JP5217841B2 - 画像処理装置および画像上の欠陥検出に係るパラメータの設定を支援する方法 - Google Patents

Description

この発明は、被測定物を撮像して得られる画像に基づいて、被測定物の欠陥を検出可能な画像処理装置および当該欠陥検出に係るパラメータの設定を支援する方法に関し、特に有益なユーザインターフェイスに関するものである。

ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、ワークなどの被測定物に生じる欠陥などを光学的に検出する装置として、いわゆる視覚センサが実用化されている。

このような欠陥は、多くの場合、ワークを撮像して得られる画像の情報に基づいて算出される欠陥度に基づいて判定される。算出される欠陥度の絶対値は、対象となるワークの背景色や質感、および欠陥として現れる内容などに応じて変化する。そのため、これらの欠陥度に基づいて欠陥の有無を判断するための判定基準は、対象のワークなどに応じてばらつくことが多い。そのため、対象とするワークや撮像環境などに応じて、欠陥検出に係るパラメータを適切に設定する必要がある。この欠陥検出に係るパラメータとしては、欠陥度を算出するための各種設定値や算出された欠陥度を判定するための判定値などがある。

従来、このような欠陥検出に係るパラメータは、その処理内容を熟知した経験者が試行錯誤しながら決定していた。そのため、経験の少ないユーザが、このような欠陥検出に係るパラメータを適切に設定することは容易ではなかった。

このような状況を鑑みて、特開２００６−７８３８０号公報（特許文献１）には、平均濃度に基づいて決定した欠陥レベルの分布を二次元又は三次元の表現形式で表示する欠陥装置の表示方法が開示されている。
特開２００６−７８３８０号公報

上述の特開２００６−７８３８０号公報（特許文献１）に開示された表示方法によれば、欠陥レベルの分布を把握することができるものの、たとえば、欠陥度を判定するための判定値（しきい値）に対する余裕度などを直感的に把握することができない。また、欠陥レベルに応じた色相環でモニタ表示されると、対象のワークの撮像画像と同時に視認することができず、使い勝手が悪いという課題がある。

そこで、この発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、その目的は、欠陥検出に係るパラメータを容易に設定できる画像処理装置および当該パラメータの設定を支援する方法を提供することである。

この発明のある局面に従う画像処理装置は、表示部と、被測定物を撮像するための撮像部と、撮像部によって得られた入力画像に設定される計測領域に含まれる複数の評価点もしくは評価領域の各々について欠陥度を算出する欠陥度算出手段と、計測領域の所定の方向を第１の方向として、当該計測領域内にあって、第１の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の第１軸について、各軸上での欠陥度の最大値を示した第１プロファイルを算出するプロファイル算出手段と、表示部上で計測領域に近接した位置に第１プロファイルを表示する表示制御手段とを含む。表示制御手段は、欠陥度を判定するための判定値を第１および第２プロファイルとそれぞれ対応付けて表示する。

好ましくは、プロファイル算出手段は、さらに、第１の方向とは異なる方向を第２の方向として、計測領域内にあって、第２の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の第２軸について、各軸上での欠陥度の最大値を示した第２プロファイルを算出し、表示制御手段は、表示部上で計測領域に近接した位置に第２プロファイルを表示する。

さらに好ましくは、表示制御手段は、計測領域のそれぞれ第２軸および第１軸に対応付けて、第１プロファイルおよび第２プロファイルをそれぞれ表示する。

さらに好ましくは、計測領域は、矩形状であり、表示制御手段は、計測領域の一方の辺と対応付けて第１プロファイルを表示し、計測領域の他方の辺と対応付けて第２プロファイルを表示する。

好ましくは、画像処理装置は、計測領域内の指定点を受付ける第１入力手段をさらに含み、表示制御手段は、指定点を通る第１軸方向の欠陥度のプロファイルを第１プロファイルと対応付けて表示し、指定点を通る第２軸方向の欠陥度のプロファイルを第２プロファイルと対応付けて表示する。

好ましくは、表示制御手段は、入力画像を表示部に表示するとともに、計測領域を入力画像上に重ねて表示する。

好ましくは、画像処理装置は、欠陥度の算出に用いられるパラメータを受付ける第２入力手段をさらに含み、欠陥度算出手段は、パラメータが変更される毎に、複数の評価点もしくは評価領域の各々についての欠陥度を再算出し、表示制御手段は、再算出される欠陥度に基づいて、第１および第２プロファイルの表示を更新する。

好ましくは、画像処理装置は、計測領域の設定を受付ける第３入力手段をさらに含む。
さらに好ましくは、第３入力手段は、矩形状、円弧状、任意形状のいずれかを計測領域として受付ける。

好ましくは、欠陥度算出手段は、第１軸および第２軸のうちいずれか一方の方向に沿って欠陥度を算出可能である。

この発明の別の局面に従えば、画像上の欠陥検出に係るパラメータの設定を支援する方法を提供する。支援する方法は、被測定物を撮像することで得られた入力画像を表示するステップと、入力画像に設定される計測領域に含まれる複数の評価点もしくは評価領域の各々について欠陥度を算出するステップと、計測領域の所定の方向を第１の方向として、当該計測領域内にあって、第１の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の第１軸について、各軸上での欠陥度の最大値を示した第１プロファイル算出するステップと、欠陥度を判定するための判定値を受付けるステップと、計測領域に近接した位置に第１プロファイルを表示するステップとを含む。第１プロファイルを表示するステップは、判定値を第１プロファイルと対応付けて表示するステップと、判定値が更新された場合に、第１プロファイルに対応付けられた判定値の表示を更新するステップとを含む。

この発明のある局面によれば、経験の少ないユーザであっても、欠陥検出に係るパラメータを容易に設定できる。

この発明の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。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜全体装置構成＞
図１は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１の全体構成を示す概略図である。本実施の形態に従う画像処理装置１は、典型的に、視覚センサとして機能する。

図１を参照して、画像処理装置１は、代表的に生産ラインなどに組込まれ、被測定物（以下「ワーク」とも称す。）を光学的に処理することができる。この光学的な処理には、ワーク表面の欠陥検出が含まれる。

一例として、本実施の形態においては、ワーク２は、ベルトコンベヤなどの搬送機構６によって搬送され、搬送されたワーク２は、撮像部８によって逐次撮像される。撮像部８によって撮像された画像データ（以下「入力画像」とも称す。）は、画像処理装置として機能するコンピュータ１００へ伝送される。なお、入力画像としては、カラー画像であってもよいし、モノクロ（グレイスケール）画像であってもよい。

ワーク２が撮像部８の撮像範囲に到達したことは、搬送機構６の両端に配置された光電センサによって検出される。具体的には、光電センサは、同一の光軸上に配置された受光部４ａと投光部４ｂとからなり、投光部４ｂから放射される光がワーク２で遮蔽されることを受光部４ａで検出することによって、ワーク２の到達を検出する。なお、搬送機構６の制御自体は、図示しないＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などによって制御される。

撮像部８は、上述した光電センサによってワーク２の到着が検出されると、これに応じてワーク２の撮像を開始する。あるいは、連続的に撮像を行っておき、ワーク２の到着が検出されたタイミングで、後述するワーク２の欠陥検出やその他の検査・計測を開始するようにしてもよい。

一例として、撮像部８は、レンズなどの光学系に加えて、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）やＣＩＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）センサといった、複数の画素に区画された撮像素子を含んで構成される。各画素に対応する撮像素子は、入射する光に対して１つまたは複数の分光感度を有している。

コンピュータ１００は、ＦＤ（Flexible Disk）駆動装置１１１およびＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory)駆動装置１１３を搭載するコンピュータ本体１０１と、モニタ１０２と、キーボード１０３と、マウス１０４とを含む。そして、コンピュータ本体１０１は、予め格納されたプログラムを実行することで、本実施の形態に従う画像上の欠陥検出に係るパラメータの設定を支援する方法を提供する。

＜ハードウェア構成＞
図２は、この発明の実施の形態に従うコンピュータ１００のハードウェア構成を示す概略構成図である。

図２を参照して、コンピュータ本体１０１は、図１に示すＦＤ駆動装置１１１およびＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１１３に加えて、相互にバスで接続された、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５と、メモリ１０６と、固定ディスク１０７と、カメラインターフェイス部１０９と、ＰＬＣインターフェイス部１１５と、センサインターフェイス部１１７とを含む。

