JP3289195B2 - モデル登録支援方法およびその方法を用いたモデル登録支援装置ならびに画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、所定の対象物を撮像して得られた画像を
予め登録されたモデル画像に照合して、対象物を認識す
る技術に関するもので、特に、認識処理に先立ち、モデ
ル画像を装置内に登録するための処理方法および装置に
関する。

背景技術 従来のモデル画像の登録処理では、認識対象物のモデ
ルを撮像して得られた画像をモニタに表示しておき、オ
ペレータが、その表示画面上でモデル画像として切出す
べき画像領域を指定するようにしている。

認識処理の対象物が所定のパターンを具備する場合、
一般に、そのパターンおよび背景部分を含むような画像
領域を設定して、その領域内の画像データをモデル画像
として登録する。そして認識処理時には、処理対象の画
像とモデル画像との間で、重なり合う各画素ごとの濃度
差による相関演算を実施して、両画像に現われるパター
ンの類似度を求め、認識すべきパターンの良否、パター
ンの有無などを判定するのである。

この種の認識処理において、背景部分に対するパター
ンの割合が小さな画像や、一様な濃度を有するパターン
（いわゆるべた塗りのパターン）が大部分を占める画像
など、濃度のばらつきが小さい画像がモデル画像として
設定された場合、モデル画像に対して高い相関値を求め
るための条件は、濃度のばらつきの大きな画像がモデル
画像として設定された場合に比べ、はるかに緩くなる。
したがってモデル画像における濃度のばらつきが小さい
場合には、画像上のわずかなノイズによってもパターン
の誤認識が起こる恐れがあり、認識結果の信頼度を著し
く低下させてしまう。

よって、この種の認識処理において高精度の認識結果
を得るには、できるだけ濃度にばらつきのあるモデル画
像を設定するのが望ましい。

しかしながらオペレータの主観により設定されたモデ
ル画像は、必ずしも適切な状態を具備していない。モデ
ル画像の設定が不適切であったために、認識処理に多大
な誤差が生じるケースが多々発生していた。

そこで出願人は、先般、モデル画像の切出すための画
像領域について、その大きさなどを変更しつつ、各画像
領域について、それぞれその領域内の画像の品質を表わ
す評価値を算出し、所望の評価値が得られたときの画像
領域内の画像データをモデル画像として採用する方法を
提案した（特開平９−128536号）。

しかしながら、上記の方法では、オペレータがモデル
として切出す画像領域を指定するためにモニタが必要と
なるうえ、画像や画像領域の指定結果をモニタ上に表示
させるための表示制御機構が必要である。このため装置
の導入コストが高くなるうえ、装置が大掛かりになり、
工場の検査ラインなどに設置するには不向きであるとい
う問題がある。

この発明は上記のような問題点に着目してなされたも
ので、モニタにより画像を表示する必要がなく、適切な
モデル画像が簡単に登録されるように、モデル画像の登
録処理を支援すること、ひいてはその支援方法を用いて
適切なモデル画像を登録することを目的とする。

発明の開示 この発明による画像処理装置は、対象物を撮像するこ
とにより、複数の画素を含み、各画素がレベル・データ
を有する画像データを生成する撮像装置と、撮像装置に
よって生成される画像データが表わす撮像領域の全部ま
たは一部として規定される登録領域に含まれている画像
データについて、これを検査基準として使用することに
ついての適正度を表わす評価値を算出する評価値算出器
と、少なくとも撮像装置または評価値算出器を収める筐
体と、筐体に設けられ、撮像装置が対象物を繰返し撮像
する場合に算出される一連の評価値を順次表示する表示
器と、登録領域に含まれている画像データを検査基準と
して登録すべき旨の操作者による指示を入力する登録指
示器とを備えている。

