欠陥検出方法およびその方法を用いた視覚検査装置
【課題】周囲とは外観が異なる欠陥を、精度良くかつ高速で検出できるようにする。
【解決手段】検査対象物の画像を１画素ずつ走査しながら、毎時の注目画素２０に対し、あらかじめ登録した設定情報に基づき所定数の比較対象画素２１〜２３を設定し、これらの比較対象画素２１〜２３を順に注目画素２０に組み合わせて、組み合わせ毎に、組み合わせられた画素間の濃度差を求めてその濃度差が許容範囲に入るかどうかを判定する。ここで濃度差が許容範囲に入るという判定結果を得た場合には、注目画素２０は欠陥を表す画素ではないとして、次の位置に注目画素２０を移す。他方、濃度差が許容範囲に入るという判定結果を得る前に全ての組み合わせに対する処理が終了した場合には、注目画素２０を欠陥を表す画素であると判定する。
【解決手段】検査対象物の画像を１画素ずつ走査しながら、毎時の注目画素２０に対し、あらかじめ登録した設定情報に基づき所定数の比較対象画素２１〜２３を設定し、これらの比較対象画素２１〜２３を順に注目画素２０に組み合わせて、組み合わせ毎に、組み合わせられた画素間の濃度差を求めてその濃度差が許容範囲に入るかどうかを判定する。ここで濃度差が許容範囲に入るという判定結果を得た場合には、注目画素２０は欠陥を表す画素ではないとして、次の位置に注目画素２０を移す。他方、濃度差が許容範囲に入るという判定結果を得る前に全ての組み合わせに対する処理が終了した場合には、注目画素２０を欠陥を表す画素であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の物体を撮像して生成された画像をコンピュータにより処理することによって、周囲とは異なる明るさや色彩をもって画像中に現れている欠陥を検出する方法、およびこの方法が適用された視覚検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板、印刷物、織物など、種々のパターンが表面に形成された物体（以下、「ワーク」という場合もある。）の外観上の欠陥を検出する方法として、欠陥のないモデルによる濃淡画像（以下、「基準画像」という。）をあらかじめ登録し、検査対象のワークの画像（以下、「検査対象画像」という。）を基準画像と比較する方法が、知られている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。
【０００３】
また、基準画像を用いずに欠陥を検出する方法として、特許文献３に開示されたものがある。この特許文献３に記載された発明は、向きが限定された線状パターンが形成されたワークを検査対象として、正常な線状パターンと欠陥とを精度良く見分けることを課題として、濃度勾配方向を表す角度データ（エッジコード）を用いた画像処理を実行する。具体的には、検査対象画像に局所領域を走査しつつ、局所領域内の各画素のエッジコードによるヒストグラムを作成し、このヒストグラムの最大の度数に対応するエッジコードが線状パターンの限定された向きに適合するか否かを判断し、適合しないと判断したとき、その時点における局所領域内に欠陥が存在すると判定する。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９３５１５号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１２３０号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２のように基準画像を用いて欠陥を検出する方法では、ワーク毎に基準画像を登録する必要があるため、多数のワークを検査対象とする場合には、容量の大きなメモリが必要となる。また、正常なパターンの形成位置や大きさにばらつきが生じたり、明るさが変動すると、これらによるノイズが欠陥として誤検出されるおそれがある。また、特許文献２には、欠陥の検出精度を向上するためにフィルタ処理などを行うことが記載されているが、このような処理を行うとアルゴリズムが複雑になり、欠陥を高速で検出するのが困難になる。
【０００６】
特許文献３に記載された発明では、基準画像を登録する必要はないが、正常な線状パターンとは濃度が異なっていても、線状パターンと濃度勾配方向が同様の画素が集まる局所領域を検出するのが困難である。このため、線状パターンと同様の方向に延びる線状の欠陥を検出する精度を保証できない、という問題がある。
【０００７】
本発明は上記の各問題に着目し、基準画像を登録する必要がなく、また欠陥の形状を問わずに、周囲とは異なる外観の欠陥を検出する処理を、精度良くかつ高速で実行することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による欠陥検出方法は、検査対象物の画像を処理するコンピュータに、画像中の注目画像から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定するための設定情報を、あらかじめ登録する。そして、この登録が完了したコンピュータにおいて、検査対象の画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定するとともに、画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素はないという判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定する。さらに、画像に対する走査が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する。
【０００９】
上記の方法において、比較対象画素は、注目画素から見た方位および注目画素からの距離が定まっている画素であり、注目画素が移動すれば、これに伴って比較対象画素も移動する。比較対象画素の設定情報は、たとえば注目画素に対する方位および距離により表してもよいし、注目座標を基準にした比較対象画素の相対座標として表してもよい。
なお、注目画素を動かす範囲（走査範囲）は、検査対象画像の全範囲とするのが望ましいが、これに限らず、あらかじめ定められた範囲に走査の範囲を限定してもよい。
【００１０】
また、比較対象画素は複数個設定されるのが望ましいが、検査対象画像の特性や検査目的によっては単独の比較対象画素を設定するのみとしてもよい。また、注目画素の位置によっては、設定情報が定める比較対象画素のすべてを設定できない場合もあるが、このような場合には、設定できる範囲で比較対象画素を設定すればよい。または、注目画素の位置に応じて適用する設定情報を変更してもよい。
【００１１】
設定情報を登録する処理では、検出したい欠陥の大きさに応じて注目画素に対する比較対象画素の距離を定めるのが望ましい。たとえば、想定される欠陥の中心部の画素が注目画素となったときに、どの比較対象画素も欠陥以外の部位に対応するように上記の距離を定めておけば、いずれの比較対象画素でも注目画素に対する画像データの差が許容範囲を上回るものになる。よって、上記の設定により、欠陥の中心部を検出することが可能になる。
さらに、検出したい欠陥の幅長さに応じた距離を設定すれば、欠陥の周縁部の画素が注目画素となった場合でも、欠陥に対応しない部位に各比較対象画素を設定することが可能になる。よって、欠陥のほぼ全体を検出することが可能になる。
【００１２】
一方で、設定された比較対象画像のうちの１つでも、注目画素に対する画像データの差が許容範囲に入れば、注目画素は欠陥を表すものではないと判断される。したがって、たとえば検査対象画像中に、周囲と異なる濃度で欠陥と同程度の大きさのパターンがあったとしても、このパターンから所定距離離れた場所に同様の濃度のパターンが存在する場合には、前者のパターンに注目画素を設定したときに後者のパターンに比較対象画素が設定されるような設定情報を定めることによって、当該パターンが欠陥として誤検出されるのを回避することができる。よって、回路パターンが形成された基板、印刷物、織物など、同一または類似のパターンの繰り返しが多い構造の物体が検査対象となる場合でも、欠陥を、精度良く検出することが可能になる。
【００１３】
また上記の方法では、毎時の注目画素に対し、各比較対象画素との画像データの差を算出して、算出された差の値と許容範囲を表す数値とを照合する、という簡易なアルゴリズムによる処理で、注目画素が欠陥を表す画素か否かを特定することができる。また画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素が１つでも見つかれば、その時点で現在の注目画素は欠陥を表さないと判断して、次の画素に注目位置を移すことができるので、欠陥検出にかかる処理を高速で行うことができる。
【００１４】
上記の方法において、欠陥を表すものとして特定された画素の有無を出力する場合には、その出力をもって、検査対象物を良品と不良品とに分けることができる。また、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する場合には、出力された画像を表示することによって、欠陥の位置、大きさ、形状などをユーザが容易に認識することができる。
【００１５】
以下、上記の方法に関する好ましい実施態様を説明する。
まず第１の態様では、毎時の注目画素に対する処理において、登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行する。そして、差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは、その時点の注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、注目画素を欠陥を表す画素として特定する。
【００１６】
上記の態様によれば、複数の比較対象画素を設定する場合でも、欠陥が存在しない箇所に注目画素が設定された場合には、その注目画素に対する画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素が組み合わせられて、その組み合わせに対する処理が終了した時点で、当該注目画素が欠陥を表さない画素であると判定して次の画素に注目位置を移すことができる。よって、欠陥検出にかかる処理を高速化することができる。
【００１７】
第２の態様では、設定情報として、注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを登録する。また毎時の注目画素に対する比較対象画素を設定する際には、注目画素に設定情報が示す方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する。
【００１８】
上記の態様によれば、たとえば設定情報が示す方位が複数ある場合には、これらの方位毎に、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に並ぶ複数の画素を、比較対象画素とすることができる。
【００１９】
２つの距離Ｉ，Ｊのうち、短い方の距離Ｉは、検出すべき欠陥の大きさに応じて設定するのが望ましい。言い換えれば、欠陥の少なくとも一部に注目画素が設定されたときに、距離Ｉに基づき設定した比較対象画素が欠陥の外側に設定されるように、距離Ｉの値を設定するのが望ましい。また、欠陥以外のパターンが欠陥として誤検出されるのを回避するには、同様の画像データを有するパターン間の距離が距離Ｉより大きく、距離Ｊ以下となるように、距離Ｉ，Ｊの値を設定するのが望ましい。
【００２０】
設定情報に含める方位は、検査対象画像の特性に応じて変更することができる。また、縞模様のパターンを含む画像など、画像中のパターンの並び方向が限定される場合や、濃度がほぼ均一な画像を処理する場合には、注目画素に対して右、または注目画素に対して上など、特定の一方位のみを設定情報に含めてもよい。
【００２１】
第３の態様では、設定情報として、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタとして、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを登録する。また、毎時の注目画素に対する比較対象画素を設定する際には、登録されたマスクフィルタを、その中心を注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の比較対象画素を設定する。
【００２２】
上記の態様によれば、たとえば、欠陥の大きさや通常パターン間の間隔などに応じてマスクフィルタのサイズを決め、このフィルタ内の中心の画素およびこれに隣接する画素を除く範囲で、比較対象画素の位置を自由に設定することができる。よって、比較対象画素の設定の自由度を広げて、種々の検査対象物に対応することができる。
【００２３】
つぎに、第４の態様では、設定情報を登録する処理において、設定情報の候補となる情報の入力を受け付けるステップと、欠陥を含むモデルの画像に入力された情報を設定情報として適用して、前記欠陥を表す画素を特定するための一連の処理を実行するステップと、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するステップとを、画像の表示に対して確定操作が行われるまで繰り返し実行する。そして確定操作が行われたとき、最新の入力情報（最新の表示画像の生成に使用された入力情報）を設定情報として登録する。
【００２４】
上記の態様では、ユーザが設定情報の候補となる情報を入力する都度、その入力情報を用いて本処理と同様の処理を実行し、欠陥の検出結果を表す画像を表示する。すなわち、モデルの画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、入力された情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素が存在するか否かを判定するとともに、画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素は存在しないとする判定をしたとき、当該注目画素を欠陥を表す画素として特定する。そして、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示する。
