CN101001520B - 使用了彩色图像的测定方法以及测定装置 - Google Patents

Abstract

一种使用了彩色图像的测定方法及测定装置，通过适合测定对象部位的色彩的颜色修正处理，提高测定处理的精度。在检查前设定颜色修正数据文件和检查数据文件，并存储在存储器内。在颜色修正数据文件内的修正系数表中，针对由三个基准色的组合构成的组，分别存储有使用属于该组的基准色的色彩数据计算出的修正系数。另一方面在检查数据文件中，对每个检查区域登录有与被检测色数据及该被检测色数据表示的色彩最适合的基准色组(最佳组)。在检查时，对每个检查区域从修正系数表中读出与所登录的最佳组对应的修正系数，根据该修正系数来修正检查区域内的彩色图像的色彩。并且从修正后的彩色图像中检测出与被检测色数据对应的色彩后，执行测定处理。

Description

使用了彩色图像的测定方法以及测定装置

技术领域

本发明涉及以通过特定的拍摄机构对包括多种测定对象部位的对象物进行拍摄而得到的彩色图像作为处理对象、从该处理对象的彩色图像中提取各测定对象部位从而执行规定的测定处理的方法、以及使用了该方法的测定装置。

背景技术

在显示彩色图像或进行图像处理时，为了使预先由照相机生成的彩色图像上的配色正确的反映实物的色彩，有时会实施校正处理(calibration)。例如，对含有多个基准色的比色图表进行拍摄，对与图像上的各基准色对应的色彩数据(例如，R、G、B的各灰度)进行测定，从而计算出用于将这些测定值调整为预先设定的值的修正系数。此外，由于照相机的光谱特性、照明系统的波长存在偏差，所以一般在每个测定装置中进行该校正处理。

另外，在检查中使用多个照相机时，希望将由各照相机所生成的图像间的配色调整为相同。例如，在下述专利文献1中，在使用多个彩色传感器而对薄膜状物的色差进行检查的装置中，使各彩色传感器按顺序对白色板、付有规定的基准色的校正板进行测定，从而将传感器间的测定值调整为相同。

专利文献1：JP特许第2595927号公报。

在对部件安装基板、成型品等进行检查时，检查对象部位的色彩一般不能唯一确定。例如，部件安装基板上的部件的主体部的色彩因部件的种类而各不相同，有时成型品的色彩也因部位而不同。因此，在分别提取这些色彩不同的部位进行检查时，希望分别对每个部位设定检测对象的色彩(以下，称为“被检测色”)。

另一方面，在以往的彩色图像中的颜色修正处理中，只根据同样的修正系数而对图像整体进行调整，在图像中包含多种色彩时，不必一定将全部的色彩修正为最佳的状态。因此，在如上所述因检查的对象部位而色彩不同时，有可能并不根据部位来适当的进行色彩修正，因此有可能不能确保测定结果和检查结果的精度。

另外在对基板、成型品等进行检查时，需要预先对每个检查对象部位登录检测区域的设定条件、上述被检测色、用于判定是否优良的基准值等的检查用数据。然而，该登录处理作业不仅需要经验，而且即使是熟练者也需要付出很大的劳动。因此，在近年来的制造现场中，提出了这样的方案：在用多台检查装置对相同的对象物进行检查时，使在一台检查装置中设定的检查用数据也可以登录到其他的检查装置中。

在装置间使用相同的检查数据时，必须使在各装置中处理的彩色图像的色调统一。

这里，如上所述，由于照相机以及照明系统的特性存在偏差，所以每个装置的校正前的图像中色彩间的差也不同。因此，如果使用了相同的修正系数，则即使能够统一特定的色彩，也很难全部统一应检测的多个色彩。当然，如上述的专利文献1所述，有时会将各装置在线连接，通过装置间的通信能够统一图像间的色调，但大多的装置并没有在线连接地被使用，并不具备使自身装置的图像的色调符合对方的图像的机构。

因此，即使对每个装置进行了校正处理，也很难统一各装置间的彩色图像的色调，这是由于会妨碍在各装置尝试使用相同的检查数据。

发明内容

本发明是着眼于上述的问题的发明，第一个目的在于，在对包含色彩不同的多个测定对象部位的图像进行处理时，通过对每个测定对象部位进行适合该部位的色彩的颜色修正处理，从而提高测定处理的精度。

另外，在本发明中，第二个目的在于提供一种颜色修正处理，其针对上述测定对象部位检测所用的被检测色，能够在多个测定装置间使用相同的数据。

本发明的测定方法以通过规定的拍摄机构对包括多种测定对象部位的对象物进行拍摄所得的彩色图像为处理对象，从上述彩色图像中检测出各测定对象部位，从而执行规定的测定处理，包括在测定处理之前执行的准备的步骤、主处理的步骤。

此外，作为该测定处理的对象物，例如有上述的部件安装基板、成型品等，但也并不仅限于此，也可以适用于印刷品、纺织品等的测定对象部位的色彩不一定的种种的对象物。

本发明的第一测定方法在上述准备的步骤中，在执行步骤A以及步骤B之后，对上述多种测定部位分别执行C、D、E各步骤。下面，针对各步骤进行说明。

在步骤A中，通过上述拍摄机构拍摄能够对三色以上的基准色的组合进行多组设定的数目的基准色，在所生成的图像上提取与各基准色对应的色彩数据。

所谓“基准色”，是在用于后述的颜色修正处理的修正系数的导出中使用的色彩，但色彩的种类和数目并不做特别限定。例如，可以将白、黑、红、绿、蓝、以及位于这些色彩的中间的多个色彩(青、紫等)作为基准色。在拍摄时，例如可以使用校正板等分别对各基准色进行拍摄，也可以通过使用比色图表来同时对各基准色进行拍摄。另外，也可以取代校正板和比色图表等的专用部件，对每个R、G、B的光准备发光波长稳定的光源(例如LED)，通过对白色板照射由选择点亮的光源、调整点亮时间来生成的色彩光的方法，从而生成各基准色。