ＦＤ駆動装置１１１にはＦＤ１１２が装着可能であり、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１１３にはＣＤ−ＲＯＭ１１４が装着可能である。上述したように、本実施の形態に従う画像処理装置は、ＣＰＵ１０５がメモリ１０６などのコンピュータハードウェアを用いて、プログラムを実行することで実現される。一般的に、このようなプログラムは、ＦＤ１１２やＣＤ−ＲＯＭ１１４などの記録媒体に格納されて、またはネットワークなどを介して流通する。そして、このようなプログラムは、ＦＤ駆動装置１１１やＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１１３などにより記録媒体から読取られて、記憶装置である固定ディスク１０７に一旦格納される。さらに、固定ディスク１０７からメモリ１０６に読出されて、ＣＰＵ１０５により実行される。

ＣＰＵ１０５は、プログラムされた命令を逐次実行することで、各種の演算を実施する演算処理部である。メモリ１０６は、ＣＰＵ１０５でのプログラム実行に応じて、各種の情報を一時的に格納する。

カメラインターフェイス部１０９は、コンピュータ本体１０１と撮像部８との間のデータ通信を仲介する。カメラインターフェイス部１０９は、画像バッファを含むことが好ましい。画像バッファは、撮像部８で撮像され逐次伝送される入力画像データを一旦蓄積し、１回の撮像分の入力画像データが蓄積されると、その蓄積されたデータをメモリ１０６または固定ディスク１０７へ転送する。

ＰＬＣインターフェイス部１１５は、コンピュータ本体１０１と図示しないＰＬＣとの間のデータ通信を仲介するための装置である。また、センサインターフェイス部１１７は、上述した光電センサなどからの検出信号を受信して、ＣＰＵ１０５へ伝達する。

固定ディスク１０７は、ＣＰＵ１０５が実行するプログラムや入力画像データなどを格納する不揮発性の記憶装置である。

コンピュータ本体１０１に接続されるモニタ１０２は、ＣＰＵ１０５が出力する情報を表示するための表示部であって、一例としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などから構成される。

マウス１０４は、クリックやスライドなどの動作に応じたユーザからの指令を受付ける。キーボード１０３は、入力されるキーに応じたユーザからの指令を受付ける。

また、コンピュータ１００には、必要に応じて、プリンタなどの他の出力装置が接続されてもよい。

＜動作モード＞
本実施の形態に従う画像処理装置１は、ワーク２を撮像することで得られる入力画像に対して、欠陥度を算出し、欠陥の存在する領域の有無や位置を判定する「稼動モード」と、ワーク２についての欠陥検出に係るパラメータの設定を行なうための「設定モード」とを選択することが可能である。ユーザは、「設定モード」において、モニタ１０２に表示される入力画像およびプロファイル（後述する）を参照しながら欠陥検出に係るパラメータを設定する。なお、「設定モード」では、他の各種パラメータが設定可能に構成してもよい。

＜欠陥度の算出処理＞
まず、図３を参照して、本実施の形態に従う欠陥度の算出処理について説明する。

本実施の形態に従う画像処理装置１では、代表的に、特許第３３１２１５７号に記載の欠陥度の算出方法に準じた方法を用いる。なお、当然のことながら、欠陥度の算出方法は、上記特許第３３１２１５７号に記載の方法に限られず、公知のさまざまな方法を適用することができる。

本実施の形態に従う画像処理装置１では、撮像部８がワークを撮像することによって得られる入力画像への計測領域の設定を受付け、さらにこの計測領域に含まれる複数の評価点もしくは評価領域の各々について欠陥度を算出する。

図３は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１における欠陥度の算出処理の概略を説明するための図である。なお、図３は、入力画像ＩＭＧの一部を模式的に示している。また、紙面横方向をＸ軸とし、紙面縦方向をＹ軸とし、紙面左上を原点（ゼロ）とする。

図３を参照して、入力画像ＩＭＧに設定された計測領域内に、複数のエレメント２０２，２０４，２０６，２０８，２１０が設定される。エレメント２０２〜２１０の各々は、対応する評価点を中心とする単位領域に相当し、少なくとも１つの画素を含む。

たとえば、エレメント２０２は、座標（ｘ（ｉ），ｙ（ｉ））に位置する評価点に対応して設定されたものであり、座標（ｘ（ｉ），ｙ（ｉ））を中心として、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ設定されたエレメントサイズに応じた大きさを有する。その他のエレメントについても同様である。

エレメント２０２〜２１０の各々は、対応する評価点における代表値を算出するための評価領域となる。すなわち、各評価点における代表値は、当該評価点を中心として設定されたエレメントに含まれる画素の濃度や輝度といった色情報に基づいて算出される。より具体的には、各評価点における代表値は、対応するエレメントに含まれるそれぞれの画素が有する濃度の平均値を用いることができる。あるいは、それぞれの画素が有する濃度の重付き平均値、分散値、最頻値、中央値などを用いることもできる。さらに、各エレメントに含まれる画素の数が互いに等しい場合には、平均値に代えて合計値（総和値）を用いることもできる。

一般的に、ワーク表面に発生する欠陥は、他の欠陥が発生していない部分に比較して、濃度などの色属性が異なる。そのため、隣接するエレメント間でそれぞれの代表値を比較することで、他の領域とは異なる色属性を有する領域、すなわち欠陥を含む領域を見つけることができる。

たとえば、エレメント２０２とエレメント２０４との間の代表値に相対的に大きな差が存在し、かつエレメント２０２とエレメント２０６との間の代表値にも相対的に大きな差が存在するとした場合には、エレメント２０２に相当する領域の色属性がエレメント２０４および２０６の領域の色属性と異なっていると判断できる。すなわち、この場合には、エレメント２０２に欠陥の存在する領域が含まれていることになる。

なお、代表値として濃度を用いた場合には、「欠陥」として、「白欠陥度」および「黒欠陥度」を考えることができる。この「白欠陥度」は、算出対象のエレメント（評価点）が他の領域に比較して「明」過ぎる度合いを示すものである。一方、「黒欠陥度」は、算出対象のエレメント（評価点）が他の領域に比較して「暗」過ぎる度合いを示すものである。

さらに、このような欠陥度の算出にあたり、算出対象のエレメントと比較するエレメントをどの方向から選択するかについてもユーザが任意に設定することが可能である。たとえば、Ｘ軸方向に隣接するエレメント間で評価を行なう場合には、エレメント２０２とエレメント２０４および２０６とをそれぞれ比較することになり、一方、Ｙ軸方向に隣接するエレメント間で評価を行なう場合には、エレメント２０２とエレメント２０８および２１０とをそれぞれ比較することになる。あるいは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に隣接するエレメント間で評価を行なう場合には、エレメント２０２とエレメント２０８，２１０，２１２，２１４とをそれぞれ比較することになる。さらに、上述した方法に代えて、斜め方向に隣接するエレメント間で比較を行なってもよい。

