JP2018173732A - 検査装置、検査方法、検査プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】特徴抽出のための二値化しきい値の容易な設定を可能とすること。【解決手段】検査装置１２は、集計装置１３により設定された二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、二値化画像から欠陥候補を抽出する。そして、検査装置１２は、欠陥候補を含む検査領域を設定し、濃淡画像における検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得する。また、検査装置１２は、下側輝度値と上側輝度値の間の平均輝度値を算出する。そして、検査装置１２は、欠陥候補と上側輝度値と下側輝度値と平均輝度値とを集計装置１３に出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、検査装置、検査方法、検査プログラム及び記録媒体に関する。

従来、被検査物の検出や検査するための装置が各種提案されている。例えば、欠陥の有無等を検査する検査装置は、撮像装置を用いて、シート（樹脂や紙等）などの平板状の被検査物を撮影した画像に基づいて被検査物を検査する（例えば、特許文献１参照）。

検査装置は、予めユーザにより設定された二値化しきい値に基づいて、検査物を撮影した画像から特徴抽出によって欠陥候補（ブロブ）を抽出する。ユーザは、その欠陥候補が欠陥として検出すべきか否かを判定する。二値化しきい値の設定により、製品的に問題となりうるブロブのみを検出するためである。

特開２００２−２５１６０３号公報

ところで、樹脂シートのように高速で連続的に移動する検査対象では、ブロブの画像を表示すると、画像の転送が多くなり、結果データの転送や判定の処理が追いつかない。このため、検査装置では、撮影した画像の特徴とするデータ、例えば画像の濃淡の平均値や、結果データ等の数値のみを表示するようにしている。また、製品的に問題とならないブロブを検出しないように二値化しきい値を設定することが好ましい。しかしながら、上述のように数値データのみを表示するものでは、二値化しきい値の設定が難しい。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、特徴抽出のための二値化しきい値の容易な設定を可能とする検査装置、検査方法、検査プログラム及び記録媒体を提供することにある。

上記課題を解決する検査装置は、撮像装置により検査対象を撮影した濃淡画像の欠陥候補に基づいて前記検査対象を検査する検査装置であって、二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、前記二値化画像から前記欠陥候補を抽出し、前記欠陥候補を含む検査領域を設定し、前記濃淡画像における前記検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得し、前記下側輝度値と前記上側輝度値の間の平均輝度値を算出し、前記欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力する。

この構成によれば、下側輝度値又は上側輝度値を得るための第１の設定個数、第２の設定個数より小さな面積の欠陥候補を検出しないように設定するため、下側輝度値又は上側輝度値をしきい値として設定する。また、平均輝度値を参照してその平均輝度値を得るときの下側輝度値又は上側輝度値をしきい値として設定する。このように、特徴抽出において所望の欠陥候補を得るための二値化しきい値を容易に設定することができる。

上記の検査装置は、前記欠陥候補の面積を算出し、前記欠陥候補の座標値と前記面積とを出力することが好ましい。
上記の検査装置において、前記検査領域は、前記欠陥候補を直交する２軸に投影した投影長さを辺の長さとする矩形状領域であることが好ましい。

この構成によれば、検出した欠陥候補に対して最小の検査領域を設定することができる。
上記の検査装置において、前記第１の設定情報と前記第２の設定情報は、前記画素のカウントを開始する方向を示し、前記第１の設定情報に基づいて、前記輝度分布の最大値又は最小値から画素をカウントし、前記第１の設定個数の画素の輝度値を前記下側輝度値とし、前記第２の設定情報に基づいて、前記輝度分布の最大値又は最小値から画素をカウントし、前記第２の設定個数の画素の輝度値を前記上側輝度値とすることが好ましい。

この構成によれば、欠陥検出のための最小面積（画素数）等と同様の画素の個数を設定個数とすることで、下側輝度値と上側輝度値との容易な取得が可能となる。
上記の検査装置は、前記二値化画像から白色の欠陥候補を抽出し、前記白色の欠陥候補を含む検査領域について、前記下側輝度値と前記上側輝度値とを取得するとともに前記平均輝度値を算出し、前記白色の欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力し、前記二値化画像から黒色の欠陥候補を抽出し、前記黒色の欠陥候補を含む検査領域について、前記下側輝度値と前記上側輝度値とを取得するとともに前記平均輝度値を算出し、前記黒色の欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力することが好ましい。

この構成によれば、白色の欠陥候補と黒色の欠陥候補とを検出するための二値化しきい値の容易な設定が可能となる。
上記課題を解決する検査方法は、複数の撮像装置により検査対象を撮影した濃淡画像の欠陥候補に基づいて前記検査対象を検査する検査方法であって、二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、前記二値化画像から前記欠陥候補を抽出し、前記欠陥候補が含まれる検査領域を設定し、前記濃淡画像における前記検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得し、前記下側輝度値と前記上側輝度値の間の平均輝度値を算出し、前記欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力する。

