JP2011049980A - 画像処理プログラムおよび画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置における撮像設定を支援する画像処理プログラムおよび画像処理装置を提供する。
【解決手段】フォーカス値表示ウィンドウ３６０には、入力画像におけるフォーカス値（指標値）の時間的変化が出力される。ユーザは、フォーカス値表示ウィンドウ３６０におけるグラフ表示を参照して、撮像装置８を操作してそのフォーカスを調整する。このフォーカス値表示ウィンドウ３６０に表示されるフォーカス値は、ワークなどの被写体に対して「ピントが合っている」状態になるほど、相対的に高い値を示す。フォーカス値表示ウィンドウ３６０には、フォーカス値表示３６０１に関連付けて、最大フォーカス値表示バー３６６が表示される。ユーザは、フォーカス値表示３６０１がこの最大フォーカス値表示バー３６６になるべく「近づく」あるいは「超える」ように、撮像装置８におけるフォーカス状態を調整する。
【選択図】図１０

Description

この発明は、撮像装置における撮像設定を支援するための画像処理プログラムおよび画像処理装置に関するものである。

ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、ワークなどの被測定物上の欠陥や汚れの有無を光学的に検査したり、その大きさなどを光学的に計測したり、被測定物上の文字や図形などを光学的に認識したりする装置として、いわゆる視覚センサが実用化されている。このような視覚センサは、被測定物を撮像することで得られる入力画像に対して、各種の画像処理を行なうことで、上述のような処理結果を出力する。

このような視覚センサを実際の製造現場などに設置する場合には、撮像装置に対して適切な撮像設定を行なう必要がある。このような撮像設定の典型例としては、絞り量（明るさ）およびフォーカス（焦点位置）の調整が知られている。すなわち、画像処理の精度を高めるためには、撮像環境（照明環境）に応じた絞り量の調整、および、撮像装置と被測定物との位置関係に応じたフォーカスの調整が重要である。

たとえば、特開２００３−２５５２１７号公報（特許文献１）には、白黒テストパターンを撮像することで得られた画像データに対して、白黒テストパターンの白および黒に対する２つのピークの鮮鋭さを表わす指標（フォーカス指標）を計算することで、レンズの光軸上における移動方向を判定するフォーカス調整装置が開示されている。

また、特開２００６−８５２５８号公報（特許文献２）には、デジタルカメラで撮影された複数の画像を比較表示する際に、比較評価に用いる評価値（高周波成分の情報、露光量の情報、色度値の情報、ブレ量の情報など）を表示する画像比較装置などが開示されている。

特開２００３−２５５２１７号公報 特開２００６−８５２５８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるような、テストパターンを用いるフォーカス調整装置をＦＡ分野などに採用することは難しい。これは、テストパターンの配置や撮像に時間および工数を必要とすることや、多品種の製造を行なうようなラインでは、あるテストパターンでフォーカスを調整しても、被測定物が交換されるとそのフォーカスが適切ではなくなる場合もあるからである。

また、特許文献２に開示される画像比較装置は、撮像済の画像データを容易に比較できるのみであり、その結果に基づいて、撮像装置のフォーカスを調整するような機能を提供するものではない。

そこで、この発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮像装置における撮像設定を支援する画像処理プログラムおよび画像処理装置を提供することである。

この発明のある局面によれば、撮像設定を変更可能な撮像装置に接続されたコンピュータで実行される画像処理プログラムを提供する。本画像処理プログラムは、コンピュータを、撮像装置により取得される入力画像を取込む画像入力手段、入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出する算出手段、および、最新に算出された指標値と最新に算出された指標値より過去に算出された指標値とを出力する出力手段、として機能させる。

好ましくは、出力手段は、指標値の時間的変化の履歴を出力する。
さらに好ましくは、本画像処理プログラムは、コンピュータを、画像入力手段により時系列に取込まれる複数の入力画像についてそれぞれ算出される指標値のうち、最大値を保持する保持手段、としてさらに機能させ、出力手段は、指標値の時間的変化の履歴として、時間軸上に指標値のグラフを表示するとともに、グラフ上に最大値の位置を示すための表示を行なう。

さらに好ましくは、出力手段は、撮像装置により取得された入力画像を出力する。
さらに好ましくは、コンピュータは、表示装置に接続されており、出力手段は、表示装置上で、最大値および撮像装置により取得された入力画像を並べて表示する。

好ましくは、本画像処理プログラムは、コンピュータを、指標値についての判定条件を受付ける判定条件入力手段、および、最新に算出された指標値が判定条件を満足しているか否かを判定する判定手段、としてさらに機能させ、出力手段は、判定手段による判定結果に応じて、出力態様を切替える。

好ましくは、指標値は、撮像装置の絞り量またはフォーカスの調整度合いを示す値である。

この発明の別の局面に従えば、撮像設定を変更可能な撮像装置に接続された画像処理装置を提供する。本画像処理装置は、撮像装置により取得される入力画像を取込む入力手段と、入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出する算出手段と、最新に算出された指標値と最新に算出された指標値より過去に算出された指標値とを出力する出力手段とを含む。

この発明によれば、ユーザによる撮像装置における撮像設定を支援することで、容易に最適な撮像設定を行なうことができる。

この発明の実施の形態に従う画像処理装置を含む視覚センサシステム１の全体構成を示す概略図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置が提供する明度調整画面の一例を示す図である。 図３に示す明度表示ウィンドウの拡大図である。 図３に示す明度調整画面を用いた明度調整の一例を示す図である。 この発明の実施の形態に従う明度調整画面を提供するための制御構造を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に従う明度調整に係る処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態の変形例に従う明度表示ウィンドウの表示例である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置が提供するフォーカス調整画面の一例を示す図である。 図９に示すフォーカス値表示ウィンドウの拡大図である。 図９に示すフォーカス調整画面を用いたフォーカス調整の一例を示す図である。 この発明の実施の形態に従うフォーカス調整画面を提供するための制御構造を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に従うフォーカス調整に係る処理手順を示すフローチャートである。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜全体装置構成＞
図１は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１００を含む視覚センサシステム１の全体構成を示す概略図である。

図１を参照して、視覚センサシステム１は生産ラインなどに組み込まれ、被測定物２（以下「ワーク２」とも称す。）上の欠陥や汚れの有無を検査したり、その大きさなどを計測したり、その表面上の文字や図形などを認識したりする。一例として、本実施の形態においては、ワーク２はベルトコンベヤなどの搬送機構６によって搬送され、撮像装置８によって順次撮像される。撮像装置８によって得られた画像データ（以下「入力画像」とも称す。）は、画像処理装置１００へ伝送される。なお、撮像装置８で撮像されるワーク２に対して光を照射する照明機構をさらに設けてもよい。

ワーク２が撮像装置８の撮像範囲に到達したことは、搬送機構６の両端に配置された光電センサ４によって検出される。具体的には、光電センサ４は、同一の光軸上に配置された受光部４ａと投光部４ｂとを含み、投光部４ｂから放射される光がワーク２で遮蔽されることを受光部４ａで検出することによって、ワーク２の到達を検出する。この光電センサ４の検出信号（以下「トリガ信号」とも称す。）は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）５へ出力される。

ＰＬＣ５は、光電センサ４などからのトリガ信号を受信するとともに、搬送機構６の制御自体を司る。

視覚センサシステム１は、さらに、画像処理装置１００と、ディスプレイ１０２と、キーボード１０４とを含む。画像処理装置１００は、ＰＬＣ５と、撮像装置８と、ディスプレイ１０２と、キーボード１０４と接続される。

