JP2023058332A - 検査システム、画像処理方法、および、欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周期的な状態の変化を測定する場合にもノイズを効果的に抑制することが可能な検査システム、画像処理方法、および、欠陥検査装置を提供することである。【解決手段】この検査システム１００は、検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像Ｄのノイズを抑制する制御部４を備える。制御部４は、複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘｉ）に含まれる画素と、対象画像領域ｚ（ｘｉ）とは別個に複素数画像Ｄにおいて画定された複数の参照画像領域ｚ（ｘｊ）に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、取得された類似度に基づく重みを用いて対象画像領域ｚ（ｘｉ）のノイズ抑制処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、検査システム、画像処理方法、および、欠陥検査装置に関する。

従来、検査対象の振動状態を測定する欠陥検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の欠陥検査装置は、被検査物体に弾性波を励起する励振部と、被検査物体の表面の測定領域にストロボ照明の照射を行う照明部と、変位測定部と、を備える。変位測定部は、弾性波の位相とストロボ照明のタイミングとを制御することにより、弾性波の互いに異なる少なくとも３つの位相において測定領域各点の前後方向の変位を測定するように構成されている。そして、この欠陥検査装置は、測定領域各点の前後方向の変位を測定することによって、測定領域各点の振動状態（振幅および位相）を測定する。そして、上記特許文献１では、測定された測定領域各点の振動状態（振幅および位相）に基づいて画像を生成する構成が開示されている。

特開２０１７－２１９３１８号公報

ここで、上記特許文献１には記載されていないが、測定領域を測定して画像を生成する場合には、生成された画像にノイズが含まれる場合がある。たとえば、上記特許文献１に記載の欠陥検査装置のように、レーザ干渉法により振動の状態を測定することによって画像を生成する場合には、導体内の電子の不規則な運動による熱雑音や装置の振動などに起因して生成された画像にノイズが生じる。このような場合に、一般的に、生成された画像に対して画像に含まれるノイズを抑制するノイズ抑制処理が実行される。しかしながら、上記特許文献１に記載の欠陥検査装置のように、弾性波が励起された被検査物体（検査対象）のような周期的に変化する振動の状態を測定することによって画像を生成する場合には、生成された画像のノイズの状態が、周期的に変化する振動の状態に応じて変化する場合がある。その場合には、生成された画像に対してノイズの抑制を行った場合に、振動の状態に応じて変化するノイズの抑制が十分に行われないことが考えられる。そのため、周期的な状態の変化を測定する場合にもノイズを効果的に抑制することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、周期的な状態の変化を測定する場合にもノイズを効果的に抑制することが可能な検査システム、画像処理方法、および、欠陥検査装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における検査システムは、検査対象に弾性波を励起する励振部と、励振部により弾性波が励起された検査対象における振動状態を測定する測定部と、測定部の測定結果に基づいて、検査対象の振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像のノイズを抑制するように構成されている画像処理部と、を備え、画像処理部は、複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、対象画像領域とは別個に複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、取得された類似度に基づく重みを用いて対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する。

この発明の第２の局面における画像処理方法は、周期的な状態の変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像を取得するステップと、取得された複素数画像において画定された対象画像領域と、対象画像領域とは別個に複素数画像において画定された複数の参照画像領域とを取得するステップと、取得された対象画像領域に含まれる画素と複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するステップと、取得された類似度に基づく重みを用いて対象画像領域のノイズ抑制処理を実行するステップと、を備える。

この発明の第３の局面における欠陥検査装置は、検査対象に弾性波を励起する励振部と、励振部により弾性波が励起された検査対象にレーザ光を照射する照射部と、照射部によって照射され、検査対象において反射されたレーザ光である反射レーザ光と、照射部によって照射されたレーザ光である参照レーザ光とを干渉させるとともに、反射レーザ光と参照レーザ光とを干渉させた干渉光を撮像して測定することによって、励振部により弾性波が励起された検査対象の振動状態を測定する測定部と、測定部の測定結果に基づいて検査対象の振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された欠陥検査用の複素数画像のノイズを抑制するように構成されている制御部と、を備え、制御部は、複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、対象画像領域とは別個に複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、取得された類似度に基づく重みを用いて対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する。

上記第１の局面における検査システム、上記第２の局面における画像処理方法、および、上記第３の局面における欠陥検査装置では、複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、対象画像領域とは別個に複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得する。そして、取得された類似度に基づく重みを用いて対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する。これにより、複素数画像において画定された対象画像領域のノイズ抑制処理を実行することによって、複素数画像のノイズを抑制することができる。そのため、周期的な状態の変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像が振動の周期的な状態の変化を反映しているので、実数値によって表された画像に対してノイズ抑制処理を実行する場合と異なり、複素数画像のノイズを抑制することにより、振動の状態に応じてノイズの状態が変化する場合にもノイズを効果的に抑制することができる。その結果、周期的な状態の変化を測定する場合にもノイズを効果的に抑制することができる。

第１実施形態による検査システムの構成を説明するための図である。 第１実施形態による振動状態画像の一例を示した模式図である。 第１実施形態による測定のタイミングを説明するための図である。 干渉光の測定と複素数画像の取得および補正を説明するための図である。 複素数画像のうちからの対象画像領域と参照画像領域との抽出を説明するための図である。 複素平面上におけるノイズ分布を示した図である。 信号点のノイズ分布の近似を説明するための図である。 第１実施形態による表示部の表示を示した模式図である。 第１実施形態による画像処理方法を説明するための図（フローチャート）である。 第２実施形態による検査システムの構成を示したブロック図である。 低周波成分が除去されるとともにノイズが抑制された振動状態画像を示した図である。 第３実施形態による検査システムの構成を示したブロック図である。 第３実施形態による対象画像領域および参照画像領域の各々の画素の平均値の取得を説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（検査システムの全体構成）
図１～図８を参照して、本発明の第１実施形態による検査システム１００について説明する。

第１実施形態による検査システム１００は、図１に示すように、振動子１と、照射部２と、スペックル・シェアリング干渉計３と、制御部４と、信号発生器５と、表示部６と、操作部７とを備える。なお、振動子１は、特許請求の範囲の「励振部」の一例であり、スペックル・シェアリング干渉計３は、特許請求の範囲の「測定部」の一例である。また、制御部４は、特許請求の範囲における「画像処理部」の一例である。

振動子１および照射部２は、信号発生器５にケーブルを介して接続されている。また、スペックル・シェアリング干渉計３、信号発生器５、表示部６、および、操作部７は、制御部４にケーブルを介して接続されている。

振動子１は、検査対象Ｐの測定領域Ｐａに弾性波を励起する。具体的には、振動子１は、検査対象Ｐに接触するように配置され、信号発生器５からの交流信号を機械的振動に変換し、測定領域Ｐａに弾性波を励起するために励振振動を発生させる。なお、振動子１によって検査対象Ｐに励起される弾性波の周波数は、振動子１の振動（励振振動）の周波数と等しい周波数となる。すなわち、振動子１に入力される交流信号の周波数と、振動子１によって検査対象Ｐに励起される弾性波の周波数とは、等しい周波数である。

照射部２は、振動子１により弾性波が励起された検査対象Ｐの測定領域Ｐａにレーザ光を照射する。照射部２は、図示しないレーザ光源を含んでいる。レーザ光源から照射されたレーザ光は、照明光レンズ２１によって検査対象Ｐの表面の測定領域Ｐａ全体に拡げてられて照射される。また、照射部２は、信号発生器５からの電気信号に基づいて、所定のタイミングにおいてレーザ光を照射する。つまり、照射部２は、振動子１による弾性波に対応して、レーザ光を検査対象Ｐに照射する。レーザ光源は、たとえば、レーザダイオードであり、波長が７８５ｎｍのレーザ光（近赤外光）を照射する。

