JP2002099899A - パターン品質検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 打刻や印刷等によって形成された文字や記号
等のパターンの欠けを確実に検出でき、パターンの品質
を高精度で検査できるパターン品質検査方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 打刻や印刷等によって形成された文字や
記号等のパターンの品質を検査するにあたり、上記パタ
ーンを撮像して画像信号を得る撮像工程と、上記画像信
号を処理して上記パターンの輪郭を抽出する輪郭抽出工
程と、上記抽出された輪郭を形成する画素数を計数する
画素計数工程と、上記画素計数値と当該パターンにおけ
る基準輪郭画素数とを比較する比較工程とを含み、上記
比較工程での比較結果に基づいて上記パターンの品質を
検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、打刻や印刷等によ
って形成された文字や記号等のパターンの品質を検査す
るパターン品質検査方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のフレームやバルクヘッ
ド部等に打刻される車台番号は、自動車を識別する重要
な番号であることから、文字形状が厳密に定義されてお
り、文字に欠け等がある場合には、文字上に取り消しの
打刻を行なった後に、その上側に再度文字を打刻するこ
とになっている。

【０００３】ところで、打刻により形成される文字は、
打刻の際の力加減や使用する機器の取り扱い等によって
品質が不安定になり易い。このため、従来は、打刻の際
に打刻機と打刻面との間に紙を挟み、打刻後にその紙を
回収して、打刻された文字の品質を目視により検査する
ようにしている。また、後日の確認のために、その紙を
保存しており、その保存作業に多くの工数を要する。

【０００４】しかし、目視による検査方法は、手間がか
かる上に、検査員の個人差により一定の検査精度を得る
のが困難である。そこで、最近では、打刻された文字を
テレビカメラで撮像し、その画像信号を処理して文字の
品質を自動的に検査する方法が種々提案されている。

【０００５】この画像処理による従来の検査方法は、例
えば、文字を撮像した画像と、予めメモリに格納した当
該文字が正しく打刻されたときの基準画像との差分を求
め、その大きさから打刻された文字の品質を判定する画
像差分法や、文字を撮像した画像を正規化処理して、予
めメモリに格納した当該文字が正しく打刻されたときの
基準正規化画像との相関を求め、両者の一致度から打刻
された文字の品質を判定する正規化相関法が知られてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像差
分法による品質判定では、撮像した画像にノイズがあっ
たり、文字の切り出し位置にずれ、或いは文字幅に微妙
な差があると、基準画像との差分が大きくなるため、正
確な判定ができなくなるおそれがある。

【０００７】また、正規化相関法による品質判定では、
文字全体に対しての一致度がある一定値以上にならない
場合に、その文字の品質に何らかの問題があると判定す
るものであるため、文字の欠けを検出するのが困難であ
る。

【０００８】従って、かかる点に鑑みてなされた本発明
の目的は、打刻や印刷等によって形成された文字や記号
等のパターンの欠けを確実に検出でき、パターンの品質
を高精度で検査できるパターン品質検査方法及び装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載のパターン品質検査方法の発明は、打刻や印
刷等によって形成された文字や記号等のパターンの品質
を検査するにあたり、上記パターンを撮像して画像信号
を得る撮像工程と、上記画像信号を処理して上記パター
ンの輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、上記抽出された輪
郭を形成する画素数を計数する画素計数工程と、上記画
素計数値と当該パターンにおける基準輪郭画素数とを比
較する比較工程とを有し、上記比較工程での比較結果に
基づいて上記パターンの品質を検査することを特徴とす
る。

【００１０】請求項１の発明によると、撮像したパター
ン画像からパターンの輪郭を形成する画素数を計数し、
その画素計数値と当該パターンにおける基準輪郭画素数
との比較に基づいてパターン品質を検査することから、
パターンの欠けを確実に検出でき、パターンの品質を高
精度で検査することが可能となる。

