基于圖像邊緣檢測的版圖圖像轉(zhuǎn)換為cif文件方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及將集成電路中的版圖圖像轉(zhuǎn)換為標(biāo) 準(zhǔn)版圖數(shù)據(jù)格式的方法，可應(yīng)用于集成電路版圖的優(yōu)化。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著集成電路的不斷發(fā)展，工藝制造越來越復(fù)雜，元器件品種越來越多樣，使得 集成電路在其工藝生產(chǎn)的過程中，因為工藝或設(shè)計上的不足，總有一些集成電路無法達(dá)到 設(shè)計的要求甚至于無法正常的工作，最終導(dǎo)致集成電路成品率下降的現(xiàn)狀。版圖中不僅存 在有各種半導(dǎo)體器件，它們之間也存在彼此的互聯(lián)關(guān)系，同時為了節(jié)省芯片面積采用了多 層布線結(jié)構(gòu)，一般采取人工地從照片上提取并進(jìn)行對比的策略，不僅對時間和人力造成浪 費，也容易出錯，影響芯片質(zhì)量和制造周期。因此要在版圖分析和優(yōu)化過程中，將版圖布線 優(yōu)化工作轉(zhuǎn)移到圖像領(lǐng)域，依靠圖像處理智能分析或提取方法，完成對版圖結(jié)構(gòu)開路關(guān)鍵 面積或通孔檢測等操作。同時由于集成電路復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，需要不斷地拍攝圖片或者對 圖片進(jìn)行分割或拼接工作，因此對版圖圖像質(zhì)量提出了更高的要求；雖然對圖像格式的轉(zhuǎn) 換已經(jīng)相當(dāng)普及，但大部分是針對自然界的圖像，對版圖格式方面的轉(zhuǎn)換思路還沒有太多 的研宄。因此對集成電路版圖和平面圖之間的轉(zhuǎn)換研宄將是很有意義的，其算法質(zhì)量直接 可以決定圖像清晰度和版圖信息量等。
[0003] 傳統(tǒng)的圖像處理思路更多地依靠圖像處理算法對拍照進(jìn)行優(yōu)化，提高質(zhì)量以獲取 更多的信息量，如對圖像進(jìn)行復(fù)原，蟻群算法解決布線問題等，其研宄均是在拍照所得照片 基礎(chǔ)上進(jìn)行，忽視了在版圖與平面圖的轉(zhuǎn)換過程中信息量的流失，而且由圖像文件轉(zhuǎn)換為 標(biāo)準(zhǔn)版圖格式的算法研宄更少，這種狀況將直接影響到版圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，給工藝制造提 供可靠保證。
[0004]ChangjiangLi，JunpingWang，DanXu，YanhongGao發(fā)表的論文"Astudyon optimizedlayouttransformationalgorithm"（Anti-Counterfeiting,Securityand Identification(ASID), 2013IEEEInternationalConferenceon.IEEE, 2013:1-4.)中提 出一種將版圖圖像轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)CIF文件的方法，所述CIF是一種描述集成電路的文件格式， 它使用一組語句來描述版圖中不同層上的二維形狀。這種格式允許分層描述，具有表達(dá)比 較簡潔，人眼可讀的特點。該方法以集成電路版圖的CIF格式文檔和位圖BMP圖像為基礎(chǔ)， 實現(xiàn)將BMP圖像轉(zhuǎn)換為CIF格式文檔。該方法的基本思想是讀入含有版圖線網(wǎng)信息的BMP 圖像，通過產(chǎn)生很多矩形去擬合BMP圖像，將BMP中的圖像用矩形"拼合"出來，并把這些矩 形轉(zhuǎn)換成CIF格式，從而完成BMP圖像向CIF格式的轉(zhuǎn)換。該方法能夠完成大部分的BMP 圖像向CIF格式轉(zhuǎn)換的工作。但是仍然存在的以下不足，一是對于圖像中的斜線，如一個梯 形，很難用矩形去擬合，從而產(chǎn)生較大的誤差；二是在使用矩形擬合過程中會產(chǎn)生特別多的 矩形，矩形之間也不免有重疊，產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，轉(zhuǎn)換生成的CIF文件特別大。
[0005]ZhaoTW,WangJP,LiCJ,ZhengYH?發(fā)表的論文"Optimizedlayout transformationbasedonchaincodeandharriscornerdetection"（Solid-Stateand IntegratedCircuitTechnology(ICSICT), 2014 12thIEEEInternationalConference on.IEEE，2014:1-3.)中提出一種使用鏈碼和角點檢測的方法將版圖圖像轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)CIF 文件的方法。該方法的基本思想是首先使用鏈碼來表示版圖圖像中的線網(wǎng)信息，然后采用 角點檢測的方法識別版圖形狀信息，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為CIF格式。其仍然有以下不足，一是對含有 孔洞和嵌套孔洞的圖像，它不能進(jìn)行良好的識別，有可能會將孔洞覆蓋掉；二是在進(jìn)行角點 檢測的過程中需要進(jìn)行大量的高密度，高復(fù)雜度運算，對于復(fù)雜圖像處理效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提出一種基于圖像邊緣檢測的版圖圖像 轉(zhuǎn)換為CIF文件的方法，以避免圖形的重疊，減少數(shù)據(jù)冗余，提高轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確性。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：
