JP2011227748A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び欠陥検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被検査物の撮像画像から円形状の部分を高精度に検出できる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び欠陥検出装置を提供すること。
【解決手段】被検査物の撮像画像から輝度の変化点を検出して円外周点候補を検出する円外周点検出手段71と、円外周点候補リスト92を生成する円外周点候補リスト生成手段72と、円外周点候補組合せリスト93を生成する円外周点候補組合せリスト生成手段73と、円中心点候補リスト94を生成する円中心点候補リスト生成手段74と、円中心点候補リスト94のうち有力円中心点候補を選択する有力円中心点候補選択手段75と、有力円中心点候補から各円外周点候補までの距離が所定範囲内の円外周点候補を抽出する正常円外周点抽出手段76と、被検査物の円中心点、及び当該円中心点の半径を求めて、撮像画像90の円を検出する円検出手段77とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】被検査物の撮像画像から輝度の変化点を検出して円外周点候補を検出する円外周点検出手段71と、円外周点候補リスト92を生成する円外周点候補リスト生成手段72と、円外周点候補組合せリスト93を生成する円外周点候補組合せリスト生成手段73と、円中心点候補リスト94を生成する円中心点候補リスト生成手段74と、円中心点候補リスト94のうち有力円中心点候補を選択する有力円中心点候補選択手段75と、有力円中心点候補から各円外周点候補までの距離が所定範囲内の円外周点候補を抽出する正常円外周点抽出手段76と、被検査物の円中心点、及び当該円中心点の半径を求めて、撮像画像90の円を検出する円検出手段77とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、被検査物の撮像画像を画像処理する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び欠陥検出装置に関する。
従来、円形状の被検査物の欠陥を検出するために、当該被検査物を撮像した撮像画像を画像処理して、高精度に円を検出し、欠陥検出を行う方法がある。このため、撮像画像から高精度に円中心点を検出するとともに、円を検出する画像処理装置等が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献1に記載の画像処理装置では、被検査物を撮像して画像データを取得し、この画像データの各画素に対してゾーベル(Sobel)フィルター等の微分処理を行って、エッジ強度(濃淡の変化)及びエッジ方向(濃淡の変化方向)を検出している。そして、エッジ強度が閾値以上となる画素を円周上画素と判定する。次に、各円周上画素のエッジ方向に基づいて、予め設定された半径の上限及び下限等を設定することで、各円周上画素に対する円中心点候補領域をそれぞれ決定する。そして、決定された各円中心点候補領域内に位置する複数画素のうち、最も多くの円中心点候補領域に含まれる画素を中心画素とすることで、円中心点を検出している。
また、特許文献2に記載の画像処理装置では、撮像画像の画像データをハフ(Hough)変換することで、円を検出して、中心位置座標を設定している。そして、当該中心位置座標を原点として、所定の範囲内の原点候補領域を設定する。当該原点候補領域内に位置する各座標を原点として、検出された円を極座標変換し、求められた半径の分布から直線性評価によって、円中心点を検出している。
しかしながら、特許文献1では、画像データの各画素に対してゾーベルフィルター等の微分処理によってエッジ強度及びエッジ方向を検出しているため、画像データにノイズやシェーディングがある場合に、エッジ強度やエッジ方向の検出精度が低下するおそれがある。このため、円周上画素の検出精度も低下するという問題がある。
また、特許文献2では、画像データをハフ変換することで、円を検出しているが、画像データにノイズやシェーディングがある場合や、形状が異常である場合に円の検出精度が低下するおそれがある。
これらのことから、円中心点の検出精度が低下し、円中心点によって特定される円の検出精度も低下するという問題がある。
また、特許文献2では、画像データをハフ変換することで、円を検出しているが、画像データにノイズやシェーディングがある場合や、形状が異常である場合に円の検出精度が低下するおそれがある。
これらのことから、円中心点の検出精度が低下し、円中心点によって特定される円の検出精度も低下するという問題がある。
本発明の目的は、被検査物の撮像画像から円形状の部分を高精度に検出できる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び欠陥検出装置を提供することにある。
本発明の画像処理装置は、円形状を有する被検査物を撮像した撮像画像を少なくとも一方向に走査し、輝度の変化点を検出することで円外周点候補を検出する円外周点検出手段と、前記円外周点候補の前記撮像画像上の座標を取得し、前記円外周点候補及び前記座標をリスト化する円外周点候補リスト生成手段と、前記円外周点候補リストから任意の前記円外周点候補を3点抽出し、前記3点の円外周点候補を1つの円外周点候補組合せとして、前記円外周点候補リストから複数の前記円外周点候補組合せを生成してリスト化する円外周点候補組合せリスト生成手段と、前記円外周点候補組合せリストの前記各組合せに基づいて、前記組合せ毎の円中心点候補、円中心点座標、及び半径を算出してリスト化する円中心点候補リスト生成手段と、前記円中心点候補リストのうち、前記円中心点座標及び前記半径が一致する前記円中心点候補の数が最も多い前記円中心点候補を有力円中心点候補として選択する有力円中心点候補選択手段と、前記有力円中心点候補の半径を基準に所定範囲を設定し、前記有力円中心点候補から前記各円外周点候補までの距離が前記所定範囲内であるかを判定して、前記所定範囲内に相当する前記円外周点候補のみを正常円外周点として抽出する正常円外周点抽出手段と、前記円中心点候補リストの前記各円中心点候補と、前記正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、前記撮像画像の円を検出する円検出手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、正常円外周点抽出手段を備えることで、撮像画像の円中心点として有力な有力円中心点候補から各円外周点候補までの距離に基づいて、設定された所定範囲内にある円外周点候補のみを正常円外周点として抽出している。これによれば、円外周点候補のうち、正常円外周点のみが残るので、撮像画像の円外周点として適切な円外周点を選択でき、円外周点の検出精度を高めることができる。
また、円検出手段により撮像画像の円を検出する前に、正常円外周点抽出手段は、有力円中心点候補選択手段により選択された有力円中心点候補の半径を基準に設定された所定範囲に基づいて、円外周点候補のうち、前記所定範囲内に相当する正常円外周点を抽出している。そして、円検出手段では、抽出された当該正常円外周点を用いて、各円中心点候補と各正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、撮像画像の円を検出している。これによれば、有力円中心点候補選択手段及び正常円外周点抽出手段により、撮像画像の円外周点の検出精度を高めた上で、さらに、円検出手段により、円中心点候補毎に円中心点及び半径を評価して、撮像画像の円を検出しているので、撮像画像の円形状の部分を高精度に検出できる。
また、円検出手段により撮像画像の円を検出する前に、正常円外周点抽出手段は、有力円中心点候補選択手段により選択された有力円中心点候補の半径を基準に設定された所定範囲に基づいて、円外周点候補のうち、前記所定範囲内に相当する正常円外周点を抽出している。そして、円検出手段では、抽出された当該正常円外周点を用いて、各円中心点候補と各正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、撮像画像の円を検出している。これによれば、有力円中心点候補選択手段及び正常円外周点抽出手段により、撮像画像の円外周点の検出精度を高めた上で、さらに、円検出手段により、円中心点候補毎に円中心点及び半径を評価して、撮像画像の円を検出しているので、撮像画像の円形状の部分を高精度に検出できる。