画像処理装置１００は、ワーク２に対して各種の画像処理を実行する測定モードと、撮像設定などの各種調整を行なうための調整モードとを有している。測定モードにおいて、画像処理装置１００は、ＰＬＣ５を介して光電センサ４からのトリガ信号を受信すると、撮像装置８に対して撮像指令を与える。この撮像指令に応答して、撮像装置８がワーク２を撮像することで得られた入力画像は、画像処理装置１００へ伝送される。代替の処理方法として、撮像装置８に対して連続的に撮像を行わせるとともに、トリガ信号の受信に応答して、必要な入力画像のみを画像処理装置１００が取込むようにしてもよい。

撮像装置８は、一例として、レンズなどの光学系に加えて、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった、複数の画素に区画された撮像素子を含んで構成される。撮像装置８は、撮像設定を変更可能な機構を有している。このような撮像設定としては、絞り量（明るさ）、フォーカス、検出感度（ＩＳＯ感度）、露光時間、シャッタースピードなどがある。本実施の形態に従う撮像装置８は、典型的な撮像設定として、絞り量（明るさ）およびフォーカスを変更可能であるとする。なお、本発明は、上述のような撮像設定の項目のうち、少なく１つの項目を変更可能である撮像装置８に適用可能である。

より具体的には、撮像装置８は、絞り量調整機能およびフォーカス調整機能を有した光学系を含む。すなわち、撮像装置８には、絞り量調整用のリングと、フォーカス調整用のリングとが装着されている。調整モードにおいて、画像処理装置１００は後述するような処理を行なうことで、作業者（ユーザ）に対して、絞り量（明度）および／またはフォーカスの調整を支援するための情報画面を表示する。すなわち、ユーザは、ディスプレイ１０２などに表示される、撮像装置８により取得された入力画像における撮像状態を評価するための指標値に基づいて、絞り量（明度）および／またはフォーカスが最適な値となるように、撮像装置８を調整する。

画像処理装置１００は、汎用的なアーキテクチャを有しているコンピュータであり、予めインストールされたプログラムを実行することで、後述するような各種機能を提供する。このような汎用的なコンピュータを利用する場合には、本実施の形態に従う機能を提供するためのアプリケーションに加えて、コンピュータの基本的な機能を提供するためのＯＳ（Operating System）がインストールされていてもよい。この場合には、本実施の形態に従うプログラムは、ＯＳの一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。すなわち、本実施の形態に従うプログラム自体は、上記のようなモジュールを含んでおらず、ＯＳと協働して処理が実行される。本実施の形態に従うプログラムとしては、このような一部のモジュールを含まない形態であってもよい。

さらに、本実施の形態に従うプログラムは、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には、上記のような組み合わせられる他のプログラムに含まれるモジュールを含んでおらず、当該他のプログラムと協働して処理が実行される。すなわち、本実施の形態に従うプログラムとしては、このような他のプログラムに組込まれた形態であってもよい。
なお、プログラムの実行により提供される機能の一部もしくは全部を専用のハードウェア回路として実装してもよい。

図２は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１００の概略構成図である。図２を参照して、画像処理装置１００は、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、記憶部としてのメインメモリ１１２およびハードディスク１１４と、カメラインターフェイス１１６と、入力インターフェイス１１８と、表示コントローラ１２０と、ＰＬＣインターフェイス１２２と、通信インターフェイス１２４と、データリーダ／ライタ１２６とを含む。これらの各部は、バス１２８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。

ＣＰＵ１１０は、ハードディスク１１４に格納されたプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開して、これらを所定順序で実行することで、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク１１４から読み出されたプログラムに加えて、撮像装置８によって取得された入力画像や、入力画像の処理結果を示すデータ、およびワークデータなどを保持する。また、ハードディスク１１４は、不揮発性の磁気記憶装置であり、ＣＰＵ１１０で実行されるプログラムに加えて、各種設定値などが格納される。このハードディスク１１４にインストールされるプログラムは、後述するように、メモリカード１０６などに格納された状態で流通する。なお、ハードディスク１１４に加えて、あるいは、ハードディスク１１４に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。

カメラインターフェイス１１６は、ＣＰＵ１１０と撮像装置８との間のデータ伝送を仲介する。より具体的には、カメラインターフェイス１１６は、１つ以上の撮像装置８と接続が可能であり、各撮像装置８からの画像データを一時的に蓄積するための画像バッファ１１６ａを含む。カメラインターフェイス１１６は、画像バッファ１１６ａに少なくとも１コマ分の入力画像のデータが蓄積されると、その蓄積されたデータをメインメモリ１１２へ転送する。また、カメラインターフェイス１１６は、ＣＰＵ１１０が発生した内部コマンドに従って、撮像装置８に対して撮像指令を与える。

入力インターフェイス１１８は、ＣＰＵ１１０とキーボード１０４、マウス、タッチパネルなどの入力装置との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、入力インターフェイス１１８は、ユーザが入力装置を操作することで与えられる操作指令を受付ける。

表示コントローラ１２０は、表示装置の典型例であるディスプレイ１０２と接続され、ＣＰＵ１１０における画像処理の結果などをユーザに通知する。

ＰＬＣインターフェイス１２２は、ＣＰＵ１１０とＰＬＣ５との間のデータ伝送を仲介する。より具体的には、ＰＬＣインターフェイス１２２は、ＰＬＣ５によって制御される生産ラインの状態に係る情報やワークに係る情報などをＣＰＵ１１０へ伝送する。

通信インターフェイス１２４は、ＣＰＵ１１０と図示しない他のパーソナルコンピュータやサーバ装置などと間のデータ伝送を仲介する。通信インターフェイス１２４は、典型的には、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などからなる。なお、後述するように、メモリカード１０６に格納されたプログラムを画像処理装置１００にインストールする形態に代えて、通信インターフェイス１２４を介して、配信サーバなどからダウンロードしたプログラムを画像処理装置１００にインストールしてもよい。

データリーダ／ライタ１２６は、ＣＰＵ１１０と記録媒体であるメモリカード１０６との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、メモリカード１０６には、画像処理装置１００で実行されるプログラムなどが格納された状態で流通し、データリーダ／ライタ１２６は、このメモリカード１０６からプログラムを読み出す。また、データリーダ／ライタ１２６は、ＣＰＵ１１０の内部指令に応答して、撮像装置８によって取得された入力画像および／または画像処理装置１００における処理結果などをメモリカード１０６へ書き込む。なお、メモリカード１０６は、ＣＦ（Compact Flash）、ＳＤ（Secure Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイスや、フレキシブルディスク（Flexible Disk）などの磁気記憶媒体や、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体等からなる。

また、画像処理装置１００には、必要に応じて、プリンタなどの他の出力装置が接続されてもよい。

＜概要＞
本実施の形態に従う画像処理装置１００は、測定モードと調整モードとを有する。この測定モードは、ワークを適切なタイミングで撮像して、その撮像によって得られる入力画像に対して、予め設定された画像処理を順次行なうモードである。これに対して、調整モードは、各種の画像処理などを設定するためのモードである。

以下に説明する処理は、撮像設定の典型例である、絞り量（明度）および／またはフォーカスの調整を支援するものであり、基本的には、調整モードにおいて提供される。なお、測定中に照明環境が変化するような場合（たとえば、太陽光を照明光として用いているような場合）には、これらの支援機能を測定モードにおいても実行できるようにしてもよい。

より具体的には、画像処理装置１００は、撮像装置８の撮像により取得される入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出し、この指標値を含む調整支援画面を出力する。この指標値は、撮像装置の撮像設定の良否を反映したものであるので、ユーザは、表示される指標値がより適切な値を示すように、撮像装置８の撮像設定を調整することで、撮像装置８に対してより容易に最適な撮像設定を行なうことができる。

＜１．明度調整＞
（ａ．ユーザインターフェイス）
図３は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１００が提供する明度調整画面３００の一例を示す図である。図４は、図３に示す明度表示ウィンドウの拡大図である。

