JPH07120418B2 - パタ−ン認識方法 - Google Patents

パタ−ン認識方法

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JPH07120418B2
JPH07120418B2 JP61189531A JP18953186A JPH07120418B2 JP H07120418 B2 JPH07120418 B2 JP H07120418B2 JP 61189531 A JP61189531 A JP 61189531A JP 18953186 A JP18953186 A JP 18953186A JP H07120418 B2 JPH07120418 B2 JP H07120418B2
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豊 奥山
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体製造装置等に用いて好適なパターン認
識方法に関する。
[従来の技術] ワイヤボンディング装置により、半導体チップの接合部
とフレームの接合部とをワイヤボンディングする場合に
は、チップとフレームとを最適な位置関係に保つため、
チップの位置ずれを検出する必要がある。この位置ずれ
は、パターン認識装置によって検出される。
従来のパターン認識方法は、チップ状の検出パターン
をテレビカメラによって撮影した撮像画像を、画像処理
回路によって、基準2値化レベルで2値化した2値化画
像とし、この2値化画像を走査し、2値化画像の各部
と、パターン設定回路に予め登録してある基準パターン
とを比較し、この比較による2値化画像の各部と基準パ
ターンとの合致度を相関回路によって算定し、2値化画
像において基準パターンと最も合致する位置を見つけ出
し、基準位置からの位置ずれを求めるようにしている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来のパターン認識方法にあっては、基
準パターンを予めパターン設定回路に登録する時、基準
2値化レベル、および基準パターンにおける低レベル画
像部と高レベル画像部の面積比の設定を、オペレータの
判断にまかせている。このような場合には、基準2値化
レベル、もしくは基準パターンにおける低レベル画像部
と高レベル画像部の面積比がそれぞれ後述するような最
適状態を逸脱し、パターンの認識精度、すなわち被検体
の位置検出精度に、オペレータの個人差に基づくばらつ
きを含むことになる。
本発明は、基準パターンを定めるにあたり、基準2値化
レベル、および基準パターンにおける低レベル画像部と
高レベル画像部の面積比を自動的に最適化し、被検体の
位置検出精度を向上することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、被検体の撮像画像を基準2値化レベルで2値
化した2値化画像とし、この2値化画像を予め定めた基
準パターンと比較し、この比較による2値化画像と基準
パターンとの合致度に基づいて被検体の位置を検出する
パターン認識方法において、(A)基準2値化レベルを
定めるにあたり、基準パターンとして取り込もうとする
基準画像を2値化して基準2値化画像とする2値化レベ
ルを変化させ、上記2値化レベルの変化に対応して得ら
れる基準2値化画像の変化が最小となる2値化レベルを
基準2値化レベルとするとともに、(B)上記基準2値
化レベルで2値化された基準2値化画像の外枠範囲の大
きさを変化させ、その変化毎の該外枠で囲まれる画像面
積内における低レベル画像部と高レベル画像部それぞれ
の占める比率を求め、その比率が略50%となる外枠範囲
内の基準2値化画像を最適基準パターンとするようにし
たものである。
[作用] 基準パターンを予め定める時に用いた基準2値化レベル
は、その後、被検体の撮像画像を2値化する時、該撮像
画像を安定して2値化できるものでなくてはならない。
第4図(A)は被検体1を示す模式図、第4図(B)は
被検体1の走査線2に沿って得られた撮像画像(ビデオ
信号)3を示す模式図である。撮像画像3は、撮影状
態、例えば照明光の光量変化、被検体1の反射率のばら
