JP6126290B1 - Appearance inspection device - Google Patents

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Abstract

【課題】検査対象物に反射強度が低い部分が存在する場合でも、へこみ/ふくれ欠陥やクラック欠陥の存在を正しく判定可能とする。【解決手段】本発明による外観検査装置は、複数の互いに異なる光学条件の下で検査対象物を撮影することによって得られる時系列画像V(x,y,t)を生成する時系列画像生成部10aと、時系列画像V(x,y,t)に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる拡張時系列画像に基づき、時系列画像V(x,y,t)を正規化してなる時系列正規化画像I(x,y,t)を生成する時系列正規化画像生成部11aと、時系列正規化画像I(x,y,t)と、正常品の撮影結果に基づいて同様に生成された時系列正規化画像との間の画素ごとの相関距離を示す相関距離画像Icd(x,y)を生成する相関距離画像生成部12aとを備える。【選択図】図7The present invention makes it possible to correctly determine the presence of a dent / blowing defect or a crack defect even when a portion having a low reflection intensity exists in an inspection object. A visual inspection apparatus according to the present invention generates a time-series image V (x, y, t) obtained by photographing an inspection object under a plurality of different optical conditions. 10a and the time series image V (x, y, t) are normalized based on the extended time series image obtained by connecting the normalization suppression constant and its reciprocal number to the time series image V (x, y, t). Based on the time-series normalized image generation unit 11a that generates the time-series normalized image I (x, y, t), the time-series normalized image I (x, y, t), and the imaging result of the normal product. A correlation distance image generation unit 12a that generates a correlation distance image Icd (x, y) indicating a correlation distance for each pixel between the generated time series normalized images is provided. [Selection] Figure 7

Description

本発明は外観検査装置に関し、特に、ふくれ/へこみ欠陥及びクラック欠陥の検出に適した外観検査装置に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus, and more particularly to an appearance inspection apparatus suitable for detecting blister / dent defects and crack defects.

電子部品の製造工程においては、製造された電子部品に傷、汚れ、異物の付着などがないことを検査する必要がある。この検査は一般に外観検査と呼ばれ、近年では、画像認識装置を利用して自動的に行われるようになっている。特許文献1〜4には、このような外観検査の例が開示されている。   In the manufacturing process of an electronic component, it is necessary to inspect that the manufactured electronic component is free from scratches, dirt, foreign matter, and the like. This inspection is generally called an appearance inspection, and in recent years, it has been automatically performed using an image recognition device. Patent Documents 1 to 4 disclose examples of such appearance inspection.

特許文献1には、検査対象の多値画像から所定の方法により基準濃度値(輝度値の中央値、平均値など)を算出し、各画素の濃度と基準濃度値との差分を画素ごとに算出し、その結果に基づいてブロブ(塊状の欠陥)を特定する、という技術が開示されている。ただし、この技術によって検査できるのはパターンのないフィルムの表面などの一様な濃度面のみであり、表面に様々な形状の構造物が存在する部分の外観は検査できない。   In Patent Document 1, a reference density value (median value, average value, etc. of luminance values) is calculated from a multi-value image to be inspected by a predetermined method, and the difference between the density of each pixel and the reference density value is calculated for each pixel. A technique of calculating and identifying a blob (a block defect) based on the result is disclosed. However, this technique can only inspect a uniform density surface such as the surface of a film without a pattern, and cannot inspect the appearance of a portion having structures of various shapes on the surface.

特許文献2には、電子部品ではなく印刷物が対象であるが、基準画像と検査画像との差分を画素ごとに算出し、算出した差分がしきい値を超えている場合に異常があると判定する、という技術が開示されている。この技術においては、予め決められた矩形領域ごとにその平坦度が算出され、算出された平坦度に基づき、矩形領域ごとにしきい値が決定される。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 targets printed matter instead of electronic components, but calculates a difference between the reference image and the inspection image for each pixel and determines that there is an abnormality when the calculated difference exceeds a threshold value. The technique of doing is disclosed. In this technique, the flatness is calculated for each predetermined rectangular area, and a threshold value is determined for each rectangular area based on the calculated flatness.

特許文献3には、参照画像と検査対象画像の差分を画素ごとに作成されるファジィメンバーシップ関数により欠陥度という数値に変換した後、任意サイズの局所領域ごとに欠陥度の積分値を算出し、算出した積分値が一定の判定基準値以上となる領域を欠陥として認識する、という技術が開示されている。ファジィメンバーシップ関数は輝度差分値欠陥度変換フィルタであり、ノイズの影響を軽減するとともに、大欠陥と小欠陥とを区別可能とする役割を担っている。   In Patent Document 3, after the difference between the reference image and the inspection target image is converted into a numerical value called a defect degree by a fuzzy membership function created for each pixel, an integral value of the defect degree is calculated for each local region of an arbitrary size. A technique for recognizing a region where the calculated integral value is equal to or greater than a certain determination reference value as a defect is disclosed. The fuzzy membership function is a luminance difference value defect degree conversion filter, which reduces the influence of noise and plays a role of making it possible to distinguish between large defects and small defects.

特許文献4には、複数の光学条件に基づく画像から欠陥を検出する技術が開示されている。同文献の[0030]段落には、照明条件の異なる2つの画像の平均値を特徴量とすることについての記載がある。   Patent Document 4 discloses a technique for detecting a defect from an image based on a plurality of optical conditions. The paragraph [0030] of the document describes that an average value of two images with different illumination conditions is used as a feature amount.

また、非特許文献1には、照度差ステレオ(フォトメトリックステレオ)を利用して対象物の形状を復元する技術が開示されている。この技術は、各画素の輝度履歴(各光源下で観測される輝度を並べてなるベクトルを、長さが1になるように正規化したもの。同文献の式(1)参照)を取得し、取得した輝度履歴から得られる任意の2点間の測地線距離(=輝度履歴の差分の絶対値)に基づいて、各画素の法線ベクトルを推定する、というものである。同文献には、測地線距離と輝度履歴の内積の逆余弦とが近似的に等しいことが示されている(同文献の式(9)参照)。   Non-Patent Document 1 discloses a technique for restoring the shape of an object using illuminance difference stereo (photometric stereo). This technique obtains the luminance history of each pixel (a vector obtained by arranging the luminance observed under each light source and normalized so that the length becomes 1. Refer to Equation (1) in the same document) The normal vector of each pixel is estimated based on the geodesic distance between any two points obtained from the acquired luminance history (= absolute value of the difference in luminance history). This document shows that the geodesic distance and the inverse cosine of the inner product of the luminance history are approximately equal (see equation (9) of the document).

さらに、特許文献5には、画像から背景以外の動物体を抽出する技術が開示されている。この技術は、画像を複数の小領域に分割し、各小領域内の画素群を1次元ベクトルとして扱い、正規化(同文献の[0006]段落参照)を行ったうえで、正規化後のベクトルの時間方向のバラツキを小領域ごとに算出し(同文献の式(6)参照)、その結果に基づいて動物体領域を抽出する、というものである。   Furthermore, Patent Document 5 discloses a technique for extracting an animal body other than the background from an image. This technique divides an image into a plurality of small regions, treats pixel groups in each small region as a one-dimensional vector, performs normalization (see paragraph [0006] of the same document), and then performs normalization. The variation in the time direction of the vector is calculated for each small region (see Equation (6) of the same document), and the moving object region is extracted based on the result.

特開2012−167963号公報JP 2012-167963 A 特開2012−103225号公報JP 2012-103225 A 特開2004−038885号公報JP 2004-038885 A 特許第5174535号公報Japanese Patent No. 5174535 特開2002−032760号公報JP 2002-032760 A

佐藤 洋一、「照明変化に伴う輝度変化の類似度に基づく物体形状復元」、online]、[平成28年9月15日検索]、インターネット〈URL:http://www.osakac.ac.jp/viri/symposium07/sato.pdf〉Yoichi Sato, “Object shape restoration based on similarity of luminance change accompanying illumination change”, online], [searched on September 15, 2016], Internet <URL: http://www.osakac.ac.jp/ viri / symposium07 / sato.pdf>

ところで、電子部品の外観検査の重要な目的の一つに、ふくれ/へこみ欠陥又はクラック欠陥の検出が挙げられる。いずれも製品の品質を著しく損なう可能性のある欠陥であることから、外観検査での検出が必須である。   By the way, one of the important purposes of visual inspection of electronic components is detection of blister / dent defects or crack defects. Since both are defects that can significantly impair the quality of the product, detection by visual inspection is essential.

しかしながら、実際には、ふくれ/へこみ欠陥やクラック欠陥の検出は困難である場合が多い。というのも、これらの欠陥は、視線方向を様々な方向に変えながら観測して、ようやく見えてくる性質のものだからである。自動検査においては、コスト及び検査時間の観点から自由に視線方向を変えることが困難であるため、ふくれ/へこみ欠陥やクラック欠陥の程度、向きなどによっては、見えない欠陥が生じてしまうのである。   In practice, however, it is often difficult to detect blister / dent and crack defects. This is because these defects have the property of finally appearing when they are observed while changing the line-of-sight direction in various directions. In automatic inspection, it is difficult to change the line-of-sight direction freely from the viewpoints of cost and inspection time, and therefore invisible defects may occur depending on the degree and direction of blister / dent defects and crack defects.

本願の発明者は、少しでもふくれ/へこみ欠陥やクラック欠陥を検出できるようにするための方法として、非特許文献1に記載されているようなフォトメトリックステレオを外観検査に応用することを検討している。正常品と検査対象物とのそれぞれにおいてフォトメトリックステレオにより各画素の法線ベクトルを求め、求めた法線ベクトルを比較することにより、検査対象物に生じた異常を発見することができると考えられる。   The inventor of the present application examined the application of photometric stereo as described in Non-Patent Document 1 to appearance inspection as a method for enabling detection of blisters / dents and crack defects even a little. ing. It is considered that abnormalities occurring in the inspection object can be found by obtaining the normal vector of each pixel by photometric stereo in each of the normal product and the inspection object and comparing the obtained normal vectors. .

しかしながら、本願の発明者が研究を進めた結果、上記のようにフォトメトリックステレオを用いる方法には、検査対象物の表面に反射強度の低い部分があると正しい計測ができないという問題があることが判明した。例えば、中央に穴がある部品では、中央部は反射光が得られないためカメラノイズだけが記録されることになる。その結果、穴部分は検査が不可能となる。また、欠陥品にのみ穴があいているケースでは、この穴を異常と認識したいが、これも同様の理由で検査不可能である。この問題は穴に限らず、対象物の表面に反射強度の大きく異なる領域が存在すると顕在化する。例えば色の違いである。   However, as a result of research conducted by the inventor of the present application, the method using photometric stereo as described above has a problem that correct measurement cannot be performed if there is a portion having a low reflection intensity on the surface of the inspection object. found. For example, in the case of a part having a hole in the center, reflected light cannot be obtained at the center, so that only camera noise is recorded. As a result, the hole portion cannot be inspected. In addition, in the case where a hole is formed only in the defective product, it is desired to recognize this hole as abnormal, but this is also impossible for inspection for the same reason. This problem is not limited to holes, and becomes apparent when there are regions with greatly different reflection intensities on the surface of the object. For example, color difference.

したがって、本発明の目的の一つは、検査対象の反射強度によらず、へこみ/ふくれ欠陥やクラック欠陥の存在を正しく判定できる外観検査装置を提供することにある。   Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus that can correctly determine the presence of a dent / blowing defect or a crack defect regardless of the reflection intensity of the inspection object.

本発明の一側面による外観検査装置は、複数の互いに異なる光学条件の下で検査対象物を撮影することによって得られる第1の時系列画像を生成する第1の時系列画像生成部と、前記第1の時系列画像に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる第1の拡張時系列画像に基づき、前記第1の時系列画像を正規化してなる第1の時系列正規化画像を生成する第1の時系列正規化画像生成部と、前記複数の互いに異なる光学条件の下で正常品を撮影することによって得られる第2の時系列画像を生成する第2の時系列画像生成部と、前記第2の時系列画像に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる第2の拡張時系列画像に基づき、前記第2の時系列画像を正規化してなる第2の時系列正規化画像を生成する第2の時系列正規化画像生成部と、前記第1の時系列正規化画像と前記第2の時系列正規化画像との間の画素ごとの相関距離を示す第1の相関距離画像を生成する第1の相関距離画像生成部とを備えることを特徴とする。 An appearance inspection apparatus according to an aspect of the present invention includes a first time-series image generation unit that generates a first time-series image obtained by photographing a test object under a plurality of different optical conditions, A first time-series normalized image obtained by normalizing the first time-series image based on a first extended time-series image obtained by connecting a normalization suppression constant and its reciprocal to the first time-series image. A first time-series normalized image generation unit that generates a second time-series image that generates a second time-series image obtained by photographing a normal product under the plurality of different optical conditions And a second time obtained by normalizing the second time series image based on a second extended time series image obtained by connecting a normalization suppression constant and its reciprocal to the second time series image. A second time-series normalized image generating unit for generating a series-normalized image; A first correlation distance image generation unit configured to generate a first correlation distance image indicating a correlation distance for each pixel between the first time series normalized image and the second time series normalized image; It is characterized by that.

本発明によれば、第1及び第2の時系列画像の正規化を行なう上でカメラノイズのような微弱な信号まで増幅されることがなくなるので、検査対象の反射強度によらず期待する検査を実施することが可能になる。   According to the present invention, since a weak signal such as camera noise is not amplified in normalizing the first and second time-series images, the expected inspection is independent of the reflection intensity of the inspection object. Can be carried out.

上記外観検査装置において、前記第1の拡張時系列画像は、画素ごとに前記第1の時系列画像の時間方向の平均値に前記正規化抑制定数を加算してなる第1の連結画像と、画素ごとに前記第1の時系列画像の時間方向の平均値から前記正規化抑制定数を減算してなる第2の連結画像とを前記第1の時系列画像に連結してなる画像であり、前記第1の時系列正規化画像生成部は、前記第1の拡張時系列画像の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記第1の時系列正規化画像を生成し、前記第2の拡張時系列画像は、画素ごとに前記第2の時系列画像の時間方向の平均値に前記正規化抑制定数を加算してなる第3の連結画像と、画素ごとに前記第2の時系列画像の時間方向の平均値から前記正規化抑制定数を減算してなる第4の連結画像とを前記第2の時系列画像に連結してなる画像であり、前記第2の時系列正規化画像生成部は、前記第2の拡張時系列画像の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記第2の時系列正規化画像を生成することとしてもよい。こうすれば、ふくれ/へこみ欠陥の検出に適した時系列画像を得ることが可能になる。   In the appearance inspection apparatus, the first extended time-series image includes a first connected image obtained by adding the normalization suppression constant to an average value in a time direction of the first time-series image for each pixel; An image formed by connecting, to each of the first time-series images, a second connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant from an average value in the time direction of the first time-series image for each pixel; The first time-series normalized image generation unit generates the first time-series normalized image based on an average value and a standard deviation in a time direction of the first extended time-series image, and the second time-series normalized image is generated. The extended time-series image includes a third connected image obtained by adding the normalization suppression constant to an average value in the time direction of the second time-series image for each pixel, and the second time-series image for each pixel. A fourth connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant from an average value in the time direction of The second time-series image is an image connected to the second time-series image, and the second time-series normalized image generator generates the second time-series image based on an average value and a standard deviation in a time direction of the second extended time-series image. The second time-series normalized image may be generated. By doing so, it is possible to obtain a time-series image suitable for detection of blister / dent defects.

上記外観検査装置において、複数の互いに異なる光学条件の下での正常品の撮影を複数回にわたって繰り返すことによって得られる複数の第3の時系列画像を生成する第3の時系列画像生成部をさらに備え、前記第2の時系列画像は、前記複数の第3の時系列画像の画素ごとの平均値により構成される画像であることとしてもよい。こうすれば、正常品間のバラツキにより生じ得る結果の誤差を低減することが可能になる。   In the above appearance inspection apparatus, a third time-series image generation unit that generates a plurality of third time-series images obtained by repeating a plurality of times of photographing normal products under a plurality of different optical conditions is further provided. The second time-series image may be an image configured by an average value for each pixel of the plurality of third time-series images. In this way, it is possible to reduce the error of the result that may be caused by the variation between normal products.

上記外観検査装置において、前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、該第3の時系列画像に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる第3の拡張時系列画像に基づき、該第3の時系列画像を正規化してなる第3の時系列正規化画像を生成する第3の時系列正規化画像生成部と、複数の前記第3の時系列正規化画像のそれぞれについて、前記第2の時系列正規化画像との間の画素ごとの相関距離を示す第2の相関距離画像を生成する第2の相関距離画像生成部と、前記第2の相関距離画像生成部によって生成される複数の前記第2の相関距離画像の画素ごとの平均値によって構成される第1の平均画像、及び、該複数の第2の相関距離画像の画素ごとの標準偏差によって構成される第1の標準偏差画像を生成する第1の確率的ふるまい記述部と、前記第1の相関距離画像、前記第1の平均画像、及び前記第1の標準偏差画像に基づき、前記第1の相関距離画像と前記複数の第2の相関距離画像との画素ごとの確率的距離を示す第1の確率的距離画像を生成する第1の確率的距離画像生成部とをさらに備えることとしてもよい。こうすれば、いわゆる確率的距離画像を利用して、検査対象物表面の欠陥を検出することが可能になる。   In the appearance inspection apparatus, for each of the plurality of third time series images, based on a third extended time series image formed by connecting a normalization suppression constant and its reciprocal number to the third time series image, For each of the third time-series normalized image generating unit that generates a third time-series normalized image obtained by normalizing the third time-series image, and the plurality of third time-series normalized images, Generated by a second correlation distance image generation unit that generates a second correlation distance image indicating a correlation distance for each pixel between the second time-series normalized image and the second correlation distance image generation unit A first average image constituted by an average value for each pixel of the plurality of second correlation distance images, and a first deviation constituted by a standard deviation for each pixel of the plurality of second correlation distance images. A first probabilistic behavior to generate a standard deviation image of And the first correlation distance image and the plurality of second correlation distance images based on the first description distance section, the first correlation distance image, the first average image, and the first standard deviation image. A first probabilistic distance image generation unit that generates a first probabilistic distance image indicating the probabilistic distance for each pixel may be further provided. In this way, it is possible to detect defects on the surface of the inspection object using a so-called stochastic distance image.

