DE3303841C2 - Pattern checking device and method for checking a pattern - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Muster prüfeinrichtung und ein Verfahren zum Prüfen eines Musters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.The present invention relates to a pattern testing device and a method for testing a Pattern according to the preamble of claim 1 or of claim 2.
Mit einer solchen Musterprüfeinrichtung soll eine Ent scheidung darüber getroffen werden, ob ein zu prüfendes Muster als gut oder als schlecht einzustufen ist.An Ent A decision must be made as to whether a Pattern can be classified as good or bad.
Zunächst soll anhand der Fig. 1(a) und 1(b) beschrieben werden, wie eine herkömmliche Musterprüfeinrichtung nach dem sogenannten Schablonenverfahren arbeitet. Die Zeich nung zeigt zwei zu prüfende Muster 1 und 1′, und Abtast punkte 2 bis 8 sind mit einem + markiert.First, with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b), it will be described how a conventional pattern checking device works according to the so-called template method. The drawing shows two samples to be tested 1 and 1 ', and sampling points 2 to 8 are marked with a +.
Bei dem in Fig. 1(a) dargestellten Fall wird angenommen, daß es sich bei dem geprüften Muster 1 um die Ziffer "8" handelt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, werden hierbei unter Verwendung einer nicht dargestellten Schablone die Abtastpunkte 2 bis 8 beurteilt, um das Vorhandensein eines Musterstücks an jedem Punkt zu prüfen. Wenn an einem sol chen Punkt ein Stück des Musters vorhanden ist, so ent spricht dies einer logischen "1", ist kein Muster vorhan den, so entspricht dies einer logischen "0". Die Prüfer gebnisse werden für jeden der Punkte 2 bis 8 codiert, und durch diesen Code wird festgestellt, welchem bekannten Mu ster das geprüfte Muster klassenmäßig zuzuordnen ist. In the case shown in Fig. 1 (a), it is assumed that the checked pattern 1 is the number "8". As can be seen from the drawing, the sampling points 2 to 8 are assessed using a template, not shown, in order to check the presence of a sample at each point. If a piece of the pattern is present at such a point, this corresponds to a logical "1"; if there is no pattern, this corresponds to a logical "0". The test results are coded for each of the points 2 to 8 , and this code is used to determine which known pattern the tested pattern is to be assigned to.
Bei dem in Fig. 1(a) dargestellten Beispiel führt die Prüfung zu dem Ergebnis, daß an sämtlichen Punkten 2 bis 8 ein Stück Muster vorhanden ist (logisch "1"). Hier durch läßt sich feststellen, daß es sich bei dem Muster 1 um die Ziffer "8" handelt. Bei dem in Fig. 1(b) darge stellten Beispiel ist nur an dem Abtastpunkt 8 kein Mu ster vorhanden (logisch "0"). Für diesen Fall steht ein vorab festgelegter Entscheidungsalgorithmus zur Verfü gung, durch den feststellbar ist, daß es sich hier um das Zeichen "0" handelt.In the example shown in Fig. 1 (a), the test leads to the result that there is a piece of pattern at all points 2 to 8 (logical "1"). It can be determined here that the pattern 1 is the number "8". In the example shown in FIG. 1 (b), there is no pattern only at the sampling point 8 (logical "0"). In this case, a predefined decision algorithm is available which can be used to determine that this is the character "0".
Die Vorteile eines solchen, nach dem Schablonenverfahren arbeitenden Musterprüfsystems sind bekannt: Aufgrund der Verdichtung, d. h. des Vorhandenseins eines Musters nur an dem Abtastpunkt, braucht nur eine geringe Informations menge untersucht zu werden; die Untersuchungsergebnisse erlauben eine einfache Klassifizierung des Musters; es läßt sich wirksam in einer Mustererkennungsvorrichtung, wie z. B. einem optischen Zeichenlesegerät, einsetzen, in dem ein unbekanntes geprüftes Muster dadurch klassifiziert wird, daß festgestellt wird, welchem (bekannten) Standard muster es entspricht.The advantages of such, according to the stencil process working sample test system are known: Due to the Compression, d. H. of the existence of a pattern only at the sampling point, needs little information amount to be examined; the test results allow easy classification of the pattern; it can be effectively in a pattern recognition device, such as B. use an optical character reader, in which classifies an unknown tested sample will determine which (known) standard pattern it matches.
Wendet man das Schablonenverfahren bei einem Musterprüfge rät an, so ergeben sich einige Probleme. Ein Problem be steht darin, daß beim Prüfen, ob ein Muster gut oder schlecht ist, weil das Muster in einem einem vergrößerten Abtastpunkt entsprechenden Fensterbereich vorhanden ist oder nicht, ein ähnliches, jedoch schlechtes Muster irr tümlich als gutes Muster beurteilt wird. Dies ist ein er heblicher Mangel, und zwar aus folgendem Grund: Bei der Alternativentscheidung "Muster"/"kein Muster" wird, falls in dem Fensterbereich kein Muster existiert, eine Beur teilung "schlecht" getroffen. Wenn jedoch ein Muster existiert, dieses sich aber in der Größe von einem guten Muster unterscheidet, so kann es nicht als schlecht be urteilt werden.If you use the template method for a sample test advises, there are some problems. A problem is that when checking whether a pattern is good or is bad because the pattern in an enlarged one Window area corresponding to the sampling point is present or not, a similar but bad pattern err is usually judged as a good pattern. This is a he considerable deficiency, for the following reason: at the Alternative decision "pattern" / "no pattern" will, if there is no pattern in the window area, an appraisal division "bad". However, if a pattern exists, but this is the size of a good one Pattern differs, so it cannot be considered bad be judged.
Im allgemeinen schwankt bei gedruckten Mustern die einen Fensterbereich abdeckende Fläche eines Musterabschnitts entsprechend der geprüften Position, und jeder Fenster bereich besitzt sein Merkmal (in diesem Fall große und kleine Bereichs- oder Flächengrößen) bei dem Musterab schnitt. Wird daher ein solches Merkmal nicht extrahiert und gemessen, so ist es unmöglich, das Muster korrekt zu prüfen.Generally, some vary in printed patterns Area of a pattern section covering the window area according to the checked position, and each window area has its characteristic (in this case large and small area or area sizes) in the sample cut. Therefore, such a characteristic is not extracted and measured, it is impossible to get the pattern correct to consider.
Eine Musterprüfeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 ist aus der DE 30 12 958 A1 bekannt. Wird bei die sem Stand der Technik bei der Abtastung beispielsweise einer Zahl nur ein Teil dieser Zahl vom Sehfeld des fotoelektri schen Wandlers erfaßt, so werden zunächst die Daten aus dem erfaßten Teil in einem ersten Pufferspeicher gespeichert, und nach dem Verschieben des Wandlers werden die Daten aus dem benachbarten Bereich in einem zweiten Pufferspeicher gespei chert, wobei sich möglicherweise eine Überlappung ergibt. Durch Verarbeitung der Daten in beiden Pufferspeichern wird das "richtige" Muster generiert. Damit läßt sich mit Hilfe von zwei Pufferspeichern das Sehfeld eines fotoelektrischen Wandlers erhöhen.A sample testing device according to the preamble of the patent Claims 1 is known from DE 30 12 958 A1. Will be at the state of the art in scanning for example one Number only part of this number from the field of view of the photoelectric the converter, the data from the recorded part stored in a first buffer memory, and after moving the converter, the data from the adjacent area in a second buffer memory This may result in an overlap. By processing the data in both buffers generated the "right" pattern. This can be done with help of two buffer memories the field of view of a photoelectric Increase converter.