各基准色所对应的色彩数据例如由R、G、B的各灰度构成。但也并不仅限于此，例如也可以设定为XYZ表示系、L*a*b表示系、HSV表示系等的参数构成的色彩数据。

在步骤B中，使用成为上述步骤A的处理对象的各基准色来对三色以上的基准色的组合进行多组设定。并且，对每个被设定的组，针对属于该组的各基准色，使用在上述步骤A中提取的色彩数据与上述各基准色的适当的色彩数据，计算出用于颜色修正的修正系数。这里所谓“基准色的适当的色彩数据”是指表示基准色的理想的色彩的色彩数据，可以根据上述的各种颜色体系中的数据来表示。

此外，使各基准色的组的结构要素为三色以上是由于，通常彩色图像上的色彩数据是组合三种类的数据而构成的，修正系数表示为3×3的修正系数矩阵。在求出该修正系数矩阵的九个要素中，由于需要至少三个基准色，所以使一组的基准色为三个以上。

在步骤C中，设定表示测定对象部位的应检测色彩(被检测色)的被检测色数据。这里，“被检测色数据”与上述色彩数据同样地表示为多个颜色参数(例如R、G、B)的组合，但也并不一定限于表示单一的色彩的数据。例如，对每种色彩数据设定上限值以及下限值时，由上限值与下限值之间所含的各色彩数据来构成多个被检测色数据。

此外，在步骤C中，可以对测定对象部位的模型的图像中的色彩数据进行修正，将该修正后的色彩数据作为被检测色数据，但也并不仅限于此。例如，在对每种测定对象部位准备有登录了该部位的适当的色彩数据的库时，可以从该库中读出与上述测定对象部位对应的色彩数据，将其设定为被检测色数据。

在步骤D中，以在上述步骤B中的基准色的组设定中所用的全部的基准色为对象，求出与上述被检测色数据的类似度，从类似度高的开始按顺序提取规定数的基准色。

作为类似度，例如在以色调以及色度为轴的空间、RGB空间等、位于各种色彩各自不同的点的颜色空间中，能够求出上述被检测色数据所表示的色彩(被检测色)与各基准色的距离。或者，可以取得各色彩来作为上述空间中的矢量，求出与被检测色数据对应的矢量和与各基准色对应的矢量所成的角度。

另外，在基准色的提取中，只要提取上述基准色的组的结构数的基准色即可，也可以提取超过该数目的基准色。

在步骤E中，从在上述步骤B中设定的基准色的组中选择适合于上述步骤D中的基准色的提取结果的组。

在组的选择处理中，优选在提取的基准色中从类似度高的开始按顺序选出基准色的组的数目的基准色，从而选择出以这些基准色作为构成要素的组。然而也可以在没有设定由这些基准色构成的组时，接着选择类似度高的基准色。

当上述的步骤A～E的准备的步骤结束时，在主处理的步骤中，针对各测定对象部位，使用相对于在上述步骤E中所选择的基准色的组而在上述步骤B中计算出的修正系数分别修正处理对象的彩色图像上的包括该测定对象部位的区域内的色彩数据或上述被检测色数据，然后执行上述测定部位的提取处理以及测定处理。

根据上述的测定方法，在准备的步骤中，对每个测定对象部位选择出最接近该部位的被检测色的多个基准色，将根据这些所选择的基准色而求出的修正系数设定为测定对象部位的颜色修正用的修正系数。从而在主处理的步骤中，对每个测定对象部位，使用适合于该部位的色彩的修正系数而进行颜色修正，所以能够提高各测定对象部位的提取精度，更能够确保测定的精度。

此外，在主处理的步骤中，例如，使用上述修正系数而对包括测定对象部位的区域内的色彩数据进行修正，使上述被检测色数据适合于该修正后的色彩数据，从而提取测定对象部位。或者，可以不对上述区域内的色彩数据进行修正，而对被检测色数据进行修正，从而使用该修正后的被检测色数据来提取测定对象部位。

在对包括测定对象部位的区域内的色彩数据进行修正时，能够取得适当修正了该区域内的配色的彩色图像，但对于区域内的图像数据，需要对每个像素进行修正。另一方面，在修正被检测色数据时，由于只修正被检测色数据即可，所以与对上述区域内的图像数据进行修正的情况相比，可以缩短处理时间(接着的第二测定方法也相同)。

另外，优选对每个测定对象部位预先确定包括测定对象部位的区域的位置和尺寸，但也并不仅限于此，也可以以彩色图像上的任意的区域或彩色图像整体为修正的对象。

接着，在该本发明的第二测定方法中，在准备的步骤中执行了与上述相同的步骤A、B之后，执行步骤F，即针对多种测定对象部位，分别接收表示该测定对象部位的应检测色彩的被检测色数据、以及表示在上述步骤B中设定的基准色的组中最适合上述被检测色数据的组的数据的输入。

