KR102510581B1 - 쉐이프 어레이 매칭 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치 - Google Patents

쉐이프 어레이 매칭 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치 Download PDF

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Abstract

쉐이프 어레이 매칭 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치가 개시된다. 쉐이프 어레이 매칭 방법은 쉐이프 어레이 매칭 장치의 레퍼런스 어레이 결정부가 레퍼런스 어레이를 결정하는 단계, 쉐이프 어레이 매칭 장치의 타겟 어레이 결정부가 타겟 어레이를 결정하는 단계와 쉐이프 어레이 매칭 장치의 쉐이프 어레이 매칭부가 타겟 어레이 상에서 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

쉐이프 어레이 매칭 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치{Method for matching shape array and apparatus for using the method}
본 발명은 쉐이프 어레이 매칭 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 이미지 상에서 레퍼런스 어레이와 매칭되는 어레이를 탐색하기 위한 쉐이프 어레이 매칭 방법 및 이러한 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
기존의 패턴 매칭 방법은 학습된 구역 내의 전체적인 요소가 하나의 패턴으로서 학습되어 수행된다. 따라서, 패턴을 구성하는 일부 요소가 부득이하게 밀리거나 회전하는 등의 이슈가 발생한다면 의도한 결과를 얻기가 어렵다.
즉, 기존의 패턴 매칭 방법은 복수개의 객체 배열이 있는 상태에서 패턴을 구성하는 각 요소의 위치 흔들림, 회전 등이 발생하는 경우, 정확한 패턴 매칭이 어렵다. 또한, 패턴 매칭 방법은 복수개의 사각형의 배열 간의 관계 순서쌍 등에 대한 정보도 얻을 수 없다.
이러한 제약으로 인해 일반적인 매칭 알고리즘은 반도체 기판 상의 소자의 배열과 같은 복수의 사각형 집합 배열에서 각 요소의 흔들림으로 인한 배열 상의 요소의 위치의 틀어짐, 배열 상의 요소의 회전으로 인한 상태 변경 등을 대응할 수 없다.
따라서, 배열 상의 모든 요소 간의 종속적인 관계와 배열 상의 요소 각각에 발생할 수 있는 독립적인 변화에 대한 판단이 가능한 매칭 알고리즘에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 배열 상의 모든 요소 간의 종속적인 관계와 배열 상의 모든 요소의 각각에 발생할 수 있는 독립적인 관계를 고려한 매칭 여부의 판단을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 기판 상의 일부 요소의 위치 오차, 회전으로 인한 틀어짐 등 반도체 공정에서 발생 가능한 이슈에 대한 대응을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 쉐이프 어레이 매칭 방법은 쉐이프 어레이 매칭 장치의 레퍼런스 어레이 결정부가 레퍼런스 어레이를 결정하는 단계, 상기 쉐이프 어레이 매칭 장치의 타겟 어레이 결정부가 타겟 어레이를 결정하는 단계와 상기 쉐이프 어레이 매칭 장치의 쉐이프 어레이 매칭부가 상기 타겟 어레이 상에서 상기 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 레퍼런스 어레이 결정부가 상기 레퍼러스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 간의 종속적인 정보인 요소 간 거리 정보, 요소 간 회전 각도 정보를 결정할 수 있다.
또한, 상기 레퍼런스 어레이 결정부가 상기 레퍼러스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 각각의 독립적인 정보인 상기 복수의 요소 각각의 최대 거리 정보를 레퍼런스 어레이 특징 정보로서 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 쉐이프 어레이 매칭을 수행하는 쉐이프 어레이 매칭 장치는 레퍼런스 어레이를 결정하도록 구현되는 레퍼런스 어레이 결정부, 타겟 어레이를 결정하도록 구현되는 타겟 어레이 결정부 및 상기 타겟 어레이 상에서 상기 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정하도록 구현되는 쉐이프 어레이 매칭부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 레퍼런스 어레이 결정부가 상기 레퍼러스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 간의 종속적인 정보인 요소 간 거리 정보, 요소 간 회전 각도 정보를 결정할 수 있다.
