配准和对齐多个图像的方法技术

描述了一种配准和垂直对齐多层图像得到一个镶嵌的方法。该方法包括：使用一系列已定义的对齐对应对执行层的垂直对齐，得到一个镶嵌，和使用一系列已定义的配准对应点执行在一个层中的图像的全局配准，并且然后重新定义所识别的对齐对应对和／或配准对应点的迭代处理，直到得到满意的结果。可选地，最初可以在开始对齐处理之前执行每一层的初始全局配准。可以使用最小二乘误差最小化或其他技术确定结果的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多个图像的配准和垂直对齐的方法，并且更具体地涉及一种垂直对齐方法，其中两个或更多镶嵌的图像代表在堆叠重叠(stacked overlay)配置中一个公共对象的不同层。
技术介绍
当非常详细地观察大区域时，图像镶嵌的创建是一个有力的分析工具。当跟踪冰漂移或者地理特征运动时，常常需要将具有一个公共分辨率的多个照片镶嵌成一个示出感兴趣的整个区域的单个图像。典型地，这些镶嵌仅以二维出现，其中这些图像仅沿该图像的宽和长来镶嵌。有时使用相似的技术来对集成电路(IC)进行分析，以便于为了质量控制检查IC或反向工程IC。IC由多个半导体和金属层组成，在彼此上重叠，以便于产生互连的电路。当分析这些器件时，IC的每一层的多个图像以行和列的一个矩阵图案进行收集，并且然后“缝合”在一起以形成一个镶嵌。在执行分析中，人们可以检查该IC的每一层的镶嵌，并且了解整个电路的互连。可选地，为了节省时间，人们可以部分地重叠每一层的透明的镶嵌，以更清晰地了解整个电路的互连。但是，由于在每一个镶嵌中重叠图像的对齐中在层之间将存在较小的误差，这可以在分析中引入误差。作为在本领域公知的技术的一个称作成对配准的过程，用于通过最小化配准误差数字地将在一个公共平面上图像缝合在一起。成对配准通过一对图像的相对图像坐标的计算、以及在两个图像之间单对对应点的选择实现它。通过向另一图像和以前配准的图像对应用相似的技术，更多图像可以成对配准。这样的配准可以通过L.Brown的文章“A survey of image registration techniques”，ACM ComputingSurveys，Vol 24，Issue 4，1992年中所描述的技术执行，在此通过参考将其纳入。全局图像配准考虑找到重叠图像的相对坐标，以便于补偿由图像获取系统所引入的误差。当图像被全局配准时，处理所有要配准的图像，直到实现一个配准，其最小化配准误差，并将配准误差分配在它们之间和跨越每一个图像。这可以通过例如使用最小二乘能量最小化完成。基于最小二乘的能量最小化的细节在the Proceedings ofSixth Annual PIMS Industrial Problem Solving Workshop，2002，PacificInstitute for Mathematical Sciences的第一章中给出，在此通过参考将其纳入。但是，现有技术不解决几个问题。在一些情况下，在图像的重叠部分中不存在足够的信息以定义具有足够精度的相对坐标。可选地，由于图像获取系统的问题或者错误的成对配准，可能不存在重叠部分。这种错误的相对坐标的出现不利地影响大量的附近图像的配准质量，因为该误差由能量最小过程跨越图像分布。此外，当表示相同区域但涉及不同层的不同的镶嵌彼此独立地配准时，可能发生误差将积累，使得这两个镶嵌将不可能不改变它们的配准方式而垂直对齐，这在现有技术没有考虑。同样，在现有技术中，无法收集人类操作者反馈或集成关于配准适合的检查结果。因此，如果能量最小化方法的结果不可接受，操作者可能必须手动地移动大量图像。因此，在将考虑组成图像的配准和对齐的检查和校正的重叠配置中，在本
中需要一种图像镶嵌算法，其将不仅补偿单个层内的配准误差，而且补偿跨越相同区域的多个层的对齐误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种改进的配准方法，以补偿多层镶嵌应用中的对齐误差。根据第一主要方面，本专利技术提供一种创建对象的部分的图像的水平配准和垂直对齐的多层镶嵌的方法，包括步骤a.对于要成像的该对象的该部分的细节的每一层i.在一系列重叠的捕获的图像中捕获该层的细节；ii.执行该层的所捕获的图像的成对配准，得到一个镶嵌；以及iii.执行该层的该镶嵌的全局配准，得到一个优化的镶嵌层；b.识别位于第一优化的镶嵌层上的图像上的和位于一个不同的优化的镶嵌层上的至少一个图像上的至少一个对齐对应对；从而使用该至少一个对齐对应对，该第一层可以更准确地与其他层对齐；以及c.