JP4796860B2 - Object detection apparatus and object detection method - Google Patents
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本発明は、入力画像より表面欠陥等の検査対象のオブジェクトを検出するオブジェクト検出装置及びオブジェクト検出方法に関する。 The present invention relates to an object detection apparatus and an object detection method for detecting an object to be inspected such as a surface defect from an input image.
従来、例えば、偏光フィルムや位相差フィルム等の検査において、被検査体の表面に光を照射し、その反射光をラインセンサにより撮像することにより、例えば、表面に形成された膜の塗布欠陥を検出する技術が知られている。 Conventionally, for example, in the inspection of a polarizing film or a retardation film, the surface of the object to be inspected is irradiated with light, and the reflected light is imaged by a line sensor. Techniques for detecting are known.
このラインセンサにより撮像された1次元波形を用いて検査対象オブジェクトである欠陥を検出する場合、図6に示すように各位置xにおける観測値V(x)に対して検査対象オブジェクトであるかノイズであるかの第1の判断基準として閾値Vthを設定し、閾値Vth以上の領域を抽出し、それぞれの領域の大きさ(この場合は幅)w1、w2を求め、第2の判断基準として設定された閾値Wthと領域の大きさw1、w2とを比較することにより、観測値V(x)が塗布欠陥等の検査対象オブジェクトであるかノイズであるかを判断することができる。 When a defect that is an inspection target object is detected using the one-dimensional waveform imaged by the line sensor, as shown in FIG. 6, whether the inspection target object is a noise or not with respect to the observed value V (x) at each position x. The threshold value Vth is set as the first determination criterion for whether or not, and the area equal to or larger than the threshold value Vth is extracted, the sizes (widths in this case) w1 and w2 are obtained, and the second determination criterion By comparing the threshold value Wth set as and the area sizes w1 and w2, it is possible to determine whether the observed value V (x) is an inspection target object such as a coating defect or noise.
一方、エリアセンサによる2次元画像を用いて検査対象オブジェクトを検出する場合、図7に示すように輝度V(x,y)に対する閾値Vthを超える領域(Area1及びArea2)を抽出し、それぞれの領域の面積(S1、S2)に対して第2の閾値Sthを設定することにより、検査対象オブジェクトかノイズかを判断することができる。また、この第2の閾値は面積の他に、領域の外接長方形の、例えば、wx1、wy1、wx2、wy2等の寸法に対して設定することが考えられる。 On the other hand, when an inspection object is detected using a two-dimensional image by an area sensor, areas (Area1 and Area2) exceeding the threshold Vth for the luminance V (x, y) are extracted as shown in FIG. By setting the second threshold value Sth for the area (S1, S2) of the region, it is possible to determine whether the object is an inspection object or noise. In addition to the area, this second threshold value may be set for a dimension of a circumscribed rectangle of the region, for example, wx1, wy1, wx2, wy2, etc.
また、上述した検出領域のサイズによるノイズ識別方法の他に、時間変化を追跡する方法がある。例えば、図8に示すように、ある時刻t0に物体a0と物体b0を抽出し、次の時刻t1にそれぞれ移動した物体a1と物体b1を抽出し、さらに次の時刻t2に移動した物体a2と物体b2と物体c2を抽出した場合、時刻t0の物体a0と時刻t1の物体a1とに基づいて時刻t2における物体の位置を予測することにより、その予測位置に最も近いa2を当該物体と判断することができる(例えば、特許文献1参照。)。また、どの抽出物体とも結合されない物体をノイズと判断することができる。又は、時刻t0から時刻t1の間の移動ベクトルに最も近いベクトルを形成する物体を時刻t2における当該物体と判断することもできる(a1から伸びる3本のベクトルのうち、a0からa1に向かうベクトルに最も近いベクトルはa1からa2に向かうベクトルである。)。 In addition to the above-described noise identification method based on the size of the detection area, there is a method of tracking time changes. For example, as shown in FIG. 8, extracts the object a 0 and the object b 0 at a certain time t 0, to extract the object a 1 and the object b 1 which respectively move to the next time t 1, the following additional time t when extracting the object a 2 and the object b 2 and the object c 2 moved to 2, to predict the position of the object at time t 2 based on the object a 1 of the object a 0 and time t 1 at time t 0 Thus, a 2 closest to the predicted position can be determined as the object (see, for example, Patent Document 1). Further, an object that is not combined with any extracted object can be determined as noise. Alternatively, an object that forms a vector closest to a movement vector between time t 0 and time t 1 can be determined as the object at time t 2 (among three vectors extending from a 1, from a 0 vector closest to the vector directed to a 1 is a vector from a 1 to a 2.).
