JP2009229085A - 欠陥抽出装置、方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】キズ等の欠陥が強調された欠陥抽出画像を生成することができる。
【解決手段】被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置であって、被検査物を撮像した対象画像からマスク画像を生成するマスク画像生成部と、マスク画像により対象画像をマスクして、対象画像に撮像された被検査物の欠陥を抽出する抽出部とを備え、マスク画像生成部は、対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させる高輝度強調部と、対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる低輝度強調部と、高輝度強調部および低輝度強調部が出力した画像の差分をとってマスク画像を生成する差分処理部と、を有する欠陥抽出装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥抽出装置、方法、プログラムに関する。本発明は、特に、ガラス等の脆性材料の欠陥を抽出する欠陥抽出装置、コンピュータを当該欠陥抽出装置として機能させるプログラム、および、当該材料の欠陥を抽出する方法、に関する。

ガラス、ミラー製品等の検査において、キズの有無検出が非常に重要となっている。例えば液晶露光装置のマスク用基板には２．０μm程度の長さのキズも許容されない。このため、被検査物を色々な角度から人の目で確認する目視検査が主流である。

また、カラー液晶ディスプレイの色むらを検出する方法が知られている（例えば特許文献１を参照）。この方法によれば、カラー液晶ディスプレイに映し出された画面を撮影し、撮影した画像と当該画像を上下左右方向および斜め方向にずらした画像との輝度の差を算出して色むら部分を強調した合成画像を作成することにより、当該カラー液晶ディスプレイの色むらを検出することができる。
特開平２−１９３２７１号公報

例えばガラス表面のキズの検出は、新たなキズが付かないように、非接触にて検出できる方法を用いることが望ましく、したがって、被検査物の表面を撮影した画像から画像処理によりキズを検出することが望ましい。しかしながら、被検査物の表面に存在する欠陥により生じる輝度むらの振幅が、撮影した画像における輝度のランダムノイズの振幅とほとんど同じであるか、あるいは当該ランダムノイズの振幅よりも小さい場合は、欠陥部分を強調した画像を得ることは難しく、結果として当該欠陥を判定することが困難であった。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置であって、被検査物を撮像した対象画像からマスク画像を生成するマスク画像生成部と、マスク画像により対象画像をマスクして、対象画像に撮像された被検査物の欠陥を抽出する抽出部とを備え、マスク画像生成部は、対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させる高輝度強調部と、対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる低輝度強調部と、高輝度強調部および低輝度強調部が出力した画像の差分をとってマスク画像を生成する差分処理部と、を有する欠陥抽出装置が提供される。

また、本発明の第２の形態においては、コンピュータを、被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置として機能させるプログラムであって、コンピュータを、被検査物を撮像した対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させた画像、および、対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させた画像の差分をとってマスク画像を生成するマスク画像生成部と、マスク画像により対象画像をマスクして、対象画像に撮像された被検査物の欠陥を抽出する抽出部として機能させるプログラムが提供される。

また、本発明の第３の形態においては、被検査物の欠陥を抽出する方法であって、被検査物を撮像した対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させた画像、および、対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させた画像の差分をとってマスク画像を生成するマスク画像生成段階と、マスク画像により対象画像をマスクして、対象画像に撮像された被検査物の欠陥を抽出する抽出段階とを備える方法が提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、欠陥抽出装置１００の概略を示す機能ブロック図である。欠陥抽出装置１００は、被検査物の表面、裏面、あるいは内部等に存在する微小な線状のキズ等の欠陥を検出する装置であり、被検査物の表面を撮像した対象画像における欠陥部分を強調する画像フィルタとして機能する。欠陥抽出装置１００は、対象画像調整部１１０と、マスク画像生成部１２０と、抽出部１３０とを備える。

対象画像調整部１１０は、被検査物の表面を撮像した対象画像を入力して、当該対象画像における特定方向のエッジを強調した画像に変換してマスク画像生成部１２０へと出力する。本例において被検査物は、ガラス等の脆性材料であり、例えば液晶露光装置用のマスクに用いるガラス基板であってよい。

マスク画像生成部１２０は、縦続接続された複数のステージ（第１ステージ１２１、第２ステージ１２２、および第３ステージ１２３）を有する。マスク画像生成部１２０は、対象画像調整部１１０により変換された対象画像からマスク画像を生成して抽出部１３０へと出力する。