【００１１】例えば、パターンが数字の「６」の場合に
は、それが正しく形成されているときは、図１（ａ）に
示すように、一つのエンドレスの線からなる輪郭１が形
成される。これに対し、図１（ｂ）に示すように、一箇
所に欠けがあると、二つの輪郭２と３が形成されること
になり、その個々の輪郭２、３を形成する画素数は、図
１（ａ）の欠けがない場合の輪郭１の画素数よりも少な
くなる。

【００１２】また、パターンが数字の「０」の場合に
は、それが正しく形成されているときは、図２（ａ）に
示すように、外側と内側との二つの輪郭５と６が形成さ
れる。これに対し、図２（ｂ）に示すように、例えば一
箇所に欠けがあると一つの輪郭７が形成されることにな
り、その画素数は図２（ａ）の欠けがない場合の各輪郭
５、６の画素数よりも多くなる。

【００１３】従って、各文字等のパターンに応じて、正
しく形成されたときの輪郭を形成する画素数またはその
範囲を基準輪郭画素数として予め求めておき、その基準
輪郭画素数と実際にパターンを形成したときの一つの輪
郭を形成する画素計数値とを比較することで、パターン
の欠けを確実に検出することが可能となる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１のパタ
ーン品質検査方法において、上記画素計数工程は、上記
輪郭を形成する任意の画素を計数開始の起点として隣接
する画素を順次計数することを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明によると、輪郭を形成する
任意の画素を計数開始の起点として隣接画素を順次計数
して画素計数値を求めるので、一つの輪郭の画素計数値
を正確に求めることが可能となる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２のパタ
ーン品質検査方法において、上記計数開始の起点となる
画素を変更しながら、上記輪郭を形成する画素数を複数
回計数し、その各々の画素計数値と上記基準輪郭画素数
との比較結果に基づいて上記パターンの品質を検査する
ことを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明によると、計数開始の起点
となる画素を変更して各々輪郭を形成する画素計数値を
求め、その各々の画素計数値と基準輪郭画素数とを比較
してパターンの品質を検査するので、ゴミ等による検査
ミスの発生を防止することが可能となる。

【００１８】請求項４に記載されたパターン品質検査装
置の発明は、打刻や印刷等によって形成された文字や記
号等のパターンの品質を検査するパターン品質検査装置
であって、上記パターンを撮像して画像信号を出力する
撮像手段と、上記画像信号を処理して上記パターンの輪
郭を抽出する輪郭抽出手段と、上記抽出された輪郭を形
成する画素数を計数する画素計数手段と、各種パターン
における基準輪郭画素数を格納する記憶手段と、上記画
素計数手段で計数された画素計数値と上記記憶手段に格
納されている当該パターンにおける基準輪郭画素数とを
比較する比較手段とを有し、上記比較手段での比較結果
に基づいて上記パターンの品質を検査するよう構成した
ことを特徴とする。

【００１９】請求項４の発明によると、撮像手段で撮像
したパターンの画像信号を輪郭抽出手段で処理して輪郭
を抽出し、その輪郭を形成する画素数を画素計数手段で
計数して、記憶手段に格納されている当該パターンにお
ける基準輪郭画素数と比較手段で比較し、その比較結果
に基づいてパターンの品質を検査するので、簡単な構成
でパターンの欠けを確実に検出でき、パターンの品質を
高精度で検査することが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるパターン品質
検査方法及び装置の実施の形態について、図を参照して
説明する。

【００２１】（第１実施の形態）図３乃至図８は、第１
実施の形態を示すもので、図３はパターン品質検査装置
の構成を示すブロック図、図４は図３に示す集中演算装
置における処理動作を示すフローチャート、図５は画像
信号から切り出したパターン形成行の一例を示す図、図
６はパターン形成行からのパターンの切り出し態様を示
す図、図７は輪郭を形成する隣接画素の検出動作を説明
するための図、図８はその具体例を示す図である。

【００２２】本実施の形態のパターン品質検査装置は、
自動車のフレームやバルクヘッド部等のワーク（図示せ
ず）に打刻された車台番号の品質を検査するもので、照
明装置１１、外部接続機器コントロールユニット１２、
集中演算装置１３、撮像装置１４、画像取り込みボード
１５、モニタ１６、及びマン・マシンインターフェース
１７を有している。

