JP5214323B2 - 目視検査装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、検査員が検査対象を目視検査するための目視検査装置及び方法に関する。

発電プラントや工業プラントなどでは、機器の安全性を維持するために定期的な検査が実施されており、特に検査の簡便性から目視検査（ＶＴ）が多用されている。また、原子力発電プラントにおけるＶＴでは、遠隔で操作したカメラにより検査部を撮影し、この映像をモニタに表示して検査員が目視で確認するといった方法が多く用いられる。これは、原子力発電プラントの放射線管理区域で作業する人（作業者や検査員）の数の抑制、作業時間の短縮を目的とするものである。

また、本発明者は、原子力圧力容器内のシュラウドの欠陥を自動的に検出するシュラウド自動検査装置を発明し、特許文献１に開示している。このシュラウド自動検査装置は、シュラウドの表面上をセンシング装置が移動して撮影した映像を画像処理装置に入力し、この画像処理装置がセンシング装置からの映像信号を画像処理し、シュラウドに欠陥のおそれがある場合にその部分の立体形状を演算し、探傷装置が更に欠陥の詳細な立体形状を演算するものである。このシュラウド自動検査装置によれば、連続的に取り込まれるシュラウドの映像から欠陥を自動的に検出し、検出された欠陥箇所を更に詳細な立体形状で検出できる。
特開平１１−３２６５８０号公報

前述のような目視検査では、カメラの映像を基に検査員が目視で欠陥を探すため、カメラの画素分解能が検出すべき欠陥に対して不十分である場合には、欠陥が見づらくなり、欠陥の見落としが発生する可能性がある。このような欠陥の見落としを回避するためには、カメラの撮影範囲を狭くして検査を行うのが一般的である。しかしながら、広域な検査範囲の全てを撮影範囲の狭いカメラで撮影することは多大な時間を要し、検査時間が長期化する課題がある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、高解像度画像を用いることで検査の信頼性を向上させると共に、検査時間を短縮でき、更に、高解像度画像を用いた検査の信頼性を保証できる目視検査装置及び方法を提供することにある。

本発明に係る目視検査装置は、検査対象を撮影するカメラと、前記カメラまたは前記検査対象の移動を推定する移動推定装置と、前記カメラが撮影した映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する高解像度画像作成装置と、この高解像度画像作成装置が作製した前記高解像度画像の品質を評価する画像評価装置と、
前記高解像度画像を、この高解像度画像の品質評価結果と共に、前記検査対象を目視検査する検査員に提示する画像出力装置と、を有し、前記画像評価装置は、前記高解像度画像作成装置が作成した前記高解像度画像と、前記カメラが撮影した映像をデジタル処理して得られたカメラ画像とに局所範囲をそれぞれ設定し、これらの局所範囲の輝度分散をそれぞれ算出し、前記カメラ画像と前記高解像度画像のぞれぞれの輝度分散を比較することにより、前記高解像度画像の品質を評価するよう構成されたことを特徴とするものである。

また、本発明に係る目視検査方法は、検査対象を撮影したカメラの映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成し、この高解像度画像と、前記カメラが撮影した映像をデジタル処理して得られたカメラ画像とに局所範囲をそれぞれ設定し、これらの局所範囲の輝度分散をそれぞれ算出し、前記カメラ画像と前記高解像度画像のぞれぞれの輝度分散を比較することにより、前記高解像度画像の品質を評価し、前記高解像度画像と、この高解像度画像の品質を評価した品質評価結果とを、前記検査対象を目視検査する検査員に提示することを特徴とするものである。

本発明に係る目視検査装置及び方法によれば、カメラによる検査対象の時系列の映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高い画素解像度の高解像度画像をソフト的に作成して検査員に提示するので、この高解像度画像を用いて検査員が検査対象を目視検査する際の検査の信頼性を向上できると共に、検査時間を短縮できる。また、前記高解像度画像の品質を定量的に評価して検査員に提示するので、高解像度画像を用いた検査の信頼性を保証することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係る目視検査装置における第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。この図１に示すように、目視検査装置１０は、検査対象１を撮影するために図示しない駆動装置に取り付けられたカメラ１１と、このカメラ１１の映像を取り込んでデジタル画像とする画像入力装置１２と、カメラ１１または検査対象１の移動（本実施形態ではカメラ１１の移動）を推定する移動推定装置１３と、カメラ１１の映像を取り込んだ画像入力装置１２からのデジタル画像から、カメラ１１の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する高解像度画像作成装置１４と、この高解像度画像作成装置１４が作成した高解像度画像の品質を評価する画像評価装置１５と、高解像度画像作成装置１４が作成した高解像度画像と画像評価装置１５が評価した高解像度画像の品質とを検査員に提示する画像出力装置１６とを有して構成される。