抽出部１３０は、対象画像調整部１１０において変換された対象画像をマスク画像生成部１２０において生成されたマスク画像によりマスクして、当該対象画像に撮像された被検査物のキズなどの欠陥を抽出した欠陥抽出画像を生成する。

図２は、対象画像調整部１１０の構成を示す機能ブロック図である。対象画像調整部１１０は、入力部２０１および方向性フィルタ２０２を有する。入力部２０１は、例えば被検査物の表面を撮像装置により撮像した対象画像を入力して、方向性フィルタ２０２へと出力する。なお、入力部２０１は、ガウスフィルタを有して、入力された対象画像における高域ノイズを低減または除去したローパス（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ）画像を方向性フィルタ２０２へと出力してもよい。

方向性フィルタ２０２は、例えばガボール（Ｇａｂｏｒ）フィルタであり、入力部２０１から入力された対象画像における特定方向のエッジを強調して、エッジが強調された対象画像をマスク画像生成部１２０および抽出部１３０へと出力する。なお、本例において、対象画像調整部１１０は、対象画像における互いに異なる特定方向のエッジを強調した複数の対象画像に変換する複数の方向性フィルタを有し、それぞれの方向性フィルタが、複数の対象画像を、マスク画像生成部１２０の複数のステージ（第１ステージ１２１、第２ステージ１２２、および第３ステージ１２３）および抽出部１３０に順次入力してもよい。

図３は、第１ステージ１２１の構成を示す機能ブロック図である。第１ステージ１２１は、入力部３０１、低輝度強調部３０２、入力部３０３、高輝度強調部３０４、および差分処理部３０５を有する。入力部３０１は、対象画像調整部１１０の方向性フィルタ２０２から特定方向のエッジが強調された対象画像を入力し、当該対象画像を低輝度強調部３０２へと出力する。

低輝度強調部３０２は、入力部３０１から対象画像を入力し、当該対象画像について、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる。この低輝度強調部３０２は、縦続に接続された第１平滑化部３２１、収縮フィルタ３２２、収縮フィルタ３２３、および収縮フィルタ３２４を有する。

第１平滑化部３２１は、例えばヒストグラム平滑化（Ｅｑｕａｌｉｚｅ Ｈｉｓｔｇｒａｍ）フィルタであり、入力部３０１からの対象画像のヒストグラムを平滑化する。本例において、第１平滑化部３２１は、対象画像を、各画素の輝度の分布が階調毎に均一に、またはより均一化するように各画素の輝度をより分散した対象画像に変換する。

収縮フィルタ３２２は、例えばエロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ）フィルタであり、第１平滑化部３２１が変換した対象画像について、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる。本例において、収縮フィルタ３２２は、対象画像における予め定められた基準輝度よりも大きい画素（対象画素）の各々について、当該対象画素に隣接する画素のうち、当該基準輝度よりも小さい輝度の画素の数が予め定められた数よりも多い場合に、当該対象画素の輝度を最小（例えば黒色）としてよい。

収縮フィルタ３２３および収縮フィルタ３２４は、例えば収縮フィルタ３２２と同様のエロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ）フィルタであり、１つ前の収縮フィルタが変換した対象画像について、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる。なお、低輝度強調部３０２に配される収縮フィルタの数は、入力する対象画像の収縮の度合いを決めるものであり、対象画像から抽出したい欠陥の大きさ等に応じて予め決定してもよい。

入力部３０３は、方向性フィルタ２０２から対象画像が入力すると、当該対象画像を高輝度強調部３０４へと出力する。高輝度強調部３０４は、膨張フィルタ３４１および二値化処理部３４２を有する。膨張フィルタ３４１は、例えばダイレージョン（Ｄｉｌａｓｉｏｎ）フィルタであり、入力部３０３から対象画像が入力すると、当該対象画像について、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させる。

二値化処理部３４２は、例えば適応二値化（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）フィルタであり、膨張フィルタ３４１において変換された対象画像を二値化する。本例において、二値化処理部３４２は、膨張フィルタ３４１から入力する対象画像における各画素の輝度が、当該画素を含む予め定められた領域内の全ての画素の平均輝度より高い場合に当該画素の輝度を最大輝度とし、低い場合に当該画素の輝度を最小輝度とすることにより、対象画像を明暗２種類の輝度の画像に変換してよい。なお、上記予め定められた範囲は、例えば二値化の対象画素の周辺ｎ×ｎ画素の範囲等であってよい。