또한, 상기 레퍼런스 어레이 결정부가 상기 레퍼러스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 각각의 독립적인 정보인 상기 복수의 요소 각각의 최대 거리 정보를 레퍼런스 어레이 특징 정보로서 결정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 배열 상의 모든 요소 간의 종속적인 관계와 배열 상의 모든 요소의 각각에 발생할 수 있는 독립적인 관계를 고려한 매칭 여부의 판단이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판 상의 일부 요소의 위치 오차, 회전으로 인한 틀어짐 등 반도체 공정에서 발생 가능한 이슈에 대한 대응이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭을 수행하는 쉐이프 어레이 매칭 장치를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레퍼런스 어레이 결정부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레퍼런스 어레이 결정부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 어레이 결정부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 최종 매칭 어레이를 피팅하는 동작 및 최종 매칭 결과를 나타낸 개념도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여 지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
기존의 패턴 매칭 기술은 패턴을 구성하는 일부 요소의 위치 오차, 회전으로 인한 틀어짐이 발생되는 경우, 매칭 여부에 대한 판단이 어렵다. 배열을 구성하는 일부 요소의 위치 오차, 회전으로 인한 틀어짐 등(즉, 기판 상의 회로 소자의 위치 오차, 회전으로 인한 틀어짐)은 반도체 공정에서 발생 가능한 이슈이나 일반적인 패턴 매칭으로 대응할 수 없다.
본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭(shape array matching) 방법은 어레이(또는 배열) 상의 모든 요소 간의 종속적인 관계와 어레이 상의 모든 요소 각각에 발생할 수 있는 독립적인 관계를 고려한 레퍼런스 어레이와 타겟 어레이 간의 매칭 여부를 판단할 수 있다. 즉, 어레이 상의 일부 요소의 위치 오차, 회전으로 인한 틀어짐과 같은 반도체 공정에서 발생 가능한 기판 상의 회로 소자의 불량에 대한 판단이 정확하게 수행될 수 있다.
이하, 본 발명에서는 설명의 편의상 어레이를 구성하는 요소가 사각형(rectangle)인 경우가 가정된다. 하지만, 사각형이 아닌 다른 다양한 모양의 요소가 어레이를 구성할 수도 있고, 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭을 수행하는 쉐이프 어레이 매칭 장치를 나타낸 개념도이다.
도 1에서는 레퍼런스 어레이와 타겟 어레이 간의 매칭을 수행하는 쉐이프 어레이 매칭 장치가 개시된다.
도 1을 참조하면, 쉐이프 어레이 매칭 장치는 레퍼런스 어레이 결정부(100), 타겟 어레이 결정부(110), 쉐이프 어레이 매칭부(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
레퍼런스 어레이 결정부(100)는 레퍼런스 어레이의 특성을 결정하기 위해 구현될 수 있다. 레퍼런스 어레이 결정부(100)는 어레이를 구성하는 복수의 요소 간의 종속적인 정보 및 어레이를 구성하는 복수의 요소 각각의 독립적인 정보를 결정할 수 있다. 구체적으로 레퍼런스 어레이 결정부(100)는 요소 간 종속적인 정보인 1) 요소 간 위치 관계(무게 중심 간 거리 정보), 2) 요소 간 위치 관계(요소 간 회전 정보)와 요소의 독립적인 정보인 3) 기준 요소를 기준으로 한 각 요소의 최대 거리 정보를 레퍼런스 어레이 특징 정보로서 결정할 수 있다.
타겟 어레이 결정부(110)는 타겟 어레이를 결정하기 위해 구현될 수 있다.
타겟 어레이 결정부(110)는 레퍼런스 어레이와의 매칭에 앞서서 비교를 수행할 객체를 촬상한 타겟 이미지 상에서 유의미한 객체만 유지하고 나머지는 제거하는 이미지 전처리를 통해 타겟 어레이를 결정할 수 있다.
쉐이프 어레이 매칭부(120)는 타겟 어레이에서 후보 어레이를 추출하고 최종적으로 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로 쉐이프 어레이 매칭부(120)는 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭, 어레이 상 요소의 회전 관계 기반 2차 매칭 및 요소의 크기를 기반의 3차 매칭을 통해 타겟 어레이 상에서 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정할 수 있다.
