图片配准

Gray Reference配准参数搜索

在reference模型训练之前需要进行图片与灰度参考图（Gray Reference）的配准，软件包提供网格搜索脚本获取合适的配准参数。参数说明请参见表1。

表1 网格搜索脚本参数说明（wafer_mindspore/reference/range_search.py）
参数名	类型	取值范围	默认值	说明
--rgb_dir	str	-	./xxx/	RGB图目录路径。
--chip_id	str	-	""	芯片ID。
--setupid	str	-	""	芯片层。
--klarf_file	str	-	"xxx"	klarf文件名，文件需放在“rgb_dir”目录下。
--gray_file	str	-	"xxx"	灰度图文件名，文件需放在“rgb_dir”目录下。
--save_path	str	-	""	搜索结果保存路径。
--threshold	float	[0, 1]	0.5	配准阈值。
--match_num	int	[1, 640]	320	随机抽取的配准图片数。
--range_thread_num	int	[1, 8]	8	多进程的进程数，用于搜索配准区域参数x，y。
--img_thread_num	int	[1, 8]	8	多进程进行图片配准的进程数。

必须在“rgb_dir”目录下新建一个“new_image”文件夹，用于放置待配准图片。

输入参数中依赖的“klarf_file”必须是一个txt文件，描述了机台拍摄图片的相关信息，需遵循以下规则进行编写。

一行对应一张图片。
每行共有12个字段。
字段之间用一个空格分隔。

字段信息参见表2，编写示例参考如下。

新建一个“data.txt”，里面的内容为如下三行字符串。

img_1.jpg 001 M1 11224.435 12925.229 0 wafer_id1 01-08-22-13:09:22; device_id1 L21510106 model1 20
img_2.jpg 001 M1 13817.899 17822.569 0 wafer_id2 12-29-21-08:17:05; device_id1 L21510104 model2 20
img_3.jpg 001 M1 970.857 24809.092 0 wafer_id3 12-21-21-06:02:08; device_id3 L21510206 model3 20

表2 配准依赖文本字段信息说明
索引值	类型	取值范围	说明
0	str	-	图片路径。
1	str	-	芯片ID。
2	str	-	芯片层。
3	float	[0, 100000]	图片对应的 x 坐标。
4	float	[0, 100000]	图片对应的 y 坐标。
5	int	0或2	图片标签。
6	str	-	晶圆ID。
7	str	-	时间戳。
8	str	-	机台ID。
9	str	-	批次编号。
10	str	-	机台型号。
11	int	[1, 1000]	放大倍率。

图片配准参数搜索执行命令参考如下：

python3 range_search.py --rgb_dir <rgb_graph_path> --chip_id <id> --setupid <setup> --klarf_file <klarf_file_path> --gray_file <gray_file_path> --save_path <save_path>

运行结果如下，得到不同配准参数下80%配准的配准阈值，以及自定义阈值的配准率，从而确定最佳的配准参数。

图1 图片配准参数搜索运行结果

Gray Reference配准结果查看

通过“range_search.py”确定配准参数后，需要将配准结果图保存继续查看，从而确定配准阈值。我们提供了配准图保存的脚本“wafer_mindspore/reference/gray_reference_match.py”，相关参数说明如下。

表3 配准结果查看脚本参数说明
参数名	类型	取值范围	默认值	说明
--rgb_dir	str	-	./xxx/	RGB图目录路径。
--chip_id	str	-	""	芯片ID。
--setupid	str	-	""	芯片层。
--klarf_file	str	-	"xxx"	klarf文件名，文件需放在“rgb_dir”目录下。
--gray_file	str	-	"xxx"	灰度图文件名，文件需放在“rgb_dir”目录下。
--save_path	str	-	""	配准结果保存路径。
--threshold	float	[0, 1]	0.5	配准阈值。
--match_num	int	[1, 100]	50	随机抽取的配准图片数。

