JP2021196735A - 画像合成装置、画像合成方法及び画像合成プログラム並びに検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像対象物の走査範囲の形状を精度良く復元可能な画像合成装置、画像合成方法及び画像合成プログラム並びに検査装置を提供する。【解決手段】画像合成装置は、撮像対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得るように構成された第１画像合成部と、前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得るように構成された第２画像合成部と、を備える。【選択図】 図１

Description

本開示は、画像合成装置、画像合成方法及び画像合成プログラム並びに検査装置に関する。

撮像装置の画角よりも広範囲にわたる被撮像体の画像を得るために、撮像装置で得られる複数の画像を合成することがある。

例えば、特許文献１には、撮影装置により検査対象物の表面を走査して連続的に撮影することで複数の画像を取得し、これら複数の画像を合成することで得られるパノラマ画像を用いて、検査対象物の目視検査を行うことが記載されている。特許文献１における画像合成では、走査方向に隣り合う画像同士についてマッチングを行うことで、両画像間で重なり合う画素を特定し、両画像について特定した画素を重ね合わせたパノラマ画像（合成画像）を生成するようになっている。

特開２０１９−１０６０７５号公報

ところで、撮像対象物の表面を走査撮像して得られる多数の画像を合成して１つのパノラマ合成画像を得る場合、得られる合成画像の形状が撮像対象物の走査範囲の形状とは大きく異なったものとなること、すなわち、画像合成により走査範囲の形状を精度良く復元することができないことがある。この場合、例えば、合成画像を用いた撮像対象物表面の目視検査を適切に行えない可能性がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、撮像対象物の走査範囲の形状を精度良く復元可能な画像合成装置、画像合成方法及び画像合成プログラム並びに検査装置を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係る画像合成装置は、
撮像対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得るように構成された第１画像合成部と、
前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得るように構成された第２画像合成部と、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る検査装置は、
前記撮像対象物の表面を走査撮像して前記複数の画像を得るように構成された撮像装置と、
上述の画像合成装置と、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る画像合成方法は、
撮影対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得るステップと、
前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得るステップと、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る画像合成プログラムは、
コンピュータに、
撮像対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得る手順と、
前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得る手順と、
を実行させる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、撮像対象物の走査範囲の形状を精度良く復元可能な画像合成装置、画像合成方法及び画像合成プログラム並びに検査装置が提供される。

一実施形態に係る画像合成装置を備えた検査装置の概略構成図である。 検査対象物の一例の概略断面図である。 図２に示す検査対象物をＡ方向から視た概略図である。 検査対象物における走査範囲の一例を示す図である。 検査対象物における走査範囲の一例を示す図である。 一実施形態に係る画像合成方法の概略的なフローチャートである。 第１合成画像の生成について説明するための図である。 第１合成画像の生成について説明するための図である。 第２合成画像の生成について説明するための図である。 一実施形態に係る短手方向の合成（Ｓ１００）のフローチャートである。 一実施形態に係る長手方向の合成（Ｓ２００）のフローチャートである。 一対の第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１の合成について説明するための図である。 一対の第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１の合成について説明するための図である。 一実施形態に係る画像合成方法における短手方向の画像列の合成の手順を示すフローチャートである。 短手方向に隣接する画像同士のマッチングを説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（検査装置及び画像合成装置の構成）
図１は、一実施形態に係る画像合成装置を備えた検査装置の概略構成図である。この検査装置は、検査対象物の目視検査（Ｖｉｓｕａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ；ＶＴ）を行うための画像を取得するように構成される。図１に示すように、検査装置１は、検査対象物（撮像対象物）を撮像して画像を得るための撮像装置２と、撮像装置で得られた画像を合成処理するための画像合成装置６と、画像を表示するための表示部８（ディスプレイ等）と、を備える。

撮像装置２は、検査対象物の表面を走査撮像して複数の画像を得るように構成される。撮像装置２は、駆動部（マニピュレータ等）により動かされて検査対象物の表面を走査するようになっている。撮像装置２は、検査対象物の表面を走査して一定時間間隔で撮影を行うようになっていてもよい。撮像装置２は、例えば、デジタルカメラ又はビデオカメラであってもよい。

ここで、図２〜５を参照して、検査対象物の走査範囲について説明する。図２は、検査対象物の一例の概略断面図である。図３は、図２に示す検査対象物をＡ方向から視た概略図である。図４及び図５は、それぞれ、検査対象物における走査範囲の一例を示す図である。なお、図４は、図３に示す走査範囲Ｒの拡大図である。

図２に示す検査対象物９０は、容器９２と、容器９２に接続された管部９４と、を含む。容器９２は内壁面９３を有する。管部９４は、中心軸Ｏとする円筒形状を有し、内周面９５を有する。

一実施形態では、容器９２の内壁面９３のうち、図２に示すＡ方向から視た範囲Ｂ、すなわち、図３に示す環状領域Ｑから切り出した環状扇形の部分（図３における斜線部の領域）を、走査範囲Ｒ（すなわち、目視検査の対象範囲）としてもよい。この走査範囲Ｒは、上述の中心軸Ｏを中心とする環状扇形の形状を有する。環状扇形の周方向及び径方向は、それぞれ、管部９４の周方向及び径方向に相当する。図４に示す走査範囲Ｒの環状扇形の内側及び外側の弧の長さは、これらの弧を接続する辺よりも長い。すなわち、図４に示す環状扇形を有する走査範囲Ｒの周方向は長手方向に相当し、径方向は短手方向に相当する。

一実施形態では、管部９４の内周面９５のうち、図２に示す管部９４の軸方向の範囲Ｃの領域を、走査範囲Ｒとしてもよい。この場合、図５に示すように走査範囲Ｒは、内周面９５の範囲Ｃの部分を管部９４の周方向に展開したものであり、長方形の形状を有する。

撮像装置２は、走査範囲Ｒ内を走査して複数の画像を撮影する。走査範囲Ｒは撮像装置２の画角よりも広いエリアである。なお、検査対象物の目視検査では高解像度の画像が要求されることがあり、この場合、撮像装置２の画角が非常に狭くなり、走査範囲Ｒが画角に対して大幅に大きくなる。撮像装置２は、走査範囲Ｒを走査撮像することにより、走査範囲Ｒの全体を撮影対象として複数の画像を取得する。撮像装置２による走査範囲Ｒの走査パターンとして種々のものを選択できる。