カメラ１１は駆動装置により、検査対象１に対して縦横に走査しながら検査対象１を撮影し、この撮影した映像が画像入力装置１２に出力される。画像入力装置１２では、入力されたカメラ１１の映像をデジタル変換し、このデジタル画像を移動推定装置１３と高解像度画像作成装置１４へカメラ画像として出力する。

移動推定装置１３は、画像入力装置１２から出力されたカメラ画像（デジタル画像）を逐次記録しておき、記録している以前の画像と、画像入力装置１２から出力された最新の画像とを画像処理して比較し、これら２枚の画像中におけるカメラ１１の走査運動（移動）を１画素以下のサブピクセル精度で推定する。推定方法として例えば、上述の２枚の画像を拡大処理することで画像の解像度を上げ、これら２枚の拡大画像を、輝度の分散に基づくブロックマッチング処理などにより比較することでカメラ１１の移動位置を推定する。図２は、ブロックマッチング処理の説明図である。

ブロックマッチング処理では、移動推定装置１３は、以前に保持していたカメラ画像を拡大処理した拡大画像１７Ａと、画像入力装置１２から出力された最新の画像を拡大処理した拡大画像１７Ｂとを用い、拡大画像１７Ｂにおいて、拡大画像１７Ａのカメラ１１の移動を拡大画像１７Ａの各画素で推定する。

具体的な処理方法は、拡大画像１７Ａのカメラ１１の移動位置を推定する画素１８を中心とした矩形ブロック１９を設定し、この矩形ブロック１９内の輝度の分散を求める。矩形ブロック１９内の輝度の分散があるしきい値以上である場合には、拡大画像１７Ｂに対してブロック走査２０を行い、輝度の差を用いた方法や輝度の相関を用いた方法などにより、輝度の分散が矩形ブロック１９に最も類似した位置を拡大画像１７Ｂにおいて求める。本処理で輝度の分散が矩形ブロック１９に最も類似していると判断した位置が、画素１８の拡大画像１７Ｂにおけるカメラ１１の移動推定位置となる。ブロックマッチング処理は、この処理を拡大画像１７Ａの全画素に対して実行する。

また、矩形ブロック１９内の輝度の分散があるしきい値未満の画素についてはブロックマッチング処理が実行されず、拡大画像１７Ｂにおけるカメラ１１の移動位置を推定できない。このようにブロックマッチング処理が実行されない画素については、ブロックマッチング処理が実行された周辺の画素の結果から、拡大画像１７Ｂにおけるカメラ１１の移動位置を推定する。

その方法の一例として、図３に示すように、カメラ１１の移動位置を推定する画素２１を囲む、ブロックマッチング処理が実行された最低３つの画素２２、２３、２４を検索する。次に、これらの検索した３つの画素２２、２３、２４により、画像の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とし、３つの画素２２、２３、２４の移動位置を推定したＸ軸及びＹ軸に対する推定位置の方向をＺ軸とした３次元空間を作成する。この３次元空間において、３つの画素２２、２３、２４のそれぞれについて移動が推定された推定位置２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを結ぶ仮想平面２５を計算で求める。そして、カメラ１１の移動位置を推定する画素２１の推定位置２１Ａがこの仮想平面２５上にあると仮定し、推定する画素２１のＸ軸及びＹ軸の位置から、カメラ１１の移動を推定する画素２１の推定位置２１Ａ（Ｚ軸の値）を計算する。この例では、３つの画素２２、２３、２４を用いた仮想平面２５を仮定したが、３つ以上の画素を利用して計算できる多項式の面でもよい。

上述のようにブロックマッチング処理の例では、輝度の分散の高い矩形ブロック１９についてのみ処理を実行する。輝度の分散が高いということは画像のテクスチャが特徴的であり、マッチング処理に適しているということである。逆に輝度の分散が低いということは、画像のテクスチャが一様であり特徴的でないためにマッチング処理を実行した結果の信頼性が低い可能性がある。このように各矩形ブロック１９についてのブロックマッチング処理の実行の是非を、輝度の分散に基づいて判断することで、信頼性の高いカメラ１１の移動位置の推定が可能となる。また、画像のテクスチャの特徴性を評価できる、輝度の分散以外の情報を用いてカメラ１１の移動位置を推定し判断してもよい。