【００２５】
上記の態様によれば、ユーザは、自身が入力した情報が設定情報として適切であるか否かを容易に判断することができる。よって、欠陥検出の原理をよく理解できていないユーザでも、適切な設定情報を登録する作業を容易に行うことが可能になる。
【００２６】
つぎに、第５の態様では、設定情報とともに、注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報をコンピュータに登録する。このようにすれば、検査対象画像の画像データのばらつきに応じて許容範囲を変更することができるから、欠陥の検出精度を高めることができる。
【００２７】
つぎに、本発明による視覚検査装置は、検査対象物を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により生成された画像を処理して、検査対象物の外観上の欠陥を検出する検査実行手段と、画像中の注目画素から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定することを前提として、比較対象画素を設定するための設定情報の入力を受け付ける入力手段と、入力された設定情報を登録する登録手段とを具備する。さらに検査実行手段には、以下の欠陥画素特定手段および出力手段が設けられる。
【００２８】
欠陥画素特定手段は、撮像手段により生成された検査対象物の画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ登録手段に登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定する。さらに、画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素はないとする判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定する。出力手段は、画像に対する操作が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する。
【００２９】
上記構成の視覚検査装置によれば、ユーザが、比較対象画素の設定情報として適切な情報を入力することによって、欠陥を高速かつ精度良く検出することが可能になる。また検査対象物が変更された場合にも、設定情報を変更することにより容易に対応することができる。
【００３０】
第１の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が前記許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行する。そして、差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、注目画素を欠陥を表す画素として特定する。
【００３１】
第２の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを、それぞれ入力する。また欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ登録手段に登録された方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する。
【００３２】
上記構成において、距離Ｉ，Ｊを入力するための構成は、Ｉ，Ｊの具体的な数値を入力するものに限らず、欠陥を含むモデルの画像上で欠陥に対応する範囲や通常パターンの間隔に対応する範囲を指定する操作を受け付けて、指定された範囲からＩ，Ｊの値を自動抽出するものでもよい。
【００３３】
第３の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを設定する操作を、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけることを条件として受け付ける手段として構成される。また欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ登録手段に登録されたマスクフィルタを、その中心を注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の画素を比較対象画素として設定する。
【００３４】
上記の入力手段は、たとえば、フィルタサイズを設定する操作や、各画素にフラグデータを設定する操作を受け付ける手段として構成することができる。または、あらかじめ装置に登録された複数種のマスクフィルタの構成を表示して、その中の１つを選択する操作を受け付ける手段として構成してもよい。
【００３５】
第４の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、設定情報の候補となる情報の入力を受け付ける手段と、この手段が入力した情報を確定する操作を受け付ける手段とを具備する。さらにこの装置には、撮像手段により欠陥を含むモデルの画像が生成され、入力手段より設定情報の候補となる情報が入力されたことに応じて、モデルの画像に前記入力された設定情報の候補を適用して判定手段および欠陥画素特定手段による処理を実行し、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するテスト実行手段と、テスト実行手段による画像表示に対して入力手段が確定操作を受け付けたとき、最新の入力情報を設定情報として登録手段に登録する登録処理手段とが、設けられる。
【００３６】
第５の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報の入力を受け付ける手段を、さらに含む。また登録手段は、比較対象領域の設定情報および画像データの差に関する許容範囲につき入力手段が受け付けた入力情報を登録する手段として、構成される。
【発明の効果】
【００３７】
上記の欠陥検出方法および視覚検査装置によれば、検出したい欠陥の大きさや、検査対象画像の特性に応じて比較対象画素の設定情報を調整して登録することにより、欠陥を精度良く検出することが可能になる。また、欠陥検出のアルゴリズムが簡単であるため処理を高速化することができ、多数の検査対象物を検査する場合のタクトタイムを短縮できるなど、ユーザにとっての利便性を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、視覚検査装置の構成例を示す。
この視覚検査装置は、検査対象のワークを撮像し、生成された画像を処理することによって、検査対象物の良否を判定するもので、検査に関する一連の処理を実行する本体部１、撮影用のカメラ２、表示部３、操作部４などにより構成される。表示部３は、たとえば液晶モニタにより構成され、操作部４には、マウスやキーボードが含まれる。
【００３９】
本体部１は、ＣＰＵを含む制御部１０を主体とする汎用のコンピュータ装置（パーソナルコンピュータ）であって、主記憶部１１（たとえばハードディスク）や画像メモリ１２（たとえばＲＡＭボード）が組み込まれる。本体部１には、さらに、撮像インターフェース１３、表示用インターフェース１４、入力用インタフェース１５、外部インターフェース１６、外部ディスク用読取部１７などが設けられる。
【００４０】
本体部１では、プログラムが格納された記憶媒体１８（たとえばＣＤまたはＤＶＤ）を外部ディスク用読取部１７にセットし、読み取られたプログラムを主記憶部１１にインストールするようにしている。この主記憶部１１にインストールされたプログラムによって、制御部１０に、一連の画像処理や判定処理を実行する機能が設定される。また制御部１０には、後記する設定画面を介して操作部４からの設定入力を受け付けるグラフィカルユーザインターフェースの機能も設定される。
【００４１】
撮像インターフェース１３は、制御部１０からの撮像制御信号をカメラ２に与えて撮像を行わせ、カメラ２から出力された画像信号をディジタル画像データに変換する。変換後の画像データは、画像メモリ１２に格納され、制御部１０により処理される。
【００４２】
表示用インターフェース１４は、制御部１０からの指令に基づき、表示部３への画像表示を制御し、入力用インターフェース１５は、操作部４による操作を受け付けて、その操作内容を示すデータを制御部１０に出力する。外部インターフェース１６は、図示しない外部機器に、検査結果を出力する場合に使用される。
【００４３】
上記構成の視覚検査装置では、主記憶部１１にインストールするプログラムによって、検査対象物（ワーク）の種類や検査目的に応じた種々の手法により検査を実行することができる。以下では、これらの検査のうち、ワークの表面に汚れやキズなどの外観上の欠陥が生じていないかどうかを判定する検査に関して、好適な実施例を説明する。
【００４４】
図２は、１つのワークに対して実行される検査の概略手順を示すフローチャートである。以下、この図の流れに沿って説明すると、まずステップＡでは、検査対象のワークを撮像する。この撮像により生成された画像は、撮像インターフェース１３によりディジタル変換され、変換後の画像が検査対象画像として画像メモリ１２に格納される。
【００４５】
つぎのステップＢでは、上記の検査対象画像を対象に欠陥検出処理を実施する。この処理では、後で詳細に説明するように、検査対象画像の各画素に順に注目して注目画素が欠陥を表す画素か否かを判定し、その判定結果を示す情報として、欠陥を表す画素を「１」とし、欠陥でない画素を「０」とする２値画像を生成する。以下、この画像を「欠陥検出画像」という。
【００４６】
つぎのステップＣでは、上記の欠陥検出画像を用いて欠陥の有無を判定する。具体的には、欠陥検出画像の中で値が「１」になっている画素を計数して、その計数値を所定のしきい値と比較する。そして、計数値がしきい値を上回れば「欠陥あり」と判定し、計数値がしきい値以下であれば「欠陥なし」と判定する。
【００４７】
この後は、欠陥検出画像および欠陥の有無判定の結果を表示部３に表示し（ステップＤ）、さらに、欠陥の有無判定の結果を外部の装置に出力して（ステップＥ）、ワークに対する検査を終了する。以後も、カメラ２の視野にワークが送り込まれる都度、上記のステップＡ〜Ｅを繰り返し実行する。
【００４８】
図３および図４は、それぞれ検査対象画像の具体例と、当該検査対象画像に図２のステップＢを実行することにより生成された欠陥検出画像とを対応づけて示す。
【００４９】
図３の検査対象画像は、回路パターンが形成されたプリント基板を撮像することにより生成されたもので、画像の中央付近に、周囲とは異なる濃度の欠陥Ｆ０が現れている。図４の検査対象画像は、縦縞模様のパッケージを撮像することにより生成されたもので、模様部分とは異なる濃度を持つ３つの欠陥Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が現れている。
なお、以下では、欠陥Ｆ３のような細長形状の欠陥を「線状欠陥」といい、欠陥Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２のように比較的狭い範囲に生じた欠陥を「局所欠陥」という。
【００５０】
図３，４に示す欠陥検出画像では、各欠陥Ｆ０，Ｆ１〜Ｆ３が黒画素（値が「１」の画素）により表される一方、原画像に現れていた欠陥以外のパターン（以下、「正常パターン」という。）は、すべて白画素（値が「０」の画素）に変換されている（白、黒の表示は逆であってもよい。）。このように欠陥を周囲の正常パターンから切り分けて検出するための原理について、以下、詳細に説明する。
【００５１】
図５は、図２のステップＢで具体的に実行される処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、（ｘ，ｙ）は注目画素の座標であり、Ｌｘはｘ座標の最大値、Ｌｙはｙ座標の最大値である。またＧ（ｘ，ｙ）は、欠陥検出画像の中の注目画素に対応する画素のデータである。図示例では、座標（０，０）から座標（Ｌｘ，Ｌｙ）までの範囲で注目画素を１画素ずつ変更することにより（ステップＢ１，Ｂ２およびステップＢ９〜Ｂ１２）、画像全体を走査して、毎時の注目画素に対し以下の処理を実行する。
【００５２】
まず注目画素に対し、あらかじめ登録された設定情報に基づき所定数の比較対象画素を設定し（ステップＢ３）、ステップＢ４〜Ｂ６のループに入る。このループでは、設定された比較対象画素を注目画素と順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の濃度差Ｄを算出し、算出された濃度差Ｄの絶対値（以下、「濃度絶対値」という。）を所定のしきい値ｄｈと比較する。ここで濃度絶対値がｄｈを下回るという判定が得られた場合には、ループを抜けて、Ｇ（ｘ，ｙ）の値を０に設定する（ステップＢ８）。
【００５３】
これに対し、いずれの比較対象画素との組み合わせにおいても、濃度絶対値がｄｈ以上となった場合には、ステップＢ４〜Ｂ６のループを最後まで実行してステップＢ７に進み、Ｇ（ｘ，ｙ）の値を１に設定する。
【００５４】
上記のステップＢ４〜Ｂ６は、ステップＢ３で設定された比較対象画素の中に、注目画素との濃度差がしきい値ｄｈが示す許容範囲に入る画素があるか否かを判定する処理に相当する。設定された比較対象画素をすべて処理するまで（ステップＢ６が「ＹＥＳ」となるまで）ループが実行されるということは、現在の注目画素に対しては、濃度差が許容範囲に入る比較対象画素はないと判定されたことを意味する。そして、この場合にＧ（ｘ，ｙ）の値を１に設定する処理は、現在の注目画素が欠陥を表す画素であると判定する処理に相当する。