この発明の画像処理装置によれば、操作者は、表示器
に表示される評価値の大きさを見ながら撮像装置と撮像
対象物との相対位置を変化させ、評価値が望ましい値と
なった（適正度が大きくなった）ところで登録指示器に
指示を入力することにより、検査基準としての適正度が
高い画像データを特定することができる。評価値は、そ
の算出方法および検査の方式により、検査基準としての
適正度が大きいほど大きな値になることもあれば小さな
値となることもある。たとえば、登録領域に含まれてい
る画素が有するレベル・データの分散値を評価値とした
場合、対象物上のパターンの一致を基準に検査するので
あれば評価値が大きいほど適正度が大きい。この場合、
操作者は評価値が大きくなったところで登録指示器に指
示を入力することになる。一方、対象物上の検査対象領
域が無地であることをもって検査に合格とするのであれ
ば評価値が小さいほど適正度が大きい。また、評価値を
算出する計算式次第で評価値の大小関係を反転させるこ
とができる。

画像データを構成する画素が有するレベル・データ
は、その画素の受光量を表わす値とすることもできる。
また、その画素の色彩を表わすパラメータの値の１つと
することもできる。画素が有するレベル・データを濃度
ともいう。

登録領域が撮像領域の一部である場合、登録領域は、
撮像装置が生成する画像データを画像メモリに記憶させ
てその画像メモリ上の領域として規定してもよいし、撮
像装置から順次伝送される画像データの信号タイミング
によって時間領域において規定してもよい。

筐体は撮像装置および評価値算出器の一方を収めても
よいし両方を収めてもよい。筐体が撮像装置を収める場
合には、筐体には表示器が設けられているので、操作者
にとって表示器を見ながら撮像装置と撮像対象物との相
対位置を調整することが容易である。この場合、筐体に
は評価値算出器が収められていてもよいし、筐体の外部
に設けた評価値算出器から評価値を得て表示してもよ
い。筐体が評価値算出器を収め、撮像装置を筐体の外部
に設けた場合にも、筐体に設けられた表示器が撮像装置
の位置を調整する操作者からも見えるように筐体を設置
すれば、調整作業は容易である。

表示器が評価値を順次表示する際には、撮像装置が生
成する画像データごとに評価値を表示してもよいし、画
像データが数回生成されるごとに評価値を１回表示する
等、一部の画像データに対応して評価値を表示してもよ
い。登録指示器は、好ましくは、操作者が操作し得る押
ボタンスイッチ等のスイッチである。登録指示のことを
ティーチングともいう。登録指示器に与えられた入力
は、そのときの登録領域に含まれている画像データを検
査基準として登録すべき旨の指示として働く。この指示
によって登録対象とされた画像データを画像処理装置内
に記憶してもよいし、この指示およびこの指示によって
登録対象とされた画像データを画像処理装置の外部に出
力し、その後の処理は他の装置に任せてもよい。この指
示によって登録対象とされた画像データは、画像処理装
置の内部または外部に記憶され、別途取得される検査対
象物を撮像した画像データと比較されるであろう。

検査基準としての適正度を示す評価値は、好ましく
は、登録領域に含まれている画像が有するレベル・デー
タのばらつきの大きさであり、代表的にはレベル・デー
タの分散値である。

表示器は、評価値を数字で表示してもよいし、グラフ
式に表示してもよい。グラフ式に表示した場合は、操作
者が評価値の大小をよりい素早く把握できる。特にバー
・グラフ式に表示するのが好ましい。

撮像装置は、好ましくは、対象物に登録領域の範囲を
示す像を投影する投影器をさらに備える。操作者は投影
された像により対象物上で登録領域の範囲が確認できる
ので、検査基準を登録する作業がより容易になる。登録
領域の範囲を示す像を投影する投影器に代えて撮像領域
の範囲を示す像を投影する投影器を備えてもよい。操作
者は投影された像により対象物上で登録領域のおよその
範囲を撮像領域の範囲との関係で知ることができる。対
象物に像を投影しない場合にも撮像装置としてのカメラ
等と対象物との位置関係により操作者は登録領域の範囲
を推定できることはいうまでもない。