この構成によれば、下側輝度値又は上側輝度値を得るための第１の設定個数、第２の設定個数より小さな面積の欠陥候補を検出しないように設定するため、下側輝度値又は上側輝度値を二値化しきい値として設定する。また、平均輝度値を参照してその平均輝度値を得るときの下側輝度値又は上側輝度値をしきい値として設定する。このように、特徴抽出において所望の欠陥候補を得るためのしきい値を容易に設定することができる。

上記課題を解決する検査プログラムは、複数の撮像装置により検査対象を撮影した濃淡画像の欠陥候補に基づいて前記検査対象を検査する検査装置において実行される検査プログラムであって、二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、前記二値化画像から前記欠陥候補を抽出する特徴抽出ステップと、前記欠陥候補が含まれる検査領域を設定し、前記濃淡画像における前記検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得し、前記下側輝度値と前記上側輝度値の間の平均輝度値を算出する濃淡値検出ステップと、前記欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力する出力ステップと、を含む。

この構成によれば、下側輝度値又は上側輝度値を得るための第１の設定個数、第２の設定個数より小さな面積の欠陥候補を検出しないように設定するため、下側輝度値又は上側輝度値を二値化しきい値として設定する。また、平均輝度値を参照してその平均輝度値を得るときの下側輝度値又は上側輝度値を二値化しきい値として設定する。このように、特徴抽出において所望の欠陥候補を得るための二値化しきい値を容易に設定することができる。

上記課題を解決する記録媒体は、上記の検査プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
この構成によれば、特徴抽出のための二値化しきい値の容易な設定を可能とする検査プログラムが提供される。

本発明の検査装置、検査方法、検査プログラム及び記録媒体によれば、特徴抽出のための二値化しきい値の容易な設定が可能となる。

検査システムの概略を示すブロック図。 検査装置の処理を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｅ）は、欠陥候補（ブロブ）抽出の説明図。 ブロブに対する支援データの説明図。 濃淡値検出の設定画面の一例を示す説明図。 （ａ）は輝度ヒストグラムと下側輝度値及び上側輝度値の説明図、（ｂ）〜（ｄ）は、設定個数、設定情報、平均値算出範囲の説明図。 （ａ）はブロブと検査領域の説明図、（ｂ）はヒストグラムの説明図。 （ａ）は濃淡画像の説明図、（ｂ）（ｃ）は二値化画像の説明図。 （ａ）はブロブのヒストグラムの説明図、（ｂ）は輝度情報の説明図。 （ａ）は濃淡画像の説明図、（ｂ）（ｃ）は二値化画像の説明図。 （ａ）はブロブのヒストグラムの説明図、（ｂ）は輝度情報の説明図。 （ａ）〜（ｄ）はブロブとヒストグラム及びしきい値の説明図。

以下、一実施形態を説明する。
図１に示すように、検査システムは、対象物として搬送される検査対象Ｓの欠陥を検査する。検査対象Ｓは、例えば生産ラインにおいて、矢印方向に連続的に搬送される樹脂シート等である。

検査システムは、複数（例えば１０台）の撮像装置１１及び検査装置１２、集計装置１３、表示装置１４、操作装置１５、照明装置１６、搬送装置１７を有している。
各撮像装置１１は、検査対象Ｓを撮影する。各検査装置１２は、撮像装置１１により撮影した検査対象Ｓ（部分画像）に基づいて検査対象Ｓを検査し、検査結果等を出力する。集計装置１３は、複数の検査装置１２から送信される検査結果等を表示装置１４に表示する。表示装置１４は、液晶表示パネルなどの表示デバイスであり、検査結果や検査のための各種設定値を設定する設定画面等の表示に用いられる。操作装置１５は、キーボードやマウス等の操作デバイスであり、表示装置１４に表示されるアイコンやシンボルの選択、設定値の入力等に用いられる。

照明装置１６は、搬送される検査対象Ｓに検査のための光を照射する。照明装置１６は、例えば検査対象Ｓの幅方向（検査対象Ｓの搬送方向と直交する方向）に沿って延びるライン照明（バータイプの照明器）と、そのライン照明を駆動する照明電源を含む。

搬送装置１７は、検査対象Ｓを矢印方向に搬送する。搬送装置１７は、検査対象Ｓを搬送するためのモータと、そのモータの回転に応じたエンコーダ信号を生成するエンコーダを有している。

複数の撮像装置１１は、検査対象Ｓの幅方向（搬送方向と直交する方向）に沿って配列されている。各撮像装置１１は、例えば、ラインカメラであり、画素数は例えば８，１９２画素である。撮像装置１１は、受光部が検査対象Ｓの幅方向（検査対象Ｓの搬送方向と直交する方向）に沿って配置されている。撮像装置１１は、照明装置１６から出射される光に基づいて、検査対象Ｓの幅方向に１列（１ライン）分のライン画像（一次元画像）を生成し、そのライン画像を各検査装置１２に出力する。