【００５５】
上記の処理に用いられる比較対象画素の設定情報や濃度絶対値を照合するためのしきい値ｄｈは、あらかじめユーザにより定められ、主記憶部１１内に登録される。これらの登録情報を適切なものに設定して図５の手順を実行することにより、先の図３，４の例に示したような精度の良い欠陥検出画像を得ることができる。
【００５６】
図６は、比較対象画素の設定例を模式的に示す。
図中の２０は注目画素であり、２１，２２は比較対象画素である。図示例では、注目画素２０から見て上・下・左・右の４方位、およびこれらの方位を４５度回転させた４方位の計８方位において、それぞれ注目画素２０から距離Ｉ離れた位置にある画素２１、および注目画素２０から距離Ｊ離れた位置にある画素２２、ならび画素２１，２２の間に存在する所定数の画素（図示せず。）を比較対象画素とする。なお、Ｉ，Ｊは画素数により表され、２≦Ｉ＜Ｊの関係になることを前提とする。また、注目画素を０番目として一方向に沿って並ぶ画素を順に数えたとき、Ｉ番目にある画素を画素２１とし、Ｊ番目にある画素を画素２２とする。
【００５７】
この実施例では、あらかじめ比較対象画素を設定する方位と、各方位に適用するＩ，Ｊの値とを定めて、これらを図５のステップＢ３で使用する設定情報として登録する。これにより、毎時の注目画素２０に対し、所定数の比較対象画素がそれぞれ特定の位置関係をもって設定され、各比較対象画素が注目画素２０に順に組み合わせられて、ステップＢ４〜Ｂ６の処理が実行される。
【００５８】
なお、画像の端縁の近傍など、全ての方位に比較対象画素を設定することができない場所に注目画素が設定された場合には、その位置で設定可能な比較対象画素のみを設定して、ステップＢ４〜Ｂ６を実行すればよい。または、図５の例のように画像全体を走査するのではなく、設定情報を適用することが可能な範囲に絞り込んで走査を行ってもよい。
【００５９】
つぎに、図７を用いて、上記の設定と図５に示した処理により欠陥と欠陥以外の部位とを識別できる理由を説明する。
まず図７（１）の例では、欠陥Ｆに注目画素２０が設定され、この注目画素２０に対し、距離Ｉに基づき設定した比較対象画素２１が、いずれも欠陥Ｆの外側に位置している。このように、注目画素２０に最も近い比較対象画素２１がすべて欠陥Ｆより外側に位置する状態が成立すれば、いずれの比較対象画素でも注目画素２０に対する濃度絶対値がしきい値ｄｈを上回るようになり、注目画素２０を欠陥として検出することができる。
【００６０】
図７（１）では、各画素２０，２１の欠陥Ｆに対する相対的な大きさを誇張して示しているが、実際には、注目画素２０を１画素ずつ移動させることにより、欠陥Ｆ内でも、注目画素２０の移動が相当数実施される。この場合に、欠陥Ｆの最大の幅長さの半分より大きい値がＩに設定されていれば、少なくとも欠陥Ｆの中心位置に注目画素２０が設定されたときに、図７（１）に示す状態が成立し、欠陥Ｆの中心位置を検出することが可能になる。さらに、欠陥Ｆの最大の幅長さより大きい値をＩに設定すれば、欠陥Ｆの周縁部に注目画素が設定された場合にも、図７（１）に示す状態を成立させることができるから、欠陥のほぼ全体を検出することが可能になる。
【００６１】
つぎに図７（２）の例では、欠陥Ｆの外側に注目画素２０が設定され、注目画素２０に最も近い比較対象画素２１が欠陥Ｆ上に設定されている。したがって、この場合の注目画素２０と比較対象画素２１との濃度絶対値はしきい値ｄｈ以上となる。
【００６２】
しかし、この例では、注目画素２０から最も離れた位置にある比較対象画素２２や、画素２１，２２の間に位置する比較対象画素２３など、欠陥Ｆの外側に相当数の比較対象画素が設定される。よって、欠陥Ｆの外側の比較対象画素の中に注目画素２０との濃度絶対値がしきい値ｄｈより小さくなる画素が１つでもあれば、注目画素２０が欠陥として検出されることはない。
【００６３】
欠陥Ｆのない箇所では、仮に細かい模様や正常パターンによる濃度のばらつきがあっても、注目画素２０と同様の濃度の箇所が全く存在しないとは考えにくい。したがって、検査対象画素の特性に応じて比較対象画素を設定する方位や設定される画素数を調整すれば、いずれかの比較対象画素を注目画素２０との濃度差が許容範囲になる位置に設定することが可能になり、注目画素２０が欠陥として検出されるのを回避することができる。
【００６４】
つぎに図７（３）の例では、欠陥Ｆとほぼ同じ大きさの正常パターンＰ１，Ｐ２が所定の距離Ｌを隔てて位置しており、一方の正常パターンＰ１に注目画素２０が設定され、正常パターンＰ１より外側に、距離Ｉに基づく比較対象画素２１が設定されている。また、図示していない方位の比較対象画素２１も同様に、正常パターンＰ１の外側に設定されるから、各比較対象画素２１と正常パターンＰ１との関係は、図７（１）に示したものと同様になる。
【００６５】
しかしながら、この例では、注目画素２０から最も遠い比較対象画素２２までの距離Ｊが正常パターンＰ１，Ｐ２間の距離Ｌより大きく設定されているため、画素２１，２２の間の所定位置にある比較対象画素２３が正常パターンＰ２に位置合わせされる（Ｌ＝Ｊとなって比較対象画素２２が正常パターンＰ２に位置合わせされる場合もある。）。したがって、この比較対象画素２３と注目画素２０との濃度絶対値がしきい値ｄｈより小さくなれば、注目画素２０が欠陥として検出されることはない。
【００６６】
また、正常パターンＰ２に注目画素２０が設定された場合にも、図７の例とは反対の関係を成立させることができるので、同様に、正常パターンＰ２が欠陥として検出されるのを回避することができる。
【００６７】
上記のとおり、この実施例によれば、欠陥の大きさや正常パターン間の距離に応じて、Ｉ，Ｊの値を調整することにより、欠陥と正常パターンとを高い確度で見分けて、欠陥を精度良く検出することができる。ただし、１つの検査対象画像中に複数の欠陥が生じる可能性がある場合には、これらの欠陥の間に図７（３）に示したような関係が生じることがないように、距離Ｊの設定値や比較対象画素を設定する方位を考慮する必要がある。
【００６８】
また、図５のフローチャートによれば、注目画素に対する濃度絶対値がしきい値ｄｈ以下となる比較対象画素が１つ見つかった時点で、ステップＢ４〜Ｂ６のループを打ち切ってＧ（ｘ，ｙ）の値を定め、次の画素に注目位置を移すので、欠陥検出に要する処理時間を短縮して、処理を高速化することができる。
【００６９】
なお、図６の例では、各方位につき同様の条件で比較対象画素を設定したが、これに限らず、たとえば、各方位を、上下、左右、斜めの３グループに分けて、グループ毎に、Ｉ，Ｊの値を個別に設定してもよい。
【００７０】
また、後記するように、比較対象画素を設定する方位は適宜選択できるようにするのが望ましい。たとえば、図４の例のような縞状の正常パターンを含む画像を処理する場合であれば、正常パターンの長さ方向に対応する方位（図４の例では上と下）を選択すれば、正常パターンの間隔の影響を受けずに、欠陥を精度良く検出することが可能になる。
【００７１】
一方で、正常パターンの配置に規則性がない画像を処理するような場合には、比較対象画素がより密に設定されるように、図８に示すようなマスクフィルタ２５を、比較対象画素の設定情報として登録してもよい。この例のマスクフィルタ２５は、図中の斜線をひいた範囲の画素に、それぞれ当該画素が比較対象画素であることを示すデータ「１」を設定し、中央の画素２０Ａを含む白抜き部分にある各画素に、それぞれ当該画素が比較対象画素でないことを示すデータ「０」を設定したものである。マスクフィルタ２５のサイズや、各画素に対するデータは、図８の例に限らず、ユーザが自由に設定することができる。ただし、注目画素に対応づける中央の画素２０Ａおよびこの画素２０Ａに隣接する画素には、「１」の値を設定できないようにしている。
【００７２】
上記のマスクフィルタ２５を用いて検査を行う場合には、検査対象画素上のマスクフィルタ２５の設定位置を１画素ずつ変更して、毎回、マスクフィルタ２５の中央の画素２０Ａに対応する画素を注目画素とし、フィルタ内のデータ「１」の設定位置に対応する画素を比較対象画素とする。よって、多数の比較対象画素を設定する場合でも、簡単に各比較対象画素の設定位置を特定することができる。
【００７３】
つぎに、この実施例の視覚検査装置には、比較対象画素の設定情報や濃度絶対値のしきい値ｄｈなどの検査に使用する情報（以下、「検査情報」という。）をユーザが設定しなければならない点に鑑み、適切な検査情報を簡単に設定するためのユーザインターフェースが組み込まれている。以下、この機能について詳細に説明する。
【００７４】
図９は、表示部３に表示される検査情報の設定画面の例を示す。
この設定画面には、画像の表示領域１００のほか、「サーチモード選択」を行うための領域１０１、「欠陥検出条件」を設定するための領域１０２、開始位置自動抽出ボタン１０３、画像表示切替ボタン１０４、ＯＫボタン１０５、キャンセルボタン１０６などが設けられる。
【００７５】
画像表示領域１００には、欠陥を有するワークのモデルの濃淡画像（以下、「欠陥モデル画像」という。ここでは、先の図４に示した画像が表示された例を示す。）が表示されている。この表示は、後記する図１２，１３に示すように、欠陥検出画像の表示に切り替えることができる。画像表示切替ボタン１０４は、この表示の切替を行うためのボタンである。また、図９には示していないが、画像表示領域１００内には、画像の表示倍率を選択するためのコンボボックスが設けられている。
【００７６】
「サーチモード選択」の領域１０１は、ユーザにとっては、欠陥を検索する手法または検索方向を選択するという意味合いを持つが、実際には、比較対象画素の設定方法を選択するためのものである。この実施例では、先の図６に示した８つの方位のうちの上および下を「縦方向」とし、右および左を「横方向」とし、注目画素から見て斜め４５度の各方位を「斜め方向」として、それぞれグループ分けし、これらのグループに基づき、「縦方向」「横方向」「縦・横方向」「縦・横・斜め方向」の４つのサーチモードを設定し、各サーチモードの名称をチェックボックス１０７とともに表示している。
【００７７】
さらに、この実施例の領域１０１には、「マスク使用」というサーチモードが、「マスク作成」ボタン１０８とともに設けられている。このサーチモードは、マスクフィルタ２５を用いて比較対象画素を設定する旨を示すものである。この実施例でユーザが「マスク使用」のチェックボックス１０７と「マスク作成」ボタン１０８をクリックすると、別の設定ウィンドウ（図示せず。）が開き、そのウィンドウ内でマスクフィルタ２５のサイズやフィルタ内の各画素のデータの設定操作を受け付ける。また、設定に不慣れなユーザのために、別途、複数の標準のマスクフィルタ２５を表す模式図を表示して、その中の１つを選択させるようにしたウィンドウを呼び出すこともできる。
【００７８】
「欠陥検出条件」の設定領域１０２には、「開始位置」「終了位置」「濃度差」の各パラメータについて、それぞれ具体的な数値を入力するための入力ボックス１０９やスライダ１１０を含む設定部１１１が設けられる。
【００７９】
「開始位置」は、注目画素２０から最も近い比較対象画素２１までの距離Ｉに相当し、「終了位置」は、注目画素２０から最も遠い比較対象画素２２までの距離Ｊに相当する。また「濃度差」は、濃度絶対値を照合するためのしきい値ｄｈに相当する。これら３種類のパラメータについて、ユーザは、それぞれスライダ１１０の上下動または入力ボックス１０９への数値入力により値を設定することができる。
【００８０】
なお、領域１０２が図９に示すように構成されるのは、「マスク使用」以外のサーチモードが選択された場合である。「マスク使用」が選択された場合の領域１０２には、「濃度差」の設定用の入力ボックス１０９および設定部１１１のみが設けられる。
【００８１】
つぎに、開始位置自動抽出ボタン１０３は、画像表示領域１００に表示されている欠陥モデル画像を用いて、開始位置、すなわち距離Ｉを自動設定するためのものである。具体的には、ユーザがこのボタン１０３を操作すると、画像表示領域１００内での範囲指定操作が可能となり、範囲指定操作を行うと、その指定に応じて距離Ｉの値が自動設定される。また領域１０２の「開始位置」の入力ボックス１０９の表示やスライダ１１０の位置も、この設定値に対応したものとなる。
【００８２】
図１０は、上記の機能を利用する場合の欠陥モデル画像に対する範囲指定の具体例を示す。これらの例は、いずれも図９の画像表示領域１００内の表示の一部を拡大して、欠陥に対応する箇所を指定したものである。
【００８３】
図１０（１）は、局所欠陥Ｆ１を対象にした範囲指定の例であって、欠陥Ｆ１の全体が含まれるような矩形領域ｃが設定されるように、領域ｃの対角の頂点となる２点ａ１，ａ２を指定している。この範囲指定により、指定範囲の幅として、矩形領域ｃの長い方の辺の長さが計測される。なお、局所欠陥に対しては、円状の領域による範囲指定を行って、指定された円の直径を計測することもできる。
【００８４】
図１０（２）は線状欠陥Ｆ３を対象にした範囲指定の例であって、欠陥Ｆ３を横切るように２点ｂ１，ｂ２を指定している。この場合には、指定範囲の幅として、点ｂ１，ｂ２間の距離を計測する。
【００８５】
このようにユーザの行った範囲指定操作に応じて指定範囲の幅を計測すると、その計測値にあらかじめ定めた数値を加えた値を距離Ｉに設定する。よって、ユーザが画像中の検出したい欠陥を含む範囲を適切に指定すれば、その欠陥の検出に必要な「開始位置」を自動設定することが可能になる。
【００８６】
さらに、この実施例の視覚検査装置では、上記の設定画面の表示下で図１１に示すような手順を実行することにより、ユーザが自身の設定した検査情報が適切であるか否かを、容易に判断できるようにしている。
【００８７】
以下、図１１に示す処理について説明する。