上述した欠陥度（黒欠陥度Ｂ（ｉ，ｊ）および白欠陥度Ｗ（ｉ，ｊ））の算出処理を、各評価点における代表値をＡ（ｉ，ｊ）として数式で示すと、以下のようになる。なお、ｍｉｎ［］は、［］内の要素のうち、最も小さいものを出力する関数であり、比較されるエレメント間のＸ軸上の比較間隔はαであり、比較されるエレメント間のＹ軸上の比較間隔はβであるとする。
（１）Ｘ軸方向のみで評価する（欠陥検出方向がＸ軸方向のみの）場合
B(i,j)=min[{A(x(i+α),y(j))-A(x(i),y(j))},{A(x(i-α),y(j))-A(x(i),y(j))}]
W(i,j)=min[{A(x(i),y(j))-A(x(i+α),y(j))},{A(x(i),y(j))-A(x(i-α),y(j))}]
（２）Ｙ軸方向のみで評価する（欠陥検出方向がＹ軸方向のみの）場合
B(i,j)=min[{A(x(i),y(j+α))-A(x(i),y(j))},{A(x(i),y(j-α))-A(x(i),y(j))}]
W(i,j)=min[{A(x(i),y(j))-A(x(i),y(j+α))},{A(x(i),y(j))-A(x(i),y(j-α))}]
（３）Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方で評価する（欠陥検出方向がＸ軸方向およびＹ軸方向の）場合
B(i,j)=min[{A(x(i+α),y(j))-A(x(i),y(j))},{A(x(i-α),y(j))-A(x(i),y(j))},
{A(x(i),y(j+α))-A(x(i),y(j))},{A(x(i),y(j-α))-A(x(i),y(j))}]
W(i,j)=min[{A(x(i),y(j))-A(x(i+α),y(j))},{A(x(i),y(j))-A(x(i-α),y(j))},
{A(x(i),y(j))-A(x(i),y(j+α))},{A(x(i),y(j))-A(x(i),y(j-α))}]
なお、上述した数式を実装する場合には、演算量を低減する観点から、以下のように変形して実装することが好ましい。
（１）Ｘ軸方向のみで評価する（欠陥検出方向がＸ軸方向のみの）場合
B(i,j)=min[A(x(i+α),y(j)),A(x(i-α),y(j))]-A(x(i),y(j))
W(i,j)=A(x(i),y(j))-min[A(x(i+α),y(j)),A(x(i-α),y(j))]
（２）Ｙ軸方向のみで評価する（欠陥検出方向がＹ軸方向のみの）場合
B(i,j)=min[A(x(i),y(j+α)),A(x(i),y(j-α))]-A(x(i),y(j))
W(i,j)=A(x(i),y(j))-min[A(x(i),y(j+α)),A(x(i),y(j-α))]
（３）Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方で評価する（欠陥検出方向がＸ軸方向およびＹ軸方向の）場合
B(i,j)=min[A(x(i+α),y(j)),A(x(i-α),y(j)),A(x(i),y(j+α)),A(x(i),y(j-α))]
-A(x(i),y(j))
W(i,j)=A(x(i),y(j)
-min[A(x(i+α),y(j)),A(x(i-α),y(j)),A(x(i),y(j+α)),A(x(i),y(j-α))]
なお、計測領域の端部に位置するエレメントは、比較すべきエレメントが計測領域内に存在しない場合もある。このような場合には、隣接する他のエレメントに基づいて補間してもよいし、計測領域外の画素から比較対象とするエレメントを生成してもよい。

＜欠陥検出に係るパラメータ＞
上述したように、本実施の形態に従う欠陥度の算出手順によれば、欠陥検出方向をＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれか一方、もしくは両方にするのかといった設定、ならびにエレメント間の比較間隔が欠陥度を算出するためのパラメータとして必要である。さらに、入力画像ＩＭＧにエレメントをどのような頻度で設定するか、言い換えれば、入力画像ＩＭＧにおいて、評価点をどのような間隔で設定するかについてのパラメータも必要である。

本実施の形態に従う画像処理装置１では、入力画像ＩＭＧに設定される各エレメントの大きさをユーザが任意に設定可能である。すなわち、図４に示すように、各エレメントのＸ軸方向の大きさであるエレメントサイズＳｘ、および各エレメントのＹ軸方向の大きさであるエレメントサイズＳｙを任意に設定できる。

さらに、入力画像ＩＭＧの計測領域内に設定されるエレメントの作成間隔についても、任意に設定可能である。すなわち、図４に示すように、エレメントを作成するＸ軸方向の間隔であるエレメント作成間隔Ｄｘ、およびエレメントを作成するＹ軸方向の間隔であるエレメント作成間隔Ｄｙを任意に設定できる。

図５に示すように、エレメント作成間隔（ＤｘおよびＤｙ）は、欠陥度を算出するためのエレメント間の比較間隔とは独立に設定できる。但し、比較対象のエレメントが比較間隔だけ離れた位置に設定されていなければならないので、Ｘ軸上の比較間隔αおよびＹ軸上の比較間隔βは、それぞれエレメント作成間隔ＤｘおよびＤｙの定数倍であることが好ましい。

上述したように、本実施の形態に従う欠陥検出に係るパラメータについてまとめると、以下のようになる。

（ａ）エレメントサイズＳｘ，Ｓｙ：各エレメントの大きさ（画素数）を示す数値
（ｂ）エレメント作成間隔Ｄｘ，Ｄｙ：エレメントを設定する間隔（画素数）を示す数値
（ｃ）比較間隔α，β：欠陥度を算出するために比較されるエレメントの間の距離（エレメント数）を示す数値
（ｄ）欠陥検出方向：各評価点における欠陥度を算出するために隣接するエレメントを比較する方向（Ｘ軸のみ、Ｙ軸のみ、Ｘ軸およびＹ軸、斜め方向）を示す属性値
（ｅ）欠陥色：白欠陥および黒欠陥のうち、算出すべきものを示す属性値
（ｆ）欠陥度判定値：算出された欠陥度と比較することで、対応するエレメントに欠陥が存在するか否かを判定するための判定値を示す数値
なお、本実施の形態に従う欠陥度の算出方法を採用する場合には、エレメントサイズは、検出すべき欠陥のサイズと同程度に設定することが好ましい。これは、エレメントサイズの単位で代表値が算出されるためであり、適切なエレメントサイズを設定することで、欠陥に対する検出性能を高めることができる。

また、エレメント作成間隔は、その値が小さくなるほど、入力画像に設定されるエレメントの数が増加することを意味する。そのため、エレメント作成間隔は小さいほど、欠陥に対する検出性能を高くできるが、１つの入力画像に対してより多くの処理時間が必要となる。そのため、必要な検出精度と許容される処理時間（タクトタイムなど）とのバランスを考慮して、エレメント作成間隔は決定される。

また、比較間隔は、その値が大きくなるほど、欠陥の検出性能が高まるが、入力画像に表れるわずかな濃度変化を欠陥として誤検出する可能性も増加する。

＜欠陥度の算出処理の別形態＞
上述の欠陥度の算出処理では、Ｘ軸およびＹ軸として、互いに直交する座標系を採用する構成について例示した。これに代えて、円周方向および半径方向からなる座標系を採用してもよい。このような座標系を採用することで、円弧状の計測領域が設定された場合にも、欠陥度を適切に算出できる。

図６は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１における欠陥度の算出処理の概略を説明するための図である。

図６を参照して、入力画像ＩＭＧに対して、円弧状（中心部をくり抜かれた扇形状）の計測領域が設定されているものとする。このような計測領域に対して、円周方向をＸ軸とし、半径方向をＹ軸とする。そして、この計測領域に対して、Ｘ軸方向（円周方向）にエレメントサイズＳｘ（角度あるいは画素）の大きさをもち、かつＹ軸方向（半径方向）にエレメントサイズＳｙ（画素あるいは計測領域の半径長さに対する比率）の大きさをもつ、エレメントが設定される。

この図６に示すような座標系を採用した場合にも、上述した図３と同様に、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に隣接するエレメント間で代表値をそれぞれ比較することで、欠陥度が算出される。たとえば、エレメント２１２についての欠陥度を算出する場合には、エレメント２１２と円周方向に隣接するそれぞれエレメント２１４および２１６との比較、およびエレメント２１２と半径方向に隣接するそれぞれエレメント２１８および２２０との比較の少なくとも一方が行なわれる。その他の処理については、図３を用いて説明した内容と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

このように、欠陥度の算出には、直交座標系だけではなく、円筒座標系を用いてもよい。

＜ユーザインターフェイスの概要＞
本実施の形態に従う画像処理装置１では、計測領域のＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルをそれぞれモニタ１０２に表示する。これらのプロファイルは、計測領域のそれぞれＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度の最大値を示す。すなわち、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイルは、Ｘ軸の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の軸（これらの軸の延伸方向はＹ軸方向）について、各軸上での欠陥度の最大値の分布を示す。同様に、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイルは、Ｙ軸の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の軸（これらの軸の延伸方向はＸ軸方向）について、各軸上での欠陥度の最大値の分布を示す。

言い換えれば、これらのプロファイルは、計測領域に含まれる各評価点についての欠陥度の三次元的なプロットを、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれの側面から観察した場合のピーク（稜線）を示す断面図に相当する。さらに、本実施の形態に従う画像処理装置１では、これらの欠陥度を判定するための判定値がそれぞれのプロファイルに対応付けて表示される。そのため、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれの局面において、対応する判定値（しきい値）に対して、欠陥度のピークにどの程度の余裕度が存在するのかを一見して把握することができる。

したがって、ユーザは、このようなプロファイルを参照しながら、欠陥検出に係るパラメータを設定することができる。そのため、経験の少ないユーザであっても、欠陥検出に係るパラメータを適切に設定することができる。