図３を参照して、画像処理装置１００は、ディスプレイ１０２（図１）などに明度調整画面３００を表示させる。

図３を参照して、本実施の形態に従う画像処理装置１００は、調整モードにおいて、「計測パラメータ」、「領域設定」、「出力パラメータ」のタブ３１２，３１４，３１６が選択可能な画面を提供する。この画面において、「計測パラメータ」のタブ３１２が選択されると、図３に示すような明度調整画面３００が提供される。

明度調整画面３００は、表示方式変更ウィンドウ３２０と、明度表示ウィンドウ３３０と、判定条件設定ウィンドウ３４０と、画像表示ウィンドウ３５０とを含む。

画像表示ウィンドウ３５０には、撮像装置８の撮像により取得される入力画像が表示される。なお、後述するように、表示方式変更ウィンドウ３２０における設定値に応じて、撮像装置８がワークを所定周期で繰返し撮像することで得られる画像を逐次表示する態様（以下「スルーモード」とも称す。）と、撮像装置８がワークをあるタイミングで撮像することで得られた画像を静止表示する態様（以下「フリーズモード」とも称す。）とが選択可能である。

全体表示ウィンドウ３５２には、画像表示ウィンドウ３５０と同様に撮像装置８の撮像により取得された入力画像が表示される。但し、全体表示ウィンドウ３５２には、画像表示ウィンドウ３５０での表示範囲とは独立して、対象の入力画像の全体が表示される。さらに、表示制御アイコン群３５４に対するユーザ操作（拡大もしくは縮小など）に応じて、画像表示ウィンドウ３５０に表示される入力画像の表示範囲および表示精度が変更される。

表示方式変更ウィンドウ３２０には、表示切替ボタン３２２が選択可能に配置される。この表示切替ボタン３２２が選択されると、スルーモードとフリーズモードとが交互に切替えられる。すなわち、全体表示ウィンドウ３５２に表示される入力画像を逐次更新するか否かが変更される。なお、フリーズモードが選択されている場合には、後述する、明度表示ウィンドウ３３０の更新を止めることが好ましい。また、表示方式変更ウィンドウ３２０には、現在選択中のモードが表示される。

明度表示ウィンドウ３３０には、撮像装置８の撮像により取得された入力画像における明度が有効範囲内にある画素の度合いが時系列にグラフ表示される。すなわち、明度表示ウィンドウ３３０には、入力画像を構成する複数の画素に対する、各画素の有する明度が有効な範囲（以下「有効明度範囲」とも称す。）内にある画素の割合の時間的変化がグラフ表示される。

明度表示ウィンドウ３３０は、有効明度範囲コントロール３３２を含み、ユーザが有効明度範囲コントロール３３２に対して操作を行なうことで、有効明度範囲が設定される。すなわち、有効明度範囲コントロール３３２は、撮像装置８の撮像により取得された入力画像における明度の状態を評価するための条件を受付ける。図３および図４に示す例では、有効明度範囲として、下限値が「３０」に設定され、上限値が「２３０」に設定されている例を示す。

図４に示すように、明度表示ウィンドウ３３０に表示されるグラフの横軸は時間を示し、縦軸は入力画像に含まれる全体画素数に対する、予め設定される有効明度範囲（有効明度範囲コントロール３３２によって設定される下限値および上限値で定義される範囲）内の明度を有する画素の数の割合（以下「有効明度値」とも称す。）を示す。すなわち、有効明度値は、入力画像における撮像状態を評価するための指標値に相当する。具体的には、有効明度値は、以下の（１）式に従って算出される。

有効明度値＝（入力画像に含まれる画素のうち、その明度が有効明度範囲にある画素数）／（入力画像に含まれる総画素数） …（１）
そして、この横軸と縦軸とによって定義される空間に、有効明度値を示す有効明度値表示３３０１が時系列にグラフ化される。論理上の縦軸の範囲は、「０％」〜「１００％」である。この有効明度値は、入力画像の更新に応じて算出されて順次更新される。なお、図４には、縦軸のレンジを「０％」〜「１００％」にした例を示すが、注目すべきレンジ、たとえば、「５０％」〜「９０％」の範囲を拡大表示するようにしてもよい。

より具体的には、明度表示ウィンドウ３３０においては、有効明度値表示３３０１は時間の経過とともに紙面左側へスクロールする。すなわち、横軸上で紙面右側にいくほど最新の結果が表示されることとなる。なお、明度表示ウィンドウ３３０内に収まりきらない、古い有効明度値表示３３０１のデータは表示されない。

ユーザは、明度表示ウィンドウ３３０におけるグラフ表示を参照して、撮像装置８を操作してその絞り量を調整する。この明度表示ウィンドウ３３０に表示される有効明度値は、入力画像が全体的に暗い場合（露出アンダーである場合）、および、入力画像が全体的に明るい場合（露出オーバである場合）には、相対的に低い値を示す。そのため、ユーザは、この明度表示ウィンドウ３３０における有効明度値表示３３０１の時間的な変動を確認しながら、撮像装置８の絞り量をいずれの方向（より入射する光を低減する方法またはより多くの光を入射させる方向）に調整すればよいのかを直感的に把握することができる。すなわち、ユーザは、明度表示ウィンドウ３３０における有効明度値表示３３０１がより高い値を示すように、撮像装置８の絞りリングを調整する。

このように、明度表示ウィンドウ３３０は、最新に算出された有効明度値（指標値）と当該最新に算出された有効明度値より過去に算出された有効明度値とを出力する。

明度表示ウィンドウ３３０は、さらに、有効明度値表示３３４を含む。有効明度値表示３３４には、各時点における有効明度値が示される。すなわち、有効明度値表示３３４には、上述の現在値３３０５と実質的に同じ値が表示される。なお、表示面積の制約上、現在値３３０５の桁数が有効明度値表示３３４に表示される数値の桁数とは異なる場合がある。

本実施の形態においては、有効明度値の時系列的な表示に加えてさらに、算出される有効明度値が判定条件を満足しているか否かが評価される。この判定条件は、ユーザによって任意に設定される。判定条件の一例としては、有効明度値があるしきい範囲内であること、および、各画素の有する要素値（典型的には、ＲＧＢ表色系では各色の濃度）が有効な範囲（以下「濃度有効範囲」とも称す。）内であることを含む。

判定条件の一部である、有効明度値についての判定条件（しきい範囲）は、この明度表示ウィンドウ３３０に、有効度上限表示バー３３６および有効度下限表示バー３３８として表示される。図３および図４に示す例では、有効度上限表示バー３３６が「１００．０％」の位置に対応付けて表示されており、有効度下限表示バー３３８が「６０．０％」の位置に対応付けて表示されている。すなわち、判定条件として有効明度値についてのしきい範囲（しきい値）のみが設定されている場合には、有効明度値表示３３０１が有効度上限表示バー３３６と有効度下限表示バー３３８との間に位置していれば、当該時点における撮像装置８の絞り量が予め設定した判定条件を満足していると判断される。

さらに、各時点における有効明度値が、予め設定された判定条件を満たしている場合と満たしていない場合とで、有効明度値表示３３０１の表示態様を変化させてもよい。すなわち、各時点に取得された入力画像に基づく有効明度値が判定条件を満たしている「ＯＫ状態」、および、判定条件を満たしていない「ＮＧ状態」のいずれであるかをユーザが直感的に把握できるように表示する。このような表示によって、ユーザは、各時点における撮像設定が適切であるか否かを即座に判断することができる。なお、視覚的だけではなく、各種の警告音などを合わせて報知するようにしてもよい。

一例として、判定条件を満たしている場合には、有効明度値表示３３０１を「緑色」に表示し、判定条件を満たしていない場合には、有効明度値表示３３０１を「赤色」に表示する。あるいは、判定条件を満たしている場合には、有効明度値表示３３０１を「常時表示」し、判定条件を満たしていない場合には、有効明度値表示３３０１を「点滅表示」する。このように、表示態様の変化としては、「表示色」「常時点灯／点滅」「点滅周期」などを適宜組み合わせて、ユーザが一見してその状態を把握できるようにしてもよい。