この実施例では、まず、カメラ２により生成された欠陥モデル画像を入力し、画像表示領域１００に表示する（ステップＳ１）。つぎに、ユーザが「サーチモード」や「欠陥検出条件」を設定して、画像表示切替ボタン１０４を操作すると、ステップＳ２が「ＹＥＳ」となり、設定された各種情報に基づき欠陥検出処理を実行する（ステップＳ３）。なお、このステップＳ３の詳細は、図５に示した手順と同様である。
【００８８】
欠陥検出処理が終了すると、その処理により生成された欠陥検出画像を、それまでの欠陥モデル画像に置き換えて表示する（ステップＳ４）。さらにこの表示状態下で、ユーザが何らかの設定変更を行うと、ステップＳ５が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３，Ｓ４が再び実行される。以下、同様に、設定変更操作がある都度、ステップＳ３，Ｓ４を実行することにより、変更された設定に基づく欠陥検出処理が実行され、欠陥検出画像の表示も切り替えられる。
【００８９】
前述したように、この実施例の欠陥検出処理は高速で実行可能であるので、上記の処理によれば、設定変更操作の都度、その操作に連動して欠陥検出画像の表示を切り替えることができる。よって、ユーザは、毎時の設定変更に対する欠陥検出画像により設定内容が適切であるか否かを確認し、適切であると判断した時点で確定操作（ＯＫボタン１０５の操作）を行うことができる。この操作が行われると、ステップＳ６が「ＹＥＳ」となって、現在設定されている情報を確定して登録し（ステップＳ７）、処理を終了する。
【００９０】
図１２は、図９に示した設定内容で画像表示切替ボタンが操作されたときの設定画面の表示例を示す。さらに図１３は、図１２の設定画面で「開始位置」の値を変更した後の表示例を示す。これらの画面に表示されている欠陥検出画像を図９に示した欠陥モデル画像と比較すると、図１２の例では、局所欠陥Ｆ２や線状欠陥Ｆ３は実際のものに近い状態で検出されているが、大きい方の局所欠陥Ｆ１は、実際より小さな状態で検出されている。これに対し、図１３の例では、「開始位置」を大きな値に変更したことにより、いずれの欠陥とも、実際のものに近い状態で検出されている。
【００９１】
上記したように、ユーザが設定内容を変更する都度、その設定内容を反映した欠陥検出画像が表示されるので、一般ユーザでも容易に欠陥検出に適した検査情報を設定することが可能になる。
【００９２】
なお、「サーチモード選択」について、「縦方向」や「横方向」など比較対象画素を設定する方位を絞り込んだ場合には、検査においては、検査対象画像中の正常パターンの並び方向が選択したサーチモードに適合するように、画像を補正してから検査を行うのが望ましい。たとえば、図９の例のように縦縞パターンの画像を処理するために「縦方向」を選択した場合には、検査対象画像中のエッジ画素毎に濃度勾配方向を表す角度データを算出して、これらの角度のヒストグラムを作成し、その中のピークに対応する角度と縦方向（ｙ軸方向）との角度差を導出する。そしてこの角度差に基づき検査対象画像を回転補正することによって、検査対象画像中の正常パターンの長さ方向を縦方向に合わせた後に図５に示した手順を実行する。このような処理により、カメラ２の視野に入るワークの姿勢にばらつきがあっても、検査対象画像を欠陥検出に適した状態に補正して、欠陥を精度良く検出することが可能になる。
【００９３】
また、上記では、濃淡画像を検査対象画像とした処理を説明したが、カラー画像を対象に、注目画素と比較対象画素との間の色差を算出するようにして図６と同様の手順を実行することによって、色彩欠陥を検出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】視覚検査装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】検査の概略手順を示すフローチャートである。
【図３】検査対象画像および欠陥検出画像の具体例を示す図である。
【図４】検査対象画像および欠陥検出画像の具体例を示す図である。
【図５】欠陥検出処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図６】比較対象画素の設定例を示す図である。
【図７】欠陥と欠陥以外の部位とを識別することができる理由を説明する図である。
【図８】マスクフィルタの構成例を示す図である。
【図９】検査情報の設定画面の例を示す図である。
【図１０】欠陥の範囲指定の例を示す図である。
【図１１】検査情報の設定時の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】ユーザの設定操作に応じて画像表示が切り替えられた例を示す図である。
【図１３】ユーザの設定変更操作に応じて欠陥検出画像の表示が変化した例を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 本体部
２ カメラ
３ 表示部
４ 操作部
１０ 制御部
１１ 主記憶部
２０ 注目画素
２１，２２，２３ 比較対象画素
１００ 画像表示領域
Ｆ，Ｆ１〜Ｆ２ 欠陥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の物体を撮像して生成された画像をコンピュータにより処理することによって、周囲とは異なる明るさや色彩をもって画像中に現れている欠陥を検出する方法、およびこの方法が適用された視覚検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板、印刷物、織物など、種々のパターンが表面に形成された物体（以下、「ワーク」という場合もある。）の外観上の欠陥を検出する方法として、欠陥のないモデルによる濃淡画像（以下、「基準画像」という。）をあらかじめ登録し、検査対象のワークの画像（以下、「検査対象画像」という。）を基準画像と比較する方法が、知られている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。
【０００３】
また、基準画像を用いずに欠陥を検出する方法として、特許文献３に開示されたものがある。この特許文献３に記載された発明は、向きが限定された線状パターンが形成されたワークを検査対象として、正常な線状パターンと欠陥とを精度良く見分けることを課題として、濃度勾配方向を表す角度データ（エッジコード）を用いた画像処理を実行する。具体的には、検査対象画像に局所領域を走査しつつ、局所領域内の各画素のエッジコードによるヒストグラムを作成し、このヒストグラムの最大の度数に対応するエッジコードが線状パターンの限定された向きに適合するか否かを判断し、適合しないと判断したとき、その時点における局所領域内に欠陥が存在すると判定する。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９３５１５号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１２３０号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２のように基準画像を用いて欠陥を検出する方法では、ワーク毎に基準画像を登録する必要があるため、多数のワークを検査対象とする場合には、容量の大きなメモリが必要となる。また、正常なパターンの形成位置や大きさにばらつきが生じたり、明るさが変動すると、これらによるノイズが欠陥として誤検出されるおそれがある。また、特許文献２には、欠陥の検出精度を向上するためにフィルタ処理などを行うことが記載されているが、このような処理を行うとアルゴリズムが複雑になり、欠陥を高速で検出するのが困難になる。
【０００６】
特許文献３に記載された発明では、基準画像を登録する必要はないが、正常な線状パターンとは濃度が異なっていても、線状パターンと濃度勾配方向が同様の画素が集まる局所領域を検出するのが困難である。このため、線状パターンと同様の方向に延びる線状の欠陥を検出する精度を保証できない、という問題がある。
【０００７】
本発明は上記の各問題に着目し、基準画像を登録する必要がなく、また欠陥の形状を問わずに、周囲とは異なる外観の欠陥を検出する処理を、精度良くかつ高速で実行することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による欠陥検出方法は、検査対象物の画像を処理するコンピュータに、画像中の注目画像から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定するための設定情報を、あらかじめ登録する。そして、この登録が完了したコンピュータにおいて、検査対象の画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定するとともに、画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素はないという判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定する。さらに、画像に対する走査が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する。
【０００９】
上記の方法において、比較対象画素は、注目画素から見た方位および注目画素からの距離が定まっている画素であり、注目画素が移動すれば、これに伴って比較対象画素も移動する。比較対象画素の設定情報は、たとえば注目画素に対する方位および距離により表してもよいし、注目座標を基準にした比較対象画素の相対座標として表してもよい。
なお、注目画素を動かす範囲（走査範囲）は、検査対象画像の全範囲とするのが望ましいが、これに限らず、あらかじめ定められた範囲に走査の範囲を限定してもよい。
【００１０】
また、比較対象画素は複数個設定されるのが望ましいが、検査対象画像の特性や検査目的によっては単独の比較対象画素を設定するのみとしてもよい。また、注目画素の位置によっては、設定情報が定める比較対象画素のすべてを設定できない場合もあるが、このような場合には、設定できる範囲で比較対象画素を設定すればよい。または、注目画素の位置に応じて適用する設定情報を変更してもよい。
【００１１】
設定情報を登録する処理では、検出したい欠陥の大きさに応じて注目画素に対する比較対象画素の距離を定めるのが望ましい。たとえば、想定される欠陥の中心部の画素が注目画素となったときに、どの比較対象画素も欠陥以外の部位に対応するように上記の距離を定めておけば、いずれの比較対象画素でも注目画素に対する画像データの差が許容範囲を上回るものになる。よって、上記の設定により、欠陥の中心部を検出することが可能になる。
さらに、検出したい欠陥の幅長さに応じた距離を設定すれば、欠陥の周縁部の画素が注目画素となった場合でも、欠陥に対応しない部位に各比較対象画素を設定することが可能になる。よって、欠陥のほぼ全体を検出することが可能になる。
【００１２】
一方で、設定された比較対象画像のうちの１つでも、注目画素に対する画像データの差が許容範囲に入れば、注目画素は欠陥を表すものではないと判断される。したがって、たとえば検査対象画像中に、周囲と異なる濃度で欠陥と同程度の大きさのパターンがあったとしても、このパターンから所定距離離れた場所に同様の濃度のパターンが存在する場合には、前者のパターンに注目画素を設定したときに後者のパターンに比較対象画素が設定されるような設定情報を定めることによって、当該パターンが欠陥として誤検出されるのを回避することができる。よって、回路パターンが形成された基板、印刷物、織物など、同一または類似のパターンの繰り返しが多い構造の物体が検査対象となる場合でも、欠陥を、精度良く検出することが可能になる。
【００１３】
また上記の方法では、毎時の注目画素に対し、各比較対象画素との画像データの差を算出して、算出された差の値と許容範囲を表す数値とを照合する、という簡易なアルゴリズムによる処理で、注目画素が欠陥を表す画素か否かを特定することができる。また画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素が１つでも見つかれば、その時点で現在の注目画素は欠陥を表さないと判断して、次の画素に注目位置を移すことができるので、欠陥検出にかかる処理を高速で行うことができる。
【００１４】
上記の方法において、欠陥を表すものとして特定された画素の有無を出力する場合には、その出力をもって、検査対象物を良品と不良品とに分けることができる。また、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する場合には、出力された画像を表示することによって、欠陥の位置、大きさ、形状などをユーザが容易に認識することができる。
【００１５】
以下、上記の方法に関する好ましい実施態様を説明する。
まず第１の態様では、毎時の注目画素に対する処理において、登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行する。そして、差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは、その時点の注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、注目画素を欠陥を表す画素として特定する。
【００１６】
上記の態様によれば、複数の比較対象画素を設定する場合でも、欠陥が存在しない箇所に注目画素が設定された場合には、その注目画素に対する画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素が組み合わせられて、その組み合わせに対する処理が終了した時点で、当該注目画素が欠陥を表さない画素であると判定して次の画素に注目位置を移すことができる。よって、欠陥検出にかかる処理を高速化することができる。
【００１７】
