图像处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及图像处理，特别是涉及一种图像处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在光刻技术中，不同的光刻层之间需要通过套刻标记(mark)进行对准，以便不同层之间的结构相互配合，达到预设的设计效果，这一对准过程被称为图像处理。

2、在多种套刻标记中，由于光栅型套刻标记的强周期性衍射特性，相比于条状套刻标记，导致mark的对比度会随着高度的变化而发生反转，这就使得采集到的图像信息中的明暗可能发生变化，而通常在套刻量测设备中，需要通过将在被测点位获取的图像与储存的参考图像进行比对识别，找到mark并将mark移动到视场的指定位置(完成对准)并进行测量。因此，对于某些相位变化较快的材料组合，在进行高度优化，或者进行套刻量测时，mark对比度的反转使得传统的灰度匹配算法无法识别抓取mark图像，进而导致图像处理失败。

3、因此，如何克服光栅型套刻标记会发生对比度反转的问题，提升图像处理的成功率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种图像处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中图像处理过程中，标记出现对比度反转从而使匹配失败的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种图像处理方法，包括：

3、接收待测物的待测图像；

4、将所述待测图像与预存储的模板图像进行模板匹配，确定所述待测图像中的初始匹配区域及对应的匹配关联度；

5、将所述匹配关联度分别与预设的上端阈值及预设的下端阈值进行大小比较；

6、当所述匹配关联度介于所述上端阈值及所述下端阈值之间时，根据所述初始匹配区域生成预检测区域，对所述预检测区域进行再次匹配处理，获得所述待测物的中心位置信息；其中，所述预检测区域包含所述初始匹配区域且和所述模板图像的尺寸一致。

7、可选地，在所述的图像处理方法中，对所述预检测区域进行再次匹配处理，包括：

8、获取参考图像，所述参考图像呈中心对称；

9、令所述参考图像与所述预检测区域相对移动，并获取各相对位置处所述参考图像与所述预检测区域的相关度；

10、根据所述参考图像与所述预检测区域的相关度最大时，所述参考图像的中心在所述预检测区域对应的点的位置信息，确定所述待测物的中心位置信息。

11、可选地，在所述的图像处理方法中，所述预检测区域为中心对称图像，所述获取参考图像，包括：

12、对所述预检测区域进行中心对称处理，得到参考图像；

13、或者，所述获取参考图像，包括：

14、从预设的模板库调取所述待测物的标准图像，作为参考图像。

15、可选地，在所述的图像处理方法中，在根据所述初始匹配区域生成预检测区域之前，还包括：

16、获取所述模板图像的中心在所述初始匹配区域上对应的模板中心点；

17、判断所述模板中心点是否超出所述待测图像的边界；

18、相应地，所述根据所述初始匹配区域生成预检测区域包括：

19、当所述模板中心点未超出所述待测图像的边界时，根据所述初始匹配区域生成预检测区域。

20、可选地，在所述的图像处理方法中，还包括：对所述初始匹配区域执行约束区域判断操作，所述约束区域判断操作包括：获取所述模板图像在所述初始匹配区域处的模板中心；判断所述模板中心是否超出所述待测图像中的标准约束区域，所述标准约束区域被配置于所述待测图像边界的内侧，且与所述待测图像边界的距离等于或大于所述模板图像对应边长的一半；

21、若否的情况下，所述根据所述初始匹配区域生成预检测区域包括：将所述初始匹配区域作为所述预检测区域；

22、若是的情况下，所述根据所述初始匹配区域生成预检测区域包括：将所述模板图像的非匹配部分设为所述待测图像的图像界外区域，从所述待测图像或与所述待测图像邻接的图像中获取所述图像界外区域对应的图像内容；通过用获取的所述图像内容补充所述初始匹配区域得到所述预设检测区域。

23、可选地，在所述的图像处理方法中，判断所述模板中心未超出所述待测图像的边界时，对所述初始匹配区域执行所述约束区域判断操作。

24、可选地，在所述的图像处理方法中，从所述待测图像中获取所述图像界外区域对应的图像内容，包括：

25、将所述初始匹配区域内的图像进行中心对称或镜像对称，得到所述图像界外区域对应的图像内容；其中，所述初始匹配区域不包括所述图像界外区域。

26、可选地，在所述的图像处理方法中，所述令所述参考图像与所述预检测区域相对移动，并获取各相对位置处所述参考图像与所述预检测区域的相关度，包括：

27、沿预设的第一方向将所述参考图像相对所述预检测区域进行移动，在各个相对位置处计算所述第一方向上像素的相关度；

28、和/或，沿预设的第二方向将所述参考图像相对所述预检测区域进行移动，在各个相对位置处计算所述第二方向上像素的相关度；

29、所述第一方向和所述第二方向垂直；

30、相应地，所述根据所述参考图像与所述预检测区域的相关度最大时，所述参考图像的中心在所述预检测区域对应的点的位置信息，确定所述待测物的中心位置信息，包括：

31、获取所述第一方向上像素的相关度最大时所述参考图像的第一中心位置；

32、和/或，获取所述第二方向上像素的相关度最大时所述参考图像的第二中心位置；

33、根据所述第一中心位置和/或所述第二中心位置，确定所述待测物的中心位置信息。

34、可选地，在所述的图像处理方法中，所述沿预设的第一方向将所述参考图像相对所述预检测区域进行移动，在各个相对位置处计算所述第一方向上像素的相关度，包括：

35、获取所述预检测区域中的第一感兴趣区域，以及所述参考图像中的第二感兴趣区域，所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域均呈中心对称且具有各自的对称中心；