프로세서(130)는 레퍼런스 어레이 결정부(100), 타겟 어레이 결정부(110), 쉐이프 어레이 매칭부(120)의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레퍼런스 어레이 결정부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 레퍼런스 어레이 결정부가 레퍼런스 어레이를 결정하는 방법이 개시된다.
도 2를 참조하면, 어레이를 매칭시키는 기준인 레퍼런스 어레이(200)를 결정하는 방법이 개시된다.
레퍼런스 어레이 결정부는 종속적인 정보로서 레퍼런스 어레이(200)에 포함되는 복수의 요소 간의 거리 정보, 회전 각도 정보 및 독립적인 정보로서 복수의 요소 각각의 크기 정보를 기반으로 레퍼런스 어레이(200)를 특정할 수 있다.
레퍼런스 어레이(200)에 포함되는 복수의 요소 중 기준 요소(210)와 회전 기준 요소(230)가 결정될 수 있다.
레퍼런스 어레이 결정부는 요소 간의 위치 관계를 결정하기 위해 복수의 요소 간 거리 정보 및 복수의 요소 간 회전 각도 정보를 결정할 수 있다.
1) 요소 간 위치 관계-복수의 요소 각각의 무게 중심 간 거리 정보(220)
복수의 요소 각각의 무게 중심에 대해 기준 요소(210)를 기준으로 어레이 상에서 기준 요소(210)와 다른 요소 간의 거리가 결정될 수 있다. 즉, 기준 요소(210)와 기준 요소(210)를 제외한 n번째 요소에 대한 거리 정보인 D0,n 정보인 {D0,1, D0,2, ..., D0,n }이 복수의 요소 각각의 무게 중심 간 거리 정보로서 결정될 수 있다.
기준 요소(210)와 n번째 요소 간의 거리 뿐만 아니라 m번째 요소와 n번째 요소 간의 거리와 같은 모든 요소들 간의 거리인 Dm,n을 구할 수도 있다. 하지만, 매칭 정확성에 위와 같이 최소화된 정보만 사용하는 것과 차이가 없으며, 속도 측면을 고려하여 해당 기준 요소(210)와 n번째 요소 간의 거리에 대한 정보만 사용할 수 있다.
2) 요소 간 위치 관계-복수의 요소 간 회전 각도 정보(240)
기준 요소(210)와 회전 기준 요소(230)의 무게 중심을 연결한 회전 판단선(250)을 기준으로 회전 기준 요소(230)와 어레이 상의 나머지 다른 요소의 무게 중심을 연결한 연결선(260)의 각도 정보가 결정될 수 있다.
즉, 기준 요소(210), 회전 기준 요소(230)를 기반으로 한 회전 판단선(250)과 회전 기준 요소(230)와 나머지 n번째 요소를 기반으로 한 연결선(260) 간의 각도 정보인 A01,n 정보인 {A01,2, A01,3, ..., A01,n }이 복수의 요소 간 회전 각도 정보로서 결정될 수 있다.
마찬가지로 n번째 사각형, m번째 사각형과 l번째 사각형의 모든 사각형들 간의 거리인 Amn,l을 복수의 요소 간 회전 각도 정보로서 구할 수도 있다. 하지만, 매칭 정확성에 있어 A01,n 정보만을 사용하는 것과 차이가 없으며, 속도 측면을 고려하여 A01,n 정보만을 사용할 수 있다.
만약 어레이를 구성하는 요소가 두개일 경우, 요소 3개 간의 관계는 생략되고 요소 2개 간의 상대적 각도 차이만 사용되어 레퍼런스 어레이(200)가 특정될 수 있다.
도 2에서는 요소 간 위치 관계를 통해 레퍼런스 어레이(200)의 종속적인 특성 정보만이 결정되었다. 어레이 상의 복수의 요소 각각의 독립적인 특성 정보를 위해 레퍼런스 어레이 결정부는 레퍼런스 어레이(200)에 포함되는 복수의 요소 각각의 크기에 대한 정보를 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레퍼런스 어레이 결정부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 레퍼런스 어레이 결정부가 레퍼런스 어레이를 결정하는 방법이 개시된다. 레퍼런스 어레이에 포함되는 복수의 요소 각각의 독립적인 특성 정보로서 복수의 요소 각각의 크기 정보가 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 레퍼런스 어레이 결정부가 어레이에 포함되는 복수의 요소 각각의 독립적인 특성 정보로서 기준 요소(300)와 각 요소 간의 최대 거리를 결정할 수 있고, 기준 요소(300)와 각 요소 간의 최대 거리를 기반으로 복수의 요소 각각의 크기 정보가 결정될 수 있다.