In der DE-OS 17 74 812 ist eine Musterprüfeinrichtung zum Erken nen von Zeichen beschrieben, bei der ein Lichtgriffel einen Bildschirm überstreicht, der in Matrixform ausgebildet ist und eine Anordnung von Spalten und Reihen von Submatritzen enthält. Jede Submatrix kann beispielsweise vier Punkte ent halten, die entweder Licht von dem Lichtgriffel erhalten oder nicht. Wenn mehr als zwei Punkte Licht erhalten, gibt die entsprechende Submatrix ein "1"-Signal, ansonsten ein "0"-Signal ab. Die Signale werden reihen- und spaltengerecht zwischengespeichert und dann bewertet. Die bewertete Matrix wird mit vorabgespeicherten Schablonenwerten verglichen. Das Zeichen ist erkannt, wenn sich eine gewisse größte Überein stimmung des geprüften Zeichens mit einem der Schablonenzei chen ergibt.In DE-OS 17 74 812 there is a sample testing device for detection NEN described by characters in which a light pen one Screens over, which is formed in matrix form and an array of columns and rows of submatrices contains. For example, each submatrix can have four points that either receive light from the light pen or Not. If more than two points get light, the corresponding submatrix a "1" signal, otherwise a "0" signal down. The signals are aligned in rows and columns cached and then rated. The rated matrix is compared with pre-stored template values. The Sign is recognized when there is a certain largest match the checked character is correct with one of the stencils chen results.
Häufig ist es erwünscht, eine Musterprüfeinrichtung zur Ver fügung zu haben, mit der feststellbar ist, ob ein beliebiges optisches Muster eine bestimmte Konfiguration hat oder nicht. Würde man zum Beispiel gemäß der DE-OS 17 74 812 anstelle eines Lichtgriffels eine Kamera verwenden, die das gesamte Muster abbildet, so könnte das betrachtete Zeichen sich beispiels weise seitlich verschieben, und dann könnte mit der bekannten Einrichtung nicht mehr eindeutig festgestellt werden, ob es sich um ein bestimmtes Zeichen handelt oder nicht.It is often desirable to use a sample test facility for ver to be able to determine whether any optical pattern has a certain configuration or not. Would, for example, according to DE-OS 17 74 812 instead of one Use a camera to light the entire pattern depicts, the sign under consideration could be, for example move sideways, and then with the known one Establishment can no longer be clearly determined whether it is is a specific character or not.
Der Vorteil des Schablonenverfahrens allgemein besteht darin, daß aufgrund des Vorhandenseins eines Musters an bestimmten Punkten nur eine geringe Informationsmenge verarbeitet werden muß. Damit eignen sich derartige Geräte für optische Zeichen lesegeräte, nicht jedoch für den Zweck, praktisch beliebige optische Muster auf deren Konfiguration hin zu überprüfen.The general advantage of stenciling is that that due to the presence of a pattern on certain Points only a small amount of information can be processed got to. Devices of this type are therefore suitable for optical signs readers, but not for the purpose, practically any Check optical patterns for their configuration.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Musterprüfeinrichtung und ein Verfahren zur Musterprüfung anzugeben, mit der bzw. mit dem auf der Grundlage des Schablonenverfahrens ein allgemei nes Muster korrekt geprüft werden kann.The object of the invention is to provide a sample testing device and to specify a procedure for the type test with which based on the stencil process a general nes pattern can be checked correctly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Musterprüfein richtung gemäß Patentanspruch 1 bzw. ein Verfahren gemäß Patentanspruch 2 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a sample test direction according to claim 1 or a method according to Claim 2 solved.
Gemäß dieser Lösung ist eine Korrelations-Operation vorgese hen. Hierdurch wird es möglich, eine exakte Prüfung auch dann vorzunehmen, wenn die relative Lage des betrachteten Musters zu dem aufnehmenden fotoelektrischen Wandler, zum Beispiel einer Kamera, nicht genau definiert ist. Das sonst übliche und aufwendige exakte Positionieren des Musters in bezug auf die Abtasteinrichtung kann entfallen.According to this solution, a correlation operation is provided hen. This makes it possible to have an exact check even then if the relative location of the pattern under consideration to the receiving photoelectric converter, for example a camera that is not precisely defined. The usual thing and expensive exact positioning of the pattern with respect to the scanning device can be omitted.
Dabei lassen sich praktisch an beliebigen Stellen des Seh feldes des fotoelektrischen Wandlers Fensterbereiche einstel len, wobei es dem Anwender überlassen ist, Anzahl, Form, Größe und Lage der einzelnen Fenster auszuwählen. Dadurch werden praktisch beliebige Mustererkennungen möglich.It can be practically anywhere in the eye field of the photoelectric converter set window areas len, it is up to the user, number, form, Select the size and position of the individual windows. Thereby practically any pattern recognition is possible.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine Entschei dung, ob ein Muster gut oder schlecht ist, getroffen, in dem ein sich zeitlich änderndes elektrisches Signal ver arbeitet wird, welches man dadurch erhält, daß mit einem zweidimensional sequentiell abtastenden fotoelektrischen Wandler (z. B. einer industriellen Fernsehkamera) ein Bild von einem zu prüfenden Muster aufgenommen wird. Auf elek trischem Wege werden in dem Sehfeld der Fernsehkamera meh rere (im allgemeinen viele) Fensterbereiche eingestellt, um größenmäßig Merkmale des von jedem Fensterbereich aus gesehenen Musterabschnitts zu extrahieren. Bei jedem Fen ster wird ein Schwellenwertbereich der oberen und der un teren Grenze eingestellt. Liegt die Größe der extrahier ten Merkmale innerhalb des Bereichs, so wird eine logische "1" angenommen, falls nicht, so wird eine logische "0" an genommen (dies ist eine Primärentscheidung). Anschließend werden einige der Fensterbereiche zu Gruppen zusammenge faßt. Ein Satz von Primärentscheidungsergebnissen für je den enthaltenen Fensterbereich wird einer vorab eingestell ten Primärentscheidungstabelle gegenübergestellt und mit dieser verglichen, um auf diesem Wege zu entscheiden, ob das Muster als gut oder als schlecht eingestuft wird (dies ist eine Sekundärentscheidung). Bei der erwähnten Tabelle handelt es sich um einen Satz von Primärentscheidungser gebnissen für jede Gruppe, der dadurch für jeden Bereich gebildet wird, daß das Sehfeld eines guten Musters auf gleiche Weise in Fensterbereiche unterteilt wird. Die Se kundärentscheidung wird für jede Gruppe durchgeführt, und ob das Muster als gut oder als schlecht eingestuft wird, wird anhand der Zusammensetzung der Ergebnisse beurteilt.In a preferred embodiment the device according to the invention is a decision whether a pattern is good or bad which ver a changing electrical signal will work, which you get by that with a two-dimensional sequential scanning photoelectric Converter (e.g. an industrial television camera) an image of a sample to be checked. On elec trical paths become more in the field of view of the television camera rere (generally many) window areas set, for size characteristics of each window area to extract the seen pattern section. With every fen ster becomes a threshold range of the upper and the un lower limit set. Is the size of the extract characteristics within the area, it becomes a logical Assuming "1", if not, a logical "0" is displayed taken (this is a primary decision). Subsequently some of the window areas are grouped together sums up. One set of primary decision results for each the included window area is set in advance the primary decision table and with compared this to decide in this way whether the pattern is classified as good or bad (this is a secondary decision). With the table mentioned is a set of primary decision makers results for each group, which means for every area is formed that the field of view of a good pattern is divided into window areas in the same way. The Se customer decision is made for each group, and whether the pattern is classified as good or bad, is assessed based on the composition of the results.
