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JP6597972B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Description

本発明は、画像の分類等を実行する画像処理装置、及び、画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus that executes image classification and the like, and an image processing method.

例えば、半導体基板、ガラス基板、プリント基板等の製造技術分野では、製品に含まれる異物や傷、エッチング不良等の欠陥を検出し、分析し、あるいは、評価することが行われる。欠陥の分析と評価のため、評価対象物を光学顕微鏡、または走査型電子顕微鏡等の顕微鏡を用いて外観検査が行われる。外観検査では、顕微鏡等により評価対象物を撮像し、得られた画像について、複数種類の特徴量を算出して自動分類を行うことが研究されている。この種の技術においては、典型的な欠陥を含む基準画像として予め与えられた教師画像に基づく学習アルゴリズムを利用した分類技術が提案されている(特許文献1、2等参照)。従来の技術では、欠陥種別に対応する分類カテゴリの1つ1つに対して、教師画像選定の基準となる複数の典型画像を操作者に指定させ、指定された典型画像に基づく処理を実行することで、分類精度の向上が図られている。しかし、この技術では、操作者が多数の欠陥画像を個々に目視確認して、多数の欠陥画像の中から典型画像を選び出すという作業を行う必要があった。   For example, in the technical field of manufacturing semiconductor substrates, glass substrates, printed boards, and the like, it is possible to detect, analyze, or evaluate defects such as foreign matters, scratches, and etching defects contained in products. In order to analyze and evaluate the defect, an appearance inspection is performed on the object to be evaluated using a microscope such as an optical microscope or a scanning electron microscope. In the appearance inspection, it has been studied that an evaluation target is imaged with a microscope or the like, and automatic classification is performed on the obtained image by calculating a plurality of types of feature amounts. In this type of technique, a classification technique using a learning algorithm based on a teacher image given in advance as a reference image including a typical defect has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). In the conventional technique, for each of the classification categories corresponding to the defect types, the operator designates a plurality of typical images serving as a criterion for selecting a teacher image, and processing based on the designated typical images is executed. Thus, the classification accuracy is improved. However, in this technique, it is necessary for the operator to visually check a large number of defect images individually and to select a typical image from the large number of defect images.

このような問題に対応するために、複数の欠陥画像を多次元特徴量空間にプロットした場合に互いに近接して塊を形成する画像群を1つのグループとして、大きなグループから順に、当該グループに属する画像を典型画像の候補としてユーザに提示する方法が提案されている。この方法では、収集された多数の欠陥画像がその特徴量に応じて予めいくつかのグループに仕分けられた状態で提示されるので、典型画像を選び出す作業におけるユーザの負荷が軽減される。   In order to deal with such a problem, when a plurality of defect images are plotted in a multi-dimensional feature amount space, an image group forming a lump in close proximity to each other is regarded as one group, and belongs to the group in order from a larger group. A method of presenting an image to a user as a candidate for a typical image has been proposed. In this method, a large number of collected defect images are presented in a state of being sorted into several groups in advance according to their feature amounts, so that the load on the user in selecting a typical image is reduced.

特開2010−071826号公報JP 2010-071826 A 特開2013−254286号公報JP2013-254286A 特開2003−317082号公報JP 2003-317082 A 特開2013−167545号公報JP2013-167545A 特開2014−006613号公報JP 2014-006613 A

上記した従来技術では、多次元特徴量空間にプロットした場合に互いに近接して塊を形成する画像群を得るため、「近接している」という条件を座標軸ごとに操作者が調整する場合があり、結果的に操作者は試行錯誤で作業を行うこととなる。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。   In the conventional technique described above, the operator may adjust the condition of “close” for each coordinate axis in order to obtain a group of images that form a mass close to each other when plotted in a multidimensional feature amount space. As a result, the operator performs work by trial and error. The present invention has been made in view of such problems.

本発明の目的は、画像を分類するために学習アルゴリズムに利用される教師画像を選び出す作業、あるいは、教師画像選定の基準となる典型画像と呼ばれる画像を選び出す作業において、操作者を効果的に支援することである。   An object of the present invention is to effectively support an operator in a task of selecting a teacher image used in a learning algorithm for classifying an image or a task called a typical image that serves as a criterion for selecting a teacher image. It is to be.

本発明の一側面は、以下の画像処理装置によって例示される。すなわち、本画像処理装置は、特徴量取得部と、コード化部と、グループ化部と、カテゴリ設定部とを有する。特徴量取得部は、複数の対象画像のそれぞれについて複数種類の特徴量を取得する。コード
化部は、取得した複数種類の特徴量のそれぞれを2以上の段階に区分し、区分に応じた数値を付与し、前記数値を所定順に組み合わせたコード値を生成する。したがって、操作者の試行錯誤を伴う作業によらず、コード値が生成される。
グループ化部は、複数の対象画像のうち、同一のコード値を有する画像を組み合わせて画像グループを形成する。したがって、操作者の試行錯誤を伴う作業によらず、画像グループが形成される。
カテゴリ設定部は、形成された画像グループから少なくとも1つの対象画像を表示するとともに、表示された対象画像が含まれる画像グループのカテゴリを示す情報の設定を受け付ける。したがって、画像処理装置は、対象画像から画像グループを形成し、操作者に表示するので、操作者による画像グループのカテゴリを示す情報の設定を支援できる。このカテゴリは、複数種類の特徴量を算出して自動分類するときの分類カテゴリということができる。また、この画像グループは、典型的な欠陥を含む基準画像として学習アルゴリズムに利用される教師画像、あるいは教師画像を選定するための典型画像として用いることができる。
One aspect of the present invention is exemplified by the following image processing apparatus. That is, the image processing apparatus includes a feature amount acquisition unit, a coding unit, a grouping unit, and a category setting unit. The feature amount acquisition unit acquires a plurality of types of feature amounts for each of the plurality of target images. The encoding unit divides each of the acquired plural types of feature quantities into two or more stages, assigns a numerical value according to the classification, and generates a code value that combines the numerical values in a predetermined order. Therefore, a code value is generated regardless of work involving trial and error of the operator.
The grouping unit forms an image group by combining images having the same code value among a plurality of target images. Therefore, an image group is formed regardless of work involving trial and error of the operator.
The category setting unit displays at least one target image from the formed image group and accepts setting of information indicating the category of the image group including the displayed target image. Therefore, the image processing apparatus forms an image group from the target image and displays it to the operator, so that the operator can support setting of information indicating the category of the image group. This category can be called a classification category when a plurality of types of feature quantities are calculated and automatically classified. In addition, this image group can be used as a teacher image used in a learning algorithm as a reference image including a typical defect or a typical image for selecting a teacher image.

本発明によれば、画像を分類するために学習アルゴリズムに利用される教師画像を選び出す作業、あるいは、教師画像選定の基準となる典型画像と呼ばれる画像を選び出す作業において、操作者を効果的に支援することができる。   According to the present invention, an operator is effectively supported in a task of selecting a teacher image used in a learning algorithm for classifying an image or a task called a typical image serving as a reference for selecting a teacher image. can do.

画像分類装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an image classification device. 画像分類装置による欠陥画像の分類の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a defect image classification | category by an image classification device. ホストコンピュータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a host computer. 分類器を学習させるためのホストコンピュータの構成と構成検査・分類装置との関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the relationship between the structure of the host computer for learning a classifier, and a structure test | inspection / classification apparatus. 教師データ作成部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of a teacher data creation part. 記憶部内に記憶されている情報の構造の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of structure of the information memorize | stored in the memory | storage part. 教師データ作成処理を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates a teacher data creation process. 欠陥画像のサンプル例である。It is an example of a sample of a defect image. 画像分類装置によって生成された特徴コードの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the characteristic code produced | generated by the image classification device. 欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a defect image. 最大セルの欠陥画像の特徴コードを例示する図である。It is a figure which illustrates the feature code of the defect image of the largest cell. 最大セルの欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the defect image of the largest cell. 4番セルの特徴コードを例示する図である。It is a figure which illustrates the characteristic code of the 4th cell. 4番セルに含まれる欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the defect image contained in the 4th cell. 4番セルに属するものと同様の欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the same defect image as what belongs to the 4th cell. 7番セルの特徴コードを例示する図である。It is a figure which illustrates the characteristic code of the 7th cell. 7番セルに含まれる欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the defect image contained in the 7th cell. 7番セルの近傍で探索された統合対象のセルの特徴コードを例示する図である。It is a figure which illustrates the feature code of the cell of the integration object searched in the vicinity of the 7th cell. 7番セルの近傍で探索された統合対象のセルに含まれる欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the defect image contained in the cell of the integration object searched in the vicinity of the 7th cell. 39番セルの欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the defect image of 39th cell. 100番セルの欠陥画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the defect image of the 100th cell. 39番セルの特徴コードと、100番セルの特徴コードを並べて表示する図である。It is a figure which displays the feature code of the 39th cell and the feature code of the 100th cell side by side.

図1は本発明の一の実施の形態に係る画像分類装置1の概略構成を示す図である。画像
分類装置1は、画像処理装置の一例として、例えば、半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)上の欠陥を示す欠陥画像を分類する。また、本実施の形態で、画像分類装置1が実行する処理は、画像処理方法ということができる。画像分類装置1は撮像装置2、検査・分類装置4、および、ホストコンピュータ5を有する。撮像装置2は、基板9上の検査対象領域を撮像する。検査・分類装置4は、撮像装置2からの画像データに基づいて欠陥を検査し、欠陥が検出された場合に欠陥が属すべきカテゴリへと欠陥を自動分類する。ホストコンピュータ5は、画像分類装置1の全体動作を制御する。なお、図1では、検査・分類装置4と、ホストコンピュータ5は、別体として例示されているが、検査・分類装置4と、ホストコンピュータ5とが同一の筐体に一体として設けられてもよい。また、ホストコンピュータ5が検査・分類装置4の処理の一部またはすべてをコンピュータプログラムにしたがって実行してもよい。基板9上に存在する欠陥の種類は、例えば、欠け、突起、断線、ショート、異物であり、これらが欠陥のカテゴリとされる。また、撮像装置2は基板9の製造ラインに組み込まれ、画像分類装置1はいわゆるインライン型のシステムとなっている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image classification apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. As an example of an image processing apparatus, the image classification apparatus 1 classifies, for example, a defect image indicating a defect on a semiconductor substrate 9 (hereinafter simply referred to as “substrate 9”). In the present embodiment, the processing executed by the image classification device 1 can be called an image processing method. The image classification device 1 includes an imaging device 2, an inspection / classification device 4, and a host computer 5. The imaging device 2 images the inspection target area on the substrate 9. The inspection / classification device 4 inspects the defect based on the image data from the imaging device 2 and automatically classifies the defect into a category to which the defect should belong when the defect is detected. The host computer 5 controls the overall operation of the image classification device 1. In FIG. 1, the inspection / classification apparatus 4 and the host computer 5 are illustrated as separate bodies, but the inspection / classification apparatus 4 and the host computer 5 may be provided integrally in the same casing. Good. Further, the host computer 5 may execute part or all of the processing of the inspection / classification device 4 according to the computer program. The types of defects present on the substrate 9 are, for example, chipping, protrusion, disconnection, short circuit, and foreign matter, and these are defined as defect categories. In addition, the imaging device 2 is incorporated in the production line of the substrate 9, and the image classification device 1 is a so-called inline system.