上述したように2次元画像から抽出されたオブジェクトに対して、その空間的な大きさに基づいてオブジェクトとノイズを識別する方法では、オブジェクトとノイズの大きさによって区別できる場合には有効であるが、両者の大きさが同程度で時間的な動きのみが異なる場合には有効ではない。 As described above, the method of identifying an object and noise based on the spatial size of an object extracted from a two-dimensional image is effective when the object and noise can be distinguished from each other. It is not effective when both are of the same size and only the temporal movement is different.
また、上述したような時間変化を追跡する方法では、高度な追跡アルゴリズムが必要であるため処理時間を多く要してしまう。また、移動物体が、人や車のように比較的追跡が容易な場合には効果は大きいが、微小なランダムノイズ(不要な抽出物体)が無数に発生・消滅を繰り返す場合には追跡自体が継続できず、例えば、過去の抽出物体と現在の抽出物体とで対応関係を決定できない場合が生じてしまう。 Further, in the method for tracking the time change as described above, a high-level tracking algorithm is required, so that much processing time is required. In addition, the effect is great when a moving object is relatively easy to track, such as a person or a car, but when the random random noise (unnecessary extracted object) repeatedly occurs and disappears, tracking itself is For example, there may be a case where the correspondence cannot be determined between the past extracted object and the current extracted object.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、少ない計算量で、有効に画像内の検査対象オブジェクトを検出することができるオブジェクト検出装置及びオブジェクト検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and provides an object detection apparatus and an object detection method capable of effectively detecting an inspection target object in an image with a small amount of calculation. With the goal.
上述した課題を解決するために、本発明は、所定方向に移動する検査対象のオブジェクトの2次元画像を連続して撮像し、上記2次元画像から上記検査対象のオブジェクトを検出するオブジェクト検出装置において、上記2次元画像毎に上記検査対象のオブジェクト候補を検出するオブジェクト候補検出手段と、上記オブジェクト候補検出手段で検出されたオブジェクト候補に応じて当該オブジェクト候補を含む候補領域を上記2次元画像内に生成する候補領域生成手段と、上記候補領域生成手段で生成された候補領域を上記2次元画像毎に上記所定方向に移動する検査対象のオブジェクトの移動量に応じて移動生成する候補領域移動生成手段と、上記候補領域移動生成手段で移動生成された候補領域が第1の閾値以下の移動生成回数であり、且つ上記候補領域の移動生成回数のうち、上記候補領域内にオブジェクト候補が検出された回数が第2の閾値以上である場合、当該候補領域内で検出されたオブジェクト候補を上記検査対象のオブジェクトであると判定する判定手段とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an object detection apparatus that continuously captures a two-dimensional image of an object to be inspected that moves in a predetermined direction and detects the object to be inspected from the two-dimensional image. Object candidate detection means for detecting the object candidate to be inspected for each two-dimensional image, and a candidate area including the object candidate in the two-dimensional image according to the object candidate detected by the object candidate detection means Candidate area generation means for generating and candidate area movement generation means for moving and generating the candidate area generated by the candidate area generation means according to the movement amount of the object to be inspected that moves in the predetermined direction for each of the two-dimensional images And the candidate area movement-generated by the candidate area movement generation means is the number of times of movement generation below the first threshold. If the number of times the candidate object is detected in the candidate area is greater than or equal to the second threshold among the number of movement generations of the candidate area, the object candidate detected in the candidate area is the object to be inspected. It is characterized by comprising determination means for determining that there is.