优选在步骤F中输入的被检测数据是在在先的第一测定方法的步骤C中设定的数据。另外，优选最适合该被检测色数据的组是在第一测定方法的步骤E中所选择的组。

并且主处理的步骤中，基于在上述步骤F中所输入的数据，针对上述多种测定对象部位，分别对处理对象的彩色图像上的包括该测定对象部位的区域内的色彩数据或上述被检测色数据，使用相对于最适合该被检测色数据的基准色的组而在上述步骤B中计算出的修正系数进行修正，然后执行上述测定对象部位的提取处理以及测定处理。

与实施第一测定方法的装置(以下，称为“第一装置”)不同的装置(以下，称为“第二装置”)中，在原样使用第一装置中设定的被检测色数据时，需要将在第二装置中生成的彩色图像上的各测定对象部位的色彩修正为与在第一装置中生成的相同。但是，颜色修正用的修正系数由于因照相机、照明等的特性而不相同，所以不能够使用与第一装置共通的修正系数，而需要在第二装置中单独求出修正系数。

上述第二测定方法着眼于本课题，通过单独实施步骤A、B，对每个基准色的组求出用于颜色修正的修正系数，另一方面，对于设定各测定对象部位的被检测色数据的处理、选择与适当的修正系数对应的基准色的组的处理，可以利用上述第一测定方法的步骤C、D、E的处理结果。

因此，针对各测定对象部位，在第二装置中分别选择与第一装置在步骤E中选择的基准色的组相同的组所对应的修正系数，对包括测定对象部位的彩色图像或被检测色数据进行修正，从而在修正后的测定对象部位的检测处理中，在第二装置中也能够得到与在第一装置中处理的情况相同的结果。从而，在第二装置中，也能够使用与在第一装置中设定的被检测色数据相同的被检测色数据来提取测定对象部位，进行测定处理。

本发明的彩色图像用的测定装置，以通过规定的拍摄机构对包括多种测定对象部位的对象物进行拍摄所得的彩色图像为处理对象，从该彩色图像中检测出各测定对象部位，从而执行规定的测定处理。该装置具备以下各机构：图像输入机构，其用于输入来自上述拍摄机构的彩色图像；修正系数存储机构，其针对将三色以上的基准色作为构成要素的多个组，分别登录用于颜色修正的修正系数；被检测色存储机构，其针对上述多种测定对象部位，分别登录表示该测定对象部位的应检测色彩的被检测色数据；适合组存储机构，其针对上述多种的测定对象部位，分别登录在上述修正系数存储机构所登录的基准色的组中最适合该被测定对象部位的被检测色数据的组；修正系数设定机构，其对每个上述多种测定对象部位，针对登录在上述适合组存储机构中的基准色的组，将登录在上述修正系数存储机构中的修正系数设定为该测定对象部位的颜色修正用的修正系数；主处理机构，其在从上述图像输入机构输入了测定处理对象的彩色图像时，针对上述多种测定对象部位，分别对上述彩色图像上的包括该测定对象部位的区域内的色彩数据或上述被检测色数据，利用由上述修正系数设定机构设定的修正系数来进行修正，然后使用该修正后的数据来执行上述各测定对象部位的提取处理以及测定处理。

在上述结构中，预先在修正系数存储机构中登录通过执行使用了上述拍摄机构的步骤A、以及步骤B的处理而求出的修正系数。此外，此时的步骤A、B并不仅限于上述测定装置，也可以在其他装置中实施。但是，在步骤A中使用的拍摄机构是与测定装置使用的拍摄机构相同的机构，因此需要使拍摄时的照明条件也与测定装置中的相同。

优选方式的测定装置还设有以下各机构：色彩数据提取机构，其针对向上述修正系数存储机构登录的登录对象的基准色，分别通过上述图像输入机构来输入由上述拍摄机构生成的该基准色的图像，从所输入的图像中提取与上述基准色对应的色彩数据；修正系数登录机构，其对于向上述修正系数存储机构登录的每个登录对象的基准色的组，针对属于该组的各基准色，使用由上述色彩数据提取机构所提取的色彩数据与上述各基准色的适当的色彩数据，计算出修正系数，然后使计算出的修正系数与上述基准色的组建立对应而登录到上述修正系数存储机构中。通过这些机构，能够在测定装置内实施步骤A、B。

通过上述的测定装置来实施上述第一测定方法时，还可设有以下各机构：被检测色登录机构，其接收各测定对象部位的被检测色数据的输入，将所输入的被检测色数据登录到上述被检测色存储机构中；提取机构，其将登录到上述修正系数存储机构中的全部的基准色作为对象，对每个上述测定对象部位，求出与该测定对象部位的被检测色数据所表现的色彩的类似度，从类似度高的开始按顺序提取规定数的基准色；适合组登录机构，其对上述每个测定对象部位，从登录在上述修正系数存储机构中的基准色的组中提取与上述提取机构对该测定对象部位的提取结果适合的组，将所选择的组登录到上述适合组存储机构中。

另一方面，通过上述的测定装置来实施上述第二测定方法时，还设有登录处理机构，该登录处理机构针对上述多种测定对象部位，分别接收应登录到上述被检测色存储机构中的被检测色数据以及表示应登录到适合组存储机构中的基准色的组的数据的输入，然后将这些数据登录到各存储机构中。