기준 요소(300)와 n번째 요소에 대하여 엣지 간의 최대 거리에 대한 정보인 MD0,n이 복수의 요소 각각의 크기 정보로서 결정될 수 있다. MD0,n은 {MD0,1, MD0,2, ..., MD0,n}일 수 있다.
기준 요소(300)와 각 요소 간의 최대 거리 또한, 기준 요소(300)와 n번째 요소가 아닌 m번째 요소와 n번째 요소의 모든 요소들 간의 엣지 최대 거리인 MDm,n이 결정될 수도 있다. 하지만, 정확성에 위와 같이 최소화된 MD0,n 정보만 사용하는 것과 차이가 없으며, 속도 측면을 고려하여 MD0,n 정보가 사용될 수 있다.
레퍼런스 어레이 결정부는 요소 간 종속적인 정보인 1) 요소 간 위치 관계(무게 중심 간 거리 정보), 2) 요소 간 위치 관계(요소 간 회전 각도 정보)와 어레이를 구성하는 요소의 독립적인 정보인 3) 기준 요소를 기준으로 한 각 요소의 최대 거리 정보(또는 요소 크기 정보)를 레퍼런스 어레이 특징 정보로서 결정할 수 있다.
레퍼런스 어레이 특징 정보를 기반으로 레퍼런스 어레이와 타겟 어레이 간의 매칭이 수행될 수 있다.
레퍼런스 어레이 특징 정보는 어레이를 구성하는 요소가 사각형인 경우의 하나의 예시일 수 있다. 요소의 모양이 원, 타원 등과 같이 변화되는 경우, 요소의 모양에 맞는 무게중심으로 대체될 수 있다. 또한, 기준 요소를 기준으로 한 각 요소의 최대 거리는 요소의 모양에 대한 최소 인클로징 사각형(minimum enclosing rectangle)을 기반으로 동일하게 처리되거나 해당 도형에 맞는 최대 거리를 정의하여 기준 요소를 기준으로 한 각 요소의 최대 거리 정보가 결정될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 어레이 결정부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 4 및 도 5에서는 타겟 어레이 결정부의 동작이 개시된다. 아래에서 개시되는 타겟 어레이를 결정하기 위한 이미지 전처리는 하나의 예시로서 다른 다양한 방법을 기반으로 타겟 어레이가 결정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 타겟 어레이 결정부는 레퍼런스 어레이와의 매칭에 앞서서 타겟 이미지 상에서 유의미한 객체만 유지하고 나머지는 제거하여 타겟 어레이를 결정하기 위해 이미지 전처리를 수행할 수 있다.
이미지 전처리는 이미지의 상태에 따라 변경될 수 있다. 이미지 상에서 유의미한 객체를 남기는 방식은 다양한 순서와 이미지 프로세싱 알고리즘으로 처리 가능하다.
1) 컨볼루션 가우시안 커널(convolution gaussian kernel) 5x5 및 모폴로지 미디언(morphology median) 5x5
가우시안 필터(gaussian filter)와 미디언 필터(median filter)를 이용하여 불필요하게 튀는 화소값을 보정하는 처리가 진행될 수 있다.
2) 디바이드 소벨 필터(divide sobel filter)
경계를 추출하기 위해 소벨 필터(sobel filter) X, Y의 결과의 절대값을 합하고 8비트 이미지 내에서 값은 255을 넘을 수 있으므로 경계에 대한 경계 세기를 구분하기 위해 합을 8로 나눌 수 있다.
3) 오퍼레이션 멀티플라이(operation multiply)
소벨 필터를 통해 얻은 경계에 대해 잡음과 경계를 더 선명한 차이를 발생시키기 위해 모든 화소값에 2를 곱한다.