検査装置１２は、画像処理装置としての機能を有する。検査装置１２は、上述のエンコーダ信号に基づいて、撮像装置１１から出力される複数のライン画像を合成して、検査対象Ｓに応じた１フレームの二次元画像を生成する。１フレームの二次元画像は、検査対象Ｓに対する１回の検査に必要な画像を含む。合成するライン画像の数は、検査装置１２に含まれる画像メモリの容量に応じて設定され、例えば、５，１２０ラインである。従って、検査装置１２は、８，１９２画素×５，１２０画素の画像を１フレームの検査画像（対象画像）とする。

検査装置１２は、処理のためのデータを記憶するためのメモリを有する。検査装置１２は、メモリに格納したデータに基づいて、各種の画像処理を実施する。メモリに格納されるデータは、特徴抽出のための二値化しきい値及び二値化設定情報、輝度情報を取得するための範囲設定値及び範囲設定情報、を含む。

検査装置１２が実施する画像処理は、検査画像から欠陥候補（ブロブ）を抽出する特徴抽出処理、抽出した各ブロブの輝度情報を取得する濃淡値検出処理、を含む。検査装置１２は、検査画像と各ブロブの輝度情報とを集計装置１３に送信（アップロード）する。

検査装置１２は、メモリに予め記憶した検査プログラムを実行し、上述の画像処理を実行する。検査プログラムは、例えば、メモリカード等の可搬型記録媒体により提供される。また、検査プログラムは、例えば集計装置１３や、ネットワーク等によって接続されたコンピュータ等から提供されてもよい。この場合、集計装置１３やネットワーク等によって接続されたコンピュータ等の記憶装置が記録媒体として機能する。

集計装置１３は、表示装置１４に各検査装置１２から送信された各種の情報（ブロブの座標、面積、輝度情報）を表示する。また、集計装置１３は、表示装置１４に、特徴抽出処理のための設定画面、濃淡値検出のための設定画面を表示する。集計装置１３は、作業者による操作装置１５の操作に基づいて、設定画面において各種設定値を設定する。そして、集計装置１３は、設定値を各検査装置１２に送信する。各検査装置１２は、それぞれ検査装置１２から受信した設定値を設定する。設定値は、特徴抽出処理のための二値化しきい値や抽出するブロブの最低面積等を含む。又、設定値は、濃淡値検出処理のための設定情報や設定個数を含む。

特徴抽出処理では、検査装置は、二値化しきい値に基づいて、検査画像（濃淡画像）を二値化画像に変換し、二値化画像からブロブの位置と面積を取得する。ブロブの面積は、ランド（黒色又は白色の画素の塊）の画素数であり、二値化画像に含まれる画素座標とランレングス（同じ色の画素が連続する長さ：画素数）により求められる。

二値化しきい値は、濃淡画像を二値化画像に変換するための輝度値であり、本実施形態では、２つの二値化しきい値が設定される。また、二値化しきい値によって区画される領域に対する二値化の指定情報が設定される。

図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、濃淡画像及び輝度分布（輝度ヒストグラム）と変換後の二値化画像を示す。図１２（ａ）の上段は濃淡画像を示し、図１２（ａ）の下段は濃淡画像の輝度ヒストグラムを示す。横軸は輝度、縦軸は度数（画素数）である。図１２（ｂ）〜図１２（ｄ）の上段は変換後の二値化画像を示し、図１２（ｂ）〜図１２（ｄ）の下段は変換前の濃淡画像の輝度ヒストグラムと二値化しきい値Ｔ１，Ｔ２を示す。なお、濃淡画像において、黒画素の輝度値を「０」、白画素の輝度値を「２５５」とする。

例えば、図１２（ａ）に示すように、濃淡画像３０を二値化する。この濃淡画像３０において、領域３０ａ，３０ｂ，３０ｃの輝度値（平均値）はそれぞれ「１２０」，「２２０」，「２０」である。

例えば、図１２（ｂ）に示すように、２つの二値化しきい値が設定される。第１の二値化しきい値Ｔ１は「８０」、第２の二値化しきい値Ｔ２は「２５５」である。そして、第１の二値化しきい値Ｔ１より大きな輝度値の画素を白画素（画素値「１」）、第１の二値化しきい値Ｔ１より小さな輝度値の画素を黒画素（画素値「０」）とする。これにより、二値化画像３１ｂが得られる。

また、図１２（ｃ）に示すように、２つの二値化しきい値が設定される。第１の二値化しきい値Ｔ１は「８０」、第２の二値化しきい値Ｔ２は「１６０」である。そして、第１の二値化しきい値Ｔ１と第２の二値化しきい値Ｔ２の間の輝度値の画素を白画素（画素値「１」）、第１の二値化しきい値Ｔ１より小さな輝度値の画素と第２の二値化しきい値Ｔ２より大きな輝度値の画素を黒画素（画素値「０」）とする。これにより、二値化画像３１ｃが得られる。

