JP2021173566A - 欠陥検出方法及び欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の表面欠陥の誤検出を減らして検出精度を向上させること。【解決手段】欠陥強調画像（第１差分画像）と当該第１差分画像を平滑化した平滑化画像との差分の画像（第２差分画像）において低輝度値領域を特定し、低輝度値領域のそれぞれにおいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定し、第２差分画像における代表領域と同一位置に該当する第１差分画像における基準領域を特定し、隣接領域を基準領域毎に複数特定し、隣接領域毎に輝度平均値を算出し、基準領域のそれぞれについて、複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、対象物の表面の欠陥をより正確に検出するための欠陥検出方法及び欠陥検出装置に関する。

従来、対象物の表面の欠陥（表面欠陥）を検出する手法の一つとして、対象物の表面を撮影することで取得された撮影画像を用いた検出方法が存在する。

例えば、特許文献１には、明暗パターンを有する複数の投影光を対象物に投影し、当該対象物の表面を複数回撮影して取得された複数の撮影画像を用いて、対象物の表面欠陥を検出する方法が開示されている。

特開２０００−０１８９３２号公報

ところで、対象物の表面欠陥を検出する手法の一つとして、複数の撮影画像から対象物の表面欠陥を抽出した画像を生成することで表面欠陥を検出する検出方法が存在する。具体的には以下の方法で表面欠陥を検出する。まず、明暗パターンを有する複数の投影光を対象物に投影し、当該対象物の表面を複数回撮影して取得された複数の撮影画像について各画素位置における輝度値を対比して最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した当該差分の値を各画素の輝度値として採用することで対象物の表面欠陥を強調した画像（欠陥強調画像）を生成する。次に、欠陥強調画像と、当該欠陥強調画像を平滑化した画像との差分の値を各画素の輝度値として採用することで表面欠陥を抽出した画像（欠陥抽出画像）を生成し、欠陥抽出画像を用いて対象物の表面欠陥を検出する。

しかしながら、欠陥抽出画像を用いた検出方法の場合、撮影画像において輝度値がなだらかに変化する箇所、例えば、曲面で構成された対象物のエッジ箇所などは、実際には表面欠陥は存在しないにも関わらず、画像処理の結果として欠陥抽出画像において表面欠陥箇所と同様に抽出されてしまう可能性があるという問題があった。検査対象ではないエッジ部分が表面欠陥として誤検出されてしまう問題については、検査対象となる範囲を規定するマスク処理を行うことで解決する方法も存在する。

しかし、上記マスク処理を行う方法では、画像中における検査対象範囲が正確に区別されるようにマスク処理を適用する必要があるが、例えば、撮影範囲に対して固定的にマスク処理を適用する例の場合には、撮影範囲に対して当該対象物の位置ずれが発生するとエッジ部分のマスク処理が成功しない場合があった。具体的には、検査対象物が搬送系によって移動している状態で測定される用途において、必ずしも搬送系の同じ位置に検査対象物があるわけではなく、また検査対象物の固定の仕方によって向きがずれるなどの要因により、マスク処理をしてもその位置がずれてしまい、マスク処理の効果が得られなかった。よって、撮影範囲に対して対象物の位置が変化する可能性のある検査環境においては、マスク処理を適用できないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、対象物の表面欠陥の誤検出を減らして検出精度を向上させるための欠陥検出方法及び欠陥検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る欠陥検出方法は、対象物の表面欠陥を検出するための欠陥検出方法であって、前記対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影する投影手順と、前記対象物の全ての箇所において前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ前記対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得する撮影画像取得手順と、前記複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した前記差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第１差分画像」という。）を生成する第１差分画像生成手順と、前記第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第２差分画像」という。）を生成する第２差分画像生成手順と、前記第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（以下「低輝度値領域」という。）を特定する低輝度値領域特定手順と、前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する代表領域特定手順と、前記第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する前記第１差分画像における領域を基準領域として特定し、前記基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（以下「隣接領域」という。）を前記基準領域毎に複数特定する隣接領域特定手順と、前記隣接領域毎に輝度平均値を算出する平均値算出手順と、前記基準領域のそれぞれについて、前記複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の前記輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む前記低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定する欠陥判定手順とを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検出方法は、前記代表領域特定手順では、前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、前記低輝度値領域の重心位置の画素領域を前記代表領域として特定することを特徴としてもよい。

また、本発明に係る欠陥検出方法は、前記第２差分画像生成手順では、前記第１差分画像と、生成した前記平滑化画像とを差分して、さらに２値化した画像を前記第２差分画像として生成することを特徴としてもよい。

また、本発明に係る欠陥検出方法は、前記所定規則が、前記基準領域に対し上下左右方向に隣接する４つの隣接領域を特定する規則であり、前記隣接領域特定手順では、前記第１差分画像において、前記所定規則に基づいて、前記基準領域に対して上下左右方向に隣接する４つの前記隣接領域を当該代表領域毎に特定することを特徴としてもよい。