必须在“rgb_dir”目录下新建一个“new_image”文件夹，用于放置待配准图片。

输入参数中依赖的“klarf_file”必须是一个txt文件，描述了机台拍摄图片的相关信息，需遵循以下规则进行编写。

一行对应一张图片。
每行共有12个字段。
字段之间用一个空格分隔。

字段信息参见表4，编写示例参考如下。

新建一个“data.txt”，里面的内容为如下三行字符串。

img_1.jpg 001 M1 11224.435 12925.229 0 wafer_id1 01-08-22-13:09:22; device_id1 L21510106 model1 20
img_2.jpg 001 M1 13817.899 17822.569 0 wafer_id2 12-29-21-08:17:05; device_id1 L21510104 model2 20
img_3.jpg 001 M1 970.857 24809.092 0 wafer_id3 12-21-21-06:02:08; device_id3 L21510206 model3 20

表4 配准依赖文本字段信息说明
索引值	类型	取值范围	说明
0	str	-	图片路径。
1	str	-	芯片ID。
2	str	-	芯片层。
3	float	[0, 100000]	图片对应的 x 坐标。
4	float	[0, 100000]	图片对应的 y 坐标。
5	int	0或2	图片标签。
6	str	-	晶圆ID。
7	str	-	时间戳。
8	str	-	机台ID。
9	str	-	批次编号。
10	str	-	机台型号。
11	int	[1, 1000]	放大倍率。

图片配准结果查看执行命令参考如下：

python3 gray_reference_match.py --rgb_dir <rgb_graph_path> --chip_id <id> --setupid <setup> --klarf_file <klarf_file_path> --gray_file <gray_file_path> --save_path <save_path>

RGB Reference配准结果查看

在进行执行“generate_mindrecord.py”之前，需要查看图片与RGB Reference图片的配准效果。我们提供了配准图保存的脚本“wafer_mindspore/inspection/rgb_reference_match.py”，相关参数说明如下。

表5 配准结果查看脚本参数
参数名	类型	取值范围	默认值	说明
--config	str	-	None	可选，参数配置文件路径，权限须设置为400。
--input_chip_id	str	-	""	芯片ID。
--input_setup_id	str	-	""	芯片层。
--rgb_dir	str	-	rgb_ref/	RGB参考图目录路径。
--gray_dir	str	-	gray_ref/	灰度图目录路径。
--mask_dir	str	-	mask_ref/	掩码图目录路径。
--data_txt	str	-	None	配准的txt文件。
--save_path	str	-	""	图片保存路径。
--machine_id	int	0 或 1	1	机台编号。
--threshold	float	[0, 1]	0.5	配准阈值。
--match_num	int	[1, 100]	50	进行配准的图片数量。

“rgb_dir”、“gray_dir”、“mask_dir”目录下的图片必须按指定格式命名。参考如下：

当“input_chip_id”为001，“input_setup_id”为M1时，须将“rgb_dir”下的参考图命名为001_M1_rgb_golden_die.png，“gray_dir”下的灰度图命名为001_M1_gray_golden_die.png，“mask_dir”下的掩码图命名为001_M1_viaconductor_mask.png。

输入参数中依赖的“data_txt”必须是一个txt文件，描述了机台拍摄图片的相关信息，需遵循以下规则进行编写。

一行对应一张图片。
每行共有12个字段。
字段之间用一个空格分隔。

字段信息参见表6，编写示例参考如下。

新建一个“data.txt”，里面的内容为如下三行字符串。

img_1.jpg 001 M1 11224.435 12925.229 0 wafer_id1 01-08-22-13:09:22; device_id1 L21510106 model1 20
img_2.jpg 001 M1 13817.899 17822.569 0 wafer_id2 12-29-21-08:17:05; device_id1 L21510104 model2 20
img_3.jpg 001 M1 970.857 24809.092 0 wafer_id3 12-21-21-06:02:08; device_id3 L21510206 model3 20

表6 配准依赖文本字段信息说明
索引值	类型	取值范围	说明
0	str	-	图片路径。
1	str	-	芯片ID。
2	str	-	芯片层。
3	float	[0, 100000]	图片对应的 x 坐标。
4	float	[0, 100000]	图片对应的 y 坐标。
5	int	0或2	图片标签。
6	str	-	晶圆ID。
7	str	-	时间戳。
8	str	-	机台ID。
9	str	-	批次编号。
10	str	-	机台型号。
11	int	[1, 1000]	放大倍率。

“rgb_reference_match.py”配准图保存的命令参考如下：

python3 rgb_reference_match.py --config <config_path>

父主题： 半导体质检场景Wafer