さらに、円中心点候補リスト生成手段は、円中心点候補の座標、及び半径を算出する際、円外周点候補組合せリストの各組合せの3点から円中心点候補の座標、及び半径を算出する。この算出方法として、例えば、各3点を結ぶ直線に直交する2つの直線が交差する点を円中心点候補とし、当該円中心点候補の座標、及び当該円中心点候補から各3点までの距離を半径として算出する。このような簡易な算出方法により、円中心点候補の座標を取得し、各円外周点候補と円中心点候補との距離を半径として算出しているため、従来のハフ変換による極座標変換等を用いた円中心点座標の演算処理に比べて、大幅に高速化できる。
本発明では、前記円検出手段は、前記円中心点候補と前記各正常円外周点との距離を前記円中心点候補毎にそれぞれ算出し、当該算出された距離に基づいて、前記円中心点候補毎に平均距離をそれぞれ算出する平均距離算出手段と、前記円中心点候補における前記平均距離と、前記円中心点候補から前記各正常円外周点までの距離との距離差を自乗し、当該自乗した各距離差を加算して、前記円中心点候補毎の評価値を算出する評価値算出手段と、前記各円中心点候補における各評価値を比較し、最も小さい評価値を有する前記円中心点候補を前記円中心点として判定し、当該円中心点における前記平均距離を前記半径として、円を検出する円判定手段とを備えることが好ましい。
本発明の円検出手段には、いわゆる最小二乗法が用いられている。この最小二乗法により、各正常円外周点に対してもっとも近似する円を検出することができる。具体的に、円検出手段は、平均距離算出手段と、評価値算出手段と、円判定手段とを備え、円中心点候補と各正常円外周点との距離差を二乗して加算し、円中心点候補毎にこれらを算出して評価値とし、この評価値が最も小さい円中心点候補を円中心点とする。また、その円中心点候補と、各正常円外周点との距離の平均値を円の半径とする。すなわち、これらの手段は、足し算、掛け算等の簡単な演算処理であるため、上述した従来のハフ変換等の演算処理に比べて、演算処理を簡素化できる。
本発明では、前記被検査物の半径が予め記憶された記憶手段を備え、前記円中心点候補リスト生成手段は、前記各円中心点候補の前記各半径が前記被検査物の半径を基準に設定された所定範囲の範囲内であるかを判定し、当該所定範囲内に相当する円中心点候補のみを抽出してリスト化することが好ましい。
本発明によれば、記憶手段には、被検査物の半径が予め記憶され、円中心点候補リスト生成手段は、この半径を基準に所定範囲を設定する。そして、円中心点候補リスト生成手段は、円中心点候補のうち、前記所定範囲内に相当する円中心点候補のみを抽出してリスト化するので、円中心点候補の候補数を予め少なくしておくことができる。このため、有力円中心点候補選択手段は、候補数が少なくなった円中心点候補から有力円中心点候補を選択すればよいので、演算処理を高速化することができる。
また、円中心点候補のうち、前記所定範囲内に相当する円中心点候補のみが抽出されているので、有力円中心点候補から円外周点候補までの距離が所定範囲(有力円中心点候補の半径を基準に設定された範囲)の範囲外の円外周点候補の候補数が少なくなっている。このため、正常円外周点抽出手段による演算処理も高速化できる。
さらに、円検出手段は、全ての円中心点候補について、当該円中心点候補と各正常円外周点との距離を算出していたが、円中心点候補のうち、前記閾値の範囲内に相当する円中心点候補のみが抽出されて、円中心点候補の候補数が少なくなっているので、円検出手段の演算処理も高速化できる。
また、円中心点候補のうち、前記所定範囲内に相当する円中心点候補のみが抽出されているので、有力円中心点候補から円外周点候補までの距離が所定範囲(有力円中心点候補の半径を基準に設定された範囲)の範囲外の円外周点候補の候補数が少なくなっている。このため、正常円外周点抽出手段による演算処理も高速化できる。
さらに、円検出手段は、全ての円中心点候補について、当該円中心点候補と各正常円外周点との距離を算出していたが、円中心点候補のうち、前記閾値の範囲内に相当する円中心点候補のみが抽出されて、円中心点候補の候補数が少なくなっているので、円検出手段の演算処理も高速化できる。
本発明では、前記撮像画像に対して所定領域に位置する前記円外周点候補を選択する円外周点選択手段を備え、前記円外周点候補リスト生成手段は、前記円外周点選択手段で選択された前記円外周点候補のみをリスト化することが好ましい。
本発明によれば、円外周点選択手段は、例えば、撮像画像に対して、検査員がマウス等の操作手段で指定した領域内の円外周点候補を抽出する。これによれば、検査員は事前に撮像画像の円外周点として正常な円外周点候補を選択しているので、撮像画像の円外周点の検出精度を高めることができる。
また、指定した領域内の円外周点候補のみを抽出するので、円外周点候補の候補数は少なくなっているため、円外周点候補リスト生成手段は、全ての円外周点候補の円外周点候補リストを生成する必要がなくなり、リスト生成を高速化することができる。
さらに、円外周点候補の候補数が少ないので、円外周点候補組合せリスト生成手段、及び円中心点候補リスト生成手段もリスト生成を高速化できる。
また、円外周点候補の候補数が少ないので、円中心点候補リストに含まれる円中心点候補の候補数も少なくなる。これによれば、有力円中心点候補選択手段は、円中心点候補リストから有力円中心点候補を選択する演算処理を高速化できる。
さらに、円中心点候補の候補数が少なくなっているので、円検出手段は、全ての円中心点候補について、当該円中心点候補と正常円外周点との距離を算出する必要がなく、円検出手段の演算処理を高速化できる。
また、指定した領域内の円外周点候補のみを抽出するので、円外周点候補の候補数は少なくなっているため、円外周点候補リスト生成手段は、全ての円外周点候補の円外周点候補リストを生成する必要がなくなり、リスト生成を高速化することができる。
さらに、円外周点候補の候補数が少ないので、円外周点候補組合せリスト生成手段、及び円中心点候補リスト生成手段もリスト生成を高速化できる。
また、円外周点候補の候補数が少ないので、円中心点候補リストに含まれる円中心点候補の候補数も少なくなる。これによれば、有力円中心点候補選択手段は、円中心点候補リストから有力円中心点候補を選択する演算処理を高速化できる。
さらに、円中心点候補の候補数が少なくなっているので、円検出手段は、全ての円中心点候補について、当該円中心点候補と正常円外周点との距離を算出する必要がなく、円検出手段の演算処理を高速化できる。
本発明の画像処理方法は、円形状を有する被検査物を撮像した撮像画像を少なくとも一方向に走査し、輝度の変化点を検出することで円外周点候補を検出する円外周点検出工程と、前記円外周点候補の前記撮像画像上の座標を取得し、前記円外周点候補及び前記座標をリスト化する円外周点候補リスト生成工程と、前記円外周点候補リストから任意の前記円外周点候補を3点抽出し、前記3点の円外周点候補を1つの円外周点候補組合せとして、前記円外周点候補リストから複数の前記円外周点候補組合せを生成してリスト化する円外周点候補組合せリスト生成工程と、前記円外周点候補組合せリストの前記各組合せに基づいて、前記組合せ毎の円中心点候補、円中心点座標、及び半径を算出してリスト化する円中心点候補リスト生成工程と、前記円中心点候補リストのうち、前記円中心点座標及び前記半径が一致する前記円中心点候補の数が最も多い前記円中心点候補を有力円中心点候補として選択する有力円中心点候補選択工程と、前記有力円中心点候補の半径を基準に所定範囲を有する閾値を設定し、前記有力円中心点候補から前記各円外周点候補までの距離が前記閾値の範囲内であるかを判定して、前記閾値の範囲内に相当する前記円外周点候補のみを正常円外周点として抽出する正常円外周点抽出工程と、前記円中心点候補リストの前記各円中心点候補と、前記正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、前記撮像画像の円を検出する円検出工程とを備えることを特徴とする。
本発明は、上述した画像処理装置により実施される画像処理方法であり、上述の画像処理装置の発明と同様の作用および効果を享受でき、撮像画像の円形状の部分を高精度に検出することができる。
