JP3493979B2 - 被検査面の欠陥検査方法およびその装置 - Google Patents
被検査面の欠陥検査方法およびその装置Info
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Description
生産過程において塗装面の状態を光学的に検査する被検
査面の欠陥検査方法およびその装置に関するものであ
る。
検査する表面欠陥検査装置としては、種々の方式のもの
が発明されているが、これらの発明の中でも、たとえば
特開平2−73139号や特開平5−45142号など
に開示されているものは、被検査面である塗装面上に所
定のストライプ若しくは所定の明暗変化が繰り返される
明暗光を照射し、塗装面状に凹凸があった場合に、この
凹凸による明度(輝度)差や明度変化を持った受光画像
を微分することにより、被検査面の表面の欠陥を検出す
るものである。
うな従来の表面欠陥検査装置にあっては、受光画像を1
画面ずつ静止画像として処理し欠陥を検出するものであ
るために、受光画像中にノイズが含まれているような場
合に、このノイズを欠陥として誤検出してしまうという
不具合がある。
は、受光画像の取り込みタイミングの影響などによっ
て、この欠陥が受光画像に映らずに検出漏れが発生する
などの不具合がある。
界)近くになければ受光画像に映し出されないような角
度の浅い欠陥は検出され難いという問題もある。
程度のものであるかは、作業者の判断によらなければな
らず、手直しの程度も作業者の判断によらなければなら
ないので、手直し作業の標準化が困難であるという問題
もある。
するためになされたものであり、時系列的に撮像された
複数枚の画像を処理し、それぞれの画像から抽出された
欠陥候補点の移動状態に基づいて欠陥を検出することが
でき、さらに、この欠陥をランク付けし、欠陥の原因を
も予測することができる被検査面の欠陥検査方法および
その装置の提供を目的とする。
の本発明の第1の構成は、予め設定された照射領域から
明暗パターンを被検査面に照射し、当該被検査面あるい
は撮像手段の少なくともいずれか一方を、当該被検査面
に照射された明暗パターンを含む前記被検査面の撮像部
位が時間の経過と共に移動するように移動させ、任意の
時刻ごとに当該撮像手段からの明暗パターンカラー画像
を入力し、この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚
の当該明暗パターンカラー画像のそれぞれについて欠陥
候補点を抽出し、この抽出された欠陥候補点が存在すべ
き位置に撮像されている明暗パターンカラー画像が当該
複数枚の明暗パターンカラー画像の内の一定数以上を占
める場合には、この欠陥候補点を前記被検査面上に存在
する欠陥であると決定し、当該決定された欠陥の面積、
縦横比、色、背景色を算出し、これらに基づいて欠陥の
種類を類推し、欠陥のランク付けをすることを特徴とす
る。
ら明暗パターンを被検査面に照射し、当該被検査面ある
いは撮像手段の少なくともいずれか一方を、当該被検査
面に照射された明暗パターンを含む前記被検査面の撮像
部位が時間の経過と共に移動するように移動させ、任意
の時刻ごとに当該撮像手段からの明暗パターンカラー画
像を入力し、この入力した撮像時刻の互いに異なる複数
枚の当該明暗パターンカラー画像のそれぞれについて欠
陥候補点を抽出し、この抽出された欠陥候補点が存在す
べき位置に撮像されている明暗パターンカラー画像が当
該複数枚の明暗パターンカラー画像の内の一定数以上を
占める場合には、この欠陥候補点を前記被検査面上に存
在する欠陥であると決定し、当該決定された欠陥の面
積、縦横比、色を算出し、これらに基づいて欠陥の種類
を類推し、欠陥のランク付けをし、決定された欠陥の面
積、縦横比、色を、撮像時刻の互いに異なる複数枚の当
該明暗パターンカラー画像における欠陥候補点のこれら
の平均値から算出することを特徴とする。
ら明暗パターンを被検査面に照射し、当該被検査面ある
いは撮像手段の少なくともいずれか一方を、当該被検査
面に照射された明暗パターンを含む前記被検査面の撮像
部位が時間の経過と共に移動するように移動させ、任意
の時間ごとに当該撮像手段からの明暗パターン画像を入
力し、この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚の当
該明暗パターンカラー画像のそれぞれについて明パター
ン領域のみに存在する欠陥候補点を抽出し、この抽出さ
れた欠陥候補点が存在すべき位置に撮像されている明暗
パターンカラー画像が当該複数枚の明暗パターンカラー
画像の内の一定数以上を占める場合には、この欠陥候補
点を前記被検査面上に存在する欠陥であると決定し、当
該決定された欠陥の面積、縦横比、色、背景色を算出
し、これらに基づいて欠陥の種類を類推し、欠陥のラン
ク付けをすることを特徴とする。
ら明暗パターンを被検査面に照射し、当該被検査面ある
いは撮像手段の少なくともいずれか一方を、当該被検査
面に照射された明暗パターンを含む前記被検査面の撮像
部位が時間の経過と共に移動するように移動させ、任意
の時間ごとに当該撮像手段からの明暗パターン画像を入
力し、この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚の当
該明暗パターンカラー画像のそれぞれについて明パター
ン領域のみに存在する欠陥候補点を抽出し、この抽出さ
れた欠陥候補点が存在すべき位置に撮像されている明暗
パターンカラー画像が当該複数枚の明暗パターンカラー
画像の内の一定数以上を占める場合には、この欠陥候補
点を前記被検査面上に存在する欠陥であると決定し、当
該決定された欠陥の面積、縦横比、色を算出し、これら
に基づいて欠陥の種類を類推し、欠陥のランク付けを
し、決定された欠陥の面積、縦横比、色を、撮像時刻の
互いに異なる複数枚の当該明暗パターンカラー画像にお
ける欠陥候補点のこれらの平均値から算出することを特
徴とする。
を映し出す明暗パターン照射手段と、当該被検査面を撮
像する撮像手段と、当該明暗パターン照射手段および撮
像手段と前記被検査面との関係が撮像されたカラー受光
画像中において前記被検査面が移動して映し出されるよ
うな関係であって、前記撮像手段より得られるカラー受
光画像を強調する画像強調手段と、前記撮像手段により
得られたカラー受光画像により前記明暗模様を認識する
明暗模様認識手段と、前記画像強調手段によるカラー受
光画像の強調および当該明暗模様認識手段による明暗模
様の認識結果より欠陥の候補となる領域を検出する欠陥
候補検出手段と、前記画像強調手段によるカラー受光画
像の強調、明暗模様認識手段による明暗模様の認識およ
び当該欠陥候補検出手段による欠陥の候補となる領域の
検出処理を時間的に異なる複数のカラー受光画像に対し
て連続して行うことにより、当該複数の画像における欠
陥候補の対応点探索処理を行い、この結果に基づいて欠
陥を検出する欠陥検出手段と、当該欠陥検出手段により
検出された欠陥の面積、縦横比、色、背景色から当該欠
陥のランク付けをする欠陥ランク付け手段とを有するこ
とを特徴とする。
を映し出す明暗パターン照射手段と、当該被検査面を撮
像する撮像手段と、当該明暗パターン照射手段および撮
像手段と前記被検査面との関係が撮像されたカラー受光
画像中において前記被検査面が移動して映し出されるよ
うな関係であって、前記撮像手段より得られるカラー受
光画像を強調する画像強調手段と、前記撮像手段により