Bei Bedarf wird für die Gruppe, die durch die oben erläu terte Sekundärentscheidung als schlecht eingestuft wurde, als nächster Schritt eine Korrelationsentscheidung durch geführt. Die Korrelationsentscheidung soll im folgenden näher erläutert werden.If necessary, for the group described by the above secondary decision was classified as bad, the next step is a correlation decision guided. The correlation decision should follow are explained in more detail.
Selbst wenn das geprüfte Muster gut ist, hält sich die Größe der durch die vorbestimmten Fensterbereiche extra hierten Merkmale manchmal nicht innerhalb eines vorbe stimmten Schwellenwertbereichs, wenn das Muster in dem Sehfeld der Kamera aus einer zugeordneten Position heraus gelangt. Dies führt dazu, daß das Ergebnis der Primärent scheidung "schlecht" ist. Wenn das Muster jedoch nur ge ringfügig von der zugewiesenen Position abweicht, so er reicht mag durch Korrelation zwischen der durch den vor bestimmten Fensterbereich erfaßten Merkmalsgröße und der durch den nächsten Fensterbereich erfaßten Merkmalsgröße (in diesem Fall bedeutet die Korrelation Addition, Sub traktion und dergleichen), daß die erhaltene Korrela tionsgröße innerhalb des vorbestimmten Schwellenbereichs verbleibt, was zu dem Ergebnis führt, daß die Primärent scheidung zu dem Ergebnis "gut" führt. Ausgehend von die sem Grundgedanken wird eine Kombination von in geeigne ter Weise verwandten Fensterbereichen bestimmt, um eine arithmetische Verarbeitung (z. B. Addition) jeder Merk malsgröße zwischen diesen Fensterbereichen durchzufüh ren. Das Verarbeitungsergebnis wird dann zurückgehalten, und es wird die Primärentscheidung (diese wird als Korre lations-Primärentscheidung bezeichnet) gefällt. Ein Satz von Korrelations-Primärentscheidungsergebnissen wird einer vorab gebildeten Korrelations-Primärentscheidungs tabelle gegenübergestellt und mit dieser verglichen (die se Tabelle wird in gleicher Weise gebildet wie die oben erläuterte Primärentscheidungstabelle), um eine Korrela tions-Sekundärentscheidung zu treffen und zu beurteilen, ob das Muster als gut oder schlecht eingestuft wird.Even if the tested pattern is good, it will hold Size of the extra through the predetermined window areas these features are sometimes not within one agreed threshold range if the pattern in the Field of view of the camera from an assigned position reached. This leads to the result being the primary ent divorce is "bad". However, if the pattern is only ge deviates slightly from the assigned position, he says May range through correlation between that through the certain window area recorded feature size and feature size captured by the next window area (in this case the correlation means addition, sub traction and the like) that the preserved correla tion size within the predetermined threshold range remains, which leads to the result that the primary ent divorce leads to the result "good". Starting from the This basic idea is a combination of suitable ter related window areas determined to a arithmetic processing (e.g. addition) of each char size between these window areas The processing result is then held back and it becomes the primary decision (this is called the Correction lations primary decision called). Commitment of correlation primary decision results a pre-formed primary correlation decision compared and compared with this table (the This table is created in the same way as the one above explained primary decision table) to a correla to make and assess secondary decisions, whether the pattern is classified as good or bad.
Aus dem oben Gesagten ergibt sich, daß die Entscheidung, ob ein geprüftes Muster als gut oder als schlecht ein gestuft wird, erfindungsgemäß dadurch herbeigeführt wird, daß zusätzlich zu einer Primär- und einer Sekundärent scheidung nach Bedarf eine Korrelationsentscheidung er folgt. Die Form, Größe sowie weitere Eigenschaften eines Fensterbereichs werden beliebig und nach Maßgabe des ge prüften Musters in geeigneter Weise festgelegt. Die Fen sterform ist nicht auf ein Rechteck beschränkt. Selbst verständlich können zusätzlich zu der Fläche eines Mu sterabschnitts in dem Fensterbereich die Umfangslänge des Musterabschnitts oder andere Größen als durch einen Fensterbereich extrahierte Merkmalsgrößen herangezogen werden. It follows from the above that the decision whether a checked pattern is good or bad is classified, is thereby brought about according to the invention, that in addition to a primary and a secondary entity a correlation decision if necessary follows. The shape, size and other properties of a Window areas are arbitrary and according to the ge tested pattern set in a suitable manner. The fen sterform is not limited to a rectangle. Yourself understandable in addition to the area of a Mu the circumferential length in the window area of the pattern section or sizes other than by one Window area extracted feature sizes used become.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The following are exemplary embodiments of the invention hand of the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1(a) und (b) jeweils eine Skizze zur Veranschaulichung der Arbeitsweise einer herkömmlichen Musterprüfein richtung, Fig. 1 (a) and (b) are each a diagram for illustrating the operation of a conventional directional Musterprüfein,
Fig. 2(a) eine Skizze, die die Einstellung von Fensterbe reichen veranschaulicht, Fig. 2 (a) illustrates an outline ranging from the setting Fensterbe,
Fig. 2(b) die Form-eines Musters, Fig. 2 (b), the shape of a pattern,
Fig. 2(c) ein durch Fensterbereiche betrachtetes Muster, Fig. 2 (c) an observed through window areas of pattern,
Fig. 3 ein weiteres Beispiel für die Einstellung von Fen sterbereichen, Fig. 3 shows another example of setting of Fen die rich,
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfin dung, Fig. 4 is a block diagram of an embodiment of the dung OF INVENTION,
Fig. 5 eine Primärentscheidungstabelle, Fig. 5 is a primary decision table,
Fig. 6 ein Beispiel einer Korrelations-Primärentscheidungs tabelle, Fig. 6 shows an example of a correlation primary decision table,
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform verdeutlicht, Fig. 7 is a flow chart illustrating the operation of the embodiment illustrated in Fig. 4 embodiment,
Fig. 8 ein Flußdiagramm, das diese Arbeitsweise im einzel nen veranschaulicht, und Fig. 8 is a flowchart illustrating NEN this way of working in the individual, and
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das eine andere Betriebsweise dar stellt. Fig. 9 is a flowchart showing another operation.
Fig. 2(a) zeigt ein Beispiel für das Einstellen von Fenster bereichen, Fig. 2(b) die Form eines zu prüfenden Musters, und Fig. 2(c) das durch die Fensterbereiche betrachtete Muster. Fig. 2 (a) shows an example of setting window areas, Fig. 2 (b) the shape of a pattern to be checked, and Fig. 2 (c) the pattern viewed through the window areas.
In diesen Skizzen bedeuten die Bezugszeichen 21 bis 27 rechteckförmige Fensterbereiche, und das Bezugszeichen 20 ein zu prüfendes Muster, in diesem Fall die Ziffer "8". Wie Fig. 2(c) zeigt, wird jeder Teil des Musters 20 durch die Fensterbereiche 21 bis 27 betrachtet.In these sketches, the reference numerals 21 to 27 mean rectangular window areas, and the reference numeral 20 denotes a pattern to be checked, in this case the number “8”. As shown in Fig. 2 (c), each part of the pattern 20 is viewed through the window areas 21 to 27 .