本発明の画像処理プログラムは、コンピューターを、円形状を有する被検査物を撮像した撮像画像を少なくとも一方向に走査し、輝度の変化点を検出することで円外周点候補を検出する円外周点検出手段、前記円外周点候補の前記撮像画像上の座標を取得し、前記円外周点候補及び前記座標をリスト化する円外周点候補リスト生成手段、前記円外周点候補リストから任意の前記円外周点候補を3点抽出し、前記3点の円外周点候補を1つの円外周点候補組合せとして、前記円外周点候補リストから複数の前記円外周点候補組合せを生成してリスト化する円外周点候補組合せリスト生成手段、前記円外周点候補組合せリストの前記各組合せに基づいて、前記組合せ毎の円中心点候補、円中心点座標、及び半径を算出してリスト化する円中心点候補リスト生成手段、前記円中心点候補リストのうち、前記円中心点座標及び前記半径が一致する前記円中心点候補の数が最も多い前記円中心点候補を有力円中心点候補として選択する有力円中心点候補選択手段、前記有力円中心点候補の半径を基準に所定範囲を設定し、前記有力円中心点候補から前記各円外周点候補までの距離が前記所定範囲内であるかを判定して、前記所定範囲内に相当する前記円外周点候補のみを正常円外周点として抽出する正常円外周点抽出手段、前記円中心点候補リストの前記各円中心点候補と、前記正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、前記撮像画像の円を検出する円検出手段、として機能させることを特徴とする。
本発明では、上述した画像処理装置で画像処理を実施するために用いられるプログラムであり、上述の画像処理装置の発明と同様の作用および効果を享受でき、撮像画像の円形状の部分を高精度に検出をすることができる。
本発明の欠陥検出装置は、上述の画像処理装置と、前記画像処理装置で検出した円の内側及び外側の領域における前記撮像画像の輝度変化に基づいて、前記被検査物の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、欠陥検出装置は、上述の画像処理装置を備えるので、上述したように、撮像画像の円形状の部分を高精度に検出できる。そして、欠陥検出手段は、画像処理装置で検出した円を撮像画像に取り込んで、検出した円の内側領域と外側領域における撮像画像の輝度変化に基づいて、高精度に検出した円に対して欠陥を検出するので、高精度に欠陥を検出できる。
[第1実施形態]
以下、本発明に係る第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[欠陥検出装置の構成]
図1は、本実施形態における欠陥検出装置1の概略構成を示すブロック図である。
欠陥検出装置1は、例えば、インクジェットノズルの穴等の円形状を有する被検査物Wを検査し、ノズル穴の周縁部分の傷や付着した異物等を欠陥として検出する装置である。
この欠陥検出装置1は、顕微鏡2と、CCDカメラ3と、処理装置4と、表示装置5とを備える。
被検査物Wは、XYステージST上に載置され、平面的に移動可能となっている。
以下、本発明に係る第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[欠陥検出装置の構成]
図1は、本実施形態における欠陥検出装置1の概略構成を示すブロック図である。
欠陥検出装置1は、例えば、インクジェットノズルの穴等の円形状を有する被検査物Wを検査し、ノズル穴の周縁部分の傷や付着した異物等を欠陥として検出する装置である。
この欠陥検出装置1は、顕微鏡2と、CCDカメラ3と、処理装置4と、表示装置5とを備える。
被検査物Wは、XYステージST上に載置され、平面的に移動可能となっている。
顕微鏡2は、被検査物Wを拡大してCCDカメラ3で撮影するために設けられており、被検査物Wの欠陥を検出するために十分な倍率を有するものが用いられている。
CCDカメラ3は、顕微鏡2を介して被検査物Wを撮影する撮像手段である。
処理装置4は、CCDカメラ3を制御し、被検査物WをCCDカメラ3で撮像した撮像画像90(図2参照)を画像処理し、欠陥検出を行う。なお、処理装置4の構成の詳細な説明については、後述する。
表示装置5は、処理装置4に接続された液晶ディスプレイなどの表示装置である。
CCDカメラ3は、顕微鏡2を介して被検査物Wを撮影する撮像手段である。
処理装置4は、CCDカメラ3を制御し、被検査物WをCCDカメラ3で撮像した撮像画像90(図2参照)を画像処理し、欠陥検出を行う。なお、処理装置4の構成の詳細な説明については、後述する。
表示装置5は、処理装置4に接続された液晶ディスプレイなどの表示装置である。
[処理装置の構成]
図2は、処理装置4を示すブロック図である。
処理装置4は、CCDカメラ3で撮像した撮像画像を画像処理するものであり、コンピューターで構成されている。
この処理装置4は、図2に示すように、画像入力手段6と、画像処理装置としての画像処理手段7と、欠陥検出手段8と、HDDやメモリー等の記憶手段9とを備える。
図2は、処理装置4を示すブロック図である。
処理装置4は、CCDカメラ3で撮像した撮像画像を画像処理するものであり、コンピューターで構成されている。
この処理装置4は、図2に示すように、画像入力手段6と、画像処理装置としての画像処理手段7と、欠陥検出手段8と、HDDやメモリー等の記憶手段9とを備える。
画像処理手段7は、撮像画像90から円を検出するための画像処理を実行するものであり、円外周点検出手段71、円外周点候補リスト生成手段72、円外周点候補組合せリスト生成手段73、円中心点候補リスト生成手段74、有力円中心点候補選択手段75、正常円外周点抽出手段76、及び円検出手段77を備えている。
記憶手段9には、撮像画像90の他、画像処理及び欠陥検出を実行するための画像処理プログラムであるプログラム91、さらに後述する円外周点候補リスト92、円外周点候補組合せリスト93、及び円中心点候補リスト94が記憶されている。そして、処理装置4に設けられるCPU(Central Processing Unit)は、記憶手段9からプログラム91を読み出し、演算処理する、これにより、処理装置4は、前記各手段7,8として機能する。
欠陥検出手段8は、画像処理手段7により検出された円の円検出画像G´(図12参照)に基づいて、検出された円の内側領域及び外側領域における撮像画像90の輝度変化から、被検査物Wの欠陥部分の検出を行うものである。
[画像処理方法]
次に、本実施形態における処理装置4の画像処理方法について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、被検査物WがXYステージSTにセットされると、処理装置4の画像入力手段6は、CCDカメラ3から被検査物Wを撮像した撮影画像90を読み込み、当該撮像画像90を記憶手段9へ記憶する(ステップS1:画像取得工程)。
次に、本実施形態における処理装置4の画像処理方法について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、被検査物WがXYステージSTにセットされると、処理装置4の画像入力手段6は、CCDカメラ3から被検査物Wを撮像した撮影画像90を読み込み、当該撮像画像90を記憶手段9へ記憶する(ステップS1:画像取得工程)。
図4(A)は、撮像画像90のx座標における輝度変化を走査する様子を示す模式図であり、図4(B)は、撮像画像90において、所定のx座標におけるy座標の輝度変化を示すグラフである。
図5(A)は、撮像画像90のy座標における輝度変化を走査する様子を示す模式図であり、図5(B)は、撮像画像90において、所定のy座標におけるx座標の輝度変化を示すグラフである。
図5(A)は、撮像画像90のy座標における輝度変化を走査する様子を示す模式図であり、図5(B)は、撮像画像90において、所定のy座標におけるx座標の輝度変化を示すグラフである。