例えば一実施形態では、図４及び図５に示すように、走査範囲Ｒの長手方向を走査方向とするラスタスキャンにより、走査撮像を行ってもよい。この場合、まず、走査範囲Ｒのうち、短手方向における一端側において、長手方向の走査線１００に沿って走査する。そして、長手方向の端部に到達したら、短手方向に位置をずらして、再度、長手方向の走査線１００に沿って走査する。この操作を、短手方向の他端側に到達するまで繰り返す。

なお、環状扇形の走査範囲Ｒを長手方向の走査線１００に沿って走査する場合、図４に示すように、径方向内側の一端側から走査を開始し、径方向内側から径方向外側に向かって短手方向（径方向）の位置をずらしながらラスタスキャンを行ってもよい。あるいは、径方向外側の一端側から走査を開始し、径方向外側から径方向内側に向かって短手方向（径方向）の位置をずらしながらラスタスキャンを行ってもよい。

あるいは、一実施形態では、走査範囲Ｒの短手方向を走査方向とするラスタスキャンにより走査撮像を行ってもよい。あるいは、一実施形態では、他の走査パターンを用いて走査範囲Ｒ内の走査撮像を行ってもよい。

撮像装置２により取得される複数の画像のうち、長手方向に隣り合う画像同士は、長手方向において部分的に重なっている（即ち、これらの画像は、長手方向における同一の一部分を撮影範囲に含む）。また、撮像装置２により取得される複数の画像のうち、短手方向に隣り合う画像同士は、短手方向において部分的に重なっている（即ち、これらの画像は、短手方向における同一の一部分を撮影範囲に含む）。

画像合成装置６（図１参照）は、撮像装置２からの複数の画像Ｆを取得するための画像取得部１０と、複数の画像を短手方向に合成して第１合成画像を生成するための第１画像合成部２０と、複数の第１合成画像を長手方向に合成して第２合成画像を生成するための第２画像合成部３０と、を備える。第２画像合成部３０で得られる第２合成画像は、検査対象物の表面における走査範囲Ｒの全体を表す画像である。また、第１画像合成部２０は、抽出部２２と、精密マッチング部２４と、粗マッチング部２６と、を含む。

なお、画像合成装置６は、プロセッサ（ＣＰＵ又はＧＰＵ等）、及び記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ又は外部記憶装置等）を備えた計算機を含む。そして、メモリ（主記憶装置）にロードされたプログラム（画像合成プログラム）の命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、画像合成装置６が備える上述の各機能部（第１画像合成部２０及び第２画像合成部３０等）を実現する。換言すれば、上述のプログラムは、計算機に上述の各機能部を実現させるためのソフトウェアである。

表示部８は、画像合成装置６で得られた第２合成画像を表示するように構成される。表示部８に表示された第２合成画像を用いて、検査対象物の視覚的な検査を行うことができる。

（画像合成方法）
次に、幾つかの実施形態に係る画像合成方法について説明する。なお、以下において、上述の画像合成装置６を用いて一実施形態に係る画像合成方法を実行する場合について説明するが、幾つかの実施形態では、他の装置を用いて以下に説明する画像合成方法を実行してもよい。

図６は、一実施形態に係る画像合成方法の概略的なフローチャートである。図７Ａ及び図７Ｂは、第１合成画像の生成について説明するための図である。図８は、第２合成画像の生成について説明するための図である。

図６に示すように、一実施形態では、まず、画像取得部１０により、撮像装置２で検査対象物（撮影対象物）の表面を走査して撮影された複数の画像を含む撮像データを取得する。撮像データには、複数の画像と、各画像の撮影位置情報（以下、単に位置情報ともいう。）と、が含まれる。撮影位置情報は、走査範囲Ｒの長手方向及び短手方向における各画像の撮影位置の位置座標であってもよい。なお、撮影位置情報は、撮像装置２の駆動部（マニピュレータ等）のエンコーダから取得されるようになっていてもよい。

次に、第１画像合成部２０により、画像取得部１０で取得された複数の画像について、走査範囲Ｒの短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得る（Ｓ１００；図７Ａ及び図７Ｂ参照）。そして、第２画像合成部３０により、走査範囲Ｒの長手方向について、ステップＳ１００で得られた複数の第１合成画像を合成して第２合成画像を得る（Ｓ２００；図８参照）。

なお、図７Ａ〜図８は、長手方向にｎ枚、短手方向にｍ枚配列される合計ｎ×ｍ枚（ただしｎ＞ｍ）の複数の画像を用いて合成画像を得る場合を図示したものである。図中におけるＦ_ｉ，ｊは、長手方向におけるｉ列目の短手方向の画像列Ｃ_ｉを構成するｍ枚の画像のうち、短手方向におけるｊ行目の画像を意味する。なお、短手方向の画像列を構成する画像の数（ｍ）は、典型的には、走査範囲Ｒにおける走査方向（即ち長手方向）に沿った走査線１００（図４及び図５参照）の本数と一致する。

検査対象物の走査範囲Ｒが環状扇形の場合（例えば図４や図８参照）、Ｆ_ｉ，１は、画像列Ｃ_ｉを構成するｍ枚の画像のうち最も径方向内側に位置する最内側画像であり、Ｆ_ｉ，ｍは、画像列Ｃ_ｉを構成するｍ枚の画像のうち最も径方向外側に位置する最外側画像である。また、図中におけるＩ_ｉは、長手方向におけるｉ列目の短手方向の画像列Ｃ_ｉを合成して得られる第１合成画像を意味する。なお、整数ｉは、走査の順序を表すものではない。すなわち、径方向内側から径方向外側に向かって走査をする場合であるか、径方向外側から径方向内側に向かって走査をする場合であるかによらず、Ｆ_ｉ，１は最内側画像であり、Ｆ_ｉ，ｍは最外側画像である。