この発明による画像処理装置は、登録指示器に指示が
入力されたときの登録領域に含まれている画像データを
検査基準として記憶する検査基準データメモリと、撮像
装置から生成される画像データと記憶された検査基準デ
ータとの一致度を算出する一致度算出器と、一致度が予
め定められたしきい値よりも大きいかどうかについての
判定結果を出力する判定器とを備えることにより、検査
装置としての機能を含むものとすることができる。

この発明の好ましい実施例においては、表示器は検査
基準となる画像データを登録するときには評価値を表示
し、一致度を算出するときには一致度を示す値を表示す
る。評価値と一致度とは同時に表示することがないの
で、これらの表示に同じ表示器を切換えて使用すること
により、装置をより小型化することができる。

この発明による検査基準画像の登録方法は、対象物を
撮像することにより、複数の画素を含み、各画素がレベ
ル・データを有する画像データを生成する撮像装置によ
って対象物を繰返し撮像して一連の画像データ得、撮像
装置によって生成される画像データが表わす撮像領域の
全部または一部として規定される登録領域に含まれてい
る画像データについて、これを検査基準として使用する
ことについての適正度を表わす評価値を撮像の繰返しに
応じて順次算出し、評価値を参照しながら撮像装置と対
象物との相対位置を調整し、評価値が望ましい値となっ
たときに登録領域に含まれている画像データを検査基準
として記憶する。

この発明の好ましい実施例においては、算出された評
価値を順次表示し、表示された評価値を参照しながら操
作者が撮像装置と対象物との相対位置を調整することが
できる。また、撮像装置または対象物をロボットのアー
ム等の移動装置に取付けて、評価値が望ましい値となる
ように、たとえば予め示したしきい値より大きい値もし
くは小さい値となるように、または極大値もしくは極小
値となるように、コンピュータ・プログラムの処理によ
って移動装置を制御することにより、撮像装置と対象物
との相対位置を調整するようにしてもよい。

この発明の好ましい実施例においては、評価値が望ま
しい値となったことを操作者が判断し、操作者が指示を
与えることにより、登録領域に含まれている画像データ
を検査基準として記憶することができる。操作者は、評
価値が望ましい値となったことを判断する際に、必ずし
も予め定めたしきい値との比較に基づいて判断しなくて
も、その状況において比較的大きなまたは小さな評価値
が得られるときに指示を与えてもよい。操作者は、評価
値の大きさだけでなく対象物上のどの部分に対応する画
像を登録しようとしているのかについても考慮して指示
を与えるようにしてもよい。操作者が判断するのではな
く、コンピュータ・プログラム処理によって、評価値が
望ましい値となったときに、たとえば予め定めたしきい
値よりも大きい値もしくは小さい値となったときに、ま
たは極大値もしくは極小値となったときに、指示を与え
てもよい。

図面の簡単な説明 図１はこの発明の一実施例に係る検査装置の外観を示
す斜視図である。

図２は検査装置の構成を示すブロック図である。

図３はレンズと照明用光源との配意状態を示す正面図
である。

図４はスリット板の構成を示す正面図である。

図５はティーチングモードにおける処理手順を示すフ
ローチャートである。

図６は検査における処理手順を示すフローチャートで
ある。

発明の実施するための最良の形態 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。図
１を参照して、この発明の一実施例に係る検査装置は、
上面に文字などのパターンの描かれた対象物４を撮像し
て、そのパターンの描画状態の良否をチェックする。検
査装置は撮像装置としての撮像部（CCDカメラ）１と、
撮像部１により生成された画像を処理するためのコント
ロール部２とを画像用ケーブル３により接続して構成さ
れる。

検査対象の各対象物４は、ベルトコンベアのようなラ
イン（図示せず）を次々に搬送される。撮像部１は、手
で把持できる大きさのもので、後記するように、ティー
チング時に操作者（以下オペレータという）により撮像
位置が特定された後、検査時には図示しない支持部材に
より上記特定された撮像位置に支持されて、各対象物４
を順次撮像し、その静止画像を生成する。コントロール
部２は、検査ラインの近傍位置に配置されており、撮像
部１からの画像を順次取込んで各対象物４の良否を判定
し、その判定結果を出力する。