つき等によって実線で示す状態から、1点鎖線で示す状
態や2点鎖線で示す状態に変化する。したがって、基準
2値化レベルは、撮像画像3が上記のように変化して
も、該撮像画像3を2値化して得られる2値化画像の変
化が少ない、第4図(B)にaで示す最適レベルに設定
する必要がある。
しかして、本発明におけるように、基準パターンとして
取り込もうとする基準画像を2値化する際に、その2値
化レベルを変化させていき、その時に得られる基準2値
化画像の変化(低レベル画像部と高レベル画像部の面積
比の変化)が最小となる2値化レベルを基準2値化レベ
ルとするものとすれば、上記基準2値化レベルの最適化
が実現できる。
また、被検体の2値化画像と基準パターンとの合致度に
基づく被検体の位置検出作業においては、得られる合致
度を基準合致度と比較して、検出の合否判定がなされ
る。この基準合致度は検出環境や被検体の状態の変化が
あるため、あまり大きな値はとれず、経験的には例えば
70〜80%である。そこで、基準パターンにおける低レベ
ル画像部と高レベル画像部の面積比が20%対80%に設定
されている状態下で、基準パターンに比較される被検体
の原2値化画像がすべて高レベル画像部であった時に
は、その時点で80%の合致度があることになってしま
い、誤検出のおそれがある。
しかして、本発明におけるように、基準2値化像の外枠
範囲の大きさを変化させていき、低レベル画像部と高レ
ベル画像部との比率が略50%となる外枠範囲内の基準2
値化画像を基準パターンとすれば、基準パターンにおけ
る該面積比の最適化が実現できる。
したがって、本発明によれば、基準パターンを定めるに
あたり、 照明光の光量変化などの撮影状態等変化に対しても変
化の少ない安定した2値化画像が得られるような基準2
値化レベル 低レベル画像部と高レベル画像部の面積比が最適化さ
れる外枠の大きさがともに自動的に設定されることか
ら、誤検が防止され、被検体の位置検出精度を向上でき
る。
[実施例] 第1図は本発明の実施に用いられるパターン認識装置を
示すブロック図、第2図は基準2値化レベルの決定方法
を示す模式図、第3図は基準パターンの外枠範囲を変化
させる状態を示す模式図である。
第1図において、11はテレビカメラ、12は画像処理回
路、13はコンピュータ、14はD/A変換回路、15は画像メ
モリ、16は相関回路、17はパターン設定回路、18はマス
ク設定回路である。
まず、このパターン認識装置による被検体の位置検出方
法について説明する。
テレビカメラ11は、半導体チップ等の被検体上の検出パ
ターンを撮影し、その撮像画像(ビデオ信号)を画像処
理回路12に送信する。画像処理回路12は、コンピュータ
13において登録された基準2値化レベルをD/A変換回路1
4を介して付与され、上記撮像画像を基準2値化レベル
で2値化した2値化画像とする。2値化画像は撮像画像
の濃淡に応じた0(高レベル画像部:白画像部)または
1(低レベル画像部:黒画像部)をもって表わされ、例
えばX方向が128ビット、Y方向が128ビットに特定さ
れ、画像メモリ15にメモリされる。
上記2値化画像は次のごとくして走査される。
すなわち、相関回路16は、画像メモリ15にメモリされて
いる2値化画像の座標(0,0)のデータAを読み出す。
この座標(0,0)のデータAは、例えば32ビット×32ビ
ット内の各点における2値化されたデータである。相関
回路16は、座標(0,0)として入力されたデータAの各
点と、パターン設定回路17に予め登録してある例えば32
ビット×32ビットの基準パターンBの対応する点とを比
較し、合致しているか否か、すなわち合致度を算定し、
メモリする。この時、得られた合致度が予め定めた基準
合致度より低い場合には検出不合格として、当該合致度
の算定結果を無視してメモリしない。
なお、この合致度の算定にあたっては、後に詳述する基
準パターンの最適化のため、データAの各点のレベル値
(0または1)と基準パターンBの各点のレベル値(0
または1)の排他的論理和をとり、この排他的論理和の
否定形と、マスク設定回路18に設定されている基準マス
ク度C2の各点のレベル値(0または1)の論理積をとる
ことにより、データAと最適基準パターンとの合致度を