本発明に係る欠陥検出装置は、対象物の表面欠陥を検出するための欠陥検出装置であって、前記対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影する投影部と、前記対象物の全ての箇所において前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ前記対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得する撮影画像取得部と、前記複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した前記差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第１差分画像」という。）を生成する第１差分画像生成部と、前記第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第２差分画像」という。）を生成する第２差分画像生成部と、前記第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（以下「低輝度値領域」という。）を特定する低輝度値領域特定部と、前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する代表領域特定部と、前記第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する前記第１差分画像における領域を基準領域として特定し、前記基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（以下「隣接領域」という。）を前記基準領域毎に複数特定する隣接領域特定部と、前記隣接領域毎に輝度平均値を算出する平均値算出部と前記基準領域のそれぞれについて、前記複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の前記輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む前記低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定する欠陥判定部とを備えることを特徴とすることを特徴とする。

本発明に係る欠陥検出装置は、対象物の表面欠陥を検出するための欠陥検出装置であって、前記対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影させるように投影装置を制御する投影部と、前記対象物の全ての箇所において前記投影装置により投影された前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ前記対象物の表面を複数回数に撮影するように撮影装置を制御し、当該撮影装置から撮影結果としての複数の撮影画像を取得する撮影画像取得部と、前記撮影画像取得部により前記撮影装置から取得された前記複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した前記差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第１差分画像」という。）を生成する第１差分画像生成部と、前記第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第２差分画像」という。）を生成する第２差分画像生成部と、前記第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（以下「低輝度値領域」という。）を特定する低輝度値領域特定部と、前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する代表領域特定部と、前記第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する前記第１差分画像における領域を基準領域として特定し、前記基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（以下「隣接領域」という。）を前記基準領域毎に複数特定する隣接領域特定部と、前記隣接領域毎に輝度平均値を算出する平均値算出部と、前記基準領域のそれぞれについて、前記複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の前記輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む前記低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定する欠陥判定部とを備えることを特徴とする。

本願の実施の形態により１又は２以上の不足が解決される。

本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理の流れの一例を示すフローチャート図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における第１差分画像の生成例について説明した説明図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における第２差分画像を生成例について説明した説明図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における低輝度値領域の特定例について説明した説明図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における基準領域及び隣接領域の例について説明した説明図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における基準領域及び隣接領域の例について説明した説明図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における基準領域及び隣接領域の例について説明した説明図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出システムの構成の一例を示すブロック図である。 ロボットアームを用いた場合の例を表した説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る欠陥検出装置の例について説明する。

図１は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、欠陥検出装置１００ａは、投影部１１と、撮影画像取得部１２と、第１差分画像生成部１３と、第２差分画像生成部１４と、低輝度値領域特定部１５と、代表領域特定部１６と、隣接領域特定部１７と、平均値算出部１８と、欠陥判定部１９と、記憶部２０とを備える。

欠陥検出装置１００ａは、対象物の表面の欠陥（表面欠陥）を検出するための装置である。表面欠陥の例には、対象物の表面自体のキズや対象物の表面に付着した不純物などがある。なお、欠陥検出装置１００ａは、一般的なコンピュータが通常備えているであろうＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、メモリと、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ等のストレージとを備えており、また、マウス、キーボード等の入力装置と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置と、通信ネットワークと接続するための通信装置とを備えており、これらがバスを介して接続されている構成であってよい。欠陥検出装置１００ａの各部における処理は、これらの各部における処理を実行するためのプログラムをメモリから読み込んで制御回路（Processing circuit、Processing circuitry）として機能するＣＰＵやＧＰＵにおいて実行することで実現する。言い換えると、当該プログラムの実行により、プロセッサ（処理回路）が、各装置の各処理を実行できるように構成される。

本例では、欠陥検出装置１００の一例としての欠陥検出装置１００ａは、専用マシンとして実現され、投影ディスプレイ２００ａと、撮影用カメラ３００ａとを内部に備えるものとして説明を行う。

投影ディスプレイ２００ａは、対象物に対する投影光の投影パターンを生成するための所定の画像を表示するための装置である。投影ディスプレイ２００ａの例には、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどがある。なお、投影ディスプレイ２００ａは、例えば複数のＬＥＤ（Light Emission Diode）により構成されてもよい。撮影用カメラ３００ａは、対象物を撮影するための装置である。

投影部１１は、対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影する機能を有する。ここで、明暗パターンとは、対象物の表面に投影された場合の輝度が比較的高い部分（明部）と、輝度が比較的低い部分（暗部）との組み合わせパターンを意味する。明暗パターンは、対象物に対して明部と暗部を投影することができればどのようなパターンであってもよいが、例えば、明部と暗部とが帯状に交互に配置されたストライプパターンや、格子状に区切った場合の各長方形が交互に明部と暗部となるいわゆる市松模様パターン等が考えられる。また、複数の明暗パターンは、それらが異なるタイミングで投影されることにより、対象物の表面の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回投影されるようなパターンの組み合わせを含むように予め設定される必要がある。なお、投影部１１による投影光の投影は、投影ディスプレイ２００ａにより実現される。本例では、投影部１１による投影処理は、投影ディスプレイ２００ａを制御することにより実行される。