次に、円外周点検出手段71は、画像入力手段6により記憶手段9に取り込まれてxy座標内に表示された撮像画像90を読み出す。そして、この円外周点検出手段71は、図4(A)及び図5(A)に示すように、当該撮像画像90のx軸及びy軸の二方向に走査し、輝度の変化点を検出する。具体的に、図4(A)では、所定のx座標におけるy座標の輝度変化を走査している一例を示しており、これにより、図4(B)に示すように、撮像画像90において、所定のx座標におけるy座標の輝度変化をグラフ化する。そして、明背景に対して暗円を検出する必要があるため、撮像画像90の内部から外部に向けて、x座標を所定のピッチで走査し、それぞれグラフ化していく。ここで、図4(B)に示すグラフにおいて、撮像画像90の輝度が大きく上昇する上昇点E1をエッジとして検出する。また、図5(A)でも、同様に、撮像画像90の内部から外部に向けて、所定のy座標におけるx座標の輝度変化を走査する。これにより、図5(B)に示すように、撮像画像90において、所定のy座標におけるx座標の輝度変化をグラフ化する。そして、撮像画像90の内部から外部に向けて、y座標を所定のピッチで走査し、それぞれグラフ化していく。ここで、図5(B)に示すグラフにおいて、撮像画像90の輝度が大きく上昇する上昇点E2をエッジとして検出する。
ここで、輝度の上昇点E1,E2をエッジとして検出する方法として、本実施形態では、図4(B)及び図5(B)に示す輝度変化のグラフに基づいて、一次微分処理(撮像画像90の濃淡の変化量を求める処理)によるエッジ検出方法を用いている。この方法では、微分処理によりエッジ強度を算出し、エッジ強度が所定の閾値以上となる点をエッジ点として検出する。
また、この他に、エッジ検出方法として、撮像画像の円内画素における輝度を数点取得し、これらに基づいて算出された平均輝度を基準に閾値を設定して、当該閾値以上の輝度を有する画素をエッジ点とする方法や、撮像画像の円内画素の輝度近似式を算出して、その近似式との距離が閾値以上、離れている画素をエッジ点とする方法を採用してもよい。
また、この他に、エッジ検出方法として、撮像画像の円内画素における輝度を数点取得し、これらに基づいて算出された平均輝度を基準に閾値を設定して、当該閾値以上の輝度を有する画素をエッジ点とする方法や、撮像画像の円内画素の輝度近似式を算出して、その近似式との距離が閾値以上、離れている画素をエッジ点とする方法を採用してもよい。
円外周点検出手段71は、この検出したエッジに基づいて、円外周点候補P(P1、P2・・・Pn)を検出し、当該円外周点候補Pのx座標(X1、X2・・・Xn)及びy座標(Y1、Y2・・・Yn)についても取得し、記憶手段9に記憶させる(ステップS2:円外周点検出工程)。この際、円外周点検出手段71により得られた円外周点候補Pを検出したエッジ検出画像Gを図6に示す。
そして、円外周点候補リスト生成手段72は、記憶手段9から円外周点候補P、及び当該円外周点候補Pのx座標及びy座標を取得し、円外周点候補P、及び当該円外周点候補Pのx座標及びy座標をリスト化することで、図7(A)に示す円外周点候補リスト92を生成して、記憶手段9に記憶させる(ステップS3:円外周点候補リスト生成工程)。
次に、円外周点候補組合せリスト生成手段73は、ステップS3の工程で生成した円外周点候補リスト92から任意の3点の円外周点候補Pを抽出し、この抽出した3点の円外周点候補Pを1つの組合せとする円外周点候補組合せSを生成する。具体的には、例えば、円外周点候補P1,P2,P3を抽出し、これらを1つの円外周点候補組合せS1(P1,P2,P3)として、全ての円外周点候補P1〜Pnに対して円外周点候補組合せS1(P1,P2,P3)、S2(P1,P2,P4)・・・Sm(Pn−2、Pn−1、Pn)を生成する。そして、この円外周点候補組合せリスト生成手段73は、図7(B)に示す当該組合せS1〜Smをリスト化した円外周点候補組合せリスト93を生成して、記憶手段9に記憶させる(ステップS4:円外周点候補組合せリスト生成工程)。
次に、円中心点候補リスト生成手段74は、ステップS4の工程で生成した円外周点候補組合せリスト93から組合せS1を選択する。そして、図8に示す方法により、組合せS1から円中心点候補C1及び当該円中心点候補C1の半径R1を算出する。具体的には、円外周点候補P1とP2とを結ぶ直線A1、及びP2とP3とを結ぶ直線A2に対してそれぞれ直交する直線B1,B2が交差する点を円中心点候補C1として、当該円中心点候補C1のx座標(CX1)及びy座標(CY1)を取得し、各円外周点候補P1〜P3と円中心点候補C1との距離を半径R1として算出する。そして、円中心点候補リスト生成手段74は、円外周点候補組合せリスト93から全ての組合せS1〜Smについて、円中心点候補C(C1〜Cm)、当該円中心点候補Cのx座標(CX1、CX2・・・CXm)及びy座標(CY1、CY2・・・CYm)、及び半径R(R1〜Rm)を算出する。そして、円中心点候補リスト生成手段74は、図9(A)に示すように、算出した円中心点候補C、当該円中心点候補Cのx座標及びy座標、半径Rをリスト化した円中心点候補リスト94を生成して、記憶手段9に記憶させる(ステップS5:円中心点候補リスト生成工程)。
次に、有力円中心点候補選択手段75は、ステップS5の工程で生成した円中心点候補リスト94を記憶手段9から読み出し、円中心点候補Cのx座標及びy座標と、半径Rとが最も多く一致する円中心点候補Cを有力円中心点候補Cpとして選択する(ステップS6:有力円中心点候補選択工程)。ここで、有力円中心点候補Cpにおける半径は、半径Rpである。
ここで、図9(B)は、有力円中心点候補Cpから各円外周点候補Pまでの距離Dを円外周点候補P毎に示すグラフである。
図10は、図6に示すエッジ検出画像Gから正常円外周点Poを抽出する一例を示す図である。
図10は、図6に示すエッジ検出画像Gから正常円外周点Poを抽出する一例を示す図である。
次に、正常円外周点抽出手段76は、図9(B)及び図10(A)に示すように、有力円中心点候補Cpの半径Rpを基準に、上限半径Rpmaxから下限半径Rpminまでの範囲を閾値R1thの範囲として設定し、有力円中心点候補Cpから全ての円外周点候補Pまでの距離が閾値R1thの範囲内であるかを判定する。そして、正常円外周点抽出手段76は、閾値R1thの範囲内である円外周点候補Pを正常円外周点Poとして円外周点候補リスト92から抽出する(ステップS7:正常円外周点抽出工程)。
例えば、図6に示すエッジ検出画像Gにおいて、有力円中心点候補Cpが設定される。そして、図10(A)において、正常円外周点Poは、閾値R1thの範囲内に分布する円外周点候補Pであり、この閾値R1thの範囲内に分布する円外周点候補Pのみを抽出すると、図10(B)に示す正常円外周点Poが得られる。
例えば、図6に示すエッジ検出画像Gにおいて、有力円中心点候補Cpが設定される。そして、図10(A)において、正常円外周点Poは、閾値R1thの範囲内に分布する円外周点候補Pであり、この閾値R1thの範囲内に分布する円外周点候補Pのみを抽出すると、図10(B)に示す正常円外周点Poが得られる。
次に、円検出手段77は、ステップS5の工程で生成した円中心点候補リスト94の各円中心点候補Cと正常円外周点Poとの距離Dをそれぞれ算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、撮像画像90の円を検出する(ステップS8:円検出工程)。
具体的には、円検出手段77は、平均距離算出手段771と、評価値算出手段772と、円判定手段773とを備える。
本実施形態では、円検出手段77として、最小二乗法を用いて、円中心点及び半径を求めて、撮像画像90の円を検出する。具体的な検出方法を以下に説明する。
具体的には、円検出手段77は、平均距離算出手段771と、評価値算出手段772と、円判定手段773とを備える。
本実施形態では、円検出手段77として、最小二乗法を用いて、円中心点及び半径を求めて、撮像画像90の円を検出する。具体的な検出方法を以下に説明する。
図11は、円検出手段77により円中心点Cb及び半径Rbを検出する方法を示す図である。具体的に、図11(A)は、円中心点候補C1と正常円外周点Poとの距離Dを示す図である。なお、図11(A)では、円中心点候補C1についてのみ例示したが、他の円中心点候補C2〜Cnについても同様である。
平均距離算出手段771は、円中心点候補Cと正常円外周点Poとの距離Dを円中心点候補C毎にそれぞれ算出し、算出された距離Dに基づいて、円中心点候補C毎に平均距離Rを算出する。例えば、平均距離算出手段771は、図11(A)に示すように、円中心点候補C1と正常円外周点Po(図11(A)では、P1〜P7)との距離D(図11(A)では、D1〜D7)を算出し、この距離D1〜D7の平均距離R1を算出する。そして、平均距離算出手段771は、円中心点候補Cと正常円外周点Po(P1〜Pn)との距離D(D1、D2・・・Dn)を円中心点候補C(C1〜Cm)毎にそれぞれ算出し、算出された距離Dに基づいて、円中心点候補C毎に平均距離R(R1、R2・・・Rm)を以下の式(1)によって算出する。
