画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラム
【課題】演算処理量、使用メモリ量を低減し、画像撮像時間を短縮するとともに、検査領域ごとに、それぞれ検査に適した画像を取得することができる画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】 異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する。検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付け、検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付け、記憶する。少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得し、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する。記憶された検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮する。
【解決手段】 異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する。検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付け、検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付け、記憶する。少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得し、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する。記憶された検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面を異なる露光時間で撮像した複数の画像に基づいて、受光素子のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジを有する合成画像を生成する画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、露光時間の異なる画像を複数撮像し、撮像した複数の画像に基づいて受光素子のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジを有する合成画像（以下、ＨＤＲ画像）を生成する技術が開発されている。例えば特許文献１では、一の撮像装置を用いて異なる露光時間で画像を複数撮像する場合に、画像中の移動体の動き量を検出して、画像の位置を補正して合成画像を生成する撮像方法が開示されている。特許文献１では、撮像した画像を分割して、検出した移動体の動き量に応じて分割した画像を移動させることで合成画像を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０２１３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＤＲ画像を生成する場合、異なる露光条件で撮像した複数の画像を合成することにより、多階調の合成画像を生成する。生成した合成画像は、そのままでは検査処理に用いるデータ量が大きくなるので、合成画像を元の階調まで階調圧縮した画像（以下、階調圧縮画像）を生成する。特許文献１に開示してある撮像方法では、画像全体に対して異なる露光時間で撮像した複数の画像を合成して、その後に階調圧縮するため、演算処理量、使用メモリ量ともに相当量を要するという問題点があった。
【０００５】
また、従来の方法では、広いダイナミックレンジを有する合成画像は、画像全体を一律に階調圧縮することにより、より低い階調の画像、例えば元の画像と同じ階調の画像にしていた。しかし、検査領域が複数存在する場合、一の検査領域で検査に適した画像を取得するように階調圧縮したとき、他の検査領域で検査には適さない画像を取得するようになるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、演算処理量、使用メモリ量を低減し、画像撮像時間を短縮するとともに、検査領域ごとに、それぞれ検査に適した画像を取得することができる画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１発明に係る画像処理装置は、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置において、検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段と、前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段と、前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段と、少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段と、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段と、記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明に係る画像処理装置は、第１発明において、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、前記露光時間範囲特定手段で特定された露光時間範囲内の異なる露光時間で撮像された複数の多値画像を合成して生成した合成画像、最長の露光時間で撮像された画像、最短の露光時間で撮像された画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する画像表示手段とを備え、前記露光時間範囲特定手段は、前記画像表示手段で表示された画像を視認することが可能な状態で前記露光時間範囲の設定を受け付けるようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明に係る画像処理装置は、第１発明において、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付ける輝度範囲設定受付手段と、前記検査領域内の輝度値が前記最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定する第一露光時間決定手段と、前記検査領域ごとに、前記検査領域内の輝度値が前記最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する第二露光時間決定手段とを備え、前記露光時間範囲特定手段は、前記露光時間範囲を前記第一の露光時間以上前記第二の露光時間以下に特定するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明に係る画像処理装置は、第３発明において、前記露光時間範囲特定手段は、前記検査領域ごとに決定された前記第一の露光時間及び前記第二の露光時間に基づいて露光時間範囲を特定するようにしてあり、前記多値画像取得手段は、特定された前記検査領域ごとの前記露光時間範囲が重なり合わない場合、重なり合わない範囲内の露光時間で多値画像を取得しないようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明に係る画像処理装置は、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記画像圧縮手段は、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した画像作成領域にて前記合成画像を生成するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明に係る画像処理装置は、第５発明において、前記所定の画素数は、検査時に実行するフィルタ処理のフィルタサイズに応じて設定するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明に係る画像処理装置は、第５発明において、前記所定の画素数は、撮像手段における画素ごとの色の配列に応じて設定するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、第８発明に係る画像処理装置は、第１乃至第７発明のいずれか１つにおいて、複数の前記検査領域が重なっている場合、重なっている領域全体を一の検査領域として設定するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
次に、上記目的を達成するために第９発明に係る画像処理方法は、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能な画像処理方法において、前記画像処理装置は、検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付工程と、前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付工程と、前記領域指定受付工程にて指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付工程にて指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶工程と、少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得工程と、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成工程と、記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
次に、上記目的を達成するために第１０発明に係るコンピュータプログラムは、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像処理装置を、検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段、前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段、前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段、少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段、及び記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
第１発明、第９発明及び第１０発明では、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する。検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付け、検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付け、指定を受け付けた検査領域及び階調圧縮の条件を記憶する。少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得し、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する。記憶された検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査に必要な領域に対してのみ、階調圧縮画像を生成すれば足り、画像処理の演算処理負荷を大きく低減することができる。また、階調圧縮の条件の指定を受け付ける前提として、例えば検査領域ごとに多値画像を取得する露光時間を、黒つぶれ又は白飛びが生じない露光時間範囲内に設定することにより、検査領域内で黒つぶれ又は白飛びが生じない階調圧縮画像を表示することが可能となる。
【００１８】
第２発明では、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定し、特定された露光時間範囲内の異なる露光時間で撮像された複数の多値画像を合成して生成した合成画像、最長の露光時間で撮像された画像、最短の露光時間で撮像された画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する。表示された画像を視認することが可能な状態で露光時間範囲の設定を受け付けることにより、画像を視認しながら最適な露光時間範囲を特定することが可能となる。
【００１９】
第３発明では、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する。最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付け、検査領域内の輝度値が最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定し、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する。露光時間範囲を第一の露光時間以上第二の露光時間以下に特定することにより、検査領域内で黒つぶれ又は白飛びが生じない階調圧縮画像を表示することが可能となる。
【００２０】