撮影画像取得部１２は、対象物の全ての箇所に対して投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得する機能を有する。言い換えれば、撮影画像取得部１２は、投影光の明部が投影されるタイミングでの撮影と、投影光の暗部が投影されるタイミングでの撮影が、対象物の全ての箇所において行われるように、投影部１１による明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングとを制御する。なお、撮影画像取得部１２による撮影は、撮影用カメラ３００ａにより実現される。本例では、撮影画像取得部１２による撮影処理は、撮影用カメラ３００ａを制御することにより実行される。

第１差分画像生成部１３は、撮影画像取得部１２により取得された複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（第１差分画像）を生成する機能を有する。ここでの画素位置とは、複数の画素からなる撮影画像中の各画素に対応する位置をいう。以下、第１差分画像を欠陥強調画像と称する場合がある。というのも、欠陥のない箇所の最大輝度値と最小輝度値の差分と、欠陥箇所の最大輝度値と最小輝度値の差分とでは値が異なる、すなわち、欠陥以外の箇所と欠陥箇所とではコントラストに差が生じるため、生成される第１差分画像は欠陥箇所が強調された画像となるからである。

第２差分画像生成部１４は、第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（第２差分画像）を生成する機能を有する。ここで、平滑化画像とは、第１差分画像に対して何らかの平滑化処理を実行することで生成される画像のことをいう。平滑化処理とは、一般的にはノイズ部分の除去処理やノイズ部分の画素に対する輝度の平均化処理などに用いられる技術であり、画像に含まれる情報を平滑化する処理のことをいう。平滑化が実行されればどのような平滑化処理であってもよいが、平滑化処理の一例としては、平均処理やメディアン処理、拡大・縮小処理（膨張・縮小を組み合わせたモルフォロジー処理）がある。なお、第２差分画像生成部１４は、第１差分画像と、平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像を、さらに２値化した画像（以下、２値化画像とも称する。）を第２差分画像として生成してもよい。２値化した画像を第２差分画像とすることで、対象物の表面欠陥を操作者が容易に確認できるようになる。

低輝度値領域特定部１５は、第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（低輝度値領域）を特定する機能を有する。ここでの所定輝度値は適宜設定され得る。なお、低輝度値領域特定部１５は、第２差分画像が２値化画像である場合、当該第２差分画像における輝度値がゼロの画素が連続する領域を低輝度値領域として特定してもよい。第２差分画像における低輝度値の箇所は、表面欠陥の候補として抽出された箇所であり、これを低輝度値が連続する領域ごとに低輝度値領域として特定して、これらの各低輝度値領域がそれぞれ実際に表面欠陥なのか表面欠陥以外なのかをさらに判定することになる。

代表領域特定部１６は、低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する機能を有する。代表領域を特定する方法は特に限定されない。例えば、代表領域特定部１６は、低輝度値領域内の少なくとも１つの画素を代表領域として特定してもよいし、低輝度領域外の画素も一部含む領域を代表領域として特定してもよい。なお、代表領域特定部１６は、低輝度値領域のそれぞれにおいて、低輝度値領域の重心位置の画素領域を代表領域として特定してもよい。ここでの重心位置の画素領域とは、低輝度値領域の重心の位置に対応する画素を少なくとも含む領域をいう。重心位置の画素領域は、低輝度値領域の重心の位置に対応する１画素で構成されていてもよいし、低輝度値領域の重心の位置に対応する画素を含む複数画素で構成されていてよいという意図である。

隣接領域特定部１７は、第２差分画像における代表領域と同一位置に該当する第１差分画像における基準領域を特定し、当該基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（隣接領域）を基準領域毎に複数特定する機能を有する。ここで、基準領域に隣接する領域（隣接領域）とは、基準領域の近傍にて、連続する少なくとも２以上の画素を含むように所定規則に基づいて設定される領域のことをいう。また、隣接と表現しているが、必ずしも基準領域と接している領域である必要はなく、本例における隣接領域という表現には、基準領域と接していない領域も含み得るものとする。複数設定される隣接領域は、同一画素数であることが好ましい。また、複数設定される隣接領域は、基準領域の中心に対して線対称又は点対称な位置に設定されることが好ましい。また、複数設定される隣接領域のそれぞれは、他の隣接領域との間で一部の画素を共有するように設定される領域であってもよい。また、所定規則とは、隣接領域を特定するための規則をいう。例えば、所定規則は、基準領域に対し上下左右に隣接する４つの領域を隣接領域として特定する規則である。

平均値算出部１８は、隣接領域毎に輝度平均値を算出する機能を有する。具体的には、平均値算出部１８は、隣接領域毎にその領域に含まれる全画素の輝度値の平均を算出する。

欠陥判定部１９は、基準領域のそれぞれについて、複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった基準領域に対応する代表領域を含む低輝度値領域が対象物の表面欠陥であると判定する機能を有する。ここで、複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の輝度平均値の差分を演算するとは、複数の隣接領域から２つの隣接領域の組み合わせを少なくとも１つ以上選択し、選択した組み合わせのそれぞれについて隣接領域間の輝度平均値の差分を演算することを意味する。差分を演算する組み合わせはどのように選択してもよく、また、多数の組み合わせを選択してもよい。組み合わせとしては、例えば、基準領域の中心から対角の位置に設定された２つの隣接領域間で差分を演算する構成であってもよい。所定の閾値は、欠陥箇所と欠陥以外の箇所を精度良く判定可能な値となるように適宜設定される。なお、欠陥判定部１９は、演算した輝度平均値の差分の少なくとも１つが所定の閾値未満ではない場合は、複数の隣接領域の基準となった基準領域に対応する代表領域を含む低輝度値領域を、エッジ部分であると判定してよい。