差分処理部３０５は、高輝度強調部３０４および低輝度強調部３０２のそれぞれにおいて変換された画像の差分をとってマスク画像を生成する。より具体的には、差分処理部３０５は、低輝度強調部３０２において変換された対象画像における各画素と、高輝度強調部３０４において変換された対象画像における対応する各画素との輝度の差の絶対値に応じた輝度を有するマスク画像を生成してよい。

第２ステージ１２２および第３ステージ１２３は、それぞれ、第１ステージ１２１と略同様の構成、すなわち、入力部３０１、低輝度強調部３０２、入力部３０３、高輝度強調部３０４、および差分処理部３０５に対応する構成を有する。したがって、これらの図示を省略する。なお、第２ステージ１２２および第３ステージ１２３の各々における、入力部３０１に対応する入力部は、前段の第１ステージ１２１または第２ステージ１２２の差分処理部から出力されるマスク画像を入力する。

また、第２ステージ１２２および第３ステージ１２３においては、第１平滑化部３２１に対応する平滑化部を有しなくてもよい。また、マスク画像生成部１２０のステージの段数は、１または複数とすることができる。また、入力部３０３および高輝度強調部３０４は、複数のステージ間で共通であってもよい。

図４は、抽出部１３０の構成を示す機能ブロック図である。抽出部１３０は、入力部４０１、収縮フィルタ４０２、入力部４０３、第２平滑化部４０４、および抽出処理部４０５を有する。入力部４０１は、マスク画像生成部１２０の第３ステージ１２３からマスク画像を入力し、当該マスク画像を収縮フィルタ４０２へと出力する。収縮フィルタ４０２は、例えば収縮フィルタ３２２、３２３、３２４と同様のエロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ）フィルタであり、入力部４０１から入力されるマスク画像について、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる。

入力部４０３は、対象画像調整部１１０からの対象画像を入力し、当該対象画像を第２平滑化部４０４へと出力する。第２平滑化部４０４は、例えば第１平滑化部３２１と同様のヒストグラム平滑化フィルタであり、入力部４０３から対象画像を入力し、当該対象画像のヒストグラムを平滑化する。抽出処理部４０５は、第２平滑化部４０４においてヒストグラムが平滑化された対象画像を、マスク画像でマスクし、当該対象画像における、当該マスク画像の対応領域の輝度が予め指定された基準輝度以下の領域を抽出した欠陥抽出画像を生成する。

本例において、抽出処理部４０５は、対象画像とマスク画像との激烈和（Ｄｒａｓｔｉｃ Ｓｕｍ）をとることにより、欠陥抽出画像を生成してもよい。ここで、上記激烈和は、対象画像とマスク画像の対応する各画素の組について、両方の輝度が最小でない場合は出力画像における対応する画素の輝度を最大とし、一方の輝度が最小である場合は、出力画像における対応する画素の輝度を他方の画素の輝度とする。これにより、抽出処理部４０５は、対象画像に撮像されているキズ等の欠陥が強調された欠陥抽出画像を出力する。

また、抽出処理部４０５は、生成した欠陥抽出画像にさらに補正処理をしてもよい。例えば、抽出処理部４０５は、上記欠陥抽出画像の各画素の輝度を反転し、さらに、クロージング（Ｃｌｏｓｉｎｇ）処理をしてもよい。クロージング（Ｃｌｏｓｉｎｇ）処理は、例えば、入力画像に対して、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させるダイレージョン（Ｄｉｌａｓｉｏｎ）処理と、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させるエロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ）処理とを組み合わせた処理であってよい。これにより、上記欠陥抽出画像における欠陥部分がより明確となる。

図５および図６は、欠陥抽出装置１００の動作の各段階を示すフローチャートである。また、図７〜図１８は、当該各段階における対象画像、マスク画像、または欠陥抽出画像の一例である。以下において、本実施形態の欠陥抽出装置１００が被検査物の表面を撮像した対象画像から欠陥抽出画像を生成するまでの各段階の処理フローを説明する。

欠陥抽出装置１００の対象画像調整部１１０は、被検査物の表面を撮像した対象画像を入力して、方向性フィルタ２０２により、当該対象画像における特定方向のエッジを強調した画像に変換する（ステップＳ１００）。図７は、方向性フィルタ２０２としてガボールフィルタを用いた場合における対象画像調整部１１０が出力する画像の一例である。次に、ステージ処理回数Nを０とする（ステップＳ１１０）。

膨張フィルタ３４１は、対象画像調整部１１０から入力部３０３を介して入力した対象画像に対して、ダイレージョン処理を行う（ステップＳ１２０）。図８は、膨張フィルタ３４１において変換された画像の一例である。

