CN104458752B - 外观检查系统以及外观检查方法 - Google Patents

外观检查系统以及外观检查方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104458752B
CN104458752B CN201410478942.0A CN201410478942A CN104458752B CN 104458752 B CN104458752 B CN 104458752B CN 201410478942 A CN201410478942 A CN 201410478942A CN 104458752 B CN104458752 B CN 104458752B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel value
image
difference
light quantity
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410478942.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104458752A (zh
Inventor
当真博太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELECTRIC APPARATUS WAVE Co Ltd
Original Assignee
ELECTRIC APPARATUS WAVE Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELECTRIC APPARATUS WAVE Co Ltd filed Critical ELECTRIC APPARATUS WAVE Co Ltd
Publication of CN104458752A publication Critical patent/CN104458752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104458752B publication Critical patent/CN104458752B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/0008—Industrial image inspection checking presence/absence
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8835—Adjustable illumination, e.g. software adjustable screen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10004—Still image; Photographic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10141—Special mode during image acquisition
    • G06T2207/10152—Varying illumination
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30164—Workpiece; Machine component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明提供一种可以使用任意光源且能够抑制干扰光影响的外观检查系统。外观检查系统(10)具备：闪光灯(20)，向对象物(W)照射光；相机(30)，用于拍摄对象物(W)；以及控制装置(40)，计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分，并且通过比较差分与对应于差分的基准像素值，从而判断对象物(W)的外观合格与否，其中，该第1图像是由闪光灯(20)以第1光量照射光并由相机(30)拍摄对象物(W)获得的，该第2图像是由闪光灯(20)以第2光量照射光并由相机(30)拍摄对象物(W)获得的。

Description

外观检查系统以及外观检查方法
技术领域
本发明涉及基于由相机光学拍摄对象物的图像对对象物进行外观检查的系统以及方法。
背景技术
以往，在这种类型的系统中，用CCD相机拍摄作为检查对象的产品，并将检查对象的关注小区域的缺陷度与基准值进行比较，以判断外观合格与否(参见专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-061310号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，专利文献1记载的系统中，将特定波长的发光二极管作为光源，通过在相机中安装用于滤除特定波长以外的波长的滤波器来防止干扰光。因此，为了防止干扰光，不仅光源受限，同时还需要安装滤波器。
本发明是鉴于解决这些问题而提出的，其主要目的在于，提供一种既可以使用任意光源又能够抑制干绕光影响的外观检查系统以及外观检查方法。
用于解决技术问题的方案
本发明为了解决上述技术问题，采用如下方式。
第一方式是采用外观检查系统，其特征在于，具备：照明装置，向对象物照射光；相机，用于拍摄所述对象物；以及控制装置，计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分，并且通过比较所述差分与对应于所述差分的二维基准像素值，从而判断所述对象物的外观合格与否，其中，所述第1图像是由所述照明装置以第1光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物获得的，所述第2图像是由所述照明装置以第2光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物获得的。