さらに、図３および図４に示すように、有効明度値表示３３０１に対応付けて、現在値３３０５（図３および図４に示す例では、「９３．２％」）が表示されてもよい。これにより、各時点における明度調整の適合度をより容易に把握することができる。

再度図３を参照して、判定条件設定ウィンドウ３４０は、有効明度値判定条件コントロール３４２と、平均濃度表示３４４，３４６，３４８と、濃度判定条件コントロール３４５，３４７，３４９とを含む。

有効明度値判定条件コントロール３４２は、算出される有効明度値に対する判定条件の設定を受付ける。すなわち、ユーザが有効明度値判定条件コントロール３４２に対して操作を行なうことで、有効明度値についてのしきい範囲（しきい値）を任意に設定できる。なお、有効明度値はその値が高いほど好ましいので、有効明度値判定条件コントロール３４２では、しきい範囲の上限値を「１００％」に固定し、しきい範囲の下限値のみが変更できるようになっている。すなわち、図３および図４に示す例では、有効明度値についてのしきい範囲として、下限値が「６０」に設定され、上限値が「１００」に設定されている例を示す。なお、しきい範囲の上限値および下限値のいずれについても、任意に設定できるようにしてもよい。

濃度判定条件コントロール３４５，３４７，３４９は、それぞれ、Ｒ濃度値、Ｇ濃度値、Ｂ濃度値に対する判定条件の設定を受付ける。すなわち、平均濃度表示３４４，３４６，３４８の各々は、対応する色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の平均濃度についてのしきい範囲を受付ける。本実施の形態においては、撮像装置８が撮像によって得られた入力画像は、ＲＧＢ表色系の各色８ビットを有するデータであるとする。すなわち、Ｒ濃度値、Ｇ濃度値、Ｂ濃度値の各々は、０〜２５５までの２５６階調を有する。図３に示す例では、いずれの濃度値についても、判定条件（しきい範囲）の下限値を「０」に設定し、上限値を「２５５」に設定している場合を示す。

また、平均濃度表示３４４，３４６，３４８には、それぞれ、Ｒ濃度値、Ｇ濃度値、Ｂ濃度値の平均値が表示される。なお、この平均値の算出対象としては、入力画素に含まれるすべての画素を含めてもよいし、その明度が有効明度範囲内にある画素のみとしてもよい。そして、これらの平均値がそれぞれ平均濃度表示３４４，３４６，３４８において設定される判定条件と比較される。

（ｂ．使用例）
次に、本実施の形態に従う明度調整画面３００の使用例について説明する。図５は、図３に示す明度調整画面３００を用いた明度調整の一例を示す図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）には、それぞれ明度調整画面３００のある状態における、明度表示ウィンドウ３３０と画像表示ウィンドウ３５０とを対応付けて表示する。

図５（ａ）には、絞り量が過多となる方向にユーザが撮像装置８を誤調整してしまった場合の例を示す。この場合には、明度表示ウィンドウ３３０の有効明度値表示３３０１は時間の経過に伴って、低下していることがわかる。すなわち、誤調整によって、有効明度範囲に含まれる画素数の割合が徐々に減少する。この結果、画像表示ウィンドウ３５０には、全体的に暗い入力画像が表示される。

一方、図５（ｂ）には、絞り量が過少となる方向にユーザが撮像装置８を誤調整してしまった場合の例を示す。この場合にも、明度表示ウィンドウ３３０の有効明度値表示３３０１は時間の経過に伴って、低下していることがわかる。すなわち、誤調整によって、有効明度範囲に含まれる画素数の割合が徐々に減少する。この結果、画像表示ウィンドウ３５０には、全体的に明るい入力画像が表示される。

これらに対して、図５（ｃ）には、ユーザが撮像装置８の絞り量を調整した場合の例を示す。具体的には、ユーザは、撮像装置８の絞り量調整用のリングをゆっくり回しながら、有効明度値表示３３０１の動き（時間的変化）を確認し、有効明度値がピークとなったところに絞り量（それに加えて、照明量）を調整する。この場合には、ユーザによる明度調整に伴って、有効明度範囲に含まれる画素数の割合が徐々に増加するため、明度表示ウィンドウ３３０の有効明度値表示３３０１は時間の経過に伴って、上昇していることがわかる。この結果、画像表示ウィンドウ３５０には、適切な明るさの入力画像が表示される。すなわち、ハレーションや黒つぶれの少ない、画像処理に適した入力画像を取得することができる。

なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示す明度表示ウィンドウ３３０においては、有効明度値が判定条件を満たしていない（ＮＧ状態）ことを示す場合には、有効明度値表示３３０１を破線で表示し、有効明度値が判定条件を満たしている（ＯＫ状態）ことを示す場合には、有効明度値表示３３０１を実線で表示している。

（ｃ．制御構造）
次に、上述の明度調整画面３００を提供するための制御構造について説明する。

図６は、この発明の実施の形態に従う明度調整画面３００を提供するための制御構造を示すブロック図である。図６に示す各ブロックは、ＣＰＵ１１０がハードディスク１１４に格納されたプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開して実行することで提供される。なお、ハードディスク１１４に格納されるプログラムは、図６に示すブロックに対応する複数のモジュールを含む場合もある。あるいは、図６に示す制御構造の一部もしくは全部を専用ハードウェアおよび／または配線回路によって実現してもよい。

図６を参照して、画像処理装置１００は、その制御構造として、バッファ２０２と、明度算出部２０４と、明度判定部２０６と、有効明度値判定部２０８と、履歴格納部２１０と、Ｒ平均値算出部２１２と、Ｒ平均値判定部２１４と、Ｇ平均値算出部２２２と、Ｇ平均値判定部２２４と、Ｂ平均値算出部２３２と、Ｂ平均値判定部２３４と、判定条件設定部２４０と、統合判定部２４２と、表示データ生成部２４４とを含む。

バッファ２０２は、撮像装置８の撮像によって得られる入力画像を一時的に蓄積する。すなわち、バッファ２０２は、撮像装置８により取得される入力画像を取込む。この入力画像は、各画素がＲ濃度値、Ｇ濃度値、Ｂ濃度値によって定義されるデータ構造を有しており、バッファ２０２は、後述する他の部位からのアクセスを受付ける。

明度算出部２０４は、バッファ２０２に蓄積されている入力画像に含まれる各画素の明度を算出する。すなわち、明度算出部２０４は、入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出する。より具体的には、各画素の濃度値をＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉ｛１≦ｉ≦Ｎ｝とすると、明度算出部２０４は、明度Ｌｉを以下の（２）式に従って算出する。

Ｌｉ＝ａ×Ｒｉ＋ｂ×Ｇｉ＋ｃ×Ｂｉ …（２）
但し、ａ，ｂ，ｃは、変換定数
明度算出部２０４は、算出した各画素の明度を明度判定部２０６へ順次出力する。

明度判定部２０６は、明度算出部２０４から入力画像の各画素の明度を受ける毎に、その明度が予め設定される有効明度範囲（図３の有効明度範囲コントロール３３２参照）内であるか否かを判断する。そして、明度判定部２０６は、対象の入力画像に含まれるすべての画素についての判断が終了すると、その判断結果に基づいて有効明度値を算出し、その算出した有効明度値を有効明度値判定部２０８および履歴格納部２１０へ出力する。

有効明度値判定部２０８は、明度判定部２０６から受けた有効明度値が、予め設定されている有効明度値についてのしきい範囲（図３の有効明度値判定条件コントロール３４２参照）内であるか否かを判断する。そして、有効明度値判定部２０８は、その判定結果を統合判定部２４２へ出力する。すなわち、有効明度値判定部２０８は、最新に算出された有効明度値（指標値）が判定条件を満足しているか否かを判定する。

