JP6196517B2 - 目標画像生成支援装置、目標画像生成支援方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、目標画像生成支援装置、目標画像生成支援方法およびプログラムに関する。

近年、遺伝的アルゴリズムを利用して画像処理を最適化する手法が提案されている。当該最適化手法では、個体を表現する遺伝子により複数の画像処理を記述し、個体の評価や、遺伝子の組み換え等を繰り返すことにより、最適な個体が生成される。具体的には、一世代において複数の個体が準備され、各個体が示す複数の画像処理を対象画像に対して実行する（すなわち、複合画像処理を実行する）ことにより、処理済み画像が取得される。続いて、各処理済み画像と、対象画像に対して準備された目標画像との一致度を示す値が、当該処理済み画像の取得に用いられた複合画像処理の評価値として求められる。そして、評価値に基づいて、複合画像処理における画像処理の組み換え等を行いつつ、世代交代が繰り返される。

ここで、上記最適化手法における目標画像は、対象画像に対する理想的な複合画像処理の結果を示すものであり、好ましい複合画像処理を生成するには、適切な目標画像を準備することが重要である。特許文献１では、簡易に目標画像を作成する手法が開示されている。特許文献１の手法では、操作者が表示部に表示された原画像の中から抽出したい部分画像を見出し、その部分を、自由な線で囲む操作が行われる。操作者によって目標画像作成指示が行われると、原画像記憶部から画像が読み出され、その囲まれた場所に相当する画像がコピーされ、目標画像記憶部において、その場所相当の位置に書き込まれる。これにより、目標画像が生成される。

なお、特許文献２では、自然画像中の任意形状の画像領域を切抜き抽出する手法が開示されている。特許文献２の手法では、切抜き抽出する領域を囲むように包含線を指定することにより、その包含線で囲まれる領域の色量子化画像における各色の連結領域がそれぞれ占める割合が求められ、一定の割合以上の色連結領域がマスク画像として切出される。そして、このマスク画像に従って上記自然画像中から該当領域の画像が切抜き抽出される。

特開２００７−８７３０６号公報 特開平１−１７５０７６号公報

ところで、上記最適化手法において、基板上の欠陥を示す対象画像から欠陥領域を抽出する複合画像処理を生成する場合、例えば、欠陥領域が白く、背景領域が黒い二値画像が目標画像として準備される。このような目標画像の生成では、操作者がディスプレイに表示された対象画像において、マウス等を用いて欠陥領域の輪郭をなぞり、内部を白く塗り潰す煩雑な作業が行われる。したがって、欠陥領域が小さく、かつ、複雑な形状である場合には、非常に手間と注意が必要となる。また、多数の目標画像を生成する場合には、作業に長時間を要してしまう。

特許文献１の手法にて目標画像を生成することも考えられるが、表示された原画像において抽出したい部分を、操作者が自由な線で囲む操作において、例えば、当該部分に加えて、不要な微小領域も意図せずに当該線にて囲まれると、当該不要な微小領域を含む目標画像が生成されてしまう。このような目標画像を用いて上記最適化手法を行っても、好ましい複合画像処理を生成することができない場合がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、適切な目標画像を容易に生成することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援装置であって、対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域が特定されており、前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する包含領域画像生成部と、前記対象物がパターンを有し、前記パターンを示す多階調の参照画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、もう１つの包含領域画像を生成するもう１つの包含領域画像生成部と、前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を、前記包含領域画像および前記もう１つの包含領域画像に基づいて生成する表示用画像生成部と、前記表示用画像を表示する表示部と、前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を受け付ける入力部と、前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する目標画像生成部とを備える。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の目標画像生成支援装置であって、前記入力部が、操作者による前記包含領域を示す入力を受け付けることにより、前記包含領域が特定される。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の目標画像生成支援装置であって、前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する候補領域画像生成部と、前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域が選択候補領域として選択され、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する包含領域取得部とをさらに備える。
請求項４に記載の発明は、対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援装置であって、対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像に対する所定の画像処理により、欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する候補領域画像生成部と、前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域が選択候補領域として選択され、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記対象画像において、前記欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を取得する包含領域取得部と、前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する包含領域画像生成部と、前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を表示する表示部と、前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を受け付ける入力部と、前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する目標画像生成部とを備える。
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の目標画像生成支援装置であって、前記所定の画像処理が、他の対象画像および他の目標画像を用いて遺伝的プログラミングにより生成されたものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の目標画像生成支援装置であって、前記包含領域画像生成部が、前記対象画像の前記包含領域に対する前記二値化処理にて利用される閾値を、前記対象画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得する。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の目標画像生成支援装置であって、前記エッジ抽出処理が、前記対象画像の前記包含領域に対して微分フィルタを作用させてエッジ画像を生成する処理と、前記エッジ画像を二値化する処理とを含み、前記包含領域画像生成部が、前記エッジ画像を二値化する処理にて利用される閾値を、前記エッジ画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得する。