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für die Einstellung von Fensterbereichen. Außerhalb der in Fig. 2(a) aus schließlich dargestellten Fensterbereiche 21 bis 27 be finden sich Fensterbereiche 31 bis 36, und im Inneren der Fensterbereiche 21 bis 27 sind Fensterbereiche 41 bis 48 eingestellt. Hierdurch ist es, wenn eine Positionsabwei chung des Musters vorliegt, möglich, eine Korrelation zwi schen den mittleren Fensterbereichen 21 bis 27 und den außen oder den innen liegenden Fensterbereichen zu schaf fen. Fig. 3 shows another example of the setting of window areas. Outside of the window areas 21 to 27 finally shown in FIG. 2 (a), there are window areas 31 to 36 , and inside the window areas 21 to 27 , window areas 41 to 48 are set. As a result, if there is a positional deviation of the pattern, it is possible to create a correlation between the middle window areas 21 to 27 and the outside or inside window areas.
Fig. 4 zeigt in Blockdiagrammdarstellung eine Ausführungs form der Erfindung. Das Blockdiagramm zeigt ein zu prüfen des Muster 50, eine industrielle Fernsehkamera 51, eine Aufspaltschaltung 52 für binär codierte Bildelemente, Merk malextrahierschaltungen 53 und 53′, Zähler 54 und 54′, einen Zählwertspeicher 55, eine Primärentscheidungsschal tung 56, eine Sekundärentscheidungsschaltung 57, eine Korrelationsbildungs-Entscheidungsschaltung 58, welche ent scheidet, ob eine Korrelationsbildung notwendig ist oder nicht, eine Korrelationsrechenschaltung 59, eine Korrela tions-Primärentscheidungsschaltung 60, eine Korrelations- Sekundärentscheidungsschaltung 61, eine Syntheseentschei dungsschaltung 62, eine Fensterbildungsschaltung 63, eine Steuerschaltung 64, einen Einstellpunktspeicher 65 und eine Tastatur 66. Fig. 4 shows a block diagram representation of an embodiment of the invention. The block diagram shows a test of the pattern 50 , an industrial television camera 51 , a splitting circuit 52 for binary coded picture elements, feature extracting circuits 53 and 53 ', counters 54 and 54 ', a count value memory 55 , a primary decision circuit 56 , a secondary decision circuit 57 , one Correlation formation decision circuit 58 which decides whether correlation formation is necessary or not, a correlation calculation circuit 59 , a correlation primary decision circuit 60 , a correlation secondary decision circuit 61 , a synthesis decision circuit 62 , a window formation circuit 63 , a control circuit 64 , a set point memory 65 and a keyboard 66 .
Diese Schaltung arbeitet wie folgt: Die Fernsehkamera 51 nimmt ein Bild des Prüfmusters 50 auf und erzeugt ein sich mit der Zeit änderndes elektrisches Signal. Das elektrische Signal wird in der Aufspaltschaltung für binär codierte Bildelemente 52 binär codiert, so daß es in Bildelemente (Punkte) aufgespalten wird. Im allgemeinen werden die elek trischen Signale für ein Bild in Richtung der horizonta len X-Achse in 320 Punkte und in Richtung der vertikalen Y-Achse in 240 Punkte aufgespalten, was insgesamt knapp 77 000 Punkte ergibt. Bei Empfang eines Punktsignals von der Aufspaltschaltung 52 extrahiert die Merkmalextrahier schaltung 53 das Merkmal aus dem Signal. Nimmt man z. B. an, daß das Merkmal "große oder kleine Fläche" sei, so er hält man die Fläche dadurch, daß weiße Punktsignale oder schwarze Punktsignale betrachtet werden und von dem Zäh ler 54 die Länge eines Abschnitts ausgezählt wird, in dem die weißen Punktsignale vorhanden sind (es wird die Anzahl von Punkten gezählt), während eine seitliche Abtastung in horizontaler Richtung erfolgt (d. h.: die Fläche wird durch einen Satz von Längenwerten ermittelt). Die Schaltung 53′ dient zum Extrahieren von anderen Merkmalen als die Flä chengröße. Will man z. B. die Länge eines Übergangs oder einer Grenze von Weiß und Schwarz erfassen, so extrahiert die Schaltung einen Grenzpunkt, und die Länge der Grenze ermittelt man durch Zählen der Anzahl von Grenzpunkten durch den Zähler 54′. Die Zähler 54 und 54′ arbeiten im Zählbetrieb unter Steuerung eines Fensterbereichsignals, das von der Fensterbildungsschaltung 63 erzeugt wird. So mit stellt das Zählergebnis die aus jedem Fensterbereich extrahierte Merkmalsgröße dar, die von der Fensterbereich nummer und der Merkmalsart identifiziert wird und in dem Speicher 55 gespeichert wird. Die Fensterbildungsschal tung 63 erzeugt Ausgangssignale, die kennzeichnend sind für einen Satz von Fensterbereichen beliebiger Gestalt, die auf der Grundlage von über die Tastatur 66 in den Einstellpunktspeicher 65 eingegebenen Daten aufbereitet werden.This circuit works as follows: The television camera 51 takes an image of the test pattern 50 and generates an electrical signal that changes over time. The electrical signal is binary coded in the binary coded pixel splitting circuit 52 so that it is split into pixels (dots). In general, the electrical signals for an image are split into 320 points in the horizontal X-axis direction and 240 points in the vertical Y-axis direction, for a total of almost 77,000 points. Upon receiving a point signal from the split circuit 52 , the feature extracting circuit 53 extracts the feature from the signal. If you take z. B. that the feature is "large or small area", he holds the area by looking at white point signals or black point signals and counting the length of a section in which the white point signals are present from the counter 54 are (the number of points is counted) while a lateral scan is carried out in the horizontal direction (ie: the area is determined by a set of length values). The circuit 53 'is used to extract features other than the surface size. Do you want z. B. detect the length of a transition or a boundary of white and black, the circuit extracts a boundary point, and the length of the boundary is determined by counting the number of boundary points by the counter 54 '. The counters 54 and 54 'operate in the counting mode under the control of a window area signal which is generated by the window formation circuit 63 . The counting result thus represents the feature size extracted from each window area, which is identified by the window area number and the feature type and is stored in the memory 55 . The window formation circuit 63 generates output signals, which are indicative of a set of window areas of any shape, which are prepared on the basis of data entered into the setpoint memory 65 via the keyboard 66 .
Wenn die Fernsehkamera die Abtastung eines Feldes abge schlossen hat, werden das Messen und das Speichern der Merkmalsdaten für jeden Fensterbereich zum Abschluß ge bracht, so daß auf der Grundlage dieser Merkmalsdaten das Prüfmuster durch die nachfolgenden Schaltungsteile 56 bis 65 dahingehend beurteilt wird, ob es als gut oder als schlecht einzustufen ist.When the television camera has finished scanning a field, the measurement and storage of the feature data for each window area are completed, so that, based on this feature data, the test pattern is judged by the subsequent circuit parts 56 to 65 whether it is as is good or bad.