根据上述构成，控制装置计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分，所述第1图像是由照明装置以第1光量照射光并由相机拍摄对象物获得的，所述第2图像是由照明装置以第2光量照射光并由相机拍摄对象物获得的。
在此，如果向对象物照射干扰光，则干扰光对第1图像和第2图像增加相等的像素值。干扰光具有与所述照明装置的照射光的波长至少部分不同的波长，例如是室内照明、室内的反射光、自然光等。因此，通过计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分，能够排除干扰光的影响。另外，当对象物有划痕或污垢等缺陷部时，由于缺陷部的像素值根据光量而不同，因此，上述差分中保留有缺陷部的像素值。
而且，由控制装置比较上述差分与对应于上述差分的基准像素值，从而判断对象物的外观合格与否。因此，可以通过比较上述差分中所保留的缺陷部的像素值与基准像素值，来正确地判断对象物的外观合格与否。所以，即使不组合使用发光二极管和滤波器等的情况下，也能够抑制干扰光的影响，从而能够使用任意光源。
在第二方式中，所述基准像素值是第3图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分，所述第3图像是由所述照明装置以第1光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物的合格品获得的，所述第4图像是由所述照明装置以第2光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物的所述合格品获得的。
根据上述构成，作为基准像素值，使用第3图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分，所述第3图像是由照明装置以第1光量照射光并由相机拍摄对象物的合格品获得的，所述第4图像是由照明装置以第2光量照射光并由相机拍摄对象物的合格品获得的。在此，第3图像相当于第1图像中对象物无缺陷的情况，第4图像相当于第2图像中对象物无缺陷的情况。因此，通过将第3图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分作为基准像素值，能够设定对应于第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分的恰当的基准像素值。
在第三方式中，所述控制装置通过取得所述差分与所述基准像素值之间的差分，来提取所述对象物的缺陷部的像素值，并且通过比较所述缺陷部的像素值与判断像素值来判断所述对象物的外观合格与否。
根据上述构成，由控制装置通过取得上述差分与基准像素值之间的差分，来提取对象物的缺陷部的像素值。即，通过取得排除了干扰光影响的差分与基准像素值之间的差分，能够只提取出缺陷部的像素值。而且，通过比较缺陷部的像素值与判断像素值来判断对象物的外观合格与否，从而能够正确地判断对象物的外观。
第四方式是采用外观检查系统，其特征在于，具备：照明装置，向对象物照射光；相机，用于拍摄所述对象物；以及控制装置，计算出第1图像的像素值与第3图像的像素值之间的差分、即第1差分以及第2图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分、即第2差分，并且通过比较所述第1差分与所述第2差分，从而判断所述对象物的外观合格与否，其中，所述第1图像是由所述照明装置以第1光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物获得的，所述第3图像是由所述照明装置以所述第1光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物的合格品获得的，所述第2图像是由所述照明装置以第2光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物获得的，所述第4图像是由所述照明装置以所述第2光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物的所述合格品获得的。
根据上述构成，控制装置计算出第1图像的像素值与第3图像的像素值之间的差分、即第1差分，所述第1图像是由照明装置以第1光量照射光并由相机拍摄对象物获得的，所述第2图像是由照明装置以第1光量照射光并由相机拍摄对象物的合格品获得的。该第1差分是用第1光量拍摄的图像中由于干扰光和缺陷部所致的像素值总和。此外，控制装置计算出第2图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分、即第2差分，所述第2图像是由照明装置以第2光量照射光并由相机拍摄对象物获得的，所述第4图像是由照明装置以第2光量照射光并由相机拍摄对象物的合格品获得的。该第2差分是用第2光量拍摄的图像中由于干扰光和缺陷部所致的像素值总和。
在此，如果向对象物照射干扰光，则干扰光对第1图像和第2图像增加相等的像素值。另外，当对象物有缺陷时，由于缺陷部的像素值根据光量而不同，所以缺陷部对第1图像和第2图像增加不同的像素值。因此，在上述第1差分和上述第2差分中，干扰光并不表示出像素值的差异，而缺陷部则表示出像素值的差异。