上記各外観検査装置において、前記第3の拡張時系列画像は、画素ごとに対応する前記第3の時系列画像の時間方向の平均値に前記正規化抑制定数を加算してなる第5の連結画像と、画素ごとに対応する前記第3の時系列画像の時間方向の平均値から前記正規化抑制定数を減算してなる第6の連結画像とを対応する前記第3の時系列画像に連結してなる画像であり、前記第3の時系列正規化画像生成部(11c)は、前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、対応する前記第3の拡張時系列画像の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記第3の時系列正規化画像を生成することとしてもよい。こうすれば、複数の第3の時系列画像のそれぞれに関して、ふくれ/へこみ欠陥の検出に適した時系列画像を得ることが可能になる。   In each of the above appearance inspection apparatuses, the third extended time-series image is a fifth connection obtained by adding the normalization suppression constant to the average value in the time direction of the third time-series image corresponding to each pixel. The image and the sixth connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant from the average value in the time direction of the third time-series image corresponding to each pixel are connected to the corresponding third time-series image. The third time-series normalized image generation unit (11c) for each of the plurality of third time-series images in the time direction of the corresponding third extended time-series image The third time-series normalized image may be generated based on the average value and the standard deviation. In this way, it is possible to obtain a time series image suitable for detection of blister / dent defects for each of the plurality of third time series images.

上記各外観検査装置において、前記第1の時系列画像の時間方向の平均を示す第1の時間方向平均画像を生成する第1の時間方向平均画像生成部と、前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、時間方向の平均を示す第2の時間方向平均画像を生成する第2の時間方向平均画像生成部と、前記第2の時間方向平均画像生成部によって生成される複数の前記第2の時間方向平均画像の画素ごとの平均値によって構成される第2の平均画像、及び、該複数の第2の時間方向平均画像の画素ごとの標準偏差によって構成される第2の標準偏差画像を生成する第2の確率的ふるまい記述部と、前記第1の時間方向平均画像、前記第2の平均画像、及び前記第2の標準偏差画像に基づき、前記第1の時間方向平均画像と前記複数の第2の時間方向平均画像との画素ごとの確率的距離を示す第2の確率的距離画像を生成する第2の確率的距離画像生成部とをさらに備えることとしてもよい。こうすれば、時間方向平均画像をさらに利用することが可能になるので、ふくれ/へこみ欠陥だけではなく汚れや異物の付着といった一般的な欠陥も併せて検出することが可能になる。   In each of the appearance inspection apparatuses, a first time-direction average image generating unit that generates a first time-direction average image indicating an average of the first time-series images in the time direction, and the plurality of third time series For each of the images, a second time direction average image generating unit that generates a second time direction average image indicating an average of the time direction, and the plurality of second time direction average image generating units generated by the second time direction average image generating unit. 2nd average image comprised by the average value for every pixel of 2 time direction average images, and 2nd standard deviation image comprised by the standard deviation for every pixel of these 2nd time direction average images Based on the second stochastic behavior description unit that generates the first temporal direction average image, the second average image, and the second standard deviation image, and the first temporal direction average image and the second standard deviation image Multiple second time directions It may further include a second stochastic distance image generation unit for generating a second probabilistic range image showing a probabilistic distance for each pixel with the average image. In this way, since the time direction average image can be further used, it is possible to detect not only a blister / dent defect but also a general defect such as dirt or foreign matter.

上記各外観検査装置において、前記第1の時系列画像の時間方向の標準偏差を示す第1の時間方向標準偏差画像を生成する第1の時間方向標準偏差画像生成部と、前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、時間方向の標準偏差を示す第2の時間方向標準偏差画像を生成する第2の時間方向標準偏差画像生成部と、前記第2の時間方向標準偏差画像生成部によって生成される複数の前記第2の時間方向標準偏差画像の画素ごとの平均値によって構成される第3の平均画像、及び、該複数の第2の時間方向標準偏差画像の画素ごとの標準偏差によって構成される第3の標準偏差画像を生成する第3の確率的ふるまい記述部と、前記第1の時間方向標準偏差画像、前記第3の平均画像、及び前記第3の標準偏差画像に基づき、前記第1の時間方向標準偏差画像と前記複数の第2の時間方向標準偏差画像との画素ごとの確率的距離を示す第3の確率的距離画像を生成する第3の確率的距離画像生成部とをさらに備えることとしてもよい。こうすれば、時間方向標準偏差画像をさらに利用することが可能になるので、より確実に検査対象物表面の欠陥を検出することが可能になる。   In each of the appearance inspection apparatuses, a first time-direction standard deviation image generation unit that generates a first time-direction standard deviation image indicating a time-direction standard deviation of the first time-series image, and the plurality of third For each of the time-series images, a second time-direction standard deviation image generating unit that generates a second time-direction standard deviation image indicating a standard deviation in the time direction, and the second time-direction standard deviation image generating unit By a third average image composed of average values for each pixel of the plurality of second time direction standard deviation images to be generated, and by a standard deviation for each pixel of the plurality of second time direction standard deviation images Based on a third stochastic behavior description part that generates a third standard deviation image that is configured, the first time-direction standard deviation image, the third average image, and the third standard deviation image, The first time A third probabilistic distance image generating unit that generates a third probabilistic distance image indicating a probabilistic distance for each pixel between the direction standard deviation image and the plurality of second time direction standard deviation images; It is good. This makes it possible to further use the time-direction standard deviation image, so that it is possible to more reliably detect defects on the surface of the inspection object.

上記外観検査装置において、複数の互いに異なる光学条件の下で検査対象物を撮影することによって得られる第4の時系列画像を第1の方向及び該第1の方向と交差する第2の方向のそれぞれで微分することによって第1及び第2の時系列微分画像を生成する第1の時系列微分画像生成部と、前記第1の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第1の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算し、さらに、前記第2の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第2の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算することによって、第1の時系列勾配ベクトル画像を生成する第1の時系列勾配ベクトル画像生成部と、前記複数の互いに異なる光学条件の下で正常品を撮影することによって得られる第5の時系列画像を前記第1及び第2の方向のそれぞれで微分することによって第3及び第4の時系列微分画像を生成する第2の時系列微分画像生成部と、前記第3の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第3の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算し、さらに、前記第4の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第4の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算することによって、第2の時系列勾配ベクトル画像を生成する第2の時系列勾配ベクトル画像生成部とをさらに備え、前記第1の時系列画像は前記第1の時系列勾配ベクトル画像であり、前記第2の時系列画像は前記第2の時系列勾配ベクトル画像であることとしてもよい。こうすれば、本発明をクラック欠陥の検出のために使用することが可能になる。   In the appearance inspection apparatus, a fourth time-series image obtained by photographing an inspection object under a plurality of different optical conditions is displayed in a first direction and a second direction that intersects the first direction. A first time-series differential image generation unit that generates first and second time-series differential images by differentiating each of the first time-series differential images, and a plurality of differential images constituting the first time-series differential image. An average value in the time direction of one time-series differential image is subtracted, and further, an average value in the time direction of the second time-series differential image from each of the plurality of differential images constituting the second time-series differential image Is obtained by photographing a normal product under the plurality of different optical conditions, and a first time-series gradient vector image generation unit that generates a first time-series gradient vector image. Time series A second time-series differential image generator for generating third and fourth time-series differential images by differentiating the image in the first and second directions, respectively, and the third time-series differential image An average value in the time direction of the third time-series differential image is subtracted from each of the plurality of differential images constituting the fourth differential image, and the fourth differential image constituting the fourth time-series differential image is further subtracted from the fourth differential image. A second time-series gradient vector image generating unit that generates a second time-series gradient vector image by subtracting an average value in the time direction of the time-series differential image of the first time-series differential image May be the first time-series gradient vector image, and the second time-series gradient image may be the second time-series gradient vector image. This makes it possible to use the present invention for detecting crack defects.

上記外観検査装置において、前記第1の拡張時系列画像は、各画素の濃度が前記正規化抑制定数に等しい第7の連結画像と、各画素の濃度が前記正規化抑制定数の反数に等しい第8の連結画像とを前記第1の時系列勾配ベクトル画像に連結してなる画像であり、前記第1の時系列正規化画像生成部は、前記第1の拡張時系列画像の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて前記第1の時系列正規化画像を生成し、前記第2の拡張時系列画像は、各画素の濃度が前記正規化抑制定数に等しい第9の連結画像と、各画素の濃度が前記正規化抑制定数の反数に等しい第10の連結画像とを前記第2の時系列勾配ベクトル画像に連結してなる画像であり、前記第2の時系列正規化画像生成部は、前記第2の拡張時系列画像の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて前記第2の時系列正規化画像を生成することとしてもよい。こうすれば、クラック欠陥の検出に適した時系列画像を得ることが可能になる。   In the appearance inspection apparatus, the first extended time-series image includes a seventh connected image in which the density of each pixel is equal to the normalization suppression constant, and the density of each pixel is equal to a reciprocal of the normalization suppression constant. An eighth connected image connected to the first time-series gradient vector image, and the first time-series normalized image generation unit is configured to generate a time-direction image of the first extended time-series image. The first time-series normalized image is generated based on a length as a vector, and the second extended time-series image includes a ninth connected image in which the density of each pixel is equal to the normalization suppression constant; The tenth connected image in which the density of each pixel is equal to the reciprocal of the normalization suppression constant is connected to the second time-series gradient vector image, and the second time-series normalized image is generated. A vector in the time direction of the second extended time-series image It is also possible to generate the second time series normalized image based on the length of the. This makes it possible to obtain a time-series image suitable for detecting crack defects.

本発明によれば、第1及び第2の時系列画像の正規化を行なう上でカメラノイズのような微弱な信号まで増幅されることがなくなるので、検査対象の反射強度によらず期待する検査を実施することが可能になる。   According to the present invention, since a weak signal such as camera noise is not amplified in normalizing the first and second time-series images, the expected inspection is independent of the reflection intensity of the inspection object. Can be carried out.

本発明の実施の形態による外観検査装置1の外観及び機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the external appearance and functional block of the external appearance inspection apparatus 1 by embodiment of this invention. (a)は、図1に示した照明装置3の配置の一例を示す上面図であり、(b)は、(a)に対応する側面図である。(A) is a top view which shows an example of arrangement | positioning of the illuminating device 3 shown in FIG. 1, (b) is a side view corresponding to (a). 図1に示した照明装置3の配置の他の一例を示す図であり、(a)は部分照明3cを点灯させた状態を、(b)は部分照明3bを点灯させた状態をそれぞれ示している。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the illuminating device 3 shown in FIG. 1, (a) shows the state which turned on the partial illumination 3c, (b) showed the state which turned on the partial illumination 3b, respectively. Yes. 図3に示した部分照明3a〜3eをすべて点灯した状態で、へこみ欠陥を有する検査対象物Tを撮像してなる画像を示す図である。It is a figure which shows the image formed by imaging the test target T which has a dent defect in the state which all the partial illumination 3a-3e shown in FIG. 3 was lighted. (a)〜(e)は、図3に示した部分照明3a〜3eのそれぞれを単独で点灯させた状態で、図4と同じ検査対象物Tを撮像してなる画像を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the image formed by imaging the same test target T as FIG. 4 in the state which each lit the partial illumination 3a-3e shown in FIG. 3 independently. 図1に示した画像処理装置5の機能ブロックのうち、ふくれ/へこみ欠陥を検出するためのモデル情報の生成に関する部分を示す図である。It is a figure which shows the part regarding the production | generation of the model information for detecting a blister / dent defect among the functional blocks of the image processing apparatus 5 shown in FIG. 図1に示した画像処理装置5の機能ブロックのうち、ふくれ/へこみ欠陥を検出するための検査対象物Tの画像処理(モデル情報との比較処理を含む)に関する部分を示す図である。It is a figure which shows the part regarding the image process (including a comparison process with model information) of the test target T for detecting a blister / dent defect among the functional blocks of the image processing apparatus 5 shown in FIG. (a)は、へこみ欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、(b)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された時系列正規化画像I(x,y,t)を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the time-sequential image TV (x, y, t) of the test target T which has a dent defect, (b) is the time-sequential image V (x, y) of (a). It is a figure which shows the time series normalization image I (x, y, t) produced | generated based on y, t). (a)は、正常品の時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、(b)は、へこみ欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、(c)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)及び(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、(d)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)及び(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、(c)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)及び(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図である。(A) is a diagram showing an example of a case of the normal product series image S V (x, y, t ), (b) , the time-series images V (x of the test object T with a dent defect, y is a diagram showing an example of a t), (c), the time-series images S V of (a) (x, y, t) and time-series images T V (x in (b), y, t) in the based probabilistic range image SFD 1 which is generated by (x, y) is a diagram showing a time series of (d) is time-series images S V of (a) (x, y, t) and (b) image V (x, y, t) the probability is generated based on the distance image SFD 2 (x, y) is a diagram showing, (c), the time-series images S V (x in (a), y , T) and a probabilistic distance image SFD 3 (x, y) generated based on the time-series images V (x, y, t) of (b). 図1に示した画像処理装置5の機能ブロックのうち、クラック欠陥を検出するためのモデル情報の生成に関する部分を示す図である。It is a figure which shows the part regarding the production | generation of the model information for detecting a crack defect among the functional blocks of the image processing apparatus 5 shown in FIG. 図1に示した画像処理装置5の機能ブロックのうち、クラック欠陥を検出するための検査対象物Tの画像処理(モデル情報との比較処理を含む)に関する部分を示す図である。It is a figure which shows the part regarding the image process (a comparison process with model information) of the test target T for detecting a crack defect among the functional blocks of the image processing apparatus 5 shown in FIG. (a)は、クラック欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、(b)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the time series image V (x, y, t) of the test target T which has a crack defect, (b) is the time series image V (x, y of (a). , T) is a diagram showing a time-series normalized gradient vector image J (x, y, u) generated based on. (a)は、正常品の時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、(b)は、クラック欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、(c)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)及び(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、(d)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)及び(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、(c)は、(a)の時系列画像V(x,y,t)及び(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図である。(A) is a diagram showing an example of a case of the normal product series image S V (x, y, t ), (b) , the time-series images V (x of the test object T with a crack defects, y is a diagram showing an example of a t), based on (c) are (time-series images S V (x in a), y, t) and time-series images V in (b) (x, y, t) generated Te stochastic distance image SFD 4 (x, y) is a diagram showing, (d), the time-series images S V of (a) (x, y, t) and time-series images of (b) V is a diagram showing (x, y, t) probabilistic range image SFD 5 generated based on the (x, y) and, (c), the time-series images S V (x, y of (a), t) and is a diagram showing time-series images V (x, y, probabilistic distance image SFD 6 generated on the basis of t) to (x, y) of (b).

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施の形態による外観検査装置1の外観及び機能ブロックを示す図である。同図に示すように外観検査装置1は、搬送装置2と、照明装置3と、カメラ4と、画像処理装置5と、照明制御装置6と、出力装置7と、入力装置8とを備えて構成される。   FIG. 1 is a diagram showing an appearance and functional blocks of an appearance inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the appearance inspection apparatus 1 includes a transport device 2, an illumination device 3, a camera 4, an image processing device 5, an illumination control device 6, an output device 7, and an input device 8. Composed.

搬送装置2は、その上に戴置された検査対象物Tを搬送可能に構成された装置であり、カメラ4の下を通過するように検査対象物Tを搬送する役割を果たす。搬送装置2の動作は、画像処理装置5によって制御される。検査対象物Tは、例えばICなどの電子部品である。   The transport device 2 is a device configured to be able to transport the inspection target T placed thereon, and plays a role of transporting the inspection target T so as to pass under the camera 4. The operation of the conveying device 2 is controlled by the image processing device 5. The inspection target T is an electronic component such as an IC.

照明装置3は、搬送装置2上にある検査対象物Tを照らすための照明装置であり、斜め方向から検査対象物Tを照らすことができるように配置される。また、照明装置3は、独立して点灯制御可能な複数の部分照明によって構成されており、どの部分照明が点灯しているかによって複数の光学条件を形成可能に構成される。   The illuminating device 3 is an illuminating device for illuminating the inspection target T on the transport device 2, and is arranged so that the inspection target T can be illuminated from an oblique direction. Moreover, the illuminating device 3 is comprised by the some partial illumination which can be lighted independently, and is comprised so that a some optical condition can be formed by which partial illumination is lighted.

図2(a)は、照明装置3の配置の一例を示す上面図であり、図2(b)は、図2(a)に対応する側面図である。この例による照明装置3は、4つの部分照明3a〜3dを備えて構成される。この照明装置3による照明の対象となる検査対象物Tは、例えば図示するように四角錐台形状を有しており、部分照明3a〜3dはそれぞれ、検査対象物Tの互いに異なる4側面を、それぞれの斜め上方から照らすことできる位置に配置される。   FIG. 2A is a top view showing an example of the arrangement of the illumination device 3, and FIG. 2B is a side view corresponding to FIG. The illuminating device 3 by this example is comprised including four partial illumination 3a-3d. The inspection target T to be illuminated by the illuminating device 3 has, for example, a quadrangular pyramid shape as illustrated, and the partial illuminations 3a to 3d each have four different side surfaces of the inspection target T, It arrange | positions in the position which can be illuminated from each diagonal upper direction.