短手方向の画像列を合成するステップＳ１００についてより具体的に説明する。図９は、一実施形態に係るステップＳ１００のフローチャートである。以下、走査範囲Ｒの長手方向にｎ枚、短手方向にｍ枚配列される合計ｎ×ｍ枚（ただしｎ＞ｍ）の複数の画像を用いて合成画像を得る場合（図７Ａ〜図８参照）について説明する。

ステップＳ１００では、まず、長手方向における１列目（ｉ＝１）、かつ、短手方向における１行目（ｊ＝１）の基準画像Ｆ_１，１について（Ｓ１１０）、この画像Ｆ_１，１の位置情報（例えば、長手方向の位置座標Ａ_１，１及び短手方向の位置座標ｒ_１，１）を読み取る（Ｓ１２０）。そして、短手方向において隣接する画像が存在する（すなわちｊ＝１＜ｍである）ので（Ｓ１３０でＹｅｓ）、該基準画像Ｆ_１，１と、短手方向において隣接する画像Ｆ_１，２についてマッチング（例えばテンプレートマッチング）を行い、両画像が重なり合う領域を特定する（Ｓ１４０）。なお、後述するように、隣接する画像同士のマッチングにおいて、これらの画像の位置情報を用いてもよい。

そして短手方向のカウンタｊを加算して（Ｓ１５０）、長手方向における１列目（ｉ＝１）、かつ、短手方向における２行目（ｊ＝２）の画像Ｆ_１，２を基準画像とし、ステップＳ１２０〜Ｓ１５０を繰り返し行う。さらにこれらの手順を繰り返し行い、短手方向に隣合う基準画像Ｆ_１，ｊと画像Ｆ_{１，ｊ＋１}とのマッチングを順次行う。そして、ステップＳ１４０で基準画像Ｆ_{１，ｍ−１}と画像Ｆ_１，ｍとのマッチングが完了したら、次のステップＳ１３０にて、短手方向において画像Ｆ_１，ｍに隣接する画像は存在しない（すなわちｊ＝ｍである）ので（Ｓ１３０でＮｏ）、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０では、長手方向における１列目（ｉ＝１）の短手方向の画像列Ｃ_１（複数の画像Ｆ_１，１〜Ｆ_１，ｍにより構成される画像列；図７Ａ参照）について、上述の手順で得られた短手方向に隣り合う画像同士のマッチング結果を用いて合成処理を行い（即ち、短手方向に合成し）、１列目の第１合成画像Ｉ_１を得る（Ｓ１６０）。

そして、上述のステップＳ１２０〜Ｓ１６０を長手方向における２列目（ｉ＝２）からｎ列目（ｉ＝ｎ）まで繰り返して行うことにより、（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、長手方向における１列目からｎ列目までのそれぞれの画像列Ｃ_ｉを短手方向に合成した複数（具体的にはｎ個）の第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎが得られる。

次に、複数の第１合成画像Ｉを長手方向に合成するステップＳ２００についてより具体的に説明する。図１０は、一実施形態に係るステップＳ２００のフローチャートである。

ステップＳ２００では、まず、長手方向における１列目（ｉ＝１）の第１合成画像Ｉ_１について（Ｓ２１０）、長手方向において隣接する第１合成画像が存在する（すなわちｉ＝１＜ｎである）ので（Ｓ２２０でＹｅｓ）、該第１合成画像Ｉ_１と、長手方向において隣接する第１合成画像Ｉ_２についてマッチング（例えばテンプレートマッチング）を行い、両画像が重なり合う領域を特定する（Ｓ２３０）。そして長手方向のカウンタｉを加算して（Ｓ２４０）、長手方向における２列目（ｉ＝２）の第１合成画像Ｉ_２について、ステップＳ２２０〜Ｓ２４０を繰り返し行う。さらにこれらの手順を繰り返し行い、長手方向に隣合う第１合成画像Ｉ_ｉと第１合成画像Ｉ_ｉ＋１とのマッチングを順次行う。そして、ステップＳ２３０で第１合成画像Ｉ_ｎ−１と第１合成画像Ｉ_ｎとのマッチングが完了したら、次のステップＳ２２０にて短手方向において第１合成画像Ｉ_ｎに隣接する画像は存在しない（すなわちｉ＝ｎである）ので（Ｓ２２０でＮｏ）、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、長手方向における１列目（ｉ＝１）からｎ列目（ｉ＝ｎ）の第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎについて、上述の手順で得られた長手方向に隣り合う第１合成画像同士のマッチング結果を用いて合成処理を行い（即ち、長手方向に合成し）、第２合成画像Ｇを得る（Ｓ２５０）。

ここまで説明したように、撮像装置２の画角よりも広いエリアにわたるパノラマ合成画像を得るために、撮像装置２による走査範囲Ｒの長手方向及び短手方向において異なる位置で撮影された複数の画像を合成する。ここで、走査範囲Ｒ内で撮影された複数の画像のうち、短手方向に沿った画像列を構成する画像の数（ｍ）は、通常、長手方向に沿った画像列を構成する画像の数（ｎ）よりも少ない。上述の実施形態では、走査撮像により得られる複数の画像Ｆ_１，１〜Ｆ_ｎ，ｍについて、先に走査範囲Ｒの短手方向に合成する（即ち第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを生成する）ようにしたので、先に長手方向に合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに伴い生じ得る誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎ）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを長手方向に合成することで、最終的に得られる走査範囲Ｒ全体の合成画像（第２合成画像Ｇ）の形状を走査範囲Ｒの実際の形状に近いものとすることができる。すなわち、走査範囲Ｒの形状を精度良く復元することができる。これにより、例えば、第２合成画像Ｇを用いた検査対象物（撮像対象物）表面の目視検査を適切に行うことができる。

なお、マッチングに伴い生じ得る誤差とは、例えば、各画像について取得される位置情報（例えば走査方向の位置や、環状扇形の中心を基準とする角度位置等）の誤差である。画像の位置情報（撮影位置情報）が撮像装置２の駆動部（例えばマニピュレータ）のエンコーダを介して取得される場合、該エンコーダの分解能や、駆動部の歯車のバックラッシ等に起因して、上述の位置情報の誤差が生じることがある。

