Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

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2D Industrial Image Registration Method for the Detection of Defects

결함 검출을 위한 2차원 산업 영상 정합 기법

  • 이영주 (삼성전자 생산기술연구소) ;
  • 이정진 (가톨릭대학교 디지털미디어학부)
  • Received : 2012.07.22
  • Accepted : 2012.09.19
  • Published : 2012.11.30
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Abstract

In this paper, we propose 2D industrial image registration method for the detection of defects. Proposed method performs preprocessing to smooth the original image with the preservation of the edge for the robust registration against general noise. Then, x-direction gradient magnitude image and corresponding binary image are generated. Density analysis around neighborhood regions per pixel are performed to generate feature image for preventing mis-registration due to moire-like patterns, which frequently happen in industrial images. Finally, 2D image registration based on phase correlation between feature images is performed to calculate translational parameters to align two images rapidly and optimally. Experimental results showed that the registration accuracy of proposed method for the real industrial images was 100% and our method was about twenty times faster than the previous method. Our fast and accurate method could be used for the real industrial applications.

본 논문에서는 결함 검출을 위하여 2차원 산업 영상 정합 기법을 제안한다. 제안 기법은 먼저 참조 영상과 입력 영상 각각에 대하여 원 영상을 평활하면서도 경계를 보존하는 전처리 과정을 수행하여 일반적인 잡음에 강인한 정합을 가능하게 한다. 다음으로 x축 방향의 기울기 크기 영상 및 이진 영상을 생성한 후 각 픽셀별 주변 영역 밀도 분석을 통하여 특징 영상을 생성하여 산업 영상에서 자주 발생하는 모아레 형태의 패턴으로 인한 오정합을 방지한다. 마지막으로 이렇게 생성된 특징 영상에 대하여 위상 연관성을 이용한 정합을 수행하여 두 영상을 고속으로 최적으로 정렬하는 위치 이동 정합 인자를 계산할 수 있다. 실험 결과 실제 산업 영상에 대한 정합 정확성은 100%였고, 기존 기법보다 약 20배의 속도 향상이 있었다. 이와 같이 제안기법은 실제 산업 응용이 가능한 빠른 속도와 정확한 정합 정확도를 보여주었다.

Keywords

References

  1. A. Kumar, "Computer Vision Based Defect Detection: A Survey," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55, pp. 348-363, 2008. https://doi.org/10.1109/TIE.1930.896476
  2. A. Pikaz and A. Averbuch, "An Efficient Topological Characterization of Gray-levels Textures using a Multiresolution Representation," Graphical Models and Image Processing, Vol. 59, No. 1, pp. 1-17, 1997. https://doi.org/10.1006/gmip.1996.0410
  3. N.G. Shankar and Z.W. Zhong, "Defect Detection on Semiconductor Wafer Surfaces," Microelectronic Engineering, Vol. 77, No. 3, pp. 337-346, 2005. https://doi.org/10.1016/j.mee.2004.12.003
  4. D.M. Tsai and C.T. Lin, "Fast Normalized Cross Correlation for Defect Detection," Pattern Recognition Letters, Vol. 24, No. 15, pp. 2625-2631, 2003. https://doi.org/10.1016/S0167-8655(03)00106-5
  5. M. Zontak and I. Cohen, "Defect Detection in Patterned Wafers using Multichannel Scanning Electron Microscope," Signal Processing, Vol. 89, No. 8, pp. 1511-1520, 2009. https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2009.02.010
  6. X. Xie and M. Mirmehdi, "TEXEMS: Texture Exemplars for Defect Detection on Random Textured Surfaces," IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 29, No. 8, pp. 1454-1464, 2007. https://doi.org/10.1109/TPAMI.2007.1038
  7. 이장희, 유석인, "반복되는 다수 패턴 영상에서의 불량 검출," 한국정보과학회논문지, 제37권, 제5호, pp. 386-393, 2010.
  8. A. Kechida, R. Drai, and A. Guessoum, "Texture Analysis for Flaw Detection in Ultrasonic Images," Journal of Nondestructive Evaluation, Vol. 31, No. 2, pp. 108-116, 2012. https://doi.org/10.1007/s10921-011-0126-4
  9. R.T. Whitaker and X. Xue, "Variable-conductance, Level-set Curvature for Image Denoising," IEEE Proceedings of International Conference on Image Processing, Vol. 3, pp. 142-145, 2001.
  10. 이정진, 김경원, 이호, "MR 영상에서 정규화된 기울기 크기 영상을 이용한 자동 간 분할 기법," 멀티미디어학회논문지, 제13권, 제11호, pp. 1698-1705, 2010.
  11. L. Lbanez, W. Schroeder, L. Ng, and J. Cates, The ITK Software Guide: The Insight Segmentation and Registration Toolkit, Kitware Inc., New York, U.S.A., 2003.
  12. B.S. Reddy and B.N. Chatterji, "An FFTBased Technique for Translation, Rotation, and Scale-invariant Image Registration," IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 5, No. 8, pp. 1266-1270, 1996. https://doi.org/10.1109/83.506761
  13. Q.S. Chen, M. Defrise, and F. Deconinck, "Symmetric Phase-only Matched Filtering of Fourier-Mellin Transforms for Image Registration and Recognition," IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 16, No. 12, pp. 1156-1168, 1994. https://doi.org/10.1109/34.387491
  14. F. Maes, A. Collignon, D. Vandermeulen, G. Marchal, and P. Suetens, "Multimodality Image Registration by Maximization of Mutual Information," IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 16, No. 2, pp. 187-198, 1997. https://doi.org/10.1109/42.563664