然后，由控制装置比较第1差分与第2差分来判断对象物的外观合格与否。因此，可以基于缺陷部所致的像素值的差异来正确地判断对象物的外观合格与否。所以，即使不组合使用发光二极管和滤波器等的情况下，也能够抑制干扰光的影响，从而能够使用任意光源。
在第5方式中，所述控制装置通过取得所述第1差分与所述第2差分之间的差分，来提取所述对象物的缺陷部的像素值，并比较所述缺陷部的像素值与判断像素值来判断所述对象物的外观合格与否。
根据上述构成，由控制装置通过取得第1差分与第2差分之间的差分，来提取对象物的缺陷部的像素值。即，通过取得含有相等的干扰光所致像素值的第1差分与上述第2差分之间的差分，能够排除干扰光的影响，而只提取出缺陷部的像素值。而且，通过比较缺陷部的像素值与判断像素值来判断对象物的外观合格与否，从而能够正确地判断对象物的外观。
在第6方式中，所述第1光量是使得由所述相机拍摄所述对象物获得的所述第1图像的像素值接近最小值的光量，所述第2光量是使得由所述相机拍摄所述对象物获得的所述第2图像的像素值接近最大值的光量。
用第1光量拍摄对象物获得的第1图像的像素值与用第2光量拍摄对象物获得的第2图像的像素值之间的差异较小时，在第1图像与第2图像中缺陷所致的像素值的差异变小。因此，缺陷部所致的像素值不明确，从而导致降低判断对象物外观的精度。
关于这一点，根据上述构成，用第1光量拍摄对象物获得的第1图像的像素值为接近最小值，而用第2光量拍摄对象物获得的第2图像的像素值为接近最大值。因此，缺陷部所致的像素值明确，从而能够提高判断对象物外观的精度。
附图说明
图1是表示外观检查系统的概要的模式图。
图2是表示第1实施方式中的工件外观合格与否判定的处理顺序的流程图。
图3是表示工件合格品的灰度图像以及在各光量下的像素值的示意图。
图4是表示工件不合格品的灰度图像以及在各光量下的像素值的示意图。
图5是表示基准像素值、差分像素值及缺陷部的像素值的曲线图。
图6是表示第2实施方式中的工件外观合格与否判定的处理顺序的流程图。
图7是表示第1差分、第2差分及缺陷部的像素值的曲线图。
附图标记：
10：外观检查系统 20：闪光灯(照明装置) 22：灯
30：相机 40：控制装置
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，参照附图说明将工件的外观检查系统具体化的第1实施方式。本实施方式的外观检查系统例如设置在机械组装厂的组装线上。
图1是表示外观检查系统10的概要的模式图。该外观检查系统10具备闪光灯20、相机30以及控制装置40。
闪光灯20(照明装置)安装在相机30处，其具备本体21、灯22、透镜部24、罩25等。本体21形成为中空长方体状。在本体21的内部收容有灯22以及透镜部24。在本体21的正面安装有使灯22的光透射的透明罩25。
灯22(光源)由氙气闪光灯等构成，发射出照射工件W(检查对象)的光。再有，灯22也可以由发光二极管或白炽灯泡等构成。由控制装置40控制灯22的点灯、灭灯以及点灯时的光量。透镜部24使由灯22照射的光聚焦以及扩散，以向罩25方向照射。自动调节透镜部24的焦点，使得光照射工件W的规定位置。
相机30使用可彩色摄影的CCD相机等，光学地拍摄工件W以取得图像。相机30安装在机器臂(未图示)的手部(前端部)。机器臂通过驱动每个关节来改变位置和方向。而且，通过改变臂的位置和方向，来改变相机30的位置和方向。由此，相机30能够从任意视点拍摄通过输送带等搬送到检查位置的工件W。相机30的拍摄动作由控制装置40控制。
控制装置40具备CPU、ROM、RAM、存储部40a、驱动电路、位置检测电路等。ROM中存储有机器人的系统程序和动作程序等。RAM用于临时存储执行这些程序时的参数值等。存储部40a是用于存储数据的非易失性存储器。位置检测电路根据设置在臂的各关节上的编码器的检测信号，来检测设置在各关节上的电机的旋转角度。CPU通过运行预设的动作程序，并基于由位置检测电路输入的位置信息，将臂的各关节的旋转角度反馈控制为目标旋转角度。
在本实施方式中，控制装置40在工件W的外观检查中，将由相机30对搬运到检查位置的工件W进行拍摄时的臂的位置以及方向(拍摄位置)设定作为臂的目标位置以及方向。通过将臂驱动到拍摄位置，工件W以适于检查的状态在相机30的视野内被捕获。在该状态下，通过相机30对工件W进行拍摄，由此获取工件W的图像。进一步，控制装置40通过控制闪光灯20以及相机30的动作，来判断工件W外观合格与否。
图2是工件W的外观合格与否判定的处理步骤的流程图。在外观检查中机器人连续动作时，通过控制装置40来执行这一系列的处理。
首先，输入第1图像(S11)，该第1图像是闪光灯20以其最大光量(100％)中的10％光量(第1光量)照明，再由相机30对工件W进行彩色摄影而获得的。还有，输入第2图像(S12)，该第2图像是闪光灯20以100％光量(第2光量)照明，再由相机30对工件W进行彩色摄影而获得的。另外，S11的处理以及S12的处理，无论哪个先执行均可。
接着，分别将第1图像和第2图像转换成灰度图像(S13)。具体地，通过简单平均法、中间值法、G通道法等公知的方法，将彩色图像转换成灰度图像。在随后的处理中，使用转换成灰度图像的第1图像和第2图像。
接着，对每个像素计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分(也就是差分图像)(S14)。具体地，每个像素的值(像素值)采用0(黑)～255(白)的灰度。在第1图像和第2图像中特别指定拍摄了工件W相同位置的像素，在特别指定的像素中，从第2图像的像素值中减去第1图像的像素值从而计算出其差分。而且，对所有像素计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分。