また、図１２（ｄ）に示すように、２つの二値化しきい値が設定される。第１の二値化しきい値Ｔ１は「１６０」、第２の二値化しきい値Ｔ２は「２５５」である。そして、第１の二値化しきい値Ｔ１より大きな輝度値の画素を白画素（画素値「１」）、第１の二値化しきい値Ｔ１より小さな輝度値の画素を黒画素（画素値「０」）とする。これにより、二値化画像３１ｄが得られる。

このように、２つの二値化しきい値Ｔ１，Ｔ２と指定情報を設定することにより、異なる二値化画像が得られる。このように得られる二値化画像において、所望の色の画素（例えば、黒画素）を欠陥候補（ブロブ）として抽出する。この設定により、様々な輝度の欠陥候補を抽出することを可能とする。

図１に示す検査装置１２は、二値化画像に基づいて、ブロブの位置と面積を取得する。ブロブは、黒画素の塊（黒欠陥）と白画素の塊（白欠陥）の少なくとも一方である。例えば、透光性を有するフィルムでは、フィルムの色（地色）を撮影した画素の輝度（例えば「１２０」）を基準とし、この地色の輝度値より輝度値が小さい画素と大きい画素が欠陥候補である可能性がある。また、白色と黒色の中間色を地色とする用紙も同様である。一方、白色の用紙の場合、黒画素が欠陥である可能性がある。

次に、検査装置１２は、濃淡値検出処理を実施し、抽出したブログの輝度情報を取得する。
先ず、検査装置１２は、抽出した欠陥候補を含む検査領域を設定する。検査領域は、例えば欠陥候補を互いに直交する２つの軸（濃淡画像のＸ軸とＹ軸）に投影した長さ（投影長）を辺の長さとする矩形状に設定される。

図７（ａ）に示すように、欠陥候補４１を含む検査領域４０を設定する。この検査領域４０の長さＬｘは、Ｘ軸（図において横軸）に欠陥候補４１を投影した長さであり、長さＬｙは、Ｙ軸（図において縦軸）に欠陥候補を投影した長さである。

次に、検査装置１２は、検査領域に含まれる画素の輝度値と度数（画素の個数）との関係を示す輝度ヒストグラムを作成する。図７（ｂ）は、図７（ａ）の検査領域４０における輝度ヒストグラムを示す。輝度ヒストグラムにおいて、横軸は輝度、縦軸は度数（画素の個数）である。

図６（ａ）に示すように、検査装置１２は、輝度ヒストグラムから下側輝度値及び上側輝度値を得るとともに、上側輝度値と下側輝度値の間の画素の輝度値の平均値（平均輝度値）を算出する。図６（ａ）において、下側輝度値と上側輝度値を破線にて示す。

検査装置１２には、集計装置１３から設定個数と設定情報とが設定される。設定個数は、第１の設定個数と第２の設定個数を含む。設定情報は、第１の設定個数に対応する第１の設定情報と、第２の設定個数に対応する第２の設定情報を含む。

第１及び第２の設定個数は、それぞれ輝度ヒストグラムの最大値の画素又は最小値の画素からカウントする画素の個数である。第１及び第２の設定情報は、カウントを開始する場所、つまり最小値からカウントするか最大値からカウントするかを示す情報である。本実施形態において、最小値からカウントする場合を「下」として設定し、最大値からカウントする場合を「上」として設定する。また、第１の設定情報と第２の設定情報とをまとめて、例えば「上−上」や「下−上」のように設定する。

例えば、第１及び第２の設定情報が「下−上」と設定され、第１の設定個数と第２の設定個数をそれぞれ「５」「５」とする。この場合、図６（ｂ）に矢印にて示すように、輝度ヒストグラムにおいて、最小値の画素から最大値に向かってカウントして５個目の画素の輝度値を下側輝度値とし、最大値の画素から最小値に向かってカウントして５個目の画素の輝度値を上側輝度値とする。

また、第１及び第２の設定情報が「上−上」と設定され、第１の設定個数と第２の設定個数をそれぞれ「５０」「１０」とする。この場合、図６（ｃ）に矢印にて示すように、輝度ヒストグラムにおいて、最大値の画素から最小値に向かってカウントして５０個目の画素の輝度値を下側輝度値とし、最大値の画素から最小値に向かってカウントして１０個目の画素の輝度値を上側輝度値とする。

また、第１及び第２の設定情報が「下−下」と設定され、第１の設定個数と第２の設定個数をそれぞれ「１０」「５０」とする。この場合、図６（ｄ）に矢印にて示すように、輝度ヒストグラムにおいて、最大値の画素から最小値に向かってカウントして５０個目の画素の輝度値を下側輝度値とし、最大値の画素から最小値に向かってカウントして１０個目の画素の輝度値を上側輝度値とする。