4) 오츠 임계값(otsu threshold)
잡음과 경계간의 세기를 최대한 분리해 놓은 상태에서 객체로써 분리할 적절한 임계값(threshold)를 찾고 이를 통해 절대 임계값(absolute threshold)을 처리하기 위해 오츠 임계값(otsu threshold)으로 최종 처리하여 이미지 내의 객체와 배경을 이진화한다.
위와 같은 1) 내지 4)의 절차를 기반으로 한 이미지 전처리를 통해 분류한 상태의 이미지에 대해 각 객체의 위치와 정보를 연결 화소를 통해 얻는다.
도 5를 참조하면, 오츠 임계값(otsu threshold)를 통해 얻은 이미지에 대해 블랍(blob)을 기반으로 연결 화소를 연결하여 객체를 획득하고, 객체의 외곽선(contour)를 획득할 수 있다.
각 객체의 외곽선(contour)을 기반으로 각 객체의 컨벡스 헐(convex hull)이 결정될 수 있다. 컨벡스 헐을 기반으로 최소 인클로징 사각형(minimum enclosing rectangle)이 결정될 수 있다. 컨벡스 헐을 이용하여 i번째 컨벡스(convex) 점과 i+1번째 컨벡스 점을 0도로 맞추는 방식을 이용하여 바운더리 사각형(boundary rectangle)이 최소화되는 사각형을 얻을 수 있다.
또한, 타겟 어레이 결정부는 레퍼런스 어레이의 요소를 기반으로 레퍼런스 어레이의 요소 중 가장 최소의 요소의 크기보다 N% 이하일 경우(이 때 N = 50) 해당 이미지 요소들은 이미지에서 제거시키는 레퍼런스 사이즈 필터링(reference size filtering)을 통해 필터링된 요소를 후보 요소로 결정하고, 후보 요소를 포함하는 타겟 어레이(500)를 결정할 수 있다.
도 5의 하단에는 타겟 어레이 결정부에서 전술한 절차를 통해 결정한 타겟 어레이(500)가 개시된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 6 및 도 7에서는 쉐이프 어레이 매칭부의 쉐이프 어레이 매칭 동작이 개시된다.
도 6을 참조하면, 쉐이프 어레이 매칭부는 레퍼런스 어레이와 타겟 어레이 간의 매칭을 수행할 수 있다.
1) 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭(600)
타겟 어레이 상의 복수의 후보 요소의 무게 중심 간 거리 중 레퍼런스 어레이의 기준 요소(0번)과 배열 순서쌍의 다음 요소(1번)의 무게 중심 간의 제1 거리와 유사한 거리가 있는지 여부를 탐색할 수 있다.
유사한 거리의 기준은 타겟 어레이를 결정하기 위해 수행된 이미지 전처리로 인한 요소의 전처리 크기 오차, 요소의 실제 크기 오차, 요소의 위치 밀림으로 인한 위치 오차 등을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 자동화하기 위해 요소의 크기마다 각 크기에 맞춰 약 10~20% 정도의 허용 크기 오차를 두고 탐색이 진행될 수 있다.
위 과정은 타겟 어레이를 구성하는 후보 요소마다 수행되어 타겟 어레이 상의 복수의 후보 요소의 무게 중심 간 거리 중 레퍼런스 어레이의 기준 요소(0번)과 배열 순서쌍의 그 다음 요소(1번)의 무게 중심 간의 제1 거리와 유사한 거리가 있는지 여부를 탐색할 수 있다.
타겟 어레이 상의 복수의 후보 요소의 무게 중심 간 거리 중 제1 거리와 유사한 거리가 있다면, 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소(0번)과 배열 순서쌍의 요소(1번) 다음의 요소(2번)의 무게 중심 간의 제2 거리와 유사한 거리가 있는지 여부를 타겟 어레이 상의 나머지 M-2개의 후보 요소에 대해 탐색할 수 있다.
즉, 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 n번째 요소에 대한 거리 정보인 D0,n 정보인 {D0,1, D0,2, ..., D0,n }를 기반으로 한 제n 거리와 타겟 어레이 상에 위치한 후보 요소 중 {D0,1, D0,2, ..., D0,n }과 유사한 거리를 가지는 어레이가 1차 후보 어레이로 결정될 수 있다.