撮像装置2は、基板9上の検査対象領域を撮像して画像データを取得する撮像部21、基板9を保持するステージ22、および、撮像部21に対してステージ22を相対的に移動するステージ駆動部23を有する。撮像部21は、照明光を出射する照明部211、基板9に照明光を導くとともに基板9からの光が入射する光学系212、および、光学系212により結像された基板9の像を電気信号に変換する撮像デバイス213を有する。ステージ駆動部23はボールねじ、ガイドレール、モータ等により構成される。ホストコンピュータ5がステージ駆動部23および撮像部21を制御することにより、基板9上の検査対象領域が撮像される。   The imaging device 2 captures an inspection target region on the substrate 9 to acquire image data, a stage 22 that holds the substrate 9, and a stage that moves the stage 22 relative to the imaging unit 21. A drive unit 23 is included. The imaging unit 21 electrically outputs an illumination unit 211 that emits illumination light, an optical system 212 that guides the illumination light to the substrate 9 and receives light from the substrate 9, and an image of the substrate 9 formed by the optical system 212. An imaging device 213 that converts the signal into a signal is included. The stage drive unit 23 includes a ball screw, a guide rail, a motor, and the like. The host computer 5 controls the stage driving unit 23 and the imaging unit 21 so that the inspection target area on the substrate 9 is imaged.

検査・分類装置4は、検査対象領域の画像データを処理しつつ欠陥を検出する欠陥検出部41、および、欠陥画像を分類する欠陥自動分類部42を有する。欠陥検出部41は検査対象領域の画像データを高速に処理する専用の電気的回路を有し、撮像された画像と欠陥が存在しない参照画像との比較や画像処理により検査対象領域の欠陥検査を行う。欠陥自動分類部42は各種演算処理を行うCPUや各種情報を記憶するメモリ等により構成される。欠陥自動分類部42はニューラルネットワーク、決定木、判別分析等を利用する分類器421を用いて欠陥の分類(すなわち、欠陥画像の分類)を実行する。   The inspection / classification device 4 includes a defect detection unit 41 that detects a defect while processing image data of an inspection target region, and a defect automatic classification unit 42 that classifies a defect image. The defect detection unit 41 has a dedicated electric circuit for processing image data of the inspection target area at high speed, and performs defect inspection of the inspection target area by comparing the captured image with a reference image having no defect or by image processing. Do. The automatic defect classification unit 42 includes a CPU that performs various arithmetic processes, a memory that stores various information, and the like. The defect automatic classification unit 42 performs defect classification (that is, defect image classification) using a classifier 421 that uses a neural network, a decision tree, discriminant analysis, and the like.

なお、本実施の形態では、CPUは、MPU(Microprocessor)、プロセッサとも呼ばれる。CPUは、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のCPUがマルチコア構成を有していてもよい。上記検査・分類装置4、および、ホストコンピュータ5の各部の少なくとも一部の処理は、CPU以外のプロセッサ、例えば、Digital Signal Processor(DSP)、Graphics Processing Unit(GPU)、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用プロセッサで行われてもよい。また、上記検査・分類装置4、および、ホストコンピュータ5の少なくとも一部の処理は、集積回路(IC)、その他のデジタル回路で実行されても良い。また、上記各部の少なくとも一部にアナログ回路が含まれても良い。集積回路は、LSI,Application Specific Integrated Circuit(ASIC),プログラマブルロジックデバイス(PLD)を含む。PLDは、例えば、Field-Programmable Gate Array(FPG
A)を含む。すなわち、上記検査・分類装置4、および、ホストコンピュータ5の各部は、プロセッサと集積回路との組み合わせであってもよい。組み合わせは、例えば、マイクロコントローラ(MCU),SoC(System-on-a-chip),システムLS
I,チップセットなどと呼ばれる。
In the present embodiment, the CPU is also referred to as an MPU (Microprocessor) or a processor. The CPU is not limited to a single processor, and may have a multiprocessor configuration. A single CPU connected by a single socket may have a multi-core configuration. The processing of at least a part of each part of the inspection / classification apparatus 4 and the host computer 5 is performed by a processor other than a CPU, such as a digital signal processor (DSP), a graphics processing unit (GPU), a numerical processor, a vector processor, It may be performed by a dedicated processor such as an image processor. Further, at least part of the processing of the inspection / classification apparatus 4 and the host computer 5 may be executed by an integrated circuit (IC) or other digital circuits. In addition, an analog circuit may be included in at least a part of each of the above parts. The integrated circuit includes an LSI, an application specific integrated circuit (ASIC), and a programmable logic device (PLD). PLD is, for example, Field-Programmable Gate Array (FPG).
A). That is, each unit of the inspection / classification apparatus 4 and the host computer 5 may be a combination of a processor and an integrated circuit. The combination is, for example, a microcontroller (MCU), SoC (System-on-a-chip), system LS
I, called chipset.

図2は画像分類装置1による欠陥画像の分類の流れを示す図である。本実施の形態では、フローチャートにおける各手順は、ステップ、あるいは工程と呼ばれ、Sで始まる符号が付与される。まず、図1に示す撮像装置2が基板9を撮像することにより検査・分類装置4の欠陥検出部41が画像データを取得する(S11)。次に、欠陥検出部41が検査対象領域の欠陥検査を行い、欠陥が検出されると(S12)、欠陥部分の画像(すなわち、欠陥画像)のデータが欠陥自動分類部42へと送信される。欠陥自動分類部42は欠陥画像の複数種類の特徴量を算出し(S13)、欠陥画像の特徴量が欠陥自動分類部42の分類器421に入力されて分類結果が出力される。すなわち、分類器421により欠陥画像が複数のカテゴリのいずれかに分類される(S14)。画像分類装置1では、欠陥検出部41にて欠陥が検出される毎に特徴量の算出がリアルタイムにて行われ、多数の欠陥画像の自動分類が高速に行われる。ただし、本画像分類装置1の処理がリアルタイム処理に限定される訳ではない。例えば、S11、S12の処理とは切り離されたオフライン処理によって、S13、S14の処理が実行されてもよい。   FIG. 2 is a diagram showing a flow of defect image classification by the image classification apparatus 1. In the present embodiment, each procedure in the flowchart is called a step or a process, and a code starting with S is given. First, when the imaging device 2 shown in FIG. 1 images the substrate 9, the defect detection unit 41 of the inspection / classification device 4 acquires image data (S11). Next, when the defect detection unit 41 performs a defect inspection on the inspection target region and a defect is detected (S12), data of an image of the defective portion (that is, a defect image) is transmitted to the defect automatic classification unit 42. . The automatic defect classification unit 42 calculates a plurality of types of feature values of the defect image (S13), the feature values of the defect image are input to the classifier 421 of the automatic defect classification unit 42, and the classification result is output. In other words, the defect image is classified into one of a plurality of categories by the classifier 421 (S14). In the image classification device 1, the feature amount is calculated in real time every time a defect is detected by the defect detection unit 41, and automatic classification of a large number of defect images is performed at high speed. However, the processing of the image classification device 1 is not limited to real-time processing. For example, the processes of S13 and S14 may be executed by an offline process separated from the processes of S11 and S12.

次に、ホストコンピュータ5による教師データの作成について説明する。図3はホストコンピュータ5の構成を示す図である。ホストコンピュータ5は各種演算処理を行うCPU51、基本プログラムを記憶するROM52および各種情報を記憶するRAM53をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う外部記憶装置が接続される。外部記憶装置としては、例えば、固定ディスク54、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体8から情報の読み取りを行う読取装置57が例示できる。なお、固定ディスク54とともに、あるいは、固定ディスク54に代えて、Solid State Drive(SSD)が設けられてもよい。図では、読取装置57が例示されるが、記録媒体8として書込可能な媒体を用いてもよい。その場合には、読取装置57に代えて、媒体入出力装置が用いられる。   Next, creation of teacher data by the host computer 5 will be described. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the host computer 5. The host computer 5 has a general computer system configuration in which a CPU 51 that performs various arithmetic processes, a ROM 52 that stores basic programs, and a RAM 53 that stores various information are connected to a bus line. Further, an external storage device that stores information is connected to the bus line. Examples of the external storage device include a reading device 57 that reads information from a computer-readable recording medium 8 such as a fixed disk 54, an optical disk, a magnetic disk, and a magneto-optical disk. A solid state drive (SSD) may be provided together with the fixed disk 54 or instead of the fixed disk 54. In the figure, the reading device 57 is illustrated, but a writable medium may be used as the recording medium 8. In this case, a medium input / output device is used instead of the reading device 57.

また、バスラインには、操作者とのユーザインターフェースを形成する装置が接続される。例えば、バスラインには、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ55、操作者からの入力を受け付けるキーボード56aおよびマウス56b(以下、「入力部56」と総称する。)等が接続される。ただし、入力部56がキーボード56aおよびマウス56bに限定される訳ではない。例えば、静電パッド等の他のポインティングデバイスを用いてもよい。また、操作者のディスプレイ55上への画面操作を検知するタッチパネルを用いてもよい。さらに、バスラインには、画像分類装置1の他の構成との間で信号を送受信する通信部58が、適宜、インターフェイス(I/F)を介する等して接続される。なお、通信部58は、Local Area Network(LAN)等を介して、画像分類装置1と連携する他のコンピュータ、その他の装置と通信するものであってもよい。   A device that forms a user interface with the operator is connected to the bus line. For example, a display 55 that displays various types of information such as images, a keyboard 56 a that accepts input from an operator, a mouse 56 b (hereinafter collectively referred to as “input unit 56”), and the like are connected to the bus line. However, the input unit 56 is not limited to the keyboard 56a and the mouse 56b. For example, other pointing devices such as an electrostatic pad may be used. A touch panel that detects a screen operation on the display 55 by the operator may be used. Furthermore, a communication unit 58 that transmits and receives signals to and from other components of the image classification device 1 is connected to the bus line through an interface (I / F) as appropriate. The communication unit 58 may communicate with other computers or other devices that cooperate with the image classification device 1 via a local area network (LAN) or the like.

ホストコンピュータ5には、事前に読取装置57を介して記録媒体8または通信部58を介して接続される他のコンピュータからプログラム80が読み出されて固定ディスク54に記憶される。さらに、プログラム80はRAM53にコピーされるとともにCPU51によりRAM53内のプログラムに従って演算処理が実行される。   In the host computer 5, the program 80 is read in advance from the recording medium 8 or other computer connected via the communication unit 58 via the reader 57 and stored in the fixed disk 54. Further, the program 80 is copied to the RAM 53 and the CPU 51 executes arithmetic processing according to the program in the RAM 53.