ところで、撮像装置２の画角よりも広いエリアを走査範囲Ｒとする場合、図４及び図５を参照して説明したように、走査範囲Ｒの長手方向を走査方向とするラスタスキャンが行われることが多い。これは、撮像装置２の位置を走査方向と直交方向にずらす操作に起因して生じ得る上述の誤差を低減すべく、このような操作の回数を減らすためである。また、走査撮像により得られる画像を合成する場合、例えば特許文献１に記載されるように、撮像装置２による走査方向の画像列を合成するのが通常である。

この点、上述の実施形態では、走査範囲Ｒの長手方向に沿って走査撮像した複数の画像について、通常とは異なり、走査方向と直交する方向（即ち短手方向）の画像列Ｃ_１〜Ｃ_ｎを合成する（第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを生成する）。したがって、走査方向（即ち長手方向）の画像列を合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎ）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを走査方向（即ち長手方向）に合成することで、最終的に得られる走査範囲Ｒ全体の合成画像（第２合成画像Ｇ）の形状を走査範囲Ｒの実際の形状に近いものとすることができ、すなわち、走査範囲Ｒの形状を精度良く復元することができる。

幾つかの実施形態では、走査範囲Ｒが環状扇形の形状を有する場合、図４に示すように、走査範囲Ｒの短手方向は環状扇形の径方向に沿った方向であるとともに、走査範囲Ｒの長手方向は環状扇形の周方向に沿った方向であってもよい。

この場合、環状扇形の形状を有する走査範囲Ｒにおける走査撮像により得られる複数の画像Ｆ_１，１〜Ｆ_ｎ，ｍについて、先に環状扇形の径方向（即ち短手方向）の画像列Ｃ_１〜Ｃ_ｎを合成する（即ち第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを生成する）ことになる。よって、先に周方向（即ち長手方向）の画像列を合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎ）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを周方向（即ち長手方向）に合成することで、最終的に得られる走査範囲Ｒ全体の合成画像（第２合成画像Ｇ）の形状を走査範囲Ｒの実際の形状に近いものとすることができ、すなわち、走査範囲Ｒの形状を精度良く復元することができる。

幾つかの実施形態では、走査範囲Ｒが環状扇形の形状を有する場合、ステップＳ２００において周方向に隣り合う第１合成画像Ｉ_ｉ及びＩ_ｉ＋１をマッチングするとき（Ｓ２３０）、第２画像合成部３０により、以下の手順を行ってもよい。

すなわち、第２画像合成部３０は、これらの第１合成画像の元になった一対の短手方向の画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１のうち、最も径方向内側に位置する一対の最内側画像Ｆ_ｉ，１、Ｆ_{ｉ＋１，１}よりも外側に位置する少なくとも一対の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}（ただし、ｊは２＜ｊ≦ｍを満たす何れかの整数）の位置情報に基づいて、環状扇形の中心を基準とする少なくとも一対の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の回転角θをそれぞれ算出する。そして、算出した回転角θに基づいて、一対の画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１に対応した第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１のマッチング及び合成を行う。例えば、少なくとも一対の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の位置情報に基づいて算出される回転角θを、一対の画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１及びこれに対応する第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１の回転角に相当するものとして用いて、第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１のマッチングを行うことができる。

ここで、上述の回転角θの算出方法の一例について、図１１を参照して説明する。図１１は、一対の第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１の合成について説明するための図である。ここでは、上述の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}が最外側画像Ｆ_ｉ，ｍ、Ｆ_{ｉ＋１，ｍ}である場合について説明する。

周方向に隣接する第１合成画像Ｉ_ｉとＩ_ｉ＋１に対応する画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１の周方向（長手方向）の径方向内側における移動量ΔＸ_ＩＮ（図１１参照）は、これらの画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１の最内側画像Ｆ_ｉ，１、Ｆ_{ｉ＋１，１}の位置情報から算出することができる。また、周方向に隣接する第１合成画像Ｉ_ｉとＩ_ｉ＋１に対応する画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１の周方向（長手方向）の径方向外側における移動量ΔＸ_ＯＵＴ（図１１参照）は、これらの画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１の最外側画像Ｆ_ｉ，ｍ、Ｆ_{ｉ＋１，ｍ}の位置情報から算出することができる。

ここで、一対の最外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の回転角θは、最外側画像Ｆ_ｉ，ｊの径方向（あるいは走査範囲Ｒの短手方向）に沿った辺の直線Ｌ_ｉ，ｍと、最外側画像Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の径方向（あるいは走査範囲Ｒの短手方向）に沿った辺の直線Ｌ_{ｉ＋１，ｍ}との間の角度である。なお、図中の破線で示すＬ’はＬ_ｉ，ｍと平行な直線であり、図中の角度θ’と角度θは等しい。したがって、画像列Ｃ_ｉの径方向の長さをＨとすれば、角度θは、Ｈ、ΔＸ_ＩＮ及びΔＸ_ＯＵＴを用いて、下記式で表すことができる。
Ｈ×ｓｉｎθ（＝Ｈ×ｓｉｎθ’）＝ΔＸ_ＯＵＴ−ΔＸ_ＩＮ
よって、上記式よりθを算出することができる。

なお、最外側画像Ｆ_ｉ，ｍ、Ｆ_{ｉ＋１，ｍ}以外の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の場合でも、同様に回転角θを算出することができる。

また、二対以上の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の回転角をそれぞれ算出し、このようにして得られる複数の回転角に基づいて（例えば複数の回転角の平均値等を用いて）、一対の画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１に対応した第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１のマッチング及び合成を行うようにしてもよい。