次に、検査装置１２は、下側輝度値と上側輝度値の平均輝度値を算出する。図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、検査装置１２は、下側輝度値以上、上側輝度値以下を演算範囲とし、その演算範囲に含まれる画素の輝度値の総和をその演算範囲に含まれる画素の個数で除算した結果を平均輝度値とする。なお、演算範囲の設定を例えば下側輝度値以上、上側輝度値未満などように適宜変更が可能である。

図２は、検査装置１２の処理を示す。
ステップ２１において、検査装置１２は、図１に示す検査対象Ｓを撮影した濃淡画像を得る。

次に、ステップ２２において、検査装置１２は、特徴抽出処理を行い、欠陥候補を抽出する。
特徴抽出処理において、検査装置１２は、濃淡画像を二値化しきい値により二値化画像に変換し、その二値化画像において、白色の塊を欠陥候補（白欠陥候補）として抽出する。そして、検査装置１２は、抽出した欠陥候補の座標と面積を得る。座標は、例えば欠陥候補の重心位置の座標値（重心位置の画素の座標値）である。面積は、塊として認識された欠陥候補の画素数である。

次に、ステップ２３において、検査装置１２は、抽出した１つの欠陥候補について濃淡値検出処理を行い、欠陥候補の輝度情報を取得する。輝度情報は、下側輝度値と上側輝度値と平均輝度値を含む。

次に、ステップ２４において、検査装置１２は、候補終了したか否か、つまりステップ２２において抽出した全ての欠陥候補について濃淡値検出処理を実施したか否かを判定する。全ての欠陥候補に対する濃淡値検出処理を終了していない場合、ステップ２３に移行して次の欠陥候補に対する濃淡値検出処理を実施する。一方、全ての欠陥候補に対する濃淡値検出処理を終了した場合、ステップ２５に移行する。

ステップ２５において、検査装置１２は、特徴抽出処理を行い、欠陥候補を抽出する。特徴抽出処理において、検査装置１２は、濃淡画像を二値化しきい値により二値化画像に変換し、その二値化画像において、黒色の塊を欠陥候補（黒欠陥候補）として抽出する。そして、検査装置１２は、抽出した欠陥候補の座標と面積を得る。

次に、ステップ２６において、検査装置１２は、抽出した１つの欠陥候補について濃淡値検出処理を行い、欠陥候補の輝度情報を取得する。輝度情報は、下側輝度値と上側輝度値と平均輝度値を含む。

次に、ステップ２７において、検査装置１２は、候補終了したか否か、つまりステップ２５において抽出した全ての欠陥候補について濃淡値検出処理を実施したか否かを判定する。全ての欠陥候補に対する濃淡値検出処理を終了していない場合、ステップ２６に移行して次の欠陥候補に対する濃淡値検出処理を実施する。一方、全ての欠陥候補に対する濃淡値検出処理を終了した場合、ステップ２８に移行する。

次に、ステップ２８において、検査装置１２は、処理結果を図１に示す集計装置１３へアップロードする。つまり、検査装置１２は、抽出した各欠陥候補（白欠陥候補、黒欠陥候補）の座標値と面積と輝度情報（下側輝度値、上側輝度値、平均輝度値）を、上位機器である集計装置１３に出力する。

図１に示す集計装置１３は、各検査装置１２から送信（アップロード）される濃淡画像と欠陥候補の座標値及び面積を表示する。この集計装置１３に表示された濃淡画像や欠陥候補に基づいて、作業者は検査対象Ｓの良否を判断する。

また、集計装置１３は、輝度情報に基づいて、各検査装置１２の二値化しきい値を設定するための機能を有している。
図５は、濃淡値検出を設定するために図１の表示装置１４に表示される設定画面の一例を示す。この設定画面５０は、欠陥候補の二値化画像を表示する領域５１、欠陥候補の濃淡画像を表示する領域５２、欠陥候補を含む検査領域の輝度ヒストグラムを表示する領域５３を含む。また、設定画面５０は、濃淡範囲の上限輝度値及び下限輝度値（「上限値」「下限値」と表記）、設定情報（「カウント方向」と表記）、設定個数を表示・設定する領域５４、輝度情報（平均輝度値、上側輝度値、下側輝度値）を表示する領域５５を含む。

集計装置１３は、検査装置１２に設定した濃淡範囲の上限輝度値等の各種情報を領域５４に表示する。また、集計装置１３は、輝度ヒストグラムを表示する領域５３に、濃淡範囲の上限輝度値と下限輝度値を示す。図５では一点鎖線にて濃淡範囲の上限値と下限値とを示している。

集計装置１３は、検査装置１２から送信される濃淡画像と欠陥候補の情報（座標）に基づいて、任意の欠陥候補の二値化画像と濃淡画像を領域５１，５２に表示する。また、集計装置１３は、領域５１，５２に表示した欠陥候補の輝度情報（平均輝度値、上側輝度値、下側輝度値）を領域５３に表示する。