この検査装置は、コスト削減や装置の設置スペースの
縮小などの目的から、モニタを具備しない構成となって
おり、検査に先立ち、撮像部１より投影される投影映像
（詳細は後記する）を用いて、撮像部１の位置決めや、
モデル画像（検査基準として登録される画像データ）の
登録処理が行なわれる。またコントロール部２の筐体の
上面には、登録処理や検査時の設定に必要な各種スイッ
チのほか、モデル画像の登録処理時に押下されるティー
チボタンスイッチ（登録指示器）30、８個の発光表示器
27a〜27hを縦方向に配置したレベル表示部（表示器）27
（詳細は後記する）などが配備される。

図２は検査装置の内部構成を示す図である。

撮像部１の筐体内部には、対象物４に対向する前面開
口にレンズ５が配備され、さらにこのレンズ５の光軸L1
上に、ハーフミラー６、およびCCDのような２次元固体
撮像素子７（以下単に「撮像素子７」という）が順に配
置される。

図３は撮像部１を図１のIII−III方向から見た矢視図
である。レンズ５は、図３に示すように、筐体前面の開
口窓９の中心位置に対応されて配置されており、さらに
このレンズ５の周囲に沿って、複数個（実施例では16
個）の照明用光源８が配置される。なお開口窓９には、
これら照明用光源８からの出射光を外部に拡散させるた
めの拡散板10が嵌め込まれている。拡散板10の中央付近
の撮像される視野を確保するために必要な領域は光を拡
散しないようになっている。

ハーフミラー６は、光軸L1に対し45度の傾きをもって
配置されており、ハーフミラー６の反射方向側の光軸L2
上には、投影像用のスリット板11と光源12とが順に配置
されている。さらに筐体内には、撮像素子７の電荷蓄積
時間を調整するための撮像コントロール13、照明用の各
光源の点灯動作を制御するための照明ドライバ14、投影
像用の光源の点灯動作を制御するための投影ドライバ15
などが組込まれている。

スリット板11の板面には、図４に示すように、中心部
に所定の大きさの正方形状のスリット孔11Aが穿設さ
れ、さらにその左右が、かぎ括弧状のパターンを形成す
る１対のスリット孔11B、11Cが穿設されてなる。さらに
これら３個のスリット孔11A〜11Cの周囲には、４個の細
帯状のスリット孔11D、11E、11F、11Gが矩形状のパター
ンをもって穿設される。

光源12より出射した光は、各スリット孔11A〜11Gを通
過した後、ハーフミラー６、レンズ５などを介して対象
物４上に投影され、図１に示すように、対象物４上に、
各スリット孔11A〜11Gの形状に応じた投影像40A〜40Gが
生成される。

なお各投影像40A〜40Gのうち、外周の４個の投影像40
D〜40Gは、撮像部１の撮像領域の境界位置を、また中央
の正方形状の投影像40Aは、検査基準としてのモデル画
像を切出して登録するための登録領域（以下これを「モ
デル抽出領域」という）の位置および大きさを、それぞ
れ示す。またかぎ括弧状のパターンを構成する投影像40
B、40Cは、通常よりも広い範囲の画像をモデル画像とし
て登録する必要がある際に用いられるもので、各投影像
40B、40Cにより囲まれる領域により、モデル抽出領域が
表わされる。

この実施例の撮像部１では、スリット板11とハーフミ
ラー６との距離D2が撮像素子７とハーフミラー６との距
離D1に等しくなるように設定されているので、撮像部１
の位置決め時には、対象物上に鮮明な投影像が生成され
るように撮像部１の上下位置を調整することにより、撮
像素子７上に、外周の撮影像40D〜40Gにより囲まれた領
域にかかる鮮明な画像を結像させることが可能となる。

さらにこの実施例では、各照明用光源８として赤色光
用のLEDを、また投影像用の光源12として緑色光用LED
を、それぞれ用いることにより、赤く照明された撮像領
域内に緑色の投影像を生成して、オペレータが投影像を
目視しやすいようにしている。