なお、上述の実施形態とは異なり、一対の最内側画像Ｆ_ｉ，１、Ｆ_{ｉ＋１，１}の位置情報を用いて回転角θを算出する場合、図１２に示すように、最内側画像Ｆ_ｉ，１、Ｆ_{ｉ＋１，１}の径方向内側における移動量ΔＸ_ＩＮ、及び、径方向外側における移動量ΔＸ_ＯＵＴ、最内側画像Ｆ_ｉ，１の径方向の長さをｈとして、最内側画像Ｆ_ｉ，１、Ｆ_{ｉ＋１，１}の回転角θは、下記式で表すことができる。
ｈ×ｓｉｎθ＝ΔＸ_ＯＵＴ−ΔＸ_ＩＮ
しかしこの場合、最内側画像Ｆ_ｉ，１の径方向の長さｈが短いため、ΔＸ_ＯＵＴとΔＸ_ＩＮとの差が小さくなり、このためθを精度良く算出することが難しい。なお、図１２は、一対の第１合成画像Ｉ_ｉ，Ｉ_ｉ＋１の合成について説明するための図である。

上述の実施形態によれば、周方向に隣り合う一対の画像列Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１の回転角θを算出するために、環状扇形の中心からの距離が比較的長い一対の外側画像Ｆ_ｉ，ｊ、Ｆ_{ｉ＋１，ｊ}の位置情報を用いるようにしたので、一対の最内側画像Ｆ_ｉ，１、Ｆ_{ｉ＋１，１}の位置情報を用いる場合に比べて、上述の回転角θを精度良く算出することができる。そして、複数の第１合成画像Ｉ_１〜Ｉ_ｎを長手方向に合成する際に上述の回転角θを用いることで、最終的に得られる走査範囲Ｒ全体の合成画像（第２合成画像Ｇ）の形状を走査範囲Ｒの実際の形状により近いものとすることができる。すなわち、走査範囲Ｒの形状をより精度良く復元することができる。

図１３は、一実施形態に係る画像合成方法における短手方向の画像列の合成の手順を示すフローチャートである。幾つかの実施形態では、ステップＳ１００において各画像列Ｃｉを構成する画像同士のマッチングをするとき（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）、第１画像合成部２０により、以下の手順に従うようにしてもよい。

まず、ステップＳ１００において各画像列について短手方向のマッチング処理（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）を行う前（即ち、Ｓ１１０の前）に、抽出部２２（図１参照）により、短手方向の画像列の生成数ｎ（即ち長手方向の列数ｎ）のうち、精密マッチングの対象となる画像列をＮ個抽出する（Ｓ３１０）。次に、精密マッチング部２４により、ステップＳ３１０で抽出されたＮ個の画像列の各々について、該画像列の構成画像の候補である複数の候補画像を対象とする精密マッチングにより画像合成を行う（Ｓ３２０）。そして、粗マッチング部２６により、ステップＳ３２０での精密マッチングの対象となったＮ個の画像列以外の（ｎ−Ｎ）個の画像列の各々について、ステップＳ３２０での精密マッチングの結果を用いる粗マッチング（簡易的なマッチング）により、画像合成を行う（Ｓ３３０）。

ステップＳ３１０では、ステップＳ１００で第１画像合成部２０により生成しようとする第１合成画像の数（ｎ）、又は、各画像列のテクスチャの多さを示す指標に基づいて、精密マッチングの対象となるＮ個の画像列を抽出するようにしてもよい。

例えば、ｎ個（上述の第１合成画像の数）の画像列の中から、長手方向において等間隔となるようにＮ個の画像列を抽出してもよい。この場合、抽出されるＮ個の画像列同士の間には、凡そｎ／Ｎ個の画像列が存在することになる。

また、例えば、予め、撮像装置２で得られた全画像に対してテクスチャの多さを示す指標を計算しておき、この指標に基づいて、テクスチャが多い短手方向の画像列を、精密マッチングの対象となるＮ個の画像列として抽出するようにしてもよい。このように抽出する画像列は、以下の手順で決定することができる。ここで、パノラマ化する長手方向の長さを表す指標をＬとする。指標Ｌは、走査範囲Ｒが扇形の場合は角度を示し、走査範囲Ｒが長方形の場合は長さを示す。

まず、ある短手方向に相当する撮像装置２の駆動部（マニピュレータ）のエンコーダ値Ｅ（各画像の長手方向の位置を示す）の際に撮影された画像を全て抽出し、これらの画像からなる画像群Ｅを得る。なお、エンコーダの分解能には限界があるため、同一の短手方向位置、かつ、同一のエンコーダ値Ｅを有する画像は複数存在する場合がある。次に、画像群Ｅに対して、テクスチャの多さを示す指標を算出する。ここで、テクスチャの多さを示す指標は、例えば、ソーベルフィルタを画像全体に処置したものの総和であってもよい。そして、上述の指標Ｌを等間隔にＮ等分した領域を作り、各領域に含まれる短手方向の画像群の中から、テクスチャの多さを表す指標が最も高い画像群Ｅを、それぞれの領域で求め、このように求まる画像群Ｅが所属するＮ個の画像列を、精密マッチングの対象となる画像列として抽出することができる。

ステップＳ３２０における精密マッチングは、例えば以下のようにして行ってもよい。ここでは、第ｉ列の画像列について、第１行目の基準画像Ｆ_ｉ，１と、短手方向において該基準画像Ｆ_ｉ，１に隣接する第２行目の画像とのマッチングを行う場合を代表例として説明する。

撮像装置２により走査範囲Ｒを走査撮像することにより取得された全画像のうち、基準画像Ｆ_ｉ，１のマッチング対象の候補となる候補画像Ｐは、複数存在する。この候補画像Ｐの数は、第ｉ列に含まれる長手方向範囲（走査範囲Ｒが環状扇形の場合は角度範囲）が大きいほど、あるいは、撮像装置２の駆動部（マニピュレータ）のエンコーダの分解能が低いほど大きくなる。ここでは、上述の候補画像Ｐの数がＶであると仮定して説明する。

精密マッチング部２４は、基準画像Ｆ_ｉ，１及びＶ枚の候補画像Ｐの各々の位置情報に基づいて、候補画像Ｐの各々の基準画像Ｆ_ｉ，１に対する長手方向の移動量Δｘ、短手方向の移動量Δｙを算出する（図１４参照）。また、基準画像Ｆ_ｉ，１及びＶ枚の候補画像Ｐの各々の画像情報（例えば画素値）に基づいて、基準画像Ｆ_ｉ，１とＶ枚の候補画像Ｐの各々とのマッチングスコアを算出する。ここで、図１４は、短手方向に隣接する画像同士のマッチングを説明するための図である。