得られたカラー受光画像により前記明暗模様を認識する
明暗模様認識手段と、前記画像強調手段によるカラー受
光画像の強調および当該明暗模様認識手段による明暗模
様の認識結果より欠陥の候補となる領域を検出する欠陥
候補検出手段と、前記画像強調手段によるカラー受光画
像の強調、明暗模様認識手段による明暗模様の認識およ
び当該欠陥候補検出手段による欠陥の候補となる領域の
検出処理を時間的に異なる複数のカラー受光画像に対し
て連続して行うことにより、当該複数の画像における欠
陥候補の対応点探索処理を行い、この結果に基づいて欠
陥を検出する欠陥検出手段と、当該欠陥検出手段により
検出された欠陥の面積、縦横比、色から当該欠陥のラン
ク付けをする欠陥ランク付け手段とを有し、前記欠陥ラ
ンク付け手段は、欠陥の面積の大きさ、縦横比の大き
さ、色から欠陥のランクを付けるためのデータを記憶し
た記憶手段を有し、検出された欠陥の面積、縦横比、色
を、撮像時刻の互いに異なる複数枚のカラー受光画像の
欠陥候補のこれらの平均値から算出し、これを当該記憶
手段に記憶されているデータと照合して欠陥のランク付
けをすることを特徴とする。
て、前記欠陥検出手段は、撮像手段により得られる時間
的に異なる複数の画像を用いて、画像中の移動物体の移
動量および移動方向を抽出し、さらにその移動体の輝度
値の時間的な変化に基づいて欠陥を検出するものである
ことを特徴とする。
た照射領域から明暗パターンを照射する明暗パターン照
射手段と、当該被検査面に照射された明暗パターンを撮
像する撮像手段と、前記前記撮像手段による当該被検査
面に照射された明暗パターンを含む前記被検査面の撮像
部位が時間の経過と共に移動するように当該被検査面あ
るいは当該撮像手段の少なくともいずれか一方を移動さ
せる移動手段と、当該移動手段によって前記被検査面の
撮像部位を移動させながら任意の時刻ごとに前記撮像手
段により時系列的に撮像した複数の明暗パターンカラー
画像のそれぞれを記憶する画像記憶手段と、当該画像記
憶手段に記憶されている明暗パターンカラー画像のそれ
ぞれについて、明パターンの領域に存在する欠陥候補点
を抽出する欠陥候補点抽出手段と、時系列的に撮像され
た複数の明暗パターンカラー画像から当該欠陥候補点検
出手段によって抽出された各画像間における欠陥候補点
の移動量が前記移動手段による撮像部位の移動量に比例
しているか否かを判断する判断手段と、当該判断手段に
よって当該欠陥候補点の移動量が前記撮像部位の移動量
に比例して移動していると判断された場合には、当該欠
陥候補点は前記被検査面上に存在する欠陥点であると決
定する欠陥点決定手段と、当該判断手段によって決定さ
れた欠陥点の面積、縦横比、色、背景色を前記画像記憶
手段に記憶されている当該欠陥点に対応する複数の欠陥
候補点の明暗パターンカラー画像における当該欠陥候補
点のこれらの平均値から当該欠陥点をランク付けする欠
陥ランク付け手段とを有することを特徴とする。 第9の
構成は、被検査面上に予め設定された照射領域から明暗
パターンを照射する明暗パターン照射手段と、当該被検
査面に照射された明暗パターンを撮像する撮像手段と、
前記前記撮像手段による当該被検査面に照射された明暗
パターンを含む前記被検査面の撮像部位が時間の経過と
共に移動するように当該被検査面あるいは当該撮像手段
の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段と、当
該移動手段によって前記被検査面の撮像部位を移動させ
ながら任意の時刻ごとに前記撮像手段により時系列的に
撮像した複数の明暗パターンカラー画像のそれぞれを記
憶する画像記憶手段と、当該画像記憶手段に記憶されて
いる明暗パターンカラー画像のそれぞれについて、明パ
ターンの領域に存在する欠陥候補点を抽出す る欠陥候補
点抽出手段と、時系列的に撮像された複数の明暗パター
ンカラー画像から当該欠陥候補点検出手段によって抽出
された各画像間における欠陥候補点の移動量が前記移動
手段による撮像部位の移動量に比例しているか否かを判
断する判断手段と、当該判断手段によって当該欠陥候補
点の移動量が前記撮像部位の移動量に比例して移動して
いると判断された場合には、当該欠陥候補点は前記被検
査面上に存在する欠陥点であると決定する欠陥点決定手
段と、当該判断手段によって決定された欠陥点の面積、
縦横比、色を前記画像記憶手段に記憶されている当該欠
陥点に対応する複数の欠陥候補点の明暗パターンカラー
画像における当該欠陥候補点のこれらの平均値から当該
欠陥点をランク付けする欠陥ランク付け手段とを有し、
前記欠陥ランク付け手段は、欠陥の面積の大きさ、縦横
比の大きさ、色から欠陥のランクを付けるためのデータ
を記憶した記憶手段を有し、検出された欠陥の面積、縦
横比、色を、撮像時刻の互いに異なる複数枚のカラー受
光画像の欠陥候補のこれらの平均値から算出し、これを
当該記憶手段に記憶されているデータと照合して欠陥の
ランク付けをすることを特徴とする。
れぞれの請求毎の構成によって次のような効果が得られ
る。請求項1のように構成される発明にあっては、撮像
時刻の異なる複数枚の明暗パターンカラー画像のうち、
抽出された欠陥候補点が存在すべき位置に撮像されてい
る明暗パターンカラー画像が一定数以上を占める場合に
は、この欠陥候補点を前記被検査面上に存在する欠陥で
あると決定し、その欠陥の面積や縦横比から欠陥の程度
を判断し、さらに、その判断には欠陥の色、背景色をも
加味しているので、ノイズによる誤検出を確実に回避す
ることができ、被検査面に存在する欠陥を高精度に検出
することができるようになり、さらに、欠陥の程度や欠
陥の原因が容易に判断できるようになる。また、請求項
3のように構成される発明にあっては、白ストライプ内
に映った欠陥を検出し、その欠陥の面積や縦横比から欠
陥の程度を判断し、さらに、その判断には欠陥の色、背
景色をも加味しているので、欠陥検出等の検出に不必要
な領域に対してのデータ処理を行う必要がなくなること
から、さらに欠陥検出等の高速化を図ることができるよ
うになる。
は、撮像時刻の異なる複数枚の明暗パターンカラー画像
のうち、抽出された欠陥候補点が存在すべき位置に撮像
されている明暗パターンカラー画像が一定数以上を占め
る場合には、この欠陥候補点を前記被検査面上に存在す
る欠陥であると決定し、その欠陥の面積や縦横比から欠
陥の程度を判断し、さらに、その判断には欠陥の色をも
加味しているので、ノイズによる誤検出を確実に回避す
ることができ、被検査面に存在する欠陥を高精度に検出
することができるようになり、さらに、欠陥の程度や欠
陥の原因が容易に判断できるようになる。 また、請求項
4のように構成された発明にあっては、白ストライプ内
に映った欠陥を検出し、その欠陥の面積や縦横比から欠
陥の程度を判断し、さらに、その判断には欠陥の色をも
加味しているので、欠陥検出等の検出に不必要な領域に
対してのデータ処理を行う必要がなくなることから、さ
らに欠陥検出等の高速化を図ることができるようにな
る。
明にあっては、時系列的に撮像された複数枚の明暗パタ
ーンカラー画像に基づいて欠陥の検出を行い、その欠陥
の面積や縦横比から欠陥の程度を判断し、さらに、その
判断には欠陥の色、背景色をも加味しているので、ノイ
ズによる誤検出を確実に回避することができ、被検査面
に存在する欠陥を高精度に検出することができるように
なり、さらに、欠陥の程度や欠陥の原因が容易に判断で