Die aus dem Speicher 55 für jeden Fensterbereich ausgele senen Merkmalsdaten werden mit dem für jeden Fensterbe reich in der Primärentscheidungsschaltung 56 eingestell ten oberen Grenzeinstellpunkt αÿ und unteren Grenzein stellpunkt βÿ (i ist die Art eines Merkmals, j ist die Nummer eines Fensterbereichs) verglichen, um eine Primär entscheidung dahingehend zu treffen, ob die Daten in dem Bereich zwischen oberem und unterem Grenz-Schwellenwert liegen oder nicht. Die folgende Beschreibung befaßt sich mit der für die Entscheidungsfindung durchgeführten Ver arbeitung der Merkmalsart (i).The feature data read out from the memory 55 for each window area is compared with the upper limit set point α ÿ and lower limit set point β ÿ set for each window area in the primary decision circuit 56 (i is the type of a feature, j is the number of a window area) to make a primary decision as to whether the data is in the range between the upper and lower limit threshold or not. The following description deals with the processing of feature type (i) performed for decision making.
Die Primärentscheidungsschaltung 56 fällt eine Primär entscheidung, indem sie prüft, ob die Daten Djj des Fen sterbereichs j betreffend die Merkmalsart (i) (im Fall der Fläche handelt es sich dabei um die Flächengröße) in nerhalb des durch den oberen Grenzeinstellpunkt αÿ und den unteren Grenzeinstellpunkt βÿ definierten Bereichs liegen oder nicht. Diese Prüfung wird für jeden Fenster bereich durchgeführt. Das Ergebnis der Primärentscheidung ist eine logische "1", wenn die Daten innerhalb des Be reichs zwischen oberem und unterem Grenz-Schwellenwert liegen, und es ist eine logische "0", wenn die Daten außerhalb des Bereichs liegen. Der obere und der untere Grenz-Schwellenwert können nach Maßgabe jedes Fensterbe reichs und jeder Merkmalsart ausgewählt werden. Diese Schwellenwertdaten werden über die Tastatur 66 eingege ben und in dem Einstellpunktspeicher 65 gespeichert, so daß die Primärentscheidungsschaltung 56 diese Daten aus liest und verarbeitet.The primary decision circuit 56 makes a primary decision by checking whether the data D jj of the window area j regarding the feature type (i) (in the case of the area is the area size) within the through the upper limit setting point α ÿ and the lower limit setting point β ÿ defined range or not. This check is carried out for each window area. The result of the primary decision is a logic "1" if the data is within the range between the upper and lower limit threshold, and it is a logic "0" if the data is out of the range. The upper and lower limit thresholds can be selected according to each window area and feature type. This threshold data is entered via the keyboard 66 and stored in the set point memory 65 so that the primary decision circuit 56 reads and processes this data.
Häufig setzt sich ein zu prüfendes Muster aus N kleinen Musterstücken zusammen (hierbei ist N eine beliebige gan ze Zahl). Daher wird jeder Fensterbereich derart zu N Gruppen gebildet, daß er N kleinen Musterstücken ent spricht. Wenn ein zu prüfendes Muster beispielsweise die Buchstabenfolge "ABCD" ist, so setzt sich dieses Muster aus vier kleinen Musterstücken zusammen (jedes Zeichen bildet ein kleines Musterstück). Manchmal besteht jedes kleine Musterstück nicht aus einem Buchstaben oder einer Ziffer, sondern aus einer durch mehrere Zeichen gebilde ten Einheit.Often a pattern to be tested is made up of N small ones Sample pieces together (where N is any gan ze number). Therefore, each window area becomes N Groups formed that he ent N small sample pieces speaks. For example, if a pattern to be checked Letter sequence is "ABCD", this pattern continues composed of four small sample pieces (each character forms a small sample). Sometimes everyone passes small sample piece not of a letter or one Number, but from one formed by several characters unit.
Über die Tastatur wird die Kombination der gruppierten Fensterbereichnummern eingegeben und in dem Einstellpunkt speicher 65 gespeichert. Die Sekundärentscheidungsschal tung 57 liest die Kombination der gruppierten Fensterbe reiche aus dem Speicher 65 aus, und abhängig von der Kom bination werden die von der Primärentscheidungsschaltung 56 für jeden Fensterbereich erzeugten Primärentscheidungs ergebnisse in Gruppen unterteilt. Anschließend stellt die Sekundärentscheidungsschaltung 57 die gruppierten Primärentscheidungsergebnisse der aus dem Einstellpunkt speicher 65 ausgelesenen Primärentscheidungstabelle ge genüber und vergleicht sie mit dieser, um dadurch zu ent scheiden, ob die Ergebnisse als Gruppe gut oder schlecht sind. Die Primärentscheidungstabelle wurde vorab für jedes zu prüfende Muster ermittelt und in dem Einstell punktspeicher 65 gespeichert. The combination of the grouped window area numbers is entered via the keyboard and stored in the setting point memory 65 . The secondary decision circuit 57 reads the combination of the grouped window areas from the memory 65 , and depending on the combination, the primary decision results generated by the primary decision circuit 56 for each window area are divided into groups. Subsequently, the secondary decision circuit 57, the clustered primary decision results of the memory from the set point 65 read primary decision table ge genüber and compares it with this, to thereby separate ent to whether the results are good or bad as a group. The primary decision table was previously determined for each pattern to be checked and stored in the set point memory 65 .
Fig. 5 zeigt eine Primärentscheidungstabelle, in der die Ziffern "8" (vergl. Fig. 2(b)) und "7" Muster darstellen, die durch Verwendung der gemäß Fig. 3 eingestellten Fen sterbereiche geprüft werden. Aus Fig. 3 ersieht man, daß bei der Ziffer "8" als Prüfmuster die Primärentscheidungs tabelle die codierten Daten (11111110 . . . 0) enthält, die gemäß der Numerierungsfolge der Fensterbereiche angeord net sind, während die Primärentscheidungstabelle für die Ziffer "7" die codierten Daten (1110000 . . . 0) enthält. FIG. 5 shows a primary decision table in which the digits "8" (see FIG. 2 (b)) and "7" represent patterns which are checked by using the window areas set in FIG. 3. From Fig. 3 it can be seen that the number "8" as the test pattern, the primary decision table contains the coded data (11111110 ... 0), which are arranged according to the numbering sequence of the window areas, while the primary decision table for the number "7" contains the encoded data (1110000 ... 0).
Die Sekundärentscheidungsschaltung 57 führt eine Sekun därentscheidung für jede Gruppe durch. Wenn die Sekundär entscheidung bezüglich einer Gruppe negativ (NG) ist, wird in der Korrelationsbildungs-Entscheidungsschaltung 58 entschieden, ob die Korrelationsentscheidung notwendig ist oder nicht. Die Korrelationsbildungs-Entscheidungs schaltung 58 entscheidet in einigen Fällen, daß eine Korrelationsentscheidung notwendig ist, während sie in anderen Fällen entscheidet, daß eine solche Entscheidung nicht notwendig ist; dies hängt von oben beschriebenen Bedingungen verschiedener Art ab. Wird die Korrelations entscheidung benötigt, so berechnet die Korrelationsrechenschal tung 59 die extrahierten Merkmalsdaten (sie addiert die Daten des Fensterbereichs 21 zu den Daten des Fensterbe reichs 31) entsprechend der vorgeschriebenen Kombination von Fensterbereichen. Die Daten dieser Kombination wer den aus dem Speicher 65 ausgelesen. Die Ergebnisse wer den als neue Daten DCjk ausgegeben.The secondary decision circuit 57 makes a secondary decision for each group. If the secondary decision regarding a group is negative (NG), it is decided in the correlation forming decision circuit 58 whether the correlation decision is necessary or not. The correlation forming decision circuit 58 decides in some cases that a correlation decision is necessary, while in other cases it decides that such a decision is not necessary; this depends on the conditions of various types described above. If the correlation decision is required, the correlation calculation circuit 59 calculates the extracted feature data (it adds the data of the window area 21 to the data of the window area 31 ) in accordance with the prescribed combination of window areas. The data of this combination is read from the memory 65 . The results are output as new data DC jk .