第４発明では、検査領域ごとに決定された第一の露光時間及び第二の露光時間に基づいて露光時間範囲を特定し、特定された検査領域ごとの露光時間範囲が重なり合わない場合、重なり合わない範囲内の露光時間で多値画像を取得しないことにより、不要な多値画像を取得することがなく、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することが可能となる。
【００２１】
第５発明では、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した画像作成領域にて合成画像を生成することにより、周縁部においても効果的なフィルタ処理を実行することが可能となる。
【００２２】
第６発明では、所定の画素数は、検査時に実行するフィルタ処理のフィルタサイズに応じて設定することにより、周縁部においても効果的なフィルタ処理を実行することが可能となる。
【００２３】
第７発明では、所定の画素数は、撮像手段における画素ごとの色の配列に応じて設定することにより、階調圧縮した画像のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を正しく推定することが可能となる。
【００２４】
第８発明では、複数の検査領域が重なっている場合、重なっている領域全体を一の検査領域として設定することにより、重なっている領域に対して二重に階調圧縮画像を生成することがなく、画像処理の演算処理負荷を低減することができると共に使用メモリ量を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、記憶された検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査に必要な領域に対してのみ、階調圧縮画像を生成すれば足り、画像処理の演算処理負荷を大きく低減することができる。また、階調圧縮の条件の指定を受け付ける前提として、例えば検査領域ごとに多値画像を取得する露光時間を、黒つぶれ又は白飛びが生じない露光時間範囲内に設定することにより、検査領域内で黒つぶれ又は白飛びが生じない階調圧縮画像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のＨＤＲ画像の生成方法の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理装置における画像処理方法の一例を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の露光時間範囲特定手段の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の露光時間範囲特定手段における主制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】露光時間範囲の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の合成画像生成時の画像作成領域を示す模式図である。
【図９】図８（ｂ）に対応するフィルタ処理の例示図である。
【図１０】Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の配列がベイヤー配列である場合のＲ、Ｇ、Ｂ画像作成領域の例示図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の主制御部の画像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】階調圧縮の条件として画像の画質調整パラメータを設定する画面の例示図である。
【図１３】「明るさ」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。
【図１４】「コントラスト」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。
【図１５】第一の露光時間を設定する画面の例示図である。
【図１６】第二の露光時間を設定する画面の例示図である。
【図１７】検査領域が重なっている場合の検査領域の設定例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施の形態の説明で参照する図面を通じて、同一又は同様の構成又は機能を有する要素については、同一又は同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２８】
図１は、従来のＨＤＲ画像の生成方法の説明図である。図１（ａ）は異なる露光時間ｔ１〜ｔ５（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５）で撮像した複数の多値画像を示し、図１（ｂ）は異なる露光時間で撮像した複数の多値画像を合成した１６ビット階調の合成画像（ＨＤＲ画像）を模式的に示している。図１（ａ）に示すように８ビット階調（２５６階調）の画像では、露光時間が短い場合（ｔ１）には黒つぶれが生じており、露光時間が長い場合（ｔ５）には白飛びが生じている。しかし、図１（ｂ）に示すように、１６ビット階調（６５５３６階調）の合成画像（ＨＤＲ画像）を生成することにより、黒つぶれ及び白飛びは解消している。
【００２９】
ダイナミックレンジの広いＨＤＲ画像は、そのままでは検査処理に用いるデータ量が大きくなる。そこで、ＨＤＲ画像を元の階調である８ビットへと階調圧縮する必要がある。図１（ｃ）はＨＤＲ画像を階調圧縮した階調圧縮画像を示している。図１（ｃ）に示すダイナミックレンジの広い階調圧縮画像を生成することにより、元の画像より鮮明な階調圧縮画像を表示することができる。
【００３０】
しかし、画像全体を同じ条件で一律に階調圧縮する場合、明るい部分のコントラストを十分に確保したときには暗い部分のコントラストが不足する。一方、暗い部分のコントラストを十分に確保したときには明るい部分のコントラストが不足する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置における画像処理方法の一例を説明するための模式図である。図２（ａ）に示すように、まず露光時間がそれぞれｔ１、ｔ２、ｔ３と、異なる８ビット画像を複数取得し、検査領域Ａ１、Ａ２の指定を受け付ける。
【００３２】
次に検査領域Ａ１、Ａ２について、それぞれ複数の８ビット画像に所定の重みづけをして合成した１６ビット画像を、図２（ｂ）に示すようにＨＤＲ画像として生成する。従来とは異なり、ＨＤＲ画像は検査領域Ａ１、Ａ２にのみ生成し、検査領域ではない非検査領域についてはＨＤＲ画像を生成しない。そして、図２（ｃ）に示すように検査領域Ａ１、Ａ２それぞれのＨＤＲ画像を、それぞれ検査に適した条件で階調圧縮した階調圧縮画像を生成することにより、検査領域Ａ１、Ａ２についてそれぞれ検査に適したコントラスト、明るさの画像を取得することができる。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を模式的に示すブロック図である。図３に示すように本実施の形態に係る画像処理装置２は、多値画像を撮像する撮像手段であるカメラ１及びカメラ１により撮像された多値画像又は各種処理を行った後の画像を表示する表示装置５（画像表示手段）に接続されている。
【００３４】
画像処理装置２は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）、ＬＳＩ等で構成された主制御部２１、ＲＡＭ２２、記憶手段２３、Ｉ／Ｏインタフェース２４、ビデオインタフェース２５、通信インタフェース２６、可搬型ディスクドライブ２７及び上述したハードウェアを接続する内部バス２８で構成されている。主制御部２１は、内部バス２８を介して画像処理装置２の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶手段２３に記憶されているコンピュータプログラム１００に従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。ＲＡＭ２２は、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラム１００の実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラム１００の実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。
【００３５】
記憶手段２３は、内蔵される固定型記憶装置（ハードディスク、フラッシュメモリ）、ＲＯＭ等で構成されている。記憶手段２３に記憶されているコンピュータプログラム１００は、プログラム及びデータ等の情報を記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の可搬型記録媒体９０から、可搬型ディスクドライブ２７を介してダウンロードされ、実行時には記憶手段２３からＲＡＭ２２へ展開して実行される。もちろん、通信インタフェース２６を介して外部コンピュータからダウンロードされたコンピュータプログラムであっても良い。
【００３６】
通信インタフェース２６は内部バス２８に接続されており、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の外部のネットワークに接続されることにより、外部のコンピュータ等とデータ送受信を行うことが可能となっている。すなわち、上述した記憶手段２３は、画像処理装置２に内蔵される構成に限定されるものではなく、通信インタフェース２６を介して接続されている外部のサーバコンピュータ等に設置されているハードディスク等の外部記録媒体であっても良い。また、生成されたＨＤＲ画像、階調圧縮画像等も、通信インタフェース２６を介して外部機器４へ送信することができる。
【００３７】
また、Ｉ／Ｏインタフェース２４を介して、キーボード６及びマウス７等の入力装置と接続されている。もちろん、液晶パネル等と一体となったタッチパネル等の入力情報を取得する装置全般を含む。さらに、レーザプリンタ、ドットプリンタ等の印刷装置等と接続されていても良い。
【００３８】
カメラ（撮像手段）１は、ＣＣＤ撮像素子を備えたＣＣＤカメラ等である。表示装置５は、ビデオインタフェース２５を介して接続されているＣＲＴ、液晶パネル等を有する表示装置である。カメラ１、表示装置５等は、画像処理装置２と一体化されていても良いし、分離されていても良い。外部機器４は、通信インタフェース２６を介して接続されている制御機器であり、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等が相当する。ここで外部機器４とは、画像処理装置２による画像処理結果に応じて後処理を実行する機器全体を意味している。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の一構成例を示す機能ブロック図である。図４において、本実施の形態に係る画像処理装置２は、カメラ１と、画像処理装置２の処理を実行する画像処理部３と、記憶手段２３と、入力受付／画像表示部８とで構成される。
【００４０】
カメラ１は、例えばディジタルカメラとして機能し、検査する対象として例えばワークの表面を撮像し多値画像を取得して画像処理部３へ出力する。また、設定されて記憶されている露光時間範囲を画像処理部３から取得して検査時に画像を撮像する。
【００４１】
画像処理部３は、検査領域設定・記憶手段３１と、圧縮条件設定・記憶手段３２と、多値画像取得手段３３と、合成画像生成手段３４と、画像圧縮手段３５と、露光時間範囲設定・記憶手段３６とを含む。また、画像処理部３は、主制御部２１、ＲＡＭ２２、外部Ｉ／Ｆ等を含んで構成され、検査領域設定・記憶手段３１、圧縮条件設定・記憶手段３２、多値画像取得手段３３、合成画像生成手段３４、画像圧縮手段３５、及び露光時間範囲設定・記憶手段３６の処理動作を制御する。
【００４２】
記憶手段２３は、画像メモリとして機能し、カメラ１により撮像された多値画像、及び画像処理部３において各種処理を行った後の画像を随時記憶する。また、設定された検査領域、階調圧縮の条件、露光時間範囲等の設定データも記憶する。
【００４３】
入力受付／画像表示部８は、コンピュータ用のモニタ等の表示装置５、キーボード６、マウス７等の入力装置で構成される。入力受付部は、例えばダイアログボックスとして表示装置５の表示画面上に設けられ、領域指定受付手段８１と、圧縮条件指定受付手段８２と、露光時間範囲特定手段８３とを含む。画像表示部は、表示装置５の表示画面上の入力受付部に隣接して設けられ、画像表示手段８４と、画像調整手段８５とを含む。ユーザは、各種処理を行った後の画像を随時、画像表示部に表示させ、入力受付部から入力する。
【００４４】
次に、画像処理部３の各構成について説明する。
【００４５】
検査領域設定・記憶手段３１は、入力受付／画像表示部８の領域指定受付手段８１で指定を受け付けた領域を検査領域として設定して記憶する。取得した多値画像全体ではなく、検査の対象が撮像されている部分を含む小領域を検査領域として指定を受け付けることにより、検査に必要な領域に対してのみ露光時間を変えて撮像した複数の多値画像を合成し、階調圧縮すれば足り、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することができる。
【００４６】
圧縮条件設定・記憶手段３２は、入力受付／画像表示部８の圧縮条件指定受付手段８２で指定を受け付けた階調圧縮の条件を設定して記憶する。圧縮条件指定受付手段８２で指定を受け付ける条件としては、明るさ、コントラストのパラメータ等である。
【００４７】
なお、合成画像を生成するので、少なくとも二の露光時間が必要となる。そこで、入力受付／画像表示部８は露光時間範囲特定手段８３を備え、検査領域全体、又は検査領域ごとに露光時間範囲を特定する。