第１差分画像における表面欠陥部分は、欠陥箇所の輝度値は他の箇所と異なる輝度値として現れるが、その周辺領域のみを対比すると同一素材である場合には同じような輝度値となっている可能性が高い。すなわち、表面欠陥の場合には、２つの隣接領域の平均輝度値の差分を演算しても、その差分は小さいものとなる可能性が高い。そこで、欠陥判定部１９では、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合には、対応する代表領域を欠陥箇所と判定するようにしている。一方で、第１差分画像において欠陥箇所と同様にエッジ部分が強調されてしまう要因は、エッジの存在する箇所が、輝度値が一方向になだらかに変化する箇所となっている場合に、そのような箇所に画像処理を適用すると強調されてしまうことに起因する。輝度値が一方向になだらかに変化する箇所ということは、その輝度値が変化する方向の手前と後ろの２つに位置する隣接領域の平均輝度値の差分を演算すると、その差分は、表面欠陥の場合に比較して大きな値となる可能性が高い。すなわち、欠陥判定部１９では、このような特性を利用して、２つの隣接領域の平均輝度値の差分を演算したときに差分の値が所定の閾値以上となった場合には、対応する代表領域をエッジなどの欠陥以外の箇所と判定するようにしている。なお、欠陥以外の箇所と判定するための条件として、一組でも差分の値が閾値以上となったことを条件としてもよいし、予め設定した所定数（２以上の値）の組において差分の値が閾値以上となったことを条件としてもよい。このように、隣接領域間の輝度平均値の差分に基づいて、マスク処理を行わずに対象物の表面欠陥を検出することが可能である。

記憶部２０は、欠陥検出装置１００ａにおける各部の処理に必要な情報を記憶し、また、各部の処理で生じた各種の情報を記憶する機能を有する。

図２は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理の流れの一例を示すフローチャート図である。図２を参照して、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出装置１００ａにおける欠陥検出処理の流れについて説明を行う。

この図２において、欠陥検出処理は、欠陥検出装置１００ａにおいて、対象物に対して投影光を投影することによって開始される（ステップＳ１０１）。投影光は、対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンが投影される必要がある。次に、欠陥検出装置１００ａは、対象物の全ての箇所に対して前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得する（ステップＳ１０２）。次に、欠陥検出装置１００ａは、複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（第１差分画像）を生成する（ステップＳ１０３）。次に、欠陥検出装置１００ａは、第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（第２差分画像）を生成する（ステップＳ１０４）。次に、欠陥検出装置１００ａは、第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（低輝度値領域）を特定する（ステップＳ１０５）。

次に、欠陥検出装置１００ａは、低輝度値領域のそれぞれにおいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する（ステップＳ１０６）。次に、欠陥検出装置１００ａは、第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する第１差分画像における基準領域を特定し、基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（隣接領域）を基準領域毎に複数特定する（ステップＳ１０７）。次に、欠陥検出装置１００ａは、隣接領域毎に輝度平均値を算出する（ステップＳ１０８）。次に、欠陥検出装置１００ａは、基準領域のそれぞれについて、複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合（Ｓ１０９−ＹＥＳ）、複数の隣接領域の基準となった基準領域に対応する代表領域を含む低輝度値領域が対象物の表面欠陥であると判定し（ステップＳ１１０）、欠陥検出処理は終了する。一方、欠陥検出装置１００ａは、演算した全ての差分のうち少なくとも１つが所定の閾値未満でない場合（Ｓ１０９−ＮＯ）、複数の隣接領域の基準となった基準領域に対応する代表領域を含む低輝度値領域が対象物のエッジ部分などの表面欠陥ではない箇所であると判定し（ステップＳ１１１）、欠陥検出処理は終了する。

図３は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における第１差分画像の生成例について説明した説明図である。図３（ａ）には、撮影画像取得部１２が取得した撮影画像の例が示されている。図３（ａ）に示す例では、２つの撮影画像ＰＩ（Photograph Image）１及びＰＩ２が撮影画像取得部１２により取得された画像である。撮影画像ＰＩ１及びＰＩ２の撮影範囲は、対象物の検査対象表面全体と略同一である。撮影画像ＰＩ１及びＰＩ２は、投影部１１による明暗パターンが互いに異なる投影光が投影されたタイミングで、対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように撮影画像取得部１２が撮影して取得した画像である。撮影画像ＰＩ１及びＰＩ２における丸部分は、対象物の表面欠陥の部分である。このように、表面欠陥に投影された投影光は、他の部分とは異なる反射の仕方をするため、撮影画像において輝度値の相違として現れ得る。