また、本発明は、所定方向に移動する検査対象のオブジェクトの2次元画像を連続して撮像し、上記2次元画像から上記検査対象のオブジェクトを検出するオブジェクト検出方法において、上記2次元画像毎に上記検査対象のオブジェクト候補を検出するオブジェクト候補検出工程と、上記オブジェクト候補検出工程で検出されたオブジェクト候補に応じて当該オブジェクト候補を含む候補領域を上記2次元画像内に生成する候補領域生成工程と、上記候補領域生成工程で生成された候補領域を上記2次元画像毎に上記所定方向に移動する検査対象のオブジェクトの移動量に応じて移動生成する候補領域移動生成工程と、上記候補領域移動生成工程で移動生成された候補領域が第1の閾値以下の移動生成回数であり、且つ上記候補領域の移動生成回数のうち、上記候補領域内にオブジェクト候補が検出された回数が第2の閾値以上である場合、当該候補領域内で検出されたオブジェクト候補を上記検査対象のオブジェクトであると判定する判定工程とを有することを特徴としている。 Further, the present invention provides an object detection method for continuously capturing two-dimensional images of an object to be inspected moving in a predetermined direction and detecting the object to be inspected from the two-dimensional image. An object candidate detecting step for detecting the object candidate to be inspected, and a candidate region generating step for generating a candidate region including the object candidate in the two-dimensional image according to the object candidate detected in the object candidate detecting step; A candidate region movement generation step of generating and moving the candidate region generated in the candidate region generation step according to the amount of movement of the object to be inspected moving in the predetermined direction for each of the two-dimensional images; and the candidate region movement generation The candidate area generated by movement in the process has the number of movement generations equal to or less than the first threshold, and the candidate area is moved. A determination step of determining that an object candidate detected in the candidate area is an object to be inspected when the number of times the object candidate is detected in the candidate area is equal to or greater than a second threshold among the number of times of generation It is characterized by having.
本発明によれば、所定方向に移動する検査対象オブジェクトを連続して撮像して得られた2次元画像毎にオブジェクト候補を検出し、検出されたオブジェクト候補に応じて当該オブジェクト候補を含む候補領域を2次元画像内に生成し、候補領域を2次元画像毎に検査対象のオブジェクトの移動量に応じて移動生成し、候補領域が第1の閾値以下の移動生成回数であり、且つ候補領域の移動生成回数のうち、候補領域内にオブジェクト候補が検出された回数が第2の閾値以上である場合、当該候補領域内で検出されたオブジェクト候補を検査対象のオブジェクトであると判定することにより、検査対象オブジェクトとノイズとの大きさの差があまりない場合でも、オブジェクトを追跡処理せずに少ない計算量で、有効にオブジェクトを検出することができる。 According to the present invention, an object candidate is detected for each two-dimensional image obtained by continuously imaging an inspection target object that moves in a predetermined direction, and a candidate area that includes the object candidate according to the detected object candidate Is generated in the two-dimensional image, the candidate area is generated for each two-dimensional image according to the movement amount of the object to be inspected, the candidate area is the number of times of movement generation equal to or less than the first threshold, and the candidate area If the number of times the object candidate is detected in the candidate area among the number of movement generations is equal to or greater than the second threshold, by determining that the object candidate detected in the candidate area is the object to be inspected, Even if there is not much difference in size between the object to be inspected and noise, the object can be detected effectively with a small amount of calculation without tracking the object. It is possible.
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の具体例として示すオブジェクト検出装置は、熱可塑性樹脂等のシート状成形体上からオブジェクトとして傷等の欠陥箇所(又は欠陥領域)を検出するものである。なお、本発明に係るオブジェクト検出装置は、傷等の欠陥検出に限定されるものではなく、例えば、被監視風景を撮像した画像からの移動物体の検出も可能である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An object detection apparatus shown as a specific example of the present invention detects a defect location (or defect area) such as a scratch as an object from a sheet-like molded body such as a thermoplastic resin. Note that the object detection apparatus according to the present invention is not limited to the detection of defects such as scratches, and for example, it is also possible to detect a moving object from an image obtained by capturing a monitored landscape.