尚、本実施形態では、カメラ１１の移動をカメラ１１の映像から推定する方法を説明したが、駆動装置の駆動情報と、検査対象１とカメラ１１間の物理的な情報とを用いて、カメラ１１の移動位置を幾何学的に推定する方法でもよい。

図１に示すように、高解像度画像作成装置１４は、画像入力装置１２から出力されたカメラ画像（デジタル画像）と、このカメラ画像に対応した移動推定装置１３からのカメラ１１の移動推定位置とを記録しておき、複数のカメラ画像をカメラ１１の移動推定位置に基づいて組み合わせて、カメラ１１の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する。

図４に高解像度画像の作成方法の一例を示す。カメラ画像２６Ａ、２６Ｂは、高解像度画像作成装置１４に記録している、画像入力装置１２からの画像（デジタル画像）を示している。また、高解像度画像２７は、この例では、画素解像度をカメラ画像２６Ａ、２６Ｂに対して２倍に設定している。カメラ画像２６Ａの画素２８Ａが、高解像度画像２７の１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂの座標の画素だとすると、カメラ画像２６Ｂの画素２８Ｂは、移動推定装置１３によるカメラ１１の位置推定結果を用いてカメラ画像２６Ａからの相対位置が計算され、高解像度画像２７における座標が計算される。この例では、カメラ画像２６Ｂの画素２８Ｂは、高解像度画像２７において座標２Ｂ、３Ｂ、２Ｃ、３Ｃの画素となる。

次に、高解像度画像２７の輝度を計算する。図４の例において、高解像度画像２７の座標２Ｂは、カメラ画像２６Ａの画素２８Ａとカメラ画像２６Ｂの画素２８Ｂが重なった座標であり、高解像度画像２７における座標２Ｂの画素の輝度は、画素２８Ａと画素２８Ｂの輝度から、例えば画素２８Ａと画素２８Ｂの平均輝度として設定される。本例では、高解像度画像の作成方法を２枚のカメラ画像２６Ａ、２６Ｂで説明したが、高解像度画像作成装置１４では、複数のカメラ画像を用いて高解像度画像が作成される。また、本例の処理で作成した高解像度画像２７は、平均輝度で作成しているために画像のコントラストが低いことが想定される。よって、高解像度画像作成装置１４では、次にコントラストを上げるコントラスト改善処理を実行する。

図５にコントラスト改善処理の説明図を示す。このコントラスト改善処理では、高解像度画像２７の画素２９のコントラストを上げる処理を例としたものであり、まず、画素２９を中央とする中央範囲３０と周辺範囲３１を設定する。この周辺範囲３１は、中央範囲３０よりも広い範囲でなければならない。図５では、中央範囲３０が３×３画素、周辺範囲が５×５画素で図示してある。中央範囲３０、周辺範囲３１の各々の平均輝度を求め、中央範囲３０の平均輝度αから周辺範囲３１の平均輝度βを差し引く。この差し引いた輝度（α−β）がプラスの場合には、中央範囲３０が周辺範囲３１よりも明るく、逆にマイナスの場合には中央範囲３０が周辺範囲３１よりも暗いことになる。本コントラスト改善処理では、この差し引いた輝度（α−β）を画素２９の輝度に加算することで、中央範囲３０が周辺範囲３１よりも明るい場合には、画素２９を更に明るくし、中央範囲３０が周辺範囲３１よりも暗い場合には、画素２９を更に暗くして、画素２９のコントラストを改善する。

このように、高解像度画像作成装置１４は、高解像度画像２７の画素２９の輝度を、まず、この高解像度画像２７作成のために用いた複数のカメラ画像２６Ａ、２６Ｂの画素２８Ａ、２８Ｂの輝度の平均値として求め、次に、この高解像度画像２７の画素２９を含む中央範囲３０と、この中央範囲３０を含む周辺範囲３１のぞれぞれの輝度の差（α−β）を前記平均値に加算して、高解像度画像２７の画素２９の輝度を決定する。

図１に示すように、画像評価装置１５は、高解像度画像作成装置１４が作成した高解像度画像に関して、カメラ１１の画素解像度よりも高い高解像度化が正常に行われたか否か、高解像度化による物体の視認性向上の度合いが適切か否かなど、高解像度画像の品質を評価する。