履歴格納部２１０は、明度判定部２０６から受けた有効明度値を時系列に記憶する。そして、履歴格納部２１０は、最新の有効明度値から所定期間前の有効明度値までの、有効明度値の時間的変化を示す情報を表示データ生成部２４４へ出力する。

Ｒ平均値算出部２１２は、バッファ２０２に蓄積されている入力画像に含まれる各画素のＲ濃度値を抽出し、そのＲ濃度値全体の平均値を算出する。そして、Ｒ平均値算出部２１２は、その算出したＲ濃度値の平均値をＲ平均値判定部２１４へ出力する。

Ｒ平均値判定部２１４は、Ｒ平均値算出部２１２から受けたＲ濃度値の平均値が、予め設定されているＲ濃度値の平均値についてのしきい範囲（図３の濃度判定条件コントロール３４５参照）内であるか否かを判断する。そして、Ｒ平均値判定部２１４は、その判定結果を統合判定部２４２へ出力する。

Ｇ平均値算出部２２２およびＧ平均値判定部２２４は、バッファ２０２に蓄積されている入力画像のＧ濃度値の平均値が、予め設定されているＧ濃度値の平均値についてのしきい範囲（図３の濃度判定条件コントロール３４７参照）内であるか否かを判断する。詳細な処理については、Ｒ平均値算出部２１２およびＲ平均値判定部２１４と同様であるので、その内容は繰返さない。

Ｂ平均値算出部２３２およびＢ平均値判定部２３４は、バッファ２０２に蓄積されている入力画像のＢ濃度値の平均値が、予め設定されているＢ濃度値の平均値についてのしきい範囲（図３の濃度判定条件コントロール３４９参照）内であるか否かを判断する。詳細な処理については、Ｒ平均値算出部２１２およびＲ平均値判定部２１４と同様であるので、その内容は繰返さない。

判定条件設定部２４０は、ユーザが設定する判定条件（図３の判定条件設定ウィンドウ３４０参照）を対応する部位へ設定する。すなわち、判定条件設定部２４０は、指標値についての判定条件を受付ける。

統合判定部２４２は、有効明度値判定部２０８、Ｒ平均値判定部２１４、Ｇ平均値判定部２２４、Ｂ平均値判定部２３４のそれぞれからの判定結果に基づいて、バッファ２０２に蓄積されている入力画像が予め設定されている判定条件を満たしているか否かを判断する。そして、統合判定部２４２は、その判定結果（ＯＫ状態、または、ＮＧ状態）を表示データ生成部２４４へ出力する。

表示データ生成部２４４は、図３に示す明度調整画面３００を表示するための表示データを生成する。より具体的には、表示データ生成部２４４は、履歴格納部２１０から受けた有効明度値の時間的変化を示す情報に基づいて、明度表示ウィンドウ３３０の表示内容を動的に生成するとともに、統合判定部２４２から受けた判定結果に基づいて、その表示態様を決定する。また、表示データ生成部２４４は、有効明度範囲や判定条件を設定するためのユーザインターフェイスを提供するためのデータについても生成する。

（ｄ．処理手順）
次に、上述の明度調整に係る処理手順について説明する。

図７は、この発明の実施の形態に従う明度調整に係る処理手順を示すフローチャートである。図７に示す処理は、ユーザが調整モードにおいて所定の操作を行なうことで開始される。

図７を参照して、まず、撮像装置８が撮像することにより入力画像を取得する（ステップＳ１００）。続いて、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、設定されている有効明度範囲を取得し（ステップＳ１０２）、入力画像に含まれる各画素の明度が、取得した有効明度範囲内であるか否かに基づいて、有効明度値を算出する（ステップＳ１０４）。そして、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、算出した有効明度値を時系列に格納する（ステップＳ１０６）。

続いて、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、入力画像について、Ｒ濃度値の平均値、Ｇ濃度値の平均値、Ｂ濃度値の平均値をそれぞれ算出する（ステップＳ１０８）。

さらに、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、設定されている判定条件を取得し（ステップＳ１１０）、算出した有効明度値、Ｒ濃度値の平均値、Ｇ濃度値の平均値、Ｂ濃度値の平均値が、取得した判定条件を満足しているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。

判定条件を満足している場合（ステップＳ１１２においてＹＥＳの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、「ＯＫ状態」を示す態様で、有効明度値の時間的な変化を示す有効明度値表示３３０１を含む、明度調整画面３００をディスプレイ１０２に表示する（ステップＳ１１４）。

これに対して、判定条件を満足していない場合（ステップＳ１１２においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、「ＮＧ状態」を示す態様で、有効明度値の時間的な変化を示す有効明度値表示３３０１を含む、明度調整画面３００をディスプレイ１０２に表示する（ステップＳ１１６）。

その後、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、有効明度範囲の変更が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１１８）。有効明度範囲の変更が指示された場合（ステップＳ１１８においてＹＥＳの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、ユーザからの新たな有効明度範囲の設定を受付ける（ステップＳ１２０）。そして、処理はステップＳ１２２へ進む。

有効明度範囲の変更が指示されていない場合（ステップＳ１１８においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、判定条件の変更が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１２２）。判定条件の変更が指示された場合（ステップＳ１２２においてＹＥＳの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、ユーザからの新たな判定条件の設定を受付ける（ステップＳ１２４）。そして、処理はステップＳ１２６へ進む。

判定条件の変更が指示されていない場合（ステップＳ１２２においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、明度調整の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１２６）。明度調整の終了が指示された場合（ステップＳ１２６においてＹＥＳの場合）には、処理は終了する。

これに対して、明度調整の終了が指示されていない場合（ステップＳ１２６においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、「スルーモード」および「フリーズモード」のいずれが選択されているかを判断する（ステップＳ１２８）。

「スルーモード」が選択されている場合（ステップＳ１２８において「スルー」）には、ステップＳ１００以下の処理が繰返される。一方、「フリーズモード」が選択されている場合（ステップＳ１２８において「フリーズ」）には、ステップＳ１１８以下の処理が繰返される。すなわち、フリーズモードが選択された場合には、新たな入力画像の取り込み処理や有効明度値の算出処理が中断される。

（ｅ．変形例）
上述の実施の形態においては、入力画像に含まれる画素のうち、その明度が有効明度範囲内にある画素の割合の推移が表示される構成について例示したが、よりユーザフレンドリな観点からは、各時点の明度調整の状態がより明瞭にわかるようにしてもよい。以下に説明する変形例においては、入力画像に含まれる画素のうち、その明度が有効明度範囲より小さい画素の割合、および、その明度が有効明度範囲より大きい画素の割合を同時に表示する構成について例示する。このような表示を行なうことで、ユーザは、各時点における明度が全体的に暗い方向にあるのか、あるいは、明るい方向にあるのかを一見して判断することができる。

本変形例に従う画像処理装置では、明度調整画面３００に含まれる明度表示ウィンドウにおける表示態様のみが上述の実施の形態に従う画像処理装置とは異なるので、それ以外の構成や処理についての詳細な説明は繰返さない。

図８は、この発明の実施の形態の変形例に従う明度表示ウィンドウ３３０Ａの表示例である。

図８を参照して、本変形例に従う明度表示ウィンドウ３３０Ａには、有効明度値を示す有効明度値表示３３０１に加えて、第１無効明度値表示３３０２および第２無効明度値表示３３０３が含まれる。第１無効明度値表示３３０２は、撮像装置８の撮像により取得された入力画像に含まれる画素のうち、その明度が予め設定される有効明度範囲より大きい画素の割合（以下「第１無効明度値」とも称す。）を時系列に示したものである。一方、第２無効明度値表示３３０２は、撮像装置８の撮像により取得された入力画像に含まれる画素のうち、その明度が予め設定される有効明度範囲より小さい画素の割合（以下「第２無効明度値」とも称す。）を時系列に示したものである。