次いで、精密マッチング部２４は、Ｖ枚の候補画像Ｐのうち、マッチングスコアが閾値以上、かつ、長手方向の移動量Δｘが最小の候補画像Ｐを、基準画像Ｆ_ｉ，１のマッチング対象の画像Ｆ_ｉ，２として選択し、両画像のマッチングを行う。上述の閾値は、予め別途得られたマッチング結果（例えば人が予め作成したマッチング結果）のスコアの平均値に基づいて決定されたものであってもよい。ここで、仮に、Ｖ枚の候補画像Ｐのうち、撮像装置２によってＷ番目に撮影された画像がマッチング対象の画像Ｆ_ｉ，２として選択されたとする。便宜的に、上述のＷ番目の候補画像Ｐの基準画像Ｆ_ｉ，１に対する長手方向の移動量をΔｘ_２−Ｗ、短手方向の移動量をΔｙ_２−Ｗと表記する。精密マッチング部２４は、基準画像Ｆ_ｉ，１のマッチング対象として、Ｖ枚の候補画像のうちＷ番目の画像が選択されたこと、及び、上述の移動量Δｘ_２−Ｗ及びΔｙ_２−Ｗを記憶部に記憶する。これは、後述の粗マッチングでこれらの情報を用いるためである。

精密マッチング部２４は、上述のようにして選択された２行目の画像Ｆ_ｉ，２を基準画像とし、同様の手順で、隣接する第３行目の画像との精密マッチングを行う（すなわち、第３行目のＶ枚の候補画像から、基準画像Ｆ_ｉ，２のマッチング対象を選択し、マッチングを行う）。この手順を繰り返すことで、第ｉ列の画像列の第１行から第ｍ行まで精密マッチングによるマッチングを行うことができる。

ステップＳ３３０における粗マッチングは、ステップＳ３２０における精密マッチングで得られた情報（例えば、ステップＳ３２０で基準画像のマッチング対象として複数の候補画像から選択された画像に関する情報）を用いて行ってもよい。

一実施形態では、各画像列の粗マッチングの際に、最も近傍の精密マッチング画像列（ステップＳ３２０で精密マッチングが行われた画像列）の各行にて基準画像の精密マッチング対象として選択された画像（例えばＶ枚の候補画像中Ｗ枚目の画像等）と同様の位置関係（例えば粗マッチングを行なうＶ枚の候補画像中Ｗ枚目の画像）を、該画像列の粗マッチングに使用する各行の画像として選択し、精密マッチング対象として選択された画像の精密マッチング時の基準画像に対する長手方向の移動量Δｘ及び短手方向の移動量Δｙをそのまま適用して、画像の合成を行う。

例えば、第（ｉ＋１）列の画像列の粗マッチングを行う場合を想定する。ここで、最も近傍の精密マッチング画像列（第ｉ列）の２行目において、Ｖ枚の候補画像のうちＷ番目の画像が選択されていた場合、粗マッチング部２６は、ステップＳ３２０における精密マッチングで得られた情報を記憶部から読み出して、この情報に基づき、粗マッチングを行う１行目の基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}のマッチング対象の画像Ｆ_{ｉ＋１，２}として、Ｖ枚の候補画像のうちＷ番目の画像を選択する。そして、基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}と画像Ｆ_{ｉ＋１，２}とのマッチングにおいては、上述の情報に基づき、基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}に対して、長手方向にΔｘ_２−Ｗだけずらし、短手方向にΔｙ_２−Ｗだけずらした位置に画像Ｆ_{ｉ＋１，２}を配置する。このようにして、第１行目と第２行目の画像について、簡易的にマッチングを行うことができる。また、第３行目〜第ｍ行目についても、この手順を繰り返すことで、第（ｉ＋１）列の画像列の第１行から第ｍ行まで粗マッチングによるマッチングを行うことができる。

あるいは、一実施形態では、各画像列の粗マッチングの際に、最も近傍の精密マッチング画像列（ステップＳ３２０で精密マッチングが行われた画像列）の各行にて基準画像のマッチング対象として選択された画像（例えばＶ枚の候補画像中Ｗ枚目の画像等）、該画像の基準画像に対する長手方向の移動量Δｘ及び短手方向の移動量Δｙを初期値として用いて、該画像列のマッチングに使用する各行の画像を選択し、画像の合成を行う。

例えば、第（ｉ＋１）列の画像列の粗マッチングを行う場合を想定する。ここで、最も近傍の精密マッチング画像列（第ｉ列）の２行目において、Ｖ枚の候補画像のうちＷ番目の画像が選択されていた場合、粗マッチング部２６は、ステップＳ３２０における精密マッチングで得られた情報を記憶部から読み出して、この情報に基づき、粗マッチングを行う１行目の基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}のマッチング対象の第１候補の画像として、Ｖ枚の候補画像のうちＷ番目の画像を選択する。そして、基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}と第１候補の画像（Ｗ番目の画像）とのマッチングスコアを算出する。算出されたマッチングスコアが閾値以上である場合、この第１候補の画像を、基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}のマッチング対象として選択する。一方、算出されたマッチングスコアが閾値未満である場合、第１候補の隣の画像、即ち、Ｖ枚の候補画像のうち、（Ｗ−１）番目又は（Ｗ＋１）番目の画像について、マッチングスコアを算出する。このようにして、第１候補の画像から近いものから順番にマッチングスコアを算出し、マッチングスコアが閾値以上となる画像が出現したら、その画像を基準画像Ｆ_{ｉ＋１，１}のマッチング対象として選択する。なお、マッチングスコアが閾値以上となる画像が出現しない場合には、最も近傍の精密マッチング画像列の各行（例えば２行目）にて基準画像の精密マッチング対象として選択された画像（例えばＶ枚の候補画像中Ｗ枚目の画像等）、と同様の位置関係（例えば粗マッチングを行なうＶ枚の候補画像中Ｗ枚目の画像）を、該画像列の粗マッチングに使用する各行（例えば２行目）の画像として選択し、精密マッチング対象として選択された画像の精密マッチング時の基準画像に対する長手方向の移動量Δｘ及び短手方向の移動量Δｙをそのまま適用して粗マッチングを行うようにしても良い。このようにして、マッチング候補画像の範囲を狭めることで、計算量を低減することができる。また、第３行目〜第ｍ行目についても、この手順を繰り返すことで、第（ｉ＋１）列の画像列の第１行から第ｍ行まで粗マッチングによるマッチングを行うことができる。