シート状成形体は、押出機から押し出された熱可塑性樹脂をロールの隙間に通して表面に平滑さや光沢を付与する処理が施され、引取ロールにより搬送ロール上を冷却されながら引き取ることにより成形される。本実施の形態に適用可能な熱可塑性樹脂は、例えば、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリカーボネイト(PC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリビニルアルコール(PVA)、トリアセチルセルロール樹脂(TAC)等である。熱可塑性樹脂シートとしては、これらの熱可塑性樹脂の単独シート、積層シート等である。 The sheet-like molded body is formed by passing the thermoplastic resin extruded from the extruder through the gaps between the rolls to give smoothness and gloss to the surface, and taking the sheet while being cooled on the transport roll by the take-up roll. The Examples of the thermoplastic resin applicable to the present embodiment include methacrylic resin, methyl methacrylate-styrene copolymer (MS resin), polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), poly Examples thereof include vinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyvinyl alcohol (PVA), and triacetyl cellulose resin (TAC). Examples of the thermoplastic resin sheet include single sheets and laminated sheets of these thermoplastic resins.
また、シート状成形体上の検出対象オブジェクトである欠陥例としては、押し傷、成形時の気泡等により生じる点状欠陥、折り目あとなどにより生じるいわゆるクニック、厚さの違いにより生じるいわゆる原反スジ等を挙げることができる。 In addition, examples of defects that are objects to be detected on the sheet-like molded article include so-called knicks caused by pressing flaws, bubbles at the time of molding, etc., so-called nicks caused by creases, etc., and so-called original fabric streaks caused by differences in thickness. Etc.
図1は、オブジェクト検出装置1を模式的に示すブロック図である。オブジェクト検出装置1は、一定幅で長手方向に連続するシート状成形体2を搬送する搬送手段3と、シート状成形体2の照明4による反射像又は透過像を含む2次元画像を撮像するエリアセンサ5と、2次元画像より検出対象のオブジェクトである欠陥を検出する解析部6とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the
搬送手段3は、シート状成形体2を搬送方向に搬送する送出ローラと受取ローラを備え、ロータリーエンコーダ等により搬送距離を計測する。本具体例では搬送速度は、搬送方向に2m〜12m/分程度に設定される。
The conveying means 3 includes a sending roller and a receiving roller that convey the sheet-like molded
照明4は、シート状成形体2の幅方向を線状に照明し、エリアセンサ5で撮影される画像に線状の反射像が映るように配置されている。照明4の光源としては、メタルハライドランプ、ハロゲン伝送ライト、蛍光灯など、枚葉フィルムの組成及び性質に影響を与えない光を発光するものであれば、特に限定されない。なお、照明4は、シート状成形体2を挟んでエリアセンサ5の対向位置に設け、エリアセンサ5で撮影される画像に透過像が映るようにしてもよい。
The illumination 4 is arranged so that the width direction of the sheet-like molded
エリアセンサ5は、2次元画像を撮像するCCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)からなり、図1に示すように、シート状成形体2の所定領域を撮像するように配置されている。
The area sensor 5 includes a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) that captures a two-dimensional image, and is arranged so as to capture a predetermined area of the sheet-like molded
解析部6は、エリアセンサ5の2次元画像データを入力する画像入力手段61と入力された画像データを一時的に記憶するメモリ62と、画像データに基づいて欠陥を検出する画像処理部63とを備え、これらの構成部がバス64を介して接続されている。
The analysis unit 6 includes an
画像入力手段61を介して入力されたエリアセンサ5からの2次元画像データは、メモリ62にバッファリングされる。メモリ62にバッファリングされた2次元画像データは、画像処理部63で欠陥検出処理が施される。
Two-dimensional image data from the area sensor 5 input via the image input means 61 is buffered in the
画像処理部63は、後述するように、エリアセンサ5で撮像された2次元画像毎にオブジェクト候補である欠陥候補画素を検出し、検出された欠陥候補画素に応じて当該候補画素を含む欠陥候補領域を2次元画像内に生成する。この欠陥候補領域は、2次元画像毎に搬送手段3により所定方向に移動する欠陥の移動量に応じて生成される。そして、移動量に応じて移動され、生成された欠陥候補領域内における欠陥候補画素に基づいてオブジェクトである欠陥かノイズかを判定する。
As will be described later, the
具体的には、移動量に応じて移動され、生成された欠陥候補領域が閾値Th1以下の移動生成回数であり、且つ欠陥候補領域の移動生成回数のうち、欠陥候補領域内に欠陥候補画素が検出された回数が閾値Th2(Th2≦Th1)以上である場合、当該欠陥候補領域内で検出された欠陥候補画素を欠陥画素であると判定する。また、移動生成された欠陥候補領域が閾値Th1を超える移動生成回数であり、且つ欠陥候補領域の移動生成回数のうち、欠陥候補領域内に欠陥候補画素が検出された回数が閾値Th2未満である場合、当該候補領域内で検出された欠陥候補画素をノイズ画素であると判定する。 Specifically, the defect candidate area that is moved and generated according to the movement amount has the number of movement generations that is equal to or less than the threshold Th1, and the defect candidate pixel is included in the defect candidate area out of the movement generation number of the defect candidate area. When the number of times of detection is equal to or greater than the threshold Th2 (Th2 ≦ Th1), it is determined that the defect candidate pixel detected in the defect candidate region is a defective pixel. Further, the number of movement generations of the defect candidate area that has been moved and generated exceeds the threshold Th1, and the number of movements of the defect candidate area that is detected in the defect candidate area is less than the threshold Th2. In this case, the defect candidate pixel detected in the candidate area is determined to be a noise pixel.