きるようになる。また 、 請求項6または請求項9のよう
に構成された本発明にあっては、時系列的に撮像された
複数枚の明暗パターンカラー画像に基づいて欠陥の検出
を行い、その欠陥の面積や縦横比から欠陥の程度を判断
し、さらに、その判断には欠陥の色をも加味しているの
で、ノイズによる誤検出を確実に回避することができ、
被検査面に存在する欠陥を高精度に検出することができ
るようになり、さらに、欠陥の程度や欠陥の原因が容易
に判断できるようになる。
に基づいて説明する。図1は、本発明にかかる被検査面
の欠陥検査方法を実施する欠陥検査装置の概略構成を示
すブロック図である。図中、被検査面1は、たとえば塗
装ブースからコンベアによって搬送されてくる車体の塗
装面に相当する。この塗装面の性状は、塗料の濃度や塗
布量などの要因によって微妙に異なっているが、図1に
示す装置では、これを定量化して測定できるようにして
いる。
パターン(明暗模様)が照射されるが、この明暗パター
ンは、明暗パターン照射手段としての照明装置2に設け
られているストライプ格子3によって形成される。な
お、この照明装置2とストライプ格子3とによって後述
するストライプパターン照射装置(図2参照)が構成さ
れる。
れている領域,すなわち撮像部位Aは、撮像手段として
のCCDカラーカメラ5によって映し出される。なお、
このCCDカラーカメラ5は、カラー画像を撮像できる
ものであって、たとえば1/30秒程度の一定間隔毎に
この撮像部位Aのストライプ画像をカメラコントロール
ユニット7を介して画像処理装置9に送るようになって
いる。画像処理装置9にはこの一定時間ごとに撮像され
たストライプ画像(明暗パターン画像あるいは受光画像
とも称する)を記憶する記憶手段としての記憶装置が設
けられている。この記憶装置は、当然にカラー画像を記
憶できるものである。すなわち、RGBのそれぞれにつ
いて画像を記憶する機能を有しているものである。
向に移動するようになっている(車両の搬送経路中にC
CDカラーカメラ5を設けている)ので、CCDカラー
カメラ5によって一定時間ごとに撮像されるストライプ
画像は、被検査面1上の撮像部位Aが一定間隔毎にずれ
た画像となる。CCDカラーカメラ5によって撮像され
た1静止画像を画像処理装置9によって処理し、これを
カラーモニタ10に映し出すと、図示したような画像と
なり、塗装面1上に存在する凸状の欠陥Bが検出され
る。この欠陥Bの色も当然に判別することができるの
で、この欠陥がどのような原因で生じたのかをある程度
判断することができることになる。
せる態様を示したが、CCDカラーカメラ5を動かして
被塗装面1における撮像部位Aを時間と共に変化させる
ようにしてもよい。被検査面1を移動させる場合には、
図示されていないがベルトコンベアなどの搬送装置が移
動手段となり、CCDカラーカメラ5を移動させる場合
には、これが取り付けられるローダーやロボットなどが
移動手段となる。
2が接続されているが、被塗装面1における欠陥の存在
の最終認識は、このホストコンピュータ12によって行
われる。つまり、前述のコンベアによって搬送される被
検査面1の移動量を認識するパルスジェネレータ14か
らのパルス数(移動量に対応する)と、画像処理装置9
によって検出された時系列的に並べられた複数枚の画像
から得られた欠陥候補点とから、静止画像において検出
された欠陥候補点の移動量が、実際の被塗装面1の移
動,換言すれば、撮像部位Aの移動量に比例しているか
どうかが演算され、比例して移動していれば、この検出
された欠陥候補点は被検査面に存在する欠陥Bに間違い
がないものと決定されることになる。
色であるのか、どのような面積であるのか、どのような
大きさ(縦横比)であるのかによって、この欠陥の総合
ランク付けをする。つまり、欠陥の程度がどの程度であ
るのかを作業者が即座に判断できるようになっている。
このランク付けをするにあたっては、予め欠陥の種類ご
とに、色、大きさ(面積)、形状(縦横比)の特徴に分
けてデータベース化しておく必要がある。したがって、
ホストコンピュータ12内の記憶装置には、このデータ
ベースが記憶してある。
に照射するためのストライプパターン照射装置の構成を
示す図である。照明装置2には、直管型の蛍光ランプ2
aが図示するように複数本配置され、この蛍光ランプ2
aの前面側には蛍光ランプ2aの光を散乱拡散させる拡
散板2bが取り付けられている。この拡散板2bは蛍光
ランプ2aからの光を散乱させて面光源と同様の光源を
作り出すためのものであり、たとえばすりガラスが用い
られる。この拡散板2bの前面側にはストライプパター
ンを形成させるストライプ板3が取り付けられている。
このストライプ板2cは、透明もしくは拡散板のような
ものに黒色のストライプを所定の間隔で施したものであ
る。
散板2bによって拡散され、この拡散板2bによって面
状とされた光はストライプパターン2cを介して被検査
面1上に照射される。このため、被検査面1上には、ス
トライプパターン2cと同様の明暗パターンが映し出さ
れることになる。
パターンを形成するストライプパターン照射装置を示し
ている。この照射装置は、拡散された光を発生する光源
2dを図示のように配置し、その背面2eを黒で塗装す
る。このような照射装置を用いても、図2に示した照射
装置と同様の明暗パターンを塗装面1に映し出すことが
可能である。
部構成を示すブロック図である。この画像処理装置9に
設けられているバッファアンプ20は、カメラコントロ
ールユニット7からの画像信号を一時的に記憶させてお
く機能を有するものである。また、A/D変換器22
は、このバッファアンプ20に記憶されている画像信号
をデジタルデータに変換する機能を持つものである。し
たがって、CCDカラーカメラ5によって捕らえられた
被塗装面1上に映し出されているストライプ状の明暗画
像は、最終的にはデジタル値に変換される。たとえば、
このデジタル値はRGBの各色について8ビットの輝度
レベルに変換され、一画面を512×512画素の分解
能で取り込む。
は、A/D変換器22から出力された各画素ごとの輝度
値をRGBの各色についてメモリ26に記憶したり、ホ
ストコンピュータ12に出力したりする機能を有してい
るものであり、画像強調手段、明暗模様認識手段、欠陥
候補検出手段、欠陥検出手段、欠陥ランク付け手段、欠
陥候補点抽出手段、判断手段、欠陥点決定手段、欠陥候
補検出手段として機能する。D/A変換器28は、マイ
クロプロセッサユニット24から出力されるディジタル
化された画像信号をアナログ値に戻し、これをカラーモ
ニタ10に出力する機能を有しているものである。
る欠陥候補点の検出を図5を用いて詳細に説明する 。
る被検査面1上の欠陥Bの移動状態を示す図である。
て明暗ストライプが照射されているが、この白ストライ
プ中に凹凸状の図示したような欠陥Bが存在していると
した場合には、この欠陥Bの部分で照射光が乱反射する
ので、この欠陥部分の輝度は他の部分の輝度よりも小さ
くなる。
存在している場合のCCDカラーカメラ5によって撮像
された撮像部位Bの画像の一例である。撮像部位Aに
は、ストライプ状の明暗パターンが照射されているの
で、カラーモニタ10によって映し出される画像は図示
のようなものとなる。このような受光画像は原画像とし
て画像処理装置9に取り込まれることになるが、前述し
たように一画面の分解能は、512×512であるの
で、縦軸および横軸はそれぞれ512画素となる。