コントロール部２は、CPU16、ROM17、RAM18からなる
マイクロコンピュータ19と、このマイクロコンピュータ
19にシステムバス29を介して接続されたA/D変換器20、
コントローラ信号発生部21、画像処理部22、モデルメモ
リ（検査基準データメモリ）23、画像メモリ24、操作部
25、出力部26、レベル表示部27などを含む。マイクロコ
ンピュータ19は、評価値算出器、一致度算出器および判
定器として作用する。

A/D変換器20は、撮像部１からのアナログ量の画像信
号をデジタル変換するためのもので、変換処理されたデ
ジタル画像は画像メモリ24へと格納された後、適宜、画
像処理部22により読出される。

コントロール信号発生部21は、撮像部１の撮像コント
ロール13、照明ドライバ14、投影ドライバ15に制御信号
を与えて、撮像素子７による撮像および各光源８、12に
よる発光の一連の動作を制御する。なおこの実施例で
は、コントロール信号発生部21より撮像コントロール13
および照明ドライバ14に同時に制御信号を与えて、撮像
素子７側のシャッター時間と照明用光源８による照明時
間とを同期させることにより、照明光量を調節するとと
もに、画像上に外乱光によるノイズが混入するのを防止
するようにしている。また投影像用の光源12に対して
は、処理対象の画像上に投影像40A〜40Gが写り込まない
ように、撮像部１の電荷蓄積期間からずれたタイミング
で制御信号を与えている。

ただし、各制御信号のタイミングのずれ時間は、数ms
ecの単位であるので、各光源８、12は、見かけ上は同時
に常時点灯しているように認識される。

操作部25は、前述したティーチボタンスイッチ30のほ
か、装置をティーチングモード、検査モードのいずれか
に切替えるためのモード切替スイッチ31、ティーチング
モード時にモデル画像の切出し領域の大きさを切替える
ための領域切替スイッチ32（ともに図１に示す）などを
含む。レベル表示部27の各表示器27a〜27hには、それぞ
れ「１」〜「８」のレベル番号が付与されており、最下
位の表示器から順次上に、所定数分の表示器を点灯させ
ることにより、ティーチングモード時には取込まれた画
像のモデル画像としての適正度が、検査時には入力画像
のモデル画像に対する一致度は、それぞれグラフ式に表
示される。

なお出力部26は、外部に検査結果を出力するためのイ
ンタフェースに相当するもので、図示しない出力ケーブ
ルなどに接続される。

上記構成の検査装置では、検査に先立つティーチング
モード時に、検査位置に対象物４の良品モデルが搬送さ
れて所定位置に位置決めされた後、オペレータが撮像部
１を手で持ってモデルの上方で移動させ、モデル画像を
生成するのに適切な撮像位置をサーチするようにしてい
る。この場合、撮像部１の動きに応じて、各投影像40A
〜40Gの投影位置も移動するので、オペレータは、各投
影像により、現時点での撮像領域やモデル抽出領域の位
置を認識することができる。

この状態下で、撮像部１が動作し、生成された画像デ
ータが画像メモリ24に取り込まれると、画像処理部22
は、その画像上の予め定められた位置にモデル抽出領域
を設定し、その領域内の画像のモデル画像としての適正
度を表わす評価値として、モデル抽出領域内の濃度分散
値を算出する。CPU16は、この評価値を取込んで所定の
基準によりレベルづけし、その結果をレベル表示部27へ
出力する。

いまモデル抽出領域内において、領域内の全画素数
Ｎ、所定の濃度ｉ（ｉ＝０〜255）を有する画素数Ｐ
（ｉ）、領域内の濃度平均値をμとおくと、濃度偏差値
Ｖは、次の（１）式により算出される。