図７は、この発明の実施の形態に従うプロファイルの算出処理を説明するための図である。

図７を参照して、上述した欠陥度の算出処理によって、入力画像に設定されたエレメントに対応する評価点の各々について、欠陥度（白欠陥度および黒欠陥度）が得られる。なお、図７には、計測領域に含まれる各評価点について、白欠陥度Ｗ（ｉ，ｊ）｛１≦ｉ≦ｎ；１≦ｊ≦ｍ｝を算出した場合を例示する。

この白欠陥度の分布に対して、まず、Ｘ軸に沿ったプロファイルの算出処理について説明する。

Ｘ軸に沿ったプロファイルは、Ｘ軸上の各線分上における欠陥度の最大値を示す。たとえば、Ｘ軸上の座標＝「１」に対応する欠陥度の最大値Ｐｘ（１）は、以下のように算出される。

Px(1)=max{W(1,1),W(1,2), ... ,W(1,m)}
以下同様にして、Ｘ軸上の各点における欠陥度の最大値Ｐｘ（２）〜Ｐｘ（ｎ）がそれぞれ算出される。さらに、このように算出された欠陥度の最大値Ｐｘ（１）〜Ｐｘ（ｎ）を、Ｘ軸上の位置に対応付けて配列したものがＸ軸に沿った欠陥度のプロファイルとなる。

また、Ｙ軸に沿ったプロファイルは、Ｙ軸上の各線分上における欠陥度の最大値を示す。たとえば、Ｙ軸上の座標＝「１」に対応する欠陥度の最大値Ｐｙ（１）は、以下のように算出される。

Py(1)=max{W(1,1),W(2,1), ... ,W(n,1)}
以下同様にして、Ｙ軸上の各点における欠陥度の最大値Ｐｙ（２）〜Ｐｙ（ｍ）がそれぞれ算出される。さらに、このように算出された欠陥度の最大値Ｐｙ（１）〜Ｐｙ（ｍ）を、Ｙ軸上の位置に対応付けて配列したものがＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルとなる。

＜画面表示および操作手順＞
以下、図８〜図１０を参照して、本実施の形態に従う欠陥検出に係るパラメータの設定を支援する画面表示の一例について説明する。

図８〜図１０は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１のモニタ１０２に表示される設定モードにおける画面表示例を示す図である。なお、ＣＰＵ１０５および図示しないグラフィックボードなどが協働することで、図８〜図１０に示すような設定画面を表示させる。このような画面表示は、ＯＳ（Operating System）の一部として組込まれるＧＵＩ（Graphical User Interface）プログラムによって実現され、またＧＵＩは、ユーザがキーボード１０３やマウス１０４により操作される画面上のカーソルを用いて、さまざまなユーザ設定を行なうための環境も提供する。

図８を参照して、ユーザが「計測パラメータ」タブ３０８を選択すると、パラメータ設定画面３００が表示される。ユーザは、このパラメータ設定画面３００において、欠陥検出に係るパラメータを設定および確認することができる。

具体的には、パラメータ設定画面３００は、検出パラメータ設定エリア３１０と、判定条件設定エリア３９０と、画像表示エリア３４０と、全体表示エリア３８０と、表示制御アイコン群３７０とを含む。

検出パラメータ設定エリア３１０では、欠陥値の算出に係るパラメータを設定および確認が可能である。より具体的には、検出パラメータ設定エリア３１０は、数値入力を受付ける数値入力ボックス３２１〜３２６と、数値入力ボックス３２１〜３２６にそれぞれ対応する数値変更ボタン３３１〜３３６と、チェックボックス３２７〜３２９を含む。

数値入力ボックス３２１および数値変更ボタン３３１は、各エレメントのＸ軸方向のサイズ（Ｓｘ）の設定値を受付ける。なお、数値入力ボックス３２１または数値変更ボタン３３１には、画素単位で各エレメントのＸ軸方向のサイズ（Ｓｘ）が入力される。同様に、数値入力ボックス３２２および数値変更ボタン３３２は、各エレメントのＹ軸方向のサイズ（Ｓｙ）の設定値を受付ける。なお、数値入力ボックス３２２または数値変更ボタン３３２には、画素単位で各エレメントのＹ軸方向のサイズ（Ｓｙ）が入力される。

また、数値入力ボックス３２３および数値変更ボタン３３３は、入力画像ＩＭＧの計測領域内に設定されるエレメントのＸ軸方向における作成間隔（Ｄｘ）の設定値を受付ける。なお、数値入力ボックス３２３または数値変更ボタン３３３には、画素単位で隣接するエレメント間のＸ軸方向の作成間隔（Ｄｘ）が入力される。同様に、数値入力ボックス３２４および数値変更ボタン３３４は、入力画像ＩＭＧの計測領域内に設定されるエレメントのＹ軸方向における作成間隔（Ｄｙ）の設定値を受付ける。なお、数値入力ボックス３２４または数値変更ボタン３３４には、画素単位で隣接するエレメント間のＹ軸方向の作成間隔（Ｄｙ）が入力される。

また、数値入力ボックス３２５および数値変更ボタン３３５は、欠陥度を算出するために比較されるエレメントの間のＸ軸方向における比較間隔（α）の設定値を受付ける。なお、数値入力ボックス３２５または数値変更ボタン３３５には、比較されるエレメント間に存在するエレメント数を単位として、比較間隔（α）が入力される。内部的には、この入力された比較間隔には、上述のエレメントのＸ軸方向における作成間隔（Ｄｘ）が乗じられて、画素数の単位で比較間隔（α）が算出される。同様に、数値入力ボックス３２６および数値変更ボタン３３６は、欠陥度を算出するために比較されるエレメントの間のＹ軸方向における比較間隔（β）の設定値を受付ける。なお、数値入力ボックス３２６または数値変更ボタン３３６には、比較されるエレメント間に存在するエレメント数を単位として、比較間隔（β）が入力される。内部的には、この入力された比較間隔には、上述のエレメントのＹ軸方向における作成間隔（Ｄｙ）が乗じられて、画素数の単位で比較間隔（β）が算出される。

チェックボックス３２７〜３２９は、検出値を算出するために各エレメントを評価する方向の設定を受付ける。すなわち、チェックボックス３２７が選択されると、Ｘ軸方向でエレメントが比較され、チェックボックス３２８が選択されると、Ｙ軸方向でエレメントが比較され、チェックボックス３２９が選択されると、斜め方向（Ｘ軸とＹ軸とが成す角の１／２の角度）でエレメントが比較される。なお、上述したように、欠陥度は、隣接するエレメント間で代表値の差分をそれぞれ算出し、算出された差分のうち最も小さいものに相当する。そのため、比較される方向が増加した場合であっても、結果として出力される欠陥度は１つの値となる。

以上のように、ユーザは、検出パラメータ設定エリア３１０で各項目の値について設定・変更することにより、ワーク２に適した欠陥度を算出するためのパラメータを決定する。なお、検出パラメータ設定エリア３１０の設定値が更新される毎に、各評価点における欠陥度は再計算される。そして、その再計算後の欠陥度に基づいて、画像表示エリア３４０における表示が更新される。

判定条件設定エリア３９０では、エレメントに欠陥が存在するか否かを判定するためのしきい値である欠陥度判定値の設定および確認が可能である。より具体的には、判定条件設定エリア３９０は、欠陥度判定値を設定するためのスライドバーおよび数値変更ボタンを含み、いずれかに対するユーザ操作に応答して、欠陥度判定値が設定・更新される。なお、設定中の欠陥度判定値の数値が表示される。

画像表示エリア３４０には、撮像部８がワーク２を撮像して得られた入力画像が表示される。この表示される入力画像に対して、計測領域３４２が設定可能となっている。すなわち、ユーザは、画像表示エリア３４０に表示される入力画像を参照しながら、所望する位置に計測領域３４２を設定する。なお、計測領域３４２は、ユーザによるマウス操作（たとえば、クリックおよびドラッグなど）によって、その大きさおよび位置の設定・変更が可能である。

なお、本実施の形態に従う画像処理装置１においては、図示しない形状選択画面もしくは形状選択アイコンなどによって、矩形状、円弧状、任意形状のいずれかを選択するようにしてもよい。このように形状が選択されると、ユーザは、選択された形状に沿った計測領域の大きさおよび位置のみを決定すればよい。