【００４８】
図５は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の露光時間範囲特定手段８３の一構成例を示す機能ブロック図である。図５において、露光時間範囲特定手段８３は、輝度範囲設定受付手段８３１と、第一露光時間決定手段８３２と、第二露光時間決定手段８３３とを備えている。
【００４９】
輝度範囲設定受付手段８３１は、最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付ける。第一露光時間決定手段８３２は、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定する。第二露光時間決定手段８３３は、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する。
【００５０】
露光時間範囲特定手段８３は、検査領域ごとの露光時間範囲を、第一の露光時間以上第二の露光時間以下に特定する。つまり、輝度値が一定の範囲内に収束するように露光時間範囲を特定することができるので、黒つぶれ又は白飛びが生じるのを未然に回避することができる。
【００５１】
図６は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の露光時間範囲特定手段８３における主制御部２１の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６は、検査領域設定・記憶手段３１で設定した一の検査領域に対する処理を示しており、図６に示す処理を検査領域ごとに実行する。なお、検査領域全体に対する処理であっても良いことは言うまでもない。
【００５２】
図６において、画像処理装置２の主制御部２１は、露光時間ｔ１で撮像した多値画像を取得し（ステップＳ６０１）、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最大輝度値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６０２）。主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内に最大輝度値より大きい画素値が存在すると判断した場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、主制御部２１は、露光時間ｔ１を一定時間αだけ短縮した時間を新たな露光時間ｔ１とし（ステップＳ６０３）、処理をステップＳ６０１へ戻して上述した処理を繰り返す。
【００５３】
主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最大輝度値以下であると判断した場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、主制御部２１は、露光時間ｔ１を露光時間の下限値（第一の露光時間）ｔmin とし（ステップＳ６０４）、新たな露光時間ｔ２で撮像した多値画像を取得する（ステップＳ６０５）。主制御部２１は、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最小輝度値以上であるか否かを判断する（ステップＳ６０６）。
【００５４】
主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内に最小輝度値より小さい画素値が存在すると判断した場合（ステップＳ６０６：ＮＯ）、主制御部２１は、露光時間ｔ２を一定時間αだけ延長した時間を新たな露光時間ｔ２とし（ステップＳ６０７）、処理をステップＳ６０５へ戻して上述した処理を繰り返す。主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最小輝度値以上であると判断した場合（ステップＳ６０６：ＹＥＳ）、主制御部２１は、露光時間ｔ２を露光時間の上限値（第二の露光時間）ｔmax とし（ステップＳ６０８）、ｔmin 以上ｔmax 以下の範囲を露光時間範囲として特定する（ステップＳ６０９）。なお、露光時間範囲は、後述するようにユーザが表示された画像を視認しながら設定することも可能である。
【００５５】
図４に戻って、多値画像取得手段３３は、検査領域ごとに、特定した露光時間範囲内の少なくとも二の露光時間で多値画像を取得する。すなわち、図６で特定した露光時間の下限値（第一の露光時間）ｔmin 以上、露光時間の上限値（第二の露光時間）ｔmax 以下である露光時間範囲内の露光時間で撮像した多値画像を複数取得する。
【００５６】
なお、特定された検査領域ごとの露光時間範囲が重ならない範囲内の露光時間を、多値画像を取得する露光時間として設定しない。図７は、露光時間範囲の説明図である。図７の例では２つの検査領域について、露光時間の下限値（第一の露光時間）ｔmin 及び露光時間の上限値（第二の露光時間）ｔmax を算出して露光時間範囲を特定している。
【００５７】
図７に示すように、一の検査領域について特定した露光時間範囲７１と、他の検査領域について特定した露光時間範囲７２とが互いに重なり合わない場合、多値画像を取得する露光時間として露光時間範囲７３内の露光時間を設定しない。これにより、余分な露光時間での撮像を行わないので不要な多値画像を取得することがなく、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することができる。すなわち、ユーザが設定した検査領域内についてのみ白飛び及び黒つぶれを抑制するのに必要な露光時間を設定し、検査領域外については白飛び及び黒つぶれの発生を許容することにより、余分な露光時間での撮像を極力減らすことができる。
【００５８】
図４に戻って、合成画像生成手段３４は、異なる露光時間で撮像した複数の多値画像を、検査領域ごとに一定の重みづけをして合成した合成画像（ＨＤＲ画像）を生成する。これにより、検査領域ごとに広いダイナミックレンジを有するＨＤＲ画像を生成することができる。
【００５９】
画像圧縮手段３５は、検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに合成画像を階調圧縮する。これにより、検査領域ごとに階調圧縮画像を生成することができる。
【００６０】
露光時間範囲設定・記憶手段３６は、露光時間範囲特定手段８３で特定された検査領域ごとの露光時間範囲、すなわち第一の露光時間以上第二の露光時間以下である露光時間範囲を設定して記憶する。
【００６１】
検査領域ごとの合成画像生成時には、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した領域を画像作成領域として合成画像を生成することが好ましい。フィルタ処理を実行する場合、検査領域よりも広い範囲を画像作成領域としておく必要があるからである。
【００６２】
図８は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の合成画像生成時の画像作成領域の概念を示す模式図である。図８（ａ）に示す多値画像は、検査領域Ａ１及びＡ２の指定を受け付けている。
【００６３】
図８（ｂ）は、検査領域Ａ１の合成画像生成時の画像作成領域Ａ１’を示している。図８（ｂ）では、検査領域Ａ１よりも上下左右に１画素ずつ広い領域を画像作成領域Ａ１’として合成画像を生成している。
【００６４】
同様に、図８（ｃ）は、検査領域Ａ２の合成画像生成時の画像作成領域Ａ２’を示している。図８（ｃ）では、検査領域Ａ２よりも上下左右に２画素ずつ広い領域を画像作成領域Ａ２’として合成画像を生成している。
【００６５】
図９は、フィルタ処理の例示図である。図９では、３×３の平均化フィルタ処理を実行している。ここで、３×３の平均化フィルタ処理とは、着目する画素を中心として、その周囲１画素の範囲（すなわち９画素）の輝度値の平均値を着目画素の画素値とする処理を意味する。
【００６６】
図９（ａ）に示すように、ハッチングを施した着目画素９１の輝度値は、着目画素９１の周囲１画素の範囲に存在する９つの画素９２の輝度値の平均値として算出している。したがって、図９（ｂ）に示すように、着目画素９３が検査領域の縁端の画素である場合、上下左右の周囲１画素の範囲に存在する９つの画素９４の輝度値を取得するためには、検査領域よりも上下左右に１画素ずつ広い領域を画像作成領域としておく必要がある。
【００６７】
同様に、５×５の平均化フィルタ処理を実行する場合、着目する画素を中心として、その周囲２画素の範囲（すなわち２５画素）の輝度値の平均値を着目画素の画素値としている。したがって、図９（ｂ）に示すように、着目画素が検査領域の縁端の画素である場合であっても、上下左右の周囲２画素の輝度値を取得するためには、検査領域よりも上下左右に２画素ずつ広い領域を画像作成領域としておく必要がある。
【００６８】
このように、フィルタサイズに応じて、画像作成領域の大きさを変動させることにより、高い精度で多階調の合成画像を生成することが可能となる。
【００６９】
また、カラー画像の画素の配列に応じて、画像作成領域の大きさを定めても良い。図１０は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の配列がベイヤー配列である場合のＲ、Ｇ、Ｂ画像作成領域の例示図である。例えばカラーＣＣＤに代表されるカラー撮像素子は、画素ごとにＲ成分の受光感度を有するＲ画素、Ｇ成分の受光感度を有するＧ画素、Ｂ成分の受光感度を有するＢ画素が、図１０（ａ）に示すベイヤー配列で配列されている。
【００７０】
画素ごとのＲ値、Ｇ値、Ｂ値を算出するためには、着目画素を中心として、その周囲１画素の範囲（すなわち９画素）のＲ値、Ｇ値、Ｂ値から着目画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を図１０（ｂ）〜（ｄ）に示すように推定演算する。したがって、着目画素が検査領域の縁端の画素である場合、上下左右の周囲１画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を取得するためには、検査領域よりも上下左右に１画素ずつ広い領域を画像作成領域としておく必要がある。
【００７１】
なお、画像作成領域として検査領域を拡大する画素数は、フィルタサイズから定まる画素数と、カラー画像の画素の配列から定まる画素数との和として定めれば良い。
【００７２】
図１１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の主制御部２１の画像処理の手順を示すフローチャートである。主制御部２１は、検査領域の指定を受け付け、指定を受け付けた領域を検査領域として設定して記憶する（ステップＳ１１０１）。取得した多値画像全体ではなく、検査の対象が撮像されている部分を含む小領域を検査領域として指定を受け付けることにより、検査に必要な領域に対してのみ、露光時間を変えて撮像した複数の多値画像を合成し、階調圧縮すれば足り、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することができる。
【００７３】
主制御部２１は、階調圧縮の条件の指定を受け付け、指定を受け付けた階調圧縮の条件を設定して記憶する（ステップＳ１１０２）。指定を受け付ける条件としては、合成画像の基礎となる多値画像の露光条件、合成時の重みづけ条件等である。
【００７４】
図１２は、階調圧縮の条件として画像の画質調整パラメータを設定する画面の例示図である。図１２（ａ）に示すように、画像表示領域１２０に多値画像を表示し、検査領域Ａ１、Ａ２を指定する。画質調整パラメータの設定は、検査領域を「領域番号」で指定し、「明るさ」と「コントラスト」のパラメータを指定することにより階調圧縮画像の画質を調整する画質調整手段８５として機能する。具体的には、領域番号指定領域１２１にて検査領域を指定し、明るさ指定領域１２２及びコントラスト指定領域１２３にて「明るさ」と「コントラスト」のパラメータを指定する。図１２（ａ）では、「領域番号」として‘１’を指定することにより、検査領域Ａ１に対して画質調整パラメータを設定する。画面表示領域１２０には、画質調整パラメータを変更した後に実際に作成される合成画像、最長の露光時間で撮像した画像、又は最短の露光時間で撮像した画像等を表示しても良い。これにより、ユーザは表示される画像を確認しながら画質調整パラメータの妥当性を検証することができるので、適切な画質調整パラメータを設定することが容易になる。
【００７５】
ここで、「明るさ」及び「コントラスト」のパラメータを指定することにより、どのように階調圧縮画像の画質を調整するのか説明する。図１３は、「明るさ」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。図１３では、縦軸に「明るさ」のパラメータによる画質調整後のＨＤＲ画像の輝度値Ｘを、横軸に画質調整前のＨＤＲ画像の輝度値Ｉを、それぞれ示している。
【００７６】
図１３は、階調圧縮前のＨＤＲ画像の階調が４０９６階調である場合の輝度値Ｉの明るさを変える変換特性をグラフに示している。変換後の輝度値Ｘは（式１）に従って算出されている。
【００７７】
【数１】
【００７８】
（式１）からもわかるように、パラメータｐの値が大きくなるにつれＩの値が小さい領域での変換係数が大きくなる。したがって、パラメータｐの値が‘０’である場合、すなわち輝度値が同じ値に変換される場合のグラフ１３１は、パラメータｐの値を少し大きくした場合にはグラフ１３２へ、パラメータｐの値をより大きくした場合にはグラフ１３３へ、それぞれ変換される。本実施の形態では、「明るさ」のパラメータの値が０〜１００まで変動するのに対応して、パラメータｐの値を１〜１６に変動させるようにしてある。つまり、「明るさ」のパラメータの値を０〜１００の範囲内で変動させることにより、（式１）のパラメータｐの値が０〜１６の間で変動し、輝度値の変換特性を調整することができる。