図3は、照明装置3の配置の他の一例を示す図である。この例による照明装置3は、5つの部分照明3a〜3eと、ハーフミラー9とを備えて構成される。図3(a)はこのうち部分照明3cを点灯させた状態を、図3(b)は部分照明3bを点灯させた状態をそれぞれ示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the arrangement of the illumination device 3. The illumination device 3 according to this example includes five partial illuminations 3 a to 3 e and a half mirror 9. 3A shows a state in which the partial illumination 3c is turned on, and FIG. 3B shows a state in which the partial illumination 3b is turned on.

部分照明3a〜3eは、検査対象物Tの斜め上方に、上下方向に等間隔で並べて配置される。また、部分照明3a〜3eそれぞれの照射方向は、搬送装置2による検査対象物Tの搬送方向と平行とされている。ハーフミラー9は検査対象物Tの上方に配置される鏡であり、部分照明3a〜3eのそれぞれから照射された光を反射し、検査対象物Tを上方から照らす役割を果たす。部分照明3a〜3eが上下方向に並んでいるため、例えば図3(a)と図3(b)を比較すると理解されるように、部分照明3a〜3eのそれぞれから照射された光は、中心点が少しずつオフセットされた状態で検査対象物T上に照射される。   The partial illuminations 3a to 3e are arranged side by side at equal intervals in the vertical direction, obliquely above the inspection target T. The irradiation directions of the partial illuminations 3 a to 3 e are parallel to the conveyance direction of the inspection target T by the conveyance device 2. The half mirror 9 is a mirror disposed above the inspection target T and plays a role of reflecting the light irradiated from each of the partial illuminations 3a to 3e and illuminating the inspection target T from above. Since the partial illuminations 3a to 3e are arranged in the vertical direction, the light emitted from each of the partial illuminations 3a to 3e is centered as understood from, for example, comparing FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b). The inspection object T is irradiated with the points being offset little by little.

図1に戻る。カメラ4は、検査対象物Tの例えば真上に配置され、検査対象物Tを撮影する撮影手段である。カメラ4は、ラインセンサカメラであってもよいしエリアカメラであってもよい。カメラ4は、画像処理装置5の制御に従って撮影動作を行い、動作の結果として得られた画像を画像処理装置5に出力するよう構成される。   Returning to FIG. The camera 4 is an imaging unit that is arranged, for example, directly above the inspection target T and images the inspection target T. The camera 4 may be a line sensor camera or an area camera. The camera 4 is configured to perform a photographing operation according to the control of the image processing device 5 and output an image obtained as a result of the operation to the image processing device 5.

画像処理装置5は、例えば内部にCPU及び記憶装置を有するパソコンであり、記憶装置内に記憶されるプログラムをCPUが実行することにより、以下で述べる各動作を実行するよう構成される。出力装置7及び入力装置8はパソコンに通常備えられるマンマシンインターフェイスであり、照明制御装置6は、画像処理装置5の指示に従って照明装置3の点灯状態を制御する制御装置である。出力装置7として具体的には、ディスプレイやスピーカなどが挙げられる。また、入力装置8として具体的には、キーボードやマウスなどが挙げられる。   The image processing apparatus 5 is a personal computer having a CPU and a storage device therein, for example, and is configured to execute each operation described below when the CPU executes a program stored in the storage device. The output device 7 and the input device 8 are man-machine interfaces normally provided in a personal computer, and the illumination control device 6 is a control device that controls the lighting state of the illumination device 3 in accordance with instructions from the image processing device 5. Specific examples of the output device 7 include a display and a speaker. Specific examples of the input device 8 include a keyboard and a mouse.

画像処理装置5は、検査対象物Tがカメラ4の撮影範囲内に入ったタイミングで検査対象物Tを一旦停止させ、停止している間に、照明装置3を構成する各部分照明が1つずつ順次点灯し、その都度カメラ4による撮影が実行されるよう、搬送装置2、照明制御装置6、及びカメラ4を制御する。この制御により、例えば照明装置3が図2の構成を有している場合であれば、部分照明3a〜3dのそれぞれが点灯しているときに撮影された4つの画像が順次、カメラ4から画像処理装置5に供給されることになる。以下、こうして時系列に供給される複数の画像を「時系列画像」と称する。   The image processing apparatus 5 temporarily stops the inspection target T at the timing when the inspection target T enters the imaging range of the camera 4. While the inspection target T is stopped, there is one partial illumination constituting the illumination device 3. The transport device 2, the illumination control device 6, and the camera 4 are controlled so that the light is sequentially turned on one by one and the photographing by the camera 4 is executed each time. With this control, for example, if the lighting device 3 has the configuration shown in FIG. 2, four images captured when each of the partial lightings 3 a to 3 d are turned on are sequentially taken from the camera 4. It is supplied to the processing device 5. Hereinafter, the plurality of images thus supplied in time series are referred to as “time series images”.

図4は、図3に示した部分照明3a〜3eをすべて点灯した状態で、へこみ欠陥を有する検査対象物Tを撮像してなる画像(明視野画像)を示す図である。また、図5(a)〜(e)は、図3に示した部分照明3a〜3eのそれぞれを単独で点灯させた状態で、図4と同じ検査対象物Tを撮像してなる画像を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an image (bright field image) obtained by imaging the inspection target T having a dent defect in a state where all of the partial illuminations 3a to 3e illustrated in FIG. 3 are turned on. 5A to 5E show images obtained by capturing the same inspection target T as in FIG. 4 in a state where each of the partial illuminations 3a to 3e shown in FIG. FIG.

図4及び図5を比較すると理解されるように、部分照明3a〜3eをすべて点灯した状態では全く見えないへこみ欠陥が、部分照明3a〜3eのうちの1つのみを点灯させると見えてくる場合がある。例えば図5の例では、部分照明3dを点灯させた状態を示す図5(d)で最も顕著にへこみ欠陥が観察され、他の図5(b)〜(e)でも同じ位置にへこみ欠陥が観察される。この結果から理解されるように、一般的な明視野照明法又は暗視野照明法のように全方向から均一に対象物を照射する手法を用いたのでは、へこみ欠陥を観測できない場合がある。これは、ふくれ欠陥やクラック欠陥でも同様である。これらの欠陥を可視化するためには、その欠陥に適した特定の方向から光を照射することが必要である。   As can be understood by comparing FIG. 4 and FIG. 5, a dent defect that cannot be seen at all when the partial lights 3 a to 3 e are turned on becomes visible when only one of the partial lights 3 a to 3 e is turned on. There is a case. For example, in the example of FIG. 5, the dent defect is most noticeably observed in FIG. 5 (d) showing the state where the partial illumination 3 d is turned on, and the dent defect is also present at the same position in the other FIGS. Observed. As can be understood from this result, in some cases, a dent defect cannot be observed by using a method of irradiating an object uniformly from all directions, such as a general bright field illumination method or dark field illumination method. The same applies to blister defects and crack defects. In order to visualize these defects, it is necessary to irradiate light from a specific direction suitable for the defects.

本実施の形態による外観検査装置1は、ふくれ/へこみ欠陥及びクラック欠陥のこのような性質に鑑み、部分照明3a〜3eを順次1つずつ点灯させて、検査対象物Tを撮影するように構成したものである。画像処理装置5は、この撮影の結果として得られた時系列画像を6種類の確率的距離画像に変換し、その結果に基づいて欠陥の有無を判定するように構成される。   The appearance inspection apparatus 1 according to the present embodiment is configured to take an image of the inspection object T by sequentially turning on the partial illuminations 3a to 3e one by one in view of such properties of the blister / dent and crack defects. It is a thing. The image processing device 5 is configured to convert a time-series image obtained as a result of the photographing into six types of probabilistic distance images, and determine the presence or absence of a defect based on the result.

以下、6種類の確率的距離画像を得るために画像処理装置5が行う処理について、画像処理装置5の機能ブロックを参照しながら詳細に説明する。なお、ふくれ/へこみ欠陥とクラック欠陥とで若干処理が異なるので、以下では、まずふくれ/へこみ欠陥の検出について説明し、その後、クラック欠陥の検出について説明することにする。   Hereinafter, processing performed by the image processing device 5 to obtain six types of probabilistic distance images will be described in detail with reference to functional blocks of the image processing device 5. Since the processing is slightly different between the blister / dent defect and the crack defect, detection of the blister / dent defect will be described first, and then detection of the crack defect will be described.

図6は、画像処理装置5の機能ブロックのうち、ふくれ/へこみ欠陥を検出するためのモデル情報の生成に関する部分を示す図である。また、図7は、画像処理装置5の機能ブロックのうち、ふくれ/へこみ欠陥を検出するための検査対象物Tの画像処理(モデル情報との比較処理を含む)に関する部分を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a part related to generation of model information for detecting a blister / dent defect among the functional blocks of the image processing apparatus 5. FIG. 7 is a diagram showing a part related to image processing (including comparison processing with model information) of the inspection object T for detecting a blister / dent defect in the functional blocks of the image processing apparatus 5.

ふくれ/へこみ欠陥の検出に関して、画像処理装置5は、図6及び図7に示すように、時系列画像生成部10a,10c、平均時系列画像生成部10b、時系列正規化画像生成部11a,11c、平均時系列正規化画像生成部11b、相関距離画像生成部12a,12b、確率的ふるまい記述部13a〜13c、確率的距離画像生成部14a〜14c、時間方向平均画像生成部20a,20b、時間方向標準偏差画像生成部21a,21b、及びモデル情報記憶部50を有して構成される。   As shown in FIGS. 6 and 7, the image processing apparatus 5 detects time-series image generation units 10a and 10c, an average time-series image generation unit 10b, a time-series normalized image generation unit 11a, 11c, average time-series normalized image generation unit 11b, correlation distance image generation units 12a and 12b, probabilistic behavior description units 13a to 13c, probabilistic distance image generation units 14a to 14c, time direction average image generation units 20a and 20b, The time direction standard deviation image generation units 21 a and 21 b and the model information storage unit 50 are configured.

初めに図7を参照すると、時系列画像生成部10aは、複数の互いに異なる光学条件の下で検査対象物Tを撮影することによって得られる時系列画像V(x,y,t)(第1の時系列画像)を生成する機能部(第1の時系列画像生成部)である。ここでいう複数の互いに異なる光学条件とは、例えば図2に示した4つの部分照明3a〜3d(又は、図3に示した5つの部分照明3a〜3e)のうち互いに異なるものを点灯した状態であり、図1に示した照明制御装置6によって実現される。また、時系列画像V(x,y,t)の括弧内のx,yは画像内の座標を示し、tは、撮影に用いたT個の部分照明の通番(t=0〜T−1)を示している。これらの点は、以下の記述においても同様である。   First, referring to FIG. 7, the time-series image generation unit 10a obtains a time-series image V (x, y, t) (first) obtained by photographing the inspection object T under a plurality of different optical conditions. Is a functional unit (first time-series image generation unit). The plurality of different optical conditions here means, for example, a state in which different ones of the four partial illuminations 3a to 3d shown in FIG. 2 (or the five partial illuminations 3a to 3e shown in FIG. 3) are lit. This is realized by the illumination control device 6 shown in FIG. Further, x and y in parentheses of the time-series image V (x, y, t) indicate coordinates in the image, and t is a serial number of T partial illuminations used for photographing (t = 0 to T−1). ). These points are the same in the following description.

時系列正規化画像生成部11aは、時系列画像V(x,y,t)に正規化抑制定数Th及びその反数−Thを連結してなる拡張時系列画像V(x,y,t)(t=0〜T+1。第1の拡張時系列画像)に基づき、時系列画像V(x,y,t)を正規化してなる時系列正規化画像I(x,y,t)(第1の時系列正規化画像)を生成する機能部(第1の時系列正規化画像生成部)である。以下、時系列正規化画像生成部11aの処理について詳しく説明する。 The time-series normalized image generation unit 11a connects the time-series image V (x, y, t) to the normalized time-series image V E (x, y, t) formed by connecting the normalization suppression constant Th and its reciprocal -Th. ) (T = 0 to T + 1, based on the first extended time-series image), the time-series normalized image I (x, y, t) (the first time-series image V (x, y, t)) 1 is a functional unit (first time-series normalized image generating unit) that generates one time-series normalized image). Hereinafter, the processing of the time-series normalized image generation unit 11a will be described in detail.

まず、拡張時系列画像V(x,y,t)は、具体的には、画素ごとに時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値に正規化抑制定数Thを加算してなる連結画像V(x,y,T)(第1の連結画像)と、画素ごとに時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値から正規化抑制定数Thを減算してなる連結画像V(x,y,T+1)(第2の連結画像)とを時系列画像V(x,y,t)に連結してなる画像である。連結画像V(x,y,T),V(x,y,T+1)を数式で書くと、式(1)のようになる。ただし、式(1)中のVavr(x,y)は時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値であり、式(2)によって表される。 First, in the extended time-series image V E (x, y, t), specifically, the normalized suppression constant Th is added to the average value in the time direction of the time-series image V (x, y, t) for each pixel. The normalized suppression constant Th is calculated from the connected image V E (x, y, T) (first connected image) and the time-series average value of the time-series image V (x, y, t) for each pixel. This is an image formed by connecting the subtracted connection image V E (x, y, T + 1) (second connection image) to the time-series image V (x, y, t). When the connected images V E (x, y, T) and V E (x, y, T + 1) are written by mathematical formulas, the formula (1) is obtained. However, V avr (x, y) in Expression (1) is an average value in the time direction of the time-series image V (x, y, t), and is expressed by Expression (2).

時系列正規化画像生成部11aは、拡張時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて、時系列正規化画像I(x,y,t)を生成する。具体的には、次の式(3)により時系列正規化画像I(x,y,t)を生成する。ただし、式(3)中のVEavr(x,y)は拡張時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値であり、式(4)のように表される。また、式(3)中のVEstddev(x,y)は拡張時系列画像V(x,y,t)の時間方向の標準偏差であり、式(5)のように表される。なお、式(3)において右辺の分母にT+2の平方根を乗算しているのは、ベクトルとしての時系列正規化画像[I(x,y,0),I(x,y,1),・・・,I(x,y,T+1)]の長さを1にするためである。 The time-series normalized image generation unit 11a generates a time-series normalized image I (x, y, t) based on the average value and standard deviation in the time direction of the extended time-series image V E (x, y, t). Generate. Specifically, a time-series normalized image I (x, y, t) is generated by the following equation (3). However, V Eavr (x, y) in Expression (3) is an average value in the time direction of the extended time-series image V E (x, y, t), and is expressed as Expression (4). In addition, V Estddev (x, y) in Expression (3) is a standard deviation in the time direction of the extended time-series image V E (x, y, t), and is expressed as Expression (5). In Equation (3), the denominator on the right side is multiplied by the square root of T + 2. The time-series normalized images [I (x, y, 0), I (x, y, 1),. .., I (x, y, T + 1)] is set to 1.

式(3)は、次の式(6)のように書き直すことができる。ただし、式(6)中のNv(x,y)は正規化用の除数であり、式(7)によって表される。式(6)を用いて時系列正規化画像I(x,y,t)を生成する場合、中間生成物としての拡張時系列画像V(x,y,t)の生成が不要になるので、時系列正規化画像生成部11aは、実際には式(6)を用いて時系列正規化画像I(x,y,t)の生成を行う。 Equation (3) can be rewritten as the following equation (6). However, Nv (x, y) in equation (6) is a divisor for normalization and is represented by equation (7). When the time-series normalized image I (x, y, t) is generated using Expression (6), it is not necessary to generate the extended time-series image V E (x, y, t) as an intermediate product. The time-series normalized image generation unit 11a actually generates the time-series normalized image I (x, y, t) using Expression (6).

時系列正規化画像生成部11aが以上のような正規化を行うことにより、時系列正規化画像I(x,y,t)において、検査対象の反射強度によらず、へこみ/ふくれ欠陥の存在を正しく判定することが可能になる。以下、この点について詳しく説明する。   When the time-series normalized image generation unit 11a performs the normalization as described above, in the time-series normalized image I (x, y, t), the presence of a dent / blowing defect regardless of the reflection intensity of the inspection target. Can be determined correctly. Hereinafter, this point will be described in detail.

いま仮に、時系列正規化画像生成部11aが本発明の方法によらない通常の方法で時系列画像V(x,y,t)の正規化を行うとすると、時系列正規化画像I(x,y,t)は、次の式(8)のように算出されることになる。   If the time-series normalized image generation unit 11a normalizes the time-series image V (x, y, t) by a normal method not based on the method of the present invention, the time-series normalized image I (x , Y, t) is calculated as the following equation (8).

式(8)により算出される時系列正規化画像I(x,y,t)には、特定の画素において、カメラノイズばかりが強調されてしまう可能性があるという問題がある。すなわち、光学条件を変えても有意な濃淡変動が生じない画素(例えば、深い穴の開いている部分に対応する画素)があったとすると、その画素について求められる時系列画像V(x,y,t)の標準偏差は、極めて小さな値となる。すると、時系列正規化画像I(x,y,t)においては、わずかな濃淡変動が極端に強調されてしまうことになる。このわずかな濃淡変動は、多くの場合カメラノイズによるものであることから、式(8)により算出される時系列正規化画像I(x,y,t)では、カメラノイズに起因する虚報が発生する可能性が高くなる。また、正常品にはない穴が検査対象物にあった場合に、その穴を欠陥として正しく検出することが困難になる。   The time-series normalized image I (x, y, t) calculated by Expression (8) has a problem that only camera noise may be emphasized at a specific pixel. That is, if there is a pixel (for example, a pixel corresponding to a portion having a deep hole) that does not cause a significant variation in light and shade even when the optical condition is changed, a time-series image V (x, y, The standard deviation of t) is a very small value. Then, in the time-series normalized image I (x, y, t), a slight shading variation is extremely emphasized. Since this slight shading variation is often caused by camera noise, in the time-series normalized image I (x, y, t) calculated by Equation (8), false information due to camera noise occurs. Is more likely to do. In addition, when there is a hole in the inspection target that is not in a normal product, it is difficult to correctly detect the hole as a defect.

