Устройство для коррекции изображений Советский патент 1991 года по МПК G06K9/46 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах распознавания образцов, в частности, при создании автоматических установок сортировки и посадки кристаллов.

Цель изобретения - повышение точности устройства о

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства селекции изображений объектов; на фиг. 2 - блок-схема блока первичной обработки, на фиг. 3 - блок-схема блока выбора весовых коэффициентов изображения1, на фиг.4 - сканирующая аппертура Окно размером 3x3 элемента изображения; на фиг. 5-7 - примеры, поясняющие принцип преобразования изображений объектов и их подсчета; на фиг. 8 - ал- горитм работы блока управления на этапе селекции изображений объектов; на фиг. 9 - алгоритм работы блока управления на этапе поиска и выбора значений кодов на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах

блока управления, обеспечивающих достоверную селекцию предъявляемых изображении объектов.

Устройство содержит блок 1 формирования электронного окна, блоки 2-5 первичной обработки видеосигнала, блоки 6 и 7 выбора весовых коэффициентов изображения, блок 8 вторичной обработки видеосигнала, элемент 9 задержки, элемент И 10, счетчик 11, блок 12 управления. Каждый блок обработки видеосигнала содержит три элемента ИЛИ 13-15 и одиннадцать элементов И 16-26, причем каждый блок выбора весовых коэффициентов изображения состоит из четырех элементов И 27-30 и элемента ИЛИ 31.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении исходных данных от внешнего устройства на (шок 12 управления на первом - пятом его выходах устанавливаются соотяето pvjomne значения кодов, а на шестом иыхоце - сигнал, обнуляющий счетчик 11. )

О)

парный электрический сигнал, несущий, информацию об оптическом изображении, поступает на три блока задержки ка формирования электронного окна, каждый из которых задерживает его на время одной телевизионной строки, и на первом, втором и третьем выходах блоков задержки присутствуют видеосигналы от девяти соседних элементов изображения, три из которых принадлежат считываемому изображению по текущей строке сканирования, а остальные - изображению по двум, ей предшествующим строкам Так как через блоки задержки проходит последовательно видеосигнал от всего изображения, то совокупность указанных элементов разложения .образует сканирующую аппертуру Окно размером 3«3 элемента (фиг,4), при помощи которого производится осмотр и ана- лиз изображения. Обозначим центральный элемент окна через , а его соседние элементы через ,

aH4,J+ ai- .j ai+M ai- ,j- aj+им где a - значение элемента окна а 1, если элемент изображения, совпадающий в данный моме-нт времени с данным элементом окна, принадлежит объекту, и а О, если он принадлежит полю, на котором расположены объекты; j - номер строки окна, которой принадлежит его центральный элемент aji; i - номер столбца окна, которому принадлежит его центральный элемент а,; .

Блоки 2-5 обработки видеосигнала преобразуют входной сигнал согласно выражениям:

Ь«

ь.

а«Ч4 и+ ai,j-n+ ан + aj.d.O akj+ + а«.)-м + aM, a .j +

а i-(..i + ai,jtt aJ.J

I-I. - ,

.j i

ач:+ .)a,4j+

(1.2)

a: ; +

+ a;

b at4j-Ha ,

;,j+ra;.j ai4j + a,4j+rai,j aH,j

+ ai-,j+(

Ч eH.j

D i-l.jW.j+l 3 «ij ai- .J 1

(Г.з)

(+) - знак, определяющий операцию логического сложения, т.е. операцию ИЛИ.

Ч

(л .)С выходов блока 6 сигнал поступа50. ет на пеРвый второй, третий и чет- Ьа а;.,:+ а; + ai .j-i+ ai-«,j-i} (2.1) вертый входы блока 8 вторичной обработки видеосигнала соответственно.