上述の実施形態では、走査範囲Ｒの短手方向の複数（ｎ個）の画像列のうち、抽出されたＮ個の画像列についてのみ角度の高い精密マッチングを行うとともに、それ以外の（ｎ−Ｎ）個の画像列については、精密マッチングの結果を利用した簡易的な粗マッチングを行うようにしたので、すべての画像列について精密マッチングを行う場合に比べて、計算負荷を低減することができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る画像合成装置（６）は、
撮像対象物（例えば上述の検査対象物９０）の表面（例えば上述の容器９２の内壁面９３）を走査撮像して得られた複数の画像（Ｆ_１，１〜Ｆ_ｎ，ｍ）について、走査範囲（Ｒ）の短手方向の画像列を合成して第１合成画像（Ｉ_１〜Ｉ_ｎ）を得るように構成された第１画像合成部（２０）と、
前記走査範囲（Ｒ）の長手方向について、複数の前記第１合成画像（Ｉ_１〜Ｉ_ｎ）を合成して第２合成画像（Ｇ）を得るように構成された第２画像合成部３０と、
を備える。

撮像装置の画角よりも広いエリアにわたるパノラマ合成画像を得る場合、撮像装置による走査範囲の長手方向及び短手方向において異なる位置で撮影された複数の画像を合成する。ここで、走査範囲内で撮影された複数の画像のうち、短手方向に沿った画像列を構成する画像の数は、通常、長手方向に沿った画像列を構成する画像の数よりも少ない。上記（１）の構成では、走査撮像により得られる複数の画像について、先に走査範囲の短手方向に合成する（即ち第１合成画像を生成する）ようにしたので、先に長手方向に合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに伴い生じ得る誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像を長手方向に合成することで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状に近いものとすることができる。すなわち、走査範囲の形状を精度良く復元することができる。これにより、例えば、合成画像を用いた撮像対象物表面の目視検査を適切に行うことができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記複数の画像は、前記撮像対象物の表面を前記走査範囲の前記長手方向に沿って走査して撮影されたものである。

撮像装置の画角よりも広いエリアを走査範囲とする場合、走査範囲の長手方向を走査方向とするラスタスキャンが行われることが多い。また、走査撮像により得られる画像を合成する場合、例えば特許文献１に記載されるように、走査方向の画像列を合成するのが通常である。この点、上記（２）の構成では、走査範囲の長手方向に沿って走査撮像した複数の画像について、通常とは異なり、走査方向と直交する方向（即ち短手方向）の画像列を合成する（第１合成画像を生成する）。したがって、走査方向（即ち長手方向）の画像列を合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像を走査方向（即ち長手方向）に合成することで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状に近いものとすることができる。すなわち、走査範囲の形状を精度良く復元することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記走査範囲は環状扇形の形状を有し、
前記走査範囲の前記短手方向は前記環状扇形の径方向に沿った方向であり、
前記走査範囲の前記長手方向は前記環状扇形の周方向に沿った方向である。

上記（３）の構成によれば、環状扇形の形状を有する走査範囲における走査撮像により得られる複数の画像について、先に環状扇形の径方向（即ち短手方向）の画像列を合成する（即ち第１合成画像を生成する）ようにしたので、先に周方向（即ち長手方向）の画像列を合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像を周方向（即ち長手方向）に合成することで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状に近いものとすることができる。すなわち、走査範囲の形状を精度良く復元することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記走査範囲は環状扇形の形状を有し、
前記第２画像合成部は、
前記環状扇形の周方向において隣接配置される一対の短手方向の画像列（Ｃ_ｉ，Ｃ_ｉ＋１）のうち、最も径方向内側に位置する一対の最内側画像（Ｆ_ｉ，１，Ｆ_{ｉ＋１，１}）よりも径方向外側に位置する少なくとも一対の外側画像（例えば上述の差異外側画像Ｆ_ｉ，ｍ，Ｆ_{ｉ＋１，ｍ}）の位置情報に基づいて、前記環状扇形の中心を基準とする前記少なくとも一対の外側画像の回転角（θ）をそれぞれ算出し、
前記回転角に基づいて、前記一対の画像列に対応した第１合成画像同士の合成を行う
ように構成される。

上記（４）の構成によれば、周方向に隣り合う一対の画像列の回転角を算出するために、環状扇形の中心からの距離が比較的長い少なくとも一対の外側画像の位置情報を用いるようにしたので、一対の最内側画像の位置情報を用いる場合に比べて、上述の回転角を精度良く算出することができる。そして、複数の第１合成画像を長手方向に合成する際に上述の回転角を用いることで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状により近いものとすることができる。すなわち、走査範囲の形状をより精度良く復元することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記第１画像合成部は、
前記走査範囲の短手方向の複数の画像列から精密マッチングの対象となる画像列を抽出するように構成された抽出部（２２）と、
前記抽出部により抽出された画像列の各々について、前記画像列の構成画像の候補である複数の候補画像を対象とする前記精密マッチングにより画像合成を行う精密マッチング部（２４）と、
前記精密マッチングの対象である画像列以外の画像列の各々について、前記精密マッチングの結果を用いて画像合成を行う粗マッチング部（２６）と、
を含む。

上記（５）の構成によれば、走査範囲の短手方向の複数の画像列のうち、抽出された画像列についてのみ精密マッチングを行うとともに、それ以外の画像列については、精密マッチングの結果を利用した粗マッチングを行うようにしたので、すべての画像列について精密マッチングを行う場合に比べて、計算負荷を低減することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記抽出部は、前記第画像１合成部により生成しようとする前記第１合成画像の数、又は、各画像列のテクスチャの多さを示す指標に基づいて、前記精密マッチングの対象となる画像列を抽出するように構成される。