x,yをとり、この画像におけるある1ライン分を輝度
レベルで表すと、図5(C)のように輝度値の大小に応
じた波形の信号が得られる。つまり、明部に相当する部
分の輝度値は大きく、逆に暗部に相当する部分の輝度値
は小さくなる。例示の画像中には、その明部に欠陥候補
点が存在するが、この欠陥候補点は明部として検出され
た領域の一部に輝度値の小さな部分として表れる。この
明部の領域に存在する輝度値の小さな領域がある大きさ
以上であるとすれば、これが被検査面に存在する欠陥で
あると判断する。
が撮像領域の移動にしたがって移動しているか」をも判
断して最終的に欠陥であると決定するようにしている。
万が一、図5(B)のように撮像された一枚の静止画像
のみにおいて認識された欠陥候補点がノイズであったよ
うな場合には、以降の時系列的に撮像された画像では撮
像部位の移動と共に移動するような形態では欠陥候補点
の認識はされないと思われるからである。
査方法あるいはその装置の処理順序および処理内容を示
すフローチャートである。まず、欠陥の検出にあたって
は、CCDカラーカメラ5から被検査面の撮像部位Bの
画像を取り込む。この取り込んだ画像は画像処理装置9
のメモリ26内に記憶される(S1)。この記憶された
画像は、欠陥部分を抽出しやすくするために、強調処理
が行われる。この強調処理としては、たとえば面積判定
などの公知の強調処理が用いられる(S2)。画像処理
装置4では、メモリ26内に時系列的に記憶されている
ストライプ画像のすべてについて、上記の強調処理およ
び欠陥候補点の抽出処理が行われる。これらの処理後の
画像は、再度メモリ26の別のアドレスに記憶される。
後の画像を入力し、それぞれの画像から抽出された欠陥
候補点の位置や大きさなどから、各画像において時系列
的にどのように移動しているのかを算出し、この移動量
が、パルスジェネレータ14から得られる撮像部位の移
動に同期していると判断された場合に、初めてその欠陥
候補点が被検査面上に実際に存在する欠陥であると決定
する。そして、欠陥候補点の面積や形状、その形状の縦
横寸法の比、色を入力した各画像のそれぞれについて求
め、これらの平均を求めて、最終的に欠陥の面積、縦横
比、色を特定し、これをランク付けのデータベースに記
憶されているデータと照合して欠陥のランク付けをする
(S3)。以上の処理は、外部から終了指令が発せられ
るまでは継続して行われることになる(S4)。
7乃至図9のフローチャートに基づいて、図10および
図11の図面を参照しながら詳細に説明する。S11 まず、CCDカラーカメラ5は、時刻TNにおけるスト
ライプ画像を入力し、このストライプ画像を画像処理装
置9のメモリ26内にカラー画像として記憶させる。こ
の際には、CCDカラーカメラ5の撮像部位Aの位置を
示すパルスジェネレータ14からのパルス数のカウント
を0にリセットしておく。このリセットは、画像処理装
置9と同期して動作するホストコンピュータ12によっ
て行われる。
すなわち、原画像に対して、欠陥部を抽出しやすくする
ための強調処理を行う。この強調処理によって原画像に
含まれている欠陥と思われる部分のみが取り出されるこ
とになる。
図10に示す2種類を例示している。
って欠陥部を検出するものである。同図に示すような
原画像が撮られた場合に、これを輝度を縦軸としたビデ
オ波形に変換すると右側に示されているような波形とな
るが、この波形を輝度平均値をスレッショルドレベルと
する信号で二値化し(同図)、この二値化された信号
の内所定の幅に入る信号のみを抽出して(同図)これ
を欠陥部とする。
ージングによって欠陥部を検出するものである。同図
に示すような原画像が撮られた場合に、これを輝度を縦
軸としたビデオ波形に変換すると右側に示されているよ
うな波形となるが、この波形に平滑化処理を施すことに
よって滑らかにして(同図)、のビデオ波形から
のビデオ波形を差し引いて絶対値をとる処理を施し(同
図)、この波形を所定のスレッショルドレベルで二値
化し、この二値化された信号(同図)を欠陥部とす
る。
とで原画像から欠陥部の抽出をする。なお、欠陥部の検
出はこれ以外の公知の方法によっても検出することが可
能である。
原画像において検出された欠陥部との比較が行われる。
以上までの処理においては、まだ1枚の原画像の取り込
みしか行われていないために、この比較は実際には行う
ことができないが、2枚以上の原画像を取り込んだ段階
では、直前に撮像された原画像との比較が行われること
になる。
ら出力されるパルスをカウントし、このカウントされた
パルス数に基づいて撮像部位Aの位置を算出し、N枚目
に撮像された原画像とN−1枚目に撮像された原画像の
撮像部位の移動量Dを算出する。S16 ホストコンピュータ12は、S12において原画像から
抽出した欠陥部のすべてについて、N−1枚目の原画像
から抽出された欠陥点との距離を算出し。その距離をd
とする。
の移動距離Dとほぼ等しいかどうかの判断を原画像から
抽出されたすべての欠陥点に対して行う。
動量Dにほぼ等しい移動量を呈しているのであれば、こ
の欠陥点を欠陥候補点として登録する。この登録がされ
ると、この欠陥候補点の面積、形状の縦横比、欠陥点の
色、背景色を検出し、これらも登録する。
前までの画像のすべての欠陥部に対して行われる。たと
えば、N=5と設定されていた場合には、時刻TNにお
いて撮像された原画像から抽出されたすべての欠陥部に
ついて、時刻TN−1,TN−2,TN−3,TN−
4,TN−5においてそれぞれ撮像された原画像から抽
出された欠陥部との照合が行われ、それぞれの欠陥部に
ついて、欠陥候補点とされた欠陥部の移動量がそれぞれ
の時刻に対する撮像部位Aの移動量とほぼ等しいか否か
が判断される。
像から抽出された欠陥点のすべてについてD=dとなる
関係が成立しているかを演算するようにしているが、た
とえば任意の1枚あるいは2枚の画像に対して上記のよ
うな処理を行うことによって欠陥候補点を検出するよう
にすることも可能である。このような処理を行うと、一
見して認識精度が落ちるようにも思えるが、原画像の1
枚のみにおいて、欠陥部として抽出されるべきものが抽
出されなかった場合にも欠陥候補点として挙がることに
なることから、1枚の原画像において何らかの原因で脱
落してしまった欠陥部も処理後には欠陥候補点とされる
ことになる。S23 以上の処理によって、同一の欠陥候補点について登録が
行われた回数をカウントする。S24,S25 このカウント数が、予め設定されたカウント数以上であ
る場合には、その欠陥候補点を被検査面に存在する欠陥
であると決定する。
れる。
たステップ25のサブルーチンフローチャートである。
このステップ25の処理では、欠陥であるとの決定を行
うことの他に、カラーモニタ10に検出された欠陥がど
の程度の欠陥であるかを表示するための処理も行ってい
る。
の縦横比、欠陥候補点の色や背景の色が各カラー画像ご
とに算出されてマイクロプロセッサユニット24の記憶
装置に記憶されているが、マイクロプロセッサユニット
24は、各欠陥候補点の面積からその平均を算出し(S
25a)、その面積のばらつき具合も算出する。欠陥候
補点の面積平均を欠陥の面積として、その面積の大きさ
のランクを記憶されているデータベースのデータに基づ
いて決定する。
欠陥がクレータであるとか、ゴミであるとか、ブツであ
るとかの判断をすることができる。このような判断をす
ることができるのは、欠陥の種類に応じて面積のばらつ