すなわち、第１無効明度値および第２無効明度値は、それぞれ以下の（３）式および（４）式に従って算出される。

第１無効明度値＝（入力画像に含まれる画素のうち、その明度が有効明度範囲より大きい画素数）／（入力画像に含まれる総画素数） …（３）
第２無効明度値＝（入力画像に含まれる画素のうち、その明度が有効明度範囲より小さい画素数）／（入力画像に含まれる総画素数） …（４）
したがって、各時点についてみれば、有効明度値と、第１無効明度値と、第２無効明度値との合計が「１００％」と一致する。

ユーザは、図８に示すような明度表示ウィンドウ３３０Ａに表示される、第１無効明度値表示３３０２および第２無効明度値表示３３０３のグラフ表示を参照することで、各時点における明度の設定が暗すぎる状態であるのか、明るすぎる状態であるのかを一見して把握することができる。すなわち、第１無効明度値の値が相対的に大きければ、有効明度範囲より大きな明度を有する画素が相対的に多いことを示すので、全体としては、入力画像が明るすぎると判断できる。一方、第２無効明度値の値が相対的に大きければ、有効明度範囲より小さな明度を有する画素が相対的に多いことを示すので、全体としては、入力画像が暗すぎると判断できる。

以上のように、本変形例に従う明度表示ウィンドウ３３０Ａを採用することで、ユーザは、より的確に撮像装置８の絞り量などを調整することができる。

＜２．フォーカス調整＞
（ａ．ユーザインターフェイス）
図９は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１００が提供するフォーカス調整画面３０２の一例を示す図である。図１０は、図９に示すフォーカス値表示ウィンドウの拡大図である。

図９を参照して、画像処理装置１００は、ディスプレイ１０２（図１）などにフォーカス調整画面３０２を表示させる。このフォーカス調整画面３０２は、「計測パラメータ」のタブ３１２が選択されることで提供される。

フォーカス調整画面３０２は、表示方式変更ウィンドウ３２０と、フォーカス値表示ウィンドウ３６０と、判定条件設定ウィンドウ３８０と、画像表示ウィンドウ３５０とを含む。このうち、表示方式変更ウィンドウ３２０および画像表示ウィンドウ３５０については、図３に示す明度調整画面３００における表示方式変更ウィンドウ３２０および画像表示ウィンドウ３５０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

フォーカス値表示ウィンドウ３６０には、撮像装置８の撮像により取得された入力画像におけるフォーカス値が時系列にグラフ表示される。このフォーカス値は、撮像装置８がワークなどの被写体に対して焦点が合致しているか否かの度合いを示す。すなわち、フォーカス値は、入力画像における撮像状態を評価するための指標値に相当する。このフォーカス値は、入力画像内におけるエッジの発生量と相関関係にある。そこで、本実施の形態においては、フォーカス値を入力画像に含まれる色偏差に基づいて算出する。一例として、フォーカス値は、以下の（５）式に従って算出される。

図１０に示すように、フォーカス値表示ウィンドウ３６０に表示されるグラフの横軸は時間を示し、縦軸は入力画像についてのフォーカス値を示す。そして、この横軸と縦軸とによって定義される空間に、フォーカス値を示すフォーカス値表示３６０１が時系列にプロットされる。すなわち、フォーカス値表示ウィンドウ３６０には、入力画像におけるフォーカス値（指標値）の時間的変化が出力される。言い換えれば、フォーカス値（指標値）の時間的変化として、時間軸上にフォーカス値のグラフが表示される。

上述の（５）式に示すように、本実施の形態に従うフォーカス調整画面３０２において採用するフォーカス値は、入力画像における色偏差であるので、縦軸の論理上の範囲は、各色の濃度値のレンジに応じて変化する。そのため、時系列に算出されるフォーカス値の最大値などに応じて、フォーカス値表示ウィンドウ３６０における表示レンジが動的に変更される。

フォーカス値表示ウィンドウ３６０においては、フォーカス値表示３６０１は時間の経過とともに紙面左側へスクロールする。すなわち、横軸上で紙面右側にいくほど最新の結果が表示されることとなる。なお、フォーカス値表示ウィンドウ３６０内に収まりきらない、古いフォーカス値表示３６０１のデータは表示されない。

ユーザは、フォーカス値表示ウィンドウ３６０におけるグラフ表示を参照して、撮像装置８を操作してそのフォーカスを調整する。このフォーカス値表示ウィンドウ３６０に表示されるフォーカス値は、ワークなどの被写体に対して「ピントが合っている」状態になるほど、相対的に高い値を示す。そのため、ユーザは、このフォーカス値表示ウィンドウ３６０におけるフォーカス値表示３６０１の時間的な変動を確認しながら、撮像装置８のフォーカスをいずれの方向（焦点位置をより遠方側に移動する方向または焦点位置をより近傍側に移動する方向）に調整すればよいのかを直感的に把握することができる。すなわち、ユーザは、フォーカス値表示ウィンドウ３６０におけるフォーカス値表示３６０１がより高い値を示すように、撮像装置８のズームリングを調整する。

フォーカス値表示ウィンドウ３６０には、フォーカス値表示３６０１に関連付けて、最大フォーカス値表示バー３６６が表示される。この最大フォーカス値表示バー３６６は、過去のフォーカス値の算出結果のうち、最も高いフォーカス値（最大フォーカス値）を示す。図９および図１０に示す例では、最大フォーカス値表示バー３６６が「１０６．２」を示しており、ユーザは、フォーカス値表示３６０１がこの最大フォーカス値表示バー３６６になるべく「近づく」あるいは「超える」ように、撮像装置８におけるフォーカス状態を調整する。

このように、フォーカス値表示ウィンドウ３６０は、最新に算出されたフォーカス値（指標値）と当該最新に算出されたフォーカス値より過去に算出されたフォーカス値（好ましくは、最大フォーカス値）とを出力する。そして、この最大フォーカス値に関連付けて、フォーカス値の時間的変化であるグラフが表示される。また、最大フォーカス値表示バー３６６が、このフォーカス値のグラフ上に最大フォーカス値の位置を示す。

フォーカス値表示ウィンドウ３６０は、さらに、最大値表示３６４およびリセットボタン３７０を含む。最大値表示３６４は、最大フォーカス値表示バー３６６によって示される、過去の最も高いフォーカス値を数値表示する。なお、最大値表示３６４と並んで、各時点におけるフォーカス値を示す現在値表示３６２が配置される。すなわち、現在値表示３６２には、上述のフォーカス値表示３６０１と実質的に同じ値が表示される。但し、表示面積の制約上、フォーカス値表示３６０１の桁数が現在値表示３６２に表示される数値の桁数とは異なる場合がある。

この過去の最も高いフォーカス値は、ユーザがリセットボタン３７０を押下することでリセットされる。このリセットボタン３７０は、被写体であるワークを交換する場合や、何らかの原因（たとえば、不正な入力画像の取得など）によって、本来とは異なるフォーカス値が記録されてしまった場合などに用いられる。

本実施の形態においては、フォーカス値の時系列的な表示に加えてさらに、算出されるフォーカス値が判定条件を満足しているか否かが評価される。この判定条件は、ユーザによって任意に設定される。判定条件の一例としては、フォーカス値があるしきい値以上であることを含む。この判定条件（しきい値）は、フォーカス値表示ウィンドウ３６０のフォーカス値表示３６０１と関連付けて、判定下限値表示バー３６８として表示される。図９および図１０に示す例では、判定下限値表示バー３６８が「８０．０％」の位置に対応付けて表示されている。すなわち、フォーカス値表示３６０１が判定下限値表示バー３６８より上側に位置していれば、当該時点における撮像装置８のフォーカス値が予め設定した判定条件を満足していると判断される。