第１実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計３は、振動子１により弾性波が励起された検査対象Ｐの測定領域Ｐａにおける振動状態を測定する。具体的には、スペックル・シェアリング干渉計３は、照射部２によって照射され、検査対象Ｐの測定領域Ｐａにおいて反射されたレーザ光をレーザ干渉法により干渉させるとともに、干渉されたレーザ光（干渉光）を撮像する。詳細には、スペックル・シェアリング干渉計３は、振動子１により励振された検査対象Ｐの測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたレーザ光（反射レーザ光および参照レーザ光）をレーザ干渉法により干渉させる。また、スペックル・シェアリング干渉計３は、ビームスプリッタ３１、第１反射鏡３２ａ、第２反射鏡３２ｂ、集光レンズ３３、イメージセンサ３４、および、位相シフタ３５を含む。

ビームスプリッタ３１は、ハーフミラーを含む。ビームスプリッタ３１は、検査対象Ｐの測定領域Ｐａにおいて反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。また、ビームスプリッタ３１は、入射したレーザ光を、図１中の直線Ｌ１で示す光路のように、第１反射鏡３２ａ側に反射させるとともに、図１中の破線Ｌ２で示す光路のように、第２反射鏡３２ｂ側に透過させる。また、ビームスプリッタ３１は、図１中の直線Ｌ１で示す光路のように、第１反射鏡３２ａにより反射されて入射するレーザ光をイメージセンサ３４側に透過させるとともに、図１中の破線Ｌ２で示すように、第２反射鏡３２ｂによって反射されたレーザ光をイメージセンサ３４側に反射させる。

第１反射鏡３２ａは、ビームスプリッタ３１によって反射されたレーザ光の光路上において、ビームスプリッタ３１の反射面に対して、４５度の角度となるように配置されている。第１反射鏡３２ａは、ビームスプリッタ３１により反射されたレーザ光をビームスプリッタ３１側に反射させる。

第２反射鏡３２ｂは、ビームスプリッタ３１を透過するレーザ光の光路上において、ビームスプリッタ３１の反射面に対して、４５度の角度からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。第２反射鏡３２ｂは、ビームスプリッタ３１を透過して入射してくるレーザ光をビームスプリッタ３１側に反射させる。

集光レンズ３３は、ビームスプリッタ３１とイメージセンサ３４の間に配置され、ビームスプリッタ３１を透過したレーザ光（図１中の直線Ｌ１）とビームスプリッタ３１で反射されたレーザ光（図１中の破線Ｌ２）とを集光させる。

イメージセンサ３４は、干渉されたレーザ光である干渉光を撮像する。イメージセンサ３４は、平面状に配置された検出素子を多数有し、ビームスプリッタ３１において反射された後に第１反射鏡３２ａで反射されてビームスプリッタ３１を透過するレーザ光（図１中の直線Ｌ１）と、ビームスプリッタ３１を透過した後に第２反射鏡３２ｂで反射されてビームスプリッタ３１で反射されるレーザ光（図１中の破線Ｌ２）と、の光路上に配置される。イメージセンサ３４は、たとえば、ＣＭＯＳイメージセンサ、または、ＣＣＤイメージセンサなどを含む。

位相シフタ３５は、ビームスプリッタ３１と第１反射鏡３２ａとの間に配置され、制御部４の制御により、透過するレーザ光（図１の直線Ｌ１）の位相を変化（シフト）させる。具体的には、位相シフタ３５は、透過するレーザ光の光路長を変化させるように構成されている。

スペックル・シェアリング干渉計３では、たとえば、測定領域Ｐａの表面上の位置Ｐａ１および第１反射鏡３２ａで反射されるレーザ光（図１中の直線Ｌ１）と、測定領域Ｐａの表面上の位置Ｐａ２および第２反射鏡３２ｂで反射されるレーザ光（図１中の破線Ｌ２）とが、互いに干渉し、イメージセンサ３４の同一箇所に入射する（同一素子において検出される）。位置Ｐａ１および位置Ｐａ２は、微小距離分だけ互いに離間した位置である。測定領域Ｐａの各々の領域における、互いに異なる位置（Ｐａ１およびＰａ２）から反射されたレーザ光（反射レーザ光および参照レーザ光）は、スペックル・シェアリング干渉計３により導光されて干渉光となり、イメージセンサ３４に入射する。

制御部４は、スペックル・シェアリング干渉計３の各部の制御と、信号発生器５の動作の制御を行う。制御部４は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含むコンピュータである。また、制御部４は、各種パラメータおよびプログラムなどを記憶する記憶装置を含む。なお、制御部４の制御の詳細は後述する。

信号発生器５は、制御部４による制御に基づいて、振動子１の振動と、照射部２のレーザ光の照射のタイミングとを制御するための交流信号を出力する。信号発生器５は、たとえば、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ―ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）を含む。

表示部６は、制御部４によって生成された画像を表示する。具体的には、表示部６は、制御部４により生成された後述する振動状態画像Ｅ（図２参照）を表示する。表示部６は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを含む。

操作部７は、検査作業者による入力操作を受け付ける。操作部７は、たとえば、キーボードおよびマウスなどのポインティングデバイスである。また、操作部７は、受け付けられた入力操作に基づく操作信号を制御部４に対して出力する。

検査対象Ｐは、たとえば、鋼板に塗膜が塗装された塗装鋼板である。欠陥Ｑは、測定領域Ｐａのうち内部（表層・表面）に発生している不良部位であり、亀裂や剥離などを含む。

（制御部による制御）
図２に示すように、制御部４は、スペックル・シェアリング干渉計３によって測定された干渉光に基づいて、欠陥Ｑを検査するための振動状態画像Ｅを生成する。振動状態画像Ｅは、生成された検査対象Ｐの測定領域Ｐａに励起される弾性波の振動状態を視覚的に認識可能な画像である。たとえば、振動状態画像Ｅでは、振動状態の不連続性を視認することによって、検査対象Ｐに含まれる欠陥Ｑ（不良部位）の位置を認識可能な画像である。

そして、第１実施形態では、制御部４は、生成される振動状態画像Ｅにおけるノイズを抑制する処理を実行する。具体的には、第１実施形態では、制御部４は、スペックル・シェアリング干渉計３による測定結果に基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された欠陥検査用の複素数画像Ｄ（図４参照）を生成する。そして、制御部４は、生成された複素数画像Ｄのノイズを抑制する処理を実行することによって、振動状態画像Ｅにおけるノイズを抑制するように構成されている。なお、図２では、ノイズ抑制処理を実行していないノイズを含んだ状態の振動状態画像Ｅを図示している。以下に、制御部４による制御処理の詳細を説明する。

〈制御部による干渉光の測定〉
制御部４は、弾性波が励起されている検査対象Ｐの測定領域Ｐａに対して、レーザ光を照射させることによって、検査対象Ｐの振動状態を測定する。具体的には、制御部４は、位相シフタ３５によってレーザ光の位相を変化させながら、イメージセンサ３４の各検出素子によって撮像された干渉光の強度パターンに基づいて、検査対象Ｐの測定領域Ｐａにおける振動状態を測定した干渉光画像を取得（撮像）する。干渉光画像は、干渉光のスペックルパターンが撮像された画像である。

具体的には、制御部４は、スペックル・シェアリング干渉計３内に配置された位相シフタ３５を、図示しないアクチュエータによって稼働させ、透過するレーザ光の位相を変化させる。これにより、たとえば、点Ｐａ１において反射されたレーザ光と点Ｐａ２において反射されたレーザ光の位相差が変化する。これら２つのレーザ光が干渉した干渉光の強度をイメージセンサ３４の複数の検出素子が検出する。

また、図３および図４に示すように、制御部４は、信号発生器５を介して、振動子１の振動と照射部２によって照射されるレーザ光の照射のタイミングとを制御し、位相シフト量を変化させながら、イメージセンサ３４の検出素子の各々において干渉光を撮像する。制御部４は、位相シフト量をλ／４ずつ変化させ、各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）において、弾性波の位相がＴ／８ずつ異なるタイミングｔ（ｔ＝０～７）分の３２枚の画像と各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）前後の５枚の消灯時の画像との合計３７枚の干渉光画像を撮像する。なお、λは、レーザ光の波長である。また、Ｔは、検査対象Ｐに励起される弾性波の周期である。