二値化処理部３４２は、膨張フィルタ３４１において変換された対象画像に対して、適応二値化処理を行うことにより、対象画像を明暗の２値の輝度を有する画像に変換する（ステップＳ１３０）。図９は、二値化処理部３４２において変換された画像の一例である。

第１平滑化部３２１は、方向性フィルタ２０２から入力部３０１を介して入力した対象画像に対して、ヒストグラム平滑化処理を行う（ステップＳ１４０）。図１０は、第１平滑化部３２１において変換された画像の一例である。

収縮フィルタ３２２、３２３、３２４は、それぞれ、第１平滑化部３２１が変換した対象画像、または、前段に配された収縮フィルタから出力される対象画像に対して、エロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ）処理を行う（ステップＳ１５０）。図１１は、３つの収縮フィルタ３２２、３２３、３２４により変換された画像の一例である。

差分処理部３０５は、高輝度強調部３０４および低輝度強調部３０２のそれぞれにおいて変換された画像の差分をとってマスク画像を生成する（ステップＳ１６０）。図１２は、第１ステージ１２１の差分処理部３０５により生成されたマスク画像の一例である。

次に、対象画像のステージ処理回数Nに１を加える（ステップＳ１７０）。そして、当該ステージ処理回数Ｎが３でない場合には（ステップ１８０；ＮＯ）、ステップＳ１５０に戻る。これにより、繰り返し処理によって、第１ステージ１２１による処理の後に第２ステージ１２２および第３ステージ１２３の処理を行う。

第２ステージ１２２は、第１ステージ１２１の差分処理部３０５から入力されるマスク画像を、第１ステージ１２１の低輝度強調部３０２と同様に変換する（ステップＳ１５０）。図１３は、第２ステージ１２２の低輝度強調部により変換されたマスク画像の一例である。

また、第２ステージ１２２は、対象画像調整部１１０からの対象画像を、第１ステージ１２１の高輝度強調部３０４と同様に変換する。そして、第２ステージ１２２は、変換した各画像の差分をとってマスク画像を生成する（ステップＳ１６０）。図１４は、第２ステージ１２２により生成されたマスク画像の一例である。

第３ステージ１２３は、第２ステージ１２２からのマスク画像を、第１ステージ１２１の低輝度強調部３０２と同様に変換する（ステップＳ１５０）。図１５は、第３ステージ１２３の低輝度強調部において変換されたマスク画像の一例である。

また、第３ステージ１２３は、対象画像調整部１１０からの対象画像を、第１ステージ１２１の高輝度強調部３０４と同様に変換する。そして、第３ステージ１２３は、変換した各画像の差分をとってマスク画像を生成する（ステップＳ１６０）。図１６は、第３ステージ１２３において生成されたマスク画像の一例である。

収縮フィルタ４０２は、第３ステージ１２３からのマスク画像に対して、エロージョン処理を行う（ステップＳ１９０）。次に、第２平滑化部４０４は、対象画像調整部１１０からの対象画像のヒストグラムを平滑化する（ステップＳ２００）。そして、抽出処理部４０５は、第２平滑化部４０４においてヒストグラムが平滑化された対象画像と、収縮フィルタ４０２において変換された上記マスク画像との激烈和をとり、さらにクロージング処理等の補正処理をすることにより欠陥抽出画像を生成する（ステップＳ２１０）。図１７は、抽出部１３０において生成された欠陥抽出画像の一例である。

以上に示したように、欠陥抽出装置１００は、被検査物を撮像した対象画像に基づいて、被検査物表面の微小な凹凸、塵等により生じる輝度むら、および、撮像装置の各受光素子の誤差等の影響を受けずに、当該被検査物の表面、裏面、あるいは内部等に存在する微小な線状のキズ等の欠陥が強調された欠陥抽出画像を生成することができる。なお、欠陥抽出装置１００は、特定方向のエッジを強調した対象画像を異なる複数の特定方向についてそれぞれ生成し、それぞれの対象画像について欠陥抽出画像を生成してよい。この場合、欠陥抽出装置１００は、それぞれの欠陥抽出画像の論理和をとることにより上記複数の特定方向における欠陥抽出画像を生成してもよい。これにより、当該被検査物の表面、裏面、あるいは内部等に複数方向にわたって存在するキズ等の欠陥が強調された欠陥抽出画像を生成することができる。