さらに、各時点におけるフォーカス値が、予め設定された判定条件を満たしている場合と満たしていない場合とで、フォーカス値表示３６０１の表示態様を変化させてもよい。すなわち、各時点に取得された入力画像に基づくフォーカス値が判定条件を満たしている「ＯＫ状態」、および、判定条件を満たしていない「ＮＧ状態」のいずれであるかをユーザが直感的に把握できるように表示する。このような表示によって、ユーザは、各時点における撮像設定が適切であるか否かを即座に判断することができる。なお、視覚的だけではなく、各種の警告音などを合わせて報知するようにしてもよい。

一例として、判定条件を満たしている場合には、フォーカス値表示３６０１を「緑色」に表示し、判定条件を満たしていない場合には、フォーカス値表示３６０１を「赤色」に表示する。あるいは、判定条件を満たしている場合には、フォーカス値表示３６０１を「常時表示」し、判定条件を満たしていない場合には、フォーカス値表示３６０１を「点滅表示」する。このように、表示態様の変化内容としては、「表示色」「常時点灯／点滅」「点滅周期」などを適宜組み合わせて、ユーザが一見してその状態を把握できるようにしてもよい。

上述の判定条件は、判定条件設定ウィンドウ３８０に含まれる、フォーカス値判定条件コントロール３８２によって設定される。すなわち、ユーザがフォーカス値判定条件コントロール３８２に対して操作を行なうことで、フォーカス値を有効であると反転するためのしきい値（しきい範囲）が設定される。

（ｂ．使用例）
次に、本実施の形態に従うフォーカス調整画面３０２の使用例について説明する。図１１は、図９に示すフォーカス調整画面３０２を用いたフォーカス調整の一例を示す図である。なお、図１１（ａ）〜（ｃ）には、それぞれフォーカス調整画面３０２のある状態における、フォーカス値表示ウィンドウ３６０と画像表示ウィンドウ３５０とを対応付けて表示する。

図１１（ａ）には、フォーカスが合っていない状態の例を示す。この場合には、フォーカス値表示ウィンドウ３６０のフォーカス値表示３６０１は相対的に低い値を示していることがわかる。この結果、画像表示ウィンドウ３５０には、全体的に「ボケた」入力画像が表示される。

一方、図１１（ｂ）には、ユーザがフォーカス調整を行なっている途中の状態の例を示す。この場合には、フォーカス値表示ウィンドウ３６０のフォーカス値表示３６０１が時間の経過とともに、上昇していることがわかる。なお、図１１（ｂ）に示す例では、撮像装置８のフォーカスリングをゆっくり回しながらフォーカスを調整した結果、ある時点で最大のフォーカス値を得られた後、再度フォーカス値が劣化してしまったケースを示している。いわゆる、最適なフォーカス位置を行き過ぎてしまった例を示す。このような場合であっても、本実施の形態に従うフォーカス値表示ウィンドウ３６０では、最大フォーカス値が履歴として残るので、ユーザは、この最大フォーカス値を目標として、撮像装置８のフォーカスを微調整することができる。

その結果、図１１（ｃ）に示すような、被写体に最も適切にフォーカスがなされている状態の入力画像を得ることができる。図１１（ｃ）に示すフォーカス値表示ウィンドウ３６０では、フォーカス値表示３６０１の値がほぼ最大フォーカス値に一致している。このような状態においては、画像表示ウィンドウ３５０には、輪郭のはっきりした入力画像が表示される。

このように、フォーカス調整画面３０２においては、最大フォーカス値および撮像装置８により取得された入力画像が並べて表示され、この画面を参照することで、ユーザは、被写体に最適にフォーカスされた状態の入力画像を確認することができる。

（ｃ．制御構造）
次に、上述のフォーカス調整画面３０２を提供するための制御構造について説明する。

図１２は、この発明の実施の形態に従うフォーカス調整画面３０２を提供するための制御構造を示すブロック図である。図１２に示す各ブロックは、ＣＰＵ１１０がハードディスク１１４に格納されたプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開して実行することで提供される。なお、ハードディスク１１４に格納されるプログラムは、図１２に示すブロックに対応する複数のモジュールを含む場合もある。あるいは、図１２に示す制御構造の一部もしくは全部を専用ハードウェアおよび／または配線回路によって実現してもよい。

図１２を参照して、画像処理装置１００は、その制御構造として、バッファ２５２と、フォーカス値算出部２５４と、履歴格納部２５６と、ピーク保持部２５８と、フォーカス値判定部２６０と、表示データ生成部２６２と、判定条件設定部２６４とを含む。

バッファ２５２は、撮像装置８の撮像によって得られる入力画像を一時的に蓄積する。すなわち、バッファ２５２は、撮像装置８により取得される入力画像を取込む。この入力画像は、各画素がＲ濃度値、Ｇ濃度値、Ｂ濃度値によって定義されるデータ構造を有しており、バッファ２５２は、フォーカス値算出部２５４からのアクセスを受付ける。

フォーカス値算出部２５４は、バッファ２５２に蓄積されている入力画像についてのフォーカス値を算出する。すなわち、フォーカス値算出部２５４は、入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出する。より具体的には、フォーカス値算出部２５４は、入力画像に含まれる画素の各色の濃度値の平均値および二乗平均値を算出した上で、上述（５）式に従って、フォーカス値を算出する。フォーカス値算出部２５４は、算出したフォーカス値を履歴格納部２５６、ピーク保持部２５８およびフォーカス値判定部２６０へ順次出力する。

履歴格納部２５６は、フォーカス値算出部２５４から受けたフォーカス値を時系列に記憶する。そして、履歴格納部２５６は、最新のフォーカス値から所定期間前のフォーカス値までの、フォーカス値の時間的変化を示す情報を表示データ生成部２６２へ出力する。

ピーク保持部２５８は、フォーカス値算出部２５４から出力されるフォーカス値の最大値を保持する。より具体的には、ピーク保持部２５８は、ある最大フォーカス値（初期値）とフォーカス値算出部２５４から出力されるフォーカス値とを比較し、フォーカス値算出部２５４から出力されるフォーカス値がより大きな値を示している場合には、当該フォーカス値を新たな最大フォーカス値として採用する。このような比較・更新処理を順次繰返すことで、過去のフォーカス値のうち最も高いフォーカス値（最大フォーカス値）を保持する。すなわち、ピーク保持部２５８は、バッファ２５２により時系列に取込まれる複数の入力画像についてそれぞれ算出されるフォーカス値（指標値）のうち、最大値を記憶する。

さらに、ピーク保持部２５８は、保持している最大フォーカス値を表示データ生成部２６２へ出力する。また、ピーク保持部２５８は、ユーザからのリセット指令に応答して、その保持している最大フォーカス値をリセット（初期化）する。すなわち、ピーク保持部２５８は、ユーザ操作に応答して、記憶している最大フォーカス値をリセットするように構成される。

フォーカス値判定部２６０は、フォーカス値算出部２５４から入力画像のフォーカス値を受ける毎に、そのフォーカス値が予め設定される判定条件（図９の判定条件設定ウィンドウ３８０参照）を満たしているか否かを判断する。そして、フォーカス値判定部２６０は、その判定結果（ＯＫ状態、または、ＮＧ状態）を表示データ生成部２６２へ出力する。すなわち、フォーカス値判定部２６０は、最新に算出されたフォーカス値（指標値）が当該判定条件を満足しているか否かを判定する。

判定条件設定部２６４は、ユーザが設定する判定条件（図９の判定条件設定ウィンドウ３８０参照）をフォーカス値判定部２６０へ設定する。すなわち、判定条件設定部２６４は、フォーカス値（指標値）についての判定条件を受付ける。