図4はホストコンピュータ5のCPU51、ROM52、RAM53、固定ディスク54等により実現される分類器を学習させるための構成を示すブロック図であり、検査・分類装置4も示している。ホストコンピュータ5は分類器の学習に使用される教師データを作成する教師データ作成部61および教師データを用いて分類器を学習させる学習部62を有する。なお、図4で例示される各部の構成は専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration for learning a classifier realized by the CPU 51, ROM 52, RAM 53, fixed disk 54, etc. of the host computer 5, and also shows the inspection / classification device 4. The host computer 5 includes a teacher data creation unit 61 that creates teacher data used for learning the classifier and a learning unit 62 that learns the classifier using the teacher data. In addition, the structure of each part illustrated in FIG. 4 may be constructed | assembled by a dedicated electrical circuit, and a partially dedicated electrical circuit may be utilized.

教師データ作成部61は、欠陥検出部41で生成された欠陥画像を基に、欠陥画像を分
類する基準となる教師データを作成し、欠陥自動分類部42の分類器421に設定する。分類器421は、設定された教師データを基に、教師データに採用されなかった他の欠陥画像および教師データ設定以降に撮像装置2で取得される画像に含まれる欠陥画像を分類する。教師データは欠陥画像のデータ(教師画像と呼ぶ)、欠陥画像の特徴量および欠陥のカテゴリを示す情報である教示信号を含む。欠陥画像の特徴量として、例えば、欠陥の面積、明度平均、周囲長、扁平度(伸長度ともいう)、欠陥を楕円に近似した場合の長軸の傾き等が採用される。学習部62では、教師データから読み出された欠陥画像の特徴量がホストコンピュータ5内の分類器(図示省略)に入力され、分類器の出力が欠陥のカテゴリを示す教示信号と同じとなるように学習が行われる。学習結果、すなわち、学習後の分類器421(正確には、分類器421の構造や変数の値を示す情報)が欠陥自動分類部42へと転送される。
Based on the defect image generated by the defect detection unit 41, the teacher data creation unit 61 creates teacher data that serves as a reference for classifying the defect image and sets it in the classifier 421 of the automatic defect classification unit 42. Based on the set teacher data, the classifier 421 classifies other defect images that are not employed in the teacher data and defect images included in images acquired by the imaging device 2 after the teacher data setting. The teacher data includes defect image data (referred to as a teacher image), a feature amount of the defect image, and a teaching signal which is information indicating a defect category. As the feature amount of the defect image, for example, the area of the defect, the brightness average, the peripheral length, the flatness (also referred to as extension), the inclination of the major axis when the defect is approximated to an ellipse, and the like are employed. In the learning unit 62, the feature amount of the defect image read from the teacher data is input to a classifier (not shown) in the host computer 5, and the output of the classifier is the same as the teaching signal indicating the defect category. Learning is done. The learning result, that is, the classifier 421 after learning (more precisely, information indicating the structure of the classifier 421 and the value of the variable) is transferred to the automatic defect classification unit 42.

図5はホストコンピュータ5の教師データ作成部61の機能構成を示すブロック図であり、ディスプレイ55、入力部56および学習部62も示している。CPU51は、RAM53に実行可能に展開されたコンピュータプログラムにしたがって、教師データ作成部61としての処理を実行する。ただし、すでに述べたように、教師データ作成部61の処理の一部が他のプロセッサ、デジタル回路、アナログ回路等によって実行されてもよい。   FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the teacher data creation unit 61 of the host computer 5, and also shows a display 55, an input unit 56, and a learning unit 62. The CPU 51 executes processing as the teacher data creation unit 61 in accordance with a computer program developed in the RAM 53 so as to be executable. However, as already described, part of the processing of the teacher data creation unit 61 may be executed by another processor, a digital circuit, an analog circuit, or the like.

教師データ作成部61は、記憶部611、特徴量取得部612、およびカテゴリ決定部613を有する。また、カテゴリ決定部613は、特徴量取得部612により取得された欠陥画像の特徴量に基づき、欠陥画像に対してカテゴリを付与する。カテゴリ決定部613は、さらに詳細には、コード化部614、グループ化部615、統合部616、および、カテゴリ設定部617を有する。記憶部611は、欠陥画像の画像データ(以下、単に画像という)および欠陥画像に関する各種情報を記憶する。記憶部611は、例えば、図3のRAM53上または固定ディスク54上に構築される。特徴量取得部612は、欠陥画像の特徴量を取得する。特徴量取得部612は、処理対象の欠陥画像について、上記した欠陥の面積、明度平均、周囲長、扁平度、欠陥を楕円に近似した場合の長軸の傾き等を算出する。   The teacher data creation unit 61 includes a storage unit 611, a feature amount acquisition unit 612, and a category determination unit 613. The category determination unit 613 also assigns a category to the defect image based on the feature amount of the defect image acquired by the feature amount acquisition unit 612. More specifically, the category determination unit 613 includes a coding unit 614, a grouping unit 615, an integration unit 616, and a category setting unit 617. The storage unit 611 stores image data of a defect image (hereinafter simply referred to as an image) and various types of information related to the defect image. The storage unit 611 is constructed, for example, on the RAM 53 or the fixed disk 54 in FIG. The feature amount acquisition unit 612 acquires the feature amount of the defect image. The feature amount acquisition unit 612 calculates, for the defect image to be processed, the above-described defect area, brightness average, peripheral length, flatness, inclination of the long axis when the defect is approximated to an ellipse, and the like.

コード化部614は、一の欠陥画像に対して特徴量取得部612で取得された複数種類の特徴量のそれぞれを2以上の段階に区分し、区分に応じた数値を付与し、前記数値を所定順に組み合わせた特徴コードであるコード値を生成する。グループ化部615は、処理対象の複数の画像のうち、同一のコード値を有する画像を組み合わせて画像グループを形成する。統合部616は、一の画像グループの対象画像が有するコード値との差異が1ビットであるコード値を有する1以上の近傍画像を探索し、探索された近傍画像を一の画像グループに統合する処理を実行する。このような近傍画像が一の画像グループに統合されて生成される画像グループを統合画像グループと呼ぶ。また、複数の近傍画像を特に近傍画像グループともいう。   The encoding unit 614 classifies each of a plurality of types of feature amounts acquired by the feature amount acquisition unit 612 for one defect image into two or more stages, assigns a numerical value according to the classification, A code value that is a feature code combined in a predetermined order is generated. The grouping unit 615 forms an image group by combining images having the same code value among a plurality of images to be processed. The integration unit 616 searches for one or more neighboring images having a code value whose difference from the code value of the target image of one image group is 1 bit, and integrates the searched neighboring images into one image group. Execute the process. An image group generated by integrating such neighboring images into one image group is referred to as an integrated image group. A plurality of neighborhood images is also referred to as a neighborhood image group.

カテゴリ設定部617は、形成された画像グループから少なくとも1つの対象画像をディスプレイ55に表示する。そして、カテゴリ設定部617は、入力部56を介して、表示された画像が含まれる上記画像グループ、または、統合画像グループのカテゴリを示す情報を受け付ける。カテゴリ設定部617は、受け付けたカテゴリを示す情報を画像グループに設定する。なお、欠陥画像は図1に示す撮像装置2および欠陥検出部41を利用して取得されてもよいし、通信部58等を介して、他の装置から送信されてもよいし、記録媒体8等を介して別途オフラインで用意されてもよい。   The category setting unit 617 displays at least one target image from the formed image group on the display 55. Then, the category setting unit 617 receives information indicating the category of the image group or the integrated image group including the displayed image via the input unit 56. The category setting unit 617 sets information indicating the accepted category in the image group. The defect image may be acquired using the imaging device 2 and the defect detection unit 41 illustrated in FIG. 1, may be transmitted from another device via the communication unit 58, or the recording medium 8. Alternatively, it may be separately prepared offline.

図6は記憶部611内に記憶されている情報の構造の一部を示す図である。記憶部611では、図5に示す特徴量取得部612にて算出される欠陥画像の特徴量がその種類と共に欠陥画像のデータに関連付けられて記憶される。また、欠陥画像に対してカテゴリが決
定されると当該カテゴリを示すカテゴリ番号が欠陥画像のデータに関連付けられたカテゴリ変数に記憶される。さらに、欠陥画像が典型画像に指定されると欠陥画像のデータに関連付けられた典型画像識別変数に1が記憶される。なお、初期状態ではカテゴリ変数および典型画像識別変数には0が記憶されている。
FIG. 6 is a diagram showing a part of the structure of information stored in the storage unit 611. In the storage unit 611, the feature amount of the defect image calculated by the feature amount acquisition unit 612 shown in FIG. 5 is stored in association with the defect image data together with its type. When a category is determined for a defect image, a category number indicating the category is stored in a categorical variable associated with the defect image data. Further, when the defect image is designated as the typical image, 1 is stored in the typical image identification variable associated with the defect image data. In the initial state, 0 is stored in the categorical variable and the typical image identification variable.

ただし、教師データを作成する処理において、典型画像を識別する必要がない場合には、典型画像識別変数は省略される。また、図6の情報の構造は例示であって、本発明の実施が図6の情報の構造に限定される訳ではない。例えば、記憶部611内にテーブルを設け、テーブルのエントリに特徴量を格納してもよい。テーブルの行は、欠陥画像を識別するための画像番号によって識別され、テーブルの列は、特徴量の種類を示す特徴番号によって識別されるようにすればよい。教師データ作成部61は、このようなテーブルによって、欠陥画像毎、特徴量の種類毎に、特徴量を保持できる。なお、カテゴリ変数、典型画像識別変数についても、上記テーブルの行を識別する画像番号に対応する表(それぞれ1列の表)に格納すればよい。   However, if it is not necessary to identify a typical image in the process of creating teacher data, the typical image identification variable is omitted. Further, the information structure of FIG. 6 is an exemplification, and the implementation of the present invention is not limited to the information structure of FIG. For example, a table may be provided in the storage unit 611 and the feature amount may be stored in the table entry. The row of the table may be identified by the image number for identifying the defect image, and the column of the table may be identified by the feature number indicating the type of feature amount. The teacher data creation unit 61 can hold the feature amount for each defect image and for each type of feature amount using such a table. The categorical variable and the typical image identification variable may be stored in a table corresponding to the image number for identifying the row in the table (one column table).

図7は、本実施の形態の教師データ作成処理を例示するフローチャートである。図の処理によって、欠陥画像から、典型的な欠陥を含む基準画像として学習アルゴリズムに利用される教師画像あるいは、教師画像を選定する基準となる典型画像が選定される。この意味で、本実施の形態において、教師データ作成部61の処理対象の欠陥画像を教師用データとも呼ぶ。   FIG. 7 is a flowchart illustrating teacher data creation processing according to the present embodiment. By the processing shown in the drawing, a teacher image used for a learning algorithm as a reference image including a typical defect or a typical image serving as a reference for selecting a teacher image is selected from the defect image. In this sense, in the present embodiment, the defect image to be processed by the teacher data creation unit 61 is also referred to as teacher data.