위와 같은 방식으로 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 배열 순서쌍의 요소 간의 거리인 제1 거리 내지 제n거리를 만족하는 타겟 어레이 상의 복수의 후보 요소가 탐색할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 타겟 어레이 상의 복수의 후보 요소의 어레이 중 레퍼런스 어레이 상의 복수의 요소 간의 거리와 유사한 1차 후보 어레이가 탐색될 수 있다.
어레이 상 요소 간 거리 관계를 탐색하여 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 기준 요소를 제외한 N-1개 각각 간의 거리를 고려하여 타겟 어레이 상의 복수의 후보 요소의 조합 중 레퍼런스 어레이와 유사한 1차 후보 어레이가 결정될 수 있다.
2) 어레이 상 요소의 회전 관계 기반 2차 매칭(700)
어레이 상 요소 간 거리 관계를 기반으로 획득된 1차 후보 어레이는 기준 요소를 중심으로 거리만 만족한다면, 원의 자취에 포함되는 요소를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 레퍼런스 어레이와 1차 후보 어레이를 구성하는 요소 간의 회전 관계에 대한 판단이 필요하다.
어레이 상 요소 간 거리 관계를 고려하여 획득된 1차 후보 어레이에 대해 회전 관계를 추가적으로 고려한 탐색이 수행될 수 있다.
1차 후보 어레이 상의 후보 요소 간의 회전 각도와 레퍼런스 어레이 상의 요소 간의 회전 각도 간의 비교를 통해 적어도 하나의 1차 후보 어레이 중 레퍼런스 어레이 상의 요소 간의 회전 각도와 유사성이 높은 2차 후보 어레이가 결정될 수 있다.
레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 배열 순서쌍 상의 요소(1번), 요소(2번)이 이루는 제1 각도와 유사한 각도가 존재하는지 여부가 적어도 하나의 1차 후보 어레이 상에서 탐색될 수 있다.
다음으로 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 배열 순서쌍 상의 요소(1번), 요소(3번)이 이루는 제2 각도와 유사한 각도가 존재하는지 여부가 적어도 하나의 1차 후보 어레이 상에서 탐색될 수 있다.
즉, 기준 요소, 회전 기준 요소를 기반으로 한 회전 판단선과 회전 기준 요소와 나머지 n번째 요소를 기반으로 한 연결선 간의 각도 정보인 A01,n 정보인 {A01,2, A01,3, ..., A01,n }와 유사한 각도가 1차 후보 어레이 상에 존재하는지 여부가 결정될 수 있다. 1차 후보 어레이 중 허용 각도 오차 내에서 {A01,2, A01,3, ..., A01,n }와 유사한 각도가 존재하는 후보 어레이가 2차 후보 어레이로서 결정될 수 있다.
허용 각도 오차는 레퍼런스 어레이 상의 각 요소의 크기에 따른 범위 변경, 요소의 위치 밀림으로 인한 각도 차이 등을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 자동화하기 위해 약 5~10도 정도 내외로 허용 각도 오차가 지정될 수 있다.
만약 래퍼런스 어레이를 구성하는 요소가 3개 이상이 아닌 2개라면 어레이 상 요소의 회전 관계를 판단하는 절차는 수행되지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 쉐이프 어레이 매칭부의 동작을 나타낸 개념도이다.
도 8에서는 쉐이프 어레이 매칭부의 쉐이프 어레이 매칭 동작이 개시된다.
도 8을 참조하면, 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭 및 어레이 상 요소의 회전 관계 기반 2차 매칭 이후, 2차 후보 어레이가 결정될 수 있다. 2차 후보 어레이의 결정 이후 2차 후보 어레이 상의 요소의 크기를 기반으로 한 3차 매칭 절차(800)가 수행될 수 있다.
2차 후보 어레이는 레퍼런스 어레이를 구성하는 요소 간의 위치 관계가 유사하다는 판단을 할 수 있다. 하지만, 레퍼런스 어레이를 구성하는 요소의 크기와 2차 후보 어레이를 구성하는 후보 요소의 크기가 동일한지에 대한 판단은 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭 및 어레이 상 요소의 회전 관계 기반 2차 매칭으로 수행될 수 있다.