なお濃度平均値μは、（２）式により算出されるもの
である。

背景技術の欄で述べたように、マッチング処理により
高精度の認識結果を得るには、できるだけ濃度にばらつ
きのあるモデル画像を登録するのが望ましい。

上記構成によれば、オペレータは、投影像40Aまたは
投影像40B、40Cよりモデル抽出領域の設定位置を、また
レベル表示部27によるレベル表示によりその設定位置で
抽出された画像のモデル画像としての適正度を、それぞ
れ認識することが可能となる。よって投影像40A、40B、
40Cが認識対象のパターン上に投影され、かつレベル表
示部27に「７」、「８」などの高いレベル表示がなされ
るような位置でオペレータが撮像部１を位置決めして、
ティーチボタンスイッチ30を押下すれば、モデル画像と
して適切な画像が選択され、モデルメモリ23内に登録さ
れることになる。

なおモデル画像の登録処理時に、撮像部１のシャッタ
時間、照明時間、照明光の光量などを変更して複数とお
りの撮像条件を順次設定しつつ撮像を行ない、撮影条件
が一巡する間に得られた画像のうち、評価値が最大値を
とる画像からモデル画像を抽出するようにすれば、より
理想的な画質を持つモデル画像を登録することができ
る。さらにこの理想的なモデル画像を得たときの撮像条
件も登録しておき、検査時に、同様の撮像条件により検
査対象物を撮像した画像を処理するようにすれば、対象
物に対する判定精度を一層向上させることができる。

図５はコントロール部２におけるティーチング時の処
理手順（ST1〜７）を、図６は検査時における処理手順
（TS11〜15）を、それぞれ示す。なおこれらのアルゴリ
ズムは、モード切替スイッチ31の設定によりスタートす
るもので、図１に示すように、モード切替スイッチ31が
「TEACH」側に設定された場合は図５の処理が実施され
る。この後、撮像部１がティーチング時に特定された撮
像位置に固定配置され、モード切替スイッチ31が「RU
N」側に切替えられると、図６の処理が開始される。

なお図６のアルゴリズムは、検査の対象物４がティー
チング時のモデルと同じ位置に、同様の姿勢で搬送され
ることを前提とするものであって、検査時の対象物４が
ティーチング時のモデルと異なる状態で搬送される場合
には、図６の処理に先立ち、対象物４の位置、姿勢を補
正するための処理が必要となる。

ティーチングモードの実施に先立ち、オペレータは、
モード切替スイッチ31を「TEACH」側に設定するととも
に、領域切替スイッチ32を、登録したいモデル画像の大
きさに応じて「NORMAL」、「WIDE」のいずれかに設定す
る。これによりCPU16は、ティーチングモードの開始と
同時に画像処理部22にモデル抽出領域を設定するための
位置データ（以下、モデル抽出領域の設定データとい
う）をセットする（ST1）。この場合、スイッチ32が「N
ORMAL」に設定されている場合は中央の投影像40Aに対応
する画像領域が、スイッチ32が「WIDE」に設定されてい
る場合には投影像40B、40Cにより囲まれる領域に対応す
る画像領域が、それぞれモデル抽出領域となる。

なお、このモデル抽出領域の設定データとは、たとえ
ば領域の左上および右下の頂点に対応する座標データで
ある。

この後、コントロール信号発生部21により撮像部１側
に制御信号が出力され、所定のタイミングでモデルの撮
像が行なわれる。この画像データは、A/D変換器20でデ
ジタル変換された後、画像メモリ24へ格納される（ST
2）。

次に画像処理部22は、この画像上に上記設定データに
基づきモデル抽出領域を設定し、その領域内の画像デー
タに対し、上記式（１）に基づいて濃度偏差値Ｖを算出
する（ST3）。CPU16は、算出された濃度偏差値Ｖを７段
階のしきい値と比較して、上記算出値に「１」〜「８」
のいずれかのレベル値を付与する（ST4）。

なおこの濃度偏差値Ｖのレベル付けするためのしきい
値は、予めROM17などに記憶されたものを基準とする
が、図示しない設定スイッチにより、適宜変更すること
も可能である。

次のST5では、CPU16は、レベル表示部27に対して最下
位の表示器27aより濃度偏差値Ｖに付与されたレベル値
に応じた表示器までを点灯させる（8ST5）。このレベル
表示により、オペレータは、現時点のモデル抽出領域に
おける画像が、モデル画像としてどのぐらいの適正度を
有するかを一目で判断することができる。