なお、欠陥抽出装置１００において、低輝度強調部３０２の第１平滑化部３２１、および、高輝度強調部３０４の膨張フィルタ３４１は、対象画像の画質、あるいは、対象画像から抽出したい欠陥抽出画像の画質等に応じて省かれてもよい。また、欠陥抽出装置１００は、対象画像調整部１１０に入力する対象画像の明暗が逆である場合、各ステージの収縮フィルタに替えて膨張フィルタを配し、膨張フィルタに替えて収縮フィルタを配することが好ましい。また、この場合、抽出処理部４０５は、対象画像とマスク画像の対応する各画素の組について、例えば激烈積をとることにより、両方の輝度が最大でない場合は出力画像における対応する画素の輝度を最小とし、一方の輝度が最大である場合は、出力画像における対応する画素の輝度を他方の画素の輝度とすることが好ましい。

図１８は、本実施形態に係る欠陥抽出装置１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係る欠陥抽出装置１９００は、ホストコントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィックコントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホストコントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスクドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。

ホストコントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィックコントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィックコントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィックコントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ２０８４は、ホストコントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、欠陥抽出装置１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。

また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスクドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、欠陥抽出装置１９００が起動時に実行するブート・プログラム、及び／又は、欠陥抽出装置１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスクドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスクドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。

ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介して欠陥抽出装置１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。

コンピュータにインストールされ、コンピュータを被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置１９００として機能させるプログラムは、被検査物を撮像した対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させた画像、および、当該対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させた画像の差分をとってマスク画像を生成するマスク画像生成モジュールと、当該マスク画像により当該対象画像をマスクして、当該対象画像に撮像された当該被検査物の欠陥を抽出する抽出モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータを、被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置１９００として機能させる。

これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読み込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である、被検査物を撮像した対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させた画像、および、当該対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させた画像の差分をとってマスク画像を生成するマスク画像生成部と、当該マスク画像により当該対象画像をマスクして、当該対象画像に撮像された当該被検査物の欠陥を抽出する抽出部として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態における欠陥抽出装置１９００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の表示システムが構築される。

一例として、欠陥抽出装置１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、又はＣＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。

また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０（ＣＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスクドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、及び／又は記憶装置に含まれるものとする。

また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（又は不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。

また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。

以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ及び／またはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク及び／またはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムを欠陥抽出装置１９００に提供してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

欠陥抽出装置１００の概略を示す機能ブロック図である。 対象画像調整部１１０の構成を示す機能ブロック図である。 第１ステージ１２１の構成を示す機能ブロック図である。 抽出部１３０の構成を示す機能ブロック図である。 欠陥抽出装置１００の動作の各段階を示すフローチャートである。 欠陥抽出装置１００の動作の各段階を示すフローチャートである。 方向性フィルタ２０２としてガボール（Ｇａｂｏｒ）フィルタを用いた場合における対象画像調整部１１０が出力する画像の一例である。 膨張フィルタ３４１において変換された画像の一例である。 二値化処理部３４２において変換された画像の一例である。 第１平滑化部３２１において変換された画像の一例である。 ３つの収縮フィルタ３２２、３２３、３２４により変換された画像の一例である。 第１ステージ１２１の差分処理部３０５により生成されたマスク画像の一例である。 第２ステージ１２２により変換されたマスク画像の一例である。 第２ステージ１２２において生成されたマスク画像の一例である。 第３ステージ１２３により変換されたマスク画像の一例である。 第３ステージ１２３において生成されたマスク画像の一例である。 抽出部１３０において生成された欠陥抽出画像の一例である。 本実施形態に係る欠陥抽出装置１００のハードウェア構成の一例を示す。

符号の説明

１００ 欠陥抽出装置
１１０ 対象画像調整部
１２０ マスク画像生成部
１２１ 第１ステージ
１２２ 第２ステージ
１２３ 第３ステージ
１３０ 抽出部
２０１ 入力部
２０２ 方向性フィルタ
３０１ 入力部
３０２ 低輝度強調部
３２１ 第１平滑化部
３２２、３２３、３２４ 収縮フィルタ
３０３ 入力部
３０４ 高輝度強調部
３４１ 膨張フィルタ
３４２ 二値化処理部
３０５ 差分処理部
４０１ 入力部
４０２ 収縮フィルタ
４０３ 入力部
４０４ 第２平滑化部
４０５ 抽出処理部
１９００ 欠陥抽出装置
２０００ ＣＰＵ
２０１０ ＲＯＭ
２０２０ ＲＡＭ
２０３０ 通信インターフェイス
２０４０ ハードディスクドライブ
２０５０ フレキシブルディスクドライブ
２０６０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
２０７０ 入出力チップ
２０７５ グラフィックコントローラ
２０８０ 表示装置
２０８２ ホストコントローラ
２０８４ 入出力コントローラ
２０９０ フレキシブルディスク
２０９５ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (11)

