JP2006058253A - 物品の外観検査方法および外観検査用プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】加工痕等とは異なる傷等の欠陥を容易に検出し得る物品の外観検査方法を提供する。
【解決手段】円形状の物品の外面を撮影した検査画像のエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップBと、強調されたエッジ部画像を2値化した後ラベリング処理を行うラベリングステップDと、上記エッジ部画像を、エッジ方向が所定角度範囲内であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップEと、2値化エッジ部画像と部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップFと、抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップGと、この傷候補直線と上記2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップHと、この距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップIとを具備した方法である。
【選択図】 図2
【解決手段】円形状の物品の外面を撮影した検査画像のエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップBと、強調されたエッジ部画像を2値化した後ラベリング処理を行うラベリングステップDと、上記エッジ部画像を、エッジ方向が所定角度範囲内であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップEと、2値化エッジ部画像と部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップFと、抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップGと、この傷候補直線と上記2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップHと、この距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップIとを具備した方法である。
【選択図】 図2
Description
本発明は、物品の外観検査方法に関し、特に直線状の傷等を検出し得る物品の外観検査方法および物品の外観検査用プログラムに関する。
通常、物品の表面を自動的に検査する場合、CCDカメラにより物品を撮影するとともに、この撮影画像に所定の画像処理を施し、この処理された画像データに基づき、傷などが検出されていた。
ところで、検査対象物がボタン型電池のように円形状であるような場合、直線状の傷(擦過痕、クラックなども含む)とは別に、その加工時に発生した曲線状の加工痕(研摩痕)が表面に残ってしまう。すなわち、ボタン型電池の凸面側には、常態で、円環状の加工痕があり、この加工痕自体は正常なものである。
そして、このようなボタン型電池の凸面側表面を二次元カメラで撮影し、外観画像を解析することにより、異点形状の面積、大きさなどを解析して電池表面に存在する傷等の欠陥の有無を判断するものがある(特許文献1参照)。
なお、画像処理を用いて表面の傷またはクラックの有無を検査する際に、検査対象物を撮影した撮影画像に対して、エッジの強調処理が一般的に施されている。
特開平6−265477号公報
ところで、円環状(または円弧状)の加工痕は撮影画像に表れるが、正常な円環状の加工痕から直線状の傷等の欠陥を検出しようとすると、明度値が一定値(または以下)である部分の面積を計算するような画素明度の違いに着目した検出方法では、正確に検出するのが難しい場合がある。
例えば、ハンドリングミスにより加工に使用した工具自体によって加工対象物に傷が生じた場合、加工対象物を撮影した画像において、加工痕と傷とが同じような画素明度で分布していることがある。
また、加工痕が表れている画像に対して、エッジすなわち画像明度が大きく変化する部位に強調処理を施すと、加工痕も結果的に強調されてしまい、加工痕と傷やクラックとの区別が困難になる。
さらに、円弧状の模様の塗装を施した検査対象物が、何らかの理由で、新たに塗料が付着した状態でコンベヤ搬送されるなどした場合には、望ましい円弧状の模様に対し、欠陥となる直線状の模様が生じてしまう。こうした場合においても、画素明度の違いに着目して欠陥を検出するのが難しい。
そこで、本発明は、加工痕とは異なる傷等の欠陥を容易に検出し得る物品の外観検査方法および外観検査用プログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る物品の外観検査方法は、物品の外面を撮影した検査画像に基づき傷等の直線状欠陥を検出し得る外観検査方法であって、
上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップとを具備した検査方法である。