根据本发明，由于在测定处理前对每个测定对象部位进行使用了适合其色彩的修正系数的颜色修正处理，所以能够高精度的提取测定对象部位，进而能够确保测定结果的精度。

另外，在多台测定装置中分别单独地求出颜色修正用的修正系数，另一方面针对用于选择适于各测定对象部位的修正系数的指标(基准色的组)、被检测色数据，使在一台装置中设定的结果在其他装置中也可利用，从而不需要对每个装置进行这些处理，从而能够大幅度的缩短测定前的准备所需的处理时间。另外，即使在各装置中使用相同的被检测色数据，也可以在修正后的测定对象部位的检测处理中，在任意的装置中得到同样的检测结果，因此能够减少装置间的测定处理结果的偏差。

附图说明

图1是适用本发明的基板检查装置的框图。

图2是表示检查数据文件以及色彩修正数据文件的数据结构的说明图。

图3是表示对处理对象图像的检查区域的设定例子的说明图。

图4A、图4B、图4C是说明基准色的生成以及拍摄方法的时间图表。

图5是表示修正系数表的数据结构例的说明图。

图6是表示检查区域与最佳组的对应关系的说明图。

图7A、图7B是表示最佳组的选择方法的说明图。

图8是表示示教处理的流程的流程图。

图9是表示检查的流程的流程图。

图10是表示照相机的光谱特性的差异的说明图。

具体实施方式

图1表示本发明适用的基板检查装置的结构。

该基板检查装置以经过了部件安装工序的基板为处理对象，用于检查是否正确装载了各部件，由控制器1、照相机2、基板台3、照明装置4、输入部5、显示器6等构成。

上述照相机2生成彩色静止图像，以拍摄面朝向下方的状态被配备在上述基板台3的上方。基板台3包括，支撑检查对象的基板的桌面(未图示)、用于使该桌面向X方向(基板的长方向)以及Y方向(基板的宽方向)移动的移动机构(未图示)。照明装置4用于对检查对象的基板进行照明，在本实施例中，使用将红、绿、蓝的各色彩的LED(未图示)分别排列为环状的结构的装置。

在上述控制器1上，除了利用计算机的控制部11之外，还设有图像输入部12、XY台控制部13、照明控制部14、存储器15、检查结果输出部16等。

图像输入部12包括对于上述照相机2的接口电路、A/D变换电路。XY台控制部13进行上述基板台3的移动控制，照明控制部14对上述照明装置4的各LED的点亮及熄灭动作进行调整。

如图2所示，在存储器15中，除了记述有检查所用的一系列的处理步骤地程序之外，还含有检查数据文件102以及颜色修正用数据文件101。

在检查数据文件102中，针对每个部件存储有检查区域的设定条件(区域的位置、尺寸等)、部件的被检测颜色数据、用于判定测定结果合适于否的判定基准值、以及基准色的最佳组(在后详细叙述)等。另一方面，在颜色修正用数据文件101中设有基准色表103以及修正系数表104两种表。

控制部11基于上述检查用的程序，对上述基板台3的位置进行调整，使基板的规定范围位于上述照相机2的视野内。进而调整照明装置4的光量来使照相机2进行拍摄，通过图像输入部12而载入所生成的彩色图像，并存储在内部存储器(RAM)中。然后，对于该存储的彩色图像(以下，称为“处理对象图像”)，使用上述检查数据文件102内的检查数据来对每个部件设定检查区域，在各区域中，依次进行部件的提取处理、测定处理、以及判定处理。

当对基板上的全部的部件进行完判定处理时，控制部11对这些判定结果进行汇总，从而判定基板的优劣。这些最终的判定结果、判定为不良时的不良部位的相关信息被发送到检查结果输出部16之后，从该检查结果输出部16输出到未图示的外部装置。

图3表示对于处理对象图像的检查区域的设定例子。此外，本例的处理对象图像200对应基板的一部分。

在本实施例中，对基板上的每个部件A1、A2、A3分别设定包括其部件整体的检查区域R1、R2、R3...。另外，对每个检查区域R1、R2、R3...，确定基于部件A1、A2、A3...的主体部的色彩的被检测颜色数据。

在检查时，对每个部件A1、A2、A3...，基于登录在上述检查数据文件102中的设定条件，设定检查区域R1、R2、R3...，同时从检查数据文件102中读出各部件A1、A2、A3...的被检测数据。然后，利用上述被检测颜色数据而对各检查区域R1、R2、R3...内的图像进行二值化，从而检测出部件A1、A2、A3...的主体部。进而，针对检测出的部件，测定位置、面积、主轴的方向等，通过将这些测定值分别与判定基准值相比较，判定是否正确安装了正确的部件。

并且，该实施例的检查装置中，在进行部件的检测处理之前，对检查区域R1、R2、R3...内的色彩进行修正。上述颜色修正用数据文件101内的两种表103、104被用于该修正处理，在先于检查数据文件102被登录。另外，检查数据文件102中的最佳组被用做用于给各检查区域选择最佳的修正系数的指标。

以下，针对颜色修正用数据文件101内的各表103、104以及上述最佳组的具体的内容以及各数据的设定方法，按顺序进行说明。

(1)关于基准色表103

在本实施例中，将白、红、绿、蓝、黄、紫、青这7种颜色作为基准色，分别将构成其基准色的R、G、B的各灰度(以下，称为“R、G、B值”)的适当值的组合预先登录在基准色表103中(例如，在用256灰度表示色彩数据时，对于白色登录为R＝200、G＝200、B＝200，对于红色登录为R＝200、G＝0、B＝0)。以下，将每个基准色的R、G、B值的适当值的组合成为该基准色的“适当数据”。

