[发明专利]为棋盘格图像获取模板的系统和方法

说明书

本发明描述了使用模板单元边界识别技术来获得与棋盘格图像的图案单元相对应的模板图像的系统和方法。模板单元边界识别技术分析棋盘格图像的样本以确定模板图像的模板单元尺寸，使用确定的模板单元尺寸来定义像素分析线段，以识别棋盘形图像中的模板单元边界，以及基于使用像素分析线段识别的模板单元边界来选择模板图像。可以选择一个或多个样本区域图像以用于确定模板单元尺寸。基于所确定的模板单元尺寸而配置的像素分析线段可以用于识别模板单元的边界。另外，可以提供动态模板图像更新。

技术领域

本发明涉及数字成像，特别涉及用于获得模板图像以对应于棋盘格图像(tessellated image)图案单元的技术。

背景技术

棋盘格图像(即具有多个重复的、不重叠的单元形成一个图案的图像)被广泛用于各种日常消费品和工业产品中。例如，通常在一个硅晶片的表面上(提供多单元聚合)以棋盘格图案制造集成电路芯片(即功能电路的各个块，其中将晶片切割成多个小块，以提供单独的集成电路。类似地，通过在大版印刷纸料的表面上(提供多单元聚集)印刷多个实例货品，以棋盘格图案的方式来生产印刷品(例如货币、邮票、书页等)。其中印刷品被切成多个块，以提供单独的印刷品。这种多单元集合的棋盘格图像(例如捕获包括棋盘格图案重复单元的全部或一部分多单元集合的数字图像)可用于此类物品各个方面的生产。

许多工业应用，例如电子组装和半导体制造工艺，要求将每个有相同图案的单元放置在棋盘格图像上以进行缺陷检查。例如，对于多单元集合的各个物品，棋盘格图像可以用于检测系统中的质量控制。另一个示例，棋盘格图像可用于进行切割以将单个物品从多单元集合中分离出来。

传统上，操作者手动在棋盘图像上标记每个图案单元。此过程非常耗时。此外，由不同操作者对图案单元的标记通常不一致，从而导致不良的质量控制结果，单元分离不一致等。因此，已经开发了自动识别棋盘图像中图案单元的位置的技术。

模板匹配技术已被用于数字图像处理中，用以在数字源图像场景(此处称为“源图像”)中找到一小部分与一个数字参考图像模板(本文称为“模板图像”)相对应。例如，这样的模板匹配技术可以用于上述棋盘图像(例如作为源图像)，通过匹配模板图像(对应于重复单元中一个单元)和一部分源图像，来定位多单元集合中各个单元的位置。

模板匹配技术的传统方法需要手动识别和选择模板。因此，尽管在多单元集合中定位单个单元可以是自动化的，但是获得在自动模板匹配过程中使用的模板图像仍然是手动的，仍然有耗时且不一致的问题。通常，模板图像是一次性模板，一直使用到过程完成。因此，每次使用模板匹配过程时都重复手动识别和选择模板图像，从而传递了关于一致性和操作者时间的上述问题来识别模板。此外，当前的模板匹配技术没有动态更新模板图像。

最近有研究集中在模板匹配的算法速度和准确性提高上。但是迄今为止，关于模板匹配技术中使用的模板图像的识别和选择的研究很少。

发明内容

本发明涉及使用模板单元边界识别技术以获得与棋盘格图像的图案单元相对应的模板图像的系统和方法，该棋盘格图像包括多单元集合的棋盘形图案单元。本发明实施例的模板单元边界识别技术使用来自棋盘格图像的样本区域图像来分析棋盘格图像，以确定模板图像的模板单元尺寸，使用确定的模板单元尺寸来确定像素分析线段，以在棋盘格图像中识别处模板单元边界，并基于使用像素分析线段识别出的模板单元边界来选择模板图像。这样的模板单元边界标识技术提供了推进自动模板图像识别、选择和获取的方法(在本文中被单独和统称为模板图像寻找)。根据本发明的模板单元边界识别技术实施的自动模板图像寻找不仅减少了获得模板图像的处理时间，而且比现有技术提供了更一致的结果。此外，实施例使得能够进行动态模板图像更新，例如提供适应性的模板图像，以适应多单元集合的棋盘格图像内的图案单元异常(例如模糊边界、失真等)。