第２の態様では、設定情報として、注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを登録する。また毎時の注目画素に対する比較対象画素を設定する際には、注目画素に設定情報が示す方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する。
【００１８】
上記の態様によれば、たとえば設定情報が示す方位が複数ある場合には、これらの方位毎に、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に並ぶ複数の画素を、比較対象画素とすることができる。
【００１９】
２つの距離Ｉ，Ｊのうち、短い方の距離Ｉは、検出すべき欠陥の大きさに応じて設定するのが望ましい。言い換えれば、欠陥の少なくとも一部に注目画素が設定されたときに、距離Ｉに基づき設定した比較対象画素が欠陥の外側に設定されるように、距離Ｉの値を設定するのが望ましい。また、欠陥以外のパターンが欠陥として誤検出されるのを回避するには、同様の画像データを有するパターン間の距離が距離Ｉより大きく、距離Ｊ以下となるように、距離Ｉ，Ｊの値を設定するのが望ましい。
【００２０】
設定情報に含める方位は、検査対象画像の特性に応じて変更することができる。また、縞模様のパターンを含む画像など、画像中のパターンの並び方向が限定される場合や、濃度がほぼ均一な画像を処理する場合には、注目画素に対して右、または注目画素に対して上など、特定の一方位のみを設定情報に含めてもよい。
【００２１】
第３の態様では、設定情報として、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタとして、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを登録する。また、毎時の注目画素に対する比較対象画素を設定する際には、登録されたマスクフィルタを、その中心を注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の比較対象画素を設定する。
【００２２】
上記の態様によれば、たとえば、欠陥の大きさや通常パターン間の間隔などに応じてマスクフィルタのサイズを決め、このフィルタ内の中心の画素およびこれに隣接する画素を除く範囲で、比較対象画素の位置を自由に設定することができる。よって、比較対象画素の設定の自由度を広げて、種々の検査対象物に対応することができる。
【００２３】
つぎに、第４の態様では、設定情報を登録する処理において、設定情報の候補となる情報の入力を受け付けるステップと、欠陥を含むモデルの画像に入力された情報を設定情報として適用して、前記欠陥を表す画素を特定するための一連の処理を実行するステップと、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するステップとを、画像の表示に対して確定操作が行われるまで繰り返し実行する。そして確定操作が行われたとき、最新の入力情報（最新の表示画像の生成に使用された入力情報）を設定情報として登録する。
【００２４】
上記の態様では、ユーザが設定情報の候補となる情報を入力する都度、その入力情報を用いて本処理と同様の処理を実行し、欠陥の検出結果を表す画像を表示する。すなわち、モデルの画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、入力された情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素が存在するか否かを判定するとともに、画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素は存在しないとする判定をしたとき、当該注目画素を欠陥を表す画素として特定する。そして、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示する。
【００２５】
上記の態様によれば、ユーザは、自身が入力した情報が設定情報として適切であるか否かを容易に判断することができる。よって、欠陥検出の原理をよく理解できていないユーザでも、適切な設定情報を登録する作業を容易に行うことが可能になる。
【００２６】
つぎに、第５の態様では、設定情報とともに、注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報をコンピュータに登録する。このようにすれば、検査対象画像の画像データのばらつきに応じて許容範囲を変更することができるから、欠陥の検出精度を高めることができる。
【００２７】
つぎに、本発明による視覚検査装置は、検査対象物を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により生成された画像を処理して、検査対象物の外観上の欠陥を検出する検査実行手段と、画像中の注目画素から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定することを前提として、比較対象画素を設定するための設定情報の入力を受け付ける入力手段と、入力された設定情報を登録する登録手段とを具備する。さらに検査実行手段には、以下の欠陥画素特定手段および出力手段が設けられる。
【００２８】
欠陥画素特定手段は、撮像手段により生成された検査対象物の画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ登録手段に登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定する。さらに、画像データの差が許容範囲に入る比較対象画素はないとする判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定する。出力手段は、画像に対する操作が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する。
【００２９】
上記構成の視覚検査装置によれば、ユーザが、比較対象画素の設定情報として適切な情報を入力することによって、欠陥を高速かつ精度良く検出することが可能になる。また検査対象物が変更された場合にも、設定情報を変更することにより容易に対応することができる。
【００３０】
第１の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が前記許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行する。そして、差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、注目画素を欠陥を表す画素として特定する。
【００３１】
第２の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを、それぞれ入力する。また欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ登録手段に登録された方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する。
【００３２】
上記構成において、距離Ｉ，Ｊを入力するための構成は、Ｉ，Ｊの具体的な数値を入力するものに限らず、欠陥を含むモデルの画像上で欠陥に対応する範囲や通常パターンの間隔に対応する範囲を指定する操作を受け付けて、指定された範囲からＩ，Ｊの値を自動抽出するものでもよい。
【００３３】
第３の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを設定する操作を、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけることを条件として受け付ける手段として構成される。また欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ登録手段に登録されたマスクフィルタを、その中心を注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の画素を比較対象画素として設定する。
【００３４】
上記の入力手段は、たとえば、フィルタサイズを設定する操作や、各画素にフラグデータを設定する操作を受け付ける手段として構成することができる。または、あらかじめ装置に登録された複数種のマスクフィルタの構成を表示して、その中の１つを選択する操作を受け付ける手段として構成してもよい。
【００３５】
第４の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、設定情報の候補となる情報の入力を受け付ける手段と、この手段が入力した情報を確定する操作を受け付ける手段とを具備する。さらにこの装置には、撮像手段により欠陥を含むモデルの画像が生成され、入力手段より設定情報の候補となる情報が入力されたことに応じて、モデルの画像に前記入力された設定情報の候補を適用して判定手段および欠陥画素特定手段による処理を実行し、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するテスト実行手段と、テスト実行手段による画像表示に対して入力手段が確定操作を受け付けたとき、最新の入力情報を設定情報として登録手段に登録する登録処理手段とが、設けられる。
【００３６】
第５の態様の欠陥検出方法が適用された視覚検査装置では、入力手段は、注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報の入力を受け付ける手段を、さらに含む。また登録手段は、比較対象領域の設定情報および画像データの差に関する許容範囲につき入力手段が受け付けた入力情報を登録する手段として、構成される。
【発明の効果】
【００３７】
上記の欠陥検出方法および視覚検査装置によれば、検出したい欠陥の大きさや、検査対象画像の特性に応じて比較対象画素の設定情報を調整して登録することにより、欠陥を精度良く検出することが可能になる。また、欠陥検出のアルゴリズムが簡単であるため処理を高速化することができ、多数の検査対象物を検査する場合のタクトタイムを短縮できるなど、ユーザにとっての利便性を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、視覚検査装置の構成例を示す。
この視覚検査装置は、検査対象のワークを撮像し、生成された画像を処理することによって、検査対象物の良否を判定するもので、検査に関する一連の処理を実行する本体部１、撮影用のカメラ２、表示部３、操作部４などにより構成される。表示部３は、たとえば液晶モニタにより構成され、操作部４には、マウスやキーボードが含まれる。
【００３９】
本体部１は、ＣＰＵを含む制御部１０を主体とする汎用のコンピュータ装置（パーソナルコンピュータ）であって、主記憶部１１（たとえばハードディスク）や画像メモリ１２（たとえばＲＡＭボード）が組み込まれる。本体部１には、さらに、撮像インターフェース１３、表示用インターフェース１４、入力用インタフェース１５、外部インターフェース１６、外部ディスク用読取部１７などが設けられる。
【００４０】
本体部１では、プログラムが格納された記憶媒体１８（たとえばＣＤまたはＤＶＤ）を外部ディスク用読取部１７にセットし、読み取られたプログラムを主記憶部１１にインストールするようにしている。この主記憶部１１にインストールされたプログラムによって、制御部１０に、一連の画像処理や判定処理を実行する機能が設定される。また制御部１０には、後記する設定画面を介して操作部４からの設定入力を受け付けるグラフィカルユーザインターフェースの機能も設定される。
【００４１】
撮像インターフェース１３は、制御部１０からの撮像制御信号をカメラ２に与えて撮像を行わせ、カメラ２から出力された画像信号をディジタル画像データに変換する。変換後の画像データは、画像メモリ１２に格納され、制御部１０により処理される。
【００４２】
表示用インターフェース１４は、制御部１０からの指令に基づき、表示部３への画像表示を制御し、入力用インターフェース１５は、操作部４による操作を受け付けて、その操作内容を示すデータを制御部１０に出力する。外部インターフェース１６は、図示しない外部機器に、検査結果を出力する場合に使用される。
【００４３】
上記構成の視覚検査装置では、主記憶部１１にインストールするプログラムによって、検査対象物（ワーク）の種類や検査目的に応じた種々の手法により検査を実行することができる。以下では、これらの検査のうち、ワークの表面に汚れやキズなどの外観上の欠陥が生じていないかどうかを判定する検査に関して、好適な実施例を説明する。
【００４４】
図２は、１つのワークに対して実行される検査の概略手順を示すフローチャートである。以下、この図の流れに沿って説明すると、まずステップＡでは、検査対象のワークを撮像する。この撮像により生成された画像は、撮像インターフェース１３によりディジタル変換され、変換後の画像が検査対象画像として画像メモリ１２に格納される。
【００４５】
つぎのステップＢでは、上記の検査対象画像を対象に欠陥検出処理を実施する。この処理では、後で詳細に説明するように、検査対象画像の各画素に順に注目して注目画素が欠陥を表す画素か否かを判定し、その判定結果を示す情報として、欠陥を表す画素を「１」とし、欠陥でない画素を「０」とする２値画像を生成する。以下、この画像を「欠陥検出画像」という。
【００４６】
つぎのステップＣでは、上記の欠陥検出画像を用いて欠陥の有無を判定する。具体的には、欠陥検出画像の中で値が「１」になっている画素を計数して、その計数値を所定のしきい値と比較する。そして、計数値がしきい値を上回れば「欠陥あり」と判定し、計数値がしきい値以下であれば「欠陥なし」と判定する。
【００４７】