算定することとしている。
上記合致度の算定手順を具体的に図示すれば第5図
(A)〜(E)のとおりとなる。なお、図は4ビット×
4ビットについて例示したものである。第5図(A)は
データAを示し、第5図(B)は基準パターンBを示
し、第5図(C)は基準マスク度C2を示し、第5図
(D)はデータAと基準パターンBの排他的論理和の否
定形を示し、第5図(E)は上記排他的論理和の否定形
と基準マスク度C2の論理積を示している。第5図
(A)、(B)、(D)、(E)の斜線部は低レベル画
像部としての1を表わし、非斜線部は高レベル画像部と
しての0を表わしている。また、第5図(C)の斜線部
は後述する有効域としての1を表わし、非斜線部は無効
域としての0を表わしている。ここで、基準パターンB
は後に詳述するように基準マスク度C2により、低レベル
画像部と高レベル画像部の面積比を50%対50%に設定さ
れている。
相関回路16は、座標(0,0)のデータAの比較が終了す
ると、例えばX方向に1ビットずらした32ビット×32ビ
ットからなる座標(1,0)のデータAを読み出し、この
座標(1,0)のデータAと基準パターンBとを比較す
る。このようにして、相関回路16は、座標(0,0)〜座
標(95,95)までの各データを順次走査し、それらの合
致度を算定する。相関回路16は、画像メモリ15にメモリ
されている2値化画像の全範囲にわたる合致度の算定を
終了した時、自らにメモリされている合致度の最も大き
な位置を選択し、基準位置からの位置ずれ(x,y)を求
め、これによって被検体の位置を検出する。
ところで、コンピュータ13に登録される基準2値化レベ
ルは、基準パターンを予め定める時に設定されるもので
あるが、この基準2値化レベルは、画像処理回路12にお
いて被検体の撮像画像を2値化する時、撮影状態等によ
って変化する可能性のある該撮像画像を常に安定して2
値化できるものでなくてはならない。
そこで、この実施例においては、基準パターンとして取
り込もうとする第2図に示すような基準画像20を画像処
理回路12において2値化する際に、コンピュータ13が付
与する2値化レベルとして、△lのレベル差をもった2
値化レベルaと2値化レベルbを用い、それらのレベル
a、bをl1〜l2の範囲で少しずつ移動して変化させる。
これにより、レベルaについて得られる基準2値化画像
(例えば高レベル画像部の面積比40%、低レベル画像部
の面積比60%)とレベルbについて得られる基準2値化
画像(例えば高レベル画像部の面積比30%、低レベル画
像部の面積比70%)の変化(高レベル画像部と低レベル
画像部の面積比の変化:例えば10%)が最小となる時
の、aとbの中間の値を最適基準2値化レベルとする。
すなわち、この実施例によれば、基準パターンを定める
時に基準2値化レベルが自動的に最適化されるから、被
検体の撮像画像を該基準2値化レベルによって常に安定
して2値化し、被検体の位置検出精度を向上できる。
また、上記相関回路16において、被検体の2値化画像か
ら読み出されたデータAと、基準パターンBとの合致度
を算定する場合には、前述のように、得られる合致度を
基準合致度と比較して、検出の合否判定がなされる。こ
の基準合致度は検出環境や被検体の状態の変化があるた
め、あまり大きな値はとれず、経験的には例えば70〜80
%である。そこで、基準パターンにおける高レベル画像
部と低レベル画像部の面積比が80%対20%に設定されて
いる状態下で、基準パターンに比較される被検体の原2
値化画像がすべて高レベル画像部であった時には、その
時点で80%の合致度があることになってしまい、誤検出
のおそれがある。
そこで、この実施例においては、基準パターンとして取
り込もうとする基準画像を、画像処理回路12において上
記基準2値化レベルで2値化し、基準2値化画像を得た
後、基準2値化画像の外枠範囲を第3図にZ1で示す初期
外枠から次第に変化させ、その変化毎の該外枠で囲まれ
る画像面積内における低レベル画像部(L)と高レベル
画像部(H)それぞれの占める比率を求め、その比率が
略50%となる外枠範囲Z2で囲まれる基準2値化画像を最
適基準パターンとして相関回路16による合致度の算定に
供するものとする。