また、上述の欠陥候補画素検出について説明すると、その処理工程は、大きく分けて、閾値決定処理、2値化処理、ラベリング処理、特徴抽出処理及び欠陥識別処理の5つの処理に分けられる。 Further, the above-described defect candidate pixel detection will be described. The processing steps are roughly divided into five processes: a threshold determination process, a binarization process, a labeling process, a feature extraction process, and a defect identification process.
閾値決定処理では、例えば、画像全体の輝度ヒストグラムの相似性に基づく判別分析法や画像全体に占めるオブジェクトの面積率に基づくp−タイル法を用いて2値化処理の閾値を決定する。この閾値は、フレーム毎に計算することが好ましい。これにより、照明の照度変化等の外乱に対して頑健性が向上する。なお、室内などの安定環境下では固定の閾値でもよい。 In the threshold value determination process, for example, a threshold value for the binarization process is determined using a discriminant analysis method based on similarity of the luminance histogram of the entire image or a p-tile method based on the area ratio of the object in the entire image. This threshold is preferably calculated for each frame. Thereby, robustness improves with respect to disturbances, such as the illumination intensity change. Note that a fixed threshold value may be used in a stable environment such as a room.
2値化処理では、閾値決定処理で決定した閾値に基づいて2次元画像を2値化画像に変換する。2値化画像は、輝度ヒストグラムを閾値決定処理で決定した閾値で分離することにより得ることができる。 In the binarization process, the two-dimensional image is converted into a binarized image based on the threshold value determined in the threshold value determination process. The binarized image can be obtained by separating the luminance histogram with the threshold value determined by the threshold value determination process.
ラベリング処理では、2値化画像の黒背景中の白領域をラベリングする。また、2値化画像の白背景中の黒領域をラベリングする。 In the labeling process, the white area in the black background of the binarized image is labeled. Also, the black region in the white background of the binarized image is labeled.
特徴抽出処理では、白領域及び/又は黒領域の面積、フェレ径等を算出する。また、算出した面積、フェレ径が微小なものはノイズとみなして除外する。 In the feature extraction process, the area of the white region and / or the black region, the ferret diameter, and the like are calculated. Also, those with a small calculated area and small ferret diameter are regarded as noise and excluded.
欠陥識別処理では、特徴抽出処理にて算出された面積やフェレ径に基づいて、点状欠陥やいわゆるクニック、原反スジ等の欠陥を識別する。例えば、面積が指定値よりも大きい白領域を照明像として除外し、また、面積が指定値よりも大きい黒領域を背景であるとして除外し、残った領域を欠陥領域として識別する。 In the defect identification process, a defect such as a point-like defect, a so-called knick, or an original fabric streak is identified based on the area or ferret diameter calculated in the feature extraction process. For example, a white area having an area larger than a specified value is excluded as an illumination image, a black area having an area larger than a specified value is excluded as a background, and the remaining area is identified as a defective area.
このように2次元画像を2値化画像に変換することにより、欠陥領域を高精度に検出することができる。 Thus, by converting a two-dimensional image into a binarized image, a defective area can be detected with high accuracy.