き方に相関があるからである。たとえば、クレータであ
れば.欠陥の表面角度が正常面に近いため、ストライプ
真ん中付近で面積が小さくなりやすくなる。欠陥の面積
のこのようなばらつき方を調べることによって、欠陥が
クレータによるものであるのか、ゴミによるものである
のか、ブツによるものであるのかを判断できることにな
る(S25b)。
は、各欠陥候補点の形状の縦横の寸法の比を算出し、そ
の平均値を求め欠陥の縦横比とする(S25c)。この
ように欠陥の縦横比を求めると、その欠陥が糸ゴミによ
るものであるのか、線キズによるものであるのか、ゴミ
ブツによるものであるのかを容易に判定することができ
るようになる。たとえば、縦横比の大きいものは、糸ゴ
ミ、線キズであると判定される。なお、縦横比のみによ
って欠陥の種類を正確に判断することが困難な場合があ
るので、このような場合には、その欠陥の面積との関係
で欠陥の種類を判断すると良い。例えば、縦横比(大/
小)が2以上で、かつその面積が縦×横の値の1/3以
下ならば、糸ゴミ、線キズと判断する(S25d)。
陥候補点の色、その背景色を認識し、その平均値を求め
て欠陥の色とする。また同時にその色のばらつきも求め
る(S25e)。この色の認識の結果、背景の色と欠陥
の色との相違によって、埋没ゴミであるか、露出ゴミで
あるかの判定をする。この判定は、埋没ゴミの場合には
欠陥の色が背景の色に近く、露出ゴミの場合には、その
材質特有の色が出てくるということを利用したものであ
る。
陥の色により欠陥材料が判定できるが、たとえば、欠陥
の色が黒の場合には、塗装工程においてボイラーのすす
が付着したり、溶接工程のスパッタがとれていないこと
により欠陥が発生したものであると判断することがで
き、灰色や黄色の場合には、アルミ粉、真鍮や銅粉が付
着したものであると判断することができる。このよう
に、付着している物が判ると、欠陥が生じた原因の究明
に役立てることができる。たとえば、ボイラーのすすが
付着していると判断された場合には、ボイラーのすすが
飛んで来ないような対策を立てることによって、欠陥の
発生を減少させることができるようになる(25f)。
欠陥の形状の縦横比、背景の色、欠陥の色はカラーモニ
タ10に写し出される。そして、最後に、これらの演算
の結果を総合して、その欠陥がどの程度のものであるの
かのランク付けをする。このランク付けは、欠陥の面
積、欠陥の形状の縦横比、背景の色、欠陥の色を総合的
に判断することによって行う。この判断は、前述のデー
タベースに記憶されているデータに基づいて行う。たと
えば背景の色が緑、欠陥の色が黒、平均面積が非常に小
さく、縦横比が非常に大きい場合には、目立ちにくい糸
キズであると判断できるから、欠陥の総合ランクは低く
なる(例えば1)。一方、前述の場合であっても、背景
の色が白である場合には、露出欠陥でありしかも目立つ
ので、欠陥の総合ランクは前述の場合よりも高くなる
(例えば3)。
することになるが、ランクに応じてどのような手直しが
要求されるのかを標準化すれば、均一な手直し作業が可
能になる(S25g)。なお、データベースには、適切
なランク付けがされるように、これまでの蓄積の結果得
られたデータや経験などによって、最適な数値を割り当
てるようにする。
理して説明する同図において、時刻t1〜時刻t8の各
画像は、それぞれの時刻にCCDカラーカメラ5によっ
て撮像された画像であり、その右側の画像は、これらの
原画像に対して欠陥強調処理が行われた後の画像であ
る。つまり、各原画像から欠陥部を抽出した画像であ
る。
メラ2によって撮像された場合の処理を説明する。この
時刻の原画像に欠陥強調処理を行うと、欠陥部として、
a,b,c,d,e,fの6つが抽出される。まず、抽
出された欠陥点aについて、t5〜t1までの5枚の画
像(N=5)についてそれぞれ一定距離だけ離れた地点
で検出されているかが判断される。この判断の結果、欠
陥点aと欠陥点bについては一定の距離だけ離れて検出
されているので、この両点は欠陥候補点として登録され
る。そして、この欠陥候補点の面積や、縦横比、欠陥の
色、背景の色が検出される。なお、c〜fまでの欠陥点
は移動が見られないので単なるノイズとして処理され、
欠陥候補点としては登録されない。このような処理は、
t4,t3,t2,t1の4枚の画像についても同様に
して行われる。なお、図示されているように、t3の画
像においては欠陥点aが消えている(抽出されていな
い)。したがって、t6とt3との画像の比較処理にお
いては欠陥部aは欠陥候補点としての登録はされない。
以上の処理において欠陥部aは4回登録されることにな
り、欠陥部bは3回登録されることになる。この処理に
おいて3回以上登録(カウント回数M=3)されたもの
のみを欠陥と決定するようにしてあれば、a,b点の両
点は被検査面に存在する欠陥であると決定されることに
なる。
の中から欠陥を抽出するようにしているので、明暗の境
界に位置する部分が欠陥点として抽出されてしまう恐れ
がある。これが撮像部位の移動と共に移動して抽出され
てしまった場合には、これを欠陥と誤検出してしまうの
で、これを防止するために、境界以外の領域に対して、
あるいは明パターンの領域のみに対して欠陥抽出の処理
を施すようにすれば、より高精度の欠陥検出を実現する
ことができるようになる。
査方法および欠陥検査装置の第2の実施形態について説
明する。本実施形態では、原画像は後述するような3つ
の成分から構成されているという事実に鑑みて、欠陥検
出を行うようにしたものである。
号中)に含まれる成分を説明するための図である。図に
示すように、原画像には、照度むらなどが原因で生じる
シェーディング成分(低周波成分)と、ストライプ板3
により生じるストライプ成分(中間成分)と、欠陥Bに
より生じる輝度変化成分(高周波成分)の3つの成分が
含まれている。
像処理装置9に取り込まれると、以下に説明するような
手順で欠陥検出が行われることになる。この欠陥検出の
処理を図13のフローチャートに基づいて説明する。
してCCDカラーカメラ5からの画像、すなわち図14
に示されているような原画像S0を取り込み、この原画
像S0から欠陥部分(高周波成分)を除去するスムージ
ング処理を行う。このスムージング処理が行われた後の
画像はこの図に示すS1のように平滑化されたものとな
る。
ト24は、原画像S0からスムージング処理後の画像S
1を減算する処理を行う。画像S0から画像S1を減算
することによって原画像S0に含まれている低周波成分
およびストライプ成分が相殺され、同図に示すS2のよ
うに欠陥などによる高周波成分のみが抽出されることに
なる。ここで、減算結果の絶対値をとっているが、この
ように絶対値をとれば、欠陥などの輝度変化のあった部
分が全て正(+)の値で現れるので、後述する2値化の
閾値は1つになる。なお、この画像強調の処理は、微分
などを用いることによっても可能である。
化する。このステップの処理は欠陥候補処理手段として
機能するマイクロプロセッサ24によって行われる。上
記の処理では、単純に原画像に含まれている高周波成分
のみを取り出しているのであるから、ストライプの境界
などの欠陥以外で輝度変化がある箇所も強調され、2値
化処理によってこのような部分の輝度値が閾値を越えて
いる場合には2値化されることになる。この2値化で抽
出された領域が欠陥候補となる。つまり、ストライプの
境界や現実に存在する欠陥が欠陥候補とされるわけであ
る。