（１．矩形状の計測領域）
図８には、矩形状の計測領域３４２が設定されている場合を示し、このように矩形状の計測領域３４２が設定される場合には、その一方の辺（図８の場合には、長手方向）をＸ軸とし、他方の辺（図８の場合には、短手方向）をＹ軸とすることができる。

このような計測領域３４２の設定がなされると、設定された計測領域３４２に対して、評価点（エレメント）が生成され、評価点（エレメント）の各々についての欠陥度が算出される。さらに、算出された欠陥度に基づいて、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイルおよびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルが算出される。

そして、これらの算出されたＸ軸およびＹ軸のそれぞれに沿った欠陥度のプロファイルが、計測領域３４２の近接した位置に、計測領域３４２のそれぞれＸ軸およびＹ軸に対応付けて表示される。すなわち、計測領域３４２の長手方向と平行にプロファイル領域３４４が表示されるとともに、計測領域３４２の短手方向と平行にプロファイル領域３４６が表示される。

プロファイル領域３４４には、計測領域３４２のＸ軸上の位置と対応付けて、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイル３４４Ａが表示される。同時に、プロファイル領域３４４には、判定条件設定エリア３９０において設定される欠陥度判定値を示す判定値ライン３４４Ｃが表示される。

また、プロファイル領域３４６には、計測領域３４２のＹ軸上の位置と対応付けて、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイル３４６Ａが表示される。同時に、プロファイル領域３４６には、判定条件設定エリア３９０において設定される欠陥度判定値を示す判定値ライン３４６Ｃが表示される。

さらに、計測領域３４２内において、ユーザが任意の観測点（以下、「タップ点ＴＰ」とも称す。）を設定することが可能である。より具体的には、ユーザがマウス操作（たとえば、クリックおよびドラッグなど）によって、計測領域３４２内の任意の位置を選択すると、図８に示すようなタップ点ＴＰが設定される。すると、このタップ点ＴＰを通り、Ｘ軸に平行な観測線３４８ＸおよびＹ軸に平行な観測線３４８Ｙが設定される。さらに、観測線３４８Ｘおよび観測線３４８Ｙに沿った欠陥度の分布がそれぞれ算出される。

そして、観測線３４８Ｘに沿った欠陥度の分布は、プロファイル３４４Ｂとして、プロファイル領域３４４に表示される。このプロファイル３４４Ｂは、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイル３４４Ａと同じスケールで対応付けて描画される。なお、プロファイル領域３４４には、タップ点ＴＰに対応するＸ軸上の位置を示すインジケータ３４４Ｄも表示される。

同様に、観測線３４８Ｙに沿った欠陥度の分布は、プロファイル３４６Ｂとして、プロファイル領域３４６に表示される。このプロファイル３４６Ｂは、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイル３４６Ａと同じスケールで対応付けて描画される。なお、プロファイル領域３４６には、タップ点ＴＰに対応するＹ軸上の位置を示すインジケータ３４６Ｄも表示される。

さらに、計測領域３４２に含まれる評価点のうち、欠陥度判定値を超えているものを示す欠陥検出インジケータＥＰが表示される。この欠陥検出インジケータＥＰは、入力画像上に重ねて表示される。なお、欠陥検出インジケータＥＰに近接した位置に、その欠陥度の値を数値表示してもよい。

なお、画像表示エリア３４０に表示される入力画像のサイズは、表示制御アイコン群３７０に対するユーザ操作に応じて変更される。

全体表示エリア３８０には、画像表示エリア３４０に表示される内容が表示される。但し、全体表示エリア３８０には、画像表示エリア３４０での表示サイズとは独立して、表示対象の画像の全体が常に表示される。すなわち、全体表示エリア３８０には、画像表示エリア３４０に表示中の画像が画像全体のうちいずれの領域にあるのかを表示する。

パラメータ設定画面３００には、プロファイル表示チェックボックス３７２および比較エレメント表示チェックボックス３７４が配置される。プロファイル表示チェックボックス３７２の選択が外されると、上述したプロファイル領域３４４および３４６の表示が消える。また、比較エレメント表示チェックボックス３７４が選択されると、計測領域３４２に設定されるエレメントの位置が視覚化される。

（２．円弧状の計測領域）
次に、図９を参照して、別の形状の計測領域が設定された場合について説明する。図９には、同一のワーク２に対して、円弧状の計測領域３５２が設定されている場合を示す。このような円弧状の計測領域３５２が設定される場合には、その円周方向をＸ軸とし、半径方向をＹ軸とすることができる。

このような計測領域３５２の設定がなされると、設定された計測領域３５２に対して、評価点（エレメント）が生成され、評価点（エレメント）の各々についての欠陥度が算出される。さらに、算出された欠陥度に基づいて、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイルおよびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルが算出される。

そして、これらの算出されたＸ軸およびＹ軸のそれぞれに沿った欠陥度のプロファイルが、計測領域３５２の近接した位置に表示される。図９に示す計測領域３５２では、Ｘ軸が円周方向となるので、これを直線状に展開した上で、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイルが表示される。すなわち、計測領域３５２の円周上の線分を直線上に展開したものに相当するプロファイル領域３５４が表示されるとともに、プロファイル領域３５４と平行な位置にプロファイル領域３５６が表示される。

プロファイル領域３５４には、計測領域３５２のＸ軸上の位置と対応付けて、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイル３５４Ａが表示される。同時に、プロファイル領域３５４には、判定条件設定エリア３９０において設定される欠陥度判定値を示す判定値ライン３５４Ｃが表示される。

また、プロファイル領域３５６には、計測領域３５２のＹ軸上の位置と対応付けて、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイル３５６Ａが表示される。同時に、プロファイル領域３５６には、判定条件設定エリア３９０において設定される欠陥度判定値を示す判定値ライン３５６Ｃが表示される。

さらに、計測領域３５２内において、ユーザにより任意の位置にタップ点ＴＰが設定されると、このタップ点ＴＰを通り、Ｘ軸に平行な観測線３５８ＸおよびＹ軸に平行な観測線３５８Ｙが設定される。さらに、観測線３５８Ｘおよび観測線３５８Ｙに沿った欠陥度の分布がそれぞれ算出される。

そして、観測線３５８Ｘに沿った欠陥度の分布は、プロファイル３５４Ｂとして、プロファイル領域３５４に表示される。このプロファイル３５４Ｂは、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイル３５４Ａと同じスケールで対応付けて描画される。なお、プロファイル領域３５４には、タップ点ＴＰに対応するＸ軸上の位置を示すインジケータ３５４Ｄも表示される。

同様に、観測線３５８Ｙに沿った欠陥度の分布は、プロファイル３５６Ｂとして、プロファイル領域３５６に表示される。このプロファイル３５６Ｂは、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイル３５６Ａと同じスケールで対応付けて描画される。なお、プロファイル領域３５６には、タップ点ＴＰに対応するＹ軸上の位置を示すインジケータ３５６Ｄも表示される。

さらに、計測領域３５２に含まれる評価点のうち、欠陥度判定値を超えているものを示す欠陥検出インジケータＥＰが表示される。この欠陥検出インジケータＥＰは、入力画像上に重ねて表示される。なお、欠陥検出インジケータＥＰに近接した位置に、その欠陥度の値を数値表示してもよい。

（３．任意形状の計測領域）
次に、図１０を参照して、さらに別の形状の計測領域が設定された場合について説明する。図１０には、同一のワーク２に対して、任意形状の代表例として、平行四辺形の計測領域３６２が設定されている場合を示す。このような任意形状の計測領域３６２が設定される場合には、計測領域の形状とは独立した、互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とする。代表的に、図１０に示す例では、入力画像の水平方向（紙面横方向）をＸ軸とし、入力画像の垂直方向（紙面縦方向）をＹ軸とする。

このような計測領域３６２の設定がなされると、設定された計測領域３６２に対して、評価点（エレメント）が設定され、評価点（エレメント）の各々についての欠陥度が算出される。さらに、算出された欠陥度に基づいて、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイルおよびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルが生成される。なお、図１０に示すような任意形状の計測領域３６２が設定される場合には、欠陥度のプロファイルの算出に用いられる評価点の数が同一ではなくなる。すなわち、Ｘ軸上のある位置に対応する評価点の数と、Ｘ軸上の他の点に対応する評価点の数とは必ずしも一致しない。しかしながら、算出される欠陥度のプロファイルは、対応する位置に存在する欠陥度のうち、その値が最大のものを示すのであり、対応する評価点の数が変動したとしても、その結果に影響を与えない。