平均距離算出手段771は、円中心点候補Cと正常円外周点Poとの距離Dを円中心点候補C毎にそれぞれ算出し、算出された距離Dに基づいて、円中心点候補C毎に平均距離Rを算出する。例えば、平均距離算出手段771は、図11(A)に示すように、円中心点候補C1と正常円外周点Po(図11(A)では、P1〜P7)との距離D(図11(A)では、D1〜D7)を算出し、この距離D1〜D7の平均距離R1を算出する。そして、平均距離算出手段771は、円中心点候補Cと正常円外周点Po(P1〜Pn)との距離D(D1、D2・・・Dn)を円中心点候補C(C1〜Cm)毎にそれぞれ算出し、算出された距離Dに基づいて、円中心点候補C毎に平均距離R(R1、R2・・・Rm)を以下の式(1)によって算出する。
図11(B)は、円中心点候補C1の平均距離R1と、円中心点候補C1から正常円外周点Po(図11(B)では、P1〜P7)までの距離Dとの距離差Lを示す図である。なお、図11(B)では、円中心点候補C1についてのみ例示したが、他の円中心点候補C2〜Cnについても同様である。
評価値算出手段772は、円中心点候補Cにおける平均距離Rと、円中心点候補Cから各正常円外周点Poまでの距離Dとの距離差Lを正常円外周点Po毎に算出し、これらの距離差Lを二乗して、正常円外周点Po毎に距離差Lを二乗したものを全て加算した評価値Vを算出する。例えば、評価値算出手段772は、図11(B)に示す円中心点候補C1の平均距離R1と、距離D1との距離差L1を算出し、当該距離差L1を二乗する。そして、これらの演算を円外周点候補P2〜P7についても行い、距離差L2〜L7を算出して二乗し、距離差L1〜L7を二乗したもの全てを加算した評価値V1を算出する。そして、評価値算出手段772は、円中心点候補C(C1〜Cm)における平均距離R(R1、R2・・・Rm)と、円中心点候補Cから各正常円外周点Po(P1〜Pn)までの距離との距離差L(L1〜Ln)をそれぞれ算出し、これらの距離差Lを二乗して、距離差Lを二乗したもの全てを加算した評価値V(V1〜Vm)を以下の式(2)によって算出する。
評価値算出手段772は、円中心点候補Cにおける平均距離Rと、円中心点候補Cから各正常円外周点Poまでの距離Dとの距離差Lを正常円外周点Po毎に算出し、これらの距離差Lを二乗して、正常円外周点Po毎に距離差Lを二乗したものを全て加算した評価値Vを算出する。例えば、評価値算出手段772は、図11(B)に示す円中心点候補C1の平均距離R1と、距離D1との距離差L1を算出し、当該距離差L1を二乗する。そして、これらの演算を円外周点候補P2〜P7についても行い、距離差L2〜L7を算出して二乗し、距離差L1〜L7を二乗したもの全てを加算した評価値V1を算出する。そして、評価値算出手段772は、円中心点候補C(C1〜Cm)における平均距離R(R1、R2・・・Rm)と、円中心点候補Cから各正常円外周点Po(P1〜Pn)までの距離との距離差L(L1〜Ln)をそれぞれ算出し、これらの距離差Lを二乗して、距離差Lを二乗したもの全てを加算した評価値V(V1〜Vm)を以下の式(2)によって算出する。
円判定手段773は、円中心点候補C毎に算出された評価値Vをそれぞれ比較し、評価値Vのうち、最も小さい評価値Vを有する円中心点候補Cを撮像画像90の円中心点Cbとし、平均距離算出手段771で算出された当該円中心点Cbの平均距離Rを半径Rbとして検出する。そして、この円中心点Cb及び半径Rbに基づいて撮像画像90の円を検出した円検出画像G´の一例を図12に示す。
次に、欠陥検出手段8は、ステップS8にて撮像画像90の円を検出した円検出画像G´(図12参照)に基づいて、検出された円の内側領域及び外側領域における撮像画像90の輝度変化から、被検査物Wの欠陥部分の検出を行う(ステップS9:欠陥検出工程)。
上述した第1実施形態の画像処理手段7によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態では、正常円外周点抽出手段76を備えることで、撮像画像90の円中心点として有力な有力円中心点候補Cpから各円外周点候補Pまでの距離Dに基づいて、円外周点候補Pのうち、設定された閾値R1thの範囲内にある正常円外周点Poのみを抽出している。これによれば、円外周点候補Pのうち、正常円外周点Poのみを抽出するので、撮像画像90の円外周点として適切な円外周点を選択でき、円外周点の検出精度を高めることができる。
また、円検出手段77により撮像画像90の円を検出する前に、正常円外周点抽出手段76は、有力円中心点候補選択手段75により選択された有力円中心点候補Cpの半径Rpを基準に設定された閾値R1thに基づいて、円外周点候補Pのうち、前記閾値R1thの範囲内に相当する正常円外周点Poを抽出している。そして、円検出手段77では、抽出された当該正常円外周点Poを用いて、各円中心点候補Cと各正常円外周点Poと距離Dを算出して評価し、円中心点Cb及び半径Rbを求めて、撮像画像90の円を検出している。これによれば、有力円中心点候補選択手段75及び正常円外周点抽出手段76により、撮像画像90の円外周点の検出精度を高めた上で、さらに、円検出手段77により、円中心点候補C毎に円中心点及び半径を評価して、撮像画像90の円を検出しているので、撮像画像90の円形状の部分を高精度に検出できる。
さらに、円中心点候補リスト生成手段74は、図8に示す簡易な算出方法により、円中心点候補Cのx座標及びy座標を取得し、各円外周点候補Pと円中心点候補Cとの距離を半径Rとして算出しているため、従来のハフ変換による極座標変換等を用いた円中心点座標の演算処理に比べて、大幅に高速化できる。
本実施形態では、正常円外周点抽出手段76を備えることで、撮像画像90の円中心点として有力な有力円中心点候補Cpから各円外周点候補Pまでの距離Dに基づいて、円外周点候補Pのうち、設定された閾値R1thの範囲内にある正常円外周点Poのみを抽出している。これによれば、円外周点候補Pのうち、正常円外周点Poのみを抽出するので、撮像画像90の円外周点として適切な円外周点を選択でき、円外周点の検出精度を高めることができる。
また、円検出手段77により撮像画像90の円を検出する前に、正常円外周点抽出手段76は、有力円中心点候補選択手段75により選択された有力円中心点候補Cpの半径Rpを基準に設定された閾値R1thに基づいて、円外周点候補Pのうち、前記閾値R1thの範囲内に相当する正常円外周点Poを抽出している。そして、円検出手段77では、抽出された当該正常円外周点Poを用いて、各円中心点候補Cと各正常円外周点Poと距離Dを算出して評価し、円中心点Cb及び半径Rbを求めて、撮像画像90の円を検出している。これによれば、有力円中心点候補選択手段75及び正常円外周点抽出手段76により、撮像画像90の円外周点の検出精度を高めた上で、さらに、円検出手段77により、円中心点候補C毎に円中心点及び半径を評価して、撮像画像90の円を検出しているので、撮像画像90の円形状の部分を高精度に検出できる。
さらに、円中心点候補リスト生成手段74は、図8に示す簡易な算出方法により、円中心点候補Cのx座標及びy座標を取得し、各円外周点候補Pと円中心点候補Cとの距離を半径Rとして算出しているため、従来のハフ変換による極座標変換等を用いた円中心点座標の演算処理に比べて、大幅に高速化できる。
また、円検出手段77は、いわゆる最小二乗法を用いることで、円検出を行っている。具体的に、円検出手段は、平均距離算出手段771と、評価値算出手段772と、円判定手段773とを備え、円中心点候補Cと各正常円外周点Poとの距離差Lを二乗して加算し、円中心点候補C毎にこれらを算出して評価値Vとし、この評価値Vが最も小さいものを円中心点Cbとする。すなわち、これらの手段は、足し算、掛け算等の簡単な演算処理であるため、上述した従来のハフ変換等の演算処理に比べて、演算処理を簡素化できる。
さらに、撮像画像90を二方向に走査して、輝度の変化点を検出する簡易な方法を用いているので、処理を高速化できる。また、シェーディングがかかった画像においても輝度変化に基づいてエッジ検出するため、検出精度を高めることができる。
さらに、撮像画像90を二方向に走査して、輝度の変化点を検出する簡易な方法を用いているので、処理を高速化できる。また、シェーディングがかかった画像においても輝度変化に基づいてエッジ検出するため、検出精度を高めることができる。