図のように、教師データ作成部61は、特徴量取得部612により欠陥画像の特徴量を取得する(S21)。教師データ作成部61は、複数の対象画像のそれぞれについて複数種類の特徴量を取得することの一例として、S21の処理を実行する。すなわち、本実施の形態では、欠陥画像は,処理対象の画像という意味で、対象画像と呼ぶことができる。   As shown in the figure, the teacher data creation unit 61 acquires the feature amount of the defect image by the feature amount acquisition unit 612 (S21). The teacher data creation unit 61 performs the process of S21 as an example of acquiring a plurality of types of feature amounts for each of a plurality of target images. That is, in the present embodiment, the defect image can be called a target image in the sense of a processing target image.

図8は、記憶部611に記憶される欠陥画像のサンプル例(画像A、画像B)である。図8では、2箇所の欠陥に対応するサンプルとして、画像A、画像Bが例示されている。画像分類装置1の欠陥検出部41は、撮像装置2から得られた1箇所の欠陥画像を基に、図8のような複数の画像(撮影画像、参照画像、マスク画像、差分画像)を生成する。撮影画像は、欠陥箇所において撮像装置2等によって撮像された欠陥画像である。参照画像は対象画像に対応する別のダイ(例えば、別の集積回路チップ)における欠陥箇所に相当する位置の画像である。差分画像は撮影画像と参照画像との差分画像である。マスク画像は差分画像を2値化した処理結果として得られる画像である。   FIG. 8 is an example of a defect image (image A, image B) stored in the storage unit 611. In FIG. 8, images A and B are illustrated as samples corresponding to two defects. The defect detection unit 41 of the image classification device 1 generates a plurality of images (captured image, reference image, mask image, difference image) as shown in FIG. 8 based on the defect image at one location obtained from the imaging device 2. To do. The captured image is a defect image captured by the imaging device 2 or the like at the defect location. The reference image is an image at a position corresponding to a defective portion in another die (for example, another integrated circuit chip) corresponding to the target image. The difference image is a difference image between the captured image and the reference image. The mask image is an image obtained as a result of binarizing the difference image.

以下の処理では、複数箇所(以下、K箇所という)の欠陥について、それぞれ図8に例示した4つの画像の組(撮影画像、参照画像、マスク画像、差分画像)が得られていることを前提に説明がなされる。また、本実施の形態では、1箇所の欠陥画像から複数種類の特徴量が算出される。すなわち、本実施の形態では、S21の処理によって、教師データ作成部61は、K箇所の欠陥画像から、それぞれN個(次元)の特徴量を算出する。その結果、特徴量はN次元の空間のデータ(以下、N次元の特徴ベクトル)となる。ただし、教師データ作成部61(特徴量取得部612)は、通信部58を介して接続される他の画像分類装置等で算出がされた欠陥画像の特徴量を取得するようにしてもよい。   In the following processing, it is assumed that a set of four images (captured image, reference image, mask image, difference image) illustrated in FIG. 8 is obtained for defects at a plurality of locations (hereinafter referred to as K locations). Is explained. In the present embodiment, a plurality of types of feature amounts are calculated from one defect image. That is, in the present embodiment, the teacher data creation unit 61 calculates N (dimensional) feature amounts from the K defect images, respectively, through the process of S21. As a result, the feature amount becomes N-dimensional space data (hereinafter referred to as an N-dimensional feature vector). However, the teacher data creation unit 61 (feature amount acquisition unit 612) may acquire the feature amount of the defect image calculated by another image classification device or the like connected via the communication unit 58.

特徴量の具体例としては、上述したマスク画像から得られる欠陥領域の面積、周囲長、扁平度、モーメントの他、欠陥画像や差分画像から得られる濃度ヒストグラム、平均濃度値、自己相関係数値、空間周波数、差分統計量、濃度共起行列、高次局所自己相関、ランレングス行列、フラクタル特徴などが挙げられる。   As specific examples of the feature amount, in addition to the area of the defect area obtained from the mask image, the perimeter, flatness, and moment, a density histogram obtained from the defect image or the difference image, an average density value, an autocorrelation coefficient value, Examples include spatial frequency, difference statistics, concentration co-occurrence matrix, higher-order local autocorrelation, run-length matrix, and fractal feature.

次に、教師データ作成部61は、コード化部614により、それぞれの特徴量を各々適
宜定めた閾値によりコード化する(S22)。コード化された特徴量は、特徴コードと呼ばれる。教師データ作成部61は、取得した複数種類の特徴量のそれぞれを2以上の段階に区分し、区分に応じた数値を付与し、数値を所定順に組み合わせたコード値を生成することの一例として、S22の処理を実行する。コード化は、例えば、それぞれの特徴量の種類ごとに設定される1つの閾値により0と1に2値化することで求めることができる。2値化、すなわち、2段階に区分することにより求められる特徴コードは2値化データと呼ばれる。
Next, the teacher data creation unit 61 uses the encoding unit 614 to encode each feature amount with a threshold value appropriately determined (S22). The coded feature quantity is called a feature code. As an example of the teacher data creation unit 61, each of the acquired plural types of feature quantities is divided into two or more stages, a numerical value corresponding to the classification is given, and a code value is generated by combining the numerical values in a predetermined order. The process of S22 is executed. For example, the encoding can be obtained by binarizing into 0 and 1 with one threshold set for each type of feature amount. A feature code obtained by binarization, that is, by dividing into two stages, is called binarized data.

2値化する場合の各特徴量に関する閾値としては、処理対象のすべての欠陥画像から得た該当特徴量の平均値、分布範囲の中央値、あるいは、累積相対度数がほぼ50パーセントになる値など教師データ作成部61によって自動的に算出される値を用いることができる。また、多数段階にコード化する場合には、例えば、累積相対度数がほぼ33パーセントになる値、67パーセントなる値を用いることによって、特徴量を「大」「中」「小」、あるいは、「高」「中」「低」、さらには、「長」「中」「短」、さらにまた、「濃」「中」「淡」のようにコード化できる。4段階以上にコード化する場合も同様である。   As a threshold value for each feature amount in the case of binarization, an average value of corresponding feature amounts obtained from all defect images to be processed, a median value of a distribution range, or a value at which the cumulative relative frequency is approximately 50% Values automatically calculated by the teacher data creation unit 61 can be used. Further, when coding in a large number of stages, for example, by using a value with a cumulative relative frequency of approximately 33 percent or a value of 67 percent, the feature amount is set to “large”, “medium”, “small”, or “ It can be coded as “high”, “medium”, “low”, “long”, “medium”, “short”, and “dark”, “medium”, “light”. The same applies to the case of encoding in four or more stages.

ただし、2つ以上の閾値で3段階以上にコード化することは、実質的に等価な2値化のコード化に変換できる。例えば、特徴量Aを「大」「中」「小」とする3段階にコード化することに代えて、特徴量Aが「大」と判定できるか否か(閾値L以上の値か)という第1の次元、特徴量Aが「中」と判定できるか否か(閾値S以上からLの範囲に入るか値か否か)という第2の次元、特徴量Aが「小」と判定できるか否か(閾値S未満の値か否か)という第3の次元により、2値化してコード化できる。S22において、2値化がされる場合には、S22の処理は、複数種類の特徴量のそれぞれを2段階に区分し、2値化された数値を付与することの一例でもある。   However, encoding in three or more stages with two or more threshold values can be converted into a substantially equivalent binary encoding. For example, instead of coding the feature amount A into three stages of “large”, “medium”, and “small”, whether or not the feature amount A can be determined as “large” (is a value greater than or equal to the threshold L). The second dimension, whether the feature amount A can be determined as “medium” in the first dimension (whether it falls within the range from the threshold value S to the value L), and the feature amount A can be determined as “small”. It can be binarized and coded by the third dimension of whether or not (a value less than a threshold value S). When binarization is performed in S22, the process of S22 is an example of dividing each of a plurality of types of feature amounts into two stages and adding binarized numerical values.

さらにまた、例えば、「面積がa画素以下のものは無条件に誤検出とする」といった運用上の規則がある場合には、「a画素」の面積をコード化する場合の閾値としてもよい。いずれにしても、S22の処理においては、操作者の判断や試行錯誤の作業は必要とされない。S22の処理により、N次元の特徴ベクトルは、所定長のビット列に変換される。例えば、特徴量が2値化によってコード化される場合には、N次元の特徴ベクトルはNビットの数値に変換される。したがって、S22の処理によって、すべての欠陥画像に所定長のビット数(2値化の場合には、Nビット)の特徴コードが付与される。   Furthermore, for example, when there is an operational rule such as “an area with an area of a pixel or less is erroneously detected unconditionally”, the threshold value for encoding the area of “a pixel” may be used. In any case, the operator's judgment and trial and error work are not required in the process of S22. By the process of S22, the N-dimensional feature vector is converted into a bit string of a predetermined length. For example, when the feature quantity is coded by binarization, an N-dimensional feature vector is converted into an N-bit numerical value. Therefore, by the process of S22, a feature code having a predetermined number of bits (N bits in the case of binarization) is assigned to all defect images.

次に、教師データ作成部61は、グループ化部615により、同一の特徴コードを持つ欠陥画像同士をグループ化する(S23)。教師データ作成部61は、複数の対象画像のうち、同一のコード値を有する画像を組み合わせて画像グループを形成することの一例として、S23の処理を実行する。今、独立した特徴量の種類が十分な数だけ用意されているものとすると、S22の手順で得られる特徴コードにより表現できる欠陥種別は膨大なものとなる。例えば、特徴量の種類が32個であれば、2値化の場合の特徴コードにより、232個(約42億9500万個)の異なる欠陥種別が表現できることになる。これに比べて、実際に準備される教師画像を作成するための欠陥画像の数は高々数万個と少ない。したがって、すべての画像に異なる特徴コードが付与されたとしても不思議はないと理解できる。このような理解にも拘わらず、同一の特徴コードを有する複数の欠陥画像が存在するならば、同一の特徴コードを有する複数の欠陥画像は同一の欠陥種別に分類される画像であると見なしてよい。このような考え方に基づき、同一の特徴コードを持つ欠陥画像をグループ化する。このグループ化は、「仮教示」と呼ばれる。なお、教師データ作成部61は、仮教示のためのラベル(欠陥種別番号)を自動的に生成する。 Next, the teacher data creation unit 61 uses the grouping unit 615 to group defect images having the same feature code (S23). As an example of forming an image group by combining images having the same code value among a plurality of target images, the teacher data creation unit 61 executes the process of S23. Now, assuming that a sufficient number of independent feature quantity types are prepared, the number of defect types that can be expressed by the feature code obtained in step S22 is enormous. For example, if the are 32 types of features, the feature code for the binarization, different defect type of 2 32 (approximately 42 595 million units) it is can be expressed. Compared to this, the number of defect images for creating a teacher image actually prepared is as small as tens of thousands at most. Therefore, even if different feature codes are assigned to all images, it can be understood that there is no wonder. Despite this understanding, if there are a plurality of defect images having the same feature code, the plurality of defect images having the same feature code are regarded as images classified into the same defect type. Good. Based on this concept, defect images having the same feature code are grouped. This grouping is called “temporary teaching”. The teacher data creation unit 61 automatically generates a label (defect type number) for temporary teaching.