接着，关于各个像素，以每个像素为单位计算该算出的差分(也就是差分图像)与基准像素值(也就是由作为基准的像素值构成的基准图像)之间的差分，并且提取出有划痕或污垢等缺陷部的像素值T(S15)。具体地，对于所有像素的上述差分，设定有分别对应的基准像素值。关于基准像素值将在后文进行说明。
接着，将用于指定图像的各像素的像素编号i设定为初始值0(S16)。具体地，图像的像素编号有0～n，最初的像素编号为0。然后，判断当前的像素编号i是否小于n(S17)。
在上述判断中，若判断为当前的像素编号i小于n时(S17：是)，则判断像素编号i的缺陷部的像素值T(i)是否小于判断像素值R1(S18)。判断像素值R1被设定成能够判断工件W的缺陷部的值，例如在像素值总共具有256灰度时，被设定成相当于256灰度的20％的第51号灰度的负值(表示为“-51”像素值)。
在上述判断中，若判断为像素编号i的缺陷部的像素值T(i)小于判断像素值R1时(S18：是)，则将当前的像素编号i存储在RAM的规定区域(S19)。而且，将像素编号i加上1，将其作为新的像素编号i(S20)。然后，再次执行S17的处理。另外，在上述判断中，若判断为像素编号i的缺陷部的像素值T(i)不小于判断像素值R1时(S18：否)，则执行S20的处理。
此外，在S17的判断中，若判断为当前的像素编号i不小于n时(S17：否)，则判断存储于RAM的规定区域的像素编号i(S21)是否存在。即，判断缺陷部的像素值T(i)小于判断像素值R1的像素编号i是否存在。
在上述判断中，若判断为存储于RAM的规定区域的像素编号i存在时(S21：是)，则判断当前检查的工件W为不合格品(S22)。另外，在上述判断中，若判断为存储于RAM的规定区域的像素编号i不存在时(S21：否)，则判断当前检查的工件W为合格品(S23)。然后，结束这一系列的处理(结束)。还有，对相同形状的多个工件W连续进行外观检查时，再次执行S11的处理。
然后，说明工件W的合格品的灰度图像与各光量中各个像素的像素值之间的关系。图3(a)是表示拍摄工件W的合格品的灰度图像，图3(b)是表示闪光灯20为该最大光量的10％光量时的图3(a)的直线C上每个像素的像素值的曲线图，图3(c)是表示闪光灯20为100％光量时的图3(a)的直线C上每个像素的像素值的曲线图。
比较图3(b)与图3(c)可知，10％光量下的像素值整体上小于100％光量下的像素值。具体地，来自工件W的反射较少的部分(图3(a)中的影线部分)中，10％光量下的像素值小于100％光量下的像素值。此外，来自工件W的反射较多的部分(图3(a)中非影线部分)中，10％光量下的像素值小于100％光量下的像素值。关于反射较少部分与反射较多部分的像素值之差，在10％光量时的像素值之差小于100％光量时的像素值之差。而且，来自工件W的反射较多的部分，其在X方向上的位置在10％光量下时与100％光量下时相一致。
然后，说明工件W的不合格品的灰度图像与各光量中每个像素的像素值之间的关系。图4(a)是表示拍摄工件W的不合格品的灰度图像，图4(b)是表示闪光灯20为10％光量时的图4(a)的直线C上每个像素的像素值的曲线图，图4(c)是表示闪光灯20为100％光量时的图4(a)的直线C上每个像素的像素值的曲线图。而且，在此，示出了工件W被部分照射干扰光的情况。此外，干扰光具有与所述照明装置的照射光的波长至少部分不同的波长，例如是室内照明、室内的反射光、自然光等。
比较图4(b)与图4(c)可知，10％光量下的像素值整体上小于100％光量下的像素值，这点与图3相同。
在此，当工件W上有划痕或污垢等的缺陷部时，对应于该缺陷部分的像素值小于没有缺陷部分的像素值。具体地，关于有缺陷部分与没有缺陷部分的像素值之差，在10％光量时的像素值之差小于100％光量时的像素值之差。而且，对应于缺陷的部分在X方向上的位置，该位置在10％光量下时与100％光量下时相一致。
此外，对工件W照射有干扰光的情况，照射有干扰光部分的像素值大于未照射有干扰光部分的像素值。具体地，由于干扰光而增加的像素值，在10％光量下时与100％光量下时相等。
因此，可以通过对每个像素计算出第1图像的像素值(图4(b))与第2图像的像素值(图4(c))的差分，由此来排除干扰光的影响。图5(b)是表示从图4(c)的曲线减去图4(b)曲线之后的差分的曲线图。如该图所示，虽然排除了干扰光所致的像素值，但还保留有缺陷所致的像素值。为此，以每个像素为单位比较对应于上述差分的二维基准像素值(也就是基准图像，通过使用合格工件W的实验等来设定)与上述差分，从而能够判断工件W外观合格与否。
但是，当用10％光量(第1光量)拍摄对象物获得的第1图像的像素值与用100％光量(第2光量)拍摄对象物获得的第2图像的像素值之间的差异较小时，第1图像与图2图像中缺陷部所致的像素值差异变小。因此，对第1图像的像素值与第2图像的像素值的差分而言，缺陷部所致的像素值不明确，从而有可能降低判断工件W外观的精度。
这一点，如果作为第1光量采用10％光量，那么用第1光量拍摄工件W获得的第1图像的像素值(最大灰度)接近最小值，如果作为第2光量采用100％光量，那么用第2光量拍摄工件W获得的第2图像的像素值(最大灰度)接近最大值。由此，缺陷部所致的像素值变得明确，从而能够提高判断工件W外观的精度。还有，作为第1光量，可以采用使第1图像的像素值变为相当于全灰度中的0～30％像素值(表示为“0”像素值～“77”像素值)的值，作为第2光量，例如可以采用使第2图像的像素值变为相当于全灰度中的70～100％像素值(表示为“179”像素值～“256”像素值)的值。作为第1光量，可以优选采用使第1图像的像素值变为相当于全灰度中的0～20％像素值(“0”像素值～“51”像素值)的值，作为第2光量，可以优选采用例如使第2图像的像素值变为相当于全灰度中的80～100％像素值(表示为“205”像素值～“256”像素值)的值。