[0008] (1)設(shè)定BMP圖像上的一個像素與CIF文件的內(nèi)部單位的轉(zhuǎn)換比例a，即一個像素 代表a個內(nèi)部單位；
[0009] (2)處理BMP圖像，輸出CIF文件：
[0010] (2a)從待處理的BMP圖像集中讀取一張BMP圖像的圖像信息和文件名信息；
[0011](2b)將讀取的BMP圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖G(x，y)，并生成直方圖H(x，y)，由直方圖計 算出閾值Th,使用Th閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像B(x，y);
[0012] (2c)對二值圖像B(x，y)進(jìn)行邊緣檢測，尋找孔洞信息，打通這些孔洞使之與外界 連通，得到二值圖像B' (x，y)，并將打通每個孔洞時操作的位置信息記錄到第一鏈表R;
[0013] (2d)對二值圖像B' (x，y)進(jìn)行邊緣檢測，得到二值圖B' (x，y)中每個圖形的邊 緣信息，將每個邊緣信息都使用一條鏈碼表示，存儲于第二鏈表L中；
[0014] (2e)將第二鏈表L中的每條鏈碼轉(zhuǎn)化為行程編碼，存儲于第三鏈表E中；
[0015] (2f)將第三鏈表E中的每條行程編碼轉(zhuǎn)換為有序坐標(biāo)集V，該坐標(biāo)集包含有一個 圖形的所有頂點，使用第一鏈表R中保存的位置信息修改這些頂點坐標(biāo)，使打開的孔洞閉 合；
[0016] (2g)將有序坐標(biāo)集V中的所有頂點位置信息轉(zhuǎn)換為CIF格式指令，寫入到CIF文 件中；
[0017] (2h)讀入下一副BMP圖像，返回（2b)開始依次執(zhí)行，直到所有BMP圖像處理完畢。
[0018] 本發(fā)明有如下優(yōu)點：
[0019] 第一、本發(fā)明由于對圖像逐幅進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不是把所有圖片拼合后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，降低 了對計算機(jī)性能尤其對內(nèi)存的需求。
[0020] 第二、本發(fā)明使用了邊緣檢測的方法提取BMP圖像中的圖形信息，降低了版圖與 平面圖的轉(zhuǎn)換過程中信息量的流失，從而提高集成電路版圖的成品率和可靠性。
[0021] 第三、本發(fā)明由于在檢測圖像邊緣前打通了圖像中的孔洞，因而對復(fù)雜的BMP版 圖，例如不規(guī)則版圖，含有孔洞及嵌套孔洞的圖像也能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具有比較強(qiáng)的通用性。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖；
[0023] 圖2為孔洞以及打通孔洞后的示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)實施例和效果做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0025] 一 .術(shù)語說明
[0026] 本發(fā)明中的版圖圖像使用的是BMP圖像。BMP圖像與基于坐標(biāo)的圖形記錄方法不 同，它是一種基于像素掃描記錄圖像數(shù)據(jù)的方法，其數(shù)據(jù)量的大小取決于像素數(shù)量的大小 而非圖形的復(fù)雜程度。BMP圖像是Windows環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)的非壓縮圖像格式，其它的圖像圖形 文件可以無障礙地轉(zhuǎn)換為BMP文件。BMP文件的來源是多種多樣的，可以是數(shù)碼相機(jī)拍攝的 顯微圖像，也可以通過抓圖軟件將計算機(jī)上顯示的圖像截取下來。本發(fā)明主要針對由抓圖 軟件獲取的或由電腦生成的BMP文件，如果要處理從數(shù)碼相機(jī)拍攝的顯微照片或者是從掃 描儀掃描的圖紙，因為可能會由于光線、拍攝角度等因素使圖像產(chǎn)生大量噪點，還要進(jìn)一 步選取更為合適的處理算法將其轉(zhuǎn)換成更加準(zhǔn)確的圖像后再使用本發(fā)明方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0027] CIF是一種描述集成電路的文件格式，它使用一組語句來描述版圖中不同層上的 二維形狀。這種格式允許分層描述，具有表達(dá)比較簡潔，人眼可讀的特點。
[0028] 二.具體步驟
[0029] 參照圖1，本發(fā)明的實現(xiàn)步驟如下：
[0030] 步驟1.設(shè)定轉(zhuǎn)換比例
[0031] 設(shè)定BMP圖像上的一個像素與CIF文件的內(nèi)部單位的轉(zhuǎn)換比例a，即一個像素代表 a個內(nèi)部單位。
[0032] 步驟2.從待處理的BMP圖像集中讀取一張BMP圖像的圖像信息和文件名信息。
[0033] BMP圖像的圖像信息，包括圖像內(nèi)容以及本圖像尺寸高H和寬W;
[0034] BMP圖像的文件名，是指用圖像的位置信息和所在層給其命名的名稱，從文件名中 可以得到圖像位于的第ROW行，第COL列位置。
[0035] 例如BMP圖像的文件名是"musb_162_2_CGP層一行2列2"，可以得到版圖的名字 是"musb_162_2"，版圖所在層為CGP層，本張圖像位于所有圖像中的第2行第2列。讀取圖 像信息可以得到這幅圖像的尺寸為高900像素，寬900像素。
[0036] 步驟3.根據(jù)讀取的BMP圖像，得到第二值圖像B(x