本手法は、特徴量次元数の増加に伴って特徴量空間の容積が増大し、そのため特徴量空間内に一様に分布すると仮定されるデータの密度が疎になることを利用した、欠陥画像の
クラスタリングと解釈することができる。なお、特徴量次元数(座標軸数)さえ確保できれば、ある1つの特徴量軸を見た時、その特徴量に関する閾値で全欠陥画像を二分できるかどうか(複数段階に区分できるかどうか)は本実施形態では問題にならない。
This method uses the fact that the volume of the feature space increases as the number of feature dimensions increases, and therefore the density of data that is assumed to be uniformly distributed in the feature space becomes sparse. Can be interpreted as clustering. If only the feature quantity dimension (the number of coordinate axes) can be secured, whether or not all defect images can be divided into two by the threshold value related to the feature quantity when viewing one feature quantity axis (whether it can be divided into multiple stages) is This is not a problem in the embodiment.

次に、教師データ作成部61は、欠陥数の多いグループから降順に並べる(S24)。教師データ作成部61は、複数の画像グループのそれぞれに含まれる対象画像数の順に、複数の画像グループを一覧表示することの一例として、S24の処理を実行する。同一の特徴コードを有する欠陥画像が複数存在して1つのグループを形成する場合、そのグループは何らかの欠陥種別の典型である可能性が高い。ただし、S24の処理の時点では、欠陥種別の具体名は不詳のままでよい。すると、特徴量空間で、そのグループの近傍にも、類似する欠陥種別の欠陥画像が分布している可能性がある。そこで、教師データ作成部61は、まず、欠陥画像数の多いグループから順に欠陥画像(または、欠陥画像の特徴量)を一覧表示し、操作者によって一覧表示された中から任意にグループが選択される操作を受ける(S25)。教師データ作成部61は、一覧表示された複数の画像グループのうち、操作者から指定を受けた画像グループを一の画像グループとすることの一例としてS25の処理を実行する。   Next, the teacher data creation unit 61 arranges in descending order from the group with the largest number of defects (S24). The teacher data creation unit 61 executes the process of S24 as an example of displaying a list of a plurality of image groups in the order of the number of target images included in each of the plurality of image groups. When a plurality of defect images having the same feature code exist to form a group, the group is likely to be a typical defect type. However, the specific name of the defect type may remain unknown at the time of the processing of S24. Then, there is a possibility that defect images of similar defect types are distributed near the group in the feature amount space. Therefore, the teacher data creation unit 61 first displays a list of defect images (or feature amounts of defect images) in order from the group with the largest number of defect images, and a group is arbitrarily selected from the list displayed by the operator. The operation is received (S25). The teacher data creation unit 61 executes the process of S25 as an example of setting an image group designated by the operator as one image group among a plurality of image groups displayed in a list.

次に、教師データ作成部61は、統合部616により、選択されたグループ(すなわち、上記の一の画像グループ)に属する欠陥画像の特徴コード近傍に位置する特徴コードの欠陥画像を探索する(S26)。例えば、教師データ作成部61は、選択されたグループの特徴コードとの差が1ビットである特徴コードの欠陥画像、または欠陥画像のグループを探索すればよい。教師データ作成部61は、一の画像グループの対象画像が有するコード値との差異が1ビットであるコード値を有する近傍画像を探索することの一例としてS26の処理を実行する。   Next, the teacher data creation unit 61 searches the defect image of the feature code located near the feature code of the defect image belonging to the selected group (that is, the one image group described above) by the integration unit 616 (S26). ). For example, the teacher data creation unit 61 may search for a defect image of a feature code or a group of defect images whose difference from the feature code of the selected group is 1 bit. The teacher data creation unit 61 executes the process of S26 as an example of searching for a neighboring image having a code value whose difference from the code value of the target image of one image group is 1 bit.

本実施の形態では、特徴コードで表される高次元特徴空間内の小領域を「セル」と呼ぶ。セルの寸法に特に制限がある訳ではない。例えば、各次元について、1ビットの差分値で区切られる領域はセルと呼ぶことができる。また、上記S25の操作で選択されたグループに対応するセルを「注目セル」と呼ぶ。さらに、ある注目セルの「N個方向に隣接するセル」を「近傍セル」と定義する。例えば、S21の処理において、2値化によって特徴量がコード化されている場合には、本手法では特徴量軸が閾値で2分されている。したがって、ある注目セルに対応する特徴コードの任意の1ビットだけを反転させてできる特徴コードに対応するセルがすべて近傍セルに対応する。なお、S21の処理において、複数の閾値によって特徴量が多数段階にコード化されている場合には、ある注目セルに含まれる特徴コードの任意の軸に対応するビット列に1を加算または減算してできる特徴コードに対応するセルが近傍セルに該当する。   In the present embodiment, a small region in a high-dimensional feature space represented by a feature code is called a “cell”. The cell dimensions are not particularly limited. For example, for each dimension, an area delimited by a 1-bit difference value can be called a cell. A cell corresponding to the group selected by the operation of S25 is referred to as a “target cell”. Further, a “cell adjacent in the N direction” of a certain target cell is defined as a “neighboring cell”. For example, in the process of S21, when the feature value is coded by binarization, in this method, the feature value axis is divided into two by the threshold value. Therefore, all the cells corresponding to the feature code formed by inverting only one arbitrary bit of the feature code corresponding to a certain target cell correspond to the neighboring cells. In the process of S21, when feature quantities are coded in multiple stages by a plurality of threshold values, 1 is added to or subtracted from a bit string corresponding to an arbitrary axis of a feature code included in a certain target cell. A cell corresponding to a possible feature code corresponds to a neighboring cell.

そこで、教師データ作成部61は、S24の処理で、操作者が選択したグループの近傍に位置する近傍セルにある欠陥画像(または欠陥画像グループ)を一覧表示する(S27)。教師データ作成部61は、探索された近傍画像を表示することの一例として、S27の処理を実行する。S27の処理によって、注目セルに存在する欠陥画像のグループを中心にしたときの統合対象となり得る候補画像が提示されることになる。なお、近傍セルに複数の画像が存在する場合には、存在する複数の画像、すなわち、候補画像のグループが提示されることになる。   Therefore, the teacher data creation unit 61 displays a list of defect images (or defect image groups) in neighboring cells located in the vicinity of the group selected by the operator in the process of S24 (S27). The teacher data creation unit 61 executes the process of S27 as an example of displaying the searched neighborhood image. By the process of S27, candidate images that can be integrated when a group of defect images existing in the target cell are centered are presented. When there are a plurality of images in neighboring cells, a plurality of existing images, that is, groups of candidate images are presented.

すると、操作者は、S27で一覧表示された統合の対象となり得る候補画像(または候補画像のグループ)を見ながら、実際に統合するか否かを判断する。そして、教師データ作成部61は、操作者から統合の可否を受け付ける(S28)。1つ以上の近傍の候補画像(または候補画像グループ)の統合が操作者から指示されると(S29でYES)、教師データ作成部61は、統合部616により、統合処理を実行する(S30)。すなわち
、教師データ作成部61は、注目セルに存在する欠陥画像のグループと、統合が指示された近傍の候補画像(または候補画像のグループ)を統合し、グループを再編する。再編によって、注目セルと、候補画像(または候補画像のグループ)が存在するセルとが統合される。教師データ作成部61は、表示された近傍画像を前記一の画像グループに統合するか否かの指定を受け付けることの一例として、S28、S29の処理を実行する。教師データ作成部61は、探索された近傍画像を一の画像グループに統合することの一例として、S30の処理を実行する。
Then, the operator determines whether or not to actually integrate while looking at the candidate images (or group of candidate images) that can be targeted for integration displayed in the list in S27. Then, the teacher data creation unit 61 accepts whether or not integration is possible from the operator (S28). When the operator instructs integration of one or more neighboring candidate images (or candidate image groups) (YES in S29), the teacher data creation unit 61 executes integration processing by the integration unit 616 (S30). . That is, the teacher data creation unit 61 integrates a group of defect images existing in the target cell and a neighboring candidate image (or group of candidate images) for which integration is instructed, and reorganizes the group. By reorganization, the target cell and the cell in which the candidate image (or group of candidate images) exists are integrated. The teacher data creation unit 61 performs the processes of S28 and S29 as an example of accepting designation of whether or not to display the displayed neighboring image into the one image group. The teacher data creation unit 61 performs the process of S30 as an example of integrating the searched neighboring images into one image group.

そして、教師データ作成部61は、統合を継続するか否かの指定を操作者から受け付ける(S31)。統合を継続する指示がなされた場合(S31でYES)、教師データ作成部61は、処理をS24に戻し、再編されたグループにしたがって表示を更新する。このようにして、教師データ作成部61は、操作者の指示にしたがってS25からS31の処理を繰り返す。操作者は、例えば、所望の欠陥種別数になるまで、統合処理を継続する。教師データ作成部61は、近傍画像を前記一の画像グループに統合することによって、近傍画像と一の画像グループとの間で相違する特徴コードのビットに対応する次元を削除し、次元が削除された特徴コードにしたがって、探索する処理と統合する処理とを所定の限度まで繰り返すことの一例として、S30、S31の処理を実行する。   Then, the teacher data creation unit 61 receives designation from the operator as to whether or not to continue the integration (S31). When an instruction to continue the integration is given (YES in S31), the teacher data creation unit 61 returns the process to S24 and updates the display according to the reorganized group. In this manner, the teacher data creation unit 61 repeats the processing from S25 to S31 in accordance with an instruction from the operator. For example, the operator continues the integration process until the desired number of defect types is reached. The teacher data creation unit 61 deletes the dimension corresponding to the bit of the feature code that is different between the vicinity image and the one image group by integrating the vicinity image into the one image group, and the dimension is deleted. As an example of repeating the searching process and the integrating process to a predetermined limit according to the feature code, the processes of S30 and S31 are executed.

2値化によって特徴コードがコード化されている場合には、近傍セルの統合は、ある特徴量の軸(次元)を削減することと同一である。すなわち、削減される特徴量の値によらずに欠陥種別が決定されることになる。したがって、かりにその特徴量が画像を分類する上でそれほど重要な役割を担っていなければ、その特徴量を削減する統合が実施されても、操作者は目視で不都合を感じない場合が多い。逆に操作者が目視で不都合であることを認識できる場合には、統合によって削減される特徴量は欠陥画像を分類する上で重要な役割を担っていることが推定される。このように、本手法では、教示作業を支援するとともに、分類に有効な特徴量を見出す効果も期待できる。   When the feature code is coded by binarization, the integration of neighboring cells is the same as reducing the axis (dimension) of a certain feature amount. That is, the defect type is determined regardless of the value of the feature amount to be reduced. Therefore, if the feature amount does not play an important role in classifying the image, the operator often does not feel inconvenience visually even if integration for reducing the feature amount is performed. Conversely, when the operator can recognize that it is inconvenient visually, it is estimated that the feature amount reduced by the integration plays an important role in classifying the defect images. As described above, this method can support teaching work and can also be expected to have an effect of finding feature quantities effective for classification.