そして、これらの算出されたＸ軸およびＹ軸のそれぞれに沿った欠陥度のプロファイルが、計測領域３６２の近接した位置に表示される。すなわち、計測領域３６２のＸ軸方向の最大幅と同じ幅をもつプロファイル領域３６４が表示される。同様に、計測領域３６２のＹ軸方向の最大幅と同じ幅をもつプロファイル領域３６６が表示される。

プロファイル領域３６４には、計測領域３６２のＸ軸上の位置と対応付けて、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイル３６４Ａが表示される。同時に、プロファイル領域３６４には、判定条件設定エリア３９０において設定される欠陥度判定値を示す判定値ライン３６４Ｃが表示される。

また、プロファイル領域３６６には、計測領域３６２のＹ軸上の位置と対応付けて、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイル３６６Ａが表示される。同時に、プロファイル領域３６６には、判定条件設定エリア３９０において設定される欠陥度判定値を示す判定値ライン３６６Ｃが表示される。

さらに、計測領域３６２内において、ユーザにより任意の位置にタップ点ＴＰが設定されると、このタップ点ＴＰを通り、Ｘ軸に平行な観測線３６８ＸおよびＹ軸に平行な観測線３６８Ｙが設定される。さらに、観測線３６８Ｘおよび観測線３６８Ｙに沿った欠陥度の分布がそれぞれ算出される。

そして、観測線３６８Ｘに沿った欠陥度の分布は、プロファイル３６４Ｂとして、プロファイル領域３６４に表示される。このプロファイル３６４Ｂは、Ｘ軸に沿った欠陥度のプロファイル３６４Ａと同じスケールで対応付けて描画される。なお、プロファイル領域３６４には、タップ点ＴＰに対応するＸ軸上の位置を示すインジケータ３６４Ｄも表示される。

同様に、観測線３６８Ｙに沿った欠陥度の分布は、プロファイル３６６Ｂとして、プロファイル領域３６６に表示される。このプロファイル３６６Ｂは、Ｙ軸に沿った欠陥度のプロファイル３６６Ａと同じスケールで対応付けて描画される。なお、プロファイル領域３６６には、タップ点ＴＰに対応するＹ軸上の位置を示すインジケータ３６６Ｄも表示される。

さらに、計測領域３６２に含まれる評価点のうち、欠陥度判定値を超えているものを示す欠陥検出インジケータＥＰが表示される。この欠陥検出インジケータＥＰは、入力画像上に重ねて表示される。なお、欠陥検出インジケータＥＰに近接した位置に、その欠陥度の値を数値表示してもよい。

＜制御構造＞
以下、図１１および図１２を参照して、上述のような画像補正処理を提供するための制御構造について説明する。

図１１は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１における「設定モード」を提供するための制御構造を示すブロック図である。

図１１を参照して、本実施の形態に従う画像処理装置１は、「設定モード」を提供するための制御構造として、画像バッファ２２２と、欠陥度算出部２３０と、プロファイル生成部２２４と、表示制御部２２６と、メモリ２２８と、検出パラメータ入力部２４２と、計測領域入力部２４４と、観測点入力部２４６と、欠陥度判定値入力部２４８とを含む。

画像バッファ２２２は、撮像部８による撮像によって得られた入力画像を一時的に格納する。この入力画像は、カメラインターフェイス部１０９（図２）を介して画像バッファ２２２へ伝送される。なお、画像バッファ２２２自身をカメラインターフェイス部１０９へ組み込んでもよい。この画像バッファ２２２へ一時的に格納された入力画像は、欠陥度算出部２３０および表示制御部２２６から任意にアクセス可能である。また、画像バッファ２２２に格納される入力画像は、撮像部８の撮像動作に応じて、逐次更新される。

欠陥度算出部２３０は、入力画像に設定される計測領域に含まれる複数の評価点（もしくはエレメント）の各々について欠陥度を算出する。より具体的には、欠陥度算出部２３０は、エレメント生成部２３２と、代表値テーブル２３４と、比較部２３６と、欠陥度テーブル２３８とを含む。

エレメント生成部２３２は、後述する検出パラメータ入力部２４２からの検出パラメータ設定、および計測領域入力部２４４からの計測領域設定に応答して、入力画像に設定された計測領域内に複数のエレメントを生成する。さらに、エレメント生成部２３２は、生成したエレメントの各々についての代表値を算出する。この算出された代表値は、代表値テーブル２３４に格納される。すなわち、代表値テーブル２３４には、各評価点の座標（もしくは、識別番号）とその代表値とが対応付けて格納される。

なお、エレメント生成部２３２は、入力画像の更新、検出パラメータ設定の変更、計測領域設定の変更などに応じて、エレメントの再設定および／または代表値の再計算を実行する。

比較部２３６は、後述する検出パラメータ入力部２４２からの検出パラメータ設定に応答して、代表値テーブル２３４に格納された隣接する評価点の代表値を比較して、各評価点における欠陥度を算出する。この算出された欠陥度は、欠陥度テーブル２３８に格納される。すなわち、欠陥度テーブル２３８には、各評価点の座標（もしくは、識別番号）とその欠陥度とが対応付けて格納される。

プロファイル生成部２２４は、計測領域入力部２４４からの計測領域設定に応答して、計測領域のＸ軸およびＹ軸に沿ったそれぞれのプロファイルを生成する。さらに、プロファイル生成部２２４は、観測点入力部２４６からの観測点設定（タップ点ＴＰの座標）に応答して、タップ点ＴＰを通るＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行な観測線に沿った欠陥度のプロファイルも生成する。さらに、プロファイル生成部２２４は、これらの生成したプロファイル、欠陥度判定値入力部２４８から受けた欠陥度判定値、およびタップ点ＴＰの位置などの情報に基づいて、入力画像に重ねて表示すべきデータを表示制御部２２６へ出力する。

表示制御部２２６は、モニタ１０２上にＧＵＩを提供する。具体的には、表示制御部２２６は、各種の設定や確認が可能なウィンドウとともに、画像バッファ２２２に格納されている入力画像をモニタ１０２に表示する。表示制御部２２６は、メモリ２２８と接続されており、モニタ１０２での表示を行なうための描画データをこのメモリ２２８などに一時的に格納する。

さらに、表示制御部２２６は、表示される入力画像に重ねて、計測領域を示す枠オブジェクト、それぞれのプロファイルを示すオブジェクト、設定されたタップ点およびタップ点を通りそれぞれの軸に平行な観測線を示すオブジェクト、欠陥度判定値を超えている部分を示す欠陥検出インジケータなどを表示する。

検出パラメータ入力部２４２は、パラメータ設定画面の検出パラメータ設定エリア３１０（図８〜図１０）において設定される各種パラメータを受付ける。そして、検出パラメータ入力部２４２は、この受付けたパラメータをエレメント生成部２３２および比較部２３６へ出力する。

計測領域入力部２４４は、パラメータ設定画面の画像表示エリア３４０（図８〜図１０）に表示される入力画像の上から設定される計測領域を受付ける。そして、計測領域入力部２４４は、この受付けた計測領域の設定をエレメント生成部２３２および表示制御部２２６へ出力する。

観測点入力部２４６は、パラメータ設定画面の画像表示エリア３４０（図８〜図１０）に設定された計測領域内に指定される観測点（タップ点）の位置を受付ける。そして、観測点入力部２４６は、この受付けた観測点の設定をプロファイル生成部２２４へ出力する。

欠陥度判定値入力部２４８は、パラメータ設定画面の判定条件設定エリア３９０（図８〜図１０）において設定される欠陥度判定値を受付ける。そして、欠陥度判定値入力部２４８は、この受付けた欠陥度判定値をプロファイル生成部２２４へ出力する。

図１２は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１における「稼動モード」を提供するための制御構造を示すブロック図である。

図１２を参照して、本実施の形態に従う画像処理装置１は、「稼動モード」を提供するための制御構造として、画像バッファ２２２と、欠陥度算出部２３０と、判定部２５２と、出力部２５４と、表示制御部２２６と、メモリ２２８と、検出パラメータ入力部２４２と、計測領域入力部２４４と、欠陥度判定値入力部２４８とを含む。