なお、基準2値化画像の外枠範囲を変化させる具体的方
法は、マスク設定回路18により例えば32ビット×32ビッ
トの初期外枠Z1の外周部分を0(無効域)化、中央部分
を1(有効域)化した外枠Zのマスク度Cを用いる。す
なわち、相関回路16は、画像処理回路12で得られた基
準2値化画像から読み出したデータAの各点のレベル値
(0または1)と、予めパターン設定回路17に設定した
例えば32ビット×32ビットの全点が高レベル画像部であ
る全面高レベル化パターンB0の各点のレベル値(1)の
排他的論理和を取った後、この排他的論理和の否定形
と、上記マスク度Cの各点のレベル値(外枠Zの外側部
は0、内側部は1)の論理積をとる。この結果、相関回
路16は、外側部の一定範囲を0(無効域)化されたZで
囲まれる画像面積内における、高レベル画像部と低レベ
ル画像部それぞれの占める比率を算定することができ
る。そこで、上記外枠Zの0(無効域)化される外側部
の範囲を次第に拡大または縮小して変化させていけば、
上記面積比と略50%とする外枠Z2のマスク度、すなわち
基準マスク度C2を確定できる。すなわち、この実施例に
おいて、パターン設定回路17に設定される基準パターン
は、マスク設定回路18に設定される基準マスク度C2を付
与されることにより、最適化される。
ただし、本発明の実施においては、上記基準マスク度C2
を付与した基準パターンを最適基準パターンとして固定
化し、この最適基準パターンをパターン設定回路17に設
定するものであってもよい。
すなわち、この実施例によれば、基準パターンを予め定
める時、基準パターンにおける低レベル画像部と高レベ
ル画像部の面積比を自動的に50%対50%に設定すること
ができ、基準パターンが最適化されるから、検出の合否
判定が確実化され、被検体の位置検出精度を向上でき
る。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、基準パターンを定める
にあたり、基準2値化レベル、および基準パターンにお
ける低レベル画像部と高レベル画像部の面積比が自動的
に最適化されることから、誤検が防止され、被検体の位
置検出制度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に用いられるパターン認識装置を
示すブロック図、第2図は基準2値化レベルの決定方法
を示す模式図、第3図は基準パターンの外枠範囲を変化
させる状態を示す模式図、第4図(A)、(B)は被検
体とその撮像画像を示す模式図、第5図(A)〜(E)
は合致度の算定手順を示す模式図である。 12……画像処理回路、15……画像メモリ、16……相関回
路、17……パターン設定回路、18……マスク設定回路、
20……基準画像、A……2値化画像のデータ、B……基
準パターン、C2……基準マスク度、L……低レベル画像
部、H……高レベル画像部、Z1、Z2……外枠、a、b…
…2値化レベル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体の撮像画像を基準2値化レベルで2
    値化した2値化画像とし、この2値化画像を予め定めた
    基準パターンと比較し、この比較による2値化画像と基
    準パターンとの合致度に基づいて被検体の位置を検出す
    るパターン認識方法において、 (A) 基準2値化レベルを定めるにあたり、基準パタ
    ーンとして取り込もうとする基準画像を2値化して基準
    2値化画像とする2値化レベルを変化させ、上記2値化
    レベルの変化に対応して得られる基準2値化画像の変化
    が最小となる2値化レベルを基準2値化レベルとすると
    ともに、 (B) 上記基準2値化レベルで2値化された基準2値
    化画像の外枠範囲の大きさを変化させ、その変化毎の該
    外枠で囲まれる画像面積内における低レベル画像部と高
    レベル画像部それぞれの占める比率を求め、その比率が
    略50%となる外枠範囲内の基準2値化画像を最適基準パ
    ターンとすることを特徴とするパターン認識方法
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