図３（ｂ）には、第１差分画像生成部１３による輝度値画像に基づく第１差分画像の生成例が示されている。輝度値画像ＬＩ（Luminance value Image）１及びＬＩ２は、第１差分画像生成部１３により撮影画像ＰＩ１及びＰＩ２について各画素位置における輝度値の対比を行って抽出された、それぞれ最大輝度値の画像、最小輝度値の画像である。第１差分画像生成部１３は、輝度値画像ＬＩ１の輝度値から輝度値画像ＬＩ２の輝度値の差分を演算し、全ての画素位置について演算した差分の値を各画素の輝度値として採用した画像である欠陥強調画像ＤＥＩ（Defect Enhanced Image）１を生成する。ここでの欠陥強調画像ＤＥＩ１は第１差分画像の一例である。上述したように、対象物の表面欠陥の部分の画素における輝度が他の部分と相違するため、表面欠陥の部分の画素における最大輝度値から最小輝度値の差分の演算結果は、他の部分における差分の結果とは異なるものになる。従って、図３（ｂ）に示すように、対象物の表面欠陥を強調した欠陥強調画像ＤＥＩ１の生成が可能である。

図４は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における第２差分画像を生成例について説明した説明図である。図４には、第１差分画像生成部１３により生成された欠陥強調画像ＤＥＩ２が示されている。上述したように、例えば対象物が曲面を有する場合等において投影光の反射具合が一定とならないために、エッジ部分が現れないように表面欠陥を強調した画像の生成が困難となる場合がある。ここで、第２差分画像生成部１４は、まず欠陥強調画像ＤＥＩ２を平滑化した平滑化画像ＳＩ（Smoothed Image）を生成する。次に、第２差分画像生成部１４は、欠陥強調画像ＤＥＩ２と平滑化画像ＳＩとの差分を演算し、演算した差分の値を各画素の輝度値として採用した画像に対して２値化処理を施した画像（２値化画像ＢＩ（Binarized Image））を生成する。ここでの２値化画像ＢＩは第２差分画像の一例である。図４に示された２値化画像ＢＩの例では、対象物の表面欠陥以外にも対象物のエッジ部分が抽出された画像が生成されている。

図５は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における低輝度値領域の特定例について説明した説明図である。図５（ａ）及び（ｂ）には、第２差分画像生成部１４が生成した２値化画像における低輝度値領域ＬＬＡ（Low Luminance value Area）１、ＬＬＡ２がそれぞれ示されている。低輝度値領域ＬＬＡ１及びＬＬＡ２は、低輝度値領域特定部１５が特定した第２差分画像に含まれる複数の低輝度の画素からなる領域である。低輝度値領域ＬＬＡ１は略円形の領域であり、低輝度値領域ＬＬＡ２は細長い棒のような形をしている。ここで、代表領域特定部１６は、低輝度値領域ＬＬＡ１及びＬＬＡ２のそれぞれにおいて、代表領域を特定する。本例では、代表領域特定部１６は、低輝度値領域ＬＬＡ１において重心位置の画素領域を代表領域ＲＡ（Representative Area）１として特定し、低輝度値領域ＬＬＡ２において重心位置の画素領域を代表領域ＲＡ２として特定する。なお、重心位置の画素領域を基準領域とすることで、複数の隣接領域を対称的に特定すれば欠陥判定部１９による表面欠陥の判定精度が上昇することを期待できる。勿論、図５に示す例で、代表領域特定部１６は、低輝度値領域ＬＬＡ１及びＬＬＡ２のそれぞれにおいて、１画素の領域を代表領域と特定してもよい。

図６は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における基準領域及び隣接領域の特定例について説明した説明図である。図６（ａ）及び（ｂ）には、第２差分画像における代表領域ＲＡ１と同一位置に該当する欠陥強調画像における基準領域ＳＡ（Standard Area）１と、代表領域ＲＡ２と同一位置に該当する欠陥強調画像における基準領域ＳＡ２とが示されている。

ここで、隣接領域特定部１７は、基準領域ＳＡ１の左側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ（Contiguous Area）１−１として、下側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ１−２として、右側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ１−３として、上側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ１−４として特定する。また、隣接領域特定部１７は、基準領域ＳＡ２の左側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ２−１として、下側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ２−２として、右側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ２−３として、上側に隣接する領域を隣接領域ＣＡ２−４として特定する。次に、平均値算出部１８は、隣接領域ＣＡ１−１〜ＣＡ１−４それぞれの輝度平均値と、隣接領域ＣＡ２−１〜ＣＡ２−４それぞれの輝度平均値を算出する。

次に、欠陥判定部１９は、基準領域ＳＡ１について、隣接領域ＣＡ１−１の輝度平均値と、隣接領域ＣＡ１−１に対し基準位置ＳＡ１の中心を介して対角の位置に設定された隣接領域ＣＡ１−３の輝度平均値との差分の値を演算する。さらに、欠陥判定部１９は、基準領域ＳＡ１について、隣接領域ＣＡ１−２の輝度平均値と、隣接領域ＣＡ１−２に対し基準位置ＳＡ１の中心を介して対角の位置に設定された隣接領域ＣＡ１−４の輝度平均値との差分の値を演算する。また、欠陥判定部１９は、基準領域ＳＡ２についても、隣接領域ＣＡ２−１の輝度平均値と、隣接領域ＣＡ２−１に対し基準位置ＳＡ２の中心を介して対角の位置に設定された隣接領域ＣＡ２−３の輝度平均値との差分の値を演算する。さらに、欠陥判定部１９は、基準領域ＳＡ２について、隣接領域ＣＡ２−２の輝度平均値と、隣接領域ＣＡ２−２に対し基準位置ＳＡ２の中心を介して対角の位置に設定された隣接領域ＣＡ２−４の輝度平均値との差分の値を演算する。