【００７９】
図１４は、「コントラスト」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。図１４では、縦軸に階調圧縮画像の輝度値Ｙを、横軸に明るさ調整後のＨＤＲ画像の輝度値Ｘを、それぞれ示している。なお、Ｘ１、Ｙ１は、変換曲線の変曲点となり、変曲点での傾きがコントラストの大小を決定付ける。（Ｘ１、Ｙ１）の値はあらかじめ定めてある固定値を用いても良いし、ユーザの設定を受け付けて特定しても良い。
【００８０】
図１４（ａ）及び（ｂ）のグラフでは、ＨＤＲ画像が４０９６階調である場合であって、パラメータｑが１以上であるときのコントラスト曲線を示しており、階調圧縮画像の輝度値Ｙは、画質調整後のＨＤＲ画像の輝度値Ｘに基づいて（式２）又は（式３）により算出される。
【００８１】
【数２】
【００８２】
【数３】
【００８３】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、パラメータｑが１より大きい場合を示しており、（Ｘ１、Ｙ１）を中心としてコントラストの立ち上がりが急峻となっている。
【００８４】
一方、図１４（ｃ）及び（ｄ）のグラフでは、ＨＤＲ画像が４０９６階調である場合であって、パラメータｑが１より小さいときのコントラスト曲線を示している。図１４（ｃ）と（ｄ）とでは、設定を受け付けた（Ｘ１、Ｙ１）の値が相違しており、（Ｘ１、Ｙ１）を中心としてコントラストの立ち上がりが滑らかになっている。
【００８５】
本実施の形態では、「コントラスト」のパラメータの値が０〜１００まで変動するのに対応して、パラメータｑの値を０．１８〜５．６に変動させるようにしてある。つまり、「コントラスト」のパラメータの値を０〜１００の範囲内で変動させることにより、（式２）又は（式３）のパラメータｑの値が０．１８〜５．６の間で変動し、輝度値の変換特性を調整することができる。
【００８６】
このように、「明るさ」のパラメータ及び「コントラスト」のパラメータを変動させることにより、（式１）のパラメータｐ及び（式２）、（式３）のパラメータｑを変動させることができ、所望の画質を有する階調圧縮画像を生成して表示することができる。
【００８７】
具体的には、図１２（ｂ）では、明るさ指定領域１２２の値を‘５０’から‘３０’へ下げることにより、表示される階調圧縮画像を明確にしている。そして、図１２（ｃ）では、コントラスト指定領域１２３の値を‘５０’から‘７０’へ上げることにより、表示される階調圧縮画像をより明確にしている。
【００８８】
図１２（ｄ）では、「領域番号」として‘２’を指定することにより、検査領域Ａ２に対して画質調整パラメータを設定する。具体的には、明るさ指定領域１２２の値を‘５０’から‘８０’へ上げ、コントラスト指定領域１２３の値を‘５０’から‘７５’へ上げることにより、表示される階調圧縮画像を明確にしている。
【００８９】
このように、検査領域ごとに異なる階調圧縮の条件を設定することができるので、例えば検査領域ごとにコントラストを強調したい明るさが異なる場合、それぞれ適切な階調圧縮の条件を設定することにより、ユーザの所望の画像を取得することができる。ここで、階調圧縮の条件とは、図１４に示すように、ＨＤＲ画像の各画素の輝度値を入力変数、階調圧縮後の輝度値を出力変数としたときの変換特性であり、変換特性は変換曲線形状、変曲点の位置等により規定される。ユーザが変換特性を検査領域ごとに選択することにより、例えば検査領域Ａ１では暗い部分のコントラストを強調し、検査領域Ａ２では明るい部分のコントラストを強調する等、検査領域の特性に合わせた階調圧縮を実行することが可能となる。なお、変換曲線形状としては、図１４に示したＳ字形状、逆Ｓ字形状の他に、指数（対数）関数、線形等の様々な曲線形状が考えられ、曲線形状もまたユーザが選択することにより、各検査領域に適した幅の広い階調圧縮を実行することが可能になる。
【００９０】
図１１に戻って、主制御部２１は、検査領域ごとに露光時間範囲を特定する（ステップＳ１１０３）。具体的には、最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付け、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最大輝度値以下となる第一の露光時間、及び検査領域内の輝度値が最小輝度値以上となる第二の露光時間を算出する。そして、検査領域ごとの露光時間範囲を、第一の露光時間以上第二の露光時間以下に特定することにより、輝度値が一定の範囲内に収束するように露光時間範囲を特定することができるので、黒つぶれ又は白飛びを未然に回避することができる。
【００９１】
図１５は、第一の露光時間を設定する画面の例示図である。図１５に示すように、露光時間設定領域１２４、１２５の値を変化させる都度、画像表示領域１２０に表示される画像が変化する。露光時間設定領域１２４の値を‘２００’から‘１４０’へ下げることにより、検査領域Ａ２の画像に黒つぶれが生じるものの、検査領域Ａ１の画像は明確になる。
【００９２】
図１６は、第二の露光時間を設定する画面の例示図である。露光時間設定領域１２５の値を‘１００００’から‘１０３００’へ上げることにより、検査領域Ａ１の画像に白飛びが生じるものの、検査領域Ａ２の画像は明確になる。
【００９３】
図１１に戻って、主制御部２１は、検査領域ごとに、特定した露光時間範囲内の少なくとも二の露光時間で多値画像を取得する（ステップＳ１１０４）。すなわち、特定した露光時間の下限値（第一の露光時間）以上、露光時間の上限値（第二の露光時間）以下である露光時間範囲内の露光時間で撮像した複数の多値画像を取得する。
【００９４】
主制御部２１は、異なる露光時間で撮像した複数の多値画像を、輝度値に応じた重みづけをして合成した合成画像を生成する（ステップＳ１１０５）。これにより、検査領域ごとに広いダイナミックレンジを有するＨＤＲ画像を合成画像として生成することができる。
【００９５】
主制御部２１は、検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに合成画像を階調圧縮する（ステップＳ１１０６）。これにより、検査領域ごとの階調圧縮画像を生成することができる。
【００９６】
なお、指定を受け付けた検査領域が重なっている場合、重なっている検査領域をマージして、一の検査領域として設定しても良い。重なっている検査領域に対して二重に合成画像の生成処理及び階調圧縮処理を実行することがなく、画像処理の演算処理負荷を低減することができると共に使用メモリ量を低減することが可能になるからである。
【００９７】
図１７は、検査領域が重なっている場合の検査領域の設定例を示す模式図である。図１７（ａ）に示すように、３つの検査領域Ａ４、Ａ５、Ａ６の指定を受け付けて、検査領域Ａ４とＡ５とが一部重なっている場合、図１７（ｂ）に示すように検査領域Ａ４と検査領域Ａ５とをマージした検査領域Ａ４＋Ａ５を一の検査領域として設定する。これにより、検査領域Ａ４と検査領域Ａ５とが重なり合っている領域１７１に対して二重に合成画像の生成処理及び階調圧縮処理を実行することがなく、画像処理の演算処理負荷を低減することができると共に使用メモリ量を低減することが可能になる。
【００９８】
以上のように本実施の形態によれば、検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査領域ごとの検査に適した明るさ、コントラストを有する画像を作成することができ、安定した検査を行うことが可能となる。また、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査に必要な領域に対してのみ、ＨＤＲ画像を生成し階調圧縮すれば足り、画像処理の演算処理負荷を大きく低減することができる。
【００９９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１ カメラ（撮像手段）
２ 画像処理装置
３ 画像処理部
２３ 記憶手段
８ 入力受付／画像表示部
３１ 検査領域設定・記憶手段
３２ 圧縮条件設定・記憶手段
３３ 多値画像取得手段
３４ 合成画像生成手段
３５ 画像圧縮手段
３６ 露光時間範囲設定・記憶手段
８１ 領域指定受付手段
８２ 圧縮条件指定受付手段
８３ 露光時間範囲特定手段
８４ 画像表示手段
８５ 画質調整手段
８３１ 輝度範囲設定受付手段
８３２ 第一露光時間決定手段
８３３ 第二露光時間決定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面を異なる露光時間で撮像した複数の画像に基づいて、受光素子のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジを有する合成画像を生成する画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、露光時間の異なる画像を複数撮像し、撮像した複数の画像に基づいて受光素子のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジを有する合成画像（以下、ＨＤＲ画像）を生成する技術が開発されている。例えば特許文献１では、一の撮像装置を用いて異なる露光時間で画像を複数撮像する場合に、画像中の移動体の動き量を検出して、画像の位置を補正して合成画像を生成する撮像方法が開示されている。特許文献１では、撮像した画像を分割して、検出した移動体の動き量に応じて分割した画像を移動させることで合成画像を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０２１３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＤＲ画像を生成する場合、異なる露光条件で撮像した複数の画像を合成することにより、多階調の合成画像を生成する。生成した合成画像は、そのままでは検査処理に用いるデータ量が大きくなるので、合成画像を元の階調まで階調圧縮した画像（以下、階調圧縮画像）を生成する。特許文献１に開示してある撮像方法では、画像全体に対して異なる露光時間で撮像した複数の画像を合成して、その後に階調圧縮するため、演算処理量、使用メモリ量ともに相当量を要するという問題点があった。
【０００５】
また、従来の方法では、広いダイナミックレンジを有する合成画像は、画像全体を一律に階調圧縮することにより、より低い階調の画像、例えば元の画像と同じ階調の画像にしていた。しかし、検査領域が複数存在する場合、一の検査領域で検査に適した画像を取得するように階調圧縮したとき、他の検査領域で検査には適さない画像を取得するようになるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、演算処理量、使用メモリ量を低減し、画像撮像時間を短縮するとともに、検査領域ごとに、それぞれ検査に適した画像を取得することができる画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１発明に係る画像処理装置は、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置において、検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段と、前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段と、前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段と、少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段と、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段と、記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明に係る画像処理装置は、第１発明において、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、前記露光時間範囲特定手段で特定された露光時間範囲内の異なる露光時間で撮像された複数の多値画像を合成して生成した合成画像、最長の露光時間で撮像された画像、最短の露光時間で撮像された画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する画像表示手段とを備え、前記露光時間範囲特定手段は、前記画像表示手段で表示された画像を視認することが可能な状態で前記露光時間範囲の設定を受け付けるようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明に係る画像処理装置は、第１発明において、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付ける輝度範囲設定受付手段と、前記検査領域内の輝度値が前記最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定する第一露光時間決定手段と、前記検査領域ごとに、前記検査領域内の輝度値が前記最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する第二露光時間決定手段とを備え、前記露光時間範囲特定手段は、前記露光時間範囲を前記第一の露光時間以上前記第二の露光時間以下に特定するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明に係る画像処理装置は、第３発明において、前記露光時間範囲特定手段は、前記検査領域ごとに決定された前記第一の露光時間及び前記第二の露光時間に基づいて露光時間範囲を特定するようにしてあり、前記多値画像取得手段は、特定された前記検査領域ごとの前記露光時間範囲が重なり合わない場合、重なり合わない範囲内の露光時間で多値画像を取得しないようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明に係る画像処理装置は、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記画像圧縮手段は、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した画像作成領域にて前記合成画像を生成するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明に係る画像処理装置は、第５発明において、前記所定の画素数は、検査時に実行するフィルタ処理のフィルタサイズに応じて設定するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明に係る画像処理装置は、第５発明において、前記所定の画素数は、撮像手段における画素ごとの色の配列に応じて設定するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、第８発明に係る画像処理装置は、第１乃至第７発明のいずれか１つにおいて、複数の前記検査領域が重なっている場合、重なっている領域全体を一の検査領域として設定するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