また、教師データ作成部61がS24からS31の処理を繰り返すことによって、徐々に特徴量次元が削減されつつ、グループの統合が進行していく。例えば、元々2ビットの差異が存在した2つのグループが、統合の結果1ビットの差異しかない近傍に存在する2つのグループになり得る。同様に、元々nビットの差異が存在した2つのグループが、上記処理の繰り返しによって、徐々に、n−1ビットの差異、n―2ビット差異、・・・、1ビットの差異しかない近傍に存在する2つのグループになり得る。   Further, the teacher data creation unit 61 repeats the processing from S24 to S31, so that the integration of groups proceeds while the feature quantity dimension is gradually reduced. For example, two groups that originally had a two-bit difference may become two groups that exist in the vicinity of which there is only a one-bit difference as a result of integration. Similarly, two groups that originally had n-bit differences are gradually moved closer to n-1 bit differences, n-2 bit differences,... There can be two existing groups.

S31の判定で、統合を継続しない指示がなされたと判定された場合、教師データ作成部61は、少なくとも1つのグループについて、当該グループに含まれる少なくとも1つの欠陥画像を教師画像、または教師画像選定の基準となる典型画像の候補として表示する(S32)。そして、操作者は、表示された欠陥画像を教師画像に設定する場合、または教師画像選定の基準となる典型画像に設定する場合には、表示された欠陥画像によって示される画像の特徴を示す名称である欠陥種別名(ラベルともいう)を入力する。この場合には、当該グループが教師データとするグループ(あるいは、教師画像選定の基準となる典型画像含むグループ)ということができる。すると、教師データ作成部61は、カテゴリ設定部617により、操作者の操作にしたがい、欠陥種別名を受け付け、教師データとするグループに欠陥種別名を付与する(S33)。   If it is determined in S31 that an instruction not to continue integration has been given, the teacher data creation unit 61 selects, for at least one group, at least one defect image included in the group as a teacher image or a teacher image selection. It is displayed as a typical image candidate as a reference (S32). Then, when the operator sets the displayed defect image as a teacher image, or when setting it as a typical image serving as a reference for selecting a teacher image, the name indicating the feature of the image indicated by the displayed defect image A defect type name (also referred to as a label) is input. In this case, it can be said that the group is a group used as teacher data (or a group including a typical image serving as a reference for selecting a teacher image). Then, the teacher data creation unit 61 accepts the defect type name by the category setting unit 617 according to the operation of the operator, and assigns the defect type name to the group to be the teacher data (S33).

以上の手順により、グループ内の画像数がある程度の数に達すると、そのグループに欠陥種別名が付与される。このように、欠陥種別名が付与されたグループの画像は教示済み画像と呼ばれる。教師データ作成部61は、形成された画像グループから少なくとも1つの対象画像を表示するとともに、表示された対象画像が含まれる画像グループのカテゴリを示す情報の設定を受け付けることの一例としてS32、S33の処理を実行する。   When the number of images in the group reaches a certain number by the above procedure, a defect type name is assigned to the group. As described above, an image of a group to which a defect type name is assigned is called a taught image. The teacher data creation unit 61 displays at least one target image from the formed image group, and accepts the setting of information indicating the category of the image group including the displayed target image as an example of S32 and S33. Execute the process.

なお、図7の処理では、グループ化の処理(S23)の次に、S24からS31の処理によって、グループの統合化が実行された。しかし、本発明の実施は、図7の処理に限定される訳ではない。例えば、グループ化の処理(S23)の後、S32、S33の処理によって、操作者の入力にしたがって、グループ化された欠陥画像に欠陥種別を付与するようにしてもよい。すなわち、S24からS31の処理によるグループの統合化は、操作者からの要求により別途実行するようにしてもよい。例えば、グループ化の処理(S23)によってグループ内の画像数がある程度の数に達する場合には、そのようなグループには、欠陥種別が付与されるようにしてもよい。   In the process of FIG. 7, the group integration is executed by the processes of S24 to S31 after the grouping process (S23). However, the implementation of the present invention is not limited to the processing of FIG. For example, after the grouping process (S23), the defect types may be assigned to the grouped defect images according to the input of the operator by the processes of S32 and S33. That is, the group integration by the processing from S24 to S31 may be performed separately according to a request from the operator. For example, when the number of images in the group reaches a certain number by the grouping process (S23), a defect type may be assigned to such a group.

ところで、教師データ作成部61がS24からS31の処理によって、近傍をたどって徐々に統合するだけでは、統合できないグループが多数の残存することも予想される。なぜなら、欠陥画像の相当数は1つのセルに1個の欠陥画像しか存在しない、いわゆる特徴量空間の「孤立点」であると推測されるからである。そこで、図7による処理の終了後、教師データ作成部61は、例えば、特許第5075070号公報に例示される方法で教示情報の自動付与を実行してもよい。特許第5075070号公報に例示される方法による場合には、図7の処理で欠陥種別が付与されたグループは典型画像とし、図6の典型画像識別変数を1に設定しておけばよい。このような自動付与の結果に対して、操作者が手作業で若干の修正を加えることにより多数の欠陥画像に対する教示を短時間で完了させることができる。   By the way, it is expected that a large number of groups that cannot be integrated will remain if the teacher data creation unit 61 simply integrates following the vicinity through the processing from S24 to S31. This is because it is assumed that a considerable number of defect images are “isolated points” in a so-called feature amount space in which only one defect image exists in one cell. Therefore, after the processing according to FIG. 7 is completed, the teacher data creation unit 61 may execute automatic assignment of teaching information by a method exemplified in Japanese Patent No. 5075070, for example. In the case of the method exemplified in Japanese Patent No. 5075070, the group to which the defect type is assigned in the process of FIG. 7 is a typical image, and the typical image identification variable of FIG. The operator can complete the teaching for a large number of defect images in a short time by making a slight manual correction on the result of the automatic assignment.

ここで、特許第5075070号公報に例示される方法は以下の通りである。まず、前提として、複数の欠陥種別(カテゴリ)に対応するグループのそれぞれにおいて、予め典型的な欠陥を示す少なくとも1つの典型画像が指定されている。ここでは、典型画像が指定されている複数の欠陥種別(カテゴリ)に対応するグループは、例えば、上記欠陥種別名が付与されたグループに相当する。そして、教師データ作成部61は、以下の処理を実行する。
(a)未分類の欠陥画像である対象欠陥画像から一の種類の特徴量を取得する。
(b)全ての典型画像の前記一の種類の特徴量と前記対象欠陥画像の前記一の種類の特徴量との差を求める。全ての典型画像との差を求める結果、典型画像の数に相当する複数の特徴量差が求められる。
(c)前記複数の特徴量差のうち最も値の小さいものに対応する典型画像が属するカテゴリに投票を行う。
(d)前記対象欠陥画像の特徴量の各種類について前記(a)ないし(c)を行う。
(e)前記複数のカテゴリのうち得票数が最も多いカテゴリを前記対象欠陥画像が属するカテゴリとして決定する。このような処理を繰り返すことで、教示済み画像を増加することができる。
Here, the method exemplified in Japanese Patent No. 5075070 is as follows. First, as a premise, at least one typical image indicating a typical defect is designated in advance in each of the groups corresponding to a plurality of defect types (categories). Here, a group corresponding to a plurality of defect types (categories) for which a typical image is designated corresponds to, for example, a group to which the defect type name is assigned. And the teacher data creation part 61 performs the following processes.
(A) One type of feature amount is acquired from a target defect image that is an unclassified defect image.
(B) The difference between the one type of feature amount of all the typical images and the one type of feature amount of the target defect image is obtained. As a result of obtaining differences from all typical images, a plurality of feature amount differences corresponding to the number of typical images are obtained.
(C) Vote for the category to which the typical image corresponding to the smallest value among the plurality of feature quantity differences belongs.
(D) The steps (a) to (c) are performed for each type of feature amount of the target defect image.
(E) The category having the largest number of votes among the plurality of categories is determined as the category to which the target defect image belongs. By repeating such processing, the taught images can be increased.

以上の処理が完了すると、教師データ作成部61の記憶部611内に保存される典型画像の画像データおよび教示済み画像の画像データ、並びに、これらの特徴量およびカテゴリの情報が教師データとして学習部62に転送される。そして、学習部62にて教師データを用いて分類器の学習が行われる。すなわち、分類器(図4参照)を構成する変数の値が決定され、分類器の構造が決定されて分類器が生成される。   When the above processing is completed, the image data of the typical image and the image data of the taught image that are stored in the storage unit 611 of the teacher data creation unit 61, and information on these feature amounts and categories are used as the learning data. 62. The learning unit 62 learns the classifier using the teacher data. That is, the values of variables constituting the classifier (see FIG. 4) are determined, the structure of the classifier is determined, and the classifier is generated.

図9から図22の図面を参照して、本発明の実施例を説明する。パターン付きウェーハ外観検査装置で検査した結果に対して、本画像分類装置1の支援による教示作業を実行した。ここで、教示作業とは、画像をグループに分類し、欠陥種別を付与する作業をいう。欠陥画像の総数は5140点である。これらの欠陥画像について、各々174個の特徴量を計算し、2値化によって特徴コードを生成した。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 22. A teaching operation with the assistance of the image classification apparatus 1 was performed on the result of inspection by the wafer appearance inspection apparatus with a pattern. Here, the teaching work is a work for classifying images into groups and assigning defect types. The total number of defect images is 5140 points. For each of these defect images, 174 feature amounts were calculated, and feature codes were generated by binarization.

図9に、画像分類装置1によって生成された特徴コードの例を示す。なお、図9では、ビットパターンが16進数で表示されている。図9では、特徴コードは232ビット例示されているが、このうち、174ビットが有効である。また、これらに含まれる欠陥画像の一部(8点の欠陥画像)を図10に例示する。図9で”file name”は、欠陥画像のファイル名である。また、”Train”は、ラベル、すなわち、欠陥種別名である。欠陥種別名は、本来、図7にしたがった教師データ作成部61の処理によって付与されるものであるが、本実施例では、参照用として、事前に目視による教示作業によって欠陥種別名が欠陥画像に付与されている。また、”code”は、教師データ作成部61が生成する特徴コードである。   FIG. 9 shows an example of the feature code generated by the image classification device 1. In FIG. 9, the bit pattern is displayed in hexadecimal. In FIG. 9, 232 bits are exemplified for the feature code. Of these, 174 bits are effective. Further, FIG. 10 illustrates a part of the defect images included therein (eight defect images). In FIG. 9, “file name” is the file name of the defect image. “Train” is a label, that is, a defect type name. The defect type name is originally given by the processing of the teacher data creation unit 61 according to FIG. 7, but in this embodiment, the defect type name is obtained by a visual teaching operation in advance for reference. Has been granted. “Code” is a feature code generated by the teacher data creation unit 61.