Die neuen Daten DCjk werden an die Korrelations-Primär entscheidungsschaltung 60 gegeben, wo die Korrelations- Primärentscheidung getroffen wird, ob die Daten in dem Bereich zwischen oberem Grenzeinstellpunkt αCjk und dem unteren Grenzeinstellpunkt βCjk liegen oder nicht. Liegen sie innerhalb dieses Bereichs, so wird eine logische "1" ausgegeben, liegen die Daten außerhalb des Bereichs, wird eine logische "0" ausgegeben. Eine derartige Korre lations-Primärentscheidungsverarbeitung erfolgt für al le zugeordneten Kombinationen von Fensterbereichen.The new data DC jk is given to the correlation primary decision circuit 60 where the primary correlation decision is made as to whether or not the data is in the range between the upper limit set point αC jk and the lower limit set point βC jk . If they are within this range, a logical "1" is output. If the data are outside the range, a logical "0" is output. Such correlation primary decision processing is done for all associated combinations of window areas.
In der Korrelations-Sekundärentscheidungsschaltung 61 werden die Korrelations-Primärentscheidungsergebnisse der Schaltung 60 mit der aus dem Einstellpunktspeicher 65 ausgelesenen Korrelations-Primärentscheidungstabelle verglichen, um die Korrelations-Sekundärentscheidung zu treffen. Besteht Übereinstimmung, so steht die Ent scheidung bezüglich der Merkmalsarten der Gruppe fest.In the correlation secondary decision circuit 61 , the correlation primary decision results of the circuit 60 are compared with the correlation primary decision table read out from the set point memory 65 to make the correlation secondary decision. If there is a match, the decision regarding the types of characteristics of the group is made.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die Korrelations-Primär entscheidungstabelle, die man erhält, wenn die Ziffer "8" bezüglich der in Fig. 2(c) dargestellten relativen Lage der Fensterbereiche etwas nach oben versetzt ist und die in Fig. 3 dargestellten Fensterbereiche verwen det werden. Man erkennt aus Fig. 6, daß, wenn das Muster "8" etwas aus seiner Lage nach oben verschoben ist, der Fensterbereich 21 für sich einen nur kleinen Wert des extrahierten Merkmals aufweist, und daß die Daten nicht eine logische "1" sein können, sondern eine logische "0" sind, und daß die Daten gerade dadurch den logischen Wert "1" annehmen können, daß die Summe der Merkmalsgrößen der Fensterbereiche 21 und 31 gebildet wird. Das gleiche trifft für die Fensterbereiche 24 und 27 zu. Die Korrela tions-Primärentscheidungstabelle wird vorab ermittelt und über die Tastatur 66 in dem Einstellpunktspeicher 65 gespeichert. Dieser Vorgang ist ähnlich dem oben für die Primärentscheidungstabelle beschriebenen Vorgang. Fig. 6 shows an example of the correlation primary decision table obtained when the number "8" is slightly shifted upward with respect to the relative position of the window areas shown in Fig. 2 (c) and the window areas shown in Fig. 3 be used. It can be seen from Fig. 6 that if the pattern "8" is shifted slightly upward from its position, the window area 21 has only a small value of the extracted feature and that the data cannot be a logical "1" , but are a logical "0", and that the data can assume the logical value "1" precisely because the sum of the feature sizes of the window areas 21 and 31 is formed. The same applies to the window areas 24 and 27 . The correlation primary decision table is determined in advance and stored in the set point memory 65 via the keyboard 66 . This process is similar to the process described above for the primary decision table.
Wie oben beschrieben wurde, erfolgt die Sekundärent scheidungsverarbeitung auf der Grundlage der direkt durch den Fensterbereich gemessenen Daten der Merkmalsgrößen, und die Korrelations-Sekundärentscheidung erfolgt auf der Grundlage von Korrelationsdaten, die durch Verar beiten der gemessenen Daten erhalten werden. Hierdurch wird, wenn das Ergebnis gemäß einer der beiden Entschei dungsverarbeitungen gesichert ist, von der Syntheseent scheidungsschaltung 62 das Ergebnis ausgegeben, daß die Entscheidung gesichert ist.As described above, the secondary decision processing is based on the feature quantity data measured directly through the window area, and the secondary correlation decision is based on correlation data obtained by processing the measured data. In this way, if the result is saved in accordance with one of the two decision-making processes, by the Syntheseent discriminating circuit 62, the output result that the decision is secured.
Fig. 7 veranschaulicht den Betrieb des in Fig. 4 darge stellten Ausführungsbeispiels. Fig. 8 zeigt anhand eines Flußdiagramms die Einzelheiten der Arbeitsweise. In Fig. 8 wird jeder Fensterbereich vereinfacht als "Fenster" bezeichnet. Fig. 7 illustrates the operation of the embodiment shown in Fig. 4 Darge. Fig. 8 shows in a flow chart the details of the operation. In Fig. 8, each window area is simply called a "window".
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat je der Fensterbereich Rechteckform. Es kann sich jedoch auch irgendeine andere Form eignen, z. B. ein Quadrat, ein Fünfeck, ein Polygon mit n Ecken, eine runde Form oder eine Ringform. Speziell dann, wenn das zu prüfen de Muster kein Buchstabe, sondern eine Ziffer ist, ist es wichtig, eine dem Muster angemessene Form des Fen sterbereichs zu wählen.In the embodiment described above has ever the window area rectangular. However, it can any other shape, e.g. B. a square, a pentagon, a polygon with n corners, a round shape or a ring shape. Especially when to check that en pattern is not a letter but a number it is important to have a shape of the fen that matches the pattern range.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden bei der Korrelationsentscheidungsverarbeitung lediglich die Korrelations-Primärentscheidungsergebnisse für die Korrelations-Sekundärentscheidung herangezogen, es kann jedoch in einigen Fällen angebracht sein, zusätzlich zu den Korrelations-Primärentscheidungsergebnissen auch die Primärentscheidungsergebnisse zu verwenden. Wenn gleich oben als Korrelation die Addition angegeben wur de, so wird in manchen Anwendungsfällen das Auffinden des Teilerrests oder des Verhältnisses zu guten Ergeb nissen führen, wenn entsprechende Muster vorliegen. Wäh rend bei dem obigen Ausführungsbeispiel die Korrelation nur bezüglich der Art (i) von Merkmalen erfolgte, so wird man je nach Beschaffenheit der Muster in manchen Fällen durch die Korrelation zwischen mehreren Merkmals arten sehr gute Ergebnisse erzielen. Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm für die Arbeitsweise in derartigen Fällen.In the above-described embodiment, only the primary correlation decision results are used for the secondary correlation decision in the correlation decision processing, but in some cases it may be appropriate to use the primary decision results in addition to the primary correlation decision results. If the addition was given as the correlation above, in some applications the finding of the remainder of the part or the ratio will lead to good results if there are appropriate patterns. While in the above exemplary embodiment the correlation only took place with regard to the type (i) of features, depending on the nature of the pattern, very good results will be achieved in some cases by the correlation between several feature types. Fig. 9 shows a flow chart for the operation in such cases.