そして、制御部４は、撮像された干渉光画像に基づいて、弾性波の位相のタイミングｔ（ｔ＝０～７）が同じで、レーザ光の位相シフト量がλ／４ずつ異なる４枚の画像の輝度値Ｉ_０～Ｉ_３から、式（１）により、光位相（位相シフト量ゼロの時の、２光路間の位相差）Φ_ｔを求める。
Φ_ｔ＝－ａｒｃｔａｎ｛（Ｉ_３－Ｉ_１）／（Ｉ_２－Ｉ_０）｝・・・（１）
また、制御部４は、光位相Φ_ｔに対して、最小二乗法により正弦波近似を行い、式（２）における近似係数Ａ、φ、Ｃを求める。
Φ_ｔ＝Ａｃｏｓ（φ＋ｔπ／４）＋Ｃ＝Ｂｅｘｐ（ｔπ／４）＋Ｃ・・・（２）
ただし、Ｂは、複素振幅であり、式（３）のように、表される。
Ｂ＝Ａｅｘｐ（ｉφ）：複素振幅・・・（３）
また、位相シフト量やレーザ光を照射するタイミングのステップはこれに限らない。この場合、計算式は上記式（１）～式（３）と異なる式になる。

そして、上記式（３）によって表された複素振幅は、オイラーの定理から、Ｉ（ｘ）＝ａ（ｘ）＋ｉｂ（ｘ）と表すことができる。Ｉ（ｘ）は、イメージセンサ３４において、測定領域Ｐａの座標ｘに対応する検出素子によって検出された干渉光に基づく光位相の状態（検査対象Ｐの振動状態）を複素数によって表したものとなる。このようにして、第１実施形態では、制御部４は、スペックル・シェアリング干渉計３のイメージセンサ３４により撮像された干渉光の測定結果に基づいて、複素数画像Ｄを生成する。複素数画像Ｄは、イメージセンサ３４の各々の検出素子に対応するように、平面状に配置された複数の画素を有する。そして、複素数画像Ｄでは、各々の画素が、上記式（１）～（３）によって取得された複素数Ｉ（ｘ）によって表されている。この複素数Ｉ（ｘ）は、測定された振動状態（周期的に変化する光路差の位相および振幅）を示している。なお、複素数Ｉ（ｘ）は、測定領域Ｐａの座標に対応する複素数画像Ｄの座標ｘにおける画素の複素数を示す。

〈干渉度合いの補正〉
ここで、図４に示すように、制御部４は、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）に応じて複素数画像Ｄを補正するように構成されている。具体的には、第１実施形態では、制御部４は、測定された干渉光の干渉度合いｃｏｈ（ｘ）を取得するように構成されている。そして、制御部４は、取得された干渉度合いｃｏｈ（ｘ）に応じて、複素数画像Ｄの各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を重み付けすることによって、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を補正するように構成されている。なお、ｃｏｈ（ｘ）は、座標ｘにおける干渉度合いを示す。

具体的には、制御部４は、弾性波の位相のタイミングｔ（ｔ＝０～７）が同じで、レーザ光の位相シフト量がλ／４ずつ異なる４枚の画像の輝度値Ｉ_０～Ｉ_３の変化量に基づいて複素数画像Ｄの各々の画素における干渉度合いｃｏｈ（ｘ）を測定する。すなわち、位相シフタ３５によってシフト量を変更させた場合にも、輝度値Ｉ_０～Ｉ_３の変化が小さい画素は、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）が小さい値となる。一方で、位相シフタ３５によってシフト量を変更させた場合に、輝度値Ｉ_０～Ｉ_３の変化が大きい画素は、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）が大きい値となる。

そして、制御部４は、以下の式（４）によって、複素数画像Ｄにおける各々の画素の干渉度合いｃｏｈ（ｘ）を補正する。

なお、Ｉ´（ｘ）は、座標ｘにおける画素の値が補正された値である。また、Ｃ_ｎは重みの合計を１にするための正規化項である。また、Ｎ_ｋは、補正に用いられる注目画素（補正する画素）周囲の画素数（カーネルサイズ）、γ_ｃは、干渉度合いの影響の大きさを調整するパラメータである。上記式（４）によって、制御部４は、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の小さい画素を、周囲の干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の大きい画素からの重み付けにより補間（補正）する。なお、制御部４は、上記式（４）による干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の補正を複素数画像Ｄの全ての画素に対して実行する。

〈ノイズ抑制処理〉
そして、第１実施形態では、制御部４は、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）が補正された複素数画像Ｄのノイズを抑制する処理を実行するように構成されている。なお、以下の説明では、複素数画像Ｄ、および、複素数Ｉ（ｘ）は、上記の干渉度合いｃｏｈ（ｘ）による補正が実行された後の値を示す。

図５に示すように、第１実施形態では、制御部４は、取得された複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）とは別個に複素数画像Ｄにおいて画定された複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）（ｊ：１～Ｎ）とを取得する。具体的には、制御部４は、複素数画像Ｄのうちから所定の領域を抽出することによって対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）を取得する。そして、制御部４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）とは別個に、複素数画像Ｄのうちから対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と同じ大きさの複数の所定の領域を抽出することによって、複数（Ｎ個）の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を取得する。

対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）は、座標ｘ_ｉを含む所定の領域である。たとえば、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）は、座標ｘ_ｉを中心とした７×７個の画素を有する領域である。すなわち、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）は、複素数Ｉ（ｘ_ｉ）によって表された画素を中心とする４９個の画素の集合である。また、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）は、ノイズ抑制処理が実行される対象となる領域である。そして、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の周囲における互いに異なるＮ個の領域である。たとえば、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）は、座標ｘ_１～座標ｘ_Ｎの各々を中心とした７×７個の画素を有する領域である。すなわち、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）は、各々が複素数Ｉ（ｘ_ｊ）（複素数Ｉ（ｘ_１）～複素数Ｉ（ｘ_Ｎ））によって表された画素を中心とする４９個の画素の集合である。参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）は、座標ｘ_ｉを中心とした所定の領域Ｓ（ｘ_ｉ）（たとえば、２１×２１の画素分を含む領域）のうちから抽出される。なお、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）は、複素数画像Ｄの全体から抽出されてもよい。また、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と一部の画素が共通であってもよい。同様に、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）のうち、異なる参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）同士において、共通の画素を有していてもよい。

そして、制御部４は、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との比較によって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に対してノイズ抑制処理を実行する。

具体的には、第１実施形態では、制御部４は、取得された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれる画素と複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較することによって取得する。そして、制御部４は、取得された類似度に基づく重みを取得する。また、制御部４は、取得された重みに基づいて、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々に対して重みを用いて平均化する処理を実行することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理をノイズ抑制処理として実行する。

〈ノンローカルミーンズ処理〉
ここで、制御部４は、ノンローカルミーンズ処理において、信号の分布（ノイズ分布）を重みとすることによって、検査システム１００に最適なノイズ抑制処理を実行するように構成されている。この重みは、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々と、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）との類似度を表している。

図６に示すように、複素数画像Ｄに含まれるノイズは特有のノイズ分布を有する。たとえば、複素数画像Ｄにノイズが含まれない場合には、７×７個の画素を含む領域における７×７個の画素の各々における振動の位相および振幅は略等しくなるため、抽出された各々の画素の複素数Ｉ（ｘ）を複素平面上にプロットした場合には、プロットされた信号点が略同一の点に集合する。一方で、複素数画像Ｄにノイズが含まれる場合には、抽出された各々の画素の複素数Ｉ（ｘ）を複素平面上にプロットした場合には、プロットされた信号点は、広がりを持った分布（ノイズ分布）に従って拡散されたようになる。