判定部２５２は、入力画像の計測領域内の評価点（もしくはエレメント）の各々について、その欠陥度と予め設定される欠陥度判定値とを比較する。そして、判定部２５２は、その欠陥度が欠陥度判定値を超えている評価点（もしくはエレメント）を特定する。さらに、判定部２５２は、この欠陥度判定値を超えている評価点（もしくはエレメント）をワーク２における「欠陥」として、その位置情報などを表示制御部２２６および出力部２５４へ出力する。

表示制御部２２６は、「欠陥」として判定された部分を視認できるように、モニタ１０２に表示する。

出力部２５４は、「欠陥」として判定された部分の情報を含む欠陥情報を、図示しない上位のコンピュータなどへ出力する。

それ以外の構成については、上述した図１１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

＜処理手順＞
（設定モード）
図１３は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１における処理手順（設定モード）を示すフローチャートである。図１３に示す処理は、ＣＰＵ１０５が固定ディスク１０７などに予め格納されたプログラムをメモリ１０６に読出して実行することにより実現される。なお、画像処理装置１は、初期モードとして「設定モード」が選択されているものとする。

図１３を参照して、ＣＰＵ１０５は、撮像部８にワーク２を撮像させて、入力画像を取得し（ステップＳ１００）、取得した入力画像をモニタ１０２に表示する（ステップＳ１０２）。

さらに、ＣＰＵ１０５は、ユーザによる入力画像上からの計測領域の設定を受付ける（ステップＳ１０４）。すなわち、ユーザは、モニタ１０２に表示されるパラメータ設定画面（図８〜図１０）において、入力画像上で所望する計測領域を設定する。

続いて、ＣＰＵ１０５は、ユーザによる検出パラメータの設定を受付ける（ステップＳ１０６）。すなわち、ユーザは、モニタ１０２に表示されるパラメータ設定画面（図８〜図１０）の検出パラメータ設定エリア３１０において、欠陥度を算出するための各種パラメータを設定する。

さらに、ＣＰＵ１０５は、欠陥度判定値の設定を受付ける（ステップＳ１０８）。すなわち、ユーザは、モニタ１０２に表示されるパラメータ設定画面（図８〜図１０）の判定条件設定エリア３９０において、エレメントに欠陥が存在するか否かを判定するためのしきい値である欠陥度判定値を設定する。

さらに、ＣＰＵ１０５は、計測領域３４２内の観測点（タップ点）の設定を受付ける（ステップＳ１１０）。すなわち、ユーザは、入力画像上に設定した計測領域内の任意の位置にタップ点を設定する。

各種ユーザ設定が完了すると、ＣＰＵ１０５は、設定された検出パラメータおよび計測領域に従って、入力画像に設定された計測領域内に複数のエレメントを生成する（ステップＳ１１２）。続いて、ＣＰＵ１０５は、生成したエレメントの各々についての代表値を算出する（ステップＳ１１４）。さらに、ＣＰＵ１０５は、設定された検出パラメータに従って、隣接する評価点の代表値を比較して、各評価点における欠陥度を算出する（ステップＳ１１６）。

さらに、ＣＰＵ１０５は、算出された欠陥度に基づいて、計測領域のＸ軸およびＹ軸に沿ったそれぞれのプロファイルを生成する（ステップＳ１１８）。続いて、ＣＰＵ１０５は、設定された観測点（タップ点ＴＰ）を通るＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行な観測線に沿った欠陥度のプロファイルを生成する（ステップＳ１２０）。

さらに、ＣＰＵ１０５は、表示中の入力画像に重ねて、計測領域を示す枠オブジェクト、それぞれのプロファイルを示すオブジェクト、設定されたタップ点およびタップ点を通りそれぞれの軸に平行な観測線を示すオブジェクト、欠陥度判定値を超えている部分を示す欠陥検出インジケータなどを表示する（ステップＳ１２４）。

その後、ＣＰＵ１０５は、計測領域の設定が変更されたか否かを判断する（ステップＳ１２６）。計測領域の設定が変更された場合（ステップＳ１２６においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、変更後の計測領域に従って、複数のエレメントを再生成する（ステップＳ１２８）。そして、ステップＳ１１４以降の処理が繰返される。

一方、計測領域の設定が変更されていない場合（ステップＳ１２６においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０５は、検出パラメータの設定が変更されたか否かを判断する（ステップＳ１３０）。検出パラメータの設定が変更された場合（ステップＳ１３０においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、変更後の検出パラメータに従って、複数のエレメントを再生成する（ステップＳ１２８）。そして、ステップＳ１１４以降の処理が繰返される。

一方、検出パラメータの設定が変更されていない場合（ステップＳ１３０においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０５は、欠陥度判定値の設定が変更されたか否かを判断する（ステップＳ１３２）。欠陥度判定値の設定が変更された場合（ステップＳ１３２においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、変更後の欠陥度判定値に従って、モニタ１０２にプロファイルとともに表示される判定値ラインを更新する（ステップＳ１３４）。

欠陥度判定値の設定が変更されていない場合（ステップＳ１３２においてＮＯの場合）、もしくはステップＳ１３４の実行後、ＣＰＵ１０５は、計測領域３４２内の観測点（タップ点）の設定が変更されたか否かを判断する（ステップＳ１３６）。観測点（タップ点）の設定が変更された場合（ステップＳ１３６においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、変更後の観測点（タップ点ＴＰ）を通るＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行な観測線に沿った欠陥度のプロファイルを再生成し（ステップＳ１３８）、モニタ１０２に表示されるプロファイルを更新する（ステップＳ１４０）。

計測領域３４２内の観測点（タップ点）の設定が変更されていない場合（ステップＳ１３６においてＮＯの場合）、もしくはステップＳ１４０の実行後には、ＣＰＵ１０５は、「ＯＫ」ボタンが選択されたか否かを判断する（ステップＳ１４２）。「ＯＫ」ボタンが選択された場合（ステップＳ１４２においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、現在設定中の各種パラメータや計測領域などを格納し（ステップＳ１４４）、「稼動モード」へ移行する（ステップＳ１４６）。そして、図１４に示す処理が実行される。

一方、「ＯＫ」ボタンが選択されていない場合（ステップＳ１４２においてＮＯの場合）には、ステップＳ１２６以下の処理が繰返される。

（稼働モード）
図１４は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１における処理手順（稼働モード）を示すフローチャートである。図１４に示す処理は、ＣＰＵ１０５が固定ディスク１０７などに予め格納されたプログラムをメモリ１０６に読出して実行することにより実現される。

図１４を参照して、ＣＰＵ１０５は、光電センサによるワーク２の到着が検出された否かを判断する（ステップＳ２００）。ワーク２の到着が検出されていない場合（ステップＳ２００においてＮＯの場合）には、ステップＳ２００の処理を繰返す。

ワーク２の到着が検出された場合（ステップＳ２００においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、撮像部８にワーク２を撮像させて、入力画像を取得し（ステップＳ２０２）、取得した入力画像をモニタ１０２に表示する（ステップＳ２０２）。

続いて、ＣＰＵ１０５は、設定されている検出パラメータおよび計測領域に従って、入力画像に設定された計測領域内に複数のエレメントを生成する（ステップＳ２０４）。続いて、ＣＰＵ１０５は、生成したエレメントの各々についての代表値を算出する（ステップＳ２０６）。さらに、ＣＰＵ１０５は、設定された検出パラメータに従って、隣接する評価点の代表値を比較して、各評価点における欠陥度を算出する（ステップＳ２０８）。

さらに、ＣＰＵ１０５は、算出された欠陥度の各々と設定されている欠陥度判定値とを比較し、欠陥度判定値を超えている欠陥度を抽出する（ステップＳ２１０）。そして、ＣＰＵ１０５は、抽出した欠陥度判定値を超えている欠陥度に対応する位置情報を生成し（ステップＳ２１２）、生成した処理結果を外部出力する（ステップＳ２１４）。

その後、ＣＰＵ１０５は、モード切替えの指令が与えられたか否かを判断する（ステップＳ２１６）。モード切替えの指令が与えられた場合（ステップＳ２１６においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０５は、「設定モード」へ移行する（ステップＳ２１８）。そして、図１３に示す処理が実行される。