これに対し、上述した拡張時系列画像V(x,y,t)においては、式(1)から理解されるように、少なくとも2Thの幅の濃淡変動が確保される。その結果、拡張時系列画像V(x,y,t)の標準偏差VEstddev(x,y)が極めて小さな値になってしまうことがなくなるので、拡張時系列画像V(x,y,t)に基づいて式(3)又は式(6)により生成される時系列正規化画像I(x,y,t)においては、わずかな濃淡変動が極端に強調されてしまう可能性が除去される。したがって、本発明による正規化の方法によれば、時系列正規化画像I(x,y,t)において、カメラノイズに起因する虚報の発生を防止するとともに、正常品にはない穴が検査対象物にあった場合に、その穴を欠陥として正しく検出することが可能になると言える。 On the other hand, in the above-described extended time-series image V E (x, y, t), as can be understood from the equation (1), a shade variation of at least 2 Th width is secured. As a result, extended time-series image V E (x, y, t ) the standard deviation V Estddev (x, y) of the so it is no longer becomes extremely small value, extended time-series image V E (x, y, In the time-series normalized image I (x, y, t) generated by the expression (3) or the expression (6) based on t), the possibility that a slight shading variation is extremely emphasized is eliminated. The Therefore, according to the normalization method of the present invention, in the time-series normalized image I (x, y, t), it is possible to prevent the occurrence of false information due to camera noise and to detect a hole that is not in a normal product. It can be said that the hole can be correctly detected as a defect when it is in the object.

図8(a)は、へこみ欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、図8(b)は、図8(a)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された時系列正規化画像I(x,y,t)を示す図である。これらの図に示すように、時系列正規化画像I(x,y,t)においては、斜方照明を用いることによって時系列画像V(x,y,t)内で強調されているへこみ欠陥が、さらに強調される。一方で、時系列正規化画像I(x,y,t)においては、時系列画像V(x,y,t)に比べ、検査対象物Tや照明装置3の個体差による濃淡変動が抑制される。   FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a time series image V (x, y, t) of the inspection target T having a dent defect, and FIG. 8B is a time series of FIG. 8A. It is a figure which shows the time series normalization image I (x, y, t) produced | generated based on the image V (x, y, t). As shown in these figures, in the time-series normalized image I (x, y, t), a dent defect that is emphasized in the time-series image V (x, y, t) by using oblique illumination. Is further emphasized. On the other hand, in the time-series normalized image I (x, y, t), compared to the time-series image V (x, y, t), variations in light and shade due to individual differences in the inspection target T and the illumination device 3 are suppressed. The

図6に移り、時系列画像生成部10cは、複数の互いに異なる光学条件(ただし、時系列画像生成部10aによる時系列画像V(x,y,t)の生成で用いたものと同じもの)の下での正常品の撮影を、s=0からs=S−1までのS回にわたって繰り返すことによって得られるS個の時系列画像V(x,y,t)(第3の時系列画像)を生成する機能部(第3の時系列画像生成部)である。なお、時系列画像V(x,y,t)の符号の先頭に下付きで付した小文字のsは、繰り返しの回数を表している。繰り返しの最大数Sは1以上の整数であればよい。 Turning to FIG. 6, the time-series image generation unit 10 c has a plurality of different optical conditions (however, the same one used in the generation of the time-series image V (x, y, t) by the time-series image generation unit 10 a). S time-series images s V (x, y, t) (third time series) obtained by repeating the photographing of normal products under S for S times from s = 0 to s = S−1. (Function) (third time-series image generation unit). Note that the lowercase letter s attached to the head of the code of the time-series image s V (x, y, t) represents the number of repetitions. The maximum number S of repetitions may be an integer of 1 or more.

正常品とは、検査対象物Tと同じ形状の部品であるが、欠陥(特にふくれ/へこみ欠陥及びクラック欠陥)のないことが目視などの別の手段によって予め確認されているものである。したがって、S個の時系列画像V(x,y,t)はいずれも欠陥を含まないものとなる。なお、時系列画像生成部10cは、同じ正常品を繰り返し撮影することによってS個の時系列画像V(x,y,t)を生成してもよいし、異なる正常品を1回又は複数回ずつ撮影することによってS個の時系列画像V(x,y,t)を生成してもよい。 The normal product is a component having the same shape as the inspection object T, but it is confirmed in advance by other means such as visual observation that there are no defects (particularly blister / dent and crack defects). Therefore, none of the S time-series images s V (x, y, t) includes a defect. Note that the time-series image generation unit 10c may generate S time-series images s V (x, y, t) by repeatedly photographing the same normal product, or one or a plurality of different normal products. S time-series images s V (x, y, t) may be generated by capturing images one by one.

時系列正規化画像生成部11cは、S個の時系列画像V(x,y,t)のそれぞれについて、該時系列画像V(x,y,t)に正規化抑制定数Th及びその反数−Thを連結してなる拡張時系列画像(x,y,t)(t=0〜T+1。第3の拡張時系列画像)に基づき、該時系列画像V(x,y,t)を正規化してなる時系列正規化画像I(x,y,t)(第3の時系列正規化画像)を生成する機能部(第3の時系列正規化画像生成部)である。拡張時系列画像(x,y,t)は、画素ごとに時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値に正規化抑制定数Thを加算してなる連結画像(x,y,T)(第5の連結画像)と、画素ごとに時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値から正規化抑制定数Thを減算してなる連結画像(x,y,T+1)(第6の連結画像)とを時系列画像V(x,y,t)に連結してなる画像であり、時系列正規化画像生成部11cは、S個の時系列画像V(x,y,t)のそれぞれについて、対応する拡張時系列画像(x,y,t)の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて、時系列正規化画像I(x,y,t)を生成する。 For each of the S time-series images s V (x, y, t), the time-series normalized image generation unit 11c adds the normalization suppression constant Th and its time series image s V (x, y, t) Based on the extended time-series image s V E (x, y, t) (t = 0 to T + 1, third extended time-series image) formed by concatenating the reciprocal number −Th, the time-series image s V (x, Function unit (third time-series normalized image generation unit) that generates time-series normalized image s I (x, y, t) (third time-series normalized image) obtained by normalizing y, t) It is. The extended time-series image s V E (x, y, t) is a connected image obtained by adding a normalization suppression constant Th to the average value in the time direction of the time-series image s V (x, y, t) for each pixel. The normalization suppression constant Th is subtracted from the average value in the time direction of s V E (x, y, T) (fifth connected image) and the time-series image s V (x, y, t) for each pixel. A connected image s V E (x, y, T + 1) (sixth connected image) to be connected to a time-series image s V (x, y, t), and a time-series normalized image generation unit 11c, for each of the S time-series images s V (x, y, t), based on the average value and standard deviation in the time direction of the corresponding extended time-series image s V E (x, y, t). Then, a time-series normalized image sI (x, y, t) is generated.

時系列正規化画像生成部11cによる正規化の方法は時系列正規化画像生成部11aによるものと基本的に同一であるので、詳しい説明は省略する。式(6)に相当する時系列正規化画像の生成方法は、時系列正規化画像生成部11cにおいては、次の式(9)によって表される。ただし、式(9)中のavr(x,y)は時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値であり、式(10)によって表される。また、式(9)中のNv(x,y)は正規化用の除数であり、式(11)によって表される。このような正規化の方法を採用することにより、S個の時系列正規化画像I(x,y,t)においても、カメラノイズに起因する虚報の発生を防止することが可能になる。 Since the normalization method by the time series normalized image generation unit 11c is basically the same as that by the time series normalized image generation unit 11a, detailed description thereof is omitted. The time-series normalized image generation method corresponding to Expression (6) is represented by the following Expression (9) in the time-series normalized image generation unit 11c. However, s V avr (x, y) in Equation (9) is an average value in the time direction of the time-series image s V (x, y, t), and is represented by Equation (10). Further, s Nv (x, y) in the equation (9) is a divisor for normalization and is represented by the equation (11). By adopting such a normalization method, it is possible to prevent generation of false information due to camera noise even in S time-series normalized images sI (x, y, t).

平均時系列画像生成部10bは、S個の時系列画像V(x,y,t)の画素ごとの平均値により構成される画像である平均時系列画像aV(x,y,t)(第2の時系列画像)を生成する機能部(第2の時系列画像生成部)である。具体的には、次の式(12)により平均時系列画像aV(x,y,t)を生成する。 The average time-series image generation unit 10b generates an average time-series image aV (x, y, t) (an image composed of average values for each pixel of the S time-series images s V (x, y, t) ( It is a functional unit (second time-series image generation unit) that generates a second time-series image. Specifically, the average time series image aV (x, y, t) is generated by the following equation (12).

平均時系列正規化画像生成部11bは、平均時系列画像aV(x,y,t)に正規化抑制定数Th及びその反数−Thを連結してなる拡張時系列画像aV(x,y,t)(t=0〜T+1。第2の拡張時系列画像)に基づき、平均時系列画像aV(x,y,t)を正規化してなる平均時系列正規化画像aI(x,y,t)(第2の時系列正規化画像)を生成する機能部(第2の時系列正規化画像生成部)である。拡張時系列画像aV(x,y,t)は、画素ごとに平均時系列画像aV(x,y,t)の時間方向の平均値に正規化抑制定数Thを加算してなる連結画像aV(x,y,T)(第3の連結画像)と、画素ごとに時系列画像aV(x,y,t)の時間方向の平均値から正規化抑制定数Thを減算してなる連結画像aV(x,y,T+1)(第4の連結画像)とを平均時系列画像aV(x,y,t)に連結してなる画像であり、平均時系列正規化画像生成部11bは、拡張時系列画像aV(x,y,t)の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて、平均時系列正規化画像aI(x,y,t)を生成する。 The average time-series normalized image generation unit 11b connects the average time-series image aV (x, y, t) to the normalization suppression constant Th and its reciprocal -Th to expand the time-series image aV E (x, y , T) (t = 0 to T + 1, the second extended time-series image), the average time-series normalized image aI (x, y, t) obtained by normalizing the average time-series image aV (x, y, t). t) A functional unit (second time-series normalized image generation unit) that generates (second time-series normalized image). The expanded time series image aV E (x, y, t) is a connected image aV formed by adding a normalization suppression constant Th to the average value in the time direction of the average time series image aV (x, y, t) for each pixel. E (x, y, T) (third connected image) and a connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant Th from the average value in the time direction of the time-series image aV (x, y, t) for each pixel. aV E (x, y, T + 1) (fourth connected image) and an average time-series image aV (x, y, t), and the average time-series normalized image generation unit 11b An average time series normalized image aI (x, y, t) is generated based on the average value and standard deviation in the time direction of the extended time series image aV E (x, y, t).

平均時系列正規化画像生成部11bによる正規化の方法も時系列正規化画像生成部11aによるものと基本的に同一であるので、詳しい説明は省略する。式(6)に相当する時系列正規化画像の生成方法は、平均時系列正規化画像生成部11bにおいては、次の式(13)によって表される。ただし、式(13)中のaVavr(x,y)は時系列画像aV(x,y,t)の時間方向の平均値であり、式(14)によって表される。また、式(13)中のaNv(x,y)は正規化用の除数であり、式(15)によって表される。このような正規化の方法を採用することにより、平均時系列正規化画像aI(x,y,t)においても、カメラノイズに起因する虚報の発生を防止することが可能になる。 Since the normalization method by the average time-series normalized image generation unit 11b is basically the same as that by the time-series normalized image generation unit 11a, detailed description is omitted. The time-series normalized image generation method corresponding to Expression (6) is expressed by the following Expression (13) in the average time-series normalized image generation unit 11b. However, aV avr (x, y) in Expression (13) is an average value in the time direction of the time-series image aV (x, y, t), and is expressed by Expression (14). Further, aNv (x, y) in equation (13) is a normalization divisor and is represented by equation (15). By adopting such a normalization method, it is possible to prevent generation of false information due to camera noise even in the average time-series normalized image aI (x, y, t).

平均時系列正規化画像生成部11bによって生成された平均時系列正規化画像aI(x,y,t)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。   The average time series normalized image aI (x, y, t) generated by the average time series normalized image generation unit 11b is stored in the model information storage unit 50 as a part of model information representing a normal product.

図7に戻り、相関距離画像生成部12aは、時系列正規化画像I(x,y,t)と平均時系列正規化画像aI(x,y,t)との間の画素ごとの相関距離を示す相関距離画像Icd(x,y)(第1の相関距離画像)を生成する機能部(第1の相関距離画像生成部)である。具体的には、次の式(16)により相関距離画像Icd(x,y)を生成する。式(16)から理解されるように、画像処理装置5においては、内積演算を用いて2つの画像間の相関距離を算出している。 Returning to FIG. 7, the correlation distance image generation unit 12 a performs the correlation distance for each pixel between the time-series normalized image I (x, y, t) and the average time-series normalized image aI (x, y, t). Is a functional unit (first correlation distance image generation unit) that generates a correlation distance image I cd (x, y) (first correlation distance image). Specifically, the correlation distance image I cd (x, y) is generated by the following equation (16). As understood from the equation (16), the image processing apparatus 5 calculates the correlation distance between two images using the inner product calculation.

図6に戻り、相関距離画像生成部12bは、S個の時系列正規化画像I(x,y,t)のそれぞれについて、平均時系列正規化画像aI(x,y,t)との間の画素ごとの相関距離を示す相関距離画像cd(x,y)(第2の相関距離画像)を生成する機能部(第2の相関距離画像生成部)である。具体的には、次の式(17)により相関距離画像cd(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 6, the correlation distance image generation unit 12b calculates the average time-series normalized image aI (x, y, t) for each of the S time-series normalized images s I (x, y, t). a correlation distance image s I cd showing the correlation distance for each pixel between (x, y) function unit for generating a (second correlation distance image) (second correlation distance image generation unit). Specifically, the correlation distance image s I cd (x, y) is generated by the following equation (17).

確率的ふるまい記述部13aは、相関距離画像生成部12bによって生成されるS個の相関距離画像cd(x,y)の画素ごとの平均値によって構成される平均画像Favr1(x,y)(第1の平均画像)、及び、該S個の相関距離画像cd(x,y)の画素ごとの標準偏差によって構成される標準偏差画像Fstddev1(x,y)(第1の標準偏差画像)を生成する機能部(第1の確率的ふるまい記述部)である。具体的には、次の式(18)及び式(19)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)をそれぞれ相関距離画像cd(x,y)、平均画像Favr1(x,y)、標準偏差画像Fstddev1(x,y)に置き換えることにより、平均画像Favr1(x,y)及び標準偏差画像Fstddev1(x,y)を生成する。生成された平均画像Favr1(x,y)及び標準偏差画像Fstddev1(x,y)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。 The probabilistic behavior description unit 13a includes an average image F avr1 (x, y) configured by an average value for each pixel of the S correlation distance images s I cd (x, y) generated by the correlation distance image generation unit 12b. ) (First average image) and the standard deviation image F stddev1 (x, y) (the first average image) composed of the standard deviation for each pixel of the S correlation distance images s I cd (x, y) It is a functional part (first probabilistic behavior description part) that generates a standard deviation image. Specifically, in the following formulas (18) and (19), s F (x, y), F avr (x, y), and F stddev (x, y) are respectively represented as correlation distance images s I cd (x , Y), the average image F avr1 (x, y), and the standard deviation image F stddev1 (x, y) are replaced with the average image F avr1 (x, y) and the standard deviation image F stddev1 (x, y). Generate. The generated average image F avr1 (x, y) and standard deviation image F stddev1 (x, y) are stored in the model information storage unit 50 as part of model information representing a normal product.

図7に戻り、確率的距離画像生成部14aは、相関距離画像Icd(x,y)と、モデル情報記憶部50に格納される平均画像Favr1(x,y)及び標準偏差画像Fstddev1(x,y)とに基づき、相関距離画像Icd(x,y)とS個の相関距離画像cd(x,y)との画素ごとの確率的距離を示す確率的距離画像SFD(x,y)(第1の確率的距離画像)を生成する機能部(第1の確率的距離画像生成部)である。具体的には、次の式(20)及び式(21)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)、SFD(x,y)をそれぞれ相関距離画像Icd(x,y)、平均画像Favr1(x,y)、標準偏差画像Fstddev1(x,y)、確率的距離画像SFD(x,y)に置き換えることにより、確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。ただし、式(20)中の関数max(A,B)は、変数Aと変数Bの大きい方を出力する関数である。また、ampは、所与の係数である。 Returning to FIG. 7, the stochastic distance image generation unit 14 a, the correlation distance image I cd (x, y), the average image F avr1 (x, y) and the standard deviation image F stddev1 stored in the model information storage unit 50. Based on (x, y), a stochastic distance image SFD 1 indicating a stochastic distance for each pixel between the correlation distance image I cd (x, y) and the S correlation distance images s I cd (x, y). It is a function part (1st stochastic distance image generation part) which produces | generates (x, y) (1st stochastic distance image). Specifically, in the following formulas (20) and (21), F (x, y), F avr (x, y), F stddev (x, y), and SFD (x, y) are respectively correlated distances. By replacing the image I cd (x, y), the average image F avr1 (x, y), the standard deviation image F stddev1 (x, y), and the stochastic distance image SFD 1 (x, y), the stochastic distance image SFD 1 (x, y) is generated. However, the function max (A, B) in the equation (20) is a function that outputs the larger of the variable A and the variable B. Amp is a given coefficient.

次に、時間方向平均画像生成部20aは、時系列画像生成部10aによって生成される時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均を示す時間方向平均画像Iavr(x,y)(第1の時間方向平均画像)を生成する機能部(第1の時間方向平均画像生成部)である。具体的には、次の式(22)によって時間方向平均画像Iavr(x,y)を算出する。なお、時間方向平均画像Iavr(x,y)は、上述した式(2)により算出される時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値Vavr(x,y)と同じものであるので、この平均値Vavr(x,y)を時間方向平均画像Iavr(x,y)として用いることとしてもよい。 Next, the time direction average image generation unit 20a displays the time direction average image I avr (x, y) indicating the time direction average of the time series image V (x, y, t) generated by the time series image generation unit 10a. ) (First time direction average image generation unit) for generating (first time direction average image generation unit). Specifically, the time direction average image I avr (x, y) is calculated by the following equation (22). The time direction average image I avr (x, y) is the time direction average value V avr (x, y) of the time series image V (x, y, t) calculated by the above-described equation (2). Since they are the same, this average value V avr (x, y) may be used as the time direction average image I avr (x, y).