上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップとを具備した検査方法である。
また、請求項2に係る物品の外観検査方法は、請求項1に記載の外観検査方法の直線演算ステップにおいて、エッジ部の方向を示す直線を求める際に、ハフ変換を用いた検査方法である。
また、請求項3に係る物品の外観検査方法は、請求項1または2に記載の外観検査方法の距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する際に、重み関数を用いる検査方法である。
また、請求項4に係る物品の外観検査方法は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の外観検査方法の第二の2値化ステップにおける所定角度は、180度を複数の範囲に分割した検査方法である。
さらに、請求項5に係る物品の外観検査用プログラムは、コンピュータ装置が用いられるとともに物品の外面を撮影した検査画像に基づき傷等の直線状欠陥を検出し得る外観検査装置に用いられるプログラムであって、
上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップとを具備したプログラムである。
上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップとを具備したプログラムである。
また、請求項6に係る物品の外観検査用プログラムは、請求項5に記載のプログラムの第二の2値化ステップにおける所定角度を、180度を複数に分割したものである。
上記物品の外観検査方法および外観検査用プログラムの構成によると、物品を撮影して得られた検査画像からエッジ部を抽出して傷等の欠陥であるか否かを判断する際に、抽出されたエッジ部を構成する画素に対して、例えばハフ変換を施して傷候補直線を求めるとともに、この求められた傷候補直線とエッジ部を構成する各画素との距離を求め、そしてこの距離の分布の度合いを例えば重み関数に基づく評価式を用いて評価を行い、直線状のものとそれ以外のものとを形状で区別するようにしたので、従来のように画素明度で区別する場合に比べて、傷等の欠陥であるか加工痕等のような正常なものかを明確に区別することができる。すなわち、物品が例えばボタン型電池のように、形状が円形である場合における加工痕等を確実に分離すことができるので、傷等の直線状欠陥を容易に検出することができる。
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係る物品の外観検査方法および当該外観検査方法を実施するための外観検査用プログラムを、図1〜図7に基づき説明する。
以下、本発明の実施の形態に係る物品の外観検査方法および当該外観検査方法を実施するための外観検査用プログラムを、図1〜図7に基づき説明する。
本実施の形態に係る外観検査においては、検査対象物品がボタン型電池である場合について説明する。
図3に示すように、このボタン型電池1の外観形状(平面視形状)は円形であり、その構成上または加工上、その表面に円環状または円弧状の模様、加工痕など(以下、加工痕等2という)が付くことになるが、この正常な加工痕等2とは異なる傷、クラックなど(以下、傷等という)の直線状の欠陥3の有無を検査するものである。
図3に示すように、このボタン型電池1の外観形状(平面視形状)は円形であり、その構成上または加工上、その表面に円環状または円弧状の模様、加工痕など(以下、加工痕等2という)が付くことになるが、この正常な加工痕等2とは異なる傷、クラックなど(以下、傷等という)の直線状の欠陥3の有無を検査するものである。
すなわち、傷等の欠陥(傷等ともいう)3については、エッジを抽出することにより検出することができるが、加工痕等2についても一緒に検出してしまうため、本発明においては、この傷等の欠陥3が、通常、直線状であることから、円弧状の模様を分離して加工痕等2を検出しないようにするものである。
まず、物品の外観検査方法を実施するための外観検査装置を図1に基づき説明する。
この外観検査装置は、図1に示すように、検査対象となるボタン型電池(以下、単に物品という)1を撮影する撮影装置例えばCCDカメラ11と、このCCDカメラ11で撮影された撮影画像を入力するとともにノイズ除去や輝度変換などの所定の処理を行う前処理部12と、この前処理部12で得られた検査用の撮影画像(以下、検査画像という)におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調部13と、このエッジ強調部13にて強調されたエッジ部画像を2値化して2値化エッジ部画像を得る第一の2値化部14と、この第一の2値化部14で得られた2値化エッジ部画像にラベリング処理を施しエッジラベルを得るラベリング部15と、上記エッジ強調部13にて検出されたエッジ方向(角度データ)を入力するとともに当該エッジ方向が予め複数に分割された各所定角度範囲毎に且つ当該各所定角度範囲に属するか否かでその画素値2値化して部分エッジ方向画像(図面上は部分画像と記載している)を得る第二の2値化部16と、この第二の2