積、重心計算といった処理が行われ、この処理に基づい
て最終的にS3のように欠陥のみが抽出されることにな
る。 S36〜S39 これらのステップの処理は、欠陥検出手段として機能す
るマイクロプロセッサ24によって行われるものであ
る。
方向(受光画像におけるX方向)に移動し、CCDカラ
ーカメラ5および照明装置2が固定されている場合に
は、受光画像は、同図のようにしてストライプは静止
し、欠陥Bのみが塗装面1の移動に伴なってX方向に移
動するような画像となる。これを連続して捕らえ、各フ
レーム毎に上述の画像強調処理や欠陥候補を認識する処
理を行い、これを2値化画像として表すと、たとえば前
述した図11と同様の画像となる。
定面1の移動に応じて移動するために、図中を右から左
に移動することになるが、欠陥以外のものは、たとえが
ストライプ境界の輝度変化によるものは、照明装置2お
よびCCDカラーカメラ5が固定されていることからほ
ぼ同じ位置に現れる。また、ランダムに発生し得るノイ
ズなどは不規則に現れることになる。
あるので、これを次のようにして検出する。
像をFtとし、また時間的に1つ前の画像をFt−1と
し、画像Ftを基準としてFt中の各欠陥候補とFt−
1での各欠陥候補との位置、つまり画像中の座標の比較
を行う。
標を用いて表すものとする。Ft,Ft−1でのある欠
陥候補Gt,Gt−1の座標をそれぞれ(Xt,Y
t)、(Xt−1,Yt−1)とすると、この欠陥候補
でのXおよびY方向の移動量は、それぞれΔdx=xt
−xt−1およびΔy=yt−yt−1となり、その符
号は移動方向を表す。
で、y方向の移動量は0であるが、多少の余裕をもたせ
範囲Dy=±5画素を比較基準とする。x方向の移動量
は、被検査面1の移動量および移動方向が一定で既知で
あり、かつ、各フレームの取り込み間隔Δtも一定であ
り、さらに撮像領域Aの寸法(図1参照)が既知であれ
ば、一定の値として求めることができる。その理論移動
量つまり移動画素数をDとする。本実施形態ではy方向
と同様に余裕を持たせ、Dx=50±10画素としてあ
る。
を比較し、その差が所定範囲内であれば、つまり、Δd
x=DxかつΔdy=Dyならば、2フレームの欠陥候
補Gt,Gt−1が対応していることになる。つまり同
一物体であることが分かる。さらにこれらの処理(対応
点探索処理)をフレーム毎に連続して行い、同一の欠陥
候補が所定の回数以上対応点として検出されれば、その
候補を欠陥として判断するようにすれば、さらに検出精
度が向上することになる。ここで、S43のカウント数
を積算するNは、過去の何画面に対してこの処理を行う
かを決定するものである。したがって、このNの値を5
としておけば、5画面前までこの対応点探索処理が行わ
れる。欠陥と判断されると、これらの欠陥候補の面積、
形状の縦横比、欠陥点の色、背景色を検出し、これらも
登録する。
を先に行うのは、欠陥がy方向にほとんど移動しないた
めにより効率良く欠陥候補の対応点探索を行うことがで
きるからである。この画像強調方法、対応点探索方法な
どは本実施形態に限定されるものではない。
輝度変化領域認識手段として機能させる場合には、S3
3のステップで得られた画像のストライプ境界領域付近
に発生する欠陥以外の欠陥候補をマスクすることによっ
て、このステップのデータ処理数を減らし、さらに効率
良く検出することができるようになる。
に基づいて説明する。
識手段として機能させる場合には、前処理は図15に示
すように行う。
滑化された画像S1を得ると、この画像に微分処理を施
す。この微分処理によって輝度変化の緩やかな部分の低
周波成分が除去され、輝度変化の急激な中間成分のみが
強調される。ここでの一般的な微分処理は、輝度変化の
立ち上がり/立ち下がりエッジが輝度0に対して正負に
現れるため、この微分した結果の絶対値をとり、すべて
の輝度変化が正となるような処理を行う。この処理によ
って図示するS2のような信号を得ることができるよう
になる。このようにして、原画像より欠陥以外による輝
度変化成分を分離/抽出すること、つまり認識すること
が可能となる。
処理の結果から、S2の信号を減算し、その結果S4の
ような信号を得ることができる。このような減算を行う
ことで、欠陥以外の輝度変化領域(中間成分)のレベル
をさげ、欠陥のみを2値化することができるようにな
る。ここで、減算の結果で上記中間成分の領域の値が負
となるが、負になった場合は0にするか、もしくは画像
強調処理の減算の前に予めバイアスBを加えておけば良
い。したがって、S4のように所定の閾値(Thあるい
はバイアスB+Th)で2値化することにより誤検出の
原因となりやすい欠陥以外の輝度変化領域をマスクし、
かつシェーディングなどの影響を受けずにS5の信号の
ように欠陥のみを確実に検出することができる。このよ
うにして得られた画像S5を用いれば、上記対応点探索
処理をより効率良く行うことができる。
法は、本実施形態に限定されるものではない。つぎに、
マイクロプロセッサユニット24を明暗模様認識手段と
して機能させる場合には、ストライプ境界付近に発生す
る欠陥以外の欠陥候補をマスクすることによって、後の
欠陥検出処理でのデータ数を減らしさらに効率良く検出
を行うことができる。
波成分を取り出し、それを原画像に対する敷地として2
値化することによってストライプの明暗(白黒)を分離
抽出、つまり認識するものである。
パスフィルタ)し、欠陥による高周波成分のみを取り除
く。
て説明する。ここで、平滑化フィルタは、注目画素およ
びその近傍の画素の輝度の平均値を求め、それを注目画
素の新たな輝度値とする単純平均化フィルタである。こ
のときの平滑化フィルタの処理回数やマスクサイズは、
ストライプの欠陥や欠陥Bの大きさに応じて決めれば良
い。
は、図14のS1の信号のような欠陥(高周波成分)の
みが取り除かれた画像となる。次に、低周波成分を除去
し、ストライプ成分のみを取り出すためにさらに信号S
1に対して平滑化処理を繰り返す。この処理は、平滑化
フィルタを繰り返し使用してもよいし、フィルタのマス
クサイズをストライプ間隔に合わせて大きくし、処理時
間の短縮を図っても良い。この結果、低周波成分のみが
取り出され、画像はS2のようになる。このS2を閾値
として原画像のスムージングS1を2値化すると、スト
ライプの明暗(白黒)の認識が可能となる。ここで、原
画像S0に対して2値化を行っても良いが、S0にノイ
ズ等の高周波成分が多い場合には、上記のようにS1を
用いた方が安定した2値化が可能である。
像S2と原画像S0とを減算し、閾値を0で2値化する
ようにしても良い。したがって、明暗模様の認識結果
(ストライプ部分の抽出結果)と画像強調結果(ストラ
イプ部分の境界及び欠陥部分の抽出結果)とのAND
(論理積)をとることにより誤検出が発生しやすいスト
ライプの境界や被検査面1以外の領域などをマスクし、
S3の画像のように白ストライプ内に黒く写った欠陥の
みを検出することができる。
ライプ部分の抽出結果)の白領域を収縮もしくは黒領域
を膨張することにより上記マスク処理をより確実なもの
としても良い。
域内に黒く映る欠陥Bを検出するものなので、欠陥が黒
ストライプ内に存在する場合には検出することができな
い。このために、白ストライプ内により高い頻度で欠陥
が映るように、たとえば、画像取り込みの時間間隔Δt
を小さくする、もしくは対応点探索処理において欠陥が
黒ストライプであったフレーム数をカウントしておき、
そのカウント数を考慮した比較処理を行うといったよう