【００２３】照明装置１１は、集中演算装置１３による
制御のもとに外部接続機器コントロールユニット１２を
介して駆動し、これによりワークに打刻された車台番号
を照明して撮像装置１４により撮像する。撮像装置１４
は、画像信号を出力する例えばＣＣＤカメラをもって構
成し、その出力画像信号を画像取り込みボード１５を介
して集中演算装置１３に取り込む。

【００２４】集中演算装置１３は、マン・マシンインタ
ーフェース１７により操作し、ここには取り込んだ画像
信号から打刻された車台番号のパターン形成行を切り出
し、更にその切り出されたパターン形成行から個々のパ
ターンを切り出して２値化することにより各パターンの
輪郭を抽出する輪郭抽出部２１、この輪郭抽出部２１で
抽出された各パターンの輪郭を形成する画素を検出しな
がらその画素数をカウンタで計数する画素計数部２２、
各パターンの輪郭を形成する正規の画素数の範囲を基準
輪郭画素数として予め格納する記憶部２３、各パターン
に対して画素計数部２２での画素計数値と記憶部２３に
格納されている対応するパターンの基準輪郭画素数とを
比較する比較部２４、この比較部２４での比較結果に基
づいて打刻されたパターンの品質を判定する判定部２５
を設ける。

【００２５】以下、集中演算装置１３における処理動作
を、図４乃至図８を参照しながら説明する。

【００２６】先ず、画像取り込みボード１５を介して取
り込んだ撮像装置１４からの画像信号をモニタ１６に表
示しながら、輪郭抽出部２１において、マン・マシンイ
ンターフェース１７の操作により、図５に示すような打
刻された車台番号のパターン形成行を切り出す（ステッ
プＳ１）。次に、切り出したパターン形成行から、図６
に示すように検査すべき一つのパターンを切り出し（ス
テップＳ２）、その切り出したパターンの画像信号を例
えば輪郭が論理「１」、その他が論理「０」となる２値
化処理して輪郭を抽出する（ステップＳ３）。

【００２７】次に、２値化処理したパターンについて、
画素計数部２２において、カウンタの画素計数値ｃを０
にリセットする（ステップＳ４）と共に、当該パターン
の輪郭を形成する任意の画素を取得し（ステップＳ
５）、その画素のアドレス（ｘ，ｙ）を計数開始のスタ
ートアドレス（ａ＝ｘ，ｂ＝ｙ）として保持する（ステ
ップＳ６）。

【００２８】しかる後、スタートアドレス（ｘ，ｙ）を
中心とする３×３の画素領域の中から、所定の順序で輪
郭を形成する論理「１」の隣接画素を検出する。本実施
の形態では、ステップＳ７からステップＳ１４で示す
（ｘ−１，ｙ＋１）＝１、（ｘ−１，ｙ）＝１、（ｘ−
１，ｙ−１）＝１、（ｘ，ｙ−１）＝１、（ｘ＋１，ｙ
−１）＝１、（ｘ＋１，ｙ）＝１、（ｘ＋１，ｙ＋１）
＝１、（ｘ，ｙ＋１）＝１の順序、即ち、図７に示すよ
うに、画素（ｘ，ｙ）を中心とする３×３の画素領域の
左上の画素（ｘ−１，ｙ＋１）を１番目、上方の画素
（ｘ，ｙ＋１）を８番目とする左回りでの順序で輪郭を
形成する論理「１」の画素を検出する。

【００２９】３×３の画素領域の中から、論理「１」の
画素が最初に検出されたら、その時点で検出した画素ア
ドレスを次の３×３の画素領域の中心アドレス（ｘ，
ｙ）に設定して（ステップＳ１５〜ステップＳ２２）、
カウンタの画素計数値ｃをｃ＝ｃ＋１にカウントアップ
する（ステップＳ２３）。