値化部16にて得られた部分エッジ方向画像と上記ラベリング部15で得られた2値化エッジ部画像との論理積処理(2値化された画素同士のAND処理)を行い、各所定角度範囲(部分画像0〜部分画像n−1)毎に、エッジ部(部分エッジ部ともいえる)を抽出するエッジ抽出部17と、このエッジ抽出部17で抽出されたエッジ部にハフ変換を施してそれぞれエッジ方向を近似的に表す傷候補直線(直線0〜直線n−1)を求める直線演算部18と、この直線演算部18にて求められた傷候補直線と上記ラベリング部5にて得られた2値化エッジ部画像(エッジ部)との距離を求める距離演算部19と、この距離演算部19にて求められた距離を入力するとともに所定の評価式に基づき傷等の欠陥3であるか否かを判断する欠陥判断部20とが具備されている。
この外観検査装置は、図1に示すように、検査対象となるボタン型電池(以下、単に物品という)1を撮影する撮影装置例えばCCDカメラ11と、このCCDカメラ11で撮影された撮影画像を入力するとともにノイズ除去や輝度変換などの所定の処理を行う前処理部12と、この前処理部12で得られた検査用の撮影画像(以下、検査画像という)におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調部13と、このエッジ強調部13にて強調されたエッジ部画像を2値化して2値化エッジ部画像を得る第一の2値化部14と、この第一の2値化部14で得られた2値化エッジ部画像にラベリング処理を施しエッジラベルを得るラベリング部15と、上記エッジ強調部13にて検出されたエッジ方向(角度データ)を入力するとともに当該エッジ方向が予め複数に分割された各所定角度範囲毎に且つ当該各所定角度範囲に属するか否かでその画素値2値化して部分エッジ方向画像(図面上は部分画像と記載している)を得る第二の2値化部16と、この第二の2値化部16にて得られた部分エッジ方向画像と上記ラベリング部15で得られた2値化エッジ部画像との論理積処理(2値化された画素同士のAND処理)を行い、各所定角度範囲(部分画像0〜部分画像n−1)毎に、エッジ部(部分エッジ部ともいえる)を抽出するエッジ抽出部17と、このエッジ抽出部17で抽出されたエッジ部にハフ変換を施してそれぞれエッジ方向を近似的に表す傷候補直線(直線0〜直線n−1)を求める直線演算部18と、この直線演算部18にて求められた傷候補直線と上記ラベリング部5にて得られた2値化エッジ部画像(エッジ部)との距離を求める距離演算部19と、この距離演算部19にて求められた距離を入力するとともに所定の評価式に基づき傷等の欠陥3であるか否かを判断する欠陥判断部20とが具備されている。
ところで、上記エッジ強調部13でのエッジ強調に際しては、下記(1)式が用いられるとともに、エッジ方向については、下記(2)式に基づき求められる。
また、Δpx(i,j),Δpy(i,j)は、下記式にて求められる。
また、上記エッジ抽出部17では、各部分エッジ方向画像と、上記ラベリング部5で得られた検査画像としての2値化エッジ部画像との論理積(画素値同士の論理積)がとられ、すなわちAND処理が行われる。
この処理により、直線および円弧の接線方向成分のうち、上記各所定角度範囲毎に存在するエッジ部だけが抽出される。そして、この処理が、所定角度範囲(α)ずつ、180度までn回繰り返し行われる。なお、角度(α)としては、180度異なる角度(α+180)についても、方向としては、同じ方向であるとみなすことができるため、同時に2値化処理される。
また、上記直線演算部18では、下記(3)式にて示すハフ変換式が用いられる。
すなわち、所定角度範囲における2値化エッジ部画像の「1」とされた画素の座標値を取得した後、ハフ変換を用いて直線が抽出される。なお、得られた直線の方程式は、所定角度範囲毎に記憶される。
すなわち、所定角度範囲における2値化エッジ部画像の「1」とされた画素の座標値を取得した後、ハフ変換を用いて直線が抽出される。なお、得られた直線の方程式は、所定角度範囲毎に記憶される。
ハフ変換の場合、画素(x,y)を通る直線の方程式は、極座標系(r,θ)でのヘッセの標準形として、下記(3)式で与えられる。
また、上記距離演算部19では、各所定角度範囲毎に求められた傷候補直線とエッジ部との距離が求められる。すなわち、(3)式で与えられるヘッセの標準系形式の直線と、ラベリングにより得られたエッジラベルjを構成する各画素p(xjk,yjk)との距離hについては、下記(4)式で求められる。
上記(5)式により求められたLの値が大きい場合には、ラベル付けされた部分すなわちエッジ部が直線であり、傷等の欠陥3であると判断される。逆に、Lの値が小さい場合には、エッジ部が非直線であり、固有の表面パターンや模様、例えば加工痕等2などであると判断される。
その判断理由としては、i番目の角度範囲において、ラベル付けされた直線状のラベル部(明部)が存在する場合には、傷候補直線と重なり合う画素が多くなるため、Liは大きい値をとり、一方、円弧状のラベル部が存在する場合には、傷候補直線と重なり合う画素が少なくなるため、Liは小さい値をとることになるからである。
したがって、評価値Liが大きい値になった角度範囲に、その角度に近い直線状の傷等、すなわち欠陥3があると判断し得る。