Während gemäß obiger Beschreibung die Flächengröße und die Länge einer Grenze als Merkmalsarten angegeben wur den, so können außerdem die verschiedensten lokalen Flächeninformationen herangezogen werden, beispielswei se ein Schnittpunkt, ein Endpunkt, ein Bogenpunkt, eine schräge Linie und dergleichen.While the area size and the length of a limit was specified as characteristic types the most diverse local Area information is used, for example se an intersection, an end point, an arc point, a oblique line and the like.
Man sieht, daß die Erfindung eine Einrichtung schafft, bei der mittels einer Tastatureingabe in einem Speicher nach Maßgabe der Musterbeschaffenheit Angaben bezüglich Gestalt, Lage, Anzahl, etc. eines Fensterbereichs, ver schiedene Arten von Schwellenwerten, Korrelationsbedin gungen, verschiedene Arten von Entscheidungsbedingungen usw. frei eingestellt werden können. Bei herkömmlichen Musterprüfeinrichtungen hängt die Schaltungsanordnung oder der Algorithmus sehr stark von der Mu sterbeschaffenheit ab, so daß sich derartige Einrich tungen in nur sehr beschränkten Serienstückzahlen her stellen lassen. Die erfindungsgemäße Einrichtung trägt den Verschiedenheiten eines zu prüfenden Musters in ho hem Maße Rechnung, so daß sie der Massenfertigung zu gänglich ist.It can be seen that the invention provides a means when using a keyboard input in a memory according to the nature of the sample, information regarding Shape, location, number, etc. of a window area, ver different types of thresholds, correlation conditions different types of decision conditions etc. can be freely set. With conventional Sample test equipment depends on the circuit arrangement or the algorithm very strongly from the Mu mortality, so that such Einrich only in very limited numbers let put. The device according to the invention carries the differences of a pattern to be checked in ho Hem dimensions account so that they can be mass-produced is common.
Nachstehend sollen die Vorteile der Erfindung zusammen gefaßt werden.The advantages of the invention are summarized below to get nabbed.
- 1) ein Fensterbereich kann selbst dort eingestellt wer den, wo sich kein Muster befindet, wie durch die Bezugs zeichnen 31 bis 48 in Fig. 3 angedeutet ist, wohingegen ein Fensterbereich bei einer herkömmlichen Anordnung nur dort eingestellt werden kann, wo ein Musterstück vorhanden ist. Daher kann, wenn ein zu prüfendes Muster gut, jedoch versetzt ist, was bei der herkömmlichen An ordnung nicht beurteilt werden kann, das Muster auf einfache Weise als schlecht eingestuft werden.1) A window area can be set even where there is no pattern, as indicated by the reference drawing 31 to 48 in Fig. 3, whereas a window area can only be set in a conventional arrangement where there is a sample . Therefore, if a pattern to be checked is good but offset, which cannot be judged in the conventional arrangement, the pattern can be easily classified as bad.
- 2) Es erfolgt in jedem Fensterbereich eine Entscheidung, wobei der obere und der untere Grenzschwellenwert sepa rat für jede Merkmalsart und jeden Fensterbereich ein stellbar sind, so daß nicht nur das Vorhandensein eines Musters in dem Fensterbereich, sondern auch eine Größen änderung des Musters oder eine Formänderung des Musters quantitativ beurteilt und dadurch die Genauigkeit der Entscheidung bei einer geringen Änderung des Musters spürbar erhöht werden kann. Selbst wenn die Dichte des geprüften Musters teilweise schwankt, kann die Prüfge nauigkeit durch Steuern des Schwellenwertes entsprechend dem Muster erhalten werden.2) A decision is made in each window area, where the upper and lower threshold thresholds are sepa advice for each type of feature and each window area are adjustable so that not only the presence of a Patterns in the window area, but also a sizes change of pattern or a change of shape of the pattern assessed quantitatively and thereby the accuracy of the Decision on a slight change in the pattern can be increased noticeably. Even if the density of the tested sample fluctuates partially, the test area accuracy by controlling the threshold accordingly the pattern can be obtained.
- 3) Da die Fensterbereiche in Gruppen gefaßt werden, über die separat eine Entscheidung gefällt werden kann, läßt sich die Anzahl von Fehleinschätzungen eines guten Mu sters als schlechtes Muster selbst dann verringern, wenn in Teilen eines guten Musters Streuungen auftreten (ein sehr geringes Verrutschen oder eine Änderung der Dichte).3) Since the window areas are grouped, about which allows a decision to be made separately the number of misjudgments of a good Mu decrease sters as bad pattern even then if scattering occurs in parts of a good pattern (a very slight slippage or a change in Density).
- 4) Zusätzlich zu den gemessenen Daten werden die Daten der Korrelation zwischen mehreren Fensterbereichen für die Entscheidung, ob ein Muster gut oder schlecht ist, herangezogen, wodurch das Muster mit hoher und stetiger Genauigkeit geprüft werden kann. Speziell bei einer gu ten Probe ändert sich der absolute Meßwert von Gerät zu Gerät und abhängig von verschiedenen Bedingungen ver gleichsweise häufig. Werden bei einem solchen System die Meßwerte mit dem oberen und dem unteren Grenzwert vergli chen, so wird irrtümlich häufig ein gutes Muster für ein schlechtes Muster gehalten oder der Prüffaktor für ein schlechtes Muster gesenkt. Jedoch auch unter derartigen Bedingungen weisen die Meßwerte verschiedener Fensterbe reiche einige Verbindungen oder Zusammenhänge auf, wie z. B. "das relative Verhältnis von Meßwerten verschiedener Fensterbereiche ist konstant", "die Summe von Meßwerten verschiedener Fensterbereiche ist konstant", und "eine Musteränderung wird dadurch klassifiziert, daß der Rest von Meßwerten verschiedener Fensterbereiche aufgefunden wird". Hierdurch läßt sich die Prüfung mit hoher Genauig keit unter Heranziehung der obigen Bedingungen durchfüh ren4) In addition to the measured data, the data the correlation between multiple panes for deciding whether a pattern is good or bad, used, which makes the pattern high and steady Accuracy can be checked. Especially with a gu the sample, the absolute measured value of the device changes Device and depending on various conditions equally common. With such a system are the Compare measured values with the upper and lower limit values , a mistaken pattern is often mistaken for one bad pattern held or the test factor for one bad pattern lowered. However, also under such Conditions show the measured values of different window names submit some connections or connections, such as e.g. B. "the relative ratio of measured values of different Window area is constant "," the sum of measured values different window areas is constant ", and" one Pattern change is classified by the fact that the rest of measured values from different window areas becomes ". This enables the test to be carried out with high accuracy perform using the above conditions ren
- 5) Beim Durchführen der Korrelations-Sekundärentscheidung Wird nicht nur das Ergebnis der Korrelations-Primärent scheidung mit dem eines guten Musters verglichen, wie es oben ausgeführt wurde, sondern zur Durchführung der Korre lationsentscheidung wird außerdem das Primärentscheidungs ergebnis eines guten Musters für die Prüfung des Musters berechnete wodurch sich eine noch genauere Entscheidung ergibt. Selbst wenn das zu prüfende Muster seine Lage ver ändert, kann es mit hoher Genauigkeit geprüft werden, ohne daß ein gutes Muster für ein schlechtes Muster gehalten5) When performing the correlation secondary decision Not only the result of the primary correlation divorce compared to that of a good pattern like it was carried out above, but to carry out the corrections Lation decision also becomes the primary decision result of a good sample for checking the sample calculated which resulted in an even more accurate decision results. Even if the pattern to be checked ver changes, it can be checked with high accuracy without that a good pattern was considered a bad pattern
- 6) Durch Korrelieren von bestimmten Merkmalsdaten mit an deren Merkmalsdaten lassen sich in gewissen Fällen be achtliche Ergebnisse erzielen. Korreliert man beispiels weise eine Fläche und den Rest der Umfangslänge ähnlich wie bei einer Verunreinigungsprüfung, so erhält man Klar heit über den Unterschied von gut und schlecht. 6) By correlating certain feature data with an their characteristic data can be used in certain cases achieve respectable results. One correlates for example like a surface and the rest of the circumferential length similar like a contamination test, you get clear about the difference between good and bad.