な工夫をすれば検出漏れを防ぐことができる。なお、ス
トライプの認識方法は本実施形態に限定されるものでは
ない。
欠陥Bが白ストライプ内から黒ストライプ内に移動する
とき(同様に黒から白ストライプに移動する場合も成り
立つ)黒から白へ輝度値が変化することを利用するもの
である。
動せず、また被検査面の移動速度が既知であれば実現で
きる。これは、ある時刻で白ストライプ中に黒領域が検
出された場合、その後、その黒領域とほぼ同じy座標上
の移動方向において黒ストライプ中に白領域が検出され
たならばそれを欠陥と判断するものである。
での画像の欠陥部分のx方向の輝度断面をS0とする。
前述したように、S0のスムージング画像S1を用いて
画像強調を行う。ここで、原画像とスムージング画像と
の減算の方向を変えると、図のように(S0−S1),
(S1−S0)となる。これらを同じ閾値で2値化した
ときに、(S0−S1)で抽出されれば欠陥が白ストラ
イプ内にあることが分かる。この結果を欠陥候補データ
に記憶させておき、上記対応点探索処理を行い、その欠
陥候補において輝度変化(白から黒もしくは黒から白)
があったならばそれを欠陥と判断する。なお、上記移動
物体の輝度値の時間的な変化の検出方法は本実施形態に
限定されるものではない。
ば、連続した複数の画像(フレーム)、つまり動画像を
処理するものであり、画像中の移動物体を検出すること
で、欠陥を検出するという構成としたために、より精度
の良い検査を実現することができるようになる。そし
て、この欠陥の面積、形状、色などに基づいて欠陥のラ
ンク付けをするようにしたので、より適切な手直し作業
が可能となる。
施する欠陥検査装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
構成図である。
形態を示す図である。
ロック図である。
り、(B)は、ある時刻においてCCDカラーカメラに
よって撮像された撮像部位の画像の一例であり、(C)
は、(B)の画像を位置と輝度値との関係を示すグラフ
に置き換えた図である。
いはその装置の処理順序あるいは処理内容を示すフロー
チャートである。
ローチャートである。
を行う手法の説明図であり、(B)は、スムージングに
よって欠陥部の抽出を行う手法の説明図である。
る。
供する図である。
る。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 予め設定された照射領域から明暗パター
ンを被検査面(1)に照射し、 当該被検査面(1)あるいは撮像手段(5)の少なくともいず
れか一方を、当該被検査面(1)に照射された明暗パター
ンを含む前記被検査面(1)の撮像部位(A)が時間の経過と
共に移動するように移動させ、 任意の時刻ごとに当該撮像手段(5)からの明暗パターン
カラー画像を入力し、 この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚の当該明暗
パターンカラー画像のそれぞれについて欠陥候補点を抽
出し、 この抽出された欠陥候補点が存在すべき位置に撮像され
ている明暗パターンカラー画像が当該複数枚の明暗パタ
ーンカラー画像の内の一定数以上を占める場合には、こ
の欠陥候補点を前記被検査面(1)上に存在する欠陥であ
ると決定し、 当該決定された欠陥の面積、縦横比、色、背景色を算出
し、これらに基づいて欠陥の種類を類推し、欠陥のラン
ク付けをすることを特徴とする被検査面の欠陥検査方
法。 - 【請求項2】 予め設定された照射領域から明暗パター
ンを被検査面(1)に照射し、 当該被検査面(1)あるいは撮像手段(5)の少なくともいず
れか一方を、当該被検査面(1)に照射された明暗パター
ンを含む前記被検査面(1)の撮像部位(A)が時間の経過と
共に移動するように移動させ、 任意の時刻ごとに当該撮像手段(5)からの明暗パターン
カラー画像を入力し、 この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚の当該明暗
パターンカラー画像のそれぞれについて欠陥候補点を抽
出し、 この抽出された欠陥候補点が存在すべき位置に撮像され
ている明暗パターンカラー画像が当該複数枚の明暗パタ
ーンカラー画像の内の一定数以上を占める場合には、こ
の欠陥候補点を前記被検査面(1)上に存在する欠陥であ
ると決定し、 当該決定された欠陥の面積、縦横比、色を算出し、これ
らに基づいて欠陥の種類を類推し、欠陥のランク付けを
し、 決定された欠陥の面積、縦横比、色を、撮像時刻の互い
に異なる複数枚の当該 明暗パターンカラー画像における
欠陥候補点のこれらの平均値から算出することを特徴と
する 被検査面の欠陥検査方法。 - 【請求項3】 予め設定された照射領域から明暗パター
ンを被検査面(1)に照射し、 当該被検査面(1)あるいは撮像手段(5)の少なくともいず
れか一方を、当該被検査面(1)に照射された明暗パター
ンを含む前記被検査面(1)の撮像部位(A)が時間の経過と
共に移動するように移動させ、 任意の時間ごとに当該撮像手段(5)からの明暗パターン
画像を入力し、 この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚の当該明暗
パターンカラー画像のそれぞれについて明パターン領域
のみに存在する欠陥候補点を抽出し、 この抽出された欠陥候補点が存在すべき位置に撮像され
ている明暗パターンカラー画像が当該複数枚の明暗パタ
ーンカラー画像の内の一定数以上を占める場合には、こ
の欠陥候補点を前記被検査面(1)上に存在する欠陥であ
ると決定し、 当該決定された欠陥の面積、縦横比、色、背景色を算出
し、これらに基づいて欠陥の種類を類推し、欠陥のラン
ク付けをすることを特徴とする 被検査面の欠陥検査方
法。 - 【請求項4】 予め設定された照射領域から明暗パター
ンを被検査面(1)に照射し、 当該被検査面(1)あるいは撮像手段(5)の少なくともいず
れか一方を、当該被検査面(1)に照射された明暗パター
ンを含む前記被検査面(1)の撮像部位(A)が時間の経過と
共に移動するように移動させ、 任意の時間ごとに当該撮像手段(5)からの明暗パターン
画像を入力し、 この入力した撮像時刻の互いに異なる複数枚の当該明暗
パターンカラー画像のそれぞれについて明パターン領域
のみに存在する欠陥候補点を抽出し、 この抽出された欠陥候補点が存在すべき位置に撮像され
ている明暗パターンカラー画像が当該複数枚の明暗パタ
ーンカラー画像の内の一定数以上を占める場合には、こ
の欠陥候補点を前記被検査面(1)上に存在する欠陥であ
ると決定し、 当該決定された欠陥の面積、縦横比、色を算出し、これ
らに基づいて欠陥の種類を類推し、欠陥のランク付けを
し、 決定された欠陥の面積、縦横比、色を、撮像時刻の互い
に異なる複数枚の当該明暗パターンカラー画像における
欠陥候補点のこれらの平均値から算出することを 特徴と
する被検査面の欠陥検査方法。 - 【請求項5】 被検査面(1)に所定の明暗模様を映し出
す明暗パターン照射手段(2,3)と、 当該被検査面(1)を撮像する撮像手段(5)と、 当該明暗パターン照射手段(2,3)および撮像手段(5)と前
記被検査面(1)との関係が撮像されたカラー受光画像中
において前記被検査面(1)が移動して映し出されるよう
な関係であって、前記撮像手段(5)より得られるカラー
受光画像を強調する画像強調手段(24)と、 前記撮像手段(5)により得られたカラー受光画像により