請求項８に記載の発明は、対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援方法であって、ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、ｃ）前記対象物がパターンを有し、前記パターンを示す多階調の参照画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、もう１つの包含領域画像を生成する工程と、ｄ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を、前記包含領域画像および前記もう１つの包含領域画像に基づいて生成する工程と、ｅ）前記表示用画像を表示部に表示する工程と、ｆ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、ｇ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程とを備える。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の目標画像生成支援方法であって、前記ａ）工程において、前記入力部が、操作者による前記包含領域を示す入力を受け付けることにより、前記包含領域が特定される。
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の目標画像生成支援方法であって、前記ａ）工程が、前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する工程と、前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域を選択候補領域として選択する工程と、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する工程とを備える。
請求項１１に記載の発明は、対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援方法であって、ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、ｃ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を表示部に表示する工程と、ｄ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、ｅ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程とを備え、前記ａ）工程が、前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する工程と、前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域を選択候補領域として選択する工程と、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する工程とを備える。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の目標画像生成支援方法であって、前記所定の画像処理が、他の対象画像および他の目標画像を用いて遺伝的プログラミングにより生成されたものである。

請求項１３に記載の発明は、請求項８ないし１２のいずれかに記載の目標画像生成支援方法であって、前記ｂ）工程において、前記対象画像の前記包含領域に対する前記二値化処理にて利用される閾値が、前記対象画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得される。

請求項１４に記載の発明は、請求項８ないし１２のいずれかに記載の目標画像生成支援方法であって、前記エッジ抽出処理が、前記対象画像の前記包含領域に対して微分フィルタを作用させてエッジ画像を生成する処理と、前記エッジ画像を二値化する処理とを含み、前記ｂ）工程において、前記エッジ画像を二値化する処理にて利用される閾値が、前記エッジ画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得される。

請求項１５に記載の発明は、対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成をコンピュータに支援させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、ｃ）前記対象物がパターンを有し、前記パターンを示す多階調の参照画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、もう１つの包含領域画像を生成する工程と、ｄ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を、前記包含領域画像および前記もう１つの包含領域画像に基づいて生成する工程と、ｅ）前記表示用画像を表示部に表示する工程と、ｆ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、ｇ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程とを実行させる。
請求項１６に記載の発明は、対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成をコンピュータに支援させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、ｃ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を表示部に表示する工程と、ｄ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、ｅ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程とを実行させ、前記ａ）工程が、前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する工程と、前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域を選択候補領域として選択する工程と、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する工程とを備える。