図６（ａ）の例においては、隣接領域ＣＡ１−１〜ＣＡ１−４それぞれの輝度平均値は略同じ値となる。よって、隣接領域ＣＡ１−１〜ＣＡ１−４のうちの何れか２つの間の輝度平均値の差分を演算した結果はゼロに近い値となる。ここで、欠陥判定部１９において何れの組み合わせで輝度平均値の差分を演算して所定値と比較する判定を行うかは様々に設定可能であるが、例えば、欠陥判定部１９において、隣接領域ＣＡ１−１と隣接領域ＣＡ１−３との間の輝度平均値の差分の値、及び、隣接領域ＣＡ１−２と隣接領域ＣＡ１−４との間の輝度平均値の差分の値が所定の閾値未満である場合には、隣接領域ＣＡ１−１〜ＣＡ１−４の基準となった基準領域ＳＡ１に対応する代表領域ＲＡ１を含む低輝度値領域ＬＬＡ１が対象物の表面欠陥であると判定する。

また、図６（ｂ）の例においては、基準領域ＳＡ２は低輝度値の領域と高輝度値の領域との境界に位置している。従って、隣接領域ＣＡ２−１及びＣＡ２−２と隣接領域ＣＡ２−３及びＣＡ２−４との間での輝度平均値の差分の値は、図６（ａ）の場合と比較して大きくなる。ここで、欠陥判定部１９において、隣接領域ＣＡ２−１と隣接領域ＣＡ２−３との間の輝度平均値の差分の値、又は、隣接領域ＣＡ２−２と隣接領域ＣＡ２−４との間の輝度平均値の差分の値が所定の閾値以上である場合には、基準領域ＳＡ２に対応する代表領域ＲＡ２を含む低輝度値領域ＬＬＡ２が対象物のエッジ部分である、すなわち代表領域ＲＡ２が対象物の表面欠陥ではないと判定する。

図７は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における基準領域及び隣接領域の例について説明した説明図である。図７（ａ）及び（ｂ）には基準領域ＳＡ３及びＳＡ４、隣接領域ＣＡ３−１〜ＣＡ３−４及びＣＡ４−１〜ＣＡ４−４が示されている。図６の例では、基準領域ＳＡ１、ＳＡ２が一画素で構成される例として説明を行ったが、図７（ａ）及び（ｂ）の例では、基準領域ＳＡ３及びＳＡ４が３画素×３画素の計９画素で構成される例として説明する。また、図６の例では、隣接領域ＣＡ１−１〜ＣＡ１−４及びＣＡ２−１〜ＣＡ２−４をそれぞれ一方向に連続する４画素で構成していたが、図７（ａ）及び（ｂ）の例では、隣接領域ＣＡ３−１〜ＣＡ３−４及びＣＡ４−１〜ＣＡ４−４を、３画素×３画素の計９画素で構成している。

ここで、欠陥判定部１９において何れの組み合わせで輝度平均値の差分を演算して所定値と比較する判定を行うかは様々に設定可能であるが、例えば、欠陥判定部１９は、隣接領域ＣＡ３−１と隣接領域ＣＡ３−３間の輝度平均値の差分の値、及び、隣接領域ＣＡ３−２と隣接領域ＣＡ３−４との間の輝度平均値の差分の値が所定の閾値未満である場合には、隣接領域ＣＡ３−１〜ＣＡ３−４の基準となった基準領域ＳＡ３に対応する代表領域ＲＡを含む低輝度値領域ＬＬＡ１が対象物の表面欠陥であると判定する。また、欠陥判定部１９は、隣接領域ＣＡ４−１と隣接領域ＣＡ４−３との間の輝度平均値の差分の値、又は、隣接領域ＣＡ４−２と隣接領域ＣＡ４−４との間の輝度平均値の差分の値が所定閾値以上である場合には、基準領域ＳＡ４に対応する代表領域ＲＡを含む低輝度値領域ＬＬＡ２が対象物のエッジ部分などの表面欠陥以外の箇所であると判定する。

図８は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出処理における基準領域及び隣接領域の例について説明した説明図である。図８（ａ）では、基準領域ＳＡ５に対し、隣接領域ＣＡ５−１が左下側に、隣接領域ＣＡ５−２が右下側に、隣接領域ＣＡ５−３が右上側に、隣接領域ＣＡ５−４が左上側に特定されており、かつ各隣接領域ＣＡ５−１〜ＣＡ５−４は、斜め方向に連続した４画素で構成されている。また、図８（ｂ）では、隣接領域ＣＡ６が、基準領域ＳＡ６に対し、隣接領域ＣＡ６−１が左上側に、隣接領域ＣＡ６−２が左下側に、隣接領域ＣＡ６−３が右下側に、隣接領域ＣＡ６−４が右上側に特定されており、各隣接領域ＣＡ６−１〜ＣＡ６−４は、３画素×３画素の計９画素で構成されている。このように、基準領域の中心から斜め方向に位置する場合も「隣接領域」の設定の一例として採用し得る。基準領域に対して斜め方向に位置する領域も隣接領域として特定可能にすることで、対象物の種類や当該対象物に形成され得る表面欠陥の種類等に応じて、表面欠陥の検出に最適な隣接領域を特定することができる。