并且，在本实施例中，针对上述七色的基准色，从通过上述照相机2实际生成的彩色图像中测定R、G、B值，并登录该测定数据。

作为取得上述七色的基准色的测定数据的方法，在本实施例中，在上述基板台3上设置白色板(未图示)，同时使用上述照明装置4依次生成各基准色的照明光(以下，称为“基准色光”)来照射到白色板上，通过上述照相机2对该照明下的白色板进行拍摄，从而生成与各基准色对应的彩色图像。

此外，在本实施例中，在取得上述的测定数据之前调整照明装置。单色的LED的发光波长比较稳定，另外通过将驱动电流保持为一定，从而使发光波长更为稳定。在本实施例中，利用该特性，预先调整各LED的驱动电流，使红、绿、蓝的各LED同时仅在相同时间点亮时生成白色光，以下也是通过在维持该调整的电流值的同时点亮所选择的LED，从而能够稳定的生成各基准色。

图4A、图4B、图4C具体的表示为了取得各基准色的测定数据而生成各基准色光来进行拍摄的方法。

在本实施例中，随着照相机2开始曝光而开始点亮LED，同时通过选择要点亮的LED、调整点亮时间，从而使照相机2的拍摄对象的色彩发生变化。

如图4A所示，在生成白色的基准色光时，与照相机2的曝光期间一致地点亮红、绿、蓝的各LED。另外，虽然未在图4A、图4B、图4C中表示，但在生成红、绿、蓝的各基准色光时，只要与曝光期间一致地使与该基准色对应的颜色的LED点亮即可。

如图4B所示，在生成黄、紫、青的各基准色光时，选择三种LED中的两种点亮。在图4B中，虽然表示了黄的生成例，但之外，只要选择红、蓝就可以生成紫，使用蓝、绿就可以生成青。

此外，虽然未在本实施例中使用，但在将黄、紫、青以外的中间色作为基准色时，通过将规定的LED的点亮时间缩短得比曝光时间短，从而可以生成该基准色光。例如，在图5C的例子中，选择红以及绿的LED，使红的点亮期间与曝光期间一致，另一方面通过将绿的点亮时间设定为曝光期间的一半，从而生成红与黄之间的中间色(橙色)。

在本实施例的控制器1中，在通过上述输入部5接收到基准色的选择之后，驱动上述照相机2以及照明装置4依次生成所选择的基准色光，进行拍摄。而且每次拍摄都对所生成的彩色图像上的R、G、B值进行测定，将该测定数据与基准色表的对应的基准色相关联，进而登录。通过这种方法，能够高效的取得各基准色的测定数据。另外，由于不需要使用校正板和比色图表，所以能够降低校正板和比色图表那些的成本。

然而，取得各基准色的测定数据的方法并不限于上述，也可以采用使用较正板和比色图表的方法。

(2)关于修正系数表104

在修正系数表104中，设定有多个由三个基准色组合而成的组，并且存储有用于对每个组分别进行颜色修正处理的修正系数的矩阵(以下，称为“修正系数矩阵”)。

图5是修正系数表104的数据结构的一部分。图中，G1、G2、G3...是各组的识别符号。以下，将这些组G1、G2、G3...称为“基准色组”。

Q1、Q2、Q3...是由用于将处理对象上的R、G、B值修正为适当的值的修正系数而构成的矩阵。以下，将这些矩阵Q1、Q2、Q3...称为“修正系数矩阵”。

在本实施例中，当对上述基准色表103登录完基准色的测定数据时，通过将每三个有登录的各基准色进行组合，从而自动地设定基准色组。在本实施例中，由于将基准色设定为七色，从而设定了7C3即35组的基准色组。

进而，对每个所设定的基准组，使用属于该组的基准色的数据，计算出下式(1)的修正系数a、b、c、d、e、f、g、h、i。上述修正系数矩阵Q1、Q2、Q3...由这些修正系数构成。

[数1]

(1)式是针对规定的基准色而表示测定数据(R1、G1、B1)与适当数据(R0、G0、B0)之间的关系的式子。

在求出修正系数的处理中，使属于上述基准色组的三个基准色的测定数据以及适当数据与上式(1)相吻合，将它们联立而求出各系数a、b、c、d、e、f、g、h、i。

例如，针对由白、红、黄这三种颜色构成的基准色组，分别将白色的适当数据设定为(200、200、200)、红色的适当数据设定为(200、0、0)、黄色的适当数据设定为(200、200、0)，在白色的测定数据是(200、200、200)、红色的测定数据为(200、10、0)、黄色的测定数据是(200、190、0)时，分别对每个基准色，将其适当数据置为(R0、G0、B0)、测定数据置为(R1、G1、B1)来设定(1)式。联立这里所设定的各式而求解，得出a＝1、b＝0、c＝0、d＝-0.0556、e＝1.111、f＝-0.0555、g＝0、h＝0、i＝1。

根据上述的修正系数表104，能够对每个基准色组来设定适合于属于该组的基准色、与其基准色相近的色彩的修正的修正系数。如图6所示，上述检查数据表102内的最佳组表示，对每个检查区域R1、R2、R3，最适合于其检查区域内的部件的被检测颜色的基准色组。