また、このノイズ分布は、検出された信号の強度に応じて大きく広がる。すなわち、このノイズ分布は、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて大きくなる。たとえば、振動状態画像Ｅの振動の状態が腹の部分では、振幅が大きくなるため、ノイズ分布の広がりが大きくなる。そして、振動の状態が節の部分では、振幅が小さくなるため、ノイズ分布の広がりが小さい。

図７に示すように第１実施形態では、制御部４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）の複素平面上における信号点のノイズ分布を、検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて、複素平面上における原点からの信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似する。

具体的には、制御部４は、複素数画像Ｄのある画素においてノイズが無い場合の真の信号点をｕ＝ａ＋ｉｂとした場合に、複素数画像Ｄにおける実際の信号点の分布（ノイズを含むノイズ分布）は、正規分布Ｎ（ｕ｜Σ）に従うと近似する。原点から信号点方向（θ）への広がりの度合いをλ_１、信号点方向に直交する直交方向への広がりの度合いをλ_２とすると、角度θ方向（信号点方向）に対してλ_１倍、直交方向にλ_２倍する拡大行列を考えて、ｕ＝｜ｕ｜ｃｏｓθ＋ｉ｜ｕ｜ｓｉｎθと表せられることから、正規分布Ｎ（ｕ｜Σ）の共分散行列Σは、以下の式（５）のように表される。

そして、制御部４は、λ_１およびλ_２を以下の式（６）のように定めることによって、ノイズ分布を、振幅の大きさに応じて信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似する。

ここで、ｎ_ｃは等方的に広がる信号非依存のノイズの大きさを示すパラメータ、ｎ_ｒは原点から信号点方向に偏って広がる信号依存のノイズの大きさを示すパラメータ、γは信号点の振幅に対する依存の度合いを示すパラメータである。

そして、第１実施形態では、制御部４は、下記のような演算処理を行うことによって、近似されたノイズ分布に基づいて対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれる画素と参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれる画素との類似度を取得するとともに、ノイズ抑制処理を実行するように構成されている。

具体的には、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制する場合に、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）における画素においてノイズが無い場合の真の値からなる領域をｕ（ｘ_ｉ）とし、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）における画素においてノイズが抑制されたと推定される領域（ノイズ抑制後の領域）をｕ´（ｘ_ｉ）とすると、式（７）に表すように、最適な推定は事後期待損失を最小にすることによって取得される。

なお、ｐ（ｕ（ｘ_ｉ）｜ｚ（ｘ_ｉ））は、ｚ（ｘ_ｉ）を観測した時のｕ（ｘ_ｉ）の条件付き確率分布である。また、上記式（７）から、損失関数Ｌを二乗誤差であるとすると、ｕ´（ｘ_ｉ）の最適な推定値ｕ´（ｘ_ｉ）_ｏｐｔは、式（８）によって表すことができる。

そして、式（８）は、ベイズの定理によって書き換えて、式（９）のように表すことができる。

ここで、ｐ（ｚ（ｘ_ｉ）｜ｕ（ｘ_ｉ））は、真の値がｕ（ｘ_ｉ）の時のｚ（ｘ_ｉ）の条件付き確率分布、ｐ（ｕ（ｘ_ｉ））は、ｕ（ｘ_ｉ）の事前分布である。

そして、ｐ（ｚ（ｘ_ｉ）｜ｕ（ｘ_ｉ））およびｐ（ｕ（ｘ_ｉ））は、正確な値を測定することができないので、制御部４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の周囲の領域から抽出された参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）における各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ_ｊ）を取得する。そして、事前分布ｐ（ｕ（ｘ_ｉ））が一様分布に従うとすると、ｕ´（ｘ_ｉ）は式（９）から式（１０）のように近似することができる。

なお、式（１０）に示すように、制御部４は、未知の値であるｕ（ｘ_ｊ）の替わりに、複数（Ｎ個）の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）における各々の画素の実際に測定された値（複素数Ｉ（ｘ_ｊ））を用いてｕ´（ｘ_ｉ）を近似するように構成されている。

そして、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれるｎ個の画素の各々を、ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）、（ｋ：１～ｎ）と表すとともに、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれるｎ個の画素の各々を、ｚ（ｘ_ｊ，ｋ）、（ｋ：１～ｎ）と表した場合に、ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ）が、正規分布Ｎ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜Σ）に従うと近似される。なお、ｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））は、式（１１）のようになるものとする。

また、ｋは、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）および参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々における画素の相対的な座標を示す数値である。対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）および参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）が、７×７の画素を有する場合（ｎ＝４９の場合）には、ｋ＝１～４９となる。

上記のような演算処理によって制御部４は、信号点のノイズ分布を、式（５）に示す共分散行列Σの正規分布に従うと近似するとともに、式（１２）～式（１４）に示す演算処理により、参照画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に対して、ノイズ抑制処理を実行する。

なお、上記式（１２）～（１４）では、ｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））が、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々との類似度に基づく重みを表す値である。制御部４は、ｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を平均化する際の重みとして用いるように構成されている。また、式（１３）に表すように、ｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））では、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の各々の画素（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ））における複素数Ｉ（ｘ_ｉ，ｋ）の実部ａ（ｘ_ｉ，ｋ）および虚部ｂ（ｘ_ｉ，ｋ）と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々の画素（ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））における複素数Ｉ（ｘ_ｊ，ｋ）の実部ａ（ｘ_ｊ，ｋ）および虚部ｂ（ｘｊ_，ｋ）とのそれぞれの差を比較結果として類似度が算出される。

制御部４は、式（１３）によって表された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々を重み付けするとともに、平均化することによって、ノイズが抑制されたと推定される領域（ノイズ抑制後の領域）であるｕ´（ｘ_ｉ）を取得する。制御部４は、取得されたｕ´（ｘ_ｉ）をノイズが抑制された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）として取得することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に対するノイズ抑制処理を実行する。

そして、制御部４は、複素数画像Ｄの全体に対して、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）を順次抽出（画定）するとともに、順次抽出した対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に対して同様のノイズ抑制処理を実行することによって、複素数画像Ｄの全体のノイズを抑制するように構成されている。

〈振動状態画像の生成〉
そして、図８に示すように、第１実施形態では、制御部４は、ノイズ抑制処理が実行されることによってノイズが抑制された複素数画像Ｄに基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動状態を視覚的に認識可能な振動状態画像Ｅを生成するように構成されている。たとえば、制御部４は、ノイズが抑制された複素数画像Ｄの各々の画素の複素数Ｉ（ｘ）から、位相を回転させながら実部を時系列画像に変換することによって、動画像としての振動状態画像Ｅを生成する。また、制御部４は、ノイズが抑制された複素数画像Ｄの各々の画素の複素数Ｉ（ｘ）の振幅または位相を実数値として取得するとともに、実数値として取得された振幅または位相を輝度値として１枚の静止画像として振動状態画像Ｅを生成してもよい。そして、制御部４は、振動状態の不連続領域を検査対象Ｐの内部に発生している欠陥Ｑ（不良部位）として視覚的に認識可能なように、振動状態画像Ｅを表示部６に表示する。なお、図８では、図２の振動状態画像Ｅからノイズが抑制された状態を示している。

（パラメータ変更）
また、第１実施形態では、制御部４は、ノイズ分布を近似する場合における分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃ、パラメータｎ_ｒ、および、パラメータγのうちのパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させるように構成されている。具体的には、表示部６に表示された振動状態画像Ｅを視認した検査作業者によるパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させる入力操作が操作部７によって受け付けられる。制御部４は、操作部７によって受け付けられた入力操作に基づいて、パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させることによって、ノイズ抑制処理においてノイズ分布を近似する際の二次元の正規分布の広がり具合を調整可能に構成されている。

また、第１実施形態では、制御部４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との各々に含まれる画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較した比較結果を記憶させるように構成されている。たとえば、式（１３）に示すように、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との各々に含まれる画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士における実部ａ（ｘ）同士の差、および、虚部ｂ（ｘ）同士の差は、パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させた場合にも変化しない。制御部４は、初めに複素数画像Ｄのノイズを抑制する処理を実行する際に、パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させた場合にも変化しない上記の比較結果などの演算結果を記憶装置に記憶するように構成されている。

そして、第１実施形態では、制御部４は、一度ノイズ抑制処理を実行した後に、操作部７によって分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させる操作が受け付けられた場合に、変更されたパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒと、記憶された比較結果とを用いて、二次元の正規分布の広がり具合が調整された状態で、再度ノイズ分布を近似することによって類似度を再度取得して、ノイズ抑制処理（ノンローカルミーンズ処理）に用いられる重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を上記の式（１３）によって再度取得するように構成されている。そして、取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて、ノイズ抑制処理が再度実行される。

（欠陥検査方法について）
次に、図９を参照して、第１実施形態による検査システム１００による画像処理方法について説明する。第１実施形態の画像処理方法は、制御部４による制御処理によって実行される。

まず、ステップ４０１において、スペックル・シェアリング干渉計３による測定結果に基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化を示す複素数Ｉ（ｘ）によって各々の画素が表された複素数画像Ｄが取得される。

次に、ステップ４０２において、取得された複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）とは別個に複素数画像Ｄにおいて区画された複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）とが取得される。

次に、ステップ４０３において、取得された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれる画素と複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれる画素との類似度が、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較することによって取得される。具体的には、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との各々に含まれる画素のうち、相対的な座標が同一の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士の、実部ａ（ｘ）同士と虚部ｂ（ｘ）同士との各々の差が比較結果として取得されることによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との類似度が取得される。なお、ｊ＝１～Ｎである。また、取得された比較結果が記憶される。

次に、ステップ４０４において、取得された類似度に基づいて、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を重み付けするための重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））が取得される。

次に、ステップ４０５において、取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））に基づいて、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に対してノイズ抑制処理が実行される。具体的には、取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を重み付けして平均化することによって、ノイズ抑制処理が実行された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）（式（１２）のｕ´（ｘ_ｉ））が取得される。

次に、ステップ４０６において、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズ抑制処理が実行されることによって複素数画像Ｄのノイズが抑制される。

次に、ステップ４０７において、ノイズが抑制された複素数画像Ｄに基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動状態を視覚的に認識可能な振動状態画像Ｅが生成される。そして、生成された振動状態画像Ｅが表示部６に表示される。

次に、ステップ４０８において、ノイズ分布を近似する場合における分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃ、パラメータｎ_ｒ、および、パラメータγのうちのパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更する入力操作が操作部７によって受け付けられたか否かが判断される。パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更する入力操作が受け付けられたと判断された場合には、ステップ４０９に進む。パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更する入力操作が受け付けられたと判断されない場合には、制御処理が終了される。

ステップ４０９では、操作部７によって受け付けられた入力操作に基づいて、パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒが変更される。そして、変更されたパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒとステップ４０３において記憶された比較結果とを用いて類似度が再度算出され、ステップ４０４に戻る。そして、ステップ４０４～ステップ４０７が再度実行されることによって、変更されたパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを用いた複素数画像Ｄのノイズの抑制処理が再度実行されるとともに、振動状態画像Ｅが再度生成されて表示部６に表示される。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態の検査システム１００では、上記のように、複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれる画素と、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）とは別個に複素数画像Ｄにおいて画定された複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較することによって取得する。そして、取得された類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズ抑制処理を実行する。これにより、複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズ抑制処理を実行することによって、複素数画像Ｄのノイズを抑制することができる。そのため、周期的な状態の変化を示す複素数Ｉ（ｘ）によって各々の画素が表された複素数画像Ｄが振動の周期的な状態の変化を反映しているので、実数値によって表された画像に対してノイズ抑制処理を実行する場合と異なり、複素数画像Ｄのノイズを抑制することにより、振動の状態に応じてノイズの状態が変化する場合にもノイズを効果的に抑制することができる。その結果、周期的な状態の変化を測定する場合にもノイズを効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、以下のように構成したことによって、更なる効果が得られる。

すなわち、第１実施形態では、上記のように、制御部４（画像処理部）は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）の複素平面上における信号点のノイズ分布を、検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて、複素平面上における原点からの信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似するとともに、近似された分布に基づいて類似度を取得するように構成されている。このように構成すれば、複素平面上におけるノイズ分布の広がりに偏りがある場合にも、複素平面上における原点からの信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似することによって、実際のノイズの偏った広がりに対応するようにノイズ分布を近似することができる。そのため、複素平面上におけるノイズ分布の広がりに偏りがある場合に、より適切に類似度の算出を行うことができる。その結果、類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いたノイズ処理において、ノイズをより効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、検査システム１００は、ノイズ分布を近似する場合における分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更する操作を受け付ける操作部７を備える。このように構成すれば、検査作業者は、ノイズ分布の広がり度合いを調整する操作を容易に行うことができる。そのため、複素数画像Ｄにおけるノイズの抑制の度合いを容易に調整することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４（画像処理部）は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との各々に含まれる画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較した比較結果を記憶させるとともに、分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更する操作が受け付けられた場合に、変更された分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒと記憶された比較結果とを用いて類似度を取得するように構成されている。このように構成すれば、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との各々に含まれる画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較した比較結果の値は、分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させた場合にも変化しない。そのため、一度算出した比較結果を記憶させることによって、分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更した場合に、複素数画像Ｄのノイズを抑制する処理を再度実行する場合に要する時間を短縮することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４（画像処理部）は、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に対して取得された類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて平均化することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理をノイズ抑制処理として実行するように構成されている。このように構成すれば、類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を単純に平均化するノンローカルミーンズ処理を用いるため、取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））に対してしきい値を設ける処理などを行う場合に比べて、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを容易に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、検査システム１００は、振動子１（励振部）により弾性波が励起された検査対象Ｐにレーザ光を照射する照射部２を備え、スペックル・シェアリング干渉計３（測定部）は、照射部２によって照射され、検査対象Ｐにおいて反射されたレーザ光である反射レーザ光と、照射部２によって照射されたレーザ光である参照レーザ光とを干渉させるとともに、反射レーザ光と参照レーザ光とを干渉させた干渉光を撮像して測定するように構成されており、制御部４（画像処理部）は、撮像された干渉光の測定結果に基づいて生成された複素数画像Ｄのノイズを抑制するように構成されている。このように構成すれば、測定されたレーザ光の干渉光は弾性波の振動により周期的に変化するので、測定結果を複素数画像Ｄによって表すとともにノイズを抑制することによって、測定結果に含まれるノイズ成分を効果的に抑制することができる。

また、弾性波が励起された検査対象Ｐにレーザ光を照射する場合には、弾性波の振動により、検査対象Ｐの表面に対するレーザ光の照射角度の変化、または、検査対象Ｐの表面が変位することによるスペックルパターンの変化に起因して、複素数画像Ｄの各画素を表す複素数Ｉ（ｘ）の複素平面上における信号点のノイズ分布が偏って広がるように分布する。そのため、第１実施形態のように、干渉光の測定結果に基づいて複素数画像Ｄを生成するとともに、信号点のノイズ分布を、振幅の大きさに応じて信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布すると近似することによって、干渉光の測定結果に基づいて生成された複素数画像Ｄに特有のノイズ分布に対応するようにノイズを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４（画像処理部）は、測定された干渉光の干渉度合いｃｏｈ（ｘ）を取得するように構成されており、取得された干渉度合いｃｏｈ（ｘ）に応じて、複素数画像Ｄの各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を重み付けすることによって、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を補正するように構成されている。ここで、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の小さい画素では、測定された振動状態が不正確な値となる。そのため、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の小さい画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を含んだ状態で類似度を算出した場合には、ノイズを抑制する処理の正確性が低下する。これに対して、第１実施形態では、制御部４は、測定された干渉光の干渉度合いｃｏｈ（ｘ）を取得するように構成されており、取得された干渉度合いｃｏｈ（ｘ）に応じて、複素数画像Ｄの各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を重み付けすることによって、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）を補正するように構成されている。このように構成すれば、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の小さい画素を表す複素数Ｉ（ｘ）の重み付けを小さくするように補正することによって、不正確な値の複素数Ｉ（ｘ）を用いてノイズを抑制する処理を行うことを抑制することができる。その結果、複素数画像Ｄに干渉度合いｃｏｈ（ｘ）の小さい画素が含まれる場合にも、ノイズの抑制処理の正確性が低下することを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４（画像処理部）は、ノイズ抑制処理が実行されることによってノイズが抑制された複素数画像Ｄに基づいて、検査対象Ｐの振動状態を視覚的に認識可能な振動状態画像Ｅを生成するように構成されている。このように構成すれば、生成される振動状態画像Ｅにおけるノイズを抑制することができるので、生成された振動状態画像Ｅを視覚的に認識することによって、検査作業者は、検査対象Ｐの振動状態の分布を容易に認識することができる。そのため、検査対象Ｐの欠陥Ｑを検査する場合には、振動状態画像Ｅを視覚的に認識することによって、検査対象Ｐにおける振動状態の連続性を認識することができるので、検査対象Ｐにおける欠陥Ｑを容易に認識することができる。

（第１実施形態による画像処理方法の効果）
第１実施形態の画像処理方法では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態の画像処理方法では、上記のように構成することにより、複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれる画素と、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）とは別個に複素数画像Ｄにおいて画定された複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）とに含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較することによって取得する。そして、取得された類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズ抑制処理を実行する。これにより、複素数画像Ｄにおいて画定された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズ抑制処理を実行することによって、複素数画像Ｄのノイズを抑制することができる。そのため、周期的な状態の変化を示す複素数Ｉ（ｘ）によって各々の画素が表された複素数画像Ｄが振動の周期的な状態の変化を反映しているので、実数値によって表された画像に対してノイズ抑制処理を実行する場合と異なり、複素数画像Ｄのノイズを抑制することにより、振動の状態に応じてノイズの状態が変化する場合にもノイズを効果的に抑制することができる。その結果、周期的な状態の変化を測定する場合にもノイズを効果的に抑制することが可能な画像処理方法を提供することができる。

［第２実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第２実施形態による検査システム２００の構成について説明する。この第２実施形態では、低周波成分を除去することによって振動状態画像Ｅの背景成分を抑制するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図１０に示すように、第２実施形態による検査システム２００は、制御部２０４を備える。なお、第２実施形態によるスペックル・シェアリング干渉計３による干渉光の測定は、第１実施形態と同様である。そして、制御部２０４は、第１実施形態の制御部４と同様の制御処理によって、スペックル・シェアリング干渉計３による測定結果に基づいて、複素数画像Ｄを生成する。なお、制御部２０４は、特許請求の範囲における「画像処理部」の一例である。

そして、図１１に示すように、複素数画像Ｄに基づいて生成される振動状態画像Ｅでは、欠陥Ｑの近傍では振動の状態が急峻に変化する（周波数が大きい）が、欠陥Ｑ以外の背景部分では、比較的振動の状態が穏やかに変化する（周波数が小さい）。そこで、第２実施形態では、制御部２０４は、低周波成分が除去されるとともに、ノイズが抑制された振動状態画像Ｅ２００を生成するように構成されている。

具体的には、制御部２０４は、第１実施形態の制御部４と同様に、生成された複素数画像Ｄから対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）（ｊ：１～Ｎ）とを取得する。また、制御部２０４は、第１実施形態の制御部４と同様に、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制するために、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を重み付けするための重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））（式（１３）参照）を取得する。

そして、制御部２０４は、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に対して、低周波成分を除去する処理を実行する。制御部２０４は、低周波成分を除去する処理として、たとえば、フーリエ変換を利用したローカットフィルタ処理を参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に対して実行する。

そして、第２実施形態では、制御部２０４は、低周波成分が除去された複数の参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して取得された類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて平均化することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理をノイズ抑制処理として実行するように構成されている。

すなわち、制御部２０４は、低周波成分が除去される前の複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）と対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）との類似度に基づいて取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて、低周波成分が除去された後の複数の参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して重み付けして平均化することによって、ノイズが抑制されるとともに低周波成分が除去された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）であるｕ_{ｌｏｗｃｕｔ}´（ｘ_ｉ）を取得する。ｕ_{ｌｏｗｃｕｔ}´（ｘ_ｉ）は、式（１２）にｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）を代入することによって、下記の式（１５）のように表される。

そして、制御部２０４は、ノイズが抑制されるとともに低周波成分が除去された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に基づいて、複素数画像Ｄにおけるノイズを抑制するとともに、背景成分（低周波成分）を除去する。そして、制御部２０４は、第１実施形態と同様の処理により、低周波成分が除去されるとともにノイズが抑制された複素数画像Ｄに基づいて、低周波成分が除去されるとともに、ノイズが抑制された振動状態画像Ｅ２００を生成する。なお、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、制御部２０４（画像処理部）は、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の低周波成分を除去するとともに、低周波成分が除去された複数の参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して取得された類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて平均化することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理をノイズ抑制処理として実行するように構成されている。ここで、複素数画像Ｄにおいて低周波成分が背景成分として含まれる場合に、予め低周波成分が除去された状態で類似度を取得するとともに重みを算出した場合には、正確な類似度を取得することができないのでノイズの抑制の効果が低下する。また、ノイズ抑制処理を実行した後に低周波成分が除去される場合には、低周波成分を除去する前には目立たなかったノンローカルミーンズ処理によって生じた高調波成分（アーティファクト）が強調される。これに対して、第２実施形態では、制御部２０４を、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の低周波成分を除去するとともに、低周波成分が除去された複数の参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して取得された類似度に基づく重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて平均化することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理をノイズ抑制処理として実行するように構成する。このように構成すれば、複素数画像Ｄにおいて低周波成分が背景成分として含まれる場合に、類似度に基づいて重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を算出する場合には低周波成分を除去せずに、算出された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて平均化する場合には低周波成分が除去された参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して重み付けして平均化することができる。そのため、重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を算出する場合に正確性が低下することを抑制しながら低周波成分を除去することができるとともに、ノンローカルミーンズ処理によって生じた高調波成分が強調されることを抑制することができる。その結果、複素数画像Ｄにおいて低周波成分が背景成分として含まれる場合に、背景成分を除去しながらノイズを効果的に抑制することができる。

なお、第２実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第３実施形態による検査システム３００の構成について説明する。この第３実施形態では、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の各々の画素と、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々の画素とを比較する場合に平均値を用いるように構成されている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図１２に示すように、第３実施形態による検査システム３００は、制御部３０４を備える。なお、第３実施形態によるスペックル・シェアリング干渉計３による干渉光の測定は、第１実施形態と同様である。そして、制御部３０４は、第１実施形態の制御部４と同様の制御処理によって、スペックル・シェアリング干渉計３による測定結果に基づいて、複素数画像Ｄを生成する。なお、制御部３０４は、特許請求の範囲における「画像処理部」の一例である。

また、制御部３０４は、第１実施形態の制御部４と同様に、生成された複素数画像Ｄから対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）（ｊ：１～Ｎ）とを取得する。

そして、図１３に示すように、第３実施形態では、制御部３０４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の各々の画素（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ））を表す複素数Ｉ（ｘ_ｉ，ｋ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）と、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々の画素（ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を表す複素数Ｉ（ｘ_ｊ，ｋ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）とを比較することによって類似度を取得するように構成されている。

具体的には、制御部３０４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれるｎ個の画素を表す複素数Ｉ（ｘ_ｉ，ｋ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）を算出する。Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）は、Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）＝ａ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）＋ｉｂ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）と表される。同様に、制御部３０４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれるｎ個の画素を表す複素数Ｉ（ｘ_ｊ，ｋ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）を算出する。平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）は、Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）＝ａ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）＋ｉｂ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）と表される。なお、ｋ＝１～ｎである。

制御部３０４は、平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）と平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）との差を算出することによって、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）とを比較して類似度を取得するとともに、平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）と平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）とによって、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を平均化する際の重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ）｜ｚ（ｘ_ｊ））を取得する。すなわち、制御部３０４は、式（１５）のａ（ｘ_ｉ，ｋ）およびｂ（ｘ_ｉ，ｋ）のそれぞれの替わりに、ａ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）およびｂ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）を用いるとともに、ａ（ｘ_ｊ，ｋ）およびｂ（ｘ_ｊ，ｋ）のそれぞれの替わりに、ａ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）およびｂ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）を用いることによって、重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ）｜ｚ（ｘ_ｊ））を取得する。

すなわち、第３実施形態では、制御部３０４は、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々の画素ごとに類似度に基づく重み付けをして平均化を実行するように構成されていた第１実施形態の制御部４とは異なり、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に対して１つの類似度に基づく重み付けをして平均化するように構成されている。

そして、制御部３０４は、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）を重み付けして平均化することにより、ノイズ抑制処理が実行され対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）を取得して複素数画像Ｄのノイズを抑制する。

なお、制御部３０４は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）と、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）とを記憶させるように構成されている。そして、制御部３０４は、パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒが変更された場合には、変更されたパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒと、記憶された平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）および平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）とを用いて重みを算出するように構成されている。

なお、第３実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、制御部３０４（画像処理部）は、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）の各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ_ｉ，ｋ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）と、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々の画素を表す複素数Ｉ（ｘ_ｊ，ｋ）の平均値Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｊ）とを比較することによって類似度を取得するように構成されている。このように構成すれば、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）に含まれる各々の画素と、複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に含まれる各々の画素とを比較する場合に比べて、比較結果を算出する処理を実行する回数を低減することができる。そのため、類似度を算出するために実行される演算処理に要する時間を短縮することができるので、複素数画像Ｄのノイズの抑制に要する時間を短縮することができる。

なお、第３実施形態によるその他の効果は、第１および第２実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１～第３実施形態では、振動子１（励振部）、照射部２、スペックル・シェアリング干渉計３（測定部）、および、制御部４、２０４、３０４（画像処理部）の各々が別個に設けられている検査システム１００（２００、３００）の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、欠陥検査装置として、励振部、照射部、測定部、および、制御部が一体的に構成されていてもよい。この場合、欠陥検査装置の制御部は第１～第３実施形態の制御部４、２０４、３０４（画像処理部）と同様の構成である。

また、上記第１～第３実施形態では、信号点のノイズ分布を、検査対象Ｐの振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて、複素平面上における原点からの信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号点のノイズ分布を、振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに係わらず、一定の広がりを有するように近似するようにしてもよい。また、信号点のノイズ分布を、偏らずに等方的に広がる正規分布に従って分布するように近似してもよい。また、信号点のノイズ分布を、信号点方向のみならず、信号点方向と直交する直交方向においても、振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて広がるように近似してもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、ノイズ分布を近似する場合における分布の広がり度合いを示すパラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒを変更させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、３つのパラメータｎ_ｃ、ｎ_ｒ、および、γの全てを変更可能に構成してもよいし、３つのパラメータｎ_ｃ、ｎ_ｒ、および、γのうちのいずれか１つのみを変更可能に構成してもよい。たとえば、検査対象Ｐの材質などに対応するように、適切な３つのパラメータｎ_ｃ、ｎ_ｒ、および、γの値が予め選択可能に設定されていてもよい。また、パラメータｎ_ｃは、照明等の撮影環境によって最適な値が変化する一方で、パラメータｎ_ｒ、および、γは、検査対象Ｐの材質などによって最適な値が変化しない場合が考えられる。その場合には、予め校正作業を行うことによって、検査対象Ｐに応じてパラメータｎ_ｒ、および、γを設定した状態で、パラメータｎ_ｃを変更しながら、ノイズの抑制を調整するように構成してもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）と複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）との各々に含まれる画素を表す複素数Ｉ（ｘ）同士を比較した比較結果を記憶させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、比較結果を記憶せずに、パラメータｎ_ｃおよびｎ_ｒが変更されるたびに比較結果を計算し直すようにしてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、重み付けされた参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の平均化によって対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）のノイズ抑制処理を実行するノンローカルミーンズ処理の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））が所定のしきい値以上である参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）のみを用いてノイズが抑制された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）を算出するようにしてもよい。また、参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の単純な平均ではなく、二乗平均を取得するようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、低周波成分が除去される前の複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）と対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）との類似度に基づいて取得された重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて、低周波成分が除去された後の複数の参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して重み付けして平均化することによって、ノイズが抑制されるとともに低周波成分が除去された対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、低周波成分を除去した後に、類似度に基づいて重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を取得するとともに、参照画像領域ｚ_{ｌｏｗｃｕｔ}（ｘ_ｊ）に対して重み付けして平均化するようにしてもよい。また、重みｐ（ｚ（ｘ_ｉ，ｋ）｜ｚ（ｘ_ｊ，ｋ））を用いて複数の参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）に対して重み付けして平均化した後に、低周波成分を除去するようにしてもよい。

また、上記第３実施形態では、対象画像領域ｚ（ｘ_ｉ）および参照画像領域ｚ（ｘ_ｊ）の各々の画素の平均値（Ｉ_ａｖｒ（ｘ_ｉ）およびＩ_ａｖｒ（ｘ_ｊ））を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、平均値ではなく、中央値、または、最頻値を取得するようにしてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計３を用いて、干渉されたレーザ光である干渉光を測定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、マイケルソン干渉計などを用いて干渉光を測定してもよい。また、デジタルイメージ相関法、または、モアレサンプリング法などの、光学的な計測方法によって、外表面における振動状態を測定するようにしてもよい。また、ＴｏＦ（ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）カメラを用いて検査対象Ｐの振動状態を測定するようにしてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）に応じて複素数画像Ｄ全体の各々の画素を補正する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複素数画像Ｄにおいて、干渉度合いｃｏｈ（ｘ）が小さい画素のみを抽出して補正するようにしてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動状態を視覚的に認識可能な振動状態画像Ｅを生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、振動の連続性を検出することによって、欠陥Ｑと推定される領域を検出するようにしてもよい。その場合には、欠陥Ｑと推定される領域を認識可能な画像、または、座標などの数値を出力するようにしてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、検査対象Ｐに弾性波を励起させる励振部の例として振動子１を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、音声を発するラウドスピーカによって弾性波を励起させるようにしてもよい。

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
検査対象に弾性波を励起する励振部と、
前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象における振動状態を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象の振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像のノイズを抑制するように構成されている画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、
前記複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、前記対象画像領域とは別個に前記複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、
取得された前記類似度に基づく重みを用いて前記対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する、検査システム。

（項目２）
前記画像処理部は、前記対象画像領域の各々の画素を表す複素数の複素平面上における信号点のノイズ分布を、前記検査対象の振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて、複素平面上における原点からの前記信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似するとともに、近似された分布に基づいて前記類似度を取得するように構成されている、項目１に記載の検査システム。

（項目３）
前記ノイズ分布を近似する場合における分布の広がり度合いを示すパラメータを変更する操作を受け付ける操作部をさらに備える、項目２に記載の検査システム。

（項目４）
前記画像処理部は、前記対象画像領域と、前記複数の参照画像領域との各々に含まれる画素を表す複素数同士を比較した比較結果を記憶させるとともに、前記分布の広がり度合いを示すパラメータを変更する操作が受け付けられた場合に、変更された前記分布の広がり度合いを示すパラメータと記憶された前記比較結果とを用いて前記類似度を取得するように構成されている、項目３に記載の検査システム。

（項目５）
前記画像処理部は、前記複数の参照画像領域に対して取得された前記類似度に基づく重みを用いて平均化することによって、前記対象画像領域のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理を前記ノイズ抑制処理として実行するように構成されている、項目１～４のいずれか１項に記載の検査システム。