图5(a)是表示从图3(c)的曲线减去图3(b)曲线之后的差分的曲线图。该图所示的曲线相当于图5(b)的曲线中没有缺陷部的情况。因此，作为基准像素值，采用闪光灯20以10％光量照射光而由相机30拍摄工件W的合格品获得的第3图像(灰度图像)的像素值与闪光灯20以100％光量照射光而由相机30拍摄工件W的合格品获得的第4图像(灰度图像)的像素值之间的差分(也就是，基于差分值的二维基准像素值)。该基准像素值存储在控制装置40的存储部40a。
进一步，通过取得图5(b)示出的差分曲线与图5(a)示出的基准像素值曲线之间的差分，如图5(c)所示，能够只提取出缺陷部的像素值。具体地，图5(c)是表示从图5(b)的曲线减去图5(a)的曲线之后的差分的曲线图。因此，当判断为缺陷部的像素值T小于判断像素值R1(“－51”像素值)时，可以判断工件W为不合格品。
如上所述的本实施方式具有如下优点。
·工件W上照射有干扰光时，干扰光对第1图像(图4(b))和第2图像(图4(c))增加相等的像素值。因此，通过计算出第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分，能够排除干扰光的影响(参照图5(b))。另外，当工件W有划痕或污垢等缺陷部时，由于缺陷部的像素值根据光量而不同，所以上述差分中保留有缺陷的像素值(参照图5(b))。而且，由控制装置40通过比较上述差分(图5(b))与对应于上述差分的基准像素值(图5(a))，来判断工件W的外观合格与否。因此，可以通过比较上述差分中所保留的缺陷部的像素值与基准像素值，从而正确地判断工件W的外观合格与否。所以，即使不组合使用发光二极管和滤波器等的情况下，也能够抑制干扰光的影响，从而能够使用任意光源。
·作为基准像素值，使用闪光灯20以该最大光量的10％光量照射光而由相机30拍摄工件W的合格品获得的第3图像的像素值(图3(b))与闪光灯20以100％光量照射光而由相机30拍摄工件W的合格品获得的第4图像的像素值(图3(c))之间的差分(参照图5(a))。在此，第3图像相当于第1图像中工件W没有缺陷部的情况，第4图像相当于第2图像中工件W没有缺陷部的情况。所以，通过将第3图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分作为基准像素值(基准图像)，能够设定对应于第1图像的像素值与第2图像的像素值之间的差分的恰当的基准像素值。
·由控制装置40通过取得上述差分(图5(b))与基准像素值(图5(a))之间的差分，来提取工件W的缺陷部的像素值(参照图5(c))。即，通过取得排除了干扰光影响的差分与基准像素值之间的差分，能够只提取缺陷部的像素值。而且，通过比较缺陷部的像素值与判断像素值R1来判断工件W的外观合格与否，从而能够正确地判断工件W的外观。
·虽然工件W的拍摄在10％光量下和100％光量下进行，但与外观检查中机器人动作所需的时间相比，进行两次拍摄所致的延长时间几乎不成问题。
(第2实施方式)
下面，参照附图说明对工件W的外观合格与否判定做出变更的第2实施方式。图6是表示工件W的外观合格与否判定的处理顺序的流程图。对与图2相同的处理赋予相同的步骤编号，并省略其说明。
在S13中将第1图像和第2图像分别转换成灰度图像之后，对每个像素计算出第1图像的像素值与第3图像的像素值之间的差分(第1差分)(S31)。具体地，第3图像是，将闪光灯20以10％光量照射光而由相机30预先拍摄工件W的合格品获得的图像转换成灰度图像之后的图像(图3(b))。然后，在第1图像和第3图像中特别指定拍摄了工件W相同位置的像素，在特别指定的像素中，从第1图像的像素值中减去第3图像的像素值从而计算出其差分。然后，对所有像素计算出第1图像的像素值与第3图像的像素值之间的差分。
接着，对每个像素，计算出第2图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分(第2差分)(S32)。具体地，第4图像是，将闪光灯20以100％光量照射光而由相机30预先拍摄工件W的合格品获得的图像转换成灰度图像之后的图像(图3(c))。然后，在第2图像和第4图像中特别指定拍摄了工件W相同位置的像素，在特别指定的像素中，从第2图像的像素值中减去第4图像的像素值从而计算出其差分。然后，对所有像素计算出第2图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分。
接着，取得对每个像素计算出的第1差分与第2差分之间的差分，以提取出划痕或污垢等缺陷部的像素值T(S33)。之后，与图2同样地，执行S16之后的处理。
图7(a)是表示第1差分、图7(b)是表示第2差分、图7(c)是表示缺陷部的像素值的曲线图。
在10％光量下的情况，通过对每个像素计算出第1图像的像素值(图4(b))与第3图像的像素值(图3(b))之间的差分，能够排除在工件W各部分所反射的光量不同所致的影响。图7(a)是表示从图4(b)的曲线减去图3(b)的曲线之后的差分(第1差分)的曲线图。第1差分是以10％光量拍摄的图像中由干扰光和缺陷部所致的像素值总和。如该图所示，虽然排除了在工件W中干扰光和无缺陷部分所致的像素值，但还保留有干扰光和缺陷部所致的像素值。
同样地，在100％光量下的情况，通过对每个像素计算出第2图像的像素值(图4(c))与第4图像的像素值(图3(c))之间的差分，能够排除在工件W各部分所反射的光量不同所致的影响。图7(b)是表示从图4(c)的曲线减去图3(c)的曲线之后的差分(第2差分)的曲线图。第2差分为以100％光量拍摄的图像中干扰光和缺陷部所致的像素值总和。如该图所示，虽然排除了在工件W中干扰光和无缺陷部分所致的像素值，但还保留有干扰光和缺陷部所致的像素值。