在选择最佳组时，首先，针对登录在修正系数表104中的全部的基准色来求出与被检测色的类似度，从而从类似度最高的开始按顺序选择三个基准色。然后，将以该被选择的三个颜色作为构成要素的组确定为最适合于被检测色的组、即最佳组。

图7A、图7B表示上述的选择处理的具体例子。作为类似度，在图7A中，求出以色调以及色度为轴的色彩空间中的距离，在图7B中，求出R、G、B的三轴的色彩空间中的距离。在任何空间中，点C与被检测色相对应，相对该点C的距离越短，相对被检测色的类似度越高。

在使用图7A的色彩空间时，预先针对上述七色的基准色分别将该适当数据变换为上述色彩空间中的坐标，进而登录。另外也针对被检测色而从其被检测色数据中求出上述C点的坐标，从而计算出登录的各基准色的坐标与上述C点之间的距离。

在使用图7B的色彩空间时，将各基准色分别在基于上述适当数据的R、G、B值的坐标中绘制成曲线，同时在基于被检测色数据的R、G、B值的坐标中确定为上述C点，从而计算出各基准色的坐标与上述C点的距离。

在图7A、图7B中，将红与黄之间存在的色彩作为被检测色，并将其表示在点C的位置。当从各基准色中按顺序从与点C的距离短的开始选择三个颜色时，任何色彩空间都可以选择红、黄、白。从而，将图5所示的基准色组中的组G5确定为与上述点C表示的被检测色所对应的最佳组。

此外，求出类似度时的色彩空间并不限于图7A、图7B所示的两种，也可以是以在各种色彩不同的位置绘制曲线的方式来设定的其他色彩空间。

在本实施例中，针对全部的检查区域，通过上述方法选择出最适合被检测色的基准色组，将其设定为最佳组。然后，在检查时，对每个检查区域，从上述修正系数表读出与上述最佳组对应的修正系数矩阵，通过将该矩阵内的各修正系数a～i代入上述(1)式并执行，从而修正检查区域内的各像素的色彩数据(R、G、B值)。

例如，在上述图5、6的例子中，在修正检查区域R3的色彩数据时，使用该区域R3的最佳组G5所对应的修正系数矩阵Q5来执行(1)式。另外，在该演算中，将修正对象的R、G、B值代入(1)式的R1、G1、B1，从而计算出R0、G0、B0，将该R0、G0、B0作为修正后的R、G、B。

根据上述的方法，对每个检查区域，使用根据与该区域对应的被检测色最接近的基准色的组合而设定的修正系数矩阵，来对上述区域内的色彩数据进行修正，从而能够以最佳条件来修正检查区域内的部件的色彩，高精度的提取部件的图像。

此外，在本实施例中，虽然将由确定的R、G、B值的组合所示的色彩作为被检测色，但在实际的处理中，有时会对每个R、G、B设定上限值以及下限值，将由这些值的范围内所包括的R、G、B值的组合构成的多个色彩作为被检测色。此时，例如可以对每个R、G、B在从上述上限值到下限值的范围之间求出规定的代表值，针对代表值表示的色彩来执行上述图7A、图7B所示的处理，从而求出最佳组，根据与该最佳组对应的修正系数矩阵来修正检查区域内的色彩数据。即使在保持某种程度的宽度而设定了被检测色时，通常由于在同类颜色的色彩范围内设定，所以即使基于代表值而求出最佳组也不会有发生特殊问题。

图8表示上述结构的检查装置中的示教处理的流程。

使用部件的安装状态良好的合格品基板来进行该示教处理。首先在最初的ST1(ST是“步骤”的略称)中，将合格品基板搬入上述基板台3，通过照相机2进行拍摄。在上述显示器6上显示通过该拍摄而生成的合格品基板的彩色图像。以下，对于该图像所含的各部件，按顺序执行ST2～8的处理。

在ST2中，设定相对上述部件的检查区域。在本实施例中，接收指定图像上的两点的操作，将所指定的两点的坐标设定在检查区域的左上以及右下顶点。

接着在ST3中，假定上述被检测色。在本实施例中，相应于指定上述检查区域内的一点(表现部件的色彩的点)的操作而读出该被指定的点的R、G、B值，在显示器6的适当位置上显示之后，接收相对其表示的用户的调整作业。这里假定调整后的R、G、B值作为被检测色数据。

在ST4中，选择与在上述ST3中假定的被检测色数据相对的最佳组。即，基于上述图7A、图7B所示的方法，在求出与各基准色的类似度之后，从类似度大的开始按顺序提取三个基准色，将由这些基准色构成的基准色组作为最佳组。

在ST5中，从上述修正系数表104中读出与上述最佳组对应的修正系数矩阵，使用代入了该矩阵内的修正系数的上述(1)式，来修正处理中的检查区域内的色彩。进而在显示器6上显示修正后的图像。

用户根据该显示画面来确认修正后的色彩是否反映了实物部件的色彩。这里，当判断为修正后的色彩不适当时，进行取消操作。此时，ST6变为“否”而回到ST3，对在先假定的被检测色数据进行修正。

下面，执行ST3～5的处理，直到用户判断为修正后的色彩适当并进行了确定操作为止。当进行了确定操作时，ST6变为“是”而进入ST7，确定该时刻的被检测色数据以及最佳组，使其与示教对象的检查区域相对应。