Ь« a;,:-a;i + a: -a; f ,+Блок вторичной обработки видеосиг+ а а-,- + а- -а +нала 8 производит преобразование

+ а - - аУ ; . а- /.-а;,1:., (2.2) „ входного сигнала согласно выражениям:

J

b, a;.,irai,j.a{|j.,+a Jj b, + b, + b, + b4 ;(5.1)

+ ,}.,;.,., а,ч«а a-;,- -a;- Ь,Ьг ч- Ь,Ь3 + b,b4 +

+ ai-.,j a t.iiai -i1j., }(2-3)+ Ь2Ь4 + b,b4 (5.2)

2 -i.j ai.j Hj-..i-i )

0

5

0

5

0

5

0

5

a

a.j + a.44.j+ a,4H+

+ a

i,J-« b.

h e aMia. t«.j a{.j at4,%j.t+ .} a«ij-t aH«,jai4«,J-i+

+ aH«.je;,H a«,j.,;,H ,

b ai,j aJHJ tM- ( + a.--4aHt,j-ra,;JH +a,i ,U aJ, + + ai,jai4«.ja;.j-i )

ЬЪ a .J af 4a{ti..i,j-i J

+ a Ч ) b

ai ,j-H + ainJ4r+ aitt.j +

b а«.( a{.j+,a;+(j + + ai.j+ra«.j + ,j+laHf.j

+ аь.,ач+ aH..jai,j;

(3.2)

(3.3) (3.4)

(4.1) (4.2)

+ a

+ a

j 53 a a a

4- .Jt 1 +«1J+«cIi ij

i+«,j4iaiV«.j .. . я .

f,J + «

«.J + a«.j + fat4..ja«.j +

ач j

b4 (4.3) (4.4)

где b

,j-M

аПЙ aK«,jViatnja j j - значение сигнала на первом, втором, третьем и четвертом выходах четвертого блока 5 обработки видеосигнала,

Ь„ - значение сигнала на первом, втором, третьем, четвертом выходах второго блока 3 обработки видеосигнала,

Ь - значение сигнала на первом, втором, третьем, третьем и четвертом выходах первого блока 2 обработки видеосигнала,

Ь, - значение сигнала на первом, втором, третьем, четвертом выходах третьего блока 4 обработки видеосигнала,

() - знак, определяющий операцию логического умножения, т.е. операция И,

(+) - знак, определяющий операцию логического сложения, т.е. операцию ИЛИ.

- b(b2b}

+ b, ЦЬ4

5 ЬгЬ,Ь

,U4 -r

4b4 J

a J

где а

bjb bjbjj.

}

(5.3 (5.4

значение центрального элеи

мента окна после преобразования,

причем на первом, втором, третьем и четвертом выходах блока вторичной обработки видеосигнала значение сигналов соответствует выражениям (5.1)-(5.4).

С первого, второго, третьего и четвертого выходов блока вторичной обработки видеосигнала бинарный видеосигнал от преобразованного изображения объектов поступает на первый, второй, третий и четвертый входы блока 7 и в зависимости от кода на пятом выходе блока 12 управления, поступающего на входы блока 7, на выходе блока 7 присутствует только один из сигналов, поступающих на первый, второй, третий и четвертый входы этого блока.

Преобразованное изображение поступает для дальнейшей обработки на выход устройства через выходную шину и для подсчета числа объектов в поле на входы элементов 9, Ю и счетчика 11. Число объектов в поле ХК) после преобразования определяется, как разность числа всех импульсов (П), полученных после преобразования за время одного кадра и числа совпадений (С) их в двух соседних строках сканирования, т.е.

К П - С.

Число П соответствует числу импульсов на выходе блока выборки 7, число С - числу импульсов на выходе элемента И10, а число К - содержимому счетчика 11.