【００３０】従って、例えば図８に２値化処理した数字
「６」の上部のパターン画像を示すように、画素３１を
スタートアドレス（ｘ，ｙ）とすると、この場合にはア
ドレス（ｘ，ｙ）を中心とする３×３の画素領域３２か
らアドレス（ｘ，ｙ−１）の画素３３が輪郭を形成する
画素としてステップＳ１０で検出され、この画素３３が
ステップＳ１８において次の３×３の画素領域３４の中
心アドレス（ｘ，ｙ）として設定されることになる。

【００３１】その後、中心アドレス（ｘ，ｙ）がスター
トアドレス（ａ，ｂ）か否かを判断しながら（ステップ
Ｓ２４）、上記のステップＳ７〜ステップＳ２３の動作
を、順次更新される３×３の画素領域の中心アドレス
（ｘ，ｙ）が、スタートアドレス（ａ，ｂ）に戻るまで
繰り返す。

【００３２】ステップＳ２４において（ｘ，ｙ）＝
（ａ，ｂ）と判断されたら、その時点でのカウンタの画
素計数値ｃを当該パターンの輪郭を形成する画素数とし
て比較部２４に出力し、該比較部２４において画素計数
値ｃと当該パターンの基準輪郭画素数とを比較して（ス
テップＳ２５）、その比較結果に基づいて判定部２５に
おいて打刻されたパターンの品質を判定し（ステップＳ
２６）、その判定結果をモニタ１６に表示する。

【００３３】なお、ステップＳ１４において、輪郭を形
成する画素が検出されないときは、輪郭検出エラーとし
てモニタ１６に表示する（ステップＳ２７）。

【００３４】以上の処理が、ステップＳ１で切り出され
たパターン形成行の全てのパターンについて終了するま
で（ステップＳ２８）、ステップＳ２で検査すべきパタ
ーンを順次切り出しながら行う。

【００３５】本実施の形態によると、パターン形成行か
ら切り出したパターン画像を２値化処理して輪郭を抽出
し、その輪郭を形成する任意の画素をスタートアドレス
として、輪郭を形成する画素をスタートアドレスに戻る
まで順次計数して画素計数値を求め、その画素計数値と
当該パターンに対して予め設定した基準輪郭画素数との
比較に基づいてパターンの品質を検査するので、パター
ンの欠けを確実に検出でき、パターンの品質を高精度で
検査することができる。

【００３６】（第２実施の形態）本発明の第２実施の形
態では、上述した第１実施の形態において、一つのパタ
ーンに対する輪郭画素の計数処理を、スタートアドレス
を変更しながら複数回行って、その各々の画素計数値と
当該パターンの基準輪郭画素数とを比較し、その比較結
果に基づいてパターンの品質を検査する。

【００３７】すなわち、図９に示すように、１回目に画
素３１をスタートアドレスとして輪郭画素の計数処理を
行ったら、２回目では画素３１と異なる輪郭画素、例え
ば画素４１をスタートアドレスとして同様に輪郭画素の
計数処理を行い、３回目以降においても前回までのスタ
ートアドレスと異なる輪郭画素をスタートアドレスとし
て同様に輪郭画素の計数処理を行う。

【００３８】このように一つのパターンについて、スタ
ートアドレスを変更しながら輪郭画素の計数処理を複数
回行ったら、各画素計数値と基準輪郭画素数とを比較し
て、その比較結果の基づいて、例えば比較結果の多数決
によりパターンの欠けの有無を判定してその品質を検査
する。

【００３９】このようにしてパターンの品質を検査すれ
ば、ゴミ等の画素計数による検査ミスの発生を有効に防
止して、パターンの欠けをより確実に検出でき、パター
ンの品質をより高精度で検査することができる。