図6に戻り、時間方向平均画像生成部20bは、時系列画像生成部10cによって生成されるS個の時系列画像V(x,y,t)のそれぞれについて、時間方向の平均を示す時間方向平均画像avr(x,y)(第2の時間方向平均画像)を生成する機能部(第2の時間方向平均画像生成部)である。具体的には、次の式(23)によってS個の時間方向平均画像avr(x,y)を算出する。なお、時間方向平均画像avr(x,y)は、上述した式(10)により算出される時系列画像V(x,y,t)の時間方向の平均値avr(x,y)と同じものであるので、この平均値avr(x,y)を時間方向平均画像avr(x,y)として用いることとしてもよい。 Returning to FIG. 6, the time-direction average image generation unit 20 b is a time indicating an average in the time direction for each of the S time-series images s V (x, y, t) generated by the time-series image generation unit 10 c. the direction average image s I avr (x, y) function unit for generating a (second time direction average image) (second time direction average image generating unit). Specifically, S time direction average images s I avr (x, y) are calculated by the following equation (23). The time direction average image s I avr (x, y) is the time direction average value s V avr (x, y) of the time-series image s V (x, y, t) calculated by the above-described equation (10). Since this is the same as y), the average value s V avr (x, y) may be used as the time direction average image s I avr (x, y).

確率的ふるまい記述部13bは、時間方向平均画像生成部20bによって生成されるS個の時間方向平均画像avr(x,y)の画素ごとの平均値によって構成される平均画像Favr2(x,y)(第2の平均画像)、及び、該S個の時間方向平均画像avr(x,y)の画素ごとの標準偏差によって構成される標準偏差画像Fstddev2(x,y)(第2の標準偏差画像)を生成する機能部(第2の確率的ふるまい記述部)である。具体的には、上述した式(18)及び式(19)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)をそれぞれ時間方向平均画像avr(x,y)、平均画像Favr2(x,y)、標準偏差画像Fstddev2(x,y)に置き換えることにより、平均画像Favr2(x,y)及び標準偏差画像Fstddev2(x,y)を生成する。生成された平均画像Favr2(x,y)及び標準偏差画像Fstddev2(x,y)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。 The probabilistic behavior description unit 13b is configured to generate an average image F avr2 (x that is configured by an average value for each pixel of the S time direction average images s I avr (x, y) generated by the time direction average image generation unit 20b. , Y) (second average image) and the standard deviation image F stddev2 (x, y) (the standard deviation for each pixel of the S time-direction average images s I avr (x, y)) It is a functional part (second stochastic behavior description part) that generates a second standard deviation image). Specifically, s F (x, y), F avr (x, y), and F stddev (x, y) in the above-described equations (18) and (19) are respectively calculated in the time direction average image s I avr ( x, y), the average image F avr2 (x, y), and the standard deviation image F stddev2 (x, y) to replace the average image F avr2 (x, y) and the standard deviation image F stddev2 (x, y) Is generated. The generated average image F avr2 (x, y) and standard deviation image F stddev2 (x, y) are stored in the model information storage unit 50 as part of model information representing a normal product.

図7に戻り、確率的距離画像生成部14bは、時間方向平均画像Iavr(x,y)と、モデル情報記憶部50に格納される平均画像Favr2(x,y)及び標準偏差画像Fstddev2(x,y)とに基づき、時間方向平均画像Iavr(x,y)とS個の時間方向平均画像avr(x,y)との画素ごとの確率的距離を示す確率的距離画像SFD(x,y)(第2の確率的距離画像)を生成する機能部(第2の確率的距離画像生成部)である。具体的には、次の式(24)及び式(25)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)、SFD(x,y)をそれぞれ時間方向平均画像Iavr(x,y)、平均画像Favr2(x,y)、標準偏差画像Fstddev2(x,y)、確率的距離画像SFD(x,y)に置き換えることにより、確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。ただし、式(25)中の関数abs(A)は、変数Aの絶対値を出力する関数である。 Returning to FIG. 7, the stochastic distance image generation unit 14 b includes the time direction average image I avr (x, y), the average image F avr2 (x, y) stored in the model information storage unit 50, and the standard deviation image F. stddev2 (x, y) based on the probability distance indicating the probabilistic distance each pixel of the time direction average image I avr (x, y) and the S time direction average image s I avr (x, y) It is a functional unit (second probabilistic distance image generation unit) that generates an image SFD 2 (x, y) (second probabilistic distance image). Specifically, in the following formulas (24) and (25), F (x, y), F avr (x, y), F stddev (x, y), and SFD (x, y) are respectively set in the time direction. By replacing the average image I avr (x, y), the average image F avr2 (x, y), the standard deviation image F stddev2 (x, y), and the stochastic distance image SFD 2 (x, y), the stochastic distance An image SFD 2 (x, y) is generated. However, the function abs (A) in the expression (25) is a function that outputs the absolute value of the variable A.

次に、時間方向標準偏差画像生成部21aは、時系列画像生成部10aによって生成される時系列画像V(x,y,t)の時間方向の標準偏差を示す時間方向標準偏差画像Istddev(x,y)(第1の時間方向標準偏差画像)を生成する機能部(第1の時間方向標準偏差画像生成部)である。具体的には、次の式(26)によって時間方向標準偏差画像Istddev(x,y)を算出する。 Next, the time-direction standard deviation image generation unit 21a displays a time-direction standard deviation image I stddev () indicating the time-direction standard deviation of the time-series image V (x, y, t) generated by the time-series image generation unit 10a. x, y) is a functional unit (first time direction standard deviation image generation unit) that generates (first time direction standard deviation image). Specifically, the time direction standard deviation image I stddev (x, y) is calculated by the following equation (26).

図6に戻り、時間方向標準偏差画像生成部21bは、時系列画像生成部10cによって生成されるS個の時系列画像V(x,y,t)のそれぞれについて、時間方向の標準偏差を示す時間方向標準偏差画像stddev(x,y)(第2の時間方向標準偏差画像)を生成する機能部(第2の時間方向標準偏差画像生成部)である。具体的には、次の式(27)によってS個の時間方向標準偏差画像stddev(x,y)を算出する。 Returning to FIG. 6, the time-direction standard deviation image generation unit 21b calculates the time-direction standard deviation for each of the S time-series images s V (x, y, t) generated by the time-series image generation unit 10c. the time direction standard deviation image s I stddev shown (x, y) function unit for generating a (second time direction standard deviation image) (second temporal standard deviation image generation unit). Specifically, S time-direction standard deviation images s I stddev (x, y) are calculated by the following equation (27).

確率的ふるまい記述部13cは、時間方向標準偏差画像生成部21bによって生成されるS個の時間方向標準偏差画像stddev(x,y)の画素ごとの平均値によって構成される平均画像Favr3(x,y)(第3の平均画像)、及び、該S個の時間方向標準偏差画像stddev(x,y)の画素ごとの標準偏差によって構成される標準偏差画像Fstddev3(x,y)(第3の標準偏差画像)を生成する機能部(第3の確率的ふるまい記述部)である。具体的には、上述した式(18)及び式(19)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)をそれぞれ時間方向標準偏差画像stddev(x,y)、平均画像Favr3(x,y)、標準偏差画像Fstddev3(x,y)に置き換えることにより、平均画像Favr3(x,y)及び標準偏差画像Fstddev3(x,y)を生成する。生成された平均画像Favr3(x,y)及び標準偏差画像Fstddev3(x,y)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。 The probabilistic behavior description unit 13c is an average image F avr3 configured by an average value for each pixel of the S time direction standard deviation images s I stddev (x, y) generated by the time direction standard deviation image generation unit 21b. (X, y) (third average image) and the standard deviation image F stddev3 (x, y) composed of the S-time standard deviation images s I stddev (x, y) for each pixel. y) A functional unit (third stochastic behavior description unit) that generates (third standard deviation image). Specifically, s F (x, y), F avr (x, y), and F stddev (x, y) in the above-described equations (18) and (19) are respectively time direction standard deviation images s I stddev. (X, y), the average image F avr3 (x, y), and the standard deviation image F stddev3 (x, y) are replaced with the average image F avr3 (x, y) and the standard deviation image F stddev3 (x, y). ) Is generated. The generated average image F avr3 (x, y) and standard deviation image F stddev3 (x, y) are stored in the model information storage unit 50 as part of model information representing a normal product.

図7に戻り、確率的距離画像生成部14cは、時間方向標準偏差画像Istddev(x,y)と、モデル情報記憶部50に格納される平均画像Favr3(x,y)及び標準偏差画像Fstddev3(x,y)とに基づき、時間方向標準偏差画像Istddev(x,y)とS個の時間方向標準偏差画像stddev(x,y)との画素ごとの確率的距離を示す確率的距離画像SFD(x,y)(第3の確率的距離画像)を生成する機能部(第3の確率的距離画像生成部)である。具体的には、上述した式(24)及び式(25)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)、SFD(x,y)をそれぞれ時間方向標準偏差画像Istddev(x,y)、平均画像Favr3(x,y)、標準偏差画像Fstddev3(x,y)、確率的距離画像SFD(x,y)に置き換えることにより、確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 7, the stochastic distance image generation unit 14 c includes the time-direction standard deviation image I stddev (x, y), the average image F avr3 (x, y) and the standard deviation image stored in the model information storage unit 50. Based on F stddev3 (x, y), indicates the stochastic distance for each pixel between the time-direction standard deviation image I stddev (x, y) and the S time-direction standard deviation images s I stddev (x, y). stochastic distance image SFD 3 (x, y) (third probabilistic distance image) function unit for generating a (third probabilistic distance image generation unit). Specifically, F (x, y), F avr (x, y), F stddev (x, y), and SFD (x, y) in the time direction in the above-described equations (24) and (25), respectively. By replacing the standard deviation image I stddev (x, y), the average image F avr3 (x, y), the standard deviation image F stddev3 (x, y), and the stochastic distance image SFD 3 (x, y) A distance image SFD 3 (x, y) is generated.

画像処理装置5は、以上のようにして算出した3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のいずれか1つまたは組み合わせに基づき、検査対象物Tの表面にふくれ/へこみ欠陥が生じているか否かの判定を行う。具体的には、3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のそれぞれにおいて公知のしきい値処理及びブロブ解析の少なくとも一方を行い、その結果に基づいてふくれ/へこみ欠陥の有無を判定する。 The image processing device 5 determines the inspection object T based on any one or combination of the three types of probabilistic distance images SFD 1 (x, y) to SFD 3 (x, y) calculated as described above. A determination is made as to whether there are blister / dent defects on the surface. Specifically, at least one of known threshold processing and blob analysis is performed on each of the three types of probabilistic distance images SFD 1 (x, y) to SFD 3 (x, y), and based on the results. Determine if there are blister / dent defects.

図9(a)は、正常品の時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、図9(b)は、へこみ欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図である。また、図9(c)は、図9(a)の時系列画像V(x,y,t)及び図9(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、図9(d)は、図9(a)の時系列画像V(x,y,t)及び図9(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、図9(c)は、図9(a)の時系列画像V(x,y,t)及び図9(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図である。なお、図9の各確率的距離画像は、時系列画像生成部10cによる正常品の撮影の繰り返し回数を1(すなわち、S=1)として生成したものである。 9 (a) is a diagram showing an example of a case of the normal product series image S V (x, y, t ), FIG. 9 (b), the time series of the test object T with a dent defect image V It is a figure which shows an example of (x, y, t). Further, FIG. 9 (c), generated based on the time-series images S V (x, y, t ) and time-series images T V in FIG. 9 (b) (x, y , t) shown in FIG. 9 (a) is a diagram illustrating the probabilistic range image SFD 1 (x, y), FIG. 9 (d) when shown in FIG. 9 (a) series image S V (x, y, t ) and FIG. 9 (b) FIG. 9C is a diagram showing a probabilistic distance image SFD 2 (x, y) generated based on the time series image V (x, y, t) of FIG. 9, and FIG. 9C is a time series of FIG. 9A. is a diagram illustrating an image S V (x, y, t ) and 9 time-series images V in (b) (x, y, t) the probability is generated based on the distance image SFD 3 (x, y) . In addition, each stochastic distance image of FIG. 9 is generated by setting the number of times of capturing a normal product by the time-series image generation unit 10c as 1 (that is, S = 1).

図9の例では、2つの画像V(x,y,2),V(x,y,3)に現れているへこみ欠陥が確率的距離画像SFD(x,y)に白い領域として反映されている。画像処理装置5は、公知のしきい値処理又はブロブ解析によってこの白い領域を検出し、その結果に基づいて、検査対象物Tの表面に存在するへこみ欠陥を検出する。この例では、確率的距離画像SFD(x,y),SFD(x,y)には欠陥が現れていないが、画像処理装置5は、3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)を利用しているので、そのうちの1つである確率的距離画像SFD(x,y)に欠陥が現れたことで、正常にへこみ欠陥を検出することができている。確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のいずれに欠陥が現れるかは欠陥の内容によるので、こうして3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)を利用することにより、検出の確率を向上することが可能になる。また、時間方向平均画像に基づいて生成される確率的距離画像SFD(x,y)を利用することで、ふくれ/へこみ欠陥だけではなく汚れや異物の付着といった一般的な欠陥も、併せて検出することが可能になる。 In the example of FIG. 9, the dent defect appearing in the two images V (x, y, 2) and V (x, y, 3) is reflected as a white area in the stochastic distance image SFD 1 (x, y). ing. The image processing device 5 detects this white area by a known threshold processing or blob analysis, and detects a dent defect present on the surface of the inspection object T based on the result. In this example, no defect appears in the stochastic distance images SFD 2 (x, y) and SFD 3 (x, y), but the image processing device 5 has three types of probabilistic distance images SFD 1 (x, y). Since y) to SFD 3 (x, y) are used, a defect appears in the stochastic distance image SFD 1 (x, y), which is one of them, so that a dent defect can be detected normally. Is done. Which of the probabilistic distance images SFD 1 (x, y) to SFD 3 (x, y) appears depends on the content of the defect, and thus the three types of probabilistic distance images SFD 1 (x, y) to SFD By using 3 (x, y), it is possible to improve the detection probability. Further, by using the stochastic distance image SFD 2 (x, y) generated based on the average image in the time direction, not only blisters / dents but also general defects such as adhesion of dirt and foreign matters are combined. It becomes possible to detect.

次に、クラック欠陥の検出について説明する。   Next, detection of crack defects will be described.

図10は、画像処理装置5の機能ブロックのうち、クラック欠陥を検出するためのモデル情報の生成に関する部分を示す図である。また、図11は、画像処理装置5の機能ブロックのうち、クラック欠陥を検出するための検査対象物Tの画像処理(モデル情報との比較処理を含む)に関する部分を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a part related to generation of model information for detecting a crack defect in the functional blocks of the image processing apparatus 5. Moreover, FIG. 11 is a figure which shows the part regarding the image process (a comparison process with model information) of the test target T for detecting a crack defect among the functional blocks of the image processing apparatus 5.

クラック欠陥の検出に関して、画像処理装置5は、図10及び図11に示すように、時系列画像生成部10a,10c、平均時系列画像生成部10b、時系列微分画像生成部31a,31c、平均時系列微分画像生成部31b、時系列勾配ベクトル画像生成部32a,32c、平均時系列勾配ベクトル画像生成部32b、時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33a,33c、平均時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33b、勾配相関距離画像生成部34a,34b、確率的ふるまい記述部35a〜35c、確率的距離画像生成部36a〜36c、時間方向平均勾配ベクトル画像生成部40a,40b、時間方向勾配ノルム画像生成部41a,41b、及びモデル情報記憶部50を有して構成される。以下、ふくれ/へこみ欠陥の検出と同様の点については適宜省略しながら、説明を進める。   As shown in FIGS. 10 and 11, the image processing device 5 detects time-series image generation units 10a and 10c, average time-series image generation unit 10b, time-series differential image generation units 31a and 31c, and averages. Time-series differential image generator 31b, time-series gradient vector image generators 32a and 32c, average time-series gradient vector image generator 32b, time-series normalized gradient vector image generators 33a and 33c, average time-series normalized gradient vector image Generation unit 33b, gradient correlation distance image generation units 34a and 34b, probabilistic behavior description units 35a to 35c, probabilistic distance image generation units 36a to 36c, time direction average gradient vector image generation units 40a and 40b, time direction gradient norm image The generation unit 41a, 41b and the model information storage unit 50 are configured. Hereinafter, the explanation will be advanced while omitting the same points as the detection of the blister / dent defect as appropriate.

初めに図11を参照すると、時系列微分画像生成部31aは、時系列画像生成部10aによって生成される時系列画像V(x,y,t)(第4の時系列画像)をx方向(第1の方向)及びx方向と交差(直交)するy方向(第2の方向)のそれぞれで微分することにより、2種類の時系列微分画像Gx(x,y,t),Gy(x,y,t)(第1及び第2の時系列微分画像)を生成する機能部(第1の時系列微分画像生成部)である。具体的には、例えば微分方向に隣接する2つの画素間の差分を算出することにより、時系列微分画像Gx(x,y,t),Gy(x,y,t)を生成することとすればよい。   First, referring to FIG. 11, the time-series differential image generation unit 31a generates a time-series image V (x, y, t) (fourth time-series image) generated by the time-series image generation unit 10a in the x direction ( Differentiating each of the first direction) and the y direction (second direction) intersecting (orthogonal) with the x direction, two types of time-series differential images Gx (x, y, t), Gy (x, y, t) is a functional unit (first time-series differential image generation unit) that generates (first and second time-series differential images). Specifically, for example, the time-series differential images Gx (x, y, t) and Gy (x, y, t) are generated by calculating the difference between two pixels adjacent in the differential direction. That's fine.