比较图7(a)与图7(b)可知，有缺陷部分与无缺陷部分的像素值之差在10％光量时与100％光量时相比较小。此外，由于干扰光增加的像素值在10％光量时与100％光量时相等。因此，可以通过比较第1差分与第2差分来判断工件W的外观合格与否。
进一步，通过取得图7(a)示出的第1差分的曲线与图7(b)示出的第2差分的曲线之间的差分，如图7(c)所示，能够只提取出缺陷部的像素值。具体地，图7(c)是表示从图7(b)的曲线减去图7(a)的曲线之后的差分的曲线图。因此，当判断为缺陷部的像素值T小于判断像素值R1(－51像素值)时，可以判断工件W为不合格品。
如上所述的本实施方式具有如下优点。
·工件W上照射有干扰光时，干扰光对第1图像(图4(b))和第2图像(图4(c))增加相等的像素值。另外，当工件W有缺陷部时，由于缺陷部的像素值根据光量而不同，因此缺陷部对第1图像和第2图像增加不同的像素值。因此，在第1差分(图7(a))和第2差分(图7(b))中，干扰光并不表示出像素值的差异，而缺陷部则表示出像素值的差异。而且，由控制装置40通过比较第1差分与第2差分来判断工件W的外观合格与否。因此，基于缺陷部所致的像素值的差异，可以正确地判断工件W的外观合格与否。所以，即使不组合使用发光二极管和滤波器等的情况下，也能够抑制干扰光的影响，从而能够使用任意光源。
·由控制装置40通过取得第1差分与第2差分之间的差分，来提取工件W的缺陷部的像素值(参照图7(c))。即，通过取得含有相等的干扰光所致像素值的第1差分与上述第2差分之间的差分，能够排除干扰光的影响，而只提取缺陷部的像素值。而且，通过比较缺陷部的像素值与判断像素值R1来判断工件W的外观合格与否，从而能够正确地判断工件W的外观。
还有，上述各实施方式也可以做出如下变更来实施。
·作为第1实施方式的基准像素值，也可以采用根据拍摄第3图像和第4图像的条件等将第3图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分进行校正的值。
相机30也可以采用拍摄黑白图像的相机。此时，不必进行灰度图像的转换，可以通过比较黑白图像中的像素编号i的亮度与基准图像中的像素编号i的亮度来判断合格与否。此外，相机30并不限于CCD相机，也可以采用使用了CMOS传感器的相机等。

Claims (3)

1.一种外观检查系统，其特征在于，具备：
照明装置，在规定的检查位置，向由搬送单元以经过该检查位置的方式搬送的对象物照射光；
相机，在所述检查位置拍摄所述对象物；以及
控制装置，计算出第1图像的像素值与第3图像的像素值之间的差分、即第1差分以及第2图像的像素值与第4图像的像素值之间的差分、即第2差分，并且通过比较所述第1差分与所述第2差分，从而判断所述对象物的外观合格与否，其中，所述第1图像是由所述照明装置以第1光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物获得的，所述第3图像是由所述照明装置以所述第1光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物的合格品获得的，所述第2图像是由所述照明装置以第2光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物获得的，所述第4图像是由所述照明装置以所述第2光量照射光并由所述相机拍摄所述对象物的所述合格品获得的。
2.根据权利要求1所述的外观检查系统，其特征在于，
所述控制装置通过取得所述第1差分与所述第2差分之间的差分，来提取所述对象物的缺陷部的像素值，并通过对所述缺陷部的像素值与判断像素值进行比较，从而判断所述对象物的外观合格与否。
3.根据权利要求2所述的外观检查系统，其特征在于，
所述第1光量是使得由所述相机拍摄所述对象物获得的所述第1图像的像素值接近最小值的光量，
所述第2光量是使得由所述相机拍摄所述对象物获得的所述第2图像的像素值接近最大值的光量。
CN201410478942.0A 2013-09-18 2014-09-18 外观检查系统以及外观检查方法 Active CN104458752B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013192940A JP6303352B2 (ja) 2013-09-18 2013-09-18 外観検査システム
JP2013-192940 2013-09-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104458752A CN104458752A (zh) 2015-03-25
CN104458752B true CN104458752B (zh) 2018-10-23

Family

ID=52580132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410478942.0A Active CN104458752B (zh) 2013-09-18 2014-09-18 外观检查系统以及外观检查方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10190989B2 (zh)
JP (1) JP6303352B2 (zh)
CN (1) CN104458752B (zh)
DE (1) DE102014113487A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3315950A4 (en) * 2015-06-25 2018-12-19 JFE Steel Corporation Surface flaw detection device, surface flaw detection method, and manufacturing method for steel material