次に、上記目的を達成するために第９発明に係る画像処理方法は、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能な画像処理方法において、前記画像処理装置は、検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付工程と、前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付工程と、前記領域指定受付工程にて指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付工程にて指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶工程と、少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得工程と、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成工程と、記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
次に、上記目的を達成するために第１０発明に係るコンピュータプログラムは、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記画像処理装置を、検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段、前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段、前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段、少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段、及び記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
第１発明、第９発明及び第１０発明では、異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する。検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付け、検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付け、指定を受け付けた検査領域及び階調圧縮の条件を記憶する。少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得し、取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する。記憶された検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査に必要な領域に対してのみ、階調圧縮画像を生成すれば足り、画像処理の演算処理負荷を大きく低減することができる。また、階調圧縮の条件の指定を受け付ける前提として、例えば検査領域ごとに多値画像を取得する露光時間を、黒つぶれ又は白飛びが生じない露光時間範囲内に設定することにより、検査領域内で黒つぶれ又は白飛びが生じない階調圧縮画像を表示することが可能となる。
【００１８】
第２発明では、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定し、特定された露光時間範囲内の異なる露光時間で撮像された複数の多値画像を合成して生成した合成画像、最長の露光時間で撮像された画像、最短の露光時間で撮像された画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する。表示された画像を視認することが可能な状態で露光時間範囲の設定を受け付けることにより、画像を視認しながら最適な露光時間範囲を特定することが可能となる。
【００１９】
第３発明では、異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する。最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付け、検査領域内の輝度値が最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定し、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する。露光時間範囲を第一の露光時間以上第二の露光時間以下に特定することにより、検査領域内で黒つぶれ又は白飛びが生じない階調圧縮画像を表示することが可能となる。
【００２０】
第４発明では、検査領域ごとに決定された第一の露光時間及び第二の露光時間に基づいて露光時間範囲を特定し、特定された検査領域ごとの露光時間範囲が重なり合わない場合、重なり合わない範囲内の露光時間で多値画像を取得しないことにより、不要な多値画像を取得することがなく、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することが可能となる。
【００２１】
第５発明では、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した画像作成領域にて合成画像を生成することにより、周縁部においても効果的なフィルタ処理を実行することが可能となる。
【００２２】
第６発明では、所定の画素数は、検査時に実行するフィルタ処理のフィルタサイズに応じて設定することにより、周縁部においても効果的なフィルタ処理を実行することが可能となる。
【００２３】
第７発明では、所定の画素数は、撮像手段における画素ごとの色の配列に応じて設定することにより、階調圧縮した画像のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を正しく推定することが可能となる。
【００２４】
第８発明では、複数の検査領域が重なっている場合、重なっている領域全体を一の検査領域として設定することにより、重なっている領域に対して二重に階調圧縮画像を生成することがなく、画像処理の演算処理負荷を低減することができると共に使用メモリ量を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、記憶された検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査に必要な領域に対してのみ、階調圧縮画像を生成すれば足り、画像処理の演算処理負荷を大きく低減することができる。また、階調圧縮の条件の指定を受け付ける前提として、例えば検査領域ごとに多値画像を取得する露光時間を、黒つぶれ又は白飛びが生じない露光時間範囲内に設定することにより、検査領域内で黒つぶれ又は白飛びが生じない階調圧縮画像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のＨＤＲ画像の生成方法の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理装置における画像処理方法の一例を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の露光時間範囲特定手段の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の露光時間範囲特定手段における主制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】露光時間範囲の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の合成画像生成時の画像作成領域を示す模式図である。
【図９】図８（ｂ）に対応するフィルタ処理の例示図である。
【図１０】Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の配列がベイヤー配列である場合のＲ、Ｇ、Ｂ画像作成領域の例示図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の主制御部の画像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】階調圧縮の条件として画像の画質調整パラメータを設定する画面の例示図である。
【図１３】「明るさ」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。
【図１４】「コントラスト」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。
【図１５】第一の露光時間を設定する画面の例示図である。
【図１６】第二の露光時間を設定する画面の例示図である。
【図１７】検査領域が重なっている場合の検査領域の設定例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施の形態の説明で参照する図面を通じて、同一又は同様の構成又は機能を有する要素については、同一又は同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２８】
図１は、従来のＨＤＲ画像の生成方法の説明図である。図１（ａ）は異なる露光時間ｔ１〜ｔ５（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５）で撮像した複数の多値画像を示し、図１（ｂ）は異なる露光時間で撮像した複数の多値画像を合成した１６ビット階調の合成画像（ＨＤＲ画像）を模式的に示している。図１（ａ）に示すように８ビット階調（２５６階調）の画像では、露光時間が短い場合（ｔ１）には黒つぶれが生じており、露光時間が長い場合（ｔ５）には白飛びが生じている。しかし、図１（ｂ）に示すように、１６ビット階調（６５５３６階調）の合成画像（ＨＤＲ画像）を生成することにより、黒つぶれ及び白飛びは解消している。
【００２９】
ダイナミックレンジの広いＨＤＲ画像は、そのままでは検査処理に用いるデータ量が大きくなる。そこで、ＨＤＲ画像を元の階調である８ビットへと階調圧縮する必要がある。図１（ｃ）はＨＤＲ画像を階調圧縮した階調圧縮画像を示している。図１（ｃ）に示すダイナミックレンジの広い階調圧縮画像を生成することにより、元の画像より鮮明な階調圧縮画像を表示することができる。
【００３０】
しかし、画像全体を同じ条件で一律に階調圧縮する場合、明るい部分のコントラストを十分に確保したときには暗い部分のコントラストが不足する。一方、暗い部分のコントラストを十分に確保したときには明るい部分のコントラストが不足する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置における画像処理方法の一例を説明するための模式図である。図２（ａ）に示すように、まず露光時間がそれぞれｔ１、ｔ２、ｔ３と、異なる８ビット画像を複数取得し、検査領域Ａ１、Ａ２の指定を受け付ける。
【００３２】
次に検査領域Ａ１、Ａ２について、それぞれ複数の８ビット画像に所定の重みづけをして合成した１６ビット画像を、図２（ｂ）に示すようにＨＤＲ画像として生成する。従来とは異なり、ＨＤＲ画像は検査領域Ａ１、Ａ２にのみ生成し、検査領域ではない非検査領域についてはＨＤＲ画像を生成しない。そして、図２（ｃ）に示すように検査領域Ａ１、Ａ２それぞれのＨＤＲ画像を、それぞれ検査に適した条件で階調圧縮した階調圧縮画像を生成することにより、検査領域Ａ１、Ａ２についてそれぞれ検査に適したコントラスト、明るさの画像を取得することができる。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を模式的に示すブロック図である。図３に示すように本実施の形態に係る画像処理装置２は、多値画像を撮像する撮像手段であるカメラ１及びカメラ１により撮像された多値画像又は各種処理を行った後の画像を表示する表示装置５（画像表示手段）に接続されている。