作業者は、設定画面５０において、領域５５に表示された輝度情報（平均輝度値、上側輝度値、下側輝度値）を参照して領域５４の各種設定値を変更する。例えば、作業者は、領域５４に示すボタン（上向き又は下向きの三角が表示された領域）を操作（例えばマウスにてクリック）することにより、各種設定値を変更する。そして、作業者が設定画面５０の右上のＯＫボタンを操作すると、集計装置１３は、領域５４の設定値を図１に示す全ての検査装置１２に送信する。各検査装置１２はそれぞれ、受信した各種設定値をメモリに記憶し、各種設定値に基づいて上述の処理を行う。

なお、輝度ヒストグラムを表示する領域５３に、平均輝度値を算出する範囲、つまり下側輝度値と上側輝度値との間の範囲を示すようにしてもよい。
（作用）
次に、上記の検査システムの作用を説明する。

図３（ａ）は、検査対象Ｓを撮影した濃淡画像の一例を示す。この濃淡画像６０において、検査対象Ｓの輝度と異なる塊を実線の枠で囲んで示している。この濃淡画像６０は、検査対象Ｓの本来の輝度（濃度）と異なる塊を含む。検査装置１２は、これらの塊を欠陥候補として抽出する。

検査装置１２は、二値化しきい値に基づいてこの濃淡画像６０を図３（ｂ）に示す二値化画像６０Ｗに変換する。次に、検査装置１２は、この二値化画像６０Ｗにおいて白色の欠陥候補６１，６２，６３，６４を抽出する。そして、検査装置１２は、抽出した欠陥候補６１〜６４の情報（座標、面積）を得る。

次に、検査装置１２は、抽出した欠陥候補６１〜６４に基づいて、図３（ｃ）に示すように、濃淡画像６０に矩形の検査領域６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａを設定する。そして、検査装置１２は、欠陥候補６１〜６４をそれぞれ含む検査領域６１ａ〜６４ａの輝度ヒストグラムに基づいて、各欠陥候補６１〜６４の輝度情報（下側輝度値、上側輝度値、平均輝度値）を得る。

同様に、検査装置１２は、二値化しきい値に基づいて図３（ａ）に示す濃淡画像６０を、図３（ｄ）に示す二値化画像６０Ｂに変換する。次に、検査装置１２は、この二値化画像６０Ｂにおいて黒色の欠陥候補６５，６６，６７，６８を抽出する。そして、検査装置１２は、抽出した欠陥候補６５〜６８の情報（座標、面積）を得る。

次に、検査装置１２は、抽出した欠陥候補６５〜６８に基づいて、図３（ｅ）に示すように、濃淡画像６０に矩形の検査領域６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａを設定する。そして、検査装置１２は、欠陥候補６５〜６８をそれぞれ含む検査領域６５ａ〜６８ａの輝度ヒストグラムに基づいて、各欠陥候補６５〜６８の輝度情報（下側輝度値、上側輝度値、平均輝度値）を得る。

図４に示すように、集計装置１３には、各欠陥候補６１〜６８に対する座標、面積、上側輝度値、下側輝度値、平均輝度値が格納される。集計装置１３は、表示装置１４に、これらの値を表示する。作業者は、表示装置１４に表示される各種の値に基づいて、表示装置１４に表示される特徴抽出の設定画面において操作装置１５を操作して二値化しきい値等を設定する。

欠陥候補の輝度情報は、検査対象Ｓに応じた二値化しきい値の設定に有効である。
例えば、１つの検査対象Ｓについて検出された複数の欠陥候補のうちの１つの欠陥候補が実際には欠陥として検出しなくても良い場合がある。この場合、検出しなくても良い欠陥候補を非検出候補として検出すべき欠陥候補として区別して説明する。

この場合、輝度情報を得るための設定個数を所定の面積（画素数）と等しくし、範囲設定を「下−上」とする。そして、非検出候補について得られる輝度情報（下側輝度値、上側輝度値、平均輝度値）を参照する。下側輝度値は、最小の輝度値の画素から設定個数、つまり所定の面積の画素の数だけ最大値側に向かってカウントした画素の輝度値となる。この輝度値を二値化しきい値として設定して二値化処理を行うと、上述の非検出候補を抽出した領域における黒色の画素の塊の面積は１０画素未満のとなるため、検出されなくなる。

また、コーティングされたフィルム等の検査対象Ｓでは、製品として許容される程度のコーティングのムラ等によって検出される欠陥候補（非検出候補）がある。このような非検出候補は、平均輝度値を用いて二値化しきい値を設定するとよい。

例えば、図８（ａ）に示す濃淡画像７０について、黒欠陥を検査する。この濃淡画像７０において、基材の輝度を「１２５」、欠陥候補７１の輝度を「１０」、欠陥候補７２の輝度を「６０」、欠陥候補７３の輝度を「１００」とする。二値化しきい値を「１１０」とした場合の二値化画像を図８（ｂ）に示す。この二値化画像７０１は、上述の欠陥候補７１，７２，７３を含む。なお、図８（ｂ）に示す矩形は、欠陥候補７１，７２，７３に対する検査領域である。