なお、画像中の個々の画素が傷に相当するか否かまでを判断する必要がある場合には、傷候補であるラベル部の構成画素と傷候補直線との距離hjkに基づき、当該画素が傷相当部分に含まれるか否かを判断すればよい。
なお、画像中の個々の画素が傷に相当するか否かまでを判断する必要がある場合には、傷候補であるラベル部の構成画素と傷候補直線との距離hjkに基づき、当該画素が傷相当部分に含まれるか否かを判断すればよい。
次に、物品の外観検査方法を主として図2に基づき説明する。
まず、CCDカメラ11により、検査対象物であるボタン型電池(物品)1の外観が撮影され、そしてこの撮影画像は前処理部12に入力されてノイズ除去や輝度変換などの前処理が施され、明度からなる画像データ、すなわち検査画像が得られる(ステップA:前処理ステップ)。
まず、CCDカメラ11により、検査対象物であるボタン型電池(物品)1の外観が撮影され、そしてこの撮影画像は前処理部12に入力されてノイズ除去や輝度変換などの前処理が施され、明度からなる画像データ、すなわち検査画像が得られる(ステップA:前処理ステップ)。
次に、この検査画像がエッジ強調部13に入力されて、エッジ強調処理が施される(ステップB:エッジ強調ステップ)。
すなわち、検査画像における各画素値(明度値である)が上記(1)式に代入されて、エッジ部の強調処理が行われるとともに、上記(2)式に基づきエッジ方向が検出される。
すなわち、検査画像における各画素値(明度値である)が上記(1)式に代入されて、エッジ部の強調処理が行われるとともに、上記(2)式に基づきエッジ方向が検出される。
なお、このエッジ強調部13の後に、最大値抽出やランクフィルタなど、エッジ部をさらに強調する後処理を施すようにしてもよい。
次に、エッジ部が強調されたエッジ部画像が第一の2値化部14に入力され、図4に示すような2値化エッジ部画像が求められる(ステップC:第一の2値化ステップ)。
次に、エッジ部が強調されたエッジ部画像が第一の2値化部14に入力され、図4に示すような2値化エッジ部画像が求められる(ステップC:第一の2値化ステップ)。
次に、この2値化エッジ部画像がラベリング部15に入力されて、その明部(「1」)に対してラベリング処理が行われる(ステップD:ラベリングステップ)。このラベリング処理により、傷等3や加工痕等2に相当する個々のエッジ部が分離可能となる。
また、エッジ強調部13で得られたエッジ方向が第二の2値化部16に入力されるとともに、所定角度(180/n)毎に、当該所定角度範囲内のエッジ方向を有する部分(または所定角度範囲に対応したスケーリング値を持つ部分)が「1」に、それ以外の部分が「0」に変換されて(2値化されて)、部分エッジ方向画像が作成される(ステップE:第二の2値化ステップ)。
次に、上記ラベリング部15で得られた2値化エッジ部画像と第二の2値化部6で得られた部分エッジ方向画像との画素同士の論理積がとられ、直線および円弧の接線方向成分のうち、上記各所定角度範囲毎に存在するエッジ部だけが部分的に抽出される(ステップF:エッジ抽出ステップ)。
次に、このエッジ部を構成する画素の座標値が取得された後、上記(3)式によりハフ変換が行われて傷候補直線が求められる。なお、得られた直線の式については、各所定角度範囲毎に記憶される(ステップG:直線演算ステップ)。
図5に、n=10とし、36〜54度および216〜234度のエッジ方向部分だけを明度「1」とした部分エッジ部画像に対して(明度「1」の画素をスケーリング値「255」に変換して図示)、直線を抽出した場合を示している。
そして、この傷候補直線の検出が、全ての角度範囲毎に行われる(n回、例えば10回繰り返して行われる)。全ての角度範囲内で抽出された全傷候補直線を重ね合わせた場合を図6に示す。この例では、10個の角度範囲のうち、6範囲で直線が抽出されているのが分かる。
次に、距離演算部19にて、ラベル付されたエッジ部を構成する各画素から直線演算部18で求められた傷候補直線までの垂直距離hが求められる(ステップH:距離演算ステップ)。
次に、この距離が欠陥判断部20に入力され、ここで、上記(5)式の評価式に基づき評価値Lが求められる。そして、この評価値Lが、予め、設定された閾値と比較され、閾値以上である場合には、直線状であると判断される(ステップI:欠陥判断ステップ)。すなわち、物品が有する固有の外観形状ではないため、傷等の欠陥3であると判断される(図7に検出された欠陥を示す)。逆に、評価値Lが距離が閾値より小さい場合には、直線状ではなく、円弧状の加工痕等2と判断される。
なお、上記第二の2値化ステップEと、第一の2値化ステップCまたはラベリングステップDとの順番は、いずれを先に実行してもよく、また同時に実行してもよい。