この画像評価装置１５による第１の評価方法について説明する。

図６は、画像評価装置１５の第１の評価方法の説明図であり、カメラ画像３２に対して高解像度画像３３の画素解像度を２倍に設定した例である。画像評価装置１５は、画像入力装置１２から出力されるカメラ画像３２と、高解像度画像作成装置１４が作成した高解像度画像３３とのそれぞれに局所範囲３４、３５を設定する。高解像度画像３３の局所範囲３５は、高解像度画像作成装置１４が高解像度画像３３を作成する際に使用した移動推定装置１３のカメラ１１の移動推定位置を用いて、カメラ画像３２の局所範囲３４の画素を高解像度化した位置と範囲に設定する。

次に、カメラ画像３２の局所範囲３４と、高解像度画像３３の局所範囲３５について、それぞれ輝度の分散を算出する。この算出したカメラ画像３２と高解像度画像３３のそれぞれの局所範囲３４、３５の輝度分散の比Ｆを次式（１）にて求める。
［数１］
Ｆ＝Ａ／Ｂ ……（１）
Ｆは、輝度分散の比であり、Ａが高解像度画像３３の局所範囲３５の輝度分散を、Ｂがカメラ画像３２の局所範囲３４の輝度分散をそれぞれ示している。通常、画像を高解像化すると、物体の輪郭や模様が良く見え視認性が向上することから輝度の分散は向上する。つまり、高解像度画像３３の輝度分散Ａが、カメラ画像３２の輝度分散Ｂよりも大きい場合には、高解像度画像３３の物体の視認性がカメラ画像３２よりも向上していると考えられる。よって、画像評価装置１５では、比Ｆが１を超える場合に画像の品質が向上していると評価し、比Ｆが１以下の場合には品質が向上されていないと評価する。

画像評価装置１５は、高解像度画像作成装置１４が高解像度画像３３を作成する際に使用した複数のカメラ画像３２の全画素に対して前記処理を実行し、比Ｆの平均値や、全評価数に対し比Ｆが１を超えている割合などの評価結果を画像出力装置１６に出力する。

次に、画像評価装置１５による第２の評価方法について説明する。

図７は、画像評価装置１５の第２の評価方法の説明図であり、カメラ画像３６に対して高解像度画像３７の画素解像度を２倍に設定した例である。画像評価装置１５は、高解像度画像作成装置１４が作成した高解像度画像３７をカメラ画像３６と同一の画素解像度に逆変換した、変換画像としての擬似カメラ画像３８を作成する。図７の説明図では、高解像度画像３７の画素解像度をカメラ画像３６の画素解像度に対して２倍に設定しているため、高解像度画像３７の横２画素×縦２画素がカメラ画像３６の１画素に相当する。

画像評価装置１５は、例えば高解像度画像３７における画素３９Ａ、画素３９Ｂ、画素３９Ｃ、画素３９Ｄの４画素の平均輝度を求め、この平均輝度を擬似カメラ画像３８の画素４０の輝度として出力する。画像評価装置１５では、前記処理における高解像度画像３７の４画素３９Ａ〜３９Ｄの組み合わせが重ならないように順次ずらしながら（本例では高解像度画像３７の画素解像度が２倍なので２画素ずらしながら）、擬似カメラ画像３８を作成する。

次に、画像評価装置１５は、カメラ画像３６と擬似カメラ画像３８とを比較することにより高解像度画像３７の画質の品質を評価する。カメラ画像３６と擬似カメラ画像３８との比較では、高解像度画像作成装置１４が高解像度画像３７を作成する際に使用した移動推定装置１３によるカメラ１１の移動推定位置から、カメラ画像３６と擬似カメラ画像３８が同一の位置になるように位置合せを行った後、両画像３６、３８間の差分処理により差分画像を求める。

高解像度画像３７が正しく作成されている場合には、カメラ画像３６と擬似カメラ画像３８の輝度差が０に近い値となる。このため、画像評価装置１５では、差分画像に対して任意のしきい値を設け、差分画像の平均輝度がしきい値以下の場合には、高解像度画像３７が正常に作成されていると評価し、しきい値を超える場合には高解像度画像３７が外部照明などの影響により正しく作成されていなと評価する。