表示データ生成部２６２は、図９に示すフォーカス調整画面３０２を表示するための表示データを生成する。より具体的には、表示データ生成部２６２は、履歴格納部２５６から受けたフォーカス値の時間的変化を示す情報に基づいて、フォーカス値表示ウィンドウ３６０の表示内容を動的に生成する。さらに、表示データ生成部２６２は、フォーカス値判定部２６０から受けた判定結果に基づいて、その表示態様を決定する。すなわち、表示データ生成部２６２は、フォーカス値判定部２６０による判定結果に応じて、出力態様を変化させる。

また、表示データ生成部２６２は、ピーク保持部２５８からの最大フォーカス値をフォーカス値表示ウィンドウ３６０内に表示する。すなわち、表示データ生成部２６２は、最大フォーカス値と最新に算出されたフォーカス値（指標値）とを出力する。

さらに、表示データ生成部２６２は、撮像装置８により取得された入力画像を表示するためのデータや、有効明度範囲や判定条件を設定するためのユーザインターフェイスを提供するためのデータについても生成する。

（ｄ．処理手順）
次に、上述のフォーカス調整に係る処理手順について説明する。

図１３は、この発明の実施の形態に従うフォーカス調整に係る処理手順を示すフローチャートである。図１３に示す処理は、ユーザが調整モードにおいて所定の操作を行なうことで開始される。

図１３を参照して、まず、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、最大フォーカス値に初期値を設定する（ステップＳ２００）。

そして、撮像装置８が撮像することにより入力画像を取得する（ステップＳ２０２）。続いて、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、入力画像に基づいてフォーカス値を算出する（ステップＳ２０４）。そして、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、算出したフォーカス値を時系列に格納する（ステップＳ２０６）。さらに、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、算出したフォーカス値が現在の最大フォーカス値を超えているか否かを判断する（ステップＳ２０８）。

算出したフォーカス値が現在の最大フォーカス値を超えている場合（ステップＳ２０８においてＹＥＳの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、最大フォーカス値を算出したフォーカス値に更新する（ステップＳ２１０）。そして、処理はステップＳ２１２へ進む。

算出したフォーカス値が現在の最大フォーカス値を超えていない場合（ステップＳ２０８においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、設定されている判定条件を取得し（ステップＳ２１２）、算出したフォーカス値が取得した判定条件を満足しているか否かを判断する（ステップＳ２１４）。

判定条件を満足している場合（ステップＳ２１４においてＹＥＳの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、「ＯＫ状態」を示す態様で、フォーカス値の時間的な変化を示すフォーカス値表示３６０１を含む、フォーカス調整画面３０２をディスプレイ１０２に表示する（ステップＳ２１６）。

これに対して、判定条件を満足していない場合（ステップＳ２１４においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、「ＮＧ状態」を示す態様で、フォーカス値の時間的な変化を示すフォーカス値表示３６０１を含む、フォーカス調整画面３０２をディスプレイ１０２に表示する（ステップＳ２１８）。

その後、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、判定条件の変更が指示されたか否かを判断する（ステップＳ２２０）。判定条件の変更が指示された場合（ステップＳ２２０においてＹＥＳの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、ユーザからの新たな判定条件の設定を受付ける（ステップＳ２２２）。そして、処理はステップＳ２２４へ進む。

判定条件の変更が指示されていない場合（ステップＳ２２０においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、フォーカス調整の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ２２４）。フォーカス調整の終了が指示された場合（ステップＳ２２４においてＹＥＳの場合）には、処理は終了する。

これに対して、フォーカス調整の終了が指示されていない場合（ステップＳ２２４においてＮＯの場合）には、画像処理装置１００（ＣＰＵ１１０）は、「スルーモード」および「フリーズモード」のいずれが選択されているかを判断する（ステップＳ２２６）。

「スルーモード」が選択されている場合（ステップＳ２２６において「スルー」）には、ステップＳ２０２以下の処理が繰返される。一方、「フリーズモード」が選択されている場合（ステップＳ２２６において「フリーズ」）には、ステップＳ２２０以下の処理が繰返される。すなわち、フリーズモードが選択された場合には、新たな入力画像の取り込み処理やフォーカス値の算出処理が中断される。

＜作用効果＞
本実施の形態に従う画像処理装置によれば、ユーザは、明度調整画面３００および／またはフォーカス調整画面３０２を参照することで、入力画像における撮像状態を評価するための指標値である、有効明度値およびフォーカス値の時間的な変化を評価しつつ、撮像装置８における絞り量やフォーカスを調整することができる。これにより、ユーザは、撮像装置８に対して最適な撮像設定を行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 視覚センサシステム、２ 被測定物（ワーク）、４ 光電センサ、４ａ 受光部、４ｂ 投光部、６ 搬送機構、８ 撮像装置、１００ 画像処理装置、１０２ ディスプレイ、１０４ キーボード、１０６ メモリカード、１１２ メインメモリ、１１４ ハードディスク、１１６ カメラインターフェイス、１１６ａ 画像バッファ、１１８ 入力インターフェイス、１２０ 表示コントローラ、１２２ インターフェイス、１２４ 通信インターフェイス、１２６ データリーダ／ライタ、１２８ バス、２０２ バッファ、２０４ 明度算出部、２０６ 明度判定部、２０８ 有効明度値判定部、２１０ 履歴格納部、２１２ Ｒ平均値算出部、２１４ Ｒ平均値判定部、２２２ Ｇ平均値算出部、２２４ Ｇ平均値判定部、２３２ Ｂ平均値算出部、２３４ Ｂ平均値判定部、２４０ 判定条件設定部、２４２ 統合判定部、２４４ 表示データ生成部、２５２ バッファ、２５４ フォーカス値算出部、２５６ 履歴格納部、２５８ ピーク保持部、２６０ フォーカス値判定部、２６２ 表示データ生成部、２６４ 判定条件設定部。

Claims (8)

1. 撮像設定を変更可能な撮像装置に接続されたコンピュータで実行される画像処理プログラムであって、前記画像処理プログラムは、前記コンピュータを、
   前記撮像装置により取得される入力画像を取込む画像入力手段、
   前記入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出する算出手段、および、
   最新に算出された指標値と前記最新に算出された指標値より過去に算出された指標値とを出力する出力手段、として機能させる、画像処理プログラム。
2. 前記出力手段は、前記指標値の時間的変化の履歴を出力する、請求項１に記載の画像処理プログラム。
3. 前記画像処理プログラムは、前記コンピュータを、前記画像入力手段により時系列に取込まれる複数の入力画像についてそれぞれ算出される前記指標値のうち、最大値を保持する保持手段、としてさらに機能させ、
   前記出力手段は、前記指標値の時間的変化の履歴として、時間軸上に前記指標値のグラフを表示するとともに、前記グラフ上に前記最大値の位置を示すための表示を行なう、請求項２に記載の画像処理プログラム。
4. 前記出力手段は、さらに、前記撮像装置により取得された入力画像を出力する、請求項３に記載の画像処理プログラム。
5. 前記コンピュータは、表示装置に接続されており、
   前記出力手段は、前記表示装置上で、前記最大値および前記撮像装置により取得された入力画像を並べて表示する、請求項４に記載の画像処理プログラム。
6. 前記画像処理プログラムは、前記コンピュータを、
   前記指標値についての判定条件を受付ける判定条件入力手段、および
   前記最新に算出された指標値が前記判定条件を満足しているか否かを判定する判定手段、としてさらに機能させ、
   前記出力手段は、前記判定手段による判定結果に応じて、出力態様を切替える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理プログラム。
7. 前記指標値は、前記撮像装置の絞り量またはフォーカスの調整度合いを示す値である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理プログラム。
8. 撮像設定を変更可能な撮像装置に接続された画像処理装置であって、
   前記撮像装置により取得される入力画像を取込む入力手段と、
   前記入力画像における撮像状態を評価するための指標値を算出する算出手段と、
   最新に算出された指標値と前記最新に算出された指標値より過去に算出された指標値とを出力する出力手段とを備える、画像処理装置。