따라서, 요소의 크기에 대한 비교를 하기 위한 3차 매칭 절차가 수행될 수 있다. 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 나머지 요소 간의 제1 최대 거리가 추출되고, 적어도 하나의 2차 후보 어레이 상의 후보 요소 간의 제1 후보 최대 거리가 추출될 수 있다. 제1 최대 거리와 제1 후보 최대 거리 간의 유사도를 통해 레퍼런스 어레이 상의 요소의 크기와 2차 후보 어레이 상의 후보 요소의 크기가 비교될 수 있다. 이러한 방식으로 레퍼런스 어레이 상의 기준 요소와 나머지 요소 간의 제n 최대 거리가 추출되고, 적어도 하나의 2차 후보 어레이 상의 후보 요소 간의 제n 후보 최대 거리가 추출되어 요소의 크기에 대한 비교가 수행될 수 있다.
유사한 크기의 기준은 이미지 전처리로 인한 각 요소의 전처리 크기 오차, 각 요소의 실제 크기 오차, 각 요소의 위치 밀림으로 인한 위치 오차 등을 고려하여 결정될 수 있다. 일반적으로 자동화를 위해 각 요소 크기마다 각 크기에 맞춰 약 10~20% 정도의 허용 크기 오차를 두고 탐색이 진행될 수 있다.
2차 후보 어레이 상의 후보 요소는 레퍼런스 어레이의 요소와 동일한 상태일 수도 있으나, 경우에 따라 특정 요소들이 회전되어 돌아가 있는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우 2차 후보 어레이 상의 해당 요소가 돌아간 대략적인 회전 크기만큼 레퍼런스 어레이에서 대응되는 요소를 회전시켜 엣지 간의 최대 거리를 이에 맞게 처리할 수도 있다. 2차 후보 어레이 상의 요소가 회전된 정도는 최소 인클로징 사각형(minimum enclosing rectangle)을 구하는 과정에서 획득될 수 있다.
위와 같이 처리할 경우, 단순히 레퍼런스 어레이의 크기뿐만 아니라, 회전된 상태로 인한 요소의 엣지 간의 거리도 반영함에 따라 각 요소의 다양한 회전도 반영하여 유효한 매칭이 가능하다.
위와 같은 요소의 크기를 기반의 3차 매칭 절차(800)를 통해 최종적으로 레퍼런스 어레이에 매칭되는 최종 매칭 어레이가 결정될 수 있다.
설명의 편의상 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭, 어레이 상 요소의 회전 관계 기반 2차 매칭 및 요소의 크기를 기반의 3차 매칭 절차(800)는 요소가 사각형인 경우를 가정하여 설명하였다. 하지만, 요소의 무게 중심을 이용한다는 점과 요소 간의 정의된 최대 거리를 이용하는 점을 사용하면, 단순히 요소가 사각형인 경우 뿐만 아니라, 다른 다양한 모양의 도형에 대해서도 확장될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 최종 매칭 어레이를 피팅하는 동작 및 최종 매칭 결과를 나타낸 개념도이다.
도 9의 상단을 참조하면, 최종 매칭 어레이에 포함되는 요소는 픽셀의 집합일 수 있다. 픽셀의 집합에 대하여 요소의 도형적인 특성을 고려하여 피팅하는 절차가 수행될 수 있다. 예를 들어, 픽셀의 집합인 요소에 대응되는 인클로징 사각형(enclosing rectangle)이 추정되고, 픽셀의 경계를 기초로 외곽선이 추정될 수 있다.