画像評価装置１５は、擬似カメラ画像３８と、高解像度画像作成装置１４が高解像度画像３７を作成する際に使用した複数のカメラ画像３６との全てについて前記処理を実行し、差分画像の平均値などの評価結果を出力装置１０６へ出力する。

図１に示すように、画像出力装置１６は、高解像度画像作成装置１４にて作成した高解像度画像と、画像評価装置１５の評価結果を検査員に表示して提示する。

また、画像評価装置１５による高解像度画像の品質の評価は、検査対象１の検査時に逐次実施しても良く、または、検査対象１の検査実施前と検査実施後に実施し、検査中には実施しないことで、検査の効率化を向上させた手順としても良い。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。

（１）画像入力装置１２が、カメラ１１または検査対象１が移動することで得られたカメラ１１による検査対象１の時系列の映像をデジタル処理してデジタル画像（カメラ画像）を作成し、高解像画像作成装置１４が、これらのカメラ画像から、カメラ１１の画素解像度よりも高い画素解像度の画像をソフト的に作成して、画像出力装置１６を介し検査員に提示する。この結果、検査員が高解像度画像に基づいて検査対象１を目視検査することで、検査員による検査の信頼性を向上させることができると共に、狭い撮影範囲のカメラによる映像を用いて広範な検査範囲を検査する場合に比べ、検査時間を短縮できる。

（２）画像評価装置１５が、高解像度画像作成装置１４が作成した高解像度画像の品質を第１または第２の評価方法を用いて定量的に評価して、画像出力装置１６を介し検査員に提示するので、この高解像度画像を使用した検査の信頼性を保証することができる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図８、図９）
図８は、本発明に係る目視検査装置における第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

この第２の実施の形態における目視検査装置５０が前記実施の形態の目視検査装置１０と異なる点は、カメラ１１に対し独立して移動して検査対象１に既知の光模様を投影する光投影装置５１が追加して設けられ、この光投影装置５１が投影した光模様を高解像度画像の品質の評価に用いた点である。

つまり、光投影装置５１は、例えば幅が既知なライン状の光模様を検査対象１に投影する。カメラ１１は、図９に示すように、検査対象１と共に、光投影装置５１にて検査対象１に投影したライン状の光模様５２が１つの画像に収まるように撮影する。

画像評価装置１５は、高解像度画像作成装置１４にて作成された高解像度画像５３から画像処理により、検査対象１に投影したライン状の光模様５２を抽出し、この光模様５２において寸法が既知な箇所の寸法、例えばライン幅Ｗを計測する。次に、画像評価装置１５は、光模様５２において、既知の寸法（例えばライン幅Ｗ）と、高解像度画像５３から画像処理により計測した寸法（例えばライン幅Ｗ）とを比較し、計測精度を算出する。

通常、画像を高解像度化すると、物体の輪郭や模様を詳細に観察できることから計測精度が向上する。よって画像評価装置１５は、算出した計測精度の高低に基づいて高解像度画像５３の視認性の向上度合いや、高解像度画像５３が正しく作成されているか否かの高解像度画像５３の品質評価を行い、画像出力装置１６へ評価結果を出力する。

尚、本実施の形態では、画像評価装置１５において、光模様５２の既知の寸法と高解像度画像５３から計測した寸法とを比較したが、画像入力装置１２が作成したカメラ画像から同一の画像処理により光模様の寸法を計測し、このカメラ画像による計測精度と、高解像度画像５３による計測精度とを比較し、高解像度画像５３の計測精度がカメラ画像の計測精度に比べて高い場合に、視認性が向上し、高解像度画像５３が正しく作成できていると評価してもよい。

従って、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（３）を奏する。

（３）画像評価装置１５は、光投影装置５１が検査対象１に投影した光模様５２の既知の寸法（ライン幅Ｗ）と、高解像度画像作成装置１４にて作成された高解像度画像５３から抽出した上記光模様５２の寸法（ライン幅Ｗ）とを比較して計測精度を求め、この計測精度に基づいて高解像度画像５３の品質を評価する。従って、この場合には、この高解像度画像５３を正確に評価できるので、高解像画像５３を使用した検査信頼性の保証を確実化できる。

［Ｃ］第３の実施の形態（図１０、図１１）
図１０は、本発明に係る目視検査装置における第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

この第３の実施の形態における目視検査装置６０が前記第１の実施の形態の目視検査装置１０と異なる点は、検査対象１の近傍に寸法既知のテストピース６１が追加して設置され、このテストピース６１の映像を高解像度画像の品質の評価に用いた点である。