迭代地i.使用与每一个优化的镶嵌层相关联的所识别的对齐对应对和配准对应点，执行所有优化的镶嵌层的对齐和全局配准，得到一个基本上对齐的镶嵌；以及ii.重新定义所识别的对齐对应对。直到该层的对齐被优化。根据第二主要方面，本专利技术提供了一种创建对象的图像的水平配准的和垂直对齐的多层镶嵌的方法，包括步骤a.在一系列重叠的图像中捕获每一层的细节；b.执行所捕获的每一层的图像的成对配准，得到一个镶嵌；c.对于要成像的该对象的细节的多个层i.识别至少一个配准对应点，其每一个都位于两个图像上，从而所捕获的图像可以使用至少一个配准对应点与在相同层上的其他图像更准确地配准、并识别位于第一层上的图像上的和位于多个层的不同层上的至少一个图像上的至少一个对齐对应对，从而第一层可以使用至少一个对齐对应对与其他层更准确地对齐；ii.迭代地A.使用用于该层的所识别的配准对应点执行多个层的每一个的所捕获的图像的全局配准，得到一个镶嵌，并使用所识别的对齐对应对执行所有多个层的对齐，得到一个镶嵌；B.重新定义用于多个层的每一个的所识别的配准对应点和所识别的对齐对应对；C.直到优化多个层的配准和对齐；以及向多个层增加至少一层；直到该对象的细节的所有层的对齐成像并优化。根据本专利技术的一个实施方式的第三主要方面，公开了一种创建对象的部分的图像的水平配准和垂直对齐的多层镶嵌的方法，包括步骤(a)对于要成像的对象的部分的细节的每一层(i)在一系列所捕获的图像中捕获该层的细节；(ii)执行该层的所捕获的图像的成对配准，得到一个镶嵌；(iii)识别与至少两个图像相关联的至少一个配准对应点；(iv)使用与该层相关联的所识别的配准对应点执行该层的镶嵌的全局配准，得到一个优化的镶嵌层；以及(v)重新定义用于该层的所识别的配准对应点。(b)识别位于第一优化的镶嵌层的图像上的和一个不同的优化的镶嵌层的至少一个图像上的至少一个对齐对应对；以及(c)迭代地(i)使用与每一个优化的镶嵌层相关联的所识别的对齐对应对，执行所有优化的镶嵌层的对齐和全局配准，得到基本上对齐的镶嵌；以及(ii)重新定义所识别的对齐对应对和所识别的配准对应点；直到这些层的对齐被优化。本专利技术的配准方法还可以包括一个通知手段，以通知人类操作者需要检查异常(落在正常之外的对应点)或低可信度的对，并且应用用户定义的配准对应点和/或对齐对应对。对于本领域的普通技术人员而言，在阅读结合附图的本专利技术的以下描述之后，本专利技术的其他方面和优点以及本专利技术的各个实施方式的结构和操作将更加明显。附图说明将参考附图描述本专利技术，其中图1(现有技术)是一个以行和列配置的图像矩阵的代表性视图。图2(现有技术)是一个图1中所示的类型的两个重叠层的部分代表性视图。图3是一个根据本专利技术的第一方面的示出用于将大量图像配准成层、以及在查找对齐误差的同时对齐大量垂直层的步骤的流程图。图4是一个根据本专利技术的第二方面的示出用于将大量图像配准成层、以及在查找对齐误差的同时对齐大量垂直层的步骤的流程图。图5是一个根据本专利技术的实施方式的在其之间具有对应点的图像网格的两层的代表性视图；图6是一个示出实质配准误差的图像的重叠对的照片；图7是一个已经根据按照图3的实施方式的成对图像配准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种创建对象的一部分的图像的水平配准和垂直对齐的多层镶嵌的方法，包括步骤：ａ．对于要成像的该对象的该部分的细节的每一层：ｉ．在一系列捕获的图像中捕获该层的细节；ｉｉ．执行该层的所捕获的图像的成对配准，得到一个镶嵌；以及ｉｉｉ．执行该层的该镶嵌的全局配准，得到一个优化的镶嵌层；ｂ．识别位于第一优化的镶嵌层上的图像上的和位于一个不同的优化的镶嵌层上的至少一个图像上的至少一个对齐对应对；以及ｃ．迭代地：ｉ．使用与每一个优化的镶嵌层相关联的所识别的对齐对应对，执行所有优化的镶嵌层的对齐和全局配准，得到一个基本上对齐的镶嵌；以及ｉｉ．重新定义所识别的对齐对应对；直到该层的对齐被优化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：维亚切斯拉夫L扎瓦德斯凯，贾森阿布特，马克布雷弗曼，爱德华凯斯，弗拉迪米尔马丁塞维克，
申请(专利权)人：英赛特半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]