上述した構成を有するオブジェクト検出装置1は、搬送手段3によりシート状成形体2を一定方向に移送し、この移送過程で照明4により照明されたシート面をエリアセンサ5により撮像し、撮像して得られた画像データに基づいて解析部6が検査対象のオブジェクトである欠陥の検出を行う。
The
続いて、解析部6における欠陥検出処理について図2に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、画像処理部63に入力される2次元画像毎の処理を示すものである。
Next, the defect detection process in the analysis unit 6 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart shows processing for each two-dimensional image input to the
ステップS11において、ある時刻t(フレーム)における2次元画像内の仮想枠のカウンタをインクリメントする。この仮想枠は、後述するように検出対象のオブジェクト候補であると検出された欠陥候補画素に対して生成される欠陥候補領域であり、閾値Th1を超える回数移動生成された場合、消滅する。 In step S11, the counter of the virtual frame in the two-dimensional image at a certain time t (frame) is incremented. As will be described later, this virtual frame is a defect candidate area that is generated for a defect candidate pixel that is detected as an object candidate to be detected, and disappears when the movement is generated a number of times that exceeds the threshold Th1.
ステップS12において、画像処理部63は欠陥候補画素検出処理を行う。この欠陥候補画素検出処理は、上述した閾値決定処理、2値化処理、ラベリング処理、特徴抽出処理及び欠陥識別処理を行うことにより、欠陥候補画素を検出する。時刻tにおける2次元画像内の欠陥候補画素の座標は(x[t][i],y[t][i)(i=0〜n)であり、個数はn[t](n≧0)である。ステップS12において。欠陥候補画素が検出された場合ステップS13へ進み、検出されなかった場合、次の欠陥処理へ進む。
In step S12, the
ステップS13では、ステップS12で検出された欠陥候補画素が既存の仮想枠内に存在するか否かを判別する。つまり、ステップS11でインクリメントされた欠陥候補領域内に検出された欠陥候補画素の座標が存在するか否かを判別する。欠陥候補画素が仮想枠に存在した場合、その仮想枠の画素カウンタをインクリメントする(ステップS15)。また、欠陥候補画素が仮想枠内に存在しなかった場合、新たに仮想枠を生成し(ステップS14)、画素カウンタをインクリメントする(ステップS15)。この仮想枠は、例えば、欠陥候補画素を中心としたある面積を有する領域として生成される。 In step S13, it is determined whether or not the defect candidate pixel detected in step S12 exists in the existing virtual frame. That is, it is determined whether or not the coordinates of the defect candidate pixel detected in the defect candidate area incremented in step S11 exist. When the defect candidate pixel exists in the virtual frame, the pixel counter of the virtual frame is incremented (step S15). If no defect candidate pixel exists in the virtual frame, a new virtual frame is generated (step S14), and the pixel counter is incremented (step S15). This virtual frame is generated, for example, as a region having a certain area around the defect candidate pixel.
ステップS16において、画像処理部63は、仮想枠の画素カウンタが閾値以上か否かを判別する。仮想枠の画素カウンタが閾値Th2以上の場合、ステップS17へ進み、仮想枠カウンタが閾値Th1以下か否かを判別する。また、ステップS16において、仮想枠の画素カウンタが閾値Th2未満の場合、ステップS18へ進み、仮想枠カウンタが閾値Th1以下か否かを判別する。
In step S <b> 16, the
ステップS17において、仮想枠カウンタが閾値Th1以下の場合、画像処理部63は、仮想枠内で検出された欠陥候補画素を欠陥画素であると判定する(ステップS19)。すなわち、移動生成された仮想枠が閾値Th1以下の移動生成回数であり、且つ仮想枠の移動生成回数のうち、仮想枠内で欠陥候補画素が検出された回数が閾値Th2(Th2≦Th1)以上である場合、仮想枠内で検出された欠陥候補画素を欠陥画素であると判定する。また、ステップS17において、仮想枠カウンタが閾値Th1を超える場合、この仮想枠を消滅させるとともに仮想枠内で検出された欠陥候補画素をノイズ画素であると判定する。
If the virtual frame counter is equal to or smaller than the threshold Th1 in step S17, the
ステップS18において、仮想枠カウンタが閾値Th1以下の場合、画像処理部63は、仮想枠内で検出された欠陥候補画素を欠陥候補とし、次の2次元画像の入力に対する欠陥処理へ進む。また、ステップS18において、仮想枠カウンタが閾値Th1を超える場合、この仮想枠を消滅させるとともに仮想枠内で検出された欠陥候補画素をノイズであると判定する。すなわち、移動生成された仮想枠が閾値Th1を超える移動生成回数であり、且つ仮想枠の移動生成回数のうち、仮想枠内に欠陥候補画素が検出された回数が閾値Th2未満である場合、この仮想枠内で検出された欠陥候補画素をノイズ画素であると判定する。