つまり、テストピース６１は、例えば幅が既知な線状ワイヤ６２を備え、検査対象１の近傍に設置される。カメラ１１は、図１１に示すように、検査対象１とテストピース６１とが１つの画像に収まるように撮影する。

画像評価装置１５は、高解像度画像作成装置１４にて作成された高解像度画像６３から画像処理によりテストピース６１を抽出し、その線状ワイヤ６２において寸法が既知な箇所の寸法、例えば線状ワイヤ６２の幅Ｘを計測する。次に、画像評価装置１５は、線状ワイヤ６２において、既知の寸法（例えばライン幅Ｘ）と、高解像度画像６３から画像処理により計測した寸法（例えばライン幅Ｘ）とを比較し、計測精度を算出する。

通常、画像を高解像度化すると、物体の輪郭や模様を詳細に観察できることから計測精度が向上する。よって画像評価装置１５は、算出した計測精度の高低に基づいて高解像度画像６３の視認性の向上度合いや、高解像度画像６３が正しく作成されているか否かの高解像度画像６３の品質の評価を行い、画像出力装置１６へ評価結果を出力する。

尚、本実施形態における図１１では、テストピース６１として１本の線状ワイヤ６２の場合を述べたが、幅が異なる複数本の線状ワイヤ６２を用い、画像評価装置１５が、各線状ワイヤ６２のワイヤ幅（大きさ）と計測精度の相関関係に基づいて、高解像度画像６３にて視認できる最小幅を算出するなど、高解像度画像６３の品質を詳細に評価してもよい。

従って、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）を奏する。

（４）画像評価装置１５は、テストピース６１の線状ワイヤ６２における既知の寸法（幅Ｘ）と、高解像画像作成装置１４にて作成された高解像度画像６３から抽出した上記線状ワイヤ６２の寸法（幅Ｘ）とを比較して計測精度を求め、この計測精度に基づいて高解像画像６３の品質を評価する。従って、この場合には、高解像度画像６３を正確に評価できるので、この高解像度画像６３を使用した検査信頼性の保証を確実化できる。

［Ｄ］第４の実施の形態（図１２）
図１２は、本発明に係る目視検査装置における第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。この第４の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

この第４の実施の形態における目視検査装置７０が前記第１の実施の形態の目視検査装置１０と異なる点は、図１に示す目視検査装置１０に対して、実施判断装置７１が追加して設けられ、この実施判断装置７１が画像評価装置１５の評価結果に基づいて、検査対象１の検査実施の可否を判断する点である。

つまり、高解像度画像作成装置１４は、作成した高解像度画像と、高解像度画像の作成に使用したカメラ画像を実施判断装置７１へ出力する。また、画像評価装置１５は、評価した高解像度画像の品質を実施判断装置７１へ出力する。実施判断装置７１では、画像評価装置１５による高解像度画像の品質の評価結果から、検査対象１の検査実施の可否を判断する。

この検査実施可否の判断方法としては、高解像度画像の品質に対してしきい値を設け、このしきい値を判断基準として検査対象１の検査実施の可否を決定する。つまり、実施判断装置７１は、高解像度画像の品質がしきい値以上となって検査が実施可能な場合には、高解像度画像を画像出力装置１６へ出力する。また、実施判断装置７１は、高解像度画像の品質がしきい値未満となって検査が実施不可の場合には、検査実施不可のメッセージを画像出力装置１６へ出力すると共に、画像出力装置１６への高解像度画像の出力を中止するか、もしくは、画像入力装置１２からのカメラ画像を画像出力装置１６へ出力する。

従って、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

（５）実施判断装置７１が、画像評価装置１５が評価した高解像度画像の品質の評価結果から、検査対象１の検査実施の可否を決定して検査員に提示することから、高解像画像の品質が低い（しきい値未満の）場合の検査対象１の検査を例えば中止することで、高解像度画像を用いた検査対象１の検査信頼性の保証を確実化できる。