この構成によると、検査面に正常状態で非直線状の模様を有している場合など、検査画像を2値化しただけでは、正常な模様と直線状の欠陥との区別が困難[例えば図7の線a(直線状の傷による)と線b(線が通過するエッジラベル(主なもので4つ;図中、破にてで示す)を構成する画素が多いため傷と誤って判断したもの)を検出]であるところを、エッジ方向を検出して所定のエッジ方向に属するエッジラベル(状態が似ているもの)だけを取り出した2値化エッジ方向画像と、2値化された検査画像(エッジ部画像)との論理積により目的とする方向に属するものに絞り込み(図7の線bが通過する向きがまちまちな上記エッジラベルは同じ方向としては選別されない)、そこから直線状の欠陥の候補を抽出して直線状欠陥か否かを判断するようにしたため、異点形状の面積、大きさを解析したり、検査対象物の画像中の画素明度の違いに着目して強調するだけの従来のものに比べて、欠陥の検出精度が向上する。なお、検査面に、正常状態で模様を有していない場合でも、直線状欠陥を検出することができる。
この構成によると、検査面に正常状態で非直線状の模様を有している場合など、検査画像を2値化しただけでは、正常な模様と直線状の欠陥との区別が困難[例えば図7の線a(直線状の傷による)と線b(線が通過するエッジラベル(主なもので4つ;図中、破にてで示す)を構成する画素が多いため傷と誤って判断したもの)を検出]であるところを、エッジ方向を検出して所定のエッジ方向に属するエッジラベル(状態が似ているもの)だけを取り出した2値化エッジ方向画像と、2値化された検査画像(エッジ部画像)との論理積により目的とする方向に属するものに絞り込み(図7の線bが通過する向きがまちまちな上記エッジラベルは同じ方向としては選別されない)、そこから直線状の欠陥の候補を抽出して直線状欠陥か否かを判断するようにしたため、異点形状の面積、大きさを解析したり、検査対象物の画像中の画素明度の違いに着目して強調するだけの従来のものに比べて、欠陥の検出精度が向上する。なお、検査面に、正常状態で模様を有していない場合でも、直線状欠陥を検出することができる。
また、エッジ方向画像を180°未満の角度範囲において作成するため、必要に応じて、所定のエッジ方向範囲に絞った検査を行うことができる。
さらに、本外観検査方法を実施する検査装置の処理速度に応じて、エッジ方向の角度範囲(角度の分割幅)を設定することができる。
さらに、本外観検査方法を実施する検査装置の処理速度に応じて、エッジ方向の角度範囲(角度の分割幅)を設定することができる。
すなわち、物品を撮影して得られた検査画像からエッジ部を抽出して傷等の欠陥であるか否かを判断する際に、抽出されたエッジ部を構成する画素(座標位置)に対してハフ変換を施して傷候補直線を求めるとともに、この求められた傷候補直線とエッジ部を構成する各画素との垂直距離を求め、そしてこの距離の分布の度合いをガウス関数に基づく評価式を用いて評価を行い、直線状のものと円弧状のものとを形状で区別するようにしたので、従来のように画素明度で区別する場合に比べて、傷等の欠陥であるか加工痕等のような正常なものかを明確に区別することができる。すなわち、物品がボタン型電池のように、形状が円形である場合における加工痕等を確実に分離すことができるので、傷等の直線状欠陥を容易に検出することができる。
ところで、上述した外観検査装置における各処理部としてはコンピュータ装置が用いられており、各処理部(12)〜(20)における2値化処理、演算、判断処理などはプログラムにより実行される。
ここで、この外観検査方法を実行するための外観検査用プログラムの内容を記載しておく。
すなわち、この外観検査用プログラムは、コンピュータ装置が用いられるとともに円形状の物品の外面を撮影した検査画像に基づき傷等の直線状欠陥を検出し得る外観検査装置に用いられるプログラムであって、上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度範囲内、例えば180度を複数に分割した角度範囲内であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップとを具備したプログラムである。
すなわち、この外観検査用プログラムは、コンピュータ装置が用いられるとともに円形状の物品の外面を撮影した検査画像に基づき傷等の直線状欠陥を検出し得る外観検査装置に用いられるプログラムであって、上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度範囲内、例えば180度を複数に分割した角度範囲内であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップとを具備したプログラムである。
なお、上記実施の形態においては、検査対象物品が円形のボタン型電池である場合について説明したが、非直線状の正常な模様をその外面に有する物品であれば、その外形がどのような形状であってもよい。
1 ボタン型電池
2 加工痕等
3 傷等の欠陥
11 CCDカメラ
12 前処理部
13 エッジ強調部
14 第一の2値化部
15 ラベリング部
16 第二の2値化部
17 エッジ抽出部
18 直線演算部
19 距離演算部
20 欠陥判断部
2 加工痕等
3 傷等の欠陥
11 CCDカメラ
12 前処理部
13 エッジ強調部
14 第一の2値化部
15 ラベリング部
16 第二の2値化部
17 エッジ抽出部
18 直線演算部
19 距離演算部
20 欠陥判断部
Claims (6)
- 物品の外面を撮影した検査画像に基づき傷等の直線状欠陥を検出し得る外観検査方法であって、