In step S18, when the virtual frame counter is equal to or smaller than the threshold Th1, the
図3は、欠陥候補画素と仮想枠を説明する模式図である。時刻t0(フレーム)において欠陥候補画素aが検出された場合、画像処理部63は、新たに欠陥候補画素aを中心とした仮想枠Fa(t0)を生成する。そして、この仮想枠Faは、搬送手段3の搬送方向及び搬送速度に基づいて時刻毎に移動生成され、所定の時刻分移動生成した後、消滅する。この図3では、仮想枠を9フレーム間生成した後、消滅する例を示している。また、時刻t1において、欠陥候補画素bが検出された場合も、画像処理部63は、新たに欠陥候補画素bを中心とした仮想枠Fb(t1)を生成し、8フレーム間移動生成する。ここで、時刻t2において仮想枠Fa(t2)内で欠陥候補画素cが検出された場合、仮想枠Faの画素カウンタをインクリメントする。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a defect candidate pixel and a virtual frame. When the defect candidate pixel a is detected at time t 0 (frame), the
このように所定方向に移動する検出対象オブジェクトを連続して撮像して得られた2次元画像毎に、オブジェクト候補を検出し、検出されたオブジェクト候補に応じて当該オブジェクト候補を含む候補領域を2次元画像内に生成し、候補領域を2次元画像毎にオブジェクトの移動量に応じて移動生成し、候補領域が閾値Th1以下の移動生成回数であり、且つ候補領域の移動生成回数のうち、候補領域内にオブジェクト候補が検出された回数が閾値Th2以上である場合、当該候補領域内で検出されたオブジェクト候補を検査対象のオブジェクトであると判定することにより、検査対象オブジェクトとノイズとの大きさの差があまりない場合でも、オブジェクトを追跡処理せずに少ない計算量で、有効にオブジェクトを検出することができる。 In this way, for each two-dimensional image obtained by continuously capturing the detection target object moving in the predetermined direction, an object candidate is detected, and two candidate regions including the object candidate are determined according to the detected object candidate. The candidate area is generated according to the amount of movement of the object for each two-dimensional image, and the candidate area has the number of movement generations less than or equal to the threshold Th1. When the number of times the object candidate is detected in the area is equal to or greater than the threshold Th2, the size of the inspection object and noise is determined by determining that the object candidate detected in the candidate area is the object to be inspected. Even if there is not much difference, it is possible to detect the object effectively with a small amount of calculation without tracking the object.
図4は、シート状成形体2の表面の撮像画像において点状の欠陥を検出した結果を示すものである。ここで、撮像される各2次元画像は、X軸方向に512画素及びY軸方向に480画素である。また、50フレームを約0.83秒の速さで撮像し、仮想枠の寿命を20コマ、その中で4コマ以上、オブジェクト候補の画素を抽出した場合、その仮想枠内のオブジェクト候補(画素)を検索対象のオブジェクト(欠陥)であると判定した。シート状成形体2は、Y軸方向に搬送され、欠陥を表す画素のY座標値は時間とともに減少している。欠陥を表す画素以外は、連続性はなく単発的なノイズである。
FIG. 4 shows the result of detecting point-like defects in the captured image of the surface of the sheet-like molded
また、図5(a)〜図5(e)は、時間的に連続したシート状成形体2の2次元画像の例である。図4に示す検出結果のオブジェクト画素群Aにおいて、オブジェクト候補画素が検出されない時刻(フレーム)があるが、これは、図5(e)のように、シート状成形体2の表面の点状の欠陥の乱反射等によりオブジェクト候補画素の検出されなかったためである。
Moreover, Fig.5 (a)-FIG.5 (e) are the examples of the two-dimensional image of the sheet-like molded
このように本発明によれば、照明光の入射角度によりオブジェクトが検出されない場合であっても、時間的に連続した複数の2次元画像より、確実にオブジェクトを識別することができる。 As described above, according to the present invention, even when an object is not detected by the incident angle of illumination light, the object can be reliably identified from a plurality of temporally continuous two-dimensional images.