本発明に係る目視検査装置における第１の実施の形態の構成を示すブロック図。 図１の移動推定装置が実施するブロックマッチング処理を説明する説明図で、（ａ）はその以前に保持していたカメラ画像を拡大して示す拡大画像図、（ｂ）はその最新のカメラ画像を拡大して示す拡大画像図。 図１の移動推定装置が実施するカメラの移動位置を推定する説明図。 図１の高解像度画像作成装置が実施する高解像度画像の作成方法を説明する説明図で、（ａ）はそのカメラ画像を示す画像図、（ｂ）はその他のカメラ画像を示す画像図、（ｃ）はその高解像度画像を示す画像図。 図１の高解像度画像作成装置が実施するコントラスト改善方法を説明する説明図。 図１の画像評価装置が実施する高解像度画像の第１の評価方法を説明する説明図で、（ａ）はそのカメラ画像を示す画像図、（ｂ）はその高解像度画像を示す画像図。 図１の画像評価装置が実施する高解像度画像の第２の評価方法を説明する説明図で、（ａ）はそのカメラ画像を示す画像図、（ｂ）はその高解像度画像を示す画像図、（ｃ）はその模擬カメラ画像を示す画像図。 本発明に係る目視検査装置における第２の実施の形態の構成を示すブロック図。 図８の画像評価装置が実施する高解像度画像の評価方法を説明する説明図。 本発明に係る目視検査装置における第３の実施の形態の構成を示すブロック図。 図１０の画像評価装置が実施する高解像度画像の評価方法を説明する説明図。 本発明に係る目視検査装置における第４の実施の形態の構成を示すブロック図。

符号の説明

１ 検査対象
１０ 目視検査装置
１１ カメラ
１２ 画像入力装置
１３ 移動推定装置
１４ 高解像度画像作成装置
１５ 画像評価装置
１６ 画像出力装置
１７Ａ、１７Ｂ 拡大画像
２６Ａ、２６Ｂ、３２、３６ カメラ画像
２７、３３、３７ 高解像度画像
３０ 中央範囲
３１ 周辺範囲
３４、３５ 局所範囲
３８ 擬似カメラ画像
５０ 目視検査装置
５１ 光投影装置
５２ 光模様
５３ 高解像度画像
６０ 目視検査装置
６１ テストピース
６２ 線状ワイヤ
６３ 高解像度画像
７０ 目視検査装置
７１ 実施判断装置
Ａ、Ｂ 輝度分散

Claims (13)