図９（ａ）は、各欠陥候補７１，７２，７３を含む検査領域の輝度ヒストグラムを示し、図９（ｂ）は各欠陥候補７１，７２，７３を含む検査領域の下側輝度値と平均輝度値と上側輝度値とを示す。

欠陥候補７１を含む検査領域は、下側輝度値が「５」、上側輝度値が「１２５」であり、平均輝度値が「１０」であるため、検出された塊は下側輝度値「５」に近い輝度の画素が多いと判断できる。また、欠陥候補７２を含む検査領域は、下側輝度値が「５０」、上側輝度値が「１２５」であり、平均輝度値が「６０」であるため、検出された塊は下側輝度値「５０」に近い輝度の画素が多いと判断できる。そして、欠陥候補７３を含む検査領域は、下側輝度値が「９０」、上側輝度値が「１２５」であり、平均輝度値が「１００」であるため、検出された塊は基材に近い輝度の画素が多いと判断できる。

このような輝度の欠陥候補７３は、例えば光学的な要因で発生しているもので、欠陥として検出されるものではない。このため、二値化しきい値を下側輝度値「９０」以下（例えば「９０」）とする。図８（ｃ）に示すように、この二値化しきい値により得られる二値化画像７０２は、欠陥候補７１，７２を含むものとなり、図８（ｂ）に示す欠陥候補７３は検出されなくなる。つまり、過検出が抑制される。

また、図１０（ａ）に示す濃淡画像８０について、白欠陥を検査する。この濃淡画像８０において、基材の輝度を「１２５」、欠陥候補８１の輝度を「１０」、欠陥候補８２の輝度を「６０」、欠陥候補８３の輝度を「１００」とする。二値化しきい値を「１１０」とした場合の二値化画像を図１０（ｂ）に示す。この二値化画像８０１は、上述の欠陥候補８１，８２，８３を白色の欠陥候補として含む。なお、図１０（ｂ）に示す矩形は、欠陥候補８１，８２，８３に対する検査領域である。

図１１（ａ）は、各欠陥候補８１，８２，８３を含む検査領域の輝度ヒストグラムを示し、図１１（ｂ）は各欠陥候補８１，８２，８３を含む検査領域の下側輝度値と平均輝度値と上側輝度値とを示す。

欠陥候補８１を含む検査領域は、下側輝度値が「１３０」、上側輝度値が「２５５」であり、平均輝度値が「２５０」であるため、検出された塊は下側輝度値「２５５」に近い輝度の画素が多いと判断できる。また、欠陥候補８２を含む検査領域は、下側輝度値が「１３０」、上側輝度値が「２１０」であり、平均輝度値が「２００」であるため、検出された塊は下側輝度値「２１０」に近い輝度の画素が多いと判断できる。そして、欠陥候補８３を含む検査領域は、下側輝度値が「１３０」、上側輝度値が「１８０」であり、平均輝度値が「１３０」であるため、検出された塊は基材（フィルム）に近い輝度の画素が多いと判断できる。

このような輝度の欠陥候補８３は、例えば光学的な要因で発生しているもので、欠陥として検出されるものではない。このため、二値化しきい値を上側輝度値「１８０」以下（例えば「１８０」）とする。図１０（ｃ）に示すように、この二値化しきい値により得られる二値化画像８０２は、欠陥候補８１，８２を含むものとなり、図１０（ｂ）に示す欠陥候補８３は検出されなくなる。つまり、過検出が抑制される。

このように、抽出された欠陥候補を含む検査領域の輝度情報（下側輝度値、上側輝度値、平均輝度値）により、その欠陥候補が検出しなくてもよいものか否かの判断が可能となる。そして、輝度情報に基づいて二値化しきい値を設定することで、検出しなくてもよい欠陥候補を非検出とすることができる、つまり過検出が抑制される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）検査装置１２は、集計装置１３により設定された二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、二値化画像から欠陥候補を抽出する。そして、検査装置１２は、欠陥候補を含む検査領域を設定し、濃淡画像における検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得する。また、検査装置１２は、下側輝度値と上側輝度値の間の平均輝度値を算出する。そして、検査装置１２は、欠陥候補と上側輝度値と下側輝度値と平均輝度値とを集計装置１３に出力する。

従って、下側輝度値又は上側輝度値を得るための第１の設定個数、第２の設定個数より小さな面積の欠陥候補を検出しないように設定するため、下側輝度値又は上側輝度値を二値化しきい値として設定する。また、平均輝度値を参照してその平均輝度値を得るときの下側輝度値又は上側輝度値を二値化しきい値として設定する。このように、特徴抽出において所望の欠陥候補を得るための二値化しきい値を容易に設定することができる。