なお、隣接領域自体の形は基準領域に隣接している領域であれば特に限定されず、例えば、隣接領域は１方向に延びた領域だけでなく途中で折れ曲がったような形の領域でもよい。また、１の基準領域に対応する複数の隣接領域は、同一の形をしていてもよいし、異なる形をしていてもよい。

以上のように、本発明に係る欠陥検出装置によれば、投影部と、撮影画像取得部と、第１差分画像生成部と、第２差分画像生成部と、低輝度値領域特定部と、代表領域特定部と、隣接領域特定部と、平均値算出部と、欠陥判定部とを備える構成とし、対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影し、対象物の全ての箇所において投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得し、当該複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（第１差分画像）を生成し、第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（第２差分画像）を生成し、第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（低輝度値領域）を特定し、低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定し、第２差分画像における代表領域と同一位置に該当する第１差分画像における領域を基準領域として特定し、基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（隣接領域）を基準領域毎に複数特定し、隣接領域毎に輝度平均値を算出し、基準領域のそれぞれについて、複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった基準領域に対応する代表領域を含む低輝度値領域が対象物の表面欠陥であると判定するので、対象物の表面欠陥の誤検出を減らして検出精度を向上させることが可能となる。

すなわち、例えば複数の対象物の表面欠陥を検査する場合に、対象物の形状に個体差がある場合や撮影範囲における対象物の位置が同一でない場合でも、マスク処理を適用せずとも、エッジ部分を表面欠陥として誤検出してしまうことを防止することが可能となる。

上述した例では、欠陥検出装置１００は、内部に投影ディスプレイ２００と撮影用カメラ３００とを備えていたが、投影ディスプレイ２００と撮影用カメラ３００とを内部に備えずに、欠陥検出装置とは独立した構成である外部の投影ディスプレイ２００や撮影用カメラ３００を制御することで、上述の実施例と同様に機能させる構成としてもよい。

図９は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する欠陥検出システムの構成の一例を示すブロック図である。この図９の例において、欠陥検出システム１０００は、欠陥検出装置１００ｂと、投影ディスプレイ２００ｂと、撮影用カメラ３００ｂと、ロボットアーム４００とを備える。欠陥検出装置１００ｂは、投影ディスプレイ２００と撮影用カメラ３００とを内部に備えず、外部の投影ディスプレイ２００ｂ及び撮影用カメラ３００ｂを制御して対象物の欠陥を検出する点が欠陥検出装置１００ａと相違する。

ロボットアーム４００は、対象物を把持して、投影ディスプレイ２００ｂによる投影光の投影及び撮影用カメラ３００ｂによる対象物の撮影が可能な位置に対象物を移動させる。また、ロボットアーム４００は、対象物の一つの表面だけでなく他の面も表面欠陥の検出を行うために、把持している対象物の向きを変えてもよい。

図１０は、ロボットアームを用いた場合の例を表した説明図である。この図１０に示すように、ロボットアーム４００は、対象物を把持して投影ディスプレイ２００ｂの投影光を投影している面に近づける。投影ディスプレイ２００ｂがそれぞれの明暗パターンの投影光を投影するタイミングに合わせて、撮影用カメラ３００ｂが対象物の表面を撮影する。対象物の表面の撮影が完了した後、ロボットアーム４００は、対象物の他の表面に投影光が投影されるように、把持している当該対象物の向きを変えて、同様に投影ディスプレイ２００ｂによる投影光の投影と撮影用カメラ３００ｂによる撮影が行われる。このようにして得られた複数の撮影画像を用いて行う以降の欠陥検出処理は、上記の欠陥検出装置１１０ａに関する実施例の場合と同様である。

図１０のような構成においては、ロボットアーム４００によって対象物を掴む処理を実行するが、対象物の位置やロボットアームの移動処理の微差などによって、対象物を掴む位置が毎回若干異なる可能性がある。対象物を掴む位置が変化すると、対象物を把持した状態で実行する撮影用カメラ３００ｂによる撮影結果においても対象物の位置が毎回変化することになる。このように、撮影画像毎に対象物の位置が僅かであっても変化する場合、従来のマスク処理によって対象物の範囲を特定する処理を行うことが困難になる。しかし、欠陥検査装置１００ｂによれば、対象物の位置が撮影画像毎に変化する場合であっても、対象物の表面欠陥の誤検出を減らして検出精度を向上させることが可能である。

