基于图像边缘检测的版图图像转换为CIF文件方法技术

本发明专利技术提出了一种基于图像边缘检测的版图图像转换为CIF文件的方法，主要解决现有转换方法中的图形重叠，数据冗余和转换准确性不高的问题。其实现步骤是：1.将版图图像转化成二值图；2.打通二值图中的孔洞；3.对打通孔洞后的二值图进行边缘提取；4.根据边缘提取结果计算图形的顶点，并优化顶点信息；5.根据图形顶点信息匹配图形形状，并根据CIF格式规则将其转换为CIF格式指令；6.将所有CIF命令写入CIF文件中。本发明专利技术具有转换准确率高，通用性强，对系统资源消耗少的优点，可应用于集成电路版图的优化工作中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，更进一步涉及将集成电路中的版图图像转换为标 准版图数据格式的方法，可应用于集成电路版图的优化。
技术介绍
伴随着集成电路的不断发展，工艺制造越来越复杂，元器件品种越来越多样，使得 集成电路在其工艺生产的过程中，因为工艺或设计上的不足，总有一些集成电路无法达到 设计的要求甚至于无法正常的工作，最终导致集成电路成品率下降的现状。版图中不仅存 在有各种半导体器件，它们之间也存在彼此的互联关系，同时为了节省芯片面积采用了多 层布线结构，一般采取人工地从照片上提取并进行对比的策略，不仅对时间和人力造成浪 费，也容易出错，影响芯片质量和制造周期。因此要在版图分析和优化过程中，将版图布线 优化工作转移到图像领域，依靠图像处理智能分析或提取方法，完成对版图结构开路关键 面积或通孔检测等操作。同时由于集成电路复杂的多层结构，需要不断地拍摄图片或者对 图片进行分割或拼接工作，因此对版图图像质量提出了更高的要求；虽然对图像格式的转 换已经相当普及，但大部分是针对自然界的图像，对版图格式方面的转换思路还没有太多 的研宄。因此对集成电路版图和平面图之间的转换研宄将是很有意义的，其算法质量直接 可以决定图像清晰度和版图信息量等。 传统的图像处理思路更多地依靠图像处理算法对拍照进行优化，提高质量以获取 更多的信息量，如对图像进行复原，蚁群算法解决布线问题等，其研宄均是在拍照所得照片 基础上进行，忽视了在版图与平面图的转换过程中信息量的流失，而且由图像文件转换为 标准版图格式的算法研宄更少，这种状况将直接影响到版图数据的准确性，给工艺制造提 供可靠保证。ChangjiangLi，JunpingWang，DanXu，YanhongGao发表的论文"Astudyon optimizedlayouttransformationalgorithm"（Anti-Counterfeiting,Securityand Identification(ASID), 2013IEEEInternationalConferenceon.IEEE, 2013:1-4.)中提 出一种将版图图像转换为标准CIF文件的方法，所述CIF是一种描述集成电路的文件格式， 它使用一组语句来描述版图中不同层上的二维形状。这种格式允许分层描述，具有表达比 较简洁，人眼可读的特点。该方法以集成电路版图的CIF格式文档和位图BMP图像为基础， 实现将BMP图像转换为CIF格式文档。该方法的基本思想是读入含有版图线网信息的BMP 图像，通过产生很多矩形去拟合BMP图像，将BMP中的图像用矩形"拼合"出来，并把这些矩 形转换成CIF格式，从而完成BMP图像向CIF格式的转换。该方法能够完成大部分的BMP 图像向CIF格式转换的工作。但是仍然存在的以下不足，一是对于图像中的斜线，如一个梯 形，很难用矩形去拟合，从而产生较大的误差；二是在使用矩形拟合过程中会产生特别多的 矩形，矩形之间也不免有重叠，产生数据冗余，转换生成的CIF文件特别大。ZhaoTW,WangJP,LiCJ,ZhengYH?发表的论文"Optimizedlayout transformationbasedonchaincodeandharriscornerdetection"（Solid-Stateand IntegratedCircuitTechnology(ICSICT), 2014 12thIEEEInternationalConference on.IEEE，2014:1-3.)中提出一种使用链码和角点检测的方法将版图图像转换为标准CIF 文件的方法。该方法的基本思想是首先使用链码来表示版图图像中的线网信息，然后采用 角点检测的方法识别版图形状信息，进而转换为CIF格式。其仍然有以下不足，一是对含有 孔洞和嵌套孔洞的图像，它不能进行良好的识别，有可能会将孔洞覆盖掉；二是在进行角点 检测的过程中需要进行大量的高密度，高复杂度运算，对于复杂图像处理效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，提出一种基于图像边缘检测的版图图像 转换为CIF文件的方法，以避免图形的重叠，减少数据冗余，提高转换准确性。