Подсчет числа объектов производится следующим образом

Импульсы от преобразованного изображения объектов, поступающие с выхода блока 7, задерживаются элементом 9 задержки на время одной телевизионной строки. Это приводит к тому, что на входах элемента И 10 одновременно присутствуют видеосигналы с двух соседних строк сканирования, поэтому на его выходе формируется сигнал совпадения импульсов, полученных после преобразования в двух соседних стро) )

621060

ках сканирования, т.е. сигнал, соответствующий числу С. Этот сигнал поступает на вычитающий вход счетчика 11, на суммирующий вход которого поступают импульсы с выхода блока 7. Таким образом, в любой момент времени содержимое счетчика 11 всегда ран- но разности П-С, т.е. числу К.

tO По окончании селекции изображений объектов число объектов К хранится в счетчике 11 и поступает с его выхода на вход блока 12 и по сигналу окончания селекции изображений объ15 ектов, поступающим от внешнего устройства через внешнюю шину, считывается блоком 12.

Устройство осуществляет поиск и выбор соответствующих кодов, уста20 навливаемых на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах блока 12 в зависимости от селектируе- мого изображения объекта (кристалл, дефекты внешнего вида, метка и т.д.)

25 и обеспечивающих достоверную селекцию изображении каждого из объектов на этапе селекции.

5

0

Значения кодов, устанавливаемых 0 на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах блока 12 и обеспечивающих достоверную селекцию предъявляемых изображений объектов, на этапе поиска и выбора заранее неизвестны. Предлагаемым устройством осуществляется поиск и выбор данных значений кодов следующим образом.

При поступлении исходных данных (изображение каких объектов (кристалл, дефекты внешнего вида, метка и т.д.) находится в поле, количество объектов в поле, начало этапа поиска и выбора значений кодов, устанавливаемых на выходах блока 12 и обес- е печивающих достоверную селекцию) на блок 12 управления от внешнего устройства через внешнюю шигу, блок 12 устанавливает на выходах начальные значения кодов. Затем устройство выполняет этап селекции, по окончании которого блока 12 сравнивает количество объектов (К), поступающее с выхода счетчика на вход блока 12, со значением количества объектов в поле, полученным от внешнего устройства в исходных данных.

В случае несовпадения значения содержимого счетчика 11 со значением количества объектов (К), полученным

0

5

блоком 12 от внешнего устройства через внешнюю шину в исходных данных, значения кодов на первой, второй, третьей, четвертой-и, пятой группах выходов блока 12- устанавливаются другие и этап селекции повторяется. Таким образом, путем последовательного перебора всех возможных значений кодов, устанавливаемых на первой, второй, третьей, четвертой и пятой группах выходов блока 12 управления, осуществляется поиск и выбор значений кодов, обеспечивающих достоверную селекцию изображения объектов на этапе селекции. После чего для каждого из изображений объектов блок 1 управления запоминает и хранит значения кодов, устанавливаемых на первой, второй, третьей, четвертой и пятой группах выходов блока 12, которые обеспечивают достоверную селекцию. На этом поиск и выбор значений кодов, устанавливаемых на первой, второй, третьей, четвертой и пятой группах выходов блока 12 на этапе селекции и обеспечивающих достоверную селекцию различных изображений объектов, заканчивается.

На фиг. 6 и 7 приведены примеры селекции предлагаемым устройством изображений объектов различной конфигурации. Для достоверной селекции изображения объекта (фиг.6) необходимо установить на первой, второй, третьей, четвертой и пятой группах выходов коды, обеспечивающие селекцию согласно выражениям (3.1), (2.1 (4.1), (1.1) и (5.4) соответственно а для достоверной селекции изображения объекта (фиг.7) необходимо установить на первой, второй, третьей, четвертой и пятой группах выходов другие коды, обеспечивающие селекцию согласно выражениям (3.2), (2,2), (4.2), Xt.2) и (5.2).

Таким образом, введение в устройство селекции изображений объектов новых блоков и новых связей позволяет повысить точность селекции изображений различных объектов вследствие того, что одним и-тем же предложенным техническим решением обеспечивается достоверная селекция различных изображений объектов.