1. 検査対象を撮影するカメラと、
   前記カメラまたは前記検査対象の移動を推定する移動推定装置と、
   前記カメラが撮影した映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する高解像度画像作成装置と、
   この高解像度画像作成装置が作製した前記高解像度画像の品質を評価する画像評価装置と、
   前記高解像度画像を、この高解像度画像の品質評価結果と共に、前記検査対象を目視検査する検査員に提示する画像出力装置と、を有し、
   前記画像評価装置は、前記高解像度画像作成装置が作成した前記高解像度画像と、前記カメラが撮影した映像をデジタル処理して得られたカメラ画像とに局所範囲をそれぞれ設定し、これらの局所範囲の輝度分散をそれぞれ算出し、前記カメラ画像と前記高解像度画像のぞれぞれの輝度分散を比較することにより、前記高解像度画像の品質を評価するよう構成されたことを特徴とする目視検査装置。
2. 検査対象を撮影するカメラと、
   前記カメラまたは前記検査対象の移動を推定する移動推定装置と、
   前記カメラが撮影した映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する高解像度画像作成装置と、
   この高解像度画像作成装置が作製した前記高解像度画像の品質を評価する画像評価装置と、
   前記高解像度画像を、この高解像度画像の品質評価結果と共に、前記検査対象を目視検査する検査員に提示する画像出力装置と、を有し、
   前記画像評価装置は、前記高解像度画像作成装置が作成した前記高解像度画像を、前記カメラが撮影した映像をデジタル処理して得られたカメラ画像と同一の解像度に逆変換して変換画像を作成し、この変換画像と前記カメラ画像とを比較することにより、高解像度画像の品質を評価するよう構成されたことを特徴とする目視検査装置。
3. 検査対象を撮影するカメラと、
   前記カメラまたは前記検査対象の移動を推定する移動推定装置と、
   前記カメラが撮影した映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する高解像度画像作成装置と、
   この高解像度画像作成装置が作製した前記高解像度画像の品質を評価する画像評価装置と、
   前記高解像度画像を、この高解像度画像の品質評価結果と共に、前記検査対象を目視検査する検査員に提示する画像出力装置と、を有し、
   前記検査対象に模様を投影する投影装置をさらに備え、前記画像評価装置は、前記投影装置が前記検査対象に投影した模様を、前記高解像度画像作成装置が作成した前記高解像度画像から計測して求めた精度に基づいて、前記高解像度画像の品質を評価するよう構成されたことを特徴とする目視検査装置。
4. 検査対象を撮影するカメラと、
   前記カメラまたは前記検査対象の移動を推定する移動推定装置と、
   前記カメラが撮影した映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成する高解像度画像作成装置と、
   この高解像度画像作成装置が作製した前記高解像度画像の品質を評価する画像評価装置と、
   前記高解像度画像を、この高解像度画像の品質評価結果と共に、前記検査対象を目視検査する検査員に提示する画像出力装置と、を有し、
   前記検査対象の近傍に配置される既知寸法のテストピースをさらに備え、前記画像評価装置は、前記テストピースの寸法を、前記高解像度画像作成装置が作成した前記高解像度画像から計測して求めた精度に基づいて、前記高解像度画像の品質を評価するよう構成されたことを特徴とする目視検査装置。
5. 前記移動推定装置は、前記カメラが撮影した複数の映像をそれぞれデジタル処理して得られた複数のカメラ画像のうち、以前の画像と最新の画像を求め、これらの画像を拡大処理した拡大画像を、輝度の分散に基づくブロックマッチング処理にて比較することで、前記カメラまたは前記検査対象の移動位置を推定するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の目視検査装置。
6. 前記高解像度画像作成装置は、前記カメラが撮影した複数の映像をそれぞれデジタル処理して得られた複数のカメラ画像を、移動推定装置が推定した前記カメラまたは前記検査対象の移動推定位置に基づいて組み合わせて高解像度画像を作成するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の目視検査装置。
7. 前記高解像度画像作成装置は、前記高解像度画像の画素の輝度を、この高解像度画像作成のために用いた複数のカメラ画像の画素の輝度の平均値として求め、この高解像度画像の前記画素を含む中央範囲と、この中央範囲を含む周辺範囲のぞれぞれの輝度の差を前記平均値に加算して、前記高解像度画像の前記画素の輝度を決定するよう構成されたことを特徴とする請求項６に記載の目視検査装置。
8. 前記画像評価装置は、前記高解像度画像作成装置が作成した高解像度画像の品質の評価を、検査対象の検査時に逐次、または検査実施の前後に実施するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の目視検査装置。
9. 前記高解像度画像作成装置が作成した高解像度画像の品質を画像評価装置が評価した評価結果から、前記検査対象の検査実施の可否を判断する実施判断装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の目視検査装置。
10. 検査対象を撮影したカメラの映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成し、
    この高解像度画像と、前記カメラが撮影した映像をデジタル処理して得られたカメラ画像とに局所範囲をそれぞれ設定し、これらの局所範囲の輝度分散をそれぞれ算出し、前記カメラ画像と前記高解像度画像のぞれぞれの輝度分散を比較することにより、前記高解像度画像の品質を評価し、
    前記高解像度画像と、この高解像度画像の品質を評価した品質評価結果とを、前記検査対象を目視検査する検査員に提示することを特徴とする目視検査方法。
11. 検査対象を撮影したカメラの映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成し、
    この高解像度画像を、前記カメラが撮影した映像をデジタル処理して得られたカメラ画像と同一の解像度に逆変換して変換画像を作成し、この変換画像と前記カメラ画像とを比較することにより、高解像度画像の品質を評価し、
    前記高解像度画像と、この高解像度画像の品質を評価した品質評価結果とを、前記検査対象を目視検査する検査員に提示することを特徴とする目視検査方法。
12. 検査対象に模様を投影する投影装置を用意し、
    前記検査対象を撮影したカメラの映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成し、
    前記投影装置が前記検査対象に投影した模様を前記高解像度画像から計測して求めた精度に基づいて前記高解像度画像の品質を評価し、
    前記高解像度画像と、この高解像度画像の品質を評価した品質評価結果とを、前記検査対象を目視検査する検査員に提示することを特徴とする目視検査方法。
13. 検査対象の近傍に配置される既知寸法のテストピースを用意し、
    前記検査対象を撮影したカメラの映像から、このカメラの映像の画素解像度よりも高解像度な高解像度画像を作成し、
    前記テストピースの寸法を前記高解像度画像から計測して求めた精度に基づいて前記高解像度画像の品質を評価し、
    前記高解像度画像と、この高解像度画像の品質を評価した品質評価結果とを、前記検査対象を目視検査する検査員に提示することを特徴とする目視検査方法。

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