【００３４】
画像処理装置２は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）、ＬＳＩ等で構成された主制御部２１、ＲＡＭ２２、記憶手段２３、Ｉ／Ｏインタフェース２４、ビデオインタフェース２５、通信インタフェース２６、可搬型ディスクドライブ２７及び上述したハードウェアを接続する内部バス２８で構成されている。主制御部２１は、内部バス２８を介して画像処理装置２の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部の動作を制御するとともに、記憶手段２３に記憶されているコンピュータプログラム１００に従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。ＲＡＭ２２は、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリで構成され、コンピュータプログラム１００の実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラム１００の実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。
【００３５】
記憶手段２３は、内蔵される固定型記憶装置（ハードディスク、フラッシュメモリ）、ＲＯＭ等で構成されている。記憶手段２３に記憶されているコンピュータプログラム１００は、プログラム及びデータ等の情報を記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の可搬型記録媒体９０から、可搬型ディスクドライブ２７を介してダウンロードされ、実行時には記憶手段２３からＲＡＭ２２へ展開して実行される。もちろん、通信インタフェース２６を介して外部コンピュータからダウンロードされたコンピュータプログラムであっても良い。
【００３６】
通信インタフェース２６は内部バス２８に接続されており、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の外部のネットワークに接続されることにより、外部のコンピュータ等とデータ送受信を行うことが可能となっている。すなわち、上述した記憶手段２３は、画像処理装置２に内蔵される構成に限定されるものではなく、通信インタフェース２６を介して接続されている外部のサーバコンピュータ等に設置されているハードディスク等の外部記録媒体であっても良い。また、生成されたＨＤＲ画像、階調圧縮画像等も、通信インタフェース２６を介して外部機器４へ送信することができる。
【００３７】
また、Ｉ／Ｏインタフェース２４を介して、キーボード６及びマウス７等の入力装置と接続されている。もちろん、液晶パネル等と一体となったタッチパネル等の入力情報を取得する装置全般を含む。さらに、レーザプリンタ、ドットプリンタ等の印刷装置等と接続されていても良い。
【００３８】
カメラ（撮像手段）１は、ＣＣＤ撮像素子を備えたＣＣＤカメラ等である。表示装置５は、ビデオインタフェース２５を介して接続されているＣＲＴ、液晶パネル等を有する表示装置である。カメラ１、表示装置５等は、画像処理装置２と一体化されていても良いし、分離されていても良い。外部機器４は、通信インタフェース２６を介して接続されている制御機器であり、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等が相当する。ここで外部機器４とは、画像処理装置２による画像処理結果に応じて後処理を実行する機器全体を意味している。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の一構成例を示す機能ブロック図である。図４において、本実施の形態に係る画像処理装置２は、カメラ１と、画像処理装置２の処理を実行する画像処理部３と、記憶手段２３と、入力受付／画像表示部８とで構成される。
【００４０】
カメラ１は、例えばディジタルカメラとして機能し、検査する対象として例えばワークの表面を撮像し多値画像を取得して画像処理部３へ出力する。また、設定されて記憶されている露光時間範囲を画像処理部３から取得して検査時に画像を撮像する。
【００４１】
画像処理部３は、検査領域設定・記憶手段３１と、圧縮条件設定・記憶手段３２と、多値画像取得手段３３と、合成画像生成手段３４と、画像圧縮手段３５と、露光時間範囲設定・記憶手段３６とを含む。また、画像処理部３は、主制御部２１、ＲＡＭ２２、外部Ｉ／Ｆ等を含んで構成され、検査領域設定・記憶手段３１、圧縮条件設定・記憶手段３２、多値画像取得手段３３、合成画像生成手段３４、画像圧縮手段３５、及び露光時間範囲設定・記憶手段３６の処理動作を制御する。
【００４２】
記憶手段２３は、画像メモリとして機能し、カメラ１により撮像された多値画像、及び画像処理部３において各種処理を行った後の画像を随時記憶する。また、設定された検査領域、階調圧縮の条件、露光時間範囲等の設定データも記憶する。
【００４３】
入力受付／画像表示部８は、コンピュータ用のモニタ等の表示装置５、キーボード６、マウス７等の入力装置で構成される。入力受付部は、例えばダイアログボックスとして表示装置５の表示画面上に設けられ、領域指定受付手段８１と、圧縮条件指定受付手段８２と、露光時間範囲特定手段８３とを含む。画像表示部は、表示装置５の表示画面上の入力受付部に隣接して設けられ、画像表示手段８４と、画像調整手段８５とを含む。ユーザは、各種処理を行った後の画像を随時、画像表示部に表示させ、入力受付部から入力する。
【００４４】
次に、画像処理部３の各構成について説明する。
【００４５】
検査領域設定・記憶手段３１は、入力受付／画像表示部８の領域指定受付手段８１で指定を受け付けた領域を検査領域として設定して記憶する。取得した多値画像全体ではなく、検査の対象が撮像されている部分を含む小領域を検査領域として指定を受け付けることにより、検査に必要な領域に対してのみ露光時間を変えて撮像した複数の多値画像を合成し、階調圧縮すれば足り、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することができる。
【００４６】
圧縮条件設定・記憶手段３２は、入力受付／画像表示部８の圧縮条件指定受付手段８２で指定を受け付けた階調圧縮の条件を設定して記憶する。圧縮条件指定受付手段８２で指定を受け付ける条件としては、明るさ、コントラストのパラメータ等である。
【００４７】
なお、合成画像を生成するので、少なくとも二の露光時間が必要となる。そこで、入力受付／画像表示部８は露光時間範囲特定手段８３を備え、検査領域全体、又は検査領域ごとに露光時間範囲を特定する。
【００４８】
図５は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の露光時間範囲特定手段８３の一構成例を示す機能ブロック図である。図５において、露光時間範囲特定手段８３は、輝度範囲設定受付手段８３１と、第一露光時間決定手段８３２と、第二露光時間決定手段８３３とを備えている。
【００４９】
輝度範囲設定受付手段８３１は、最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付ける。第一露光時間決定手段８３２は、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定する。第二露光時間決定手段８３３は、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する。
【００５０】
露光時間範囲特定手段８３は、検査領域ごとの露光時間範囲を、第一の露光時間以上第二の露光時間以下に特定する。つまり、輝度値が一定の範囲内に収束するように露光時間範囲を特定することができるので、黒つぶれ又は白飛びが生じるのを未然に回避することができる。
【００５１】
図６は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の露光時間範囲特定手段８３における主制御部２１の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６は、検査領域設定・記憶手段３１で設定した一の検査領域に対する処理を示しており、図６に示す処理を検査領域ごとに実行する。なお、検査領域全体に対する処理であっても良いことは言うまでもない。
【００５２】
図６において、画像処理装置２の主制御部２１は、露光時間ｔ１で撮像した多値画像を取得し（ステップＳ６０１）、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最大輝度値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６０２）。主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内に最大輝度値より大きい画素値が存在すると判断した場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、主制御部２１は、露光時間ｔ１を一定時間αだけ短縮した時間を新たな露光時間ｔ１とし（ステップＳ６０３）、処理をステップＳ６０１へ戻して上述した処理を繰り返す。
【００５３】
主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最大輝度値以下であると判断した場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、主制御部２１は、露光時間ｔ１を露光時間の下限値（第一の露光時間）ｔmin とし（ステップＳ６０４）、新たな露光時間ｔ２で撮像した多値画像を取得する（ステップＳ６０５）。主制御部２１は、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最小輝度値以上であるか否かを判断する（ステップＳ６０６）。
【００５４】
主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内に最小輝度値より小さい画素値が存在すると判断した場合（ステップＳ６０６：ＮＯ）、主制御部２１は、露光時間ｔ２を一定時間αだけ延長した時間を新たな露光時間ｔ２とし（ステップＳ６０７）、処理をステップＳ６０５へ戻して上述した処理を繰り返す。主制御部２１が、取得した多値画像の検査領域内のすべての画素値が最小輝度値以上であると判断した場合（ステップＳ６０６：ＹＥＳ）、主制御部２１は、露光時間ｔ２を露光時間の上限値（第二の露光時間）ｔmax とし（ステップＳ６０８）、ｔmin 以上ｔmax 以下の範囲を露光時間範囲として特定する（ステップＳ６０９）。なお、露光時間範囲は、後述するようにユーザが表示された画像を視認しながら設定することも可能である。
【００５５】
図４に戻って、多値画像取得手段３３は、検査領域ごとに、特定した露光時間範囲内の少なくとも二の露光時間で多値画像を取得する。すなわち、図６で特定した露光時間の下限値（第一の露光時間）ｔmin 以上、露光時間の上限値（第二の露光時間）ｔmax 以下である露光時間範囲内の露光時間で撮像した多値画像を複数取得する。
【００５６】
なお、特定された検査領域ごとの露光時間範囲が重ならない範囲内の露光時間を、多値画像を取得する露光時間として設定しない。図７は、露光時間範囲の説明図である。図７の例では２つの検査領域について、露光時間の下限値（第一の露光時間）ｔmin 及び露光時間の上限値（第二の露光時間）ｔmax を算出して露光時間範囲を特定している。
【００５７】
図７に示すように、一の検査領域について特定した露光時間範囲７１と、他の検査領域について特定した露光時間範囲７２とが互いに重なり合わない場合、多値画像を取得する露光時間として露光時間範囲７３内の露光時間を設定しない。これにより、余分な露光時間での撮像を行わないので不要な多値画像を取得することがなく、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することができる。すなわち、ユーザが設定した検査領域内についてのみ白飛び及び黒つぶれを抑制するのに必要な露光時間を設定し、検査領域外については白飛び及び黒つぶれの発生を許容することにより、余分な露光時間での撮像を極力減らすことができる。
【００５８】
図４に戻って、合成画像生成手段３４は、異なる露光時間で撮像した複数の多値画像を、検査領域ごとに一定の重みづけをして合成した合成画像（ＨＤＲ画像）を生成する。これにより、検査領域ごとに広いダイナミックレンジを有するＨＤＲ画像を生成することができる。
【００５９】
画像圧縮手段３５は、検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに合成画像を階調圧縮する。これにより、検査領域ごとに階調圧縮画像を生成することができる。
【００６０】
露光時間範囲設定・記憶手段３６は、露光時間範囲特定手段８３で特定された検査領域ごとの露光時間範囲、すなわち第一の露光時間以上第二の露光時間以下である露光時間範囲を設定して記憶する。
【００６１】
検査領域ごとの合成画像生成時には、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した領域を画像作成領域として合成画像を生成することが好ましい。フィルタ処理を実行する場合、検査領域よりも広い範囲を画像作成領域としておく必要があるからである。