一方、コントロール信号発生部21は、これら一連の処
理の間に、撮像部１に投影用の光源12に対する制御信号
を与えて、モデル上に各投影像40A〜40Gを投影させてい
る。オペレータは、この現時点でのモデル抽出領域を表
わす投影像40A（または40B,40C）により画像データの抽
出領域となる部位を確認するとともに、レベル表示部27
のレベル表示により、現時点で抽出される画像データの
モデル画像としての適正度を確認する。そして投影像が
登録対象のパターン上に鮮明に投影され、かつレベル表
示部27により高いレベル値が表示されるまで、オペレー
タは撮像部１の上下、左右の設定値を調整する。コント
ロール部２では、オペレータの設定に応じて新たな画像
が入力される都度、ST2〜５の処理が実施される。

こうして所定値以上のレベルの画像が得られたとき、
オペレータがそのときの撮像位置における画像を適正と
判断し、ティーチボタンスイッチ30を押下する。する
と、ST6で「YES」と判定されてプログラムはST7へと進
み、その時点で得られた画像上のモデル抽出領域の画像
データが切出され、モデル画像としてモデルメモリ23内
に登録される。

次に検査モードについて説明する。検査モードにおい
ては、最初の対象物４が搬送されると、所定のタイミン
グで撮像がなされ、処理対象のデジタル画像が画像メモ
リ24へと格納される（ST11）。

画像処理部22は、この入力画像に対し、モデルメモリ
23へ登録されたモデル画像を読出して走査し、各走査位
置ごとに、正規化相関演算などによりモデル画像に対す
る類似度を算出していく。そして最終的に各類似度の中
の最大値Ｒを抽出し、この最大値Ｒを対象物の良品モデ
ルに対する一致度として特定する（ST12）。CPU16は、
この一致度Ｒに対し、ティーチング時の濃度偏差値Ｖと
同様、「１」〜「８」のいずれかのレベル値を付与し、
レベル表示部27を用いてそのレベル値をグラフ式に表示
する（ST13,14）。これによりオペレータは、検査対象
物についての良否の程度を詳細に、かつ瞬時に認識する
ことができる。

この後、次の対象物４があれば、それが搬送されるこ
とによりST15で「YES」と判定され、上記したST11〜14
の手順による検査が実施される。以下同様に、各対象物
４が順次搬送されて検査が実施されるもので、すべての
対象物４に対する検査が完了した時点でST15で「NO」と
判定され、検査が終了する。

上記の処理によれば、ティーチングモード時に、投影
像40A（または40B,40C）およびレベル表示部27によるレ
ベル表示を参照して、適正なモデル画像を登録しさえす
れば、検査において、非常に信頼度の高い判定結果を得
ることが可能になる。また前記投影像および評価値の表
示により、モニタを用いずにモデル抽出領域を設定でき
るので、構成を簡易化でき、装置の導入コストや設置ス
ペースを大幅に削減することが可能になる。

さらに評価値や一致度が「１」〜「８」の数値をもっ
てレベル表示されるので、オペレータは、モデル抽出領
域の画像データの適否や、対象物の良好度を瞬時に判断
することができ、迅速な処理を実施できる。

なお上記実施例の検査装置は、ティーチングモード時
に、対象物４に対し撮像部１を移動させるようにしてい
るが、これに限らず、撮像部１の位置を固定して対象物
４の位置を移動させるようにしてもよい。また撮像部
１、対象物４をそれぞれ移動させて両者の相対的な位置
関係を調節するようにしてもよい。また、この実施例で
はオペレータが撮像部１を手で持って移動させている
が、撮像部１に調整機構を取付けて、メカ的に位置を調
整するようにしてもよい。

また、上記実施例においては、コントロール部２の筐
体の上面にレベル表示部27を設けたが、これに限らず、
撮像部１の筐体の上にレベル表示部27を設けてもよい。

また上記実施例では、モデル画像とのマッチング処理
により所定のパターンを具備する対象物を認識すること
を前提にして説明したが、パターンのない無地の対象物
など、検査対象物の画像とモデル画像との間で平均濃度
値を比較するような場合は、上記実施例とは異なる方法
がとられる。