- 7) Die Gestalt des Fensterbereichs ist im wesentlichen beliebig wählbar, so daß der Fensterbereich bei ver schiedenen Mustern anwendbar ist, und die Anzahl von Musterbereichen kann verringert werden, um eine schnel le Entscheidung zu erhalten.7) The shape of the window area is essentially arbitrary, so that the window area with ver different patterns is applicable, and the number of Pattern areas can be reduced to a quick to get le decision.
- 8) Lokale Oberflächeninformation eignet sich als spe zielle Art gemessener Merkmale, so daß selbst eine Än derung wie eine sehr kleine Unterbrechung eines Musters mit hoher Genauigkeit extrahiert werden kann.8) Local surface information is suitable as special Target type of measured characteristics, so that even a change change like a very small interruption of a pattern can be extracted with high accuracy.
Claims (2)
mit einem zweidimensional sequentiell abtastenden fotoelektrischen Wandler (51) der ein optisches Bild eines zu prüfenden Musters (50) abtastet und eine zeitliche Folge von elektrischen Signalen abgibt, und
mit einer Aufspaltschaltung (52) die das von dem Wandler (51) erhaltene elektrische Signal in Bildelemente aufspaltet, um binär kodierte Ausgangsdaten abzugeben da durch gekennzeichnet,
daß eine Einstelleinrichtung (63) vorgesehen ist zum Einstellen mehrerer Fensterbereiche (21-48) im Sehfeld des fotoelektrischen Wand lers (51),
daß eine Einrichtung (53, 54) vorgesehen ist, die auf der Grundlage der jedem Fensterbereich entsprechenden binären Daten eine Größe eines gewissen Merkmals des zu prüfenden Musters in jedem Fensterbereich mißt,
daß eine Primärentscheidungseinrichtung (56) die Da ten von jedem Fensterbereich aus einer Gruppe von Fenster bereichen mit einem oberen und einem unteren Schwellenwert vergleicht und ein Primärentscheidungs-Ergebnissignal aus gibt, wenn die Daten in den Schwellenwertbereich zwischen oberem und unterem Schwellenwert fallen,
daß eine Sekundärentscheidungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Primärentscheidungs-Ergebnissignale, die aus den Daten der Gruppe von Fensterbereichen erhalten wur den, vergleicht mit vorab gespeicherten Entscheidungsdaten für diese Gruppe, um ein Musterprüfsignal auszugeben, wel ches angibt, ob das in der Gruppe der Fensterbereiche er scheinende Muster nach Maßgabe der gespeicherten Entschei dungsdaten ein gutes Muster ist oder nicht, und
daß eine Korrelationsbildungs-Entscheidungsein richtung (58) vorgesehen ist, die eine Primär-Korrelations entscheidungseinrichtung aufweist, welche die Daten aus vorab definierten Kombinationen von Fensterbereichen mit oberen und unteren Schwellenwerten vergleicht und ein Pri mär-Korrelationsentscheidungs-Ergebnissignal ausgibt, wenn die kombinierten Daten innerhalb des Schwellenwertbereichs liegen, und eine Sekundär-Korrelationsentscheidungseinrich tung aufweist, welche die Ergebnissignale von der Primär- Korrelationsentscheidungseinrichtung aus den Daten der vorab definierten Fensterbereiche vergleicht, um ein Korre- lations-Musterprüfsignal auszugeben, welches angibt, ob ein in der Gruppe von Fensterbereichen auftretendes Muster nach Maßgabe von vorab gespeicherten Korrelations-Primärent scheidungsdaten ein gutes Muster ist.1. sample testing facility,
with a two-dimensionally sequential scanning photoelectric converter ( 51 ) which scans an optical image of a pattern to be tested ( 50 ) and emits a chronological sequence of electrical signals, and
with a splitting circuit ( 52 ) which splits the electrical signal received from the converter ( 51 ) into picture elements in order to output binary-coded output data as characterized by,
that an adjusting device ( 63 ) is provided for adjusting a plurality of window areas ( 21 - 48 ) in the field of view of the photoelectric converter ( 51 ),
that means ( 53 , 54 ) are provided which, based on the binary data corresponding to each window area, measure a size of a certain feature of the pattern to be checked in each window area,
that a primary decision means ( 56 ) compares the data from each window area from a group of window areas with an upper and a lower threshold value and outputs a primary decision result signal when the data falls within the threshold value area between the upper and lower threshold values,
that a secondary decision device is provided which compares the primary decision result signals obtained from the data of the group of window areas with previously stored decision data for that group to output a pattern check signal indicating whether this is in the group of window areas seeming pattern is a good pattern or not according to the stored decision data, and
that correlation forming decision means ( 58 ) is provided having a primary correlation decision means that compares the data from predetermined combinations of window areas with upper and lower threshold values and outputs a primary correlation decision result signal when the combined data is within of the threshold value range and has a secondary correlation decision device which compares the result signals from the primary correlation decision device from the data of the predefined window areas in order to output a correlation pattern test signal which indicates whether a pattern occurring in the group of window areas is a good pattern based on pre-stored correlation primary decision data.
Einstellen mehrerer Fensterbereiche innerhalb eines Sehfeldes des fotoelektrischen Wandlers und Festlegen von Kombinationen jedes Fensterbereichs,
Messen der Größe eines gewissen Merkmals des Musters in jedem Fensterbereich, in dem die binären Daten aus dem entsprechenden Fensterbereich verarbeitet werden,
Durchführen einer Additions- oder Subtraktionsopera tion der gemessenen Merkmalsgröße des Musters für sämtliche vorab definierten Kombinationen von Fensterbereichen,
Durchführen einer Primär-Korrelationsentscheidung, um zu entscheiden, ob die Ergebnisse der Operation innerhalb des Bereichs zwischen einem oberen und einem unteren Grenz wert liegen,
Durchführen einer Sekundär-Korrelationsentscheidung um einen Satz der Ergebnisse der Primär-Korrelationsent scheidung zu vergleichen mit vorab gespeicherten Primär- Korrelationsentscheidungsdaten, und
Treffen einer Entscheidung über die Eignung des Mu sters, indem das Ergebnis der Sekundär-Korrelationsent scheidung mit einem Bezugswert verglichen wird.2. A method for testing a pattern which is scanned with a two-dimensional scanning photoelectric converter, the scanning data being converted into binary image element data and the binary data being evaluated for testing the pattern, characterized by the following steps:
Setting multiple window areas within a field of view of the photoelectric converter and defining combinations of each window area,
Measuring the size of a certain feature of the pattern in each window area in which the binary data from the corresponding window area is processed,
Performing an addition or subtraction operation of the measured feature size of the pattern for all predefined combinations of window areas,
Making a primary correlation decision to decide whether the results of the operation are within the range between an upper and a lower limit,
Performing a secondary correlation decision to compare a set of the results of the primary correlation decision with pre-stored primary correlation decision data, and
Make a decision about the suitability of the pattern by comparing the result of the secondary correlation decision with a reference value.
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