[第2実施形態]
前記第1実施形態では、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94を生成するのみであったが、本実施形態における円中心点候補リスト生成手段74は、被検査物Wの半径Reが予め記憶手段9に記憶されているので、この半径Reを基準に所定範囲を有する閾値R2thの範囲を設定し、閾値R2thの範囲内の円中心点候補Cのみを正常円中心点Coとして抽出する点で相違する。
前記第1実施形態では、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94を生成するのみであったが、本実施形態における円中心点候補リスト生成手段74は、被検査物Wの半径Reが予め記憶手段9に記憶されているので、この半径Reを基準に所定範囲を有する閾値R2thの範囲を設定し、閾値R2thの範囲内の円中心点候補Cのみを正常円中心点Coとして抽出する点で相違する。
円中心点候補リスト生成手段74は、図13の各円中心点候補Cの半径Rの分布グラフに示すように、予め記憶手段9に記憶された被検査物Wの半径Reを基準に上限半径Remaxから下限半径Reminまでの範囲を閾値R2thとして設定する。そして、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94を参照して、各円中心点候補Cの各半径Rが閾値R2thの範囲内であるかを判定し、当該範囲内である円中心点候補Cを正常円中心点Coとして円中心点候補リスト94から抽出してリスト化する。すなわち、円中心点候補リスト94から正常円中心点Coのみを抽出しているため、円中心点候補Cの候補数は、前記第1実施形態での候補数に対して少なくなっている。
図14は、本実施形態での画像処理を示すフローチャートである。
本実施形態の画像処理方法としては、まず、前記第1実施形態のステップS1〜S5(図3参照)と同様のステップS11〜S15の工程を行う。そして、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94を生成する工程(ステップS15)の後、予め記憶手段9に記憶された被検査物Wの半径Reを読み出す(ステップS16)。
次に、円中心点候補リスト生成手段74は、各円中心点候補Cの各半径Rが閾値R2thの範囲内であるかを判定し、範囲内に相当する円中心点候補Cを正常円中心点Coとして抽出してリスト化する(ステップS17)。
そして、有力円中心点候補選択手段75は、正常円中心点Coのみでリスト化された円中心点候補リスト94を読み出し、円中心点候補Cのx座標及びy座標と、半径Rとが最も多く一致する円中心点候補Cを有力円中心点候補Cpとして選択する(ステップS18)。
この後は、前記第1実施形態のステップS7〜S9(図3参照)と同様のステップS19〜S21の工程を行う。
なお、ステップS15において、円中心点候補リスト生成手段74が円中心点候補リスト94を生成する際に、ステップS16、S17の工程を合わせて行ってもよい。
本実施形態の画像処理方法としては、まず、前記第1実施形態のステップS1〜S5(図3参照)と同様のステップS11〜S15の工程を行う。そして、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94を生成する工程(ステップS15)の後、予め記憶手段9に記憶された被検査物Wの半径Reを読み出す(ステップS16)。
次に、円中心点候補リスト生成手段74は、各円中心点候補Cの各半径Rが閾値R2thの範囲内であるかを判定し、範囲内に相当する円中心点候補Cを正常円中心点Coとして抽出してリスト化する(ステップS17)。
そして、有力円中心点候補選択手段75は、正常円中心点Coのみでリスト化された円中心点候補リスト94を読み出し、円中心点候補Cのx座標及びy座標と、半径Rとが最も多く一致する円中心点候補Cを有力円中心点候補Cpとして選択する(ステップS18)。
この後は、前記第1実施形態のステップS7〜S9(図3参照)と同様のステップS19〜S21の工程を行う。
なお、ステップS15において、円中心点候補リスト生成手段74が円中心点候補リスト94を生成する際に、ステップS16、S17の工程を合わせて行ってもよい。
上述した第2実施形態の画像処理手段7によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
本実施形態では、記憶手段9には、被検査物Wの半径Reが予め記憶され、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94から半径Reを基準にして設定された閾値R2thに基づいて、正常円中心点Coのみを抽出してリスト化するので、円中心点候補Cの候補数を前記第1実施形態での候補数に対して予め少なくしておくことができる。このため、有力円中心点候補選択手段75は、円中心点候補Cの少なくなった円中心点候補リスト94から有力円中心点候補Cpを選択するので、演算処理を高速化することができる。
また、円中心点候補Cのうち、閾値R2thの範囲内に相当する正常円中心点Coのみが抽出されているので、有力円中心点候補Cpから円外周点候補Pまでの距離が閾値R1thの範囲外の円外周点候補Pの候補数は、前記第1実施形態に比べて少ないと考えられる。このため、正常円外周点抽出手段76の演算処理を高速化にできる。
本実施形態では、記憶手段9には、被検査物Wの半径Reが予め記憶され、円中心点候補リスト生成手段74は、円中心点候補リスト94から半径Reを基準にして設定された閾値R2thに基づいて、正常円中心点Coのみを抽出してリスト化するので、円中心点候補Cの候補数を前記第1実施形態での候補数に対して予め少なくしておくことができる。このため、有力円中心点候補選択手段75は、円中心点候補Cの少なくなった円中心点候補リスト94から有力円中心点候補Cpを選択するので、演算処理を高速化することができる。
また、円中心点候補Cのうち、閾値R2thの範囲内に相当する正常円中心点Coのみが抽出されているので、有力円中心点候補Cpから円外周点候補Pまでの距離が閾値R1thの範囲外の円外周点候補Pの候補数は、前記第1実施形態に比べて少ないと考えられる。このため、正常円外周点抽出手段76の演算処理を高速化にできる。
さらに、前記第1実施形態では、平均距離算出手段771は、全ての円中心点候補Cについて、当該円中心点候補Cと正常円外周点Poとの距離を算出していたが、本実施形態では、正常円中心点Coのみが抽出されているので、円中心点候補Cの候補数が少なくなっているので、本実施形態での平均距離算出手段771の演算処理を高速化できる。
[第3実施形態]
図15は、本実施形態に係る処理装置4のブロック図である。なお、図の説明にあたって、前記第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
前記各実施形態では、円外周点候補リスト生成手段72は、全ての円外周点候補Pの円外周点候補リスト92を生成していたが、本実施形態では、円外周点選択手段78を備え、検出された円外周点候補Pのうち所定領域(例えば、図16における領域Ar)の円外周点候補Pのみを選択し、円外周点候補リスト生成手段72は、領域Ar内の円外周点候補Pのみについて円外周点候補リスト92を生成している点で相違する。
図15は、本実施形態に係る処理装置4のブロック図である。なお、図の説明にあたって、前記第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
前記各実施形態では、円外周点候補リスト生成手段72は、全ての円外周点候補Pの円外周点候補リスト92を生成していたが、本実施形態では、円外周点選択手段78を備え、検出された円外周点候補Pのうち所定領域(例えば、図16における領域Ar)の円外周点候補Pのみを選択し、円外周点候補リスト生成手段72は、領域Ar内の円外周点候補Pのみについて円外周点候補リスト92を生成している点で相違する。
円外周点選択手段78は、前記各手段71〜77等と同様に、記憶手段9に記憶されたプログラム91が処理装置4に設けられるCPUにより読み出され、演算処理されて機能されるものである。この円外周点選択手段78は、図16のエッジ検出画像Gを読み出して、例えば、検査員がマウス等の操作手段により選択されたエッジ検出画像Gの領域Ar内の円外周点候補Pを抽出する。