上記（６）の構成によれば、複数の画像列に基づいて生成しようとする前記第１合成画像の数、又は、各画像列のテクスチャの多さを示す指標に基づいて、精密マッチングの対象となる画像列を適切に抽出することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、
前記粗マッチング部は、前記精密マッチング部により合成された第１画像列を構成する画像の、該第１画像列を構成する他の基準画像に対する前記長手方向における移動量及び前記短手方向における移動量に基づいて、前記複数の候補画像から画像合成に用いる画像を選択するように構成される。

上記（７）の構成によれば、精密マッチングの結果得られる情報（基準画像に対する長手方向における移動量及び短手方向における移動量）を用いることで、粗マッチングを行う列について、複数の候補画像から画像合成に用いる画像を容易に選択することができる。よって、計算負荷を効果的に低減することができる。

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る検査装置（１）は、
前記撮像対象物の表面を走査撮像して前記複数の画像を得るように構成された撮像装置（２）と、
上記（１）乃至（７）の何れか一項に記載の画像合成装置（６）と、
を備える。

上記（８）の構成によれば、撮像装置を用いた走査撮像により得られる複数の画像について、先に走査範囲の短手方向に合成する（即ち第１合成画像を生成する）ようにしたので、先に長手方向に合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像を長手方向に合成することで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状に近いものとすることができ、すなわち、走査範囲の形状を精度良く復元することができる。これにより、合成画像を用いた撮像対象物表面の目視検査を適切に行うことができる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る画像合成方法は、
撮影対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得るステップ（Ｓ１００）と、
前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得るステップ（Ｓ２００）と、
を備える。

上記（９）の方法によれば、走査撮像により得られる複数の画像について、先に走査範囲の短手方向に合成する（即ち第１合成画像を生成する）ようにしたので、先に長手方向に合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像を長手方向に合成することで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状に近いものとすることができ、すなわち、走査範囲の形状を精度良く復元することができる。これにより、例えば、合成画像を用いた撮像対象物表面の目視検査を適切に行うことができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る画像合成プログラムは、
コンピュータに、
撮像対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得る手順と、
前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得る手順と、
を実行させる。

上記（１０）のプログラムによれば、走査撮像により得られる複数の画像について、先に走査範囲の短手方向に合成する（即ち第１合成画像を生成する）ようにしたので、先に長手方向に合成する場合に比べて、隣り合う画像同士のマッチングの回数を低減することができる。したがって、マッチングに起因する誤差の蓄積量が低減された合成画像（第１合成画像）を得ることができ、このようにして得られる第１合成画像を長手方向に合成することで、最終的に得られる走査範囲全体の合成画像（第２合成画像）の形状を走査範囲の実際の形状に近いものとすることができ、すなわち、走査範囲の形状を精度良く復元することができる。これにより、例えば、合成画像を用いた撮像対象物表面の目視検査を適切に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１ 検査装置
２ 撮像装置
６ 画像合成装置
８ 表示部
１０ 画像取得部
２０ 第１画像合成部
２２ 抽出部
２４ 精密マッチング部
２６ 粗マッチング部
３０ 第２画像合成部
９０ 検査対象物
９２ 容器
９３ 内壁面
９４ 管部
９５ 内周面
１００ 走査線
Ｒ 走査範囲

Claims (10)

1. 撮像対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得るように構成された第１画像合成部と、
   前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得るように構成された第２画像合成部と、
   を備える画像合成装置。
2. 前記複数の画像は、前記撮像対象物の表面を前記走査範囲の前記長手方向に沿って走査して撮影されたものである
   請求項１に記載の画像合成装置。
3. 前記走査範囲は環状扇形の形状を有し、
   前記走査範囲の前記短手方向は前記環状扇形の径方向に沿った方向であり、
   前記走査範囲の前記長手方向は前記環状扇形の周方向に沿った方向である
   請求項１又は２に記載の画像合成装置。
4. 前記走査範囲は環状扇形の形状を有し、
   前記第２画像合成部は、
   前記環状扇形の周方向において隣接配置される一対の短手方向の画像列のうち、最も径方向内側に位置する一対の最内側画像よりも径方向外側に位置する少なくとも一対の外側画像の位置情報に基づいて、前記環状扇形の中心を基準とする前記少なくとも一対の外側画像の回転角をそれぞれ算出し、
   前記回転角に基づいて、前記一対の画像列に対応した第１合成画像同士の合成を行う
   ように構成された
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像合成装置。
5. 前記第１画像合成部は、
   前記走査範囲の短手方向の複数の画像列から精密マッチングの対象となる画像列を抽出するように構成された抽出部と、
   前記抽出部により抽出された画像列の各々について、前記画像列の構成画像の候補である複数の候補画像を対象とする前記精密マッチングにより画像合成を行う精密マッチング部と、
   前記精密マッチングの対象である画像列以外の画像列の各々について、前記精密マッチングの結果を用いて画像合成を行う粗マッチング部と、
   を含む
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像合成装置。
6. 前記抽出部は、前記第１画像合成部により生成しようとする前記第１合成画像の数、又は、各画像列のテクスチャの多さを示す指標に基づいて、前記精密マッチングの対象となる画像列を抽出するように構成された
   請求項５に記載の画像合成装置。
7. 前記粗マッチング部は、前記精密マッチング部により合成された第１画像列を構成する画像の、該第１画像列を構成する他の基準画像に対する前記長手方向における移動量及び前記短手方向における移動量に基づいて、前記複数の候補画像から画像合成に用いる画像を選択するように構成された
   請求項５又は６に記載の画像合成装置。
8. 前記撮像対象物の表面を走査撮像して前記複数の画像を得るように構成された撮像装置と、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像合成装置と、
   を備える検査装置。
9. 撮影対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得るステップと、
   前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得るステップと、
   を備える画像合成方法。
10. コンピュータに、
    撮影対象物の表面を走査撮像して得られた複数の画像について、走査範囲の短手方向の画像列を合成して第１合成画像を得る手順と、
    前記走査範囲の長手方向について、複数の前記第１合成画像を合成して第２合成画像を得る手順と、
    を実行させるための画像合成プログラム。

Images