5140点の欠陥画像に教師データ作成部61の処理を適用したところ、2つ以上の欠陥画像が含まれるセルが420個生成された。また、これら420セルに属する欠陥画像数は1594点であった。以下、この420セルを全セルという。また、残り、3546点の欠陥画像は1セルに1点しか属しない孤立点であった。全セルのうちで、最も欠陥画像数の多いセル(以下、最大セルという)には、31点の欠陥画像が含まれていた。   As a result of applying the processing of the teacher data creation unit 61 to 5140 defect images, 420 cells including two or more defect images were generated. The number of defect images belonging to these 420 cells was 1594 points. Hereinafter, these 420 cells are referred to as all cells. The remaining 3546 defect images were isolated points belonging to only one point per cell. Among all the cells, the cell with the largest number of defect images (hereinafter referred to as the maximum cell) contained 31 defect images.

図11に、最も欠陥画像数の多い最大セルに含まれる欠陥画像の特徴コードを14点例示する。また、図12に、最大セルに含まれる欠陥画像を8点例示する。図11のように、事前の目視による教示作業で付与された欠陥種別情報のうち、2種類(20と30)の欠陥種別が混在している。そして、操作者がこの最大セルの欠陥画像を目視で分類する場合にも、判断に迷うものが多い。そこで、教師データ作成部61による処理では、図11、図12のようなセルに対しては、「紛らわしいものが集まっている」という情報が付与され、教示作業が後回しにされる。   FIG. 11 illustrates 14 feature codes of defect images included in the largest cell with the largest number of defect images. FIG. 12 illustrates eight defect images included in the largest cell. As shown in FIG. 11, two types (20 and 30) of defect types are mixed in the defect type information given by the prior visual teaching work. Even when the operator visually classifies the defect image of the largest cell, there are many cases where the determination is lost. Therefore, in the processing by the teacher data creation unit 61, information such as “A collection of confusing things” is given to the cells as shown in FIGS. 11 and 12, and the teaching work is postponed.

次に、4番目に画像数の多いセル(以降4番セルという)には、19点の欠陥画像が含まれ、容易に典型画像群であると判断できた。図13に4番セルの特徴コードを14点例示する。また、図14に、4番セルに含まれる欠陥画像を8点例示する。   Next, the cell with the fourth largest number of images (hereinafter referred to as the fourth cell) contains 19 defect images, and was easily determined to be a typical image group. FIG. 13 illustrates 14 feature codes of the fourth cell. FIG. 14 illustrates eight defect images included in the fourth cell.

さらに、他のセルに含まれる欠陥画像を確認してみると、49番目に画像数の多いセル(以下49番セル)に、4番セルに属するものと同様の7点の欠陥画像を見出すことができた。図15に、4番セルに属するものと同様の欠陥画像を4点例示する。なお、4番セルに属するものと同様の7点の欠陥画像の大半には、事前の目視による教示作業によって、4番セルと同一の欠陥種別名が付与されていた。   Furthermore, when the defect images included in other cells are checked, a defect image of 7 points similar to those belonging to the fourth cell is found in the cell with the 49th largest number of images (hereinafter referred to as the 49th cell). I was able to. FIG. 15 illustrates four defect images similar to those belonging to the fourth cell. Note that most of the seven defect images similar to those belonging to the fourth cell were given the same defect type name as that of the fourth cell by prior visual teaching work.

また、7番目に画像数の多いセル(以下、7番セル)には、17点の欠陥画像が含まれていた。図16では、事前の目視による教示作業により付与された欠陥種別情報のうち、2種類(10と20)の欠陥種別が混在している。そこで、教師データ作成部61の処理によって7番セルに分類された欠陥画像を再度検討したところ、7番セルの欠陥画像は両欠陥種別(10と20)の中間種とでも言うべき典型画像群と判断できるものであり、事前の目視による教示作業で付与された欠陥種別10と20からそれぞれ分離して、新たな欠陥種別(例えば、15)として統合できものであることが分かった。   In addition, the cell having the seventh largest number of images (hereinafter referred to as the seventh cell) contained 17 defect images. In FIG. 16, two types (10 and 20) of defect types are mixed in the defect type information given by the prior visual teaching work. Therefore, when the defect image classified into the seventh cell by the process of the teacher data creation unit 61 is examined again, the defect image of the seventh cell is a typical image group that can be said to be an intermediate type of both defect types (10 and 20). It can be determined that the defect types can be separated from the defect types 10 and 20 assigned by the prior visual teaching work and integrated as a new defect type (for example, 15).

図18に、7番セルの近傍で探索された統合対象のセルの特徴コードを例示する。また、図19に、7番セルの近傍で探索された統合対象のセルに含まれる欠陥画像を4点例示する。図16と図18を比較すると、右から13番目のコード(矢印の箇所4ビット分)が、図16では”9”であり、図18では、”B”となっている。また、図17の欠陥画像と図19の欠陥画像とは、ほとんど区別できない。したがって、右から13番目のコード(矢印の箇所4ビット分)の相違箇所である183番目のビット、つまり、183番目の特徴量の次元は7番セルの欠陥画像と、その近傍で探索されたセルの欠陥画像の欠陥種
別の分離には寄与していないことが分かる。この例では、183番目の特徴量は、欠陥最大画素値と、背景平均画素値の差の絶対値であった。
FIG. 18 exemplifies the feature code of the integration target cell searched in the vicinity of the seventh cell. FIG. 19 illustrates four defect images included in the integration target cell searched in the vicinity of the seventh cell. Comparing FIG. 16 and FIG. 18, the thirteenth code from the right (4 bits at the arrow) is “9” in FIG. 16, and “B” in FIG. Moreover, the defect image of FIG. 17 and the defect image of FIG. 19 are hardly distinguishable. Therefore, the 183rd bit which is the difference between the 13th code from the right (4 bits at the arrow), that is, the dimension of the 183th feature amount, was searched for in the defect image of the 7th cell and its vicinity. It can be seen that it does not contribute to the separation of the defect type of the cell defect image. In this example, the 183rd feature amount is an absolute value of a difference between the defect maximum pixel value and the background average pixel value.

同様に、39番目に画像数の多いセル(以下、39番セル)には、9点の欠陥画像が含まれる。39番セルも容易に第3の典型画像群と判定することができた。図20に39番セルの欠陥画像を4点例示する。39番セルに対して、100番目に画像数の多いセル(以下、100番セル)に、類似の欠陥画像が見出された。図21に100番セルの欠陥画像を例示する。ただし、100番セルの欠陥画像では、欠陥の直径が100番セルの欠陥画像とは相違する。図22に、39番セルの特徴コードと、100番セルの特徴コードを並べて表示する。39番セルの画像は、Defect_0000746.tifのファイル名で示される。100番セルの画像は、Defect_0001716.tifのファイル名で示される。図22のように、39番セルと100番セルには、事前の目視による教示作業によって、ともに欠陥種別30が付与されている。しかし、39番セルに属する欠陥画像の特徴コードと、100番セルに属する欠陥画像の特徴コードとは、76ビットの相違がある。したがって、39番セルと100番セルとは統合できない。このような場合には、改めて、100番セルの近傍が探索され、統合が実行される。   Similarly, the cell with the 39th largest number of images (hereinafter referred to as the 39th cell) includes nine defect images. The 39th cell was also easily determined as the third typical image group. FIG. 20 illustrates four defect images of the 39th cell. Similar defect images were found in the cell having the 100th largest number of images (hereinafter referred to as the 100th cell) with respect to the 39th cell. FIG. 21 illustrates a defect image of the 100th cell. However, the defect image of the 100th cell is different from the defect image of the 100th cell in the defect diameter. In FIG. 22, the feature code of the 39th cell and the feature code of the 100th cell are displayed side by side. The image of the 39th cell is Defect — 0000746. It is indicated by the file name of tif. The image of the 100th cell is Defect_0001716. It is indicated by the file name of tif. As shown in FIG. 22, the defect type 30 is assigned to both the 39th cell and the 100th cell by prior visual teaching work. However, there is a difference of 76 bits between the feature code of the defect image belonging to the 39th cell and the feature code of the defect image belonging to the 100th cell. Therefore, the 39th cell and the 100th cell cannot be integrated. In such a case, the vicinity of the 100th cell is searched again and integration is performed.

以上述べたように、本実施の形態の画像分類装置1によれば、欠陥画像の特徴量が閾値によって特徴コードにコード化される。そして、各欠陥画像は特徴コードによって、特徴量空間に配置される。そして、同一の特徴コードを有する欠陥画像同士がグループ化される。したがって、特徴量空間内で欠陥画像同士の位置が近接しているか否かの条件に依存することなく、欠陥画像のグループが形成可能である。すなわち、画像分類装置1によれば、操作者が近接しているか否かの条件を試行錯誤的に設定する必要がない。つまり、閾値によって特徴量を多段階に分割し、段階に対応した値を付与することで、複数次元の特徴量を特徴コードとしてコード化できる。そして、画像分類装置1は、特徴コードによって欠陥画像をグループ化し、欠陥種別名を付与することで、操作者の試行錯誤による作業を介在させることなく、欠陥画像から教師データを作成できる。また、画像分類装置1は、この処理によって、教師データの1つの要素である教師画像選定の基準となる典型画像を選定できる。   As described above, according to the image classification device 1 of the present embodiment, the feature amount of the defect image is encoded into the feature code by the threshold value. Each defect image is arranged in the feature amount space by the feature code. Then, defect images having the same feature code are grouped. Therefore, a group of defect images can be formed without depending on whether or not the positions of the defect images are close to each other in the feature amount space. That is, according to the image classification device 1, it is not necessary to set a condition as to whether or not the operator is close by trial and error. In other words, by dividing the feature quantity into multiple stages according to the threshold and assigning values corresponding to the stages, it is possible to code a multi-dimensional feature quantity as a feature code. Then, the image classification apparatus 1 can create teacher data from the defect image without grouping the defect image by the feature code and assigning the defect type name to the operator without the work by the trial and error of the operator. Also, the image classification device 1 can select a typical image serving as a reference for teacher image selection, which is one element of teacher data, by this processing.