在ST8中，进行用于检查的判定基准值的设定处理。在本实施例中，将通过与上述确定的最佳组对应的修正系数来修正的图像，二值化为上述被检测色数据，并提取部件，测定位置、面积、主轴的方向等。然后，在显示器6上显示这些测定值，让用户指定判断为合格品的值的上限值以及下限值。

对于全部的部件，当执行上述流程的处理时，ST9变成“是”并进入ST10，做成汇总了在上述各步骤设定的数据的检查数据文件102，在登录到存储器15中之后，示教处理结束。

此外，虽然未在图8中表示，但有时会对基板进行多次拍摄。此时，每个时刻的拍摄时的基板台3的X、Y坐标等都包含在检查数据文件102中。

图9表示对一张被检查基板的检查的流程。

在该处理之前，控制部11从上述存储器15中读出与被检查基板对应的检查数据文件102，设置到RAM内。在最初的步骤即ST11中，将上述被检查基板搬入基板台3，通过照相机2进行拍摄。

接着，从检查数据文件102读出最初的部件的检查数据，基于其中所含的检查区域的设定条件，设定检查区域。在ST13中，通过与上述登录的最佳组对应的修正系数来修正检查区域内的色彩。在ST14中，通过使用上述被检测色数据来对修正后的图像进行二值化，从而检测部件。在ST15中，对于提取的部件，测定位置、面积、主轴的方向等。进而，通过在ST16中将这些测定值与上述判定基准值相比较，从而判断部件的安装状态的优劣。

此外，ST14的部件检测处理并不限于二值化，例如也可以使相对被检查色的色差提取规定值以内的像素。

下面，对每个检查区域执行ST12～16的处理。当对于全部的检查区域的处理结束时，ST17变为“是”并进入ST18，输出上述判定结果，结束检查。

根据上述图8、图9的处理，由于对每个检查对象的部件进行使用了适合该部件的修正系数的颜色修正处理，所以相比于通过相同的修正系数来修正图像全体的情况，更能够提高修正的精度。从而，能够稳定的进行部件的检测处理、之后的测定处理，能够确保检查的精度。

此外，在上述图9所示的检查步骤中，虽然在使用上述修正系数矩阵来进行修正而进行利用被检测色的二值化处理，但是也可以取而代之，不修正检查区域内的图像而使用上述修正系数矩阵的逆矩阵来修正被检测色，使用被修正的被检测色来对上述检查区域内的图像进行二值化。

在修正检查区域内的图像时，由于需要对检查区域内的全部的像素进行修正，所以必须进行多次修正，但在修正被检测色时，由于不需要对每个像素进行修正，所以能够使处理高速化。只是，修正被检测色一方时，有不能够将被检查基板的图像显示得与实物的色彩相同的缺点。

然而，在上述的检查装置中，作为照相机2，虽然使用了对三个CCD入射分别与R、G、B对应的波长域的光的结构的彩色照相机，但即使是同种的照相机，其光谱特性也会有偏差。例如，在图10的例子的情况下，波长η的光在下段的照相机B中只入射到G用的CCD，与此相对，在上段的照相机A中，也入射到R的CCD。即，即使入射相同波长η的光，照相机A所表现的色彩与照相机B所表现的色彩也不同。

另外，在检查装置间，在照明系统的特性中也存在偏差。

由于这样在照相机、照明系统的特性中存在偏差，因此以往通过检查装置进行的处理对象图像的配色会有差异，很难将用一台检查装置设定的被检测色数据在其他检查装置中使用。因此，即使将用确定的检查装置做成的检查数据文件移植到其他检查装置中，也需要针对被检测色进行再设定。

然而，根据上述图2所示的数据结构，通过在每个装置中独立地设定基准色表103以及修正系数表104，能够针对检查数据文件102而原封不动的移植用确定的检查装置做成的成果。在这种情况下，也是针对各检查区域，分别基于上述最佳组，从修正系数表104读出最适合该检查区域内的部件的色彩的修正系数，从而进行颜色修正处理。并且这里读出的修正系数由于是基于自身装置的基准色的测定结果而求出的值，所以能够进行最适当的颜色修正，能够以高精确度再现部件的色彩。

从而，只要进行取得基准色的适当数据的处理、以及基准色表103和修正系数表104的作成处理，就能够将用其他装置做成的检查数据文件102读入存储器15来使用。因此，即使照相机、照明系统的特性存在偏差，也不需要对每个检查装置设定被检测色，从而能够大幅度的削减检查前的设定处理所需的劳动。

此外，可以通过使用未图示的光盘驱动器来读出存储在CD-ROM等的存储介质中的数据文件的方法、通过通信线而下载等的方法，来将检查数据文件102读入装置内。另外，这样从外部读入检查数据文件时，检查数据文件102不需要一定用检查装置来生成。

另外，还能够读入不含上述基准色的最佳组的检查数据文件。只是，此时读入检查数据文件之后，需要使用存储在该文件中的各检查区域的被检测色和登陆在自身装置中的基准色表103，来通过上述图7所示的方法求出最佳组而进行登录。

另外，上述实施例将部件安装基板作为处理对象，但即使是基板以外，只要是各检查对象部位的色彩不一定的对象物，都可以使用与上述实施例同样的方法进行检查。

并且，上述实施例的处理对象虽然是对每个检查区域可确定被检测色的对象，但有时也会有想要针对包装纸等、多种色彩混杂的对象物进行各色彩的区分判别的情况。此时，在对每个色彩设定被检测色的同时，求出各被检测色的最佳组。然后分别使用对应的最佳组的修正系数来修正各被检测色，只要修正后的被检测色适用于处理对象图像而检测出各色彩即可。