도 9의 하단을 참조하면, 좌측 그림과 같이 이미지 상에서 레퍼런스 어레이와 매우 유사한 최종 매칭 배열 뿐만 아니라, 우측 그림과 같이 각 요소 중 일부 요소가 틀어진 최종 매칭 배열도 요소 회전에 대한 요소를 고려하여 매칭 될 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 쉐이프 어레이 매칭 방법은,
    쉐이프 어레이 매칭 장치의 레퍼런스 어레이 결정부가 레퍼런스 어레이를 결정하는 단계;
    상기 쉐이프 어레이 매칭 장치의 타겟 어레이 결정부가 타겟 어레이를 결정하는 단계; 및
    상기 쉐이프 어레이 매칭 장치의 쉐이프 어레이 매칭부가 상기 타겟 어레이 상에서 상기 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 레퍼런스 어레이 결정부는 상기 레퍼런스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 간의 종속적인 정보로서 요소 간 거리 정보, 요소 간 회전 각도 정보를 결정하고,
    상기 레퍼런스 어레이 결정부가 상기 레퍼런스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 각각의 독립적인 정보로서 기준 요소와 상기 복수의 요소 중 상기 기준 요소를 제외한 나머지 요소 각각 간의 최대 거리 정보를 레퍼런스 어레이 특징 정보로서 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요소 간 거리 정보는 상기 기준 요소와 상기 복수의 요소 중 상기 기준 요소를 제외한 나머지 요소 간의 거리에 대한 정보를 포함하고,
    상기 요소 간 회전 각도 정보는 회전 판단선과 연결선 간의 각도에 대한 정보를 포함하고,
    상기 회전 판단선은 상기 기준 요소와 회전 기준 요소를 기반으로 결정되고,
    상기 연결선은 상기 복수의 요소 중 상기 기준 요소와 상기 회전 기준 요소를 제외한 나머지 요소와 상기 회전 기준 요소를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최종 매칭 어레이를 결정하는 단계는,
    상기 쉐이프 어레이 매칭부가 상기 요소 간 거리 정보를 고려한 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭을 수행하여 1차 후보 어레이를 결정하는 단계;
    상기 쉐이프 어레이 매칭부가 상기 요소 간 회전 각도 정보를 고려한 어레이 상 요소의 회전 관계 기반으로 2차 매칭을 수행하여 상기 1차 후보 어레이 중 2차 후보 어레이를 결정하는 단계; 및
    상기 쉐이프 어레이 매칭부가 상기 최대 거리 정보를 기반으로 3차 매칭을 수행하여 상기 2차 후보 어레이 중 상기 최종 매칭 어레이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 쉐이프 어레이 매칭을 수행하는 쉐이프 어레이 매칭 장치는,
    레퍼런스 어레이를 결정하도록 구현되는 레퍼런스 어레이 결정부;
    타겟 어레이를 결정하도록 구현되는 타겟 어레이 결정부;
    상기 타겟 어레이 상에서 상기 레퍼런스 어레이와 매칭되는 최종 매칭 어레이를 결정하도록 구현되는 쉐이프 어레이 매칭부를 포함하고,
    상기 레퍼런스 어레이 결정부는 상기 레퍼런스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 간의 종속적인 정보로서 요소 간 거리 정보, 요소 간 회전 각도 정보를 결정하고,
    상기 레퍼런스 어레이 결정부가 상기 레퍼런스 어레이 상에 존재하는 복수의 요소 각각의 독립적인 정보로서 기준 요소와 상기 복수의 요소 중 상기 기준 요소를 제외한 나머지 요소 각각 간의 최대 거리 정보를 레퍼런스 어레이 특징 정보로서 결정하는 것을 특징으로 하는 쉐이프 어레이 매칭 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 요소 간 거리 정보는 상기 기준 요소와 상기 복수의 요소 중 상기 기준 요소를 제외한 나머지 요소 간의 거리에 대한 정보를 포함하고,
    상기 요소 간 회전 각도 정보는 회전 판단선과 연결선 간의 각도에 대한 정보를 포함하고,
    상기 회전 판단선은 상기 기준 요소와 회전 기준 요소를 기반으로 결정되고,
    상기 연결선은 상기 복수의 요소 중 상기 기준 요소와 상기 회전 기준 요소를 제외한 나머지 요소와 상기 회전 기준 요소를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 쉐이프 어레이 매칭 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 쉐이프 어레이 매칭부는 상기 요소 간 거리 정보를 고려한 어레이 상 요소의 거리 관계 기반 1차 매칭을 수행하여 1차 후보 어레이를 결정하고,
    상기 요소 간 회전 각도 정보를 고려한 어레이 상 요소의 회전 관계 기반으로 2차 매칭을 수행하여 상기 1차 후보 어레이 중 2차 후보 어레이를 결정하고,
    상기 최대 거리 정보를 기반으로 3차 매칭을 수행하여 상기 2차 후보 어레이 중 상기 최종 매칭 어레이를 결정하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 쉐이프 어레이 매칭 장치.
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