前記明暗模様を認識する明暗模様認識手段(24)と、 前記画像強調手段(24)によるカラー受光画像の強調およ
び当該明暗模様認識手段(24)による明暗模様の認識結果
より欠陥の候補となる領域を検出する欠陥候補検出手段
(24)と、 前記画像強調手段(24)によるカラー受光画像の強調、明
暗模様認識手段(24)による明暗模様の認識および当該欠
陥候補検出手段(24)による欠陥の候補となる領域の検出
処理を時間的に異なる複数のカラー受光画像に対して連
続して行うことにより、当該複数の画像における欠陥候
補の対応点探索処理を行い、この結果に基づいて欠陥を
検出する欠陥検出手段(24)と、 当該欠陥検出手段(24)により検出された欠陥の面積、縦
横比、色、背景色から当該欠陥のランク付けをする欠陥
ランク付け手段(24)とを有する ことを特徴とする被検査
面の欠陥検査装置。 - 【請求項6】 被検査面(1)に所定の明暗模様を映し出
す明暗パターン照射手段(2,3)と、 当該被検査面(1)を撮像する撮像手段(5)と、 当該明暗パターン照射手段(2,3)および撮像手段(5)と前
記被検査面(1)との関係が撮像されたカラー受光画像中
において前記被検査面(1)が移動して映し出されるよう
な関係であって、前記撮像手段(5)より得られるカラー
受光画像を強調 する画像強調手段(24)と、 前記撮像手段(5)により得られたカラー受光画像により
前記明暗模様を認識する明暗模様認識手段(24)と、 前記画像強調手段(24)によるカラー受光画像の強調およ
び当該明暗模様認識手段(24)による明暗模様の認識結果
より欠陥の候補となる領域を検出する欠陥候補検出手段
(24)と、 前記画像強調手段(24)によるカラー受光画像の強調、明
暗模様認識手段(24)による明暗模様の認識および当該欠
陥候補検出手段(24)による欠陥の候補となる領域の検出
処理を時間的に異なる複数のカラー受光画像に対して連
続して行うことにより、当該複数の画像における欠陥候
補の対応点探索処理を行い、この結果に基づいて欠陥を
検出する欠陥検出手段(24)と、 当該欠陥検出手段(24)により検出された欠陥の面積、縦
横比、色から当該欠陥のランク付けをする欠陥ランク付
け手段(24)とを有し、 前記欠陥ランク付け手段(24)は、欠陥の面積の大きさ、
縦横比の大きさ、色から欠陥のランクを付けるためのデ
ータを記憶した記憶手段を有し、検出された欠陥の面
積、縦横比、色を、撮像時刻の互いに異なる複数枚のカ
ラー受光画像の欠陥候補のこれらの平均値から算出し、
これを当該記憶手段に記憶されているデータと照合して
欠陥のランク付けをすることを特徴とする 被検査面の欠
陥検査装置。 - 【請求項7】 前記欠陥検出手段(24)は、 撮像手段(5)により得られる時間的に異なる複数の画像
を用いて、画像中の移動物体の移動量および移動方向を
抽出し、さらにその移動体の輝度値の時間的な変化に基
づいて欠陥を検出するものであることを特徴とする請求
項5又は請求項6に記載の 被検査面の欠陥検査装置。 - 【請求項8】 被検査面(1)上に予め設定された照射領
域から明暗パターンを照射する明暗パターン照射手段
(2,3)と、 当該被検査面(1)に照射された明暗パターンを撮像する
撮像手段(5)と、 前記前記撮像手段(5)による当該被検査面(1)に照射され
た明暗パターンを含む前記被検査面(1)の撮像部位(A)が
時間の経過と共に移動するように当該被検査面 (1)ある
いは当該撮像手段(5)の少なくともいずれか一方を移動
させる移動手段と、 当該移動手段によって前記被検査面の撮像部位(A)を移
動させながら任意の時刻ごとに前記撮像手段(5)により
時系列的に撮像した複数の明暗パターンカラー画像のそ
れぞれを記憶する画像記憶手段(26)と、 当該画像記憶手段(26)に記憶されている明暗パターンカ
ラー画像のそれぞれについて、明パターンの領域に存在
する欠陥候補点を抽出する欠陥候補点抽出手段(24)と、 時系列的に撮像された複数の明暗パターンカラー画像か
ら当該欠陥候補点検出手段(24)によって抽出された各画
像間における欠陥候補点の移動量が前記移動手段による
撮像部位(A)の移動量に比例しているか否かを判断する
判断手段(24)と、 当該判断手段(24)によって当該欠陥候補点の移動量が前
記撮像部位(A)の移動量に比例して移動していると判断
された場合には、当該欠陥候補点は前記被検査面(1)上
に存在する欠陥点であると決定する欠陥点決定手段(24)
と、 当該判断手段(24)によって決定された欠陥点の面積、縦
横比、色、背景色を前記画像記憶手段(26)に記憶されて
いる当該欠陥点に対応する複数の欠陥候補点の明暗パタ
ーンカラー画像における当該欠陥候補点のこれらの平均
値から当該欠陥点をランク付けする欠陥ランク付け手段
(24)とを有することを特徴とする 被検査面の欠陥検査装
置。 - 【請求項9】 被検査面(1)上に予め設定された照射領
域から明暗パターンを照射する明暗パターン照射手段
(2,3)と、 当該被検査面(1)に照射された明暗パターンを撮像する
撮像手段(5)と、 前記前記撮像手段(5)による当該被検査面(1)に照射され
た明暗パターンを含む前記被検査面(1)の撮像部位(A)が
時間の経過と共に移動するように当該被検査面(1)ある
いは当該撮像手段(5)の少なくともいずれか一方を移動
させる移動手段と、 当該移動手段によって前記被検査面の撮像部位(A)を移
動させながら任意の時刻ごとに前記撮像手段(5)により
時系列的に撮像した複数の明暗パターンカラー 画像のそ
れぞれを記憶する画像記憶手段(26)と、 当該画像記憶手段(26)に記憶されている明暗パターンカ
ラー画像のそれぞれについて、明パターンの領域に存在
する欠陥候補点を抽出する欠陥候補点抽出手段(24)と、 時系列的に撮像された複数の明暗パターンカラー画像か
ら当該欠陥候補点検出手段(24)によって抽出された各画
像間における欠陥候補点の移動量が前記移動手段による
撮像部位(A)の移動量に比例しているか否かを判断する
判断手段(24)と、 当該判断手段(24)によって当該欠陥候補点の移動量が前
記撮像部位(A)の移動量に比例して移動していると判断
された場合には、当該欠陥候補点は前記被検査面(1)上
に存在する欠陥点であると決定する欠陥点決定手段(24)
と、 当該判断手段(24)によって決定された欠陥点の面積、縦
横比、色を前記画像記憶手段(26)に記憶されている当該
欠陥点に対応する複数の欠陥候補点の明暗パターンカラ
ー画像における当該欠陥候補点のこれらの平均値から当
該欠陥点をランク付けする欠陥ランク付け手段(24)とを
有し、 前記欠陥ランク付け手段(24)は、欠陥の面積の大きさ、
縦横比の大きさ、色から欠陥のランクを付けるためのデ
ータを記憶した記憶手段を有し、検出された欠陥の面
積、縦横比、色を、撮像時刻の互いに異なる複数枚のカ
ラー受光画像の欠陥候補のこれらの平均値から算出し、
これを当該記憶手段に記憶されているデータと照合して
欠陥のランク付けをすることを特徴とする 被検査面の欠
陥検査装置。
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JPH11118731A JPH11118731A (ja) | 1999-04-30 |
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