この後は、欠陥検出画像および欠陥の有無判定の結果を表示部３に表示し（ステップＤ）、さらに、欠陥の有無判定の結果を外部の装置に出力して（ステップＥ）、ワークに対する検査を終了する。以後も、カメラ２の視野にワークが送り込まれる都度、上記のステップＡ〜Ｅを繰り返し実行する。
【００４８】
図３および図４は、それぞれ検査対象画像の具体例と、当該検査対象画像に図２のステップＢを実行することにより生成された欠陥検出画像とを対応づけて示す。
【００４９】
図３の検査対象画像は、回路パターンが形成されたプリント基板を撮像することにより生成されたもので、画像の中央付近に、周囲とは異なる濃度の欠陥Ｆ０が現れている。図４の検査対象画像は、縦縞模様のパッケージを撮像することにより生成されたもので、模様部分とは異なる濃度を持つ３つの欠陥Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が現れている。
なお、以下では、欠陥Ｆ３のような細長形状の欠陥を「線状欠陥」といい、欠陥Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２のように比較的狭い範囲に生じた欠陥を「局所欠陥」という。
【００５０】
図３，４に示す欠陥検出画像では、各欠陥Ｆ０，Ｆ１〜Ｆ３が黒画素（値が「１」の画素）により表される一方、原画像に現れていた欠陥以外のパターン（以下、「正常パターン」という。）は、すべて白画素（値が「０」の画素）に変換されている（白、黒の表示は逆であってもよい。）。このように欠陥を周囲の正常パターンから切り分けて検出するための原理について、以下、詳細に説明する。
【００５１】
図５は、図２のステップＢで具体的に実行される処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、（ｘ，ｙ）は注目画素の座標であり、Ｌｘはｘ座標の最大値、Ｌｙはｙ座標の最大値である。またＧ（ｘ，ｙ）は、欠陥検出画像の中の注目画素に対応する画素のデータである。図示例では、座標（０，０）から座標（Ｌｘ，Ｌｙ）までの範囲で注目画素を１画素ずつ変更することにより（ステップＢ１，Ｂ２およびステップＢ９〜Ｂ１２）、画像全体を走査して、毎時の注目画素に対し以下の処理を実行する。
【００５２】
まず注目画素に対し、あらかじめ登録された設定情報に基づき所定数の比較対象画素を設定し（ステップＢ３）、ステップＢ４〜Ｂ６のループに入る。このループでは、設定された比較対象画素を注目画素と順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の濃度差Ｄを算出し、算出された濃度差Ｄの絶対値（以下、「濃度絶対値」という。）を所定のしきい値ｄｈと比較する。ここで濃度絶対値がｄｈを下回るという判定が得られた場合には、ループを抜けて、Ｇ（ｘ，ｙ）の値を０に設定する（ステップＢ８）。
【００５３】
これに対し、いずれの比較対象画素との組み合わせにおいても、濃度絶対値がｄｈ以上となった場合には、ステップＢ４〜Ｂ６のループを最後まで実行してステップＢ７に進み、Ｇ（ｘ，ｙ）の値を１に設定する。
【００５４】
上記のステップＢ４〜Ｂ６は、ステップＢ３で設定された比較対象画素の中に、注目画素との濃度差がしきい値ｄｈが示す許容範囲に入る画素があるか否かを判定する処理に相当する。設定された比較対象画素をすべて処理するまで（ステップＢ６が「ＹＥＳ」となるまで）ループが実行されるということは、現在の注目画素に対しては、濃度差が許容範囲に入る比較対象画素はないと判定されたことを意味する。そして、この場合にＧ（ｘ，ｙ）の値を１に設定する処理は、現在の注目画素が欠陥を表す画素であると判定する処理に相当する。
【００５５】
上記の処理に用いられる比較対象画素の設定情報や濃度絶対値を照合するためのしきい値ｄｈは、あらかじめユーザにより定められ、主記憶部１１内に登録される。これらの登録情報を適切なものに設定して図５の手順を実行することにより、先の図３，４の例に示したような精度の良い欠陥検出画像を得ることができる。
【００５６】
図６は、比較対象画素の設定例を模式的に示す。
図中の２０は注目画素であり、２１，２２は比較対象画素である。図示例では、注目画素２０から見て上・下・左・右の４方位、およびこれらの方位を４５度回転させた４方位の計８方位において、それぞれ注目画素２０から距離Ｉ離れた位置にある画素２１、および注目画素２０から距離Ｊ離れた位置にある画素２２、ならび画素２１，２２の間に存在する所定数の画素（図示せず。）を比較対象画素とする。なお、Ｉ，Ｊは画素数により表され、２≦Ｉ＜Ｊの関係になることを前提とする。また、注目画素を０番目として一方向に沿って並ぶ画素を順に数えたとき、Ｉ番目にある画素を画素２１とし、Ｊ番目にある画素を画素２２とする。
【００５７】
この実施例では、あらかじめ比較対象画素を設定する方位と、各方位に適用するＩ，Ｊの値とを定めて、これらを図５のステップＢ３で使用する設定情報として登録する。これにより、毎時の注目画素２０に対し、所定数の比較対象画素がそれぞれ特定の位置関係をもって設定され、各比較対象画素が注目画素２０に順に組み合わせられて、ステップＢ４〜Ｂ６の処理が実行される。
【００５８】
なお、画像の端縁の近傍など、全ての方位に比較対象画素を設定することができない場所に注目画素が設定された場合には、その位置で設定可能な比較対象画素のみを設定して、ステップＢ４〜Ｂ６を実行すればよい。または、図５の例のように画像全体を走査するのではなく、設定情報を適用することが可能な範囲に絞り込んで走査を行ってもよい。
【００５９】
つぎに、図７を用いて、上記の設定と図５に示した処理により欠陥と欠陥以外の部位とを識別できる理由を説明する。
まず図７（１）の例では、欠陥Ｆに注目画素２０が設定され、この注目画素２０に対し、距離Ｉに基づき設定した比較対象画素２１が、いずれも欠陥Ｆの外側に位置している。このように、注目画素２０に最も近い比較対象画素２１がすべて欠陥Ｆより外側に位置する状態が成立すれば、いずれの比較対象画素でも注目画素２０に対する濃度絶対値がしきい値ｄｈを上回るようになり、注目画素２０を欠陥として検出することができる。
【００６０】
図７（１）では、各画素２０，２１の欠陥Ｆに対する相対的な大きさを誇張して示しているが、実際には、注目画素２０を１画素ずつ移動させることにより、欠陥Ｆ内でも、注目画素２０の移動が相当数実施される。この場合に、欠陥Ｆの最大の幅長さの半分より大きい値がＩに設定されていれば、少なくとも欠陥Ｆの中心位置に注目画素２０が設定されたときに、図７（１）に示す状態が成立し、欠陥Ｆの中心位置を検出することが可能になる。さらに、欠陥Ｆの最大の幅長さより大きい値をＩに設定すれば、欠陥Ｆの周縁部に注目画素が設定された場合にも、図７（１）に示す状態を成立させることができるから、欠陥のほぼ全体を検出することが可能になる。
【００６１】
つぎに図７（２）の例では、欠陥Ｆの外側に注目画素２０が設定され、注目画素２０に最も近い比較対象画素２１が欠陥Ｆ上に設定されている。したがって、この場合の注目画素２０と比較対象画素２１との濃度絶対値はしきい値ｄｈ以上となる。
【００６２】
しかし、この例では、注目画素２０から最も離れた位置にある比較対象画素２２や、画素２１，２２の間に位置する比較対象画素２３など、欠陥Ｆの外側に相当数の比較対象画素が設定される。よって、欠陥Ｆの外側の比較対象画素の中に注目画素２０との濃度絶対値がしきい値ｄｈより小さくなる画素が１つでもあれば、注目画素２０が欠陥として検出されることはない。
【００６３】
欠陥Ｆのない箇所では、仮に細かい模様や正常パターンによる濃度のばらつきがあっても、注目画素２０と同様の濃度の箇所が全く存在しないとは考えにくい。したがって、検査対象画素の特性に応じて比較対象画素を設定する方位や設定される画素数を調整すれば、いずれかの比較対象画素を注目画素２０との濃度差が許容範囲になる位置に設定することが可能になり、注目画素２０が欠陥として検出されるのを回避することができる。
【００６４】
つぎに図７（３）の例では、欠陥Ｆとほぼ同じ大きさの正常パターンＰ１，Ｐ２が所定の距離Ｌを隔てて位置しており、一方の正常パターンＰ１に注目画素２０が設定され、正常パターンＰ１より外側に、距離Ｉに基づく比較対象画素２１が設定されている。また、図示していない方位の比較対象画素２１も同様に、正常パターンＰ１の外側に設定されるから、各比較対象画素２１と正常パターンＰ１との関係は、図７（１）に示したものと同様になる。
【００６５】
しかしながら、この例では、注目画素２０から最も遠い比較対象画素２２までの距離Ｊが正常パターンＰ１，Ｐ２間の距離Ｌより大きく設定されているため、画素２１，２２の間の所定位置にある比較対象画素２３が正常パターンＰ２に位置合わせされる（Ｌ＝Ｊとなって比較対象画素２２が正常パターンＰ２に位置合わせされる場合もある。）。したがって、この比較対象画素２３と注目画素２０との濃度絶対値がしきい値ｄｈより小さくなれば、注目画素２０が欠陥として検出されることはない。
【００６６】
また、正常パターンＰ２に注目画素２０が設定された場合にも、図７の例とは反対の関係を成立させることができるので、同様に、正常パターンＰ２が欠陥として検出されるのを回避することができる。
【００６７】
上記のとおり、この実施例によれば、欠陥の大きさや正常パターン間の距離に応じて、Ｉ，Ｊの値を調整することにより、欠陥と正常パターンとを高い確度で見分けて、欠陥を精度良く検出することができる。ただし、１つの検査対象画像中に複数の欠陥が生じる可能性がある場合には、これらの欠陥の間に図７（３）に示したような関係が生じることがないように、距離Ｊの設定値や比較対象画素を設定する方位を考慮する必要がある。
【００６８】
また、図５のフローチャートによれば、注目画素に対する濃度絶対値がしきい値ｄｈ以下となる比較対象画素が１つ見つかった時点で、ステップＢ４〜Ｂ６のループを打ち切ってＧ（ｘ，ｙ）の値を定め、次の画素に注目位置を移すので、欠陥検出に要する処理時間を短縮して、処理を高速化することができる。
【００６９】
なお、図６の例では、各方位につき同様の条件で比較対象画素を設定したが、これに限らず、たとえば、各方位を、上下、左右、斜めの３グループに分けて、グループ毎に、Ｉ，Ｊの値を個別に設定してもよい。
【００７０】
また、後記するように、比較対象画素を設定する方位は適宜選択できるようにするのが望ましい。たとえば、図４の例のような縞状の正常パターンを含む画像を処理する場合であれば、正常パターンの長さ方向に対応する方位（図４の例では上と下）を選択すれば、正常パターンの間隔の影響を受けずに、欠陥を精度良く検出することが可能になる。
【００７１】
一方で、正常パターンの配置に規則性がない画像を処理するような場合には、比較対象画素がより密に設定されるように、図８に示すようなマスクフィルタ２５を、比較対象画素の設定情報として登録してもよい。この例のマスクフィルタ２５は、図中の斜線をひいた範囲の画素に、それぞれ当該画素が比較対象画素であることを示すデータ「１」を設定し、中央の画素２０Ａを含む白抜き部分にある各画素に、それぞれ当該画素が比較対象画素でないことを示すデータ「０」を設定したものである。マスクフィルタ２５のサイズや、各画素に対するデータは、図８の例に限らず、ユーザが自由に設定することができる。ただし、注目画素に対応づける中央の画素２０Ａおよびこの画素２０Ａに隣接する画素には、「１」の値を設定できないようにしている。
【００７２】
上記のマスクフィルタ２５を用いて検査を行う場合には、検査対象画素上のマスクフィルタ２５の設定位置を１画素ずつ変更して、毎回、マスクフィルタ２５の中央の画素２０Ａに対応する画素を注目画素とし、フィルタ内のデータ「１」の設定位置に対応する画素を比較対象画素とする。よって、多数の比較対象画素を設定する場合でも、簡単に各比較対象画素の設定位置を特定することができる。
【００７３】
つぎに、この実施例の視覚検査装置には、比較対象画素の設定情報や濃度絶対値のしきい値ｄｈなどの検査に使用する情報（以下、「検査情報」という。）をユーザが設定しなければならない点に鑑み、適切な検査情報を簡単に設定するためのユーザインターフェースが組み込まれている。以下、この機能について詳細に説明する。
【００７４】
図９は、表示部３に表示される検査情報の設定画面の例を示す。
この設定画面には、画像の表示領域１００のほか、「サーチモード選択」を行うための領域１０１、「欠陥検出条件」を設定するための領域１０２、開始位置自動抽出ボタン１０３、画像表示切替ボタン１０４、ＯＫボタン１０５、キャンセルボタン１０６などが設けられる。
【００７５】
画像表示領域１００には、欠陥を有するワークのモデルの濃淡画像（以下、「欠陥モデル画像」という。ここでは、先の図４に示した画像が表示された例を示す。）が表示されている。この表示は、後記する図１２，１３に示すように、欠陥検出画像の表示に切り替えることができる。画像表示切替ボタン１０４は、この表示の切替を行うためのボタンである。また、図９には示していないが、画像表示領域１００内には、画像の表示倍率を選択するためのコンボボックスが設けられている。
【００７６】
「サーチモード選択」の領域１０１は、ユーザにとっては、欠陥を検索する手法または検索方向を選択するという意味合いを持つが、実際には、比較対象画素の設定方法を選択するためのものである。この実施例では、先の図６に示した８つの方位のうちの上および下を「縦方向」とし、右および左を「横方向」とし、注目画素から見て斜め４５度の各方位を「斜め方向」として、それぞれグループ分けし、これらのグループに基づき、「縦方向」「横方向」「縦・横方向」「縦・横・斜め方向」の４つのサーチモードを設定し、各サーチモードの名称をチェックボックス１０７とともに表示している。
【００７７】