そして、円外周点候補リスト生成手段72は、円外周点選択手段78にて抽出された円外周点候補Pに基づいて、円外周点候補リスト92を生成する。すなわち、円外周点候補Pのうち、領域Ar内の円外周点候補Pのみを抽出しているため、円外周点候補Pの候補数が前記各実施形態の円外周点候補Pの候補数よりも少なくなっている。
そして、円外周点候補リスト生成手段72は、円外周点選択手段78にて抽出された円外周点候補Pに基づいて、円外周点候補リスト92を生成する。すなわち、円外周点候補Pのうち、領域Ar内の円外周点候補Pのみを抽出しているため、円外周点候補Pの候補数が前記各実施形態の円外周点候補Pの候補数よりも少なくなっている。
図17は、本実施形態での画像処理を示すフローチャートである。
本実施形態の画像処理方法としては、まず、前記第1実施形態のステップS1(図3参照)と同様のステップS31の工程を行う。そして、図17に示すように、円外周点検出手段71により、撮像画像90をx軸及びy軸の二方向に走査し、輝度変化点に基づいて、円外周点候補Pを検出する工程(ステップS32)の後、検査員は図16に示すエッジ検出画像Gから、例えば、正常円外周点Poが多いと予測される領域Arを選択し、円外周点選択手段78は、領域Ar内の円外周点候補Pを抽出する(ステップS33)。
次に、円外周点候補リスト生成手段72は、領域Ar内の抽出された円外周点候補P、及び当該円外周点候補Pのx座標及びy座標を取得し、円外周点候補リスト92を生成する(ステップS34)。
この後は、前記第1実施形態のステップS4〜S9(図3参照)と同様のステップS35〜S40の工程を行う。
本実施形態の画像処理方法としては、まず、前記第1実施形態のステップS1(図3参照)と同様のステップS31の工程を行う。そして、図17に示すように、円外周点検出手段71により、撮像画像90をx軸及びy軸の二方向に走査し、輝度変化点に基づいて、円外周点候補Pを検出する工程(ステップS32)の後、検査員は図16に示すエッジ検出画像Gから、例えば、正常円外周点Poが多いと予測される領域Arを選択し、円外周点選択手段78は、領域Ar内の円外周点候補Pを抽出する(ステップS33)。
次に、円外周点候補リスト生成手段72は、領域Ar内の抽出された円外周点候補P、及び当該円外周点候補Pのx座標及びy座標を取得し、円外周点候補リスト92を生成する(ステップS34)。
この後は、前記第1実施形態のステップS4〜S9(図3参照)と同様のステップS35〜S40の工程を行う。
上述した第3実施形態の画像処理手段7によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
本実施形態では、円外周点選択手段78は、エッジ検出画像Gに対して、検査員がマウス等の操作手段で指定した領域Ar内の円外周点候補Pを抽出する。これによれば、検査員は事前にエッジ検出画像Gの円外周点として正常な円外周点候補Pを選択しているので、エッジ検出画像Gの円外周点の検出精度を高めることができる。
また、円外周点選択手段78は、検査員が選択した領域Ar内の円外周点候補Pのみを抽出するので、前記各実施形態での円外周点候補Pに比べて円外周点候補Pの候補数は少なくなっている。これによれば、円外周点候補リスト生成手段72は、全ての円外周点候補Pのxy座標、及び半径Rの円外周点候補リスト92を生成する必要がない。従って、円外周点候補リスト生成手段72のリスト生成を高速化することができる。
さらに、円外周点候補Pの候補数が前記第1実施形態に比べて少ないので、円外周点候補組合せリスト生成手段73、及び円中心点候補リスト生成手段74もリスト生成を高速化できる。
本実施形態では、円外周点選択手段78は、エッジ検出画像Gに対して、検査員がマウス等の操作手段で指定した領域Ar内の円外周点候補Pを抽出する。これによれば、検査員は事前にエッジ検出画像Gの円外周点として正常な円外周点候補Pを選択しているので、エッジ検出画像Gの円外周点の検出精度を高めることができる。
また、円外周点選択手段78は、検査員が選択した領域Ar内の円外周点候補Pのみを抽出するので、前記各実施形態での円外周点候補Pに比べて円外周点候補Pの候補数は少なくなっている。これによれば、円外周点候補リスト生成手段72は、全ての円外周点候補Pのxy座標、及び半径Rの円外周点候補リスト92を生成する必要がない。従って、円外周点候補リスト生成手段72のリスト生成を高速化することができる。
さらに、円外周点候補Pの候補数が前記第1実施形態に比べて少ないので、円外周点候補組合せリスト生成手段73、及び円中心点候補リスト生成手段74もリスト生成を高速化できる。
また、円中心点候補リスト生成手段74で生成される円中心点候補リスト94に含まれる円中心点候補Cの候補数が第1実施形態よりも少ないので、有力円中心点候補選択手段75は円中心点候補リスト94から有力円中心点候補Cpを選択する演算処理を高速化できる。
さらに、前記第1実施形態では、平均距離算出手段771は、全ての円中心点候補Cについて、当該円中心点候補Cと正常円外周点Poとの距離を算出していたが、本実施形態では、円中心点候補Cの候補数が少なくなっているので、本実施形態での平均距離算出手段771の演算処理を高速化できる。
さらに、前記第1実施形態では、平均距離算出手段771は、全ての円中心点候補Cについて、当該円中心点候補Cと正常円外周点Poとの距離を算出していたが、本実施形態では、円中心点候補Cの候補数が少なくなっているので、本実施形態での平均距離算出手段771の演算処理を高速化できる。
[実施形態の変形]
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
前記各実施形態では、被検査物Wの撮像画像をx軸及びy軸の二方向に走査したが、x軸またはy軸のいずれか一方の一方向に走査してもよい。また、輝度変化の検出精度を高めるために、三方向以上に走査してもよい。
前記各実施形態において、処理装置4の画像処理対象として、インクジョットノズルを被検査物Wとして画像処理していたが、これに限定されるものではなく、円形状を有する被検査物であればよい。また、アライメントマークを被検査物として画像処理してもよい。
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
前記各実施形態では、被検査物Wの撮像画像をx軸及びy軸の二方向に走査したが、x軸またはy軸のいずれか一方の一方向に走査してもよい。また、輝度変化の検出精度を高めるために、三方向以上に走査してもよい。
前記各実施形態において、処理装置4の画像処理対象として、インクジョットノズルを被検査物Wとして画像処理していたが、これに限定されるものではなく、円形状を有する被検査物であればよい。また、アライメントマークを被検査物として画像処理してもよい。
前記第2実施形態においても、前記第3実施形態の円外周点選択手段78を備える構成としてもよい。
前記各実施形態において、CPUが記憶手段9に記憶されたプログラム91を読み出して演算処理を実行することで、各手段71〜78を機能させていたが、各手段71〜78の構成は、これに限定されるものではなく、例えばICチップなどの集積回路、各種ハードウェアにより構成されるものであってもよい。
前記各実施形態において、CPUが記憶手段9に記憶されたプログラム91を読み出して演算処理を実行することで、各手段71〜78を機能させていたが、各手段71〜78の構成は、これに限定されるものではなく、例えばICチップなどの集積回路、各種ハードウェアにより構成されるものであってもよい。
1…欠陥検出装置、4…処理装置(コンピューター)、7…画像処理手段(画像処理装置)、8…欠陥検出手段、9…記憶手段、71…円外周点検出手段、72…円外周点候補リスト生成手段、73…円外周点候補組合せリスト生成手段、74…円中心点候補リスト生成手段、75…有力円中心点候補選択手段、76…正常円外周点抽出手段、77…円検出手段、78…円外周点候補選択手段、90…撮像画像、91…プログラム(画像処理プログラム)、92…円外周点候補リスト、93…円外周点候補組合せリスト、94…円中心点候補リスト、771…平均距離算出手段、772…評価値算出手段、773…円判定手段、Ar…領域、C…円中心点候補、Cb…円中心点、Cp…有力円中心点候補、D…距離、L…距離差、P…円外周点候補、Po…正常円外周点、R…平均距離、R,Re,Rp…半径、R1th,R2th…閾値(所定範囲)、Rb…半径、S…円外周点候補組合せ、V…評価値、W…被検査物。