時系列勾配ベクトル画像生成部32aは、時系列微分画像Gx(x,y,t)を構成する複数の微分画像のそれぞれから該時系列微分画像Gx(x,y,t)の時間方向の平均値Gxavr(x,y)を減算し、さらに、時系列微分画像Gy(x,y,t)を構成する複数の微分画像のそれぞれから該時系列微分画像Gy(x,y,t)の時間方向の平均値Gyavr(x,y)を減算することによって、時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)(第1の時系列勾配ベクトル画像=第1の時系列画像)を生成する機能部(第1の時系列勾配ベクトル画像生成部)である。ここで、uは0〜2T−1の整数である。時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)は、具体的には次の式(28)によって表される。また、平均値Gxavr(x,y),Gyavr(x,y)はそれぞれ、式(29)及び式(30)のように表される。 The time-series gradient vector image generation unit 32a averages the time-series differential images Gx (x, y, t) from each of a plurality of differential images constituting the time-series differential images Gx (x, y, t). The value Gx avr (x, y) is subtracted, and the time-series differential image Gy (x, y, t) is further extracted from each of a plurality of differential images constituting the time-series differential image Gy (x, y, t). A time-series gradient vector image G (x, y, u) (first time-series gradient vector image = first time-series image) is generated by subtracting the average value Gy avr (x, y) in the time direction. Functional unit (first time-series gradient vector image generation unit). Here, u is an integer of 0 to 2T-1. The time series gradient vector image G (x, y, u) is specifically expressed by the following equation (28). In addition, the average values Gx avr (x, y) and Gy avr (x, y) are respectively expressed as Equation (29) and Equation (30).

図10に移り、時系列微分画像生成部31cは、時系列画像生成部10cによって生成されるS個の時系列画像V(x,y,t)のそれぞれをx方向及びy方向のそれぞれで微分することにより、それぞれ2種類の時系列微分画像Gx(x,y,t),Gy(x,y,t)を生成する機能部である。具体的には、例えば微分方向に隣接する2つの画素間の差分を算出することにより、時系列微分画像Gx(x,y,t),Gy(x,y,t)を生成することとすればよい。 Moving to FIG. 10, the time-series differential image generation unit 31c converts each of the S time-series images s V (x, y, t) generated by the time-series image generation unit 10c in the x direction and the y direction, respectively. It is a functional unit that generates two types of time-series differential images s Gx (x, y, t) and s Gy (x, y, t) by differentiating each. Specifically, for example, by calculating the difference between two pixels adjacent in the differential direction, the time-series differential images s Gx (x, y, t) and s Gy (x, y, t) are generated. And it is sufficient.

時系列勾配ベクトル画像生成部32cは、時系列微分画像Gx(x,y,t)を構成する複数の微分画像のそれぞれから該時系列微分画像Gx(x,y,t)の時間方向の平均値Gxavr(x,y)を減算し、さらに、時系列微分画像Gy(x,y,t)を構成する複数の微分画像のそれぞれから該時系列微分画像Gy(x,y,t)の時間方向の平均値Gyavr(x,y)を減算することによって、時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)を生成する機能部である。時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)は、具体的には次の式(31)によって表される。また、平均値Gxavr(x,y),Gyavr(x,y)はそれぞれ、式(32)及び式(33)のように表される。 The time-series gradient vector image generation unit 32c generates a time-series differential image s Gx (x, y, t) from each of a plurality of differential images constituting the time-series differential image s Gx (x, y, t). mean s Gx avr (x, y) of the subtracted, further, the time-series differential image s Gy (x, y, t ) time series differential image from each of the plurality of differential images constituting the s Gy (x, This is a functional unit that generates a time-series gradient vector image s G (x, y, u) by subtracting the average value s Gy avr (x, y) in the time direction of y, t). The time series gradient vector image s G (x, y, u) is specifically expressed by the following equation (31). In addition, the average values s Gx avr (x, y) and s Gy avr (x, y) are respectively expressed as Equation (32) and Equation (33).

平均時系列微分画像生成部31bは、平均時系列画像生成部10bによって生成される平均時系列画像aV(x,y,t)(第5の時系列画像)をx方向及びy方向のそれぞれで微分することにより、2種類の時系列微分画像aGx(x,y,t),aGy(x,y,t)(第3及び第4の時系列微分画像)を生成する機能部(第2の時系列微分画像生成部)である。具体的には、例えば微分方向に隣接する2つの画素間の差分を算出することにより、時系列微分画像aGx(x,y,t),aGy(x,y,t)を生成することとすればよい。   The average time-series differential image generation unit 31b generates the average time-series image aV (x, y, t) (fifth time-series image) generated by the average time-series image generation unit 10b in each of the x direction and the y direction. A functional unit (second second) for generating two types of time-series differential images aGx (x, y, t) and aGy (x, y, t) (third and fourth time-series differential images) by differentiating. A time-series differential image generation unit). Specifically, the time-series differential images aGx (x, y, t) and aGy (x, y, t) are generated by calculating the difference between two pixels adjacent in the differential direction, for example. That's fine.

平均時系列勾配ベクトル画像生成部32bは、時系列微分画像aGx(x,y,t)を構成する複数の微分画像のそれぞれから該時系列微分画像aGx(x,y,t)の時間方向の平均値aGxavr(x,y)を減算し、さらに、時系列微分画像aGy(x,y,t)を構成する複数の微分画像のそれぞれから該時系列微分画像aGy(x,y,t)の時間方向の平均値aGyavr(x,y)を減算することによって、平均時系列勾配ベクトル画像aG(x,y,u)(第2の時系列勾配ベクトル画像=第2の時系列画像)を生成する機能部(第2の時系列勾配ベクトル画像生成部)である。平均時系列勾配ベクトル画像aG(x,y,u)は、具体的には次の式(34)によって表される。また、平均値aGxavr(x,y),aGyavr(x,y)はそれぞれ、式(35)及び式(36)のように表される。 The average time-series gradient vector image generation unit 32b generates a time-series differential image aGx (x, y, t) in the time direction from each of a plurality of differential images constituting the time-series differential image aGx (x, y, t). The average value aGx avr (x, y) is subtracted, and the time-series differential image aGy (x, y, t) is further obtained from each of the plurality of differential images constituting the time-series differential image aGy (x, y, t). Are subtracted from the average value aGy avr (x, y) in the time direction of the average time-series gradient vector image aG (x, y, u) (second time-series gradient vector image = second time-series image) Is a functional unit (second time-series gradient vector image generation unit). The average time series gradient vector image aG (x, y, u) is specifically expressed by the following equation (34). Further, the average values aGx avr (x, y) and aGy avr (x, y) are respectively expressed as Expression (35) and Expression (36).

図11に戻り、時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33aは、時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)に正規化抑制定数Th及びその反数−Thを連結してなる拡張時系列画像G(x,y,u)(u=0〜2T+1。第1の拡張時系列画像)に基づき、時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)を正規化してなる時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)(第1の時系列正規化画像)を生成する機能部(第1の時系列正規化画像生成部)である。 Returning to FIG. 11, the time-series normalized gradient vector image generation unit 33a connects the time-series gradient vector image G (x, y, u) to the normalization suppression constant Th and its reciprocal number −Th. Time series normalization obtained by normalizing the time series gradient vector image G (x, y, u) based on the image G E (x, y, u) (u = 0 to 2T + 1, first extended time series image). It is a function part (1st time series normalization image generation part) which produces | generates gradient vector image J (x, y, u) (1st time series normalization image).

拡張時系列画像G(x,y,u)は、具体的には、各画素の濃度が正規化抑制定数Thである連結画像G(x,y,2T)(第7の連結画像)と、各画素の濃度が正規化抑制定数の反数−Thである連結画像G(x,y,2T+1)(第8の連結画像)とを時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)に連結してなる画像である。連結画像G(x,y,2T),G(x,y,2T+1)を数式で書くと、式(37)のようになる。 Specifically, the extended time-series image G E (x, y, u) is a connected image G E (x, y, 2T) (seventh connected image) in which the density of each pixel is a normalized suppression constant Th. And a connected image G E (x, y, 2T + 1) (eighth connected image) in which the density of each pixel is a reciprocal -Th of the normalization suppression constant is used as a time-series gradient vector image G (x, y, u). ). When the concatenated images G E (x, y, 2T) and G E (x, y, 2T + 1) are written by mathematical formulas, the formula (37) is obtained.

時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33aは、拡張時系列画像G(x,y,u)の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて、時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を生成する。具体的には、次の式(38)により時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を生成する。式(38)において、右辺の分母が拡張時系列画像G(x,y,u)の時間方向のベクトルとしての長さに相当する。 The time-series normalized gradient vector image generation unit 33a generates a time-series normalized gradient vector image J (x, y) based on the length of the extended time-series image G E (x, y, u) as a vector in the time direction. , U). Specifically, the time series normalized gradient vector image J (x, y, u) is generated by the following equation (38). In Expression (38), the denominator on the right side corresponds to the length of the extended time-series image G E (x, y, u) as a vector in the time direction.

式(38)は、次の式(39)のように書き直すことができる。ただし、式(39)中のNg(x,y)は正規化用の除数であり、式(40)によって表される。式(39)を用いて時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を生成する場合、中間生成物としての拡張時系列画像G(x,y,u)の生成が不要になるので、時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33aは、実際には式(39)を用いて時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)の生成を行う。 Expression (38) can be rewritten as the following Expression (39). However, Ng (x, y) in the equation (39) is a normalization divisor and is expressed by the equation (40). When generating the time-series normalized gradient vector image J (x, y, u) using the equation (39), it is unnecessary to generate the extended time-series image G E (x, y, u) as an intermediate product. Therefore, the time-series normalized gradient vector image generation unit 33a actually generates the time-series normalized gradient vector image J (x, y, u) using Expression (39).

時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33aが以上のような正規化を行うことにより、時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)において、カメラノイズに起因する虚報の発生を防止することが可能になる。特に時系列正規化勾配ベクトル画像では、正規化に先立ち微分処理を行なっていることから、以下で説明する図12に示す画像中の文字と背景の境界部分のように明暗が大きく変化する部分以外の部分(明暗平坦部)は、カメラノイズだけが残った状態となる。したがって、カメラノイズによる虚報が検査に及ぼす影響が一層大きくなるので、上記のような正規化を行うことによる虚報の抑制が一段と重要になる。   The time-series normalized gradient vector image generation unit 33a performs the above normalization, thereby preventing the occurrence of false information due to camera noise in the time-series normalized gradient vector image J (x, y, u). It becomes possible. In particular, in a time-series normalized gradient vector image, differential processing is performed prior to normalization, and therefore, other than a portion where the brightness changes greatly, such as a boundary portion between a character and a background in the image shown in FIG. 12 described below. This part (bright and dark flat part) is in a state where only camera noise remains. Therefore, since the influence of the false information due to the camera noise on the inspection is further increased, the suppression of the false information by performing the above normalization becomes more important.

図12(a)は、クラック欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、図12(b)は、図12(a)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を示す図である。これらの図に示すように、時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)においては、斜方照明を用いることによって時系列画像V(x,y,t)内で強調されているクラック欠陥が、さらに強調される。一方で、時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)においては、時系列画像V(x,y,t)に比べ、検査対象物Tや照明装置3の個体差による濃淡変動が抑制される。   FIG. 12A is a diagram illustrating an example of a time series image V (x, y, t) of the inspection target T having a crack defect, and FIG. 12B is a time series of FIG. It is a figure which shows the time series normalization gradient vector image J (x, y, u) produced | generated based on the image V (x, y, t). As shown in these figures, the time-series normalized gradient vector image J (x, y, u) is emphasized in the time-series image V (x, y, t) by using oblique illumination. Crack defects are further emphasized. On the other hand, in the time-series normalized gradient vector image J (x, y, u), as compared with the time-series image V (x, y, t), the light and shade fluctuation due to the individual difference of the inspection target T and the illumination device 3 occurs. It is suppressed.

図10に戻り、時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33cは、S個の時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)のそれぞれについて、該時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)に正規化抑制定数Th及びその反数−Thを連結してなる拡張時系列画像(x,y,u)(u=0〜2T+1)に基づき、時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)を正規化してなる時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を生成する機能部である。拡張時系列画像(x,y,u)は、各画素の濃度が正規化抑制定数Thである連結画像(x,y,2T)と、各画素の濃度が正規化抑制定数の反数−Thである連結画像(x,y,2T+1)とを時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)に連結してなる画像であり、時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33cは、S個の時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)のそれぞれについて、拡張時系列画像(x,y,u)の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて、時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)を生成する。 Returning to FIG. 10, the time-series normalized gradient vector image generating unit 33c, S number of time-series gradient vector image s G (x, y, u ) for each, time series gradient vector image s G (x, y , extended time-series images obtained by connecting the normalized inhibition constants Th and its inverse number -Th to u) s G E (x, y, u) (u = 0~2T + 1) based on the time-series gradient vector image s This is a functional unit that generates a time-series normalized gradient vector image s J (x, y, u) obtained by normalizing G (x, y, u). The extended time-series image s G E (x, y, u) includes a connected image s G E (x, y, 2T) in which the density of each pixel is a normalization suppression constant Th, and the density of each pixel is normalized and suppressed. A connected image s G E (x, y, 2T + 1) that is a constant reciprocal -Th is connected to a time-series gradient vector image s G (x, y, u), and is a time-series normalized gradient. The vector image generation unit 33c calculates the length of each of the S time-series gradient vector images s G (x, y, u) as a vector in the time direction of the extended time-series image s G E (x, y, u). Based on this, a time-series normalized gradient vector image s J (x, y, u) is generated.

時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33cによる正規化の方法は時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33aによるものと基本的に同一であるので、詳しい説明は省略する。式(39)に相当する時系列正規化画像の生成方法は、時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33cにおいては、次の式(41)によって表される。ただし、式(41)中のNg(x,y)は正規化用の除数であり、式(42)によって表される。このような正規化の方法を採用することにより、S個の時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)においても、カメラノイズに起因する虚報の発生を防止することが可能になる。 Since the normalization method by the time series normalized gradient vector image generation unit 33c is basically the same as that by the time series normalization gradient vector image generation unit 33a, detailed description thereof is omitted. A time-series normalized image generation method corresponding to Expression (39) is expressed by the following Expression (41) in the time-series normalized gradient vector image generation unit 33c. However, s Ng (x, y) in the equation (41) is a divisor for normalization and is represented by the equation (42). By adopting such a normalization method, it is possible to prevent generation of false information due to camera noise even in S time-series normalized gradient vector images s J (x, y, u). Become.

平均時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33bは、平均時系列勾配ベクトル画像aG(x,y,u)に正規化抑制定数Th及びその反数−Thを連結してなる拡張時系列画像aG(x,y,u)(u=0〜2T+1。第2の拡張時系列画像)に基づき、平均時系列勾配ベクトル画像aG(x,y,u)を正規化してなる平均時系列正規化勾配ベクトル画像aJ(x,y,u)(第2の時系列正規化画像)を生成する機能部(第2の時系列正規化画像生成部)である。平均拡張時系列画像aG(x,y,u)は、各画素の濃度が正規化抑制定数Thである連結画像aG(x,y,2T)(第9の連結画像)と、各画素の濃度が正規化抑制定数の反数−Thである連結画像aG(x,y,2T+1)(第10の連結画像)とを平均時系列勾配ベクトル画像aG(x,y,u)に連結してなる画像であり、平均時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33bは、拡張時系列画像aG(x,y,u)の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて、平均時系列正規化勾配ベクトル画像aJ(x,y,u)を生成する。 Mean time series normalized gradient vector image generating unit 33b, an average time series gradient vector image aG (x, y, u) formed by connecting the normalized inhibition constants Th and its inverse number -Th in the extended time-series images aG E Average time-series normalized gradient obtained by normalizing the average time-series gradient vector image aG (x, y, u) based on (x, y, u) (u = 0 to 2T + 1, second extended time-series image). It is a function part (2nd time series normalization image generation part) which produces | generates vector image aJ (x, y, u) (2nd time series normalization image). The average extended time series image aG E (x, y, u) includes a connected image aG E (x, y, 2T) (the ninth connected image) in which the density of each pixel is a normalized suppression constant Th, and each pixel. The connected image aG E (x, y, 2T + 1) (tenth connected image) whose density is the reciprocal -Th of the normalized suppression constant is connected to the average time series gradient vector image aG (x, y, u) The average time-series normalization gradient vector image generation unit 33b generates an average time-series normalization based on the length of the extended time-series image aG E (x, y, u) as a vector in the time direction. A normalized gradient vector image aJ (x, y, u) is generated.

平均時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33bによる正規化の方法も時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33aによるものと基本的に同一であるので、詳しい説明は省略する。式(39)に相当する時系列正規化画像の生成方法は、平均時系列正規化勾配ベクトル画像生成部33bにおいては、次の式(43)によって表される。ただし、式(43)中のaNg(x,y)は正規化用の除数であり、式(44)によって表される。このような正規化の方法を採用することにより、平均時系列正規化勾配ベクトル画像aJ(x,y,u)においても、カメラノイズに起因する虚報の発生を防止することが可能になる。   Since the normalization method by the average time series normalized gradient vector image generation unit 33b is basically the same as that by the time series normalization gradient vector image generation unit 33a, detailed description thereof is omitted. The time-series normalized image generation method corresponding to Expression (39) is expressed by the following Expression (43) in the average time-series normalized gradient vector image generation unit 33b. However, aNg (x, y) in equation (43) is a divisor for normalization and is represented by equation (44). By employing such a normalization method, it is possible to prevent generation of false information due to camera noise even in the average time-series normalized gradient vector image aJ (x, y, u).