Применение предлагаемого устройства для селекции изображений объектов в устройствах распознавания и

О

i 5

0

5

0

5

0

5

0

5

контроля поверхности кристаллов в реальных условиях работы с зашумпен- ными изображениями позволяет повысить точность и достоверность селекции изображений различных объектов таких как, например, кристаллы, дефекты внешнего вида, метки на кристаллах после зондового контроля и т„д. и, как следствие, увеличить процент выхода годных изделий.

Формула изобретения

Устройство для коррекции изображений, содержащее элемент .задержки, четыре блока первичной обработки видеосигнала, блок вторичной обработки видеосигнала, элемент И, счетчик и блок формирования электронного окна, шестой выход которого подключен к второму входу второго блока первичной обработки видеосигнала, пятый выход блока формирования электронного окна подключен к первым входам второго и третьего блоков первичной обработки видеосигнала, третьему входу первого блока первичной обработки видеосигнала и четвертому входу четвертого блока первичной обработки видеосигнала, четвертый выход блока формирования электронного окна подключен к первому входу первого блока первичной обработки видеосигнала, вход элемента задержки подключен к первому счетному входу счетчика, первому входу элемента И и к выходной шине устройства, выход элемента задержки подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к второму счетному входу счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены два блока выбора весовых коэффициентов изображения и блок управления, первый - четвертый выходы которого подключены к первому - четвертому управляющим входам первого блока выбора весовых коэффициентов изображении, первый - четвертьй информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого - четвертого блоков первичной обработки видеосигнала, девятый выход блока формирования электронного окна подключен к первому входу четвертого блока первичной обработки видеосигнала, второй вход которого подключен к четвертому входу

третьего блока первичной обработки видеосигнала и восьмому выходу блока формирования электронного окна, седьмой выход которого подключен к третьему входу третьего блока первичной обработки видеосигнала, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока формирования электронного окна, шестой выход которого подключен к третьему входу четвертого блока первичной обработки видеосигнала, третий вход второго блока первичной обработки видеосигнала подключен к третьему выходу блока формирования электронного окна, второй выход которого подключен к четвертому входу второго блока первичной обработки видеосигнала и второму входу первого блока первичной

5

обработки видеосигнала, четвертый вход которого подключен к первому выходу блока формирования электронного окна, выходы первого блока выбора весовых коэффициентов изображения подключены к соответствующим входам блока вторичной обработки изображения, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам второго блока выбора весовых коэффициентов изображения, выход которого подключен к выходной шине устройства, а управляющий вход - к пятому выходу блока управления, информационный вход которого подключен к выходу счетчика, вход обнуления которого подключен к шестому выходу блока управления.

0901гч|

5-я группа бходоб

Фиг.5

/

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в производстве микроэлектронных приборов. Целью изобретения является повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два блока выбора весовых коэффициентов изображения и блок управления, что позволяет в зависимости от вида изображения выбирать алгоритм обработки, в результате чего повышается точность устройства. 9 ил.

Фиг5

Фиг 6

С НАЧАЛО )

Прием исходных данных от Внешнего устройства:

тип изображения объекта (кристалл, дефекты

внешнего вида, метка и т. д.), начало селекции

Установить на первом, втором,третьем, четвертом и пятом выходах соответствующие коды, обеспечивающие достоверную селекцию предъявляемого изображения объекта

Установить счетчик 11 в начальное состояние

Прием от внешнего устройства сигнала об окончании кадра

Выдать на внешнее устройство результат селекции изображений объектов

С

ir

КОНЕЦ Фиг. 8

}

С

тип -., говида

Установить начальные значения кодов на первом, вгорон третьем, четвертом и пятом Выходах

Прием от Внешнего устройства сигнала начало, коррекции

Устанодить счетчик 118 начальное состояние

I

Прием отднешнего устройства сигнала ад окончании коррекции

Считать содержимое счетчика 11 (к)

Установить новые значений кодов на первом, втором, третьем, четвертом и пятом Выходах

Запомнить значения нодод. установленных на первом, Втором, третьем, четвертом и патом выходах

С

НАЧАЛО

)

Jt

tem

КОНЕЦ

}