JP6859627B2 (ja) * 2016-08-09 2021-04-14 株式会社ジェイテクト 外観検査装置
JPWO2018216495A1 (ja) * 2017-05-26 2020-03-26 新東工業株式会社 検査装置及び鋳造システム
TWI628414B (zh) 2017-06-29 2018-07-01 峰安車業股份有限公司 影像檢測裝置以及影像檢測方法
JP2019138660A (ja) * 2018-02-06 2019-08-22 東芝メモリ株式会社 欠陥検査装置および欠陥検査方法
KR102206698B1 (ko) * 2018-03-29 2021-01-22 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 이상 검사 장치 및 이상 검사 방법
US20200326275A1 (en) * 2019-04-09 2020-10-15 Illinois Tools Works Inc. Non-destructive testing (ndt) based setups with integrated light sensors

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1822644A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 雅马哈发动机株式会社 图像获取方法、图像获取装置、及具有该图像获取装置的装置
CN1883190A (zh) * 2003-10-22 2006-12-20 伊斯曼柯达公司 具有替换电路分布的图像传感器阵列
CN101512325A (zh) * 2006-08-28 2009-08-19 爱普斯有限公司 基板的外观检查方法以及装置
WO2011059127A1 (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 한국과학기술연구원 적외선 센서 및 이를 이용한 감지 방법
CN102883124A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 精工爱普生株式会社 图像处理方法、图像处理装置以及图像显示系统
CN103250418A (zh) * 2010-11-30 2013-08-14 富士胶片株式会社 图像处理设备、成像设备、图像处理方法、及白平衡调整方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6086454A (ja) * 1983-10-18 1985-05-16 Kawasaki Steel Corp 熱間表面探傷方法
JPS61169749A (ja) * 1985-01-23 1986-07-31 Miyuuchiyuaru:Kk 物品の外面検査方法
JPH0382941A (ja) * 1989-08-25 1991-04-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd レーザ検査装置
JPH05191715A (ja) * 1990-10-23 1993-07-30 Ricoh Co Ltd ストロボ制御方法
JP3151921B2 (ja) * 1991-06-17 2001-04-03 松下電器産業株式会社 テレビジョンカメラ装置
JP3832875B2 (ja) * 1995-05-08 2006-10-11 キヤノン株式会社 カメラシステム、カメラ、ストロボ装置
JP3566470B2 (ja) * 1996-09-17 2004-09-15 株式会社日立製作所 パターン検査方法及びその装置
US6681037B1 (en) * 1999-05-27 2004-01-20 Cognex Corporation Apparatus for locating features of an object using varied illumination
US7463684B2 (en) * 2002-05-03 2008-12-09 Microsoft Corporation Fading estimation/compensation
DE60336247D1 (de) * 2002-07-18 2011-04-14 Sony Corp Bilddatenverarbeitungsverfahren, bilddatenverarbeitungseinrichtung und computerprogramm
JP4108402B2 (ja) 2002-07-29 2008-06-25 新日軽株式会社 アルミニウム押出形材の外観検査装置及び外観検査方法
JP3944439B2 (ja) * 2002-09-26 2007-07-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線を用いた検査方法および検査装置
JP2006308376A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Tokyo Seimitsu Co Ltd 外観検査装置及び外観検査方法
JP4450776B2 (ja) * 2005-07-22 2010-04-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法及び外観検査装置