さらに、この実施例の領域１０１には、「マスク使用」というサーチモードが、「マスク作成」ボタン１０８とともに設けられている。このサーチモードは、マスクフィルタ２５を用いて比較対象画素を設定する旨を示すものである。この実施例でユーザが「マスク使用」のチェックボックス１０７と「マスク作成」ボタン１０８をクリックすると、別の設定ウィンドウ（図示せず。）が開き、そのウィンドウ内でマスクフィルタ２５のサイズやフィルタ内の各画素のデータの設定操作を受け付ける。また、設定に不慣れなユーザのために、別途、複数の標準のマスクフィルタ２５を表す模式図を表示して、その中の１つを選択させるようにしたウィンドウを呼び出すこともできる。
【００７８】
「欠陥検出条件」の設定領域１０２には、「開始位置」「終了位置」「濃度差」の各パラメータについて、それぞれ具体的な数値を入力するための入力ボックス１０９やスライダ１１０を含む設定部１１１が設けられる。
【００７９】
「開始位置」は、注目画素２０から最も近い比較対象画素２１までの距離Ｉに相当し、「終了位置」は、注目画素２０から最も遠い比較対象画素２２までの距離Ｊに相当する。また「濃度差」は、濃度絶対値を照合するためのしきい値ｄｈに相当する。これら３種類のパラメータについて、ユーザは、それぞれスライダ１１０の上下動または入力ボックス１０９への数値入力により値を設定することができる。
【００８０】
なお、領域１０２が図９に示すように構成されるのは、「マスク使用」以外のサーチモードが選択された場合である。「マスク使用」が選択された場合の領域１０２には、「濃度差」の設定用の入力ボックス１０９および設定部１１１のみが設けられる。
【００８１】
つぎに、開始位置自動抽出ボタン１０３は、画像表示領域１００に表示されている欠陥モデル画像を用いて、開始位置、すなわち距離Ｉを自動設定するためのものである。具体的には、ユーザがこのボタン１０３を操作すると、画像表示領域１００内での範囲指定操作が可能となり、範囲指定操作を行うと、その指定に応じて距離Ｉの値が自動設定される。また領域１０２の「開始位置」の入力ボックス１０９の表示やスライダ１１０の位置も、この設定値に対応したものとなる。
【００８２】
図１０は、上記の機能を利用する場合の欠陥モデル画像に対する範囲指定の具体例を示す。これらの例は、いずれも図９の画像表示領域１００内の表示の一部を拡大して、欠陥に対応する箇所を指定したものである。
【００８３】
図１０（１）は、局所欠陥Ｆ１を対象にした範囲指定の例であって、欠陥Ｆ１の全体が含まれるような矩形領域ｃが設定されるように、領域ｃの対角の頂点となる２点ａ１，ａ２を指定している。この範囲指定により、指定範囲の幅として、矩形領域ｃの長い方の辺の長さが計測される。なお、局所欠陥に対しては、円状の領域による範囲指定を行って、指定された円の直径を計測することもできる。
【００８４】
図１０（２）は線状欠陥Ｆ３を対象にした範囲指定の例であって、欠陥Ｆ３を横切るように２点ｂ１，ｂ２を指定している。この場合には、指定範囲の幅として、点ｂ１，ｂ２間の距離を計測する。
【００８５】
このようにユーザの行った範囲指定操作に応じて指定範囲の幅を計測すると、その計測値にあらかじめ定めた数値を加えた値を距離Ｉに設定する。よって、ユーザが画像中の検出したい欠陥を含む範囲を適切に指定すれば、その欠陥の検出に必要な「開始位置」を自動設定することが可能になる。
【００８６】
さらに、この実施例の視覚検査装置では、上記の設定画面の表示下で図１１に示すような手順を実行することにより、ユーザが自身の設定した検査情報が適切であるか否かを、容易に判断できるようにしている。
【００８７】
以下、図１１に示す処理について説明する。
この実施例では、まず、カメラ２により生成された欠陥モデル画像を入力し、画像表示領域１００に表示する（ステップＳ１）。つぎに、ユーザが「サーチモード」や「欠陥検出条件」を設定して、画像表示切替ボタン１０４を操作すると、ステップＳ２が「ＹＥＳ」となり、設定された各種情報に基づき欠陥検出処理を実行する（ステップＳ３）。なお、このステップＳ３の詳細は、図５に示した手順と同様である。
【００８８】
欠陥検出処理が終了すると、その処理により生成された欠陥検出画像を、それまでの欠陥モデル画像に置き換えて表示する（ステップＳ４）。さらにこの表示状態下で、ユーザが何らかの設定変更を行うと、ステップＳ５が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３，Ｓ４が再び実行される。以下、同様に、設定変更操作がある都度、ステップＳ３，Ｓ４を実行することにより、変更された設定に基づく欠陥検出処理が実行され、欠陥検出画像の表示も切り替えられる。
【００８９】
前述したように、この実施例の欠陥検出処理は高速で実行可能であるので、上記の処理によれば、設定変更操作の都度、その操作に連動して欠陥検出画像の表示を切り替えることができる。よって、ユーザは、毎時の設定変更に対する欠陥検出画像により設定内容が適切であるか否かを確認し、適切であると判断した時点で確定操作（ＯＫボタン１０５の操作）を行うことができる。この操作が行われると、ステップＳ６が「ＹＥＳ」となって、現在設定されている情報を確定して登録し（ステップＳ７）、処理を終了する。
【００９０】
図１２は、図９に示した設定内容で画像表示切替ボタンが操作されたときの設定画面の表示例を示す。さらに図１３は、図１２の設定画面で「開始位置」の値を変更した後の表示例を示す。これらの画面に表示されている欠陥検出画像を図９に示した欠陥モデル画像と比較すると、図１２の例では、局所欠陥Ｆ２や線状欠陥Ｆ３は実際のものに近い状態で検出されているが、大きい方の局所欠陥Ｆ１は、実際より小さな状態で検出されている。これに対し、図１３の例では、「開始位置」を大きな値に変更したことにより、いずれの欠陥とも、実際のものに近い状態で検出されている。
【００９１】
上記したように、ユーザが設定内容を変更する都度、その設定内容を反映した欠陥検出画像が表示されるので、一般ユーザでも容易に欠陥検出に適した検査情報を設定することが可能になる。
【００９２】
なお、「サーチモード選択」について、「縦方向」や「横方向」など比較対象画素を設定する方位を絞り込んだ場合には、検査においては、検査対象画像中の正常パターンの並び方向が選択したサーチモードに適合するように、画像を補正してから検査を行うのが望ましい。たとえば、図９の例のように縦縞パターンの画像を処理するために「縦方向」を選択した場合には、検査対象画像中のエッジ画素毎に濃度勾配方向を表す角度データを算出して、これらの角度のヒストグラムを作成し、その中のピークに対応する角度と縦方向（ｙ軸方向）との角度差を導出する。そしてこの角度差に基づき検査対象画像を回転補正することによって、検査対象画像中の正常パターンの長さ方向を縦方向に合わせた後に図５に示した手順を実行する。このような処理により、カメラ２の視野に入るワークの姿勢にばらつきがあっても、検査対象画像を欠陥検出に適した状態に補正して、欠陥を精度良く検出することが可能になる。
【００９３】
また、上記では、濃淡画像を検査対象画像とした処理を説明したが、カラー画像を対象に、注目画素と比較対象画素との間の色差を算出するようにして図６と同様の手順を実行することによって、色彩欠陥を検出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】視覚検査装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】検査の概略手順を示すフローチャートである。
【図３】検査対象画像および欠陥検出画像の具体例を示す図である。
【図４】検査対象画像および欠陥検出画像の具体例を示す図である。
【図５】欠陥検出処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図６】比較対象画素の設定例を示す図である。
【図７】欠陥と欠陥以外の部位とを識別することができる理由を説明する図である。
【図８】マスクフィルタの構成例を示す図である。
【図９】検査情報の設定画面の例を示す図である。
【図１０】欠陥の範囲指定の例を示す図である。
【図１１】検査情報の設定時の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】ユーザの設定操作に応じて画像表示が切り替えられた例を示す図である。
【図１３】ユーザの設定変更操作に応じて欠陥検出画像の表示が変化した例を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 本体部
２ カメラ
３ 表示部
４ 操作部
１０ 制御部
１１ 主記憶部
２０ 注目画素
２１，２２，２３ 比較対象画素
１００ 画像表示領域
Ｆ，Ｆ１〜Ｆ２ 欠陥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の画像をコンピュータにより処理することによって、前記検査対象物の外観上の欠陥を検出する方法であって、
検査対象の画像中の注目画素から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定するための設定情報を、あらかじめ登録し、
前記画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ前記登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定するとともに、前記画像データの差が前記許容範囲に入る比較対象画素はないという判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定し、
前記画像に対する走査が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または前記欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する、
ことを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項２】
前記毎時の注目画素に対する処理として、前記登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が前記許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、前記差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行し、前記差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは前記注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、前記差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、前記注目画素を欠陥を表す画素として特定する、
請求項１に記載された欠陥検出方法。
【請求項３】
前記設定情報として、注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを登録し、
前記毎時の注目画素に対して比較対象画素を設定する際には、注目画素に前記設定情報が示す方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する、
請求項１または２に記載された欠陥検出方法。
【請求項４】
前記設定情報として、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタとして、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを登録し、
前記毎時の注目画素に対して比較対象画素を設定する際には、前記登録されたマスクフィルタを、その中心を前記注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の画素を比較対象画素として設定する、
請求項１または２に記載された欠陥検出方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された方法において、
前記設定情報を登録する処理では、設定情報の候補となる情報の入力を受け付けるステップと、欠陥を含むモデルの画像に前記入力された情報を設定情報として適用して、前記欠陥を表す画素を特定するための一連の処理を実行するステップと、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するステップとを、前記画像の表示に対して確定操作が行われるまで繰り返し実行し、前記確定操作が行われたとき、最新の入力情報を設定情報として登録する、欠陥検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された方法において、
前記設定情報とともに、注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報を前記コンピュータに登録する、欠陥検出方法。
【請求項７】
検査対象物を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により生成された画像を処理して、前記検査対象物の外観上の欠陥を検出する検査実行手段を具備する装置であって、
検査対象の画像中の注目画素から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定することを前提として、前記比較対象画素を設定するための設定情報の入力を受け付ける入力手段と、入力された設定情報を登録する登録手段とを、さらに具備し、
前記検査実行手段は、