すなわちこのような検査では、濃度分布が一様となる
画像をモデル画像として登録する必要があるので、モデ
ル抽出領域内の濃度偏差値が最小値をとるような撮像位
置がサーチされ、撮像位置が特定された時点での画像よ
りモデル画像が抽出されて、登録されることになる。

産業上の利用可能性 以上のように、この発明に係る画像処理装置は、認識
処理に適したモデル画像を評価値を参照しながら登録す
ることができるため、適切なモデル画像の登録をモニタ
を用いずに簡単かつ低コストで実施することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−128536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−46583（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−327324（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−357444（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 280 - 340 G06T 7/60 G01N 21/956

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象物を撮像することにより、複数の画素
   を含み、各画素がレベル・データを有する画像データを
   生成する撮像装置と、 前記撮像装置によって生成される画像データが表わす撮
   像領域の全部または一部として規定される登録領域に含
   まれている画像データについて、これを検査基準として
   使用することについての適正度を表わす評価値を算出す
   る評価値算出器と、 少なくとも撮像装置または評価値算出器を収める筐体
   と、 前記筐体に設けられ、前記撮像装置が対象物を繰返し撮
   像する場合に算出される一連の前記評価値を順次表示す
   る表示器と、 前記登録領域に含まれている画像データを検査基準とし
   て登録すべき旨の操作者による指示を入力する登録指示
   器とを備える、画像処理装置。
2. 【請求項２】前記評価値は、前記登録領域に含まれてい
   る画素が有するレベル・データのばらつきの大きさであ
   る、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】前記表示器は、前記評価値をグラフ式に表
   示する、請求項１に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】前記撮像装置は、対象物に前記登録領域の
   範囲または前記撮像領域の範囲を示す像を投影する投影
   器をさらに備える、請求項１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】前記登録指示器に指示が入力されたときの
   前記登録領域に含まれている画像データを検査基準とし
   て記憶する検査基準データメモリと、 前記撮像装置から生成される画像データと記憶された前
   記基準データとの一致度を算出する一致度算出器と、 前記一致度と予め定めたしきい値との比較に基づく判定
   結果を出力する判定器とをさらに備える、請求項１に記
   載の画像処理装置。
6. 【請求項６】前記表示器は、検査基準となる画像データ
   を登録するときには前記評価値を表示し、前記一致度を
   算出するときには一致度を表示する、請求項５に記載の
   画像処理装置。
7. 【請求項７】対象物を撮像することにより、複数の画素
   を含み、各画素がレベル・データを有する画像データを
   生成する撮像装置によって対象物を繰返し撮像して一連
   の画像データを得、 前記撮像装置によって生成される画像データが表わす撮
   像領域の全部または一部として規定される登録領域に含
   まれている画像データについて、これを検査基準として
   使用することについての適正度を表わす評価値を撮像の
   繰返しに応じて順次算出し、 前記評価値を参照しながら前記撮像装置と対象物との相
   対位置を調整し、 前記評価値が望ましい値となったときに前記登録領域に
   含まれている画像データを検査基準として記憶する検査
   基準画像の登録方法。
8. 【請求項８】対象物を撮像することにより、複数の画素
   を含み、各画素がレベル・データを有する画像データを
   生成する撮像装置によって対象物を繰返し撮像して一連
   の画像データを得、 前記撮像装置によって生成される画像データが表わす撮
   像領域の全部または一部として規定される登録領域に含
   まれている画像データについて、これを検査基準として
   使用することについての適正度を表わす評価値を撮像の
   繰返しに応じて順次算出し、 算出された評価値を順次表示し、 表示された前記評価値を参照しながら操作者が前記撮像
   装置と対象物の相対位置を調整し、 操作者が指示を与えることにより、前記登録領域に含ま
   れている画像データを検査基準として記憶する検査基準
   画像の登録方法。