Claims (3)

1.一种使用了彩色图像的测定方法，以通过规定的拍摄机构对包括多种测定对象部位的对象物进行拍摄所得到的彩色图像为处理对象，从上述彩色图像中检测出各测定对象部位，并执行规定的测定处理，其特征在于，包括在测定处理之前执行的准备步骤、主处理步骤，

在上述准备步骤中，执行下述各步骤：

步骤A，通过上述拍摄机构拍摄特定数目的基准色，并在拍摄这些特定数目的基准色所得到的图像上提取与各基准色对应的色彩数据，上述特定数目为能够将三色以上的基准色的组合设定多组的数目；

步骤B，使用上述步骤A中的各基准色来将三色以上的基准色的组合设定多组，并对这些多组中的每个组，使用在上述步骤A中针对属于该组的各基准色所提取的色彩数据和上述各基准色的适当的色彩数据，计算出用于颜色修正的修正系数，

在执行了上述步骤A、B之后，对上述多种测定对象部位分别执行：

步骤C，设定用于表示该测定对象部位的应检测色彩的被检测色数据；

步骤D，以在上述步骤B中用于基准色的组设定中的全部的基准色为对象，求出与上述被检测色数据的类似度，从类似度高的开始按顺序提取至少与上述基准色的组的结构数相同的数目的基准色；

步骤E，作为上述处理对象的上述彩色图像上的包括该测定对象部位的区域的适合组，从在上述步骤B中所设定的基准色的组中选择基准色的适合组，该基准色的适合组是指，在上述步骤D中所提取的基准色中，从类似度高的开始按顺序选出与基准色的组的结构数相同数目的基准色，并以这些基准色作为构成要素的组，而在没有设定有由这些基准色构成的组时，该基准色的适合组是指，由类似度其次高的基准色构成的组；

在上述主处理步骤中，针对各测定对象部位，分别对上述处理对象的上述彩色图像上的包括该测定对象部位的区域内的色彩数据或上述被检测色数据，使用相对于在上述步骤E中所选择的基准色的适合组在上述步骤B中计算出的修正系数来进行修正，然后执行上述测定对象部位的提取处理以及测定处理。

2.一种彩色图像用的测定装置，以通过规定的拍摄机构对包括多种测定对象部位的对象物进行拍摄所得的彩色图像为处理对象，从该彩色图像中检测出各测定对象部位，而执行规定的测定处理，其特征在于，具备：

图像输入机构，其用于输入来自上述拍摄机构的彩色图像；

修正系数存储机构，其针对将三色以上的基准色作为构成要素的多个组，分别登录有用于颜色修正的修正系数；

被检测色存储机构，其针对上述多种测定对象部位，分别登录有表示该测定对象部位的应检测色彩的被检测色数据；

被检测色登录机构，其接收各测定对象部位的被检测色数据的输入，将所输入的被检测色数据登录到上述被检测色存储机构中；

适合组存储机构，其针对上述多种测定对象部位，分别登录有在上述修正系数存储机构所登录的基准色的组中与该测定对象部位的被检测色数据最适合的组；

提取机构，其将登录到上述修正系数存储机构中的全部的基准色作为对象，对每个上述测定对象部位，求出与该测定对象部位的被检测色数据所表示的色彩的类似度，从类似度高的开始按顺序提取至少与上述基准色的组的结构数相同的数目的基准色；

适合组登录机构，其对每个上述测定对象部位，从登录在上述修正系数存储机构中的基准色的组中选择基准色的适合组，将所选择的基准色的适合组登录到上述适合组存储机构中，该基准色的适合组是指，在上述提取机构对该测定对象部位所提取的基准色中，从类似度高的开始按顺序选出与基准色的组的结构数相同数目的基准色，并以这些基准色作为构成要素的组，而在没有设定由这些基准色构成的组时，该基准色的适合组是指，由类似度其次高的基准色构成的组；

修正系数设定机构，其对上述多种测定对象部位的每一个，将针对登录在上述适合组存储机构中的与该测定对象部位的被检测色数据最适合的基准色的组登录在上述修正系数存储机构中的修正系数，设定为该测定对象部位的颜色修正用的修正系数；

主处理机构，其在从上述图像输入机构输入了测定处理对象的彩色图像时，针对上述多种测定对象部位，分别对上述彩色图像上的包括该测定对象部位的区域内的色彩数据或上述被检测色数据，利用由上述修正系数设定机构设定的修正系数进行修正，然后使用该修正后的数据来执行上述各测定对象部位的提取处理以及测定处理。

3.如权利要求2所述的彩色图像用的测定装置，其特征在于，还具备：

色彩数据提取机构，其针对登录在上述修正系数存储机构中的全部的基准色，分别通过上述图像输入机构来输入由上述拍摄机构拍摄得到的该基准色的图像，从所输入的图像中提取与上述基准色对应的色彩数据；

修正系数登录机构，其对于向上述修正系数存储机构登录的登录对象的基准色的组中的每个组，使用由上述色彩数据提取机构针对属于该组的各基准色所提取的色彩数据和上述各基准色的适当的色彩数据，计算出修正系数，然后将计算出的修正系数与上述基准色的组相对应地登录到上述修正系数存储机构中。

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