【００６２】
図８は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の合成画像生成時の画像作成領域の概念を示す模式図である。図８（ａ）に示す多値画像は、検査領域Ａ１及びＡ２の指定を受け付けている。
【００６３】
図８（ｂ）は、検査領域Ａ１の合成画像生成時の画像作成領域Ａ１’を示している。図８（ｂ）では、検査領域Ａ１よりも上下左右に１画素ずつ広い領域を画像作成領域Ａ１’として合成画像を生成している。
【００６４】
同様に、図８（ｃ）は、検査領域Ａ２の合成画像生成時の画像作成領域Ａ２’を示している。図８（ｃ）では、検査領域Ａ２よりも上下左右に２画素ずつ広い領域を画像作成領域Ａ２’として合成画像を生成している。
【００６５】
図９は、フィルタ処理の例示図である。図９では、３×３の平均化フィルタ処理を実行している。ここで、３×３の平均化フィルタ処理とは、着目する画素を中心として、その周囲１画素の範囲（すなわち９画素）の輝度値の平均値を着目画素の画素値とする処理を意味する。
【００６６】
図９（ａ）に示すように、ハッチングを施した着目画素９１の輝度値は、着目画素９１の周囲１画素の範囲に存在する９つの画素９２の輝度値の平均値として算出している。したがって、図９（ｂ）に示すように、着目画素９３が検査領域の縁端の画素である場合、上下左右の周囲１画素の範囲に存在する９つの画素９４の輝度値を取得するためには、検査領域よりも上下左右に１画素ずつ広い領域を画像作成領域としておく必要がある。
【００６７】
同様に、５×５の平均化フィルタ処理を実行する場合、着目する画素を中心として、その周囲２画素の範囲（すなわち２５画素）の輝度値の平均値を着目画素の画素値としている。したがって、図９（ｂ）に示すように、着目画素が検査領域の縁端の画素である場合であっても、上下左右の周囲２画素の輝度値を取得するためには、検査領域よりも上下左右に２画素ずつ広い領域を画像作成領域としておく必要がある。
【００６８】
このように、フィルタサイズに応じて、画像作成領域の大きさを変動させることにより、高い精度で多階調の合成画像を生成することが可能となる。
【００６９】
また、カラー画像の画素の配列に応じて、画像作成領域の大きさを定めても良い。図１０は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の配列がベイヤー配列である場合のＲ、Ｇ、Ｂ画像作成領域の例示図である。例えばカラーＣＣＤに代表されるカラー撮像素子は、画素ごとにＲ成分の受光感度を有するＲ画素、Ｇ成分の受光感度を有するＧ画素、Ｂ成分の受光感度を有するＢ画素が、図１０（ａ）に示すベイヤー配列で配列されている。
【００７０】
画素ごとのＲ値、Ｇ値、Ｂ値を算出するためには、着目画素を中心として、その周囲１画素の範囲（すなわち９画素）のＲ値、Ｇ値、Ｂ値から着目画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を図１０（ｂ）〜（ｄ）に示すように推定演算する。したがって、着目画素が検査領域の縁端の画素である場合、上下左右の周囲１画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を取得するためには、検査領域よりも上下左右に１画素ずつ広い領域を画像作成領域としておく必要がある。
【００７１】
なお、画像作成領域として検査領域を拡大する画素数は、フィルタサイズから定まる画素数と、カラー画像の画素の配列から定まる画素数との和として定めれば良い。
【００７２】
図１１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置２の主制御部２１の画像処理の手順を示すフローチャートである。主制御部２１は、検査領域の指定を受け付け、指定を受け付けた領域を検査領域として設定して記憶する（ステップＳ１１０１）。取得した多値画像全体ではなく、検査の対象が撮像されている部分を含む小領域を検査領域として指定を受け付けることにより、検査に必要な領域に対してのみ、露光時間を変えて撮像した複数の多値画像を合成し、階調圧縮すれば足り、全体として階調圧縮画像を表示するまでに要する時間を短縮することができる。
【００７３】
主制御部２１は、階調圧縮の条件の指定を受け付け、指定を受け付けた階調圧縮の条件を設定して記憶する（ステップＳ１１０２）。指定を受け付ける条件としては、合成画像の基礎となる多値画像の露光条件、合成時の重みづけ条件等である。
【００７４】
図１２は、階調圧縮の条件として画像の画質調整パラメータを設定する画面の例示図である。図１２（ａ）に示すように、画像表示領域１２０に多値画像を表示し、検査領域Ａ１、Ａ２を指定する。画質調整パラメータの設定は、検査領域を「領域番号」で指定し、「明るさ」と「コントラスト」のパラメータを指定することにより階調圧縮画像の画質を調整する画質調整手段８５として機能する。具体的には、領域番号指定領域１２１にて検査領域を指定し、明るさ指定領域１２２及びコントラスト指定領域１２３にて「明るさ」と「コントラスト」のパラメータを指定する。図１２（ａ）では、「領域番号」として‘１’を指定することにより、検査領域Ａ１に対して画質調整パラメータを設定する。画面表示領域１２０には、画質調整パラメータを変更した後に実際に作成される合成画像、最長の露光時間で撮像した画像、又は最短の露光時間で撮像した画像等を表示しても良い。これにより、ユーザは表示される画像を確認しながら画質調整パラメータの妥当性を検証することができるので、適切な画質調整パラメータを設定することが容易になる。
【００７５】
ここで、「明るさ」及び「コントラスト」のパラメータを指定することにより、どのように階調圧縮画像の画質を調整するのか説明する。図１３は、「明るさ」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。図１３では、縦軸に「明るさ」のパラメータによる画質調整後のＨＤＲ画像の輝度値Ｘを、横軸に画質調整前のＨＤＲ画像の輝度値Ｉを、それぞれ示している。
【００７６】
図１３は、階調圧縮前のＨＤＲ画像の階調が４０９６階調である場合の輝度値Ｉの明るさを変える変換特性をグラフに示している。変換後の輝度値Ｘは（式１）に従って算出されている。
【００７７】
【数１】
【００７８】
（式１）からもわかるように、パラメータｐの値が大きくなるにつれＩの値が小さい領域での変換係数が大きくなる。したがって、パラメータｐの値が‘０’である場合、すなわち輝度値が同じ値に変換される場合のグラフ１３１は、パラメータｐの値を少し大きくした場合にはグラフ１３２へ、パラメータｐの値をより大きくした場合にはグラフ１３３へ、それぞれ変換される。本実施の形態では、「明るさ」のパラメータの値が０〜１００まで変動するのに対応して、パラメータｐの値を１〜１６に変動させるようにしてある。つまり、「明るさ」のパラメータの値を０〜１００の範囲内で変動させることにより、（式１）のパラメータｐの値が０〜１６の間で変動し、輝度値の変換特性を調整することができる。
【００７９】
図１４は、「コントラスト」のパラメータによる輝度値の変動を示すグラフである。図１４では、縦軸に階調圧縮画像の輝度値Ｙを、横軸に明るさ調整後のＨＤＲ画像の輝度値Ｘを、それぞれ示している。なお、Ｘ１、Ｙ１は、変換曲線の変曲点となり、変曲点での傾きがコントラストの大小を決定付ける。（Ｘ１、Ｙ１）の値はあらかじめ定めてある固定値を用いても良いし、ユーザの設定を受け付けて特定しても良い。
【００８０】
図１４（ａ）及び（ｂ）のグラフでは、ＨＤＲ画像が４０９６階調である場合であって、パラメータｑが１以上であるときのコントラスト曲線を示しており、階調圧縮画像の輝度値Ｙは、画質調整後のＨＤＲ画像の輝度値Ｘに基づいて（式２）又は（式３）により算出される。
【００８１】
【数２】
【００８２】
【数３】
【００８３】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、パラメータｑが１より大きい場合を示しており、（Ｘ１、Ｙ１）を中心としてコントラストの立ち上がりが急峻となっている。
【００８４】
一方、図１４（ｃ）及び（ｄ）のグラフでは、ＨＤＲ画像が４０９６階調である場合であって、パラメータｑが１より小さいときのコントラスト曲線を示している。図１４（ｃ）と（ｄ）とでは、設定を受け付けた（Ｘ１、Ｙ１）の値が相違しており、（Ｘ１、Ｙ１）を中心としてコントラストの立ち上がりが滑らかになっている。
【００８５】
本実施の形態では、「コントラスト」のパラメータの値が０〜１００まで変動するのに対応して、パラメータｑの値を０．１８〜５．６に変動させるようにしてある。つまり、「コントラスト」のパラメータの値を０〜１００の範囲内で変動させることにより、（式２）又は（式３）のパラメータｑの値が０．１８〜５．６の間で変動し、輝度値の変換特性を調整することができる。
【００８６】
このように、「明るさ」のパラメータ及び「コントラスト」のパラメータを変動させることにより、（式１）のパラメータｐ及び（式２）、（式３）のパラメータｑを変動させることができ、所望の画質を有する階調圧縮画像を生成して表示することができる。
【００８７】
具体的には、図１２（ｂ）では、明るさ指定領域１２２の値を‘５０’から‘３０’へ下げることにより、表示される階調圧縮画像を明確にしている。そして、図１２（ｃ）では、コントラスト指定領域１２３の値を‘５０’から‘７０’へ上げることにより、表示される階調圧縮画像をより明確にしている。
【００８８】
図１２（ｄ）では、「領域番号」として‘２’を指定することにより、検査領域Ａ２に対して画質調整パラメータを設定する。具体的には、明るさ指定領域１２２の値を‘５０’から‘８０’へ上げ、コントラスト指定領域１２３の値を‘５０’から‘７５’へ上げることにより、表示される階調圧縮画像を明確にしている。
【００８９】
このように、検査領域ごとに異なる階調圧縮の条件を設定することができるので、例えば検査領域ごとにコントラストを強調したい明るさが異なる場合、それぞれ適切な階調圧縮の条件を設定することにより、ユーザの所望の画像を取得することができる。ここで、階調圧縮の条件とは、図１４に示すように、ＨＤＲ画像の各画素の輝度値を入力変数、階調圧縮後の輝度値を出力変数としたときの変換特性であり、変換特性は変換曲線形状、変曲点の位置等により規定される。ユーザが変換特性を検査領域ごとに選択することにより、例えば検査領域Ａ１では暗い部分のコントラストを強調し、検査領域Ａ２では明るい部分のコントラストを強調する等、検査領域の特性に合わせた階調圧縮を実行することが可能となる。なお、変換曲線形状としては、図１４に示したＳ字形状、逆Ｓ字形状の他に、指数（対数）関数、線形等の様々な曲線形状が考えられ、曲線形状もまたユーザが選択することにより、各検査領域に適した幅の広い階調圧縮を実行することが可能になる。
【００９０】
図１１に戻って、主制御部２１は、検査領域ごとに露光時間範囲を特定する（ステップＳ１１０３）。具体的には、最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付け、検査領域ごとに、検査領域内の輝度値が最大輝度値以下となる第一の露光時間、及び検査領域内の輝度値が最小輝度値以上となる第二の露光時間を算出する。そして、検査領域ごとの露光時間範囲を、第一の露光時間以上第二の露光時間以下に特定することにより、輝度値が一定の範囲内に収束するように露光時間範囲を特定することができるので、黒つぶれ又は白飛びを未然に回避することができる。
【００９１】
図１５は、第一の露光時間を設定する画面の例示図である。図１５に示すように、露光時間設定領域１２４、１２５の値を変化させる都度、画像表示領域１２０に表示される画像が変化する。露光時間設定領域１２４の値を‘２００’から‘１４０’へ下げることにより、検査領域Ａ２の画像に黒つぶれが生じるものの、検査領域Ａ１の画像は明確になる。
【００９２】
図１６は、第二の露光時間を設定する画面の例示図である。露光時間設定領域１２５の値を‘１００００’から‘１０３００’へ上げることにより、検査領域Ａ１の画像に白飛びが生じるものの、検査領域Ａ２の画像は明確になる。
【００９３】
図１１に戻って、主制御部２１は、検査領域ごとに、特定した露光時間範囲内の少なくとも二の露光時間で多値画像を取得する（ステップＳ１１０４）。すなわち、特定した露光時間の下限値（第一の露光時間）以上、露光時間の上限値（第二の露光時間）以下である露光時間範囲内の露光時間で撮像した複数の多値画像を取得する。
【００９４】
主制御部２１は、異なる露光時間で撮像した複数の多値画像を、輝度値に応じた重みづけをして合成した合成画像を生成する（ステップＳ１１０５）。これにより、検査領域ごとに広いダイナミックレンジを有するＨＤＲ画像を合成画像として生成することができる。
【００９５】
主制御部２１は、検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに合成画像を階調圧縮する（ステップＳ１１０６）。これにより、検査領域ごとの階調圧縮画像を生成することができる。
【００９６】
なお、指定を受け付けた検査領域が重なっている場合、重なっている検査領域をマージして、一の検査領域として設定しても良い。重なっている検査領域に対して二重に合成画像の生成処理及び階調圧縮処理を実行することがなく、画像処理の演算処理負荷を低減することができると共に使用メモリ量を低減することが可能になるからである。
【００９７】