US8103087B2 (en) * 2006-01-20 2012-01-24 Hitachi High-Technologies Corporation Fault inspection method
WO2008026562A1 (fr) 2006-08-28 2008-03-06 I-Pulse Kabushiki Kaisha Dispositif et procédé d'inspection de l'apparence d'une planche
JP5190433B2 (ja) * 2009-10-27 2013-04-24 日東電工株式会社 配線回路基板の検査方法、配線回路基板の製造方法および配線回路基板の検査装置
JP5469527B2 (ja) * 2010-05-10 2014-04-16 パナソニック株式会社 撮像装置
JP5543872B2 (ja) * 2010-07-27 2014-07-09 株式会社東芝 パターン検査方法およびパターン検査装置
JP2012237680A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Ihi Corp 塗布状態検査装置及び方法並びにプログラム
KR20130010255A (ko) * 2011-07-18 2013-01-28 삼성전자주식회사 엑스선 장치 및 화소맵 업데이트 방법
JP5947169B2 (ja) * 2012-09-14 2016-07-06 株式会社キーエンス 外観検査装置、外観検査法およびプログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1883190A (zh) * 2003-10-22 2006-12-20 伊斯曼柯达公司 具有替换电路分布的图像传感器阵列
CN1822644A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 雅马哈发动机株式会社 图像获取方法、图像获取装置、及具有该图像获取装置的装置
CN101512325A (zh) * 2006-08-28 2009-08-19 爱普斯有限公司 基板的外观检查方法以及装置
WO2011059127A1 (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 한국과학기술연구원 적외선 센서 및 이를 이용한 감지 방법
CN103250418A (zh) * 2010-11-30 2013-08-14 富士胶片株式会社 图像处理设备、成像设备、图像处理方法、及白平衡调整方法
CN102883124A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 精工爱普生株式会社 图像处理方法、图像处理装置以及图像显示系统

Also Published As

Publication number Publication date
US10190989B2 (en) 2019-01-29
DE102014113487A1 (de) 2015-03-19
CN104458752A (zh) 2015-03-25
JP6303352B2 (ja) 2018-04-04
JP2015059810A (ja) 2015-03-30
US20150077541A1 (en) 2015-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104458752B (zh) 外观检查系统以及外观检查方法
KR101180027B1 (ko) 광센서 및 이를 이용한 감지 방법
TWI626438B (zh) 檢查設備及物品製造方法
TW200532162A (en) Inspection system and method for providing feedback
CN107076677A (zh) 检查装置以及检查方法
JP2008209211A (ja) 異物検査装置および異物検査方法
JP6085134B2 (ja) 検査装置
JP2015068668A (ja) 外観検査装置
JP7076747B2 (ja) 分類器の学習支援システム、学習データの収集方法、検査システム
JP6099115B2 (ja) 三次元表面検査装置および三次元表面検査方法
JP6553412B2 (ja) 検査システム
JP6121253B2 (ja) ワーク表面欠陥検査装置
CN107709977A (zh) 表面缺陷检测装置及表面缺陷检测方法
KR102181444B1 (ko) 난의 검사 장치
MY196733A (en) Intraocular lens inspection
JP2019109071A (ja) 画像処理システム、画像処理プログラム、および画像処理方法
CN101520309A (zh) 成像装置
JP2011174896A (ja) 撮像装置及び撮像方法
JP2019203701A (ja) パック詰めされた卵の検査装置
JP2012237680A (ja) 塗布状態検査装置及び方法並びにプログラム
JP2019082333A5 (zh)
KR20120103319A (ko) 표면각도 측정 광센서 및 이를 이용한 감지 방법
CN105910534A (zh) 橡塑制品几何量测量系统
JP6126290B1 (ja) 外観検査装置
KR102117697B1 (ko) 표면검사 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant