JP3200748B2 - マーク検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマークの検査方法に関
し、基準画像情報に基づいて対象画像の差異、変化を検
知して認識、制御を行なう分野に用いて好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】検査対象物に印刷、蝕刻などで付された
マークが正しいものであるかどうかを機械的に検査する
方法としては、テレビカメラなどで入力された画像を２
値化し、画像同士のパターンマッチングを用いたり、そ
の画像内の複数個の独立パターンの特徴量を、基準とな
る画像と検査しようとする画像間で対応するもの同士比
較する方法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の複数個の独立パ
ターン同士の特徴量を比較する方法を使用するときは、
入力された画像を２値化する必要がある。しかし、２値
化の過程で、照明ムラ、２値化の方法の不完全さ、ある
いは撮像対象物の濃淡ムラなどにより、適切に２値化す
ることができないことがある。そのときに、対応する独
立パターン同士の特徴量を比較すると著しい差が生じ、
入力された検査対象画像内に欠点があるという判断（誤
判断）をしてしまう。

【０００４】本発明は上述の問題にかんがみ、検査対象
画像に対する２値化処理が適切に行えなかったときで
も、検査対象画像内に欠点があるかどうかの適切な判断
を行えるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のマーク検査方法
は、あらかじめ基準画像と検査画像との間の対応する複
数個の独立したパターンの対応関係を調べ、対応するパ
ターン同士の特徴量を比較するときに著しい差が生じた
パターンに対して、そのパターン近傍に存在する他のパ
ターンの特徴量を考慮して比較する。

【０００６】

【作用】対応する独立パターン同士の比較だけではな
く、近傍に存在するパターンも含めたより広範囲の特徴
量比較を行うようにしているので、単一独立パターンに
ついて濃淡ムラ等に起因して正しい２値化が行われず、
例えば文字に欠損を生じたような場合でも、その欠損の
量が正確に評価される。しかも、全ての独立パターンに
対して上記処理を行うのではなく、予め設定してある許
容値以上の差異を基準画像との間で生じた独立パターン
に対してのみ行うようにしているので、認識処理速度の
低下をほとんど生じない。 ［実施例］ （検査の概要）図１に本発明のマーク検査方法の手順を
フローチャートで示す。本発明のマーク検査方法は、基
準となるマークを一度覚えこませ（基準画像の登録）、
その後検査対象マークと比較して欠点が無いかどうか検
査するという方法である。

【０００７】マーク検査方法の手順は大きく分けて、
「マスター画像の登録」と「対象画像の検査」から構成
されている。まず、ＴＶカメラなどの画像入力装置を用
いて基準となるマークの画像を入力する。次にこの画像
を２値化し、画像内にある複数個の独立パターン（粒
子）の特徴量を計算し、それぞれの特徴量と位置を登録
しておく。特徴量の例を図２に示す。ここで使用する特
徴量は位置ずれ、回転などに影響されないものを用いる
のが望ましい。

【０００８】マスター画像の登録が終わったら、検査対
象画像の検査を行う。ＴＶカメラなどで検査したいマー
クの画像を入力し、２値化を行い、粒子の特徴量を計算
する。

【０００９】そして、図３に示すように、マスター画像
の登録時に予め登録してあった特徴量を各粒子毎に比較
する。比較の結果、マスター画像の特徴量と異なる場合
は、マークに欠点があったものとする。その後は、同様
に対象画像の検査を続ける。

【００１０】（特徴量の照合）次に、特徴量の照合につ
いて詳しく説明する。特徴量の照合では、図３に示すよ
うにマスター画像と検査対象画像の対応する粒子同士の
特徴量を比較する。ここで使用する特徴量は図２に示す
ようなものがあり、本発明では主に周囲長と面積を用い
ている。

【００１１】ところが、照明ムラなどによって入力画像
に濃度ムラがあったり、２値化時のスレッショルドレベ
ルが適切でなかったりしたときに、元々１つであった粒
子が２つ以上になってしまう。図４に、２値化の不良
で、元々１つであった文字が２つに分離してしまった例
を示す。同図のような場合、左側のマスター画像の文
字”Ｎ”に対して、右側の検査対象画像の切れた文字”
Ｎ”の左側を対応粒子として認識してしまう。その特徴
量を比較すると、欠損部分が許容される量よりも充分短
くても著しい差が生じてしまい、マークに欠点があった
ものと誤判断される。

【００１２】（切れたときの再計算の方法）前述した不
具合を回避するために本発明では、以下のような方法で
特徴量の再計算を行い、特徴量の比較を行う。基準とな
る特徴量と検査対象画像の特徴量との間に著しい差があ
るときは、再度、周辺の粒子のなかで孤立している粒子
（どれとも対応付けされていない粒子）を探し、特徴量
を再計算して修正する。特徴量として図３で示したよう
な周囲長や面積を用いる場合は、それらの特徴量を加算
するだけで特徴量の再計算を行うことができる。図５に
特徴量比較のフローチャートを示す。

【００１３】（粒子の探索範囲）上述した孤立している
粒子を探し出す範囲の説明を図６に示す。図６におい
て、（Ａ）は各粒子を円形で囲む範囲に設定しており、
（Ｂ）は矩形領域で囲む範囲に設定している。

【００１４】図６の（Ａ）の範囲を決めるときは、各文
字の占める領域を含むように決定している。従って、文
字の一部に欠損があっても各粒子の探索範囲内で再計算
された特徴量と比較されるので、その欠損の量が正確に
評価される。この範囲を決めるには、基準画像が入力さ
れたときに、各粒子の輪郭追跡を行い、各文字を含むよ
うに図６（Ａ）、（Ｂ）のように設定すればよい。

【００１５】あるいは、図７に示すように注目するパタ
ーンの周りの粒子との重心距離を計算し、最も近い粒子
との距離の半分を基本半径とするとき、元々１つであっ
た粒子全体を充分含むと考えられる距離、例えば、基本
半径の２倍ないし３倍を半径とする円形領域を設定する
とよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明によるマーク検査方法では、２値
化の時に対象となるマークに濃度ムラや照明にシェーデ
ィングがあって、２値化処理のときに独立パターン（粒
子）の単位が本来のパターンとは変わっても、適切に対
応する粒子同士の特徴量を比較することにより、マーク
の欠点を正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法全体のフローチャートを示す図

【図２】各粒子の特徴量を説明する図

【図３】基準画像と検査対象画像との間での粒子の対応
関係を示す図

【図４】２値化の不良により１つの粒子が切れたときの
粒子の対応関係を示す図

【図５】本発明による特徴量の比較方法を示すフローチ
ャート

【図６】各粒子の探索範囲を示す図

【図７】特徴量の再計算を行うときの孤立粒子を探し出
す範囲の設定方法を示す図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 5/00 G01B 11/24 G01N 21/88 G06T 7/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された画像信号をデジタル信号に変換
   し、２値化処理後、基準となる画像上で互いに連結して
   いない複数個の独立したパターンの特徴量を抽出し、基
   準画像と検査画像との対応するパターン同士の特徴量を
   比較することにより、マークの欠点を識別するマーク検
   査方法において、ある検査画像パターンの特徴量が、対
   応する基準画像パターンの特徴量と比較して予め設定し
   てある許容値以上に異なるとき、該検査画像パターン近
   傍にあって、かつ基準画像パターンと対応付けされてい
   ない検査画像パターンを探して、該検査画像パターンの
   特徴量を再計算して修正した後、基準画像と検査画像と
   の対応するパターン同士の特徴量を比較することを特徴
   とするマーク検査方法。