１００、１００ａ、１００ｂ 欠陥検査装置
１１ 投影部
１２ 撮影画像取得部
１３ 第１差分画像生成部
１４ 第２差分画像生成部
１５ 低輝度値領域特定部
１６ 代表領域特定部
１７ 隣接領域特定部
１８ 平均値算出部
１９ 欠陥判定部
２０ 記憶部
２００ 投影ディスプレイ
３００ 撮影用カメラ

Claims (6)

1. 対象物の表面欠陥を検出するための欠陥検出方法であって、
   前記対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影する投影手順と、
   前記対象物の全ての箇所において前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ前記対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得する撮影画像取得手順と、
   前記複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した前記差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第１差分画像」という。）を生成する第１差分画像生成手順と、
   前記第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第２差分画像」という。）を生成する第２差分画像生成手順と、
   前記第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（以下「低輝度値領域」という。）を特定する低輝度値領域特定手順と、
   前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する代表領域特定手順と、
   前記第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する前記第１差分画像における領域を基準領域として特定し、前記基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（以下「隣接領域」という。）を前記基準領域毎に複数特定する隣接領域特定手順と、
   前記隣接領域毎に輝度平均値を算出する平均値算出手順と、
   前記基準領域のそれぞれについて、前記複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の前記輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む前記低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定する欠陥判定手順とを含む
   ことを特徴とする欠陥検出方法。
2. 前記代表領域特定手順では、前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、前記低輝度値領域の重心位置の画素領域を前記代表領域として特定する
   ことを特徴とする請求項１記載の欠陥検出方法。
3. 前記第２差分画像生成手順では、前記第１差分画像と、生成した前記平滑化画像とを差分して、さらに２値化した画像を前記第２差分画像として生成する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の欠陥検出方法。
4. 前記所定規則は、前記基準領域に対し上下左右方向に隣接する４つの隣接領域を特定する規則であり、
   前記隣接領域特定手順では、前記第１差分画像において、前記所定規則に基づいて、前記基準領域に対して上下左右方向に隣接する４つの前記隣接領域を当該代表領域毎に特定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の欠陥検出方法。
5. 対象物の表面欠陥を検出するための欠陥検出装置であって、
   前記対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影する投影部と、
   前記対象物の全ての箇所において前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ前記対象物の表面を複数回数撮影して、複数の撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
   前記複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した前記差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第１差分画像」という。）を生成する第１差分画像生成部と、
   前記第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第２差分画像」という。）を生成する第２差分画像生成部と、
   前記第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（以下「低輝度値領域」という。）を特定する低輝度値領域特定部と、
   前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する代表領域特定部と、
   前記第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する前記第１差分画像における領域を基準領域として特定し、前記基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（以下「隣接領域」という。）を前記基準領域毎に複数特定する隣接領域特定部と、
   前記隣接領域毎に輝度平均値を算出する平均値算出部と、
   前記基準領域のそれぞれについて、前記複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の前記輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む前記低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定する欠陥判定部とを備える
   ことを特徴とする欠陥検出装置。
6. 対象物の表面欠陥を検出するための欠陥検出装置であって、
   前記対象物の表面の撮影範囲の全ての箇所に明部と暗部とがそれぞれ少なくとも１回ずつ投影されるように、複数の明暗パターンからなる投影光を投影させるように投影装置を制御する投影部と、
   前記対象物の全ての箇所において前記投影装置により投影された前記投影光の明部を投影したパターンと暗部を投影したパターンの少なくとも２パターンにおいて撮影がなされるように、複数の明暗パターンの投影タイミングと撮影タイミングを制御しつつ前記対象物の表面を複数回数撮影するように撮影装置を制御し、当該撮影装置から撮影結果としての複数の撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
   前記複数の撮影画像について各画素位置における輝度値の対比を行い、最大輝度値と最小輝度値とを抽出してそれらの差分を演算し、全ての画素位置について演算した前記差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第１差分画像」という。）を生成する第１差分画像生成部と、
   前記第１差分画像を平滑化した平滑化画像を生成し、当該第１差分画像と、当該平滑化画像との差分の値を各画素の輝度値として採用した画像（以下「第２差分画像」という。）を生成する第２差分画像生成部と、
   前記第２差分画像に含まれる所定輝度値以下の画素が連続する領域（以下「低輝度値領域」という。）を特定する低輝度値領域特定部と、
   前記低輝度値領域のそれぞれにおいて、所定の特定規則に基づいて、少なくとも１つの画素を含む領域を代表領域として特定する代表領域特定部と、
   前記第２差分画像における前記代表領域と同一位置に該当する前記第１差分画像における領域を基準領域として特定し、前記基準領域に隣接する領域であって所定規則に基づいて複数箇所設定される領域（以下「隣接領域」という。）を前記基準領域毎に複数特定する隣接領域特定部と、
   前記隣接領域毎に輝度平均値を算出する平均値算出部と、
   前記基準領域のそれぞれについて、前記複数の隣接領域のうち少なくとも２つの隣接領域間の前記輝度平均値の差分を演算し、演算した全ての差分が所定の閾値未満である場合、当該複数の隣接領域の基準となった前記基準領域に対応する代表領域を含む前記低輝度値領域が前記対象物の表面欠陥であると判定する欠陥判定部とを備える
   ことを特徴とする欠陥検出装置。
   
   

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