36、基于所述第一方向上的像素灰度分布对所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域进行相对移动，获取各个相对位置处的相关度；

37、相应地，所述待测物的中心位置信息的确定包括：

38、根据所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区在第一方向上关于像素灰度分布的相关度最大时，所述第二感兴趣区域的对称中心在所述预检测区域对应的点的位置信息，确定所述待测物的中心在所述第一方向上的位置信息；

39、和/或，所述沿预设的第二方向将所述参考图像相对所述预检测区域进行移动，在各个相对位置处计算所述第二方向上像素的相关度，包括：

40、获取所述预检测区域中的第三感兴趣区域，以及所述参考图像中的第四感兴趣区域，所述第三感兴趣区域和所述第四感兴趣区域均呈中心对称且具有各自的对称中心；

41、基于所述第二方向上的像素灰度分布对所述第三感兴趣区域和所述第四感兴趣区域进行相对移动，获取各个相对位置处的相关度；

42、相应地，所述待测物的中心位置信息的确定包括：

43、根据所述第三感兴趣区域和所述第四感兴趣区在第二方向上关于像素灰度分布的相关度最大时，所述第四感兴趣区域的对称中心在所述预检测区域对应的点的位置信息，确定所述待测物的中心在所述第二方向上的位置信息。

44、可选地，在所述的图像处理方法中，所述令所述参考图像与所述预检测区域相对移动，并获取各相对位置处所述参考图像与所述预检测区域的相关度，包括：

45、获取所述参考图像和所述预检测区域的相对移动参数，所述相对移动参数包括移动方向、步进距离、参考图像尺寸中的至少一个；

46、基于所述相对移动参数对所述参考图像相对所述预检测区域进行移动，并在移动过程中获取各相对位置处所述参考图像与所述预检测区域的相关度。

47、可选地，在所述的图像处理方法中，对所述预检测区域进行的再次匹配处理包括平均绝对差相关性计算法、绝对误差和相关性计算法、误差平方和相关性计算法、平均误差平方和相关性计算法、归一化互相关相关性计算法、序贯相似性检测相关性计算法或哈达玛变换相关性计算法中的至少一种。

48、可选地，在所述的图像处理方法中，所述参考图像具有所述待测物的多个图纹特征，且周期性分布于所述第一方向和所述第二方向。

49、可选地，在所述的图像处理方法中，在将所述匹配关联度分别与预设的上端阈值及预设的下端阈值进行大小比较之后，还包括：

50、当所述匹配关联度大于所述上端阈值时，根据所述初始匹配区域，确定所述待测物的中心位置信息。

51、可选地，在所述的图像处理方法中，所述根据所述初始匹配区域，确定所述待测物的中心位置信息包括：

52、根据所述初始匹配区域获取区域的顶角坐标信息；

53、根据所述顶角坐标信息确定所述待测物的中心位置信息。

54、可选地，在所述的图像处理方法中，所述将所述待测图像与预存储的模板图像进行模板匹配，确定所述待测图像中的初始匹配区域及对应的匹配关联度，包括：

55、根据预存储的模板图像确定框选窗口，所述框选窗口的像素尺寸与所述模板图像的像素尺寸一致；

56、利用所述框选窗口对所述待测图像进行扫描式截图，得到多个待选区域；

57、计算多个所述待选区域分别对应的待选匹配关联度，确定所述待选匹配关联度最大的待选区域为初始匹配区域，对应的待选匹配关联度为对应的匹配关联度。

58、可选地，在所述的图像处理方法中，在将所述匹配关联度分别与预设的上端阈值及预设的下端阈值进行大小比较之后，还包括：

59、当所述匹配关联度小于所述下端阈值时，产生关于错误提示的警报信息。

60、一种图像处理装置，包括：

61、接收模块，用于接收待测物的待测图像；

62、模板匹配模块，用于将所述待测图像与预存储的模板图像进行模板匹配，确定所述待测图像中的初始匹配区域及对应的匹配关联度；

63、比较模块，用于将所述匹配关联度分别与预设的上端阈值及预设的下端阈值进行大小比较；

64、再次匹配模块，用于当所述匹配关联度介于所述上端阈值及所述下端阈值之间时，根据所述初始匹配区域生成预检测区域，对所述预检测区域进行再次匹配处理，获得所述待测物的中心位置信息；其中，所述预检测区域包含所述初始匹配区域且和所述模板图像的尺寸一致。

65、一种图像处理设备，包括：

66、存储器，用于存储计算机程序；

67、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的图像处理方法的步骤。

68、一种计算机可读存储介质，，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的图像处理方法的步骤。

69、本发明所提供的图像处理方法，通过接收待测物的待测图像；将所述待测图像与预存储的模板图像进行模板匹配，确定所述待测图像中的初始匹配区域及对应的匹配关联度；将所述匹配关联度分别与预设的上端阈值及预设的下端阈值进行大小比较；当所述匹配关联度介于所述上端阈值及所述下端阈值之间时，根据所述初始匹配区域生成预检测区域，对所述预检测区域进行再次匹配处理，获得所述待测物的中心位置信息；其中，所述预检测区域包含所述初始匹配区域且和所述模板图像的尺寸一致。本发明通过先通过模板匹配确定出图像特征与模板图像较为相近的初始匹配区域，再通过双阈值大小判断，筛选出可能存在对比度反转，但图案与所述参考图像一致的预检测区域，在所述预检测区域中确定出待测物的几何中心，在所述待测物由于高度变化或工艺差异发生对比度反转时，仍能进行准确识别，大大提升了图像处理的成功率与泛用性。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的图像处理装置、设备及计算机可读存储介质。