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤： (1)设定BMP图像上的一个像素与CIF文件的内部单位的转换比例a，即一个像素 代表a个内部单位； (2)处理BMP图像，输出CIF文件： (2a)从待处理的BMP图像集中读取一张BMP图像的图像信息和文件名信息；(2b)将读取的BMP图像转换成灰度图G(x，y)，并生成直方图H(x，y)，由直方图计 算出阈值Th,使用Th阈值将灰度图像转化为二值图像B(x，y); (2c)对二值图像B(x，y)进行边缘检测，寻找孔洞信息，打通这些孔洞使之与外界 连通，得到二值图像B' (x，y)，并将打通每个孔洞时操作的位置信息记录到第一链表R; (2d)对二值图像B' (x，y)进行边缘检测，得到二值图B' (x，y)中每个图形的边 缘信息，将每个边缘信息都使用一条链码表示，存储于第二链表L中； (2e)将第二链表L中的每条链码转化为行程编码，存储于第三链表E中； (2f)将第三链表E中的每条行程编码转换为有序坐标集V，该坐标集包含有一个 图形的所有顶点，使用第一链表R中保存的位置信息修改这些顶点坐标，使打开的孔洞闭 合； (2g)将有序坐标集V中的所有顶点位置信息转换为CIF格式指令，写入到CIF文 件中； (2h)读入下一副BMP图像，返回（2b)开始依次执行，直到所有BMP图像处理完毕。 本专利技术有如下优点： 第一、本专利技术由于对图像逐幅进行转换，而不是把所有图片拼合后进行转换，降低 了对计算机性能尤其对内存的需求。 第二、本专利技术使用了边缘检测的方法提取BMP图像中的图形信息，降低了版图与 平面图的转换过程中信息量的流失，从而提高集成电路版图的成品率和可靠性。 第三、本专利技术由于在检测图像边缘前打通了图像中的孔洞，因而对复杂的BMP版 图，例如不规则版图，含有孔洞及嵌套孔洞的图像也能够进行转换，具有比较强的通用性。【附图说明】 图1为本专利技术的实现流程图； 图2为孔洞以及打通孔洞后的示意图。【具体实施方式】 以下面结合附图对本专利技术技术实施例和效果做进一步的详细描述。 一 .术语说明 本专利技术中的版图图像使用的是BMP图像。BMP图像与基于坐标的图形记录方法不 同，它是一种基于像素扫描记录图像数据的方法，其数据量的大小取决于像素数量的大小 而非图形的复杂程度。BMP图像是Windows环境下标准的非压缩图像格式，其它的图像图形 文件可以无障碍地转换为BMP文件。BMP文件的来源是多种多样的，可以是数码相机拍摄的 显微图像，也可以通过抓图软件将计算机上显示的图像截取下来。本专利技术主要针对由抓图 软件获取的或由电脑生成的BMP文件，如果要处理从数码相机拍摄的显微照片或者是从扫 描仪扫描的图纸，因为可能会由于光线、拍摄角度等因素使图像产生大量噪点，还要进一 步选取更为合适的处理算法将其转换成更加准确的图像后再使用本专利技术方法进行转换。 CIF是一种描述集成电路的文件格式，它使用一组语句来描述版图中不同层上的 二维形状。这种格本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于图像边缘检测的版图图像转换为CIF文件方法，包括如下步骤：(1)设定BMP图像上的一个像素与CIF文件的内部单位的转换比例a，即一个像素代表a个内部单位；(2)处理BMP图像，输出CIF文件：(2a)从待处理的BMP图像集中读取一张BMP图像的图像信息和文件名信息；(2b)将读取的BMP图像转换成灰度图G(x,y)，并生成直方图H(x,y)，由直方图计算出阈值Th,使用Th阈值将灰度图像转化为二值图像B(x,y)；(2c)对二值图像B(x,y)进行边缘检测，寻找孔洞信息，打通这些孔洞使之与外界连通，得到修改后的二值图像B′(x,y)，并将打通每个孔洞时操作的位置信息记录到第一链表R；(2d)对二值图像B′(x,y)边缘检测，得到二值图B′(x,y)中每个图形的边缘信息，将每个边缘信息都使用一条链码表示，存储于第二链表L中；(2e)将第二链表L中的每条链码转化为行程编码，存储于第三链表E中；(2f)将第三链表E中的每条行程编码转换为有序坐标集V，该坐标集包含有一个图形的所有顶点，使用第一链表R中保存的位置信息修改这些顶点坐标，使打开的孔洞闭合；(2g)将有序坐标集V中的所有顶点位置信息转换为CIF格式指令，写入到CIF文件中；(2h)读入下一副BMP图像，返回(2b)开始依次执行，直到所有BMP图像处理完毕。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊平，赵腾伟，贾博文，高康，支爽爽，马瑞芳，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61