Claims (7)
- 円形状を有する被検査物を撮像した撮像画像を少なくとも一方向に走査し、輝度の変化点を検出することで円外周点候補を検出する円外周点検出手段と、
前記円外周点候補の前記撮像画像上の座標を取得し、前記円外周点候補及び前記座標をリスト化する円外周点候補リスト生成手段と、
前記円外周点候補リストから任意の前記円外周点候補を3点抽出し、前記3点の円外周点候補を1つの円外周点候補組合せとして、前記円外周点候補リストから複数の前記円外周点候補組合せを生成してリスト化する円外周点候補組合せリスト生成手段と、
前記円外周点候補組合せリストの前記各組合せに基づいて、前記組合せ毎の円中心点候補、円中心点座標、及び半径を算出してリスト化する円中心点候補リスト生成手段と、
前記円中心点候補リストのうち、前記円中心点座標及び前記半径が一致する前記円中心点候補の数が最も多い前記円中心点候補を有力円中心点候補として選択する有力円中心点候補選択手段と、
前記有力円中心点候補の半径を基準に所定範囲を設定し、前記有力円中心点候補から前記各円外周点候補までの距離が前記所定範囲内であるかを判定して、前記所定範囲内に相当する前記円外周点候補のみを正常円外周点として抽出する正常円外周点抽出手段と、
前記円中心点候補リストの前記各円中心点候補と、前記正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、前記撮像画像の円を検出する円検出手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記円検出手段は、
前記円中心点候補と前記各正常円外周点との距離を前記円中心点候補毎にそれぞれ算出し、当該算出された距離に基づいて、前記円中心点候補毎に平均距離をそれぞれ算出する平均距離算出手段と、
前記円中心点候補における前記平均距離と、前記円中心点候補から前記各正常円外周点までの距離との距離差を自乗し、当該自乗した各距離差を加算して、前記円中心点候補毎の評価値を算出する評価値算出手段と、
前記各円中心点候補における各評価値を比較し、最も小さい評価値を有する前記円中心点候補を前記円中心点として判定し、当該円中心点における前記平均距離を前記半径として、円を検出する円判定手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像処理装置において、
前記被検査物の半径が予め記憶された記憶手段を備え、
前記円中心点候補リスト生成手段は、前記各円中心点候補の前記各半径が前記被検査物の半径を基準に設定された所定範囲の範囲内であるかを判定し、当該所定範囲内に相当する円中心点候補のみを抽出してリスト化する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記撮像画像に対して所定領域に位置する前記円外周点候補を選択する円外周点選択手段を備え、
前記円外周点候補リスト生成手段は、前記円外周点選択手段で選択された前記円外周点候補のみをリスト化する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 円形状を有する被検査物を撮像した撮像画像を少なくとも一方向に走査し、輝度の変化点を検出することで円外周点候補を検出する円外周点検出工程と、
前記円外周点候補の前記撮像画像上の座標を取得し、前記円外周点候補及び前記座標をリスト化する円外周点候補リスト生成工程と、
前記円外周点候補リストから任意の前記円外周点候補を3点抽出し、前記3点の円外周点候補を1つの円外周点候補組合せとして、前記円外周点候補リストから複数の前記円外周点候補組合せを生成してリスト化する円外周点候補組合せリスト生成工程と、
前記円外周点候補組合せリストの前記各組合せに基づいて、前記組合せ毎の円中心点候補、円中心点座標、及び半径を算出してリスト化する円中心点候補リスト生成工程と、
前記円中心点候補リストのうち、前記円中心点座標及び前記半径が一致する前記円中心点候補の数が最も多い前記円中心点候補を有力円中心点候補として選択する有力円中心点候補選択工程と、
前記有力円中心点候補の半径を基準に所定範囲を設定し、前記有力円中心点候補から前記各円外周点候補までの距離が前記所定範囲内であるかを判定して、前記所定範囲内に相当する前記円外周点候補のみを正常円外周点として抽出する正常円外周点抽出工程と、
前記円中心点候補リストの前記各円中心点候補と、前記正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、前記撮像画像の円を検出する円検出工程とを備える
ことを特徴とする画像処理方法。 - コンピューターを、
円形状を有する被検査物を撮像した撮像画像を少なくとも一方向に走査し、輝度の変化点を検出することで円外周点候補を検出する円外周点検出手段、
前記円外周点候補の前記撮像画像上の座標を取得し、前記円外周点候補及び前記座標をリスト化する円外周点候補リスト生成手段、
前記円外周点候補リストから任意の前記円外周点候補を3点抽出し、前記3点の円外周点候補を1つの円外周点候補組合せとして、前記円外周点候補リストから複数の前記円外周点候補組合せを生成してリスト化する円外周点候補組合せリスト生成手段、
前記円外周点候補組合せリストの前記各組合せに基づいて、前記組合せ毎の円中心点候補、円中心点座標、及び半径を算出してリスト化する円中心点候補リスト生成手段、
前記円中心点候補リストのうち、前記円中心点座標及び前記半径が一致する前記円中心点候補の数が最も多い前記円中心点候補を有力円中心点候補として選択する有力円中心点候補選択手段、
前記有力円中心点候補の半径を基準に所定範囲を設定し、前記有力円中心点候補から前記各円外周点候補までの距離が前記所定範囲内であるかを判定して、前記所定範囲内に相当する前記円外周点候補のみを正常円外周点として抽出する正常円外周点抽出手段、
前記円中心点候補リストの前記各円中心点候補と、前記正常円外周点との距離を算出して評価し、円中心点及び半径を求めて、前記撮像画像の円を検出する円検出手段、
として機能させるための画像処理プログラム。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置で検出した円の内側及び外側の領域における前記撮像画像の輝度変化に基づいて、前記被検査物の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備える
ことを特徴とする欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010097616A JP2011227748A (ja) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び欠陥検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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ID=45043007
Family Applications (1)
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JP2010097616A Withdrawn JP2011227748A (ja) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び欠陥検出装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101557271B1 (ko) * | 2014-06-26 | 2015-10-06 | 한밭대학교 산학협력단 | 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 |
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2010
- 2010-04-21 JP JP2010097616A patent/JP2011227748A/ja not_active Withdrawn
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