（２）検査装置１２は、欠陥候補を直交する２軸に投影した投影長さを辺の長さとする矩形状領域を検査領域として設定する。従って、検出した欠陥候補に対して最小の検査領域を設定することができる。このため、輝度情報の取得にかかる演算負荷が少なく、容易に輝度情報が得られる。

（３）第１の設定情報と第２の設定情報は、画素のカウントを開始する方向を示す。検査装置１２は、第１の設定情報に基づいて、輝度分布（輝度ヒストグラム）の最大値又は最小値から画素をカウントし、第１の設定個数の画素の輝度値を下側輝度値とし、第２の設定情報に基づいて、輝度分布の最大値又は最小値から画素をカウントし、第２の設定個数の画素の輝度値を上側輝度値とする。このため、欠陥検出のための最小面積（画素数）等と同様の画素の個数を設定個数とすることで、下側輝度値と上側輝度値との容易な取得が可能となる。

尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、特徴抽出処理において２つの二値化しきい値を用いて濃淡画像を二値化画像に変換するようにしたが、１つ又は３つ以上の二値化しきい値を設定し、その二値化しきい値により濃淡画像を二値化画像に変換するようにしてもよい。

・上記実施形態の検査装置１２は、欠陥候補の抽出と輝度情報の生成とを行うものであるが、欠陥候補の抽出と輝度情報の生成とを別々の装置により行うようにしてもよい。この場合、輝度情報を生成する装置は、欠陥候補を抽出する装置から抽出した欠陥候補の座標値を得て、その欠陥候補を含む検査領域を設定して輝度情報を得るようにするとよい。

１１…撮像装置、１２…検査装置、１３…集計装置、６０…濃淡画像、６０Ｂ，６０Ｗ…二値化画像、６１〜６８…欠陥候補。

Claims (8)

1. 撮像装置により検査対象を撮影した濃淡画像の欠陥候補に基づいて前記検査対象を検査する検査装置であって、
   二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、
   前記二値化画像から前記欠陥候補を抽出し、
   前記欠陥候補を含む検査領域を設定し、前記濃淡画像における前記検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得し、
   前記下側輝度値と前記上側輝度値の間の平均輝度値を算出し、
   前記欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力すること、
   を特徴とする検査装置。
2. 前記欠陥候補の面積を算出し、前記欠陥候補の座標値と前記面積とを出力すること、を特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記検査領域は、前記欠陥候補を直交する２軸に投影した投影長さを辺の長さとする矩形状領域であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記第１の設定情報と前記第２の設定情報は、前記画素のカウントを開始する方向を示し、
   前記第１の設定情報に基づいて、前記輝度分布の最大値又は最小値から画素をカウントし、前記第１の設定個数の画素の輝度値を前記下側輝度値とし、
   前記第２の設定情報に基づいて、前記輝度分布の最大値又は最小値から画素をカウントし、前記第２の設定個数の画素の輝度値を前記上側輝度値とすること、
   を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の検査装置。
5. 前記二値化画像から白色の欠陥候補を抽出し、前記白色の欠陥候補を含む検査領域について、前記下側輝度値と前記上側輝度値とを取得するとともに前記平均輝度値を算出し、前記白色の欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力し、
   前記二値化画像から黒色の欠陥候補を抽出し、前記黒色の欠陥候補を含む検査領域について、前記下側輝度値と前記上側輝度値とを取得するとともに前記平均輝度値を算出し、前記黒色の欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力すること、
   を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の検査装置。
6. 撮像装置により検査対象を撮影した濃淡画像の欠陥候補に基づいて前記検査対象を検査する検査方法であって、
   二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、
   前記二値化画像から前記欠陥候補を抽出し、
   前記欠陥候補が含まれる検査領域を設定し、前記濃淡画像における前記検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得し、
   前記下側輝度値と前記上側輝度値の間の平均輝度値を算出し、
   前記欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力すること、
   を特徴とする検査方法。
7. 撮像装置により検査対象を撮影した濃淡画像の欠陥候補に基づいて前記検査対象を検査する検査装置において実行される検査プログラムであって、
   二値化しきい値に基づいて濃淡画像を二値化画像に変換し、前記二値化画像から前記欠陥候補を抽出する特徴抽出ステップと、
   前記欠陥候補が含まれる検査領域を設定し、前記濃淡画像における前記検査領域の各画素における輝度と度数の関係を示す輝度分布に基づいて、第１の設定個数と第１の設定情報に応じた画素の輝度値を下側輝度値として取得するとともに、第２の設定個数と第２の設定情報に応じた画素の輝度値を上側輝度値として取得し、前記下側輝度値と前記上側輝度値の間の平均輝度値を算出する濃淡値検出ステップと、
   前記欠陥候補と前記上側輝度値と前記下側輝度値と前記平均輝度値とを出力する出力ステップと、
   を含むことを特徴とする検査プログラム。
8. 請求項７に記載の検査プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。