（項目６）
前記画像処理部は、前記複数の参照画像領域の低周波成分を除去するとともに、低周波成分が除去された前記複数の参照画像領域に対して取得された前記類似度に基づく重みを用いて平均化することによって、前記対象画像領域のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理を前記ノイズ抑制処理として実行するように構成されている、項目５に記載の検査システム。

（項目７）
前記画像処理部は、前記対象画像領域の各々の画素を表す複素数の平均値と、前記参照画像領域の各々の画素を表す複素数の平均値とを比較することによって前記類似度を取得するように構成されている、項目１～６のいずれか１項に記載の検査システム。

（項目８）
前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象にレーザ光を照射する照射部をさらに備え、
前記測定部は、前記照射部によって照射され、前記検査対象において反射された前記レーザ光である反射レーザ光と、前記照射部によって照射された前記レーザ光である参照レーザ光とを干渉させるとともに、前記反射レーザ光と前記参照レーザ光とを干渉させた干渉光を撮像して測定するように構成されており、
前記画像処理部は、撮像された前記干渉光の測定結果に基づいて生成された前記複素数画像のノイズを抑制するように構成されている、項目１～７のいずれか１項に記載の検査システム。

（項目９）
前記画像処理部は、測定された前記干渉光の干渉度合いを取得するように構成されており、取得された前記干渉度合いに応じて、前記複素数画像の各々の画素を表す複素数を重み付けすることによって、各々の画素を表す複素数を補正するように構成されている、項目８に記載の検査システム。

（項目１０）
前記画像処理部は、前記ノイズ抑制処理が実行されることによってノイズが抑制された前記複素数画像に基づいて、前記検査対象の振動状態を視覚的に認識可能な振動状態画像を生成するように構成されている、項目１～９のいずれか１項に記載の検査システム。

（項目１１）
周期的な状態の変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像を取得するステップと、
取得された前記複素数画像において画定された対象画像領域と、前記対象画像領域とは別個に前記複素数画像において画定された複数の参照画像領域とを取得するステップと、
取得された前記対象画像領域に含まれる画素と前記複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するステップと、
取得された前記類似度に基づく重みを用いて前記対象画像領域のノイズ抑制処理を実行するステップと、を備える、画像処理方法。

（項目１２）
検査対象に弾性波を励起する励振部と、
前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象にレーザ光を照射する照射部と、
前記照射部によって照射され、前記検査対象において反射された前記レーザ光である反射レーザ光と、前記照射部によって照射された前記レーザ光である参照レーザ光とを干渉させるとともに、前記反射レーザ光と前記参照レーザ光とを干渉させた干渉光を撮像して測定することによって、前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象の振動状態を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記検査対象の振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された欠陥検査用の複素数画像のノイズを抑制するように構成されている制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、前記対象画像領域とは別個に前記複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、
取得された前記類似度に基づく重みを用いて前記対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する、欠陥検査装置。

１ 振動子（励振部）
２ 照射部
３ スペックル・シェアリング干渉計（測定部）
４、２０４、３０４ 制御部
１００、２００、３００ 検査システム

Claims (12)

1. 検査対象に弾性波を励起する励振部と、
   前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象における振動状態を測定する測定部と、
   前記測定部の測定結果に基づいて、前記検査対象の振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像のノイズを抑制するように構成されている画像処理部と、を備え、
   前記画像処理部は、
   前記複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、前記対象画像領域とは別個に前記複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、
   取得された前記類似度に基づく重みを用いて前記対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する、検査システム。
2. 前記画像処理部は、前記対象画像領域の各々の画素を表す複素数の複素平面上における信号点のノイズ分布を、前記検査対象の振動状態の周期的な変化の振幅の大きさに応じて、複素平面上における原点からの前記信号点方向に偏って広がる二次元の正規分布に従って分布するように近似するとともに、近似された分布に基づいて前記類似度を取得するように構成されている、請求項１に記載の検査システム。
3. 前記ノイズ分布を近似する場合における分布の広がり度合いを示すパラメータを変更する操作を受け付ける操作部をさらに備える、請求項２に記載の検査システム。
4. 前記画像処理部は、前記対象画像領域と、前記複数の参照画像領域との各々に含まれる画素を表す複素数同士を比較した比較結果を記憶させるとともに、前記分布の広がり度合いを示すパラメータを変更する操作が受け付けられた場合に、変更された前記分布の広がり度合いを示すパラメータと記憶された前記比較結果とを用いて前記類似度を取得するように構成されている、請求項３に記載の検査システム。
5. 前記画像処理部は、前記複数の参照画像領域に対して取得された前記類似度に基づく重みを用いて平均化することによって、前記対象画像領域のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理を前記ノイズ抑制処理として実行するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の検査システム。
6. 前記画像処理部は、前記複数の参照画像領域の低周波成分を除去するとともに、低周波成分が除去された前記複数の参照画像領域に対して取得された前記類似度に基づく重みを用いて平均化することによって、前記対象画像領域のノイズを抑制するノンローカルミーンズ処理を前記ノイズ抑制処理として実行するように構成されている、請求項５に記載の検査システム。
7. 前記画像処理部は、前記対象画像領域の各々の画素を表す複素数の平均値と、前記参照画像領域の各々の画素を表す複素数の平均値とを比較することによって前記類似度を取得するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の検査システム。
8. 前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象にレーザ光を照射する照射部をさらに備え、
   前記測定部は、前記照射部によって照射され、前記検査対象において反射された前記レーザ光である反射レーザ光と、前記照射部によって照射された前記レーザ光である参照レーザ光とを干渉させるとともに、前記反射レーザ光と前記参照レーザ光とを干渉させた干渉光を撮像して測定するように構成されており、
   前記画像処理部は、撮像された前記干渉光の測定結果に基づいて生成された前記複素数画像のノイズを抑制するように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の検査システム。
9. 前記画像処理部は、測定された前記干渉光の干渉度合いを取得するように構成されており、取得された前記干渉度合いに応じて、前記複素数画像の各々の画素を表す複素数を重み付けすることによって、各々の画素を表す複素数を補正するように構成されている、請求項８に記載の検査システム。
10. 前記画像処理部は、前記ノイズ抑制処理が実行されることによってノイズが抑制された前記複素数画像に基づいて、前記検査対象の振動状態を視覚的に認識可能な振動状態画像を生成するように構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の検査システム。
11. 周期的な状態の変化を示す複素数によって各々の画素が表された複素数画像を取得するステップと、
    取得された前記複素数画像において画定された対象画像領域と、前記対象画像領域とは別個に前記複素数画像において画定された複数の参照画像領域とを取得するステップと、
    取得された前記対象画像領域に含まれる画素と前記複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するステップと、
    取得された前記類似度に基づく重みを用いて前記対象画像領域のノイズ抑制処理を実行するステップと、を備える、画像処理方法。
12. 検査対象に弾性波を励起する励振部と、
    前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象にレーザ光を照射する照射部と、
    前記照射部によって照射され、前記検査対象において反射された前記レーザ光である反射レーザ光と、前記照射部によって照射された前記レーザ光である参照レーザ光とを干渉させるとともに、前記反射レーザ光と前記参照レーザ光とを干渉させた干渉光を撮像して測定することによって、前記励振部により前記弾性波が励起された前記検査対象の振動状態を測定する測定部と、
    前記測定部の測定結果に基づいて前記検査対象の振動状態の周期的な変化を示す複素数によって各々の画素が表された欠陥検査用の複素数画像のノイズを抑制するように構成されている制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記複素数画像において画定された対象画像領域に含まれる画素と、前記対象画像領域とは別個に前記複素数画像において画定された複数の参照画像領域に含まれる画素との類似度を、各々の画素を表す複素数同士を比較することによって取得するとともに、
    取得された前記類似度に基づく重みを用いて前記対象画像領域のノイズ抑制処理を実行する、欠陥検査装置。

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