そして、特徴コードで特定されるセルに含まれる欠陥画像が多い順に、それぞれのセルの欠陥画像がユーザに提示される。さらに、特徴コードが2値化によって得られている場合には、操作者によって任意に選択されたセルに対して、特徴コードが1ビットだけ異なるセルが近傍セルとして探索され、統合の対象となる。したがって、画像分類装置1によれば、操作者の作業に依存することなく、セルが統合される。その結果、欠陥画像は、統合されたセルに対応するグループに分類される。このように、特徴量を2値化することによって統合化すると、ビットと次元の関係が明確となり、処理が簡潔になる。   And the defect image of each cell is shown to a user in order with many defect images contained in the cell specified by the characteristic code. Furthermore, when the feature code is obtained by binarization, a cell whose feature code differs by 1 bit is searched as a neighboring cell with respect to the cell arbitrarily selected by the operator, and becomes a target of integration. . Therefore, according to the image classification device 1, the cells are integrated without depending on the operator's work. As a result, the defect images are classified into groups corresponding to the integrated cells. As described above, when the feature values are integrated by binarizing, the relationship between bits and dimensions becomes clear and the processing becomes simple.

また、本実施の形態の画像分類装置1は、グループの統合において、セルに含まれる欠陥画像数の多い順にユーザに提示し、統合の対象とする注目セルを決定する。セルに含まれる欠陥画像が多いセルほど、典型的な特徴量を有する画像のグループと考えられるので、画像分類装置1は、操作者に効果的に統合の対象を選択させることができる。そして、注目セルである一のセル(画像グループ)に対する近傍セルが探索され、操作者に提示される。したがって、画像分類装置1によれば、欠陥画像が近接しているか否かの条件を調整することなく、欠陥画像は、統合されたグループに分類される。すなわち、画像分類装置1によれば、操作者が近接しているか否かの条件を試行錯誤的に設定する必要がない。さらに、画像分類装置1は、注目セルである一のセル(画像グループ)に対する近傍セルが探索されると、探索された近傍セルを注目セルに統合するか否かの指定を受け付ける。したがって、画像分類装置1は、操作者が統合における最終的な確認をすることを可能にする。   Also, the image classification apparatus 1 according to the present embodiment presents to the user in descending order of the number of defect images included in a cell in group integration, and determines a target cell to be integrated. A cell having more defect images included in the cell is considered to be a group of images having a typical feature amount. Therefore, the image classification device 1 can cause the operator to effectively select an integration target. Then, a neighboring cell for one cell (image group) which is the attention cell is searched and presented to the operator. Therefore, according to the image classification device 1, the defect images are classified into an integrated group without adjusting the condition of whether or not the defect images are close to each other. That is, according to the image classification device 1, it is not necessary to set a condition as to whether or not the operator is close by trial and error. Further, when a neighboring cell for one cell (image group) that is a target cell is searched, the image classification device 1 receives designation of whether or not to integrate the searched neighboring cell into the target cell. Therefore, the image classification device 1 enables the operator to make a final confirmation in the integration.

また、本実施の形態の画像分類装置1によれば、特徴コードが1ビットだけ異なるセルが近傍セルとして探索され、グループ化が実行された後、操作者の指示にしたがって、さらに、グループ化の処理が繰り返される。また、グループ化が実行されることによって特徴コードのビット数が1ビット(特徴量の次元が1次元)減少する。つまり、グループ化の繰り返しによって、複数ビット離れた関係にあった欠陥画像のグループを徐々に近づけ1つのグループに統合することが可能となる。特に、2値化によって特徴コードがコード化されている場合には、特徴コードの各ビットが特徴量の次元に対応する。したがって、統合に伴う次元の削減と、次元管理が簡潔になる。なお、複数ビット離れた関係とは、複数のビット位置のビット内容が異なることを意味する。   Further, according to the image classification apparatus 1 of the present embodiment, after a cell whose feature code is different by 1 bit is searched as a neighbor cell and grouping is performed, further grouping is performed according to an instruction from the operator. The process is repeated. In addition, by performing grouping, the number of bits of the feature code is reduced by 1 bit (the feature dimension is one dimension). That is, by repeating the grouping, it is possible to gradually bring the groups of defect images that are separated by a plurality of bits into a single group. In particular, when the feature code is coded by binarization, each bit of the feature code corresponds to the dimension of the feature amount. Therefore, dimension reduction accompanying integration and dimension management are simplified. Note that the relationship apart from a plurality of bits means that bit contents at a plurality of bit positions are different.

[変形例]
上記実施の形態では、基板9上の欠陥を示す欠陥画像を分類する画像分類装置1が例示された。しかし、本発明の実施は、画像分類装置1に限定される訳ではない。例えば、本発明の画像処理装置は、細胞を撮影した画像の分類、医療画像その他、様々な用途における画像の分類に適用可能である。
[Modification]
In the embodiment described above, the image classification device 1 that classifies defect images indicating defects on the substrate 9 has been exemplified. However, the implementation of the present invention is not limited to the image classification device 1. For example, the image processing apparatus of the present invention can be applied to classification of images obtained by photographing cells, medical images, and other image classifications in various applications.

上記実施の形態では、光学系から取得される画像に対する処理が例示された。しかし、本発明の実施は、光学系から取得される画像に限定される訳ではない。例えば、電子顕微鏡、レーザーテラヘルツエミッション顕微鏡(LTEM)、X線画像撮像装置、核磁気共鳴画像法(magnetic resonance imaging, MRI)による診断装置等、様々な装置により生成される画像の分類に適用できる。例えば、検査・分類装置4、ホストコンピュータ5、および、画像の撮像装置をLAN等で接続し、上記実施の形態の処理を実行すればよい。   In the above embodiment, the processing for an image acquired from the optical system has been exemplified. However, the implementation of the present invention is not limited to images acquired from an optical system. For example, the present invention can be applied to classification of images generated by various apparatuses such as an electron microscope, a laser terahertz emission microscope (LTEM), an X-ray imaging apparatus, and a diagnostic apparatus using nuclear magnetic resonance imaging (MRI). For example, the inspection / classification device 4, the host computer 5, and the image capturing device may be connected via a LAN or the like, and the processing of the above embodiment may be executed.

2 撮像装置
4 検査・分類装置
5 ホストコンピュータ
55 ディスプレイ
56 入力部
61 教師データ作成部
62 学習部
611 記憶部
612 特徴量取得部
614 コード化部
615 グループ化部
615 統合部
617 カテゴリ設定部
2 imaging device 4 inspection / classification device 5 host computer 55 display 56 input unit 61 teacher data creation unit 62 learning unit 611 storage unit 612 feature amount acquisition unit 614 encoding unit 615 grouping unit 615 integration unit 617 category setting unit

Claims (8)

複数の対象画像のそれぞれについて複数種類の特徴量を取得する特徴量取得部と、
前記取得した複数種類の特徴量のそれぞれを2以上の段階に区分し、区分に応じた数値を付与し、前記数値を所定順に組み合わせたコード値を生成するコード化部と、
前記複数の対象画像のうち、同一のコード値を有する画像を組み合わせて画像グループを形成するグループ化部と、
前記形成された画像グループから少なくとも1つの対象画像を表示するとともに、表示された対象画像が含まれる画像グループのカテゴリを示す情報の設定を受け付けるカテゴリ設定部と、を備える画像処理装置。
A feature amount acquisition unit that acquires a plurality of types of feature amounts for each of a plurality of target images;
A coding unit that classifies each of the acquired plural types of feature values into two or more stages, assigns a numerical value according to the classification, and generates a code value that combines the numerical values in a predetermined order;
A grouping unit that forms an image group by combining images having the same code value among the plurality of target images;
An image processing apparatus comprising: a category setting unit that displays at least one target image from the formed image group and receives setting of information indicating a category of an image group including the displayed target image.
前記コード化部は、前記複数種類の特徴量のそれぞれを2段階に区分し、2値化された数値を付与する請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the encoding unit divides each of the plurality of types of feature amounts into two stages and assigns a binarized numerical value. 一の画像グループの対象画像が有するコード値との差異が1ビットであるコード値を有する近傍画像を探索し、前記探索された近傍画像を前記一の画像グループに統合する統合部をさらに備える請求項1または2に記載の画像処理装置。   And further comprising an integration unit that searches for a neighboring image having a code value whose difference from a code value of a target image of one image group is 1 bit, and integrates the searched neighboring image into the one image group. Item 3. The image processing apparatus according to Item 1 or 2. 前記統合部は、前記探索された近傍画像を表示し、表示された近傍画像を前記一の画像グループに統合するか否かの指定を受け付ける請求項3に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 3, wherein the integration unit displays the searched neighborhood image and receives designation of whether or not to integrate the displayed neighborhood image into the one image group. 前記統合部は、複数の前記画像グループのそれぞれに含まれる対象画像数の順に、前記複数の画像グループの情報を一覧表示し、前記一覧表示された複数の画像グループのうち、操作者から指定を受けた画像グループを前記一の画像グループとする請求項3または4に記載の画像処理装置。   The integration unit displays a list of information on the plurality of image groups in the order of the number of target images included in each of the plurality of image groups, and is designated by an operator among the plurality of image groups displayed on the list. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the received image group is the one image group. 前記特徴コードは前記複数の特徴量を2段階に区分した2値化データあり、
前記統合部は、前記近傍画像を前記一の画像グループに統合することによって、前記近傍画像と前記一の画像グループとの間で相違する特徴コードのビットに対応する次元を削除し、前記次元が削除された特徴コードにしたがって、前記探索する処理と前記統合する処理とを所定の限度まで繰り返す請求項3から5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
The feature code includes binary data obtained by dividing the plurality of feature amounts into two stages.
The integration unit deletes a dimension corresponding to a bit of a feature code that is different between the vicinity image and the one image group by integrating the vicinity image into the one image group, and the dimension is The image processing apparatus according to claim 3, wherein the searching process and the integrating process are repeated up to a predetermined limit according to the deleted feature code.
複数の対象画像のそれぞれについて複数種類の特徴量を取得する工程と、
前記取得した複数種類の特徴量のそれぞれを2以上の段階に区分し、区分に応じた数値を付与し、前記数値を所定順に組み合わせたコード値を生成する工程と、
前記複数の対象画像のうち、同一のコード値を有する画像を組み合わせて画像グループを形成する工程と、
前記形成された画像グループから少なくとも1つの対象画像を表示するとともに、表示された対象画像が含まれる画像グループのカテゴリを示す情報の設定を受け付ける工程と、を実行する画像処理方法。
Acquiring a plurality of types of feature amounts for each of a plurality of target images;
Classifying each of the acquired plural types of feature quantities into two or more stages, giving a numerical value according to the classification, and generating a code value combining the numerical values in a predetermined order; and
Combining the images having the same code value among the plurality of target images to form an image group;
An image processing method for displaying at least one target image from the formed image group and receiving a setting of information indicating a category of an image group including the displayed target image.
一の画像グループの対象画像が有するコード値との差異が1ビットであるコード値を有する近傍画像を探索する工程と、
前記探索された近傍画像を前記一の画像グループに統合する工程と、をさらに実行する請求項7に記載の画像処理方法。
Searching for a neighboring image having a code value whose difference from the code value of the target image of one image group is 1 bit;
The image processing method according to claim 7, further comprising: integrating the searched neighboring images into the one image group.
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