【００４０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能である。例えば、上記実施の形態では、切り出した
パターン形成行から個々のパターンを順次切り出して検
査するようにしたが、パターン形成行から個々のパター
ンの切り出しを行った後、その切り出した複数のパター
ンに対して検査処理を並行して行うこともできる。ま
た、本発明は、自動車部品のワークに打刻された車台番
号の検査に限らず、印刷されたパターンの検査にも有効
に適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明によるパターン品
質検査方法によると、撮像したパターン画像を処理して
輪郭を抽出し、その輪郭を形成する画素数を計数して当
該パターンにおける基準輪郭画素数と比較し、その比較
結果に基づいてパターン品質を検査するので、パターン
の欠けを確実に検出でき、パターンの品質を高精度で検
査することができる。

【００４２】また、本発明によるパターン品質検査装置
によると、パターンを撮像手段で撮像して、その画像信
号を輪郭抽出手段で処理して輪郭を抽出し、その輪郭を
形成する画素数を画素計数手段で計数して、記憶手段に
格納されている当該パターンにおける基準輪郭画素数と
比較手段で比較し、その比較結果に基づいてパターンの
品質を検査するので、簡単な構成でパターンの欠けを確
実に検出でき、パターンの品質を高精度で検査すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパターン品質検査方法の原理を説
明するための図である。

【図２】同じく、本発明のパターン品質検査方法の原理
を説明するための図である。

【図３】本発明の第１実施の形態を示すパターン品質検
査装置の構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示す集中演算装置における処理動作を示
すフローチャートである。

【図５】図４に示す処理動作において、画像信号から切
り出したパターン形成行の一例を示す図である。

【図６】同じく、パターン形成行からのパターンの切り
出し態様を示す図である。

【図７】同じく、輪郭を形成する隣接画素の検出動作を
説明するための図である。

【図８】同じく、隣接画素の検出動作の具体例を示す図
である。

【図９】本発明の第２実施の形態を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１、２、３、５、６、７ 輪郭 １１ 照明装置 １２ 外部接続機器コントロールユニット １３ 集中演算装置 １４ 撮像装置 １５ 画像取り込みボード １６ モニタ １７ マン・マシンインターフェース ２１ 輪郭抽出部 ２２ 画素計数部 ２３ 記憶部 ２４ 比較部 ２５ 判定部 ３１、３３ 画素 ３２、３４ 画素領域 ４１ 画素

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打刻や印刷等によって形成された文字や
   記号等のパターンの品質を検査するにあたり、 上記パターンを撮像して画像信号を得る撮像工程と、 上記画像信号を処理して上記パターンの輪郭を抽出する
   輪郭抽出工程と、 上記抽出された輪郭を形成する画素数を計数する画素計
   数工程と、 上記画素計数値と当該パターンにおける基準輪郭画素数
   とを比較する比較工程とを有し、 上記比較工程での比較結果に基づいて上記パターンの品
   質を検査することを特徴とするパターン品質検査方法。
2. 【請求項２】 上記画素計数工程は、 上記輪郭を形成する任意の画素を計数開始の起点として
   隣接する画素を順次計数することを特徴とする請求項１
   に記載のパターン品質検査方法。
3. 【請求項３】 上記計数開始の起点となる画素を変更し
   ながら、上記輪郭を形成する画素数を複数回計数し、そ
   の各々の画素計数値と上記基準輪郭画素数との比較結果
   に基づいて上記パターンの品質を検査することを特徴と
   する請求項２に記載のパターン品質検査方法。
4. 【請求項４】 打刻や印刷等によって形成された文字や
   記号等のパターンの品質を検査するパターン品質検査装
   置であって、 上記パターンを撮像して画像信号を出力する撮像手段
   と、 上記画像信号を処理して上記パターンの輪郭を抽出する
   輪郭抽出手段と、 上記抽出された輪郭を形成する画素数を計数する画素計
   数手段と、 各種パターンにおける基準輪郭画素数を格納する記憶手
   段と、 上記画素計数手段で計数された画素計数値と上記記憶手
   段に格納されている当該パターンにおける基準輪郭画素
   数とを比較する比較手段とを有し、 上記比較手段での比較結果に基づいて上記パターンの品
   質を検査するよう構成したことを特徴とするパターン品
   質検査装置。