図１７は、検査領域が重なっている場合の検査領域の設定例を示す模式図である。図１７（ａ）に示すように、３つの検査領域Ａ４、Ａ５、Ａ６の指定を受け付けて、検査領域Ａ４とＡ５とが一部重なっている場合、図１７（ｂ）に示すように検査領域Ａ４と検査領域Ａ５とをマージした検査領域Ａ４＋Ａ５を一の検査領域として設定する。これにより、検査領域Ａ４と検査領域Ａ５とが重なり合っている領域１７１に対して二重に合成画像の生成処理及び階調圧縮処理を実行することがなく、画像処理の演算処理負荷を低減することができると共に使用メモリ量を低減することが可能になる。
【００９８】
以上のように本実施の形態によれば、検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査領域ごとの検査に適した明るさ、コントラストを有する画像を作成することができ、安定した検査を行うことが可能となる。また、検査領域ごとに画像を階調圧縮することにより、検査に必要な領域に対してのみ、ＨＤＲ画像を生成し階調圧縮すれば足り、画像処理の演算処理負荷を大きく低減することができる。
【００９９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１ カメラ（撮像手段）
２ 画像処理装置
３ 画像処理部
２３ 記憶手段
８ 入力受付／画像表示部
３１ 検査領域設定・記憶手段
３２ 圧縮条件設定・記憶手段
３３ 多値画像取得手段
３４ 合成画像生成手段
３５ 画像圧縮手段
３６ 露光時間範囲設定・記憶手段
８１ 領域指定受付手段
８２ 圧縮条件指定受付手段
８３ 露光時間範囲特定手段
８４ 画像表示手段
８５ 画質調整手段
８３１ 輝度範囲設定受付手段
８３２ 第一露光時間決定手段
８３３ 第二露光時間決定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置において、
検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段と、
前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段と、
前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段と、
少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段と、
取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段と、
記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、
前記露光時間範囲特定手段で特定された露光時間範囲内の異なる露光時間で撮像された複数の多値画像を合成して生成した合成画像、最長の露光時間で撮像された画像、最短の露光時間で撮像された画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する画像表示手段と
を備え、
前記露光時間範囲特定手段は、前記画像表示手段で表示された画像を視認することが可能な状態で前記露光時間範囲の設定を受け付けるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、
最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付ける輝度範囲設定受付手段と、
前記検査領域内の輝度値が前記最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定する第一露光時間決定手段と、
前記検査領域ごとに、前記検査領域内の輝度値が前記最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する第二露光時間決定手段と
を備え、
前記露光時間範囲特定手段は、前記露光時間範囲を前記第一の露光時間以上前記第二の露光時間以下に特定するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記露光時間範囲特定手段は、前記検査領域ごとに決定された前記第一の露光時間及び前記第二の露光時間に基づいて露光時間範囲を特定するようにしてあり、
前記多値画像取得手段は、特定された前記検査領域ごとの前記露光時間範囲が重なり合わない場合、重なり合わない範囲内の露光時間で多値画像を取得しないようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像圧縮手段は、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した画像作成領域にて前記合成画像を生成するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記所定の画素数は、検査時に実行するフィルタ処理のフィルタサイズに応じて設定するようにしてあることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記所定の画素数は、撮像手段における画素ごとの色の配列に応じて設定するようにしてあることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
複数の前記検査領域が重なっている場合、重なっている領域全体を一の検査領域として設定するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能な画像処理方法において、
前記画像処理装置は、
検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付工程と、
前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付工程と、
前記領域指定受付工程にて指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付工程にて指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶工程と、
少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得工程と、
取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成工程と、
記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮工程と
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記画像処理装置を、
検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段、
前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段、
前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段、
少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段、
取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段、及び
記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置において、
検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段と、
前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段と、
前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段と、
少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段と、
取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段と、
記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、
前記露光時間範囲特定手段で特定された露光時間範囲内の異なる露光時間で撮像された複数の多値画像を合成して生成した合成画像、最長の露光時間で撮像された画像、最短の露光時間で撮像された画像のうち、少なくともいずれかの画像を表示する画像表示手段と
を備え、
前記露光時間範囲特定手段は、前記画像表示手段で表示された画像を視認することが可能な状態で前記露光時間範囲の設定を受け付けるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
異なる複数の露光時間を含む露光時間範囲を特定する露光時間範囲特定手段と、
最大輝度値及び最小輝度値の設定を受け付ける輝度範囲設定受付手段と、
前記検査領域内の輝度値が前記最大輝度値以下となる第一の露光時間を決定する第一露光時間決定手段と、
前記検査領域ごとに、前記検査領域内の輝度値が前記最小輝度値以上となる第二の露光時間を決定する第二露光時間決定手段と
を備え、
前記露光時間範囲特定手段は、前記露光時間範囲を前記第一の露光時間以上前記第二の露光時間以下に特定するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記露光時間範囲特定手段は、前記検査領域ごとに決定された前記第一の露光時間及び前記第二の露光時間に基づいて露光時間範囲を特定するようにしてあり、
前記多値画像取得手段は、特定された前記検査領域ごとの前記露光時間範囲が重なり合わない場合、重なり合わない範囲内の露光時間で多値画像を取得しないようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像圧縮手段は、指定を受け付けた検査領域を上下左右に所定の画素数拡大した画像作成領域にて前記合成画像を生成するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記所定の画素数は、検査時に実行するフィルタ処理のフィルタサイズに応じて設定するようにしてあることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記所定の画素数は、撮像手段における画素ごとの色の配列に応じて設定するようにしてあることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
複数の前記検査領域が重なっている場合、重なっている領域全体を一の検査領域として設定するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能な画像処理方法において、
前記画像処理装置は、
検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付工程と、
前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付工程と、
前記領域指定受付工程にて指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付工程にて指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶工程と、
少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得工程と、
取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成工程と、
記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮工程と
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
異なる露光時間で撮像された、複数の多値画像に基づいて元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成し、生成した合成画像を該合成画像の階調よりも低い階調へ階調圧縮する画像処理装置で実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記画像処理装置を、
検査を実行する複数の検査領域の指定を受け付ける領域指定受付手段、
前記検査領域ごとに階調圧縮の条件の指定を受け付ける圧縮条件指定受付手段、
前記領域指定受付手段で指定を受け付けた検査領域及び前記圧縮条件指定受付手段で指定を受け付けた階調圧縮の条件を記憶する記憶手段、
少なくとも記憶された検査領域を含む領域を異なる露光時間で撮像して、明るさが異なる複数の多値画像を取得する多値画像取得手段、
取得した複数の多値画像を合成して元の多値画像より階調の大きい合成画像を生成する合成画像生成手段、及び
記憶された前記検査領域ごとに指定を受け付けた階調圧縮の条件に基づいて、前記検査領域ごとに画像を階調圧縮する画像圧縮手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図８】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図８】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１８６５１４（Ｐ２０１２−１８６５１４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３１７０１（Ｐ２０１１−３１７０１）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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