1 オブジェクト検出装置、2 シート状成形体、3 搬送手段、4 照明、5 エリアセンサ、6 解析部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記2次元画像毎に上記検査対象のオブジェクト候補を検出するオブジェクト候補検出手段と、
上記オブジェクト候補検出手段で検出されたオブジェクト候補に応じて当該オブジェクト候補を含む候補領域を上記2次元画像内に生成する候補領域生成手段と、
上記候補領域生成手段で生成された候補領域を上記2次元画像毎に上記所定方向に移動する検査対象のオブジェクトの移動量に応じて移動生成する候補領域移動生成手段と、
上記候補領域移動生成手段で移動生成された候補領域が第1の閾値以下の移動生成回数であり、且つ上記候補領域の移動生成回数のうち、上記候補領域内にオブジェクト候補が検出された回数が第2の閾値以上である場合、当該候補領域内で検出されたオブジェクト候補を上記検査対象のオブジェクトであると判定する判定手段と
を備えることを特徴とするオブジェクト検出装置。 In an object detection apparatus that continuously captures a two-dimensional image of an object to be inspected that moves in a predetermined direction and detects the object to be inspected from the two-dimensional image,
Object candidate detection means for detecting the object candidate for inspection for each two-dimensional image;
Candidate area generating means for generating a candidate area including the object candidate in the two-dimensional image according to the object candidate detected by the object candidate detecting means;
Candidate area movement generation means for moving and generating the candidate area generated by the candidate area generation means according to the movement amount of the object to be inspected moving in the predetermined direction for each of the two-dimensional images;
The candidate area moved and generated by the candidate area movement generation means is the number of movement generations equal to or less than a first threshold, and the number of times the candidate object is detected in the candidate area is the number of movement generations of the candidate area. An object detection apparatus comprising: a determination unit that determines that an object candidate detected in the candidate region is an object to be inspected when the object value is equal to or greater than a second threshold value.
上記候補領域移動生成手段は、上記搬送手段による移動量に応じて上記候補領域を移動生成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のオブジェクト検出装置。 A transport means for moving the object to be inspected in a predetermined direction;
The object detection apparatus according to claim 1, wherein the candidate area movement generation unit moves and generates the candidate area according to a movement amount by the transport unit.
上記2次元画像毎に上記検査対象のオブジェクト候補を検出するオブジェクト候補検出工程と、
上記オブジェクト候補検出工程で検出されたオブジェクト候補に応じて当該オブジェクト候補を含む候補領域を上記2次元画像内に生成する候補領域生成工程と、
上記候補領域生成工程で生成された候補領域を上記2次元画像毎に上記所定方向に移動する検査対象のオブジェクトの移動量に応じて移動生成する候補領域移動生成工程と、
上記候補領域移動生成工程で移動生成された候補領域が第1の閾値以下の移動生成回数であり、且つ上記候補領域の移動生成回数のうち、上記候補領域内にオブジェクト候補が検出された回数が第2の閾値以上である場合、当該候補領域内で検出されたオブジェクト候補を上記検査対象のオブジェクトであると判定する判定工程と
を有することを特徴とするオブジェクト検出方法。 In an object detection method for continuously capturing two-dimensional images of an object to be inspected that moves in a predetermined direction and detecting the object to be inspected from the two-dimensional image,
An object candidate detection step for detecting the object candidate for inspection for each two-dimensional image;
A candidate region generation step of generating a candidate region including the object candidate in the two-dimensional image according to the object candidate detected in the object candidate detection step;
A candidate area movement generation step of moving and generating the candidate area generated in the candidate area generation step according to the movement amount of the object to be inspected moving in the predetermined direction for each of the two-dimensional images;
The candidate area moved and generated in the candidate area movement generation step is the number of movement generations equal to or less than a first threshold, and the number of times the candidate object is detected in the candidate area is the number of movement generations of the candidate area. And a determination step of determining that an object candidate detected in the candidate area is the object to be inspected when the value is equal to or greater than a second threshold value.
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