図11に戻り、勾配相関距離画像生成部34aは、相関距離画像生成部12aと同様の処理により、時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)と平均時系列正規化勾配ベクトル画像aJ(x,y,u)との間の画素ごとの相関距離を示す勾配相関距離画像Jcd(x,y)を生成する。具体的には、次の式(45)により勾配相関距離画像Jcd(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 11, the gradient correlation distance image generation unit 34 a performs a time series normalized gradient vector image J (x, y, u) and an average time series normalized gradient vector image by the same processing as the correlation distance image generation unit 12 a. A gradient correlation distance image J cd (x, y) indicating a correlation distance for each pixel between aJ (x, y, u) is generated. Specifically, the gradient correlation distance image J cd (x, y) is generated by the following equation (45).

図10に戻り、勾配相関距離画像生成部34bは、S個の時系列正規化勾配ベクトル画像J(x,y,u)のそれぞれについて、平均時系列正規化勾配ベクトル画像aJ(x,y,u)との間の画素ごとの相関距離を示す勾配相関距離画像cd(x,y)を生成する機能部である。具体的には、次の式(46)により勾配相関距離画像cd(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 10, the gradient correlation distance image generation unit 34 b calculates the average time-series normalized gradient vector image aJ (x, y) for each of the S time-series normalized gradient vector images s J (x, y, u). , U) is a functional unit that generates a gradient correlation distance image s J cd (x, y) indicating a correlation distance for each pixel. Specifically, the gradient correlation distance image s J cd (x, y) is generated by the following equation (46).

確率的ふるまい記述部35aは、勾配相関距離画像生成部34bによって生成されるS個の勾配相関距離画像cd(x,y)の画素ごとの平均値によって構成される平均画像Favr4(x,y)、及び、該S個の勾配相関距離画像cd(x,y)の画素ごとの標準偏差によって構成される標準偏差画像Fstddev4(x,y)を生成する。具体的には、上述した式(18)及び式(19)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)をそれぞれ勾配相関距離画像cd(x,y)、平均画像Favr4(x,y)、標準偏差画像Fstddev4(x,y)に置き換えることにより、平均画像Favr4(x,y)及び標準偏差画像Fstddev4(x,y)を生成する。生成された平均画像Favr4(x,y)及び標準偏差画像Fstddev4(x,y)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。 The probabilistic behavior description unit 35a is configured to generate an average image F avr4 (x that is configured by an average value for each pixel of the S gradient correlation distance images s J cd (x, y) generated by the gradient correlation distance image generation unit 34b. , Y) and the standard deviation image F stddev4 (x, y) composed of the standard deviation for each pixel of the S gradient correlation distance images s J cd (x, y). Specifically, s F (x, y), F avr (x, y), and F stddev (x, y) in the above-described equations (18) and (19) are respectively represented by gradient correlation distance images s J cd ( x, y), the average image F avr4 (x, y), and the standard deviation image F stddev4 (x, y) to replace the average image F avr4 (x, y) and the standard deviation image F stddev4 (x, y) Is generated. The generated average image F avr4 (x, y) and standard deviation image F stddev4 (x, y) are stored in the model information storage unit 50 as part of model information representing a normal product.

図11に戻り、確率的距離画像生成部36aは、勾配相関距離画像Jcd(x,y)と、モデル情報記憶部50に格納される平均画像Favr4(x,y)及び標準偏差画像Fstddev4(x,y)とに基づき、勾配相関距離画像Jcd(x,y)とS個の勾配相関距離画像cd(x,y)との画素ごとの確率的距離を示す確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。具体的には、上述した式(20)及び式(21)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)、SFD(x,y)をそれぞれ勾配相関距離画像Jcd(x,y)、平均画像Favr4(x,y)、標準偏差画像Fstddev4(x,y)、確率的距離画像SFD(x,y)に置き換えることにより、確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 11, the stochastic distance image generation unit 36 a, the gradient correlation distance image J cd (x, y), the average image F avr4 (x, y) and the standard deviation image F stored in the model information storage unit 50. A stochastic distance indicating a stochastic distance for each pixel between the gradient correlation distance image J cd (x, y) and the S gradient correlation distance images s J cd (x, y) based on stddev4 (x, y). An image SFD 4 (x, y) is generated. Specifically, F (x, y), F avr (x, y), F stddev (x, y), and SFD (x, y) in the above equations (20) and (21) are gradient correlations, respectively. By replacing the distance image J cd (x, y), the average image F avr4 (x, y), the standard deviation image F stddev4 (x, y), and the stochastic distance image SFD 4 (x, y), the stochastic distance An image SFD 4 (x, y) is generated.

次に、時間方向平均勾配ベクトル画像生成部40aは、時系列勾配ベクトル画像生成部32aによって生成される時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)の時間方向の平均を示す時間方向平均勾配ベクトル画像Javr(x,y)を生成する。具体的には、次の式(47)によって時間方向平均勾配ベクトル画像Javr(x,y)を算出する。 Next, the time direction average gradient vector image generation unit 40a indicates the time direction average gradient indicating the time direction average of the time series gradient vector image G (x, y, u) generated by the time series gradient vector image generation unit 32a. A vector image J avr (x, y) is generated. Specifically, the time direction average gradient vector image J avr (x, y) is calculated by the following equation (47).

図10に戻り、時間方向平均勾配ベクトル画像生成部40bは、時系列勾配ベクトル画像生成部32cによって生成されるS個の時系列勾配ベクトル画像G(x,y,t)のそれぞれについて、時間方向の平均を示す時間方向平均勾配ベクトル画像avr(x,y)を生成する。具体的には、次の式(48)によってS個の時間方向平均勾配ベクトル画像avr(x,y)を算出する。 Returning to FIG. 10, the time-direction average gradient vector image generation unit 40 b calculates the time-series gradient vector image s G (x, y, t) generated by the time-series gradient vector image generation unit 32 c for each time. A time direction average gradient vector image s J avr (x, y) indicating the average of directions is generated. Specifically, S time direction average gradient vector images s J avr (x, y) are calculated by the following equation (48).

確率的ふるまい記述部35bは、時間方向平均勾配ベクトル画像生成部40bによって生成されるS個の時間方向平均勾配ベクトル画像avr(x,y)の画素ごとの平均値によって構成される平均画像Favr5(x,y)、及び、該S個の時間方向平均勾配ベクトル画像avr(x,y)の画素ごとの標準偏差によって構成される標準偏差画像Fstddev5(x,y)を生成する。具体的には、上述した式(18)及び式(19)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)をそれぞれ時間方向平均勾配ベクトル画像avr(x,y)、平均画像Favr5(x,y)、標準偏差画像Fstddev5(x,y)に置き換えることにより、平均画像Favr5(x,y)及び標準偏差画像Fstddev5(x,y)を生成する。生成された平均画像Favr5(x,y)及び標準偏差画像Fstddev5(x,y)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。 The stochastic behavior description unit 35b is an average image configured by an average value for each pixel of the S time direction average gradient vector images s J avr (x, y) generated by the time direction average gradient vector image generation unit 40b. F avr5 (x, y), and, generate a standard deviation image F stddev5 (x, y) formed by the standard deviation of each pixel of the S pieces of time direction average gradient vector image s J avr (x, y) To do. Specifically, s F (x, y), F avr (x, y), and F stddev (x, y) in the above-described equations (18) and (19) are respectively calculated in the time direction average gradient vector image s J. By replacing avr (x, y), average image F avr5 (x, y), and standard deviation image F stddev5 (x, y), average image F avr5 (x, y) and standard deviation image F stddev5 (x, y) y) is generated. The generated average image F avr5 (x, y) and standard deviation image F stddev5 (x, y) are stored in the model information storage unit 50 as part of model information representing a normal product.

図11に戻り、確率的距離画像生成部36bは、時間方向平均勾配ベクトル画像Javr(x,y)と、モデル情報記憶部50に格納される平均画像Favr5(x,y)及び標準偏差画像Fstddev5(x,y)とに基づき、時間方向平均勾配ベクトル画像Javr(x,y)とS個の時間方向平均勾配ベクトル画像avr(x,y)との画素ごとの確率的距離を示す確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。具体的には、上述した式(24)及び式(25)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)、SFD(x,y)をそれぞれ時間方向平均勾配ベクトル画像Javr(x,y)、平均画像Favr5(x,y)、標準偏差画像Fstddev5(x,y)、確率的距離画像SFD(x,y)に置き換えることにより、確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 11, the stochastic distance image generation unit 36 b includes the time direction average gradient vector image J avr (x, y), the average image F avr5 (x, y) stored in the model information storage unit 50, and the standard deviation. Based on the image F stddev5 (x, y), the probability for each pixel of the time direction average gradient vector image J avr (x, y) and the S time direction average gradient vector images s J avr (x, y). Probabilistic distance image SFD 5 (x, y) indicating the distance is generated. Specifically, F (x, y), F avr (x, y), F stddev (x, y), and SFD (x, y) in the time direction in the above-described equations (24) and (25), respectively. By replacing the average gradient vector image J avr (x, y), the average image F avr5 (x, y), the standard deviation image F stddev5 (x, y), and the stochastic distance image SFD 5 (x, y), the probability A target distance image SFD 5 (x, y) is generated.

次に、時間方向勾配ノルム画像生成部41aは、時系列勾配ベクトル画像生成部32aによって生成される時系列勾配ベクトル画像G(x,y,u)の長さ(ノルム)を示す時間方向平均勾配ノルム画像Jstddev(x,y)を生成する。具体的には、次の式(49)によって時間方向平均勾配ノルム画像Jstddev(x,y)を算出する。 Next, the time direction gradient norm image generation unit 41a is a time direction average gradient indicating the length (norm) of the time series gradient vector image G (x, y, u) generated by the time series gradient vector image generation unit 32a. A norm image J stddev (x, y) is generated. Specifically, the time direction average gradient norm image J stddev (x, y) is calculated by the following equation (49).

図10に戻り、時間方向勾配ノルム画像生成部41bは、時系列勾配ベクトル画像生成部32cによって生成されるS個の時系列勾配ベクトル画像G(x,y,t)のそれぞれについて、その長さを示す時間方向平均勾配ノルム画像stddev(x,y)を生成する。具体的には、次の式(50)によってS個の時間方向平均勾配ノルム画像stddev(x,y)を算出する。 Returning to FIG. 10, the time-direction gradient norm image generation unit 41 b calculates the length of each of the S time-series gradient vector images s G (x, y, t) generated by the time-series gradient vector image generation unit 32 c. A time direction average gradient norm image s J stddev (x, y) indicating the above is generated. Specifically, S time direction average gradient norm images s J stddev (x, y) are calculated by the following equation (50).

確率的ふるまい記述部35cは、時間方向勾配ノルム画像生成部41bによって生成されるS個の時間方向平均勾配ノルム画像stddev(x,y)の画素ごとの平均値によって構成される平均画像Favr6(x,y)、及び、該S個の時間方向平均勾配ノルム画像stddev(x,y)の画素ごとの標準偏差によって構成される標準偏差画像Fstddev6(x,y)を生成する。具体的には、上述した式(18)及び式(19)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)をそれぞれ時間方向平均勾配ノルム画像stddev(x,y)、平均画像Favr6(x,y)、標準偏差画像Fstddev6(x,y)に置き換えることにより、平均画像Favr6(x,y)及び標準偏差画像Fstddev6(x,y)を生成する。生成された平均画像Favr6(x,y)及び標準偏差画像Fstddev6(x,y)は、正常品を表すモデル情報の一部として、モデル情報記憶部50に格納される。 The probabilistic behavior description unit 35c is an average image F configured by an average value for each pixel of the S time-direction average gradient norm images s J stddev (x, y) generated by the time-direction gradient norm image generation unit 41b. avr6 (x, y), and generates the S number of the time-direction average gradient norm image s J stddev (x, y) the standard deviation image F constituted by the standard deviation of each pixel of stddev6 (x, y) . Specifically, s F (x, y), F avr (x, y), and F stddev (x, y) in the above-described equations (18) and (19) are respectively time direction average gradient norm images s J. By replacing the stddev (x, y), the average image F avr6 (x, y), and the standard deviation image F stddev6 (x, y), the average image F avr6 (x, y) and the standard deviation image F stddev6 (x, y) y) is generated. The generated average image F avr6 (x, y) and standard deviation image F stddev6 (x, y) are stored in the model information storage unit 50 as part of model information representing a normal product.

図11に戻り、確率的距離画像生成部36cは、時間方向平均勾配ノルム画像Jstddev(x,y)と、モデル情報記憶部50に格納される平均画像Favr6(x,y)及び標準偏差画像Fstddev6(x,y)とに基づき、時間方向平均勾配ノルム画像Jstddev(x,y)とS個の時間方向平均勾配ノルム画像stddev(x,y)との画素ごとの確率的距離を示す確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。具体的には、上述した式(24)及び式(25)においてF(x,y)、Favr(x,y)、Fstddev(x,y)、SFD(x,y)をそれぞれ時間方向平均勾配ノルム画像Jstddev(x,y)、平均画像Favr6(x,y)、標準偏差画像Fstddev6(x,y)、確率的距離画像SFD(x,y)に置き換えることにより、確率的距離画像SFD(x,y)を生成する。 Returning to FIG. 11, the probabilistic distance image generation unit 36 c includes the time-direction average gradient norm image J stddev (x, y), the average image F avr6 (x, y) and the standard deviation stored in the model information storage unit 50. Based on the image F stddev6 (x, y), the probability of each pixel of the time direction average gradient norm image J stddev (x, y) and the S time direction average gradient norm images s J stddev (x, y). Probabilistic distance image SFD 6 (x, y) indicating the distance is generated. Specifically, F (x, y), F avr (x, y), F stddev (x, y), and SFD (x, y) in the time direction in the above-described equations (24) and (25), respectively. By replacing the mean gradient norm image J stddev (x, y), the mean image F avr6 (x, y), the standard deviation image F stddev6 (x, y), and the stochastic distance image SFD 6 (x, y), the probability A target distance image SFD 6 (x, y) is generated.

画像処理装置5は、以上のようにして算出した3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)に基づき、検査対象物Tの表面にクラック欠陥が生じているか否かの判定を行う。具体的には、3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のそれぞれにおいて公知のしきい値処理及びブロブ解析の少なくとも一方を行い、その結果に基づいてクラック欠陥の有無を判定する。 Based on the three types of probabilistic distance images SFD 4 (x, y) to SFD 6 (x, y) calculated as described above, the image processing apparatus 5 causes crack defects on the surface of the inspection target T. It is determined whether or not there is. Specifically, at least one of known threshold processing and blob analysis is performed on each of the three types of stochastic distance images SFD 4 (x, y) to SFD 6 (x, y), and based on the results. The presence or absence of crack defects is determined.

図13(a)は、正常品の時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、図13(b)は、クラック欠陥を有する検査対象物Tの時系列画像V(x,y,t)の一例を示す図であり、図13(c)は、図13(a)の時系列画像V(x,y,t)及び図13(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、図13(d)は、図13(a)の時系列画像V(x,y,t)及び図13(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図であり、図13(c)は、図13(a)の時系列画像V(x,y,t)及び図13(b)の時系列画像V(x,y,t)に基づいて生成された確率的距離画像SFD(x,y)を示す図である。なお、図9の各確率的距離画像は、時系列画像生成部10cによる正常品の撮影の繰り返し回数を1(すなわち、S=1)として生成したものである。 13 (a) is a diagram showing an example of a case of the normal product series image S V (x, y, t ), FIG. 13 (b), the time-series image V of the test object T with a crack defect (x, y, t) is a diagram showing an example of FIG. 13 (c), time-series images S V in FIG. 13 (a) (x, y, t) and time-series images shown in FIG. 13 (b) V is a diagram showing (x, y, t) based probabilistic distance image SFD 4 (x, y) generated by the, FIG. 13 (d) is time-series images S V in FIG. 13 (a) ( x, y, t) and a probabilistic distance image SFD 5 (x, y) generated based on the time-series image V (x, y, t) in FIG. 13B. c) the time-series images S V (x in FIG. 13 (a), y, t ) and 13 time-series images V in (b) (x, y, t) stochastic distance image generated on the basis of SFD 6 (x , Y). In addition, each stochastic distance image of FIG. 9 is generated by setting the number of times of capturing a normal product by the time-series image generation unit 10c as 1 (that is, S = 1).

図13の例では、2つの画像V(x,y,2),V(x,y,3)に現れているクラック欠陥が3つの確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のいずれにおいても、白い線として反映されている。画像処理装置5は、公知のしきい値処理又はブロブ解析によってこの白い線を検出し、その結果に基づいて、検査対象物Tの表面に存在するクラック欠陥を検出する。この例では、3つの確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のすべてに欠陥が現れているが、仮にいずれか2つに欠陥が現れなかったとしても、画像処理装置5は、3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)を利用しているので、そのうちの1つに欠陥が現れることで、正常にクラック欠陥を検出することができる。確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)のいずれに欠陥が現れるかは欠陥の内容によるので、こうして3種類の確率的距離画像SFD(x,y)〜SFD(x,y)を利用することにより、検出の確率を向上することが可能になる。 In the example of FIG. 13, crack defects appearing in two images V (x, y, 2) and V (x, y, 3) are three probabilistic distance images SFD 4 (x, y) to SFD 6 ( x, y) are reflected as white lines. The image processing device 5 detects this white line by known threshold processing or blob analysis, and detects a crack defect present on the surface of the inspection object T based on the result. In this example, a defect appears in all of the three probabilistic distance images SFD 4 (x, y) to SFD 6 (x, y), but even if no defect appears in any two of the images, the image Since the processing device 5 uses three types of probabilistic distance images SFD 4 (x, y) to SFD 6 (x, y), a defect appears in one of them, so that a crack defect is normally detected. Can be detected. Which of the probabilistic distance images SFD 4 (x, y) to SFD 6 (x, y) appears depends on the content of the defect, and thus the three types of probabilistic distance images SFD 4 (x, y) to SFD By using 6 (x, y), it is possible to improve the detection probability.