1. 被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置であって、
   前記被検査物を撮像した対象画像からマスク画像を生成するマスク画像生成部と、
   前記マスク画像により前記対象画像をマスクして、前記対象画像に撮像された前記被検査物の欠陥を抽出する抽出部と、
   を備え、
   前記マスク画像生成部は、
   前記対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させる高輝度強調部と、
   前記対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる低輝度強調部と、
   前記高輝度強調部および前記低輝度強調部が出力した画像の差分をとってマスク画像を生成する差分処理部と、
   を有する欠陥抽出装置。
2. 前記高輝度強調部は、
   前記対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させる膨張フィルタ（Ｄｉｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）と、
   前記膨張フィルタの出力画像を二値化する二値化処理部と、
   を有する請求項１に記載の欠陥抽出装置。
3. 前記二値化処理部は、前記膨張フィルタの出力画像における各画素の輝度が、当該画素を含む予め定められた領域内の平均輝度より高い場合に当該画素の輝度を最大輝度とし、低い場合に当該画素の輝度を最小輝度とする請求項２に記載の欠陥抽出装置。
4. 前記低輝度強調部は、
   前記対象画像のヒストグラムを平滑化する第１平滑化部と、
   前記第１平滑化部の出力画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる収縮フィルタ（Ｅｒｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）と、
   を有する請求項２または３に記載の欠陥抽出装置。
5. 前記抽出部は、
   前記対象画像のヒストグラムを平滑化する第２平滑化部と、
   ヒストグラムが平滑化された前記対象画像における、前記マスク画像の対応領域の輝度が予め指定された基準輝度以下の領域を抽出する抽出処理部と、
   を有する請求項４に記載の欠陥抽出装置。
6. 前記抽出処理部は、ヒストグラムが平滑化された前記対象画像と前記マスク画像との激烈和（Ｄｒａｓｔｉｃ Ｓｕｍ）をとる請求項５に記載の欠陥抽出装置。
7. 前記マスク画像生成部は、前記差分処理部が出力した前記マスク画像を、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させて変換する収縮フィルタ（Ｅｒｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を更に備える請求項５に記載の欠陥抽出装置。
8. 前記マスク画像生成部は、縦続接続された複数のステージを有し、
   それぞれの前記ステージは、
   初段においては前記対象画像を入力し、２段目以降においては前段の出力画像を入力する入力部と、
   前記対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させる前記高輝度強調部と、
   初段においては前記対象画像、２段目以降においては前段の出力画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させる前記低輝度強調部と、
   前記高輝度強調部および前記低輝度強調部が出力した画像の差分をとってマスク画像を生成する前記差分処理部と、
   を含む
   請求項１に記載の欠陥抽出装置。
9. 前記対象画像における特定方向のエッジを強調する方向性フィルタを更に備え、
   前記マスク画像生成部は、前記方向性フィルタにより変換された前記対象画像から前記マスク画像を生成し、
   前記抽出部は、前記方向性フィルタにより変換された前記対象画像を前記マスク画像によりマスクして、前記対象画像に撮像された前記被検査物の表面における前記特定方向の欠陥を抽出する
   請求項１に記載の欠陥抽出装置。
10. コンピュータを、被検査物の欠陥を抽出する欠陥抽出装置として機能させるプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記被検査物を撮像した対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させた画像、および、前記対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させた画像の差分をとってマスク画像を生成するマスク画像生成部と、
    前記マスク画像により前記対象画像をマスクして、前記対象画像に撮像された前記被検査物の欠陥を抽出する抽出部と
    して機能させるプログラム。
11. 被検査物の欠陥を抽出する方法であって、
    前記被検査物を撮像した対象画像における、輝度がより高い部分を膨張させ、輝度がより低い部分を収縮させた画像、および、前記対象画像における、輝度がより高い部分を収縮させ、輝度がより低い部分を膨張させた画像の差分をとってマスク画像を生成するマスク画像生成段階と、
    前記マスク画像により前記対象画像をマスクして、前記対象画像に撮像された前記被検査物の欠陥を抽出する抽出段階と
    を備える方法。