一方、モード切替えの指令が与えられていない場合（ステップＳ２１６においてＮＯの場合）には、処理はリターンする。

＜本実施形態の作用効果＞
この発明の実施の形態によれば、表示される入力画像上に重ねて設定された計測領域に近接して、計測領域のＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルがそれぞれ表示される。これらのＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルは、計測領域のそれぞれＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度の最大値を示す。そのため、ユーザは、計測領域に含まれる各評価点についての欠陥度の三次元的なプロットを、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれの側面から観察した場合のピーク（稜線）を一見して把握することができる。

さらに、それぞれのプロファイルと対応付けて、ユーザ設定されている欠陥度判定値を示す判定値ラインが表示される。そのため、ユーザは、計測領域のＸ軸およびＹ軸のそれぞれの側面から見た場合に、欠陥度判定値（しきい値）に対する欠陥値の最大値の余裕度を直感的に把握することができる。

したがって、このようなユーザインターフェイスによれば、ユーザは、プロファイル全体を見ながら、本来の欠陥を確実に検出でき、かつ検出されるべきではないノイズなどを排除できるような欠陥度判定値（しきい値）を容易に設定することができる。すなわち、検査の安定性およびパラメータの妥当性を同時に評価することができる。

また、この発明の実施の形態によれば、エレメントのサイズや作成間隔といった欠陥度の算出に係るパラメータが変更された場合、あるいは欠陥度判定値（しきい値）が変更された場合には、計測領域内の各評価点における欠陥度が再計算される。そして、この再計算された欠陥度に基づいて、表示が更新される。すなわち、ユーザが各種パラメータを変更する毎に、表示されるプロファイルなどの表示がリアルタイムで更新される。

したがって、ユーザは、順次パラメータを変更していき、適切な値を決定するような操作を行なう場合であっても、短時間にそれを完了することができる。

また、この発明の実施の形態によれば、計測領域にタップ点を設定すると、当該タップ点を通り、かつＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行な観測線に沿った欠陥度のプロファイルが算出される。そして、これらのタップ点に関するプロファイルは、計測領域のＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度のプロファイルとともに表示される。

すなわち、計測領域のそれぞれＸ軸およびＹ軸に沿った欠陥度の最大値を示すマクロ的なプロファイルに加えて、タップ点に関するミクロ的なプロファイルが同時に表示される。このような表示によって、ユーザは、欠陥検出に係るパラメータの妥当性を計測領域の全体で判断することができるとともに、欠陥検出に係るパラメータの局所的な妥当性を同時に判断することができる。

したがって、被測定物（ワーク）の表面の一部に不規則な模様などがあるような場合であっても、検査の安定性およびパラメータの妥当性を同時に評価することができる。

［その他の実施の形態］
本発明に係るプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。

また、本発明に係るプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明に係るプログラムに含まれ得る。

提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記憶された記録媒体とを含む。

さらに、本発明に係るプログラムによって実現される機能の一部または全部を専用のハードウェアによって構成してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従う画像処理装置の全体構成を示す概略図である。 この発明の実施の形態に従うコンピュータのハードウェア構成を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置における欠陥度の算出処理の概略を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置におけるエレメントの生成手順を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置におけるエレメントの生成手順を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置における欠陥度の算出処理の概略を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従うプロファイルの算出処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置のモニタに表示される設定モードにおける画面表示例（その１）を示す図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置のモニタに表示される設定モードにおける画面表示例（その２）を示す図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置のモニタに表示される設定モードにおける画面表示例（その３）を示す図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置における「設定モード」を提供するための制御構造を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置における「稼動モード」を提供するための制御構造を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置における処理手順（設定モード）を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態に従う画像処理装置における処理手順（稼働モード）を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像処理装置、２ ワーク、４ａ 受光部、４ｂ 投光部、６ 搬送機構、８ 撮像部、１００ コンピュータ、１０１ コンピュータ本体、１０２ モニタ、１０３ キーボード、１０４ マウス、１０６ メモリ、１０７ 固定ディスク、１０９ カメラインターフェイス部、１１１ ＦＤ駆動装置、１１３ ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、１１５ ＰＬＣインターフェイス部、１１７ センサインターフェイス部、２２２ 画像バッファ、２２４ プロファイル生成部、２２６ 表示制御部、２２８ メモリ、２３０ 欠陥度算出部、２３２ エレメント生成部、２３４ 代表値テーブル、２３６ 比較部、２３８ 欠陥度テーブル、２４２ 検出パラメータ入力部、２４４ 計測領域入力部、２４６ 観測点入力部、２４８ 欠陥度判定値入力部、２５２ 判定部、２５４ 出力部。

Claims (11)

1. 表示部と、
   被測定物を撮像するための撮像部と、
   前記撮像部によって得られた入力画像に対して、任意に設定される計測領域に含まれる複数の評価点もしくは評価領域の各々について欠陥度を算出する欠陥度算出手段と、
   前記計測領域の所定の方向を第１の方向として、当該計測領域内にあって、前記第１の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の第１軸について、各軸上での前記欠陥度の最大値を示した第１プロファイルを算出するプロファイル算出手段と、
   前記表示部上で前記計測領域に近接した位置に前記第１プロファイルを表示する表示制御手段とを備え、
   前記表示制御手段は、前記欠陥度を判定するための判定値を前記第１プロファイルと対応付けて表示し、
   前記プロファイル算出手段は、前記計測領域の設定が変更されることに応答して、前記第１プロファイルを再算出する、画像処理装置。
2. 前記プロファイル算出手段は、さらに、前記第１の方向とは異なる方向を第２の方向として、前記計測領域内にあって、前記第２の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の第２軸について、各軸上での前記欠陥度の最大値を示した第２プロファイルを算出し、
   前記表示制御手段は、前記表示部上で前記計測領域に近接した位置に前記第２プロファイルを表示する、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記表示制御手段は、前記計測領域のそれぞれ前記第１軸および前記第２軸に対応付けて、前記第１プロファイルおよび前記第２プロファイルをそれぞれ表示する、請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記計測領域は、矩形状であり、
   前記表示制御手段は、前記計測領域の一方の辺と対応付けて前記第１プロファイルを表示し、前記計測領域の他方の辺と対応付けて前記第２プロファイルを表示する、請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記計測領域内の指定点を受付ける第１入力手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、
   前記指定点を通る前記第１の方向の前記欠陥度のプロファイルを前記第１プロファイルと対応付けて表示し、
   前記指定点を通る前記第２の方向の前記欠陥度のプロファイルを前記第２プロファイルと対応付けて表示する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記欠陥度の算出に用いられるパラメータを受付ける第２入力手段をさらに備え、
   前記欠陥度算出手段は、前記パラメータが変更される毎に、前記複数の評価点もしくは評価領域の各々についての欠陥度を再算出し、
   前記表示制御手段は、再算出される前記欠陥度に基づいて、前記第１および第２プロファイルの表示を更新する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記欠陥度算出手段は、前記第１軸および前記第２軸のうちいずれか一方の方向に沿って前記欠陥度を算出可能である、請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記表示制御手段は、前記入力画像を前記表示部に表示するとともに、前記計測領域を前記入力画像上に重ねて表示する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記計測領域の設定を受付ける第３入力手段をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記第３入力手段は、矩形状、円弧状、任意形状のいずれかを前記計測領域として受付ける、請求項９に記載の画像処理装置。
11. 画像上の欠陥検出に係るパラメータの設定を支援する方法であって、
    被測定物を撮像することで得られた入力画像を表示するステップと、
    前記入力画像に対して、任意に設定される計測領域に含まれる複数の評価点もしくは評価領域の各々について欠陥度を算出するステップと、
    前記計測領域の所定の方向を第１の方向として、当該計測領域内にあって、前記第１の方向に沿って互いに異なる位置にある複数の第１軸について、各軸上での前記欠陥度の最大値を示した第１プロファイルを算出するステップと、
    前記欠陥度を判定するための判定値を受付けるステップと、
    前記計測領域に近接した位置に前記第１プロファイルを表示するステップとを含み、
    前記第１プロファイルを表示するステップは、
    前記判定値を前記第１プロファイルと対応付けて表示するステップと、
    前記判定値が更新された場合に、前記第１プロファイルに対応付けられた前記判定値の表示を更新するステップとを含み、
    前記第１プロファイルを算出するステップは、前記計測領域の設定が変更されることに応答して、前記第１プロファイルを再算出するステップを含む、方法。