上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、
上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、
上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、
上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、
上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、
このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、
この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、
この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップと
を具備した物品の外観検査方法。 - 直線演算ステップにおいて、エッジ部の方向を示す直線を求める際に、ハフ変換を用いたことを特徴とする請求項1に記載の物品の外観検査方法。
- 距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する際に、
重み関数を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の物品の外観検査方法。 - 第二の2値化ステップにおける所定角度は、180度を複数の範囲に分割したものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の物品の外観検査方法。
- コンピュータ装置が用いられるとともに外面を撮影した検査画像に基づき傷等の直線状欠陥を検出し得る外観検査装置に用いられるプログラムであって、
上記検査画像におけるエッジ部を強調するとともにエッジ方向を検出するエッジ強調ステップと、
上記エッジ強調ステップで強調されたエッジ部画像を2値化する第一の2値化ステップと、
上記第一の2値化ステップで2値化された2値化エッジ部画像に対してラベリング処理を行うラベリングステップと、
上記エッジ部強調ステップで得られたエッジ部画像を、検出されたエッジ方向が予め設定された所定角度であるか否かに基づき2値化して部分エッジ方向画像を得る第二の2値化ステップと、
上記ラベリングステップでラベリングされた2値化エッジ部画像と上記第二の2値化ステップで得られた部分エッジ方向画像との論理積を行いエッジ部を抽出するエッジ抽出ステップと、
このエッジ抽出ステップで抽出されたエッジ部の方向を示す傷候補直線を求める直線演算ステップと、
この直線演算ステップで求められた傷候補直線と上記ラベリングステップで得られた2値化エッジ部画像における各画素との距離を求める距離演算ステップと、
この距離演算ステップで求められた距離に基づき、当該抽出されたエッジ部が直線状欠陥であるか否かを判断する欠陥判断ステップと
を具備した物品の外観検査用プログラム。 - 第二の2値化ステップにおける所定角度は、180度を複数の範囲に分割したものであることを特徴とする請求項5に記載の物品の外観検査用プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004243054A JP2006058253A (ja) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | 物品の外観検査方法および外観検査用プログラム |
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JP2004243054A JP2006058253A (ja) | 2004-08-24 | 2004-08-24 | 物品の外観検査方法および外観検査用プログラム |
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---|---|
JP2006058253A true JP2006058253A (ja) | 2006-03-02 |
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ID=36105812
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JP (1) | JP2006058253A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN117471292A (zh) * | 2023-12-28 | 2024-01-30 | 深圳市森美协尔科技有限公司 | 晶圆裂痕识别方法及相关装置 |
-
2004
- 2004-08-24 JP JP2004243054A patent/JP2006058253A/ja active Pending
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