以上説明したように、本実施の形態による外観検査装置1によれば、時系列画像V(x,y,t),V(x,y,t),aV(x,y,t),G(x,y,u),G(x,y,u),aG(x,y,u)のそれぞれに強制的に濃淡変動を生じさせたのと同じ効果が得られるので、これらに基づいて生成される正規化画像I(x,y,t),I(x,y,t),aI(x,y,t),J(x,y,u),J(x,y,u),aJ(x,y,u)において、カメラノイズが大きく強調されることがなくなる。したがって、検査対象の反射強度によらず、へこみ/ふくれ欠陥やクラック欠陥の存在を正しく判定することが可能になる。 As described above, according to the appearance inspection apparatus 1 according to the present embodiment, the time-series images V (x, y, t), s V (x, y, t), aV (x, y, t), Since G (x, y, u), s G (x, y, u), and aG (x, y, u) are forcibly caused to change in shade, the same effect is obtained. Normalized images I (x, y, t), s I (x, y, t), aI (x, y, t), J (x, y, u), s J (x, In y, u) and aJ (x, y, u), camera noise is not greatly emphasized. Therefore, it is possible to correctly determine the presence of a dent / blowing defect or a crack defect regardless of the reflection intensity of the inspection object.

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and this invention can be implemented in various aspects in the range which does not deviate from the summary. Of course.

1 外観検査装置
2 搬送装置
3 照明装置
3a〜3e 部分照明
4 カメラ
5 画像処理装置
6 照明制御装置
7 出力装置
8 入力装置
9 ハーフミラー
10a,10c 時系列画像生成部
10b 平均時系列画像生成部
11a,11c 時系列正規化画像生成部
11b 平均時系列正規化画像生成部
12a,12b 相関距離画像生成部
13a〜13c,35a〜35c 確率的ふるまい記述部
14a〜14c,36a〜36c 確率的距離画像生成部
20a,20b 時間方向平均画像生成部
21a,21b 時間方向標準偏差画像生成部
31a,31c 時系列微分画像生成部
31b 平均時系列微分画像生成部
32a,32c 時系列勾配ベクトル画像生成部
32b 平均時系列勾配ベクトル画像生成部
33a,33c 時系列正規化勾配ベクトル画像生成部
33b 平均時系列正規化勾配ベクトル画像生成部
34a,34b 勾配相関距離画像生成部
40a,40b 時間方向平均勾配ベクトル画像生成部
41a,41b 時間方向勾配ノルム画像生成部
50 モデル情報記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Appearance inspection apparatus 2 Conveyance apparatus 3 Illumination apparatus 3a-3e Partial illumination 4 Camera 5 Image processing apparatus 6 Illumination control apparatus 7 Output apparatus 8 Input apparatus 9 Half mirror 10a, 10c Time series image generation part 10b Average time series image generation part 11a , 11c Time series normalized image generation unit 11b Average time series normalized image generation unit 12a, 12b Correlation distance image generation units 13a-13c, 35a-35c Probabilistic behavior description units 14a-14c, 36a-36c Probabilistic distance image generation 20a, 20b Time direction average image generation unit 21a, 21b Time direction standard deviation image generation unit 31a, 31c Time series differential image generation unit 31b Average time series differential image generation unit 32a, 32c Time series gradient vector image generation unit 32b Average time Sequence gradient vector image generation unit 33a, 33c Time series normalized gradient vector image generation unit 33 Mean time series normalized gradient vector image generating unit 34a, 34b slope correlation distance image generation unit 40a, 40b time direction average gradient vector image generating unit 41a, 41b temporal gradient norm image generating unit 50 model information storage unit

Claims (9)

複数の互いに異なる光学条件の下で検査対象物を撮影することによって得られる第1の時系列画像を生成する第1の時系列画像生成部と、
前記第1の時系列画像に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる第1の拡張時系列画像に基づき、前記第1の時系列画像を正規化してなる第1の時系列正規化画像を生成する第1の時系列正規化画像生成部と、
前記複数の互いに異なる光学条件の下で正常品を撮影することによって得られる第2の時系列画像を生成する第2の時系列画像生成部と、
前記第2の時系列画像に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる第2の拡張時系列画像に基づき、前記第2の時系列画像を正規化してなる第2の時系列正規化画像を生成する第2の時系列正規化画像生成部と、
前記第1の時系列正規化画像と前記第2の時系列正規化画像との間の画素ごとの相関距離を示す第1の相関距離画像を生成する第1の相関距離画像生成部と
を備えることを特徴とする外観検査装置。
A first time-series image generating unit that generates a first time-series image obtained by photographing an inspection object under a plurality of different optical conditions;
A first time series normalization obtained by normalizing the first time series image based on a first extended time series image obtained by connecting a normalization suppression constant and its reciprocal to the first time series image. A first time-series normalized image generation unit for generating an image;
A second time-series image generating unit that generates a second time-series image obtained by photographing a normal product under the plurality of different optical conditions;
A second time series normalization obtained by normalizing the second time series image based on a second extended time series image obtained by connecting a normalization suppression constant and its reciprocal to the second time series image. A second time-series normalized image generation unit for generating an image;
A first correlation distance image generation unit configured to generate a first correlation distance image indicating a correlation distance for each pixel between the first time-series normalized image and the second time-series normalized image. An appearance inspection apparatus characterized by that.
前記第1の拡張時系列画像は、画素ごとに前記第1の時系列画像の時間方向の平均値に前記正規化抑制定数を加算してなる第1の連結画像と、画素ごとに前記第1の時系列画像の時間方向の平均値から前記正規化抑制定数を減算してなる第2の連結画像とを前記第1の時系列画像に連結してなる画像であり、
前記第1の時系列正規化画像生成部は、前記第1の拡張時系列画像の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記第1の時系列正規化画像を生成し、
前記第2の拡張時系列画像は、画素ごとに前記第2の時系列画像の時間方向の平均値に前記正規化抑制定数を加算してなる第3の連結画像と、画素ごとに前記第2の時系列画像の時間方向の平均値から前記正規化抑制定数を減算してなる第4の連結画像とを前記第2の時系列画像に連結してなる画像であり、
前記第2の時系列正規化画像生成部は、前記第2の拡張時系列画像の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記第2の時系列正規化画像を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。
The first extended time-series image includes a first connected image obtained by adding the normalization suppression constant to an average value in the time direction of the first time-series image for each pixel, and the first for each pixel. A second connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant from an average value in the time direction of the time series image of the first time series image,
The first time-series normalized image generation unit generates the first time-series normalized image based on an average value and a standard deviation in the time direction of the first extended time-series image,
The second extended time-series image includes a third connected image obtained by adding the normalization suppression constant to an average value in the time direction of the second time-series image for each pixel, and the second connected image for each pixel. A fourth connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant from the average value in the time direction of the time-series image and the second time-series image,
The second time-series normalized image generation unit generates the second time-series normalized image based on an average value and a standard deviation in a time direction of the second extended time-series image. The appearance inspection apparatus according to claim 1.
複数の互いに異なる光学条件の下での正常品の撮影を複数回にわたって繰り返すことによって得られる複数の第3の時系列画像を生成する第3の時系列画像生成部をさらに備え、
前記第2の時系列画像は、前記複数の第3の時系列画像の画素ごとの平均値により構成される画像である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の外観検査装置。
A third time-series image generating unit that generates a plurality of third time-series images obtained by repeating a plurality of normal image capturing operations under a plurality of different optical conditions;
The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the second time-series image is an image configured by an average value for each pixel of the plurality of third time-series images.
前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、該第3の時系列画像に正規化抑制定数及びその反数を連結してなる第3の拡張時系列画像に基づき、該第3の時系列画像を正規化してなる第3の時系列正規化画像を生成する第3の時系列正規化画像生成部と、
複数の前記第3の時系列正規化画像のそれぞれについて、前記第2の時系列正規化画像との間の画素ごとの相関距離を示す第2の相関距離画像を生成する第2の相関距離画像生成部と、
前記第2の相関距離画像生成部によって生成される複数の前記第2の相関距離画像の画素ごとの平均値によって構成される第1の平均画像、及び、該複数の第2の相関距離画像の画素ごとの標準偏差によって構成される第1の標準偏差画像を生成する第1の確率的ふるまい記述部と、
前記第1の相関距離画像、前記第1の平均画像、及び前記第1の標準偏差画像に基づき、前記第1の相関距離画像と前記複数の第2の相関距離画像との画素ごとの確率的距離を示す第1の確率的距離画像を生成する第1の確率的距離画像生成部と
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の外観検査装置。
For each of the plurality of third time-series images, the third time-series image is based on a third extended time-series image obtained by connecting a normalization suppression constant and its reciprocal to the third time-series image. A third time-series normalized image generator for generating a third time-series normalized image obtained by normalizing the image;
A second correlation distance image for generating a second correlation distance image indicating a correlation distance for each pixel between each of the plurality of third time series normalized images and the second time series normalized image. A generator,
A first average image composed of an average value for each pixel of the plurality of second correlation distance images generated by the second correlation distance image generation unit, and a plurality of second correlation distance images A first probabilistic behavior description part for generating a first standard deviation image composed of standard deviations for each pixel;
Probabilistic for each pixel of the first correlation distance image and the plurality of second correlation distance images based on the first correlation distance image, the first average image, and the first standard deviation image. The visual inspection apparatus according to claim 3, further comprising: a first probabilistic distance image generation unit that generates a first probabilistic distance image indicating a distance.
前記第3の拡張時系列画像は、画素ごとに対応する前記第3の時系列画像の時間方向の平均値に前記正規化抑制定数を加算してなる第5の連結画像と、画素ごとに対応する前記第3の時系列画像の時間方向の平均値から前記正規化抑制定数を減算してなる第6の連結画像とを対応する前記第3の時系列画像に連結してなる画像であり、
前記第3の時系列正規化画像生成部は、前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、対応する前記第3の拡張時系列画像の時間方向の平均値及び標準偏差に基づいて前記第3の時系列正規化画像を生成する
ことを特徴とする請求項4に記載の外観検査装置。
The third extended time-series image corresponds to the fifth connected image obtained by adding the normalization suppression constant to the average value in the time direction of the third time-series image corresponding to each pixel, and corresponds to each pixel. An image obtained by connecting the sixth connected image obtained by subtracting the normalization suppression constant from the average value in the time direction of the third time series image to the corresponding third time series image,
The third time-series normalized image generation unit, for each of the plurality of third time-series images, based on the time-direction average value and standard deviation of the corresponding third extended time-series image. The visual inspection apparatus according to claim 4, wherein three time-series normalized images are generated.
前記第1の時系列画像の時間方向の平均を示す第1の時間方向平均画像を生成する第1の時間方向平均画像生成部と、
前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、時間方向の平均を示す第2の時間方向平均画像を生成する第2の時間方向平均画像生成部と、
前記第2の時間方向平均画像生成部によって生成される複数の前記第2の時間方向平均画像の画素ごとの平均値によって構成される第2の平均画像、及び、該複数の第2の時間方向平均画像の画素ごとの標準偏差によって構成される第2の標準偏差画像を生成する第の確率的ふるまい記述部と、
前記第1の時間方向平均画像、前記第2の平均画像、及び前記第2の標準偏差画像に基づき、前記第1の時間方向平均画像と前記複数の第2の時間方向平均画像との画素ごとの確率的距離を示す第2の確率的距離画像を生成する第2の確率的距離画像生成部と
をさらに備えることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の外観検査装置。
A first time-direction average image generating unit that generates a first time-direction average image indicating an average of the first time-series images in the time direction;
A second time-direction average image generating unit that generates a second time-direction average image indicating an average in the time direction for each of the plurality of third time-series images;
A second average image configured by an average value for each pixel of the plurality of second time direction average images generated by the second time direction average image generation unit; and the plurality of second time directions A second probabilistic behavior description part for generating a second standard deviation image constituted by the standard deviation for each pixel of the average image;
For each pixel of the first time-direction average image and the plurality of second time-direction average images based on the first time-direction average image, the second average image, and the second standard deviation image The visual inspection apparatus according to claim 3, further comprising: a second probabilistic distance image generation unit that generates a second probabilistic distance image indicating the probabilistic distance. .
前記第1の時系列画像の時間方向の標準偏差を示す第1の時間方向標準偏差画像を生成する第1の時間方向標準偏差画像生成部と、
前記複数の第3の時系列画像のそれぞれについて、時間方向の標準偏差を示す第2の時間方向標準偏差画像を生成する第2の時間方向標準偏差画像生成部と、
前記第2の時間方向標準偏差画像生成部によって生成される複数の前記第2の時間方向標準偏差画像の画素ごとの平均値によって構成される第3の平均画像、及び、該複数の第2の時間方向標準偏差画像の画素ごとの標準偏差によって構成される第3の標準偏差画像を生成する第の確率的ふるまい記述部と、
前記第1の時間方向標準偏差画像、前記第3の平均画像、及び前記第3の標準偏差画像に基づき、前記第1の時間方向標準偏差画像と前記複数の第2の時間方向標準偏差画像との画素ごとの確率的距離を示す第3の確率的距離画像を生成する第3の確率的距離画像生成部と
をさらに備えることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一項に記載の外観検査装置。
A first time-direction standard deviation image generating unit that generates a first time-direction standard deviation image indicating a time-direction standard deviation of the first time-series image;
A second time-direction standard deviation image generating unit that generates a second time-direction standard deviation image indicating a standard deviation in the time direction for each of the plurality of third time-series images;
A third average image constituted by an average value for each pixel of the plurality of second time direction standard deviation images generated by the second time direction standard deviation image generation unit; A third probabilistic behavior description part for generating a third standard deviation image constituted by the standard deviation for each pixel of the time direction standard deviation image;
Based on the first time direction standard deviation image, the third average image, and the third standard deviation image, the first time direction standard deviation image and the plurality of second time direction standard deviation images, 7. A third stochastic distance image generation unit that generates a third probabilistic distance image indicating a stochastic distance for each pixel of claim 3, further comprising: Appearance inspection device.
複数の互いに異なる光学条件の下で検査対象物を撮影することによって得られる第4の時系列画像を第1の方向及び該第1の方向と交差する第2の方向のそれぞれで微分することによって第1及び第2の時系列微分画像を生成する第1の時系列微分画像生成部と、
前記第1の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第1の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算し、さらに、前記第2の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第2の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算することによって、第1の時系列勾配ベクトル画像を生成する第1の時系列勾配ベクトル画像生成部と、
前記複数の互いに異なる光学条件の下で正常品を撮影することによって得られる第5の時系列画像を前記第1及び第2の方向のそれぞれで微分することによって第3及び第4の時系列微分画像を生成する第2の時系列微分画像生成部と、
前記第3の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第3の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算し、さらに、前記第4の時系列微分画像を構成する複数の微分画像のそれぞれから該第4の時系列微分画像の時間方向の平均値を減算することによって、第2の時系列勾配ベクトル画像を生成する第2の時系列勾配ベクトル画像生成部とをさらに備え、
前記第1の時系列画像は前記第1の時系列勾配ベクトル画像であり、
前記第2の時系列画像は前記第2の時系列勾配ベクトル画像である
ことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。
By differentiating a fourth time-series image obtained by photographing an inspection object under a plurality of different optical conditions in each of a first direction and a second direction intersecting with the first direction. A first time-series differential image generation unit that generates first and second time-series differential images;
An average value in the time direction of the first time-series differential image is subtracted from each of the plurality of differential images constituting the first time-series differential image, and further, a plurality of pieces constituting the second time-series differential image. A first time-series gradient vector image generating unit that generates a first time-series gradient vector image by subtracting an average value in the time direction of the second time-series differential image from each of the differential images;
Third and fourth time series differentiation by differentiating a fifth time series image obtained by photographing a normal product under the plurality of different optical conditions in each of the first and second directions. A second time-series differential image generation unit for generating an image;
The average value in the time direction of the third time-series differential image is subtracted from each of the plurality of differential images constituting the third time-series differential image, and further, the plurality of times constituting the fourth time-series differential image A second time-series gradient vector image generation unit that generates a second time-series gradient vector image by subtracting an average value in the time direction of the fourth time-series differential image from each of the differential images. Prepared,
The first time-series image is the first time-series gradient vector image;
The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the second time-series image is the second time-series gradient vector image.
前記第1の拡張時系列画像は、各画素の濃度が前記正規化抑制定数に等しい第7の連結画像と、各画素の濃度が前記正規化抑制定数の反数に等しい第8の連結画像とを前記第1の時系列勾配ベクトル画像に連結してなる画像であり、
前記第1の時系列正規化画像生成部は、前記第1の拡張時系列画像の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて前記第1の時系列正規化画像を生成し、
前記第2の拡張時系列画像は、各画素の濃度が前記正規化抑制定数に等しい第9の連結画像と、各画素の濃度が前記正規化抑制定数の反数に等しい第10の連結画像とを前記第2の時系列勾配ベクトル画像に連結してなる画像であり、
前記第2の時系列正規化画像生成部は、前記第2の拡張時系列画像の時間方向のベクトルとしての長さに基づいて前記第2の時系列正規化画像を生成する
ことを特徴とする請求項8に記載の外観検査装置。
The first extended time-series image includes a seventh connected image in which the density of each pixel is equal to the normalized suppression constant, and an eighth connected image in which the density of each pixel is equal to a reciprocal of the normalized suppression constant. Is connected to the first time-series gradient vector image,
The first time-series normalized image generating unit generates the first time-series normalized image based on a length of the first extended time-series image as a vector in a time direction;
The second extended time-series image includes a ninth connected image in which the density of each pixel is equal to the normalized suppression constant, and a tenth connected image in which the density of each pixel is equal to the reciprocal of the normalized suppression constant. Is connected to the second time-series gradient vector image,
The second time-series normalized image generator generates the second time-series normalized image based on a length of the second extended time-series image as a vector in the time direction. The appearance inspection apparatus according to claim 8.
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