователи видеосигналов, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих телевизионных датчиков сигналов, а выходы подключены к информационным входам селектора дефекто в, выходы которого соединены с информационными

0 входами детекторов связных областей группы, первую группу блоков памяти, адресные входы и входы управления записью которых подключены к первому, второму и третьему выходам детекторов связных областей группы соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит группу элементов И, одни входы которых соединены с соответствующими выходами селектора дефектов, вторую группу блоков памяти, одни адресные входы которых подключены к соответствующим первым и вторым выходам детекторов связных

5 областей группы, а входы управления записью соединены с выходами соответ- ствунщих элементов И группы, элемент И, входы которого подключены к выходам формирователя видеосигналов, блик

0 задержки, информационньй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход подключен к другим входам элементов И группы, детектор связных об5

0

ластей. Информационный вход которого соединен с выходом блока задержки, а первый выход подключен к другим адресным входам блоков памяти второй группы, и блок памяти, адресные входы и вход управления записью которого

соединены с первым, вторым к третьим выходами детектора связных областей соответственно.

2, Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что детектор связных областей содержит первый элемент задержки, вход которого является информационным входом детектора,.а выход подключен к входу второго элемента задержки, третий элемент задержки, вход которого соединен с информационным входом детектора, а выхрд подключен к входу первого элемента НЕ, второй элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, третий элемент НЕ, вход: которого подключен к выходу второго элемента задержки, первый элемент И, один вход которого соединен с информационным входом детектора, другие входы подключены к выходам первого и второго элементов НЕ, а выход соединен со счетным входрм счетчика, второй элемент fl, один вход которого

5

0

подключен к информационному входу детектора, другой вход соединен с выходом третьего элемента задержки, третий элемент И, один вход которого подключен к информационному входу детектора, другие входы которого соединены с выходами первого элемента задержки и первого элемента НЕ, четвертый элемент И, входы которого подключены к выходам первого и третьего элементов задержки и выходу третьего .элемента НЕ, а выход является третьим выходом детектора, мультиплексор, первый информационньй вход которого соединен с выходом счетчика, управляющие входы подключены к выходам первого, второго и третьего элементов И, а выход соединен с информационным входом элементов задержки группы, выходы которых являются первым и вторым, выходами детектора и подключены к второму и третьему информационным входам мультиплексора.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматизации визуального контроля изделий электронной техники. Цель изобретения состоит в повышении точности устройства и достигается путем выделения дефектов контролируемой топологии и общей части изображений эталонной и контролируемой топологий, что обеспечивается введением элемента И, блока задержки, детектора связных областей, группы элементов И, блока памяти и второй группы блоков памяти. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

ЕМЗФиг.

Фиг. 2

Фиг. 5