前記撮像手段により生成された検査対象物の画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ前記登録手段に登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定するとともに、前記画像データの差が前記許容範囲に入る比較対象画素はないという判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定する欠陥画素特定手段と、
前記画像に対する走査が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する出力手段とを、
具備することを特徴とする視覚検査装置。
【請求項８】
前記欠陥画素特定手段は、前記毎時の注目画素に対し、前記登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が前記許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、前記差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行し、前記差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは前記注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、前記差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、前記注目画素を欠陥を表す画素として特定する、
請求項７に記載された視覚検査装置。
【請求項９】
前記入力手段は、前記注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを、それぞれ入力し、
前記欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ前記登録手段に登録された方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する、
請求項７または８に記載された視覚検査装置。
【請求項１０】
前記入力手段は、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを設定する操作を、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけることを条件として受け付ける手段として構成され、
前記欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ前記登録手段に登録されたマスクフィルタを、その中心を前記注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の画素を比較対象画素として設定する、
請求項７または８に記載された視覚検査装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載された装置において、
前記入力手段は、前記設定情報の候補となる情報の入力を受け付ける手段と、この手段が入力した情報を確定する操作を受け付ける手段とを具備し、
前記撮像手段により欠陥を含むモデルの画像が生成され、前記入力手段より設定情報の候補となる情報が入力されたことに応じて、前記モデルの画像に前記入力された設定情報の候補を適用して前記欠陥画素特定手段による処理を実行し、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するテスト実行手段と、
前記テスト実行手段による画像表示に対して前記入力手段が確定操作を受け付けたとき、最新の入力情報を設定情報として登録手段に登録する登録処理手段とを、
さらに具備する視覚検査装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかに記載された装置において、
前記入力手段は、前記注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報の入力を受け付ける手段を、さらに含み、
前記登録手段は、前記比較対象領域の設定情報および画像データの差に関する許容範囲につき入力手段が受け付けた入力情報を登録する手段として、構成される、視覚検査装置。
【請求項１】
検査対象物の画像をコンピュータにより処理することによって、前記検査対象物の外観上の欠陥を検出する方法であって、
検査対象の画像中の注目画素から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定するための設定情報を、あらかじめ登録し、
前記画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ前記登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定するとともに、前記画像データの差が前記許容範囲に入る比較対象画素はないという判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定し、
前記画像に対する走査が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または前記欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する、
ことを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項２】
前記毎時の注目画素に対する処理として、前記登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が前記許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、前記差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行し、前記差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは前記注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、前記差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、前記注目画素を欠陥を表す画素として特定する、
請求項１に記載された欠陥検出方法。
【請求項３】
前記設定情報として、注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを登録し、
前記毎時の注目画素に対して比較対象画素を設定する際には、注目画素に前記設定情報が示す方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する、
請求項１または２に記載された欠陥検出方法。
【請求項４】
前記設定情報として、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタとして、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを登録し、
前記毎時の注目画素に対して比較対象画素を設定する際には、前記登録されたマスクフィルタを、その中心を前記注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の画素を比較対象画素として設定する、
請求項１または２に記載された欠陥検出方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された方法において、
前記設定情報を登録する処理では、設定情報の候補となる情報の入力を受け付けるステップと、欠陥を含むモデルの画像に前記入力された情報を設定情報として適用して、前記欠陥を表す画素を特定するための一連の処理を実行するステップと、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するステップとを、前記画像の表示に対して確定操作が行われるまで繰り返し実行し、前記確定操作が行われたとき、最新の入力情報を設定情報として登録する、欠陥検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された方法において、
前記設定情報とともに、注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報を前記コンピュータに登録する、欠陥検出方法。
【請求項７】
検査対象物を撮像するための撮像手段と、この撮像手段により生成された画像を処理して、前記検査対象物の外観上の欠陥を検出する検査実行手段を具備する装置であって、
検査対象の画像中の注目画素から１画素以上離れ、かつ注目画素に対して特定の位置関係にある画素を、当該注目画素の比較対象画素として設定することを前提として、前記比較対象画素を設定するための設定情報の入力を受け付ける入力手段と、入力された設定情報を登録する登録手段とを、さらに具備し、
前記検査実行手段は、
前記撮像手段により生成された検査対象物の画像を１画素ずつ走査して、毎時の注目画素につき、それぞれ前記登録手段に登録された設定情報を適用して少なくとも１つの比較対象画素を設定し、設定された比較対象画素の中に注目画素に対する画像データの差が所定の許容範囲に入る画素があるか否かを判定するとともに、前記画像データの差が前記許容範囲に入る比較対象画素はないという判定をしたとき、その時点における注目画素を欠陥を表す画素として特定する欠陥画素特定手段と、
前記画像に対する走査が終了したとき、欠陥を表すものとして特定された画素の有無、または欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を出力する出力手段とを、
具備することを特徴とする視覚検査装置。
【請求項８】
前記欠陥画素特定手段は、前記毎時の注目画素に対し、前記登録された設定情報により設定された比較対象画素を当該注目画素に順に組み合わせて、組み合わせられた画素間の画像データの差を算出するステップと、算出した差の値が前記許容範囲に入るか否かを判定するステップとを、前記差の値が許容範囲に入ると判定するか、全ての組み合わせに対する処理が終了するまで繰り返し実行し、前記差の値が許容範囲に入るという判定をしたときは前記注目画素は欠陥を表す画素ではないと判定する一方、前記差の値が許容範囲に入るという判定をする前に全ての組み合わせに対する処理を終了したときは、前記注目画素を欠陥を表す画素として特定する、
請求項７に記載された視覚検査装置。
【請求項９】
前記入力手段は、前記注目画素から最も近い比較対象画素までの距離Ｉと、注目画素から最も遠い比較対象画素までの距離Ｊと、これらの距離Ｉ，Ｊが適用される方位を示す情報とを、それぞれ入力し、
前記欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ前記登録手段に登録された方位および各距離Ｉ，Ｊを適用することにより、少なくとも一方位において、注目画素から距離Ｉを隔てた位置から注目画素から距離Ｊを隔てた位置までの範囲に存在する複数の画素を、比較対象画素として設定する、
請求項７または８に記載された視覚検査装置。
【請求項１０】
前記入力手段は、個々の画素にそれぞれ当該画素が比較対象画素であるか否かを示すフラグデータを対応づけたマスクフィルタを設定する操作を、少なくとも中央の画素および中央の画素に隣接する画素に比較対象画素でないことを示すフラグデータを対応づけることを条件として受け付ける手段として構成され、
前記欠陥画素特定手段は、毎時の注目画素に対し、それぞれ前記登録手段に登録されたマスクフィルタを、その中心を前記注目画素に合わせた状態で設定し、このフィルタ内の各フラグデータとの対応関係に基づき所定数の画素を比較対象画素として設定する、
請求項７または８に記載された視覚検査装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載された装置において、
前記入力手段は、前記設定情報の候補となる情報の入力を受け付ける手段と、この手段が入力した情報を確定する操作を受け付ける手段とを具備し、
前記撮像手段により欠陥を含むモデルの画像が生成され、前記入力手段より設定情報の候補となる情報が入力されたことに応じて、前記モデルの画像に前記入力された設定情報の候補を適用して前記欠陥画素特定手段による処理を実行し、欠陥を表す画素の特定結果を表す画像を表示するテスト実行手段と、
前記テスト実行手段による画像表示に対して前記入力手段が確定操作を受け付けたとき、最新の入力情報を設定情報として登録手段に登録する登録処理手段とを、
さらに具備する視覚検査装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかに記載された装置において、
前記入力手段は、前記注目画素と比較対象画素との画像データの差に関する許容範囲を示す情報の入力を受け付ける手段を、さらに含み、
前記登録手段は、前記比較対象領域の設定情報および画像データの差に関する許容範囲につき入力手段が受け付けた入力情報を登録する手段として、構成される、視覚検査装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図３】
【図４】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図３】
【図４】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３３７４４（Ｐ２０１０−１３３７４４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０７９２６（Ｐ２００８−３０７９２６）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]