本発明によれば、適切な目標画像を容易に生成することができる。

コンピュータの構成を示す図である。 目標画像生成支援装置の機能構成を示すブロック図である。 対象画像を示す図である。 参照画像を示す図である。 目標画像を示す図である。 複合画像処理を表す木構造を示す図である。 欠陥領域抽出用の複合画像処理を生成する処理の流れを示す図である。 交叉処理を説明するための図である。 交叉処理を説明するための図である。 突然変異処理を説明するための図である。 突然変異処理を説明するための図である。 目標画像を生成する処理の流れを示す図である。 第１包含領域画像を示す図である。 第２包含領域画像を示す図である。 表示用画像を示す図である。 第１包含領域画像を示す図である。 表示用画像を示す図である。 対象画像を示す図である。 目標画像を示す図である。 対象画像を示す図である。 目標画像を示す図である。 対象画像を示す図である。 目標画像を示す図である。 対象画像を示す図である。 目標画像を示す図である。 対象画像を示す図である。 目標画像を示す図である。 目標画像生成支援装置の機能構成を示すブロック図である。 目標画像を生成する処理の流れの一部を示す図である。 対象画像を示す図である。 候補領域画像を示す図である。 目標画像を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る目標画像生成支援装置を実現するコンピュータ２の構成を示す図である。図１に示すように、コンピュータ２は、各種演算処理を行うＣＰＵ２１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ２２および各種情報を記憶するＲＡＭ２３をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク２５、各種情報の表示を行う表示部であるディスプレイ２６、操作者からの入力を受け付けるキーボード２７ａおよびマウス２７ｂ（以下、「入力部２７」と総称する。）、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体９１から情報の読み取りを行ったり記録媒体９１に情報の書き込みを行う読取／書込装置２８、並びに、外部と通信を行う通信部２９が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。

コンピュータ２には、事前に読取／書込装置２８を介して記録媒体９１からプログラム９２が読み出され、固定ディスク２５に記憶される。そして、プログラム９２がＲＡＭ２３にコピーされるとともにＣＰＵ２１がＲＡＭ２３内のプログラムに従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより）、コンピュータ２が、目標画像生成支援装置としての処理を行う。

図２は、コンピュータ２が実現する目標画像生成支援装置１の機能構成を示すブロック図である。目標画像生成支援装置１は、演算部３１および記憶部３２を備える。演算部３１は、第１包含領域画像生成部３１１、第２包含領域画像生成部３１２、表示用画像生成部３１３および目標画像生成部３１４を備える。演算部３１の処理の詳細については後述する。なお、演算部３１の機能は専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい（図２８の演算部３１において同様）。

記憶部３２は、複数の画像データセット４０を記憶する。各画像データセット４０は、対象画像データ４１および参照画像データ４２を含む。対象画像データ４１は対象画像を示し、参照画像データ４２は参照画像を示す。以下の説明では、各画像データが示す画像に、当該画像データと同じ符号を付す。

図３は対象画像４１を示す図であり、図４は参照画像４２を示す図である。図３の対象画像４１のデータ、および、図４の参照画像４２のデータは、同じ画像データセット４０に含まれる。対象画像４１は、半導体基板やガラス基板、プリント配線基板等の基板上の欠陥、および、その周囲を示す画像であり、当該基板は所定の回路パターンを有する。対象画像４１は、欠陥領域４１１と、欠陥領域４１１以外の領域４１２（以下、「非欠陥領域４１２」という。）と、を含む。図３では、理想的なパターンを示す後述の参照パターン領域４２１を二点鎖線にて示している。

参照画像４２は、基板上のパターンを示す画像である。参照画像４２は、対象画像４１と同じパターンの領域４２１を示し、原則として、当該領域４２１には欠陥領域は存在しない。以下、参照画像４２における理想的なパターン（欠陥が存在しないパターン）の領域４２１を、「参照パターン領域４２１」という。対象画像４１および参照画像４２は、共に多階調の画像であり、同じサイズである。複数の画像データセット４０は、パターンや撮像条件等が互いに異なる対象画像４１を含む。

後述の処理により、対象画像４１から、または、対象画像４１および参照画像４２から、図５に示す目標画像４３を生成する際に、目標画像生成支援装置１は、操作者による目標画像４３の生成を支援する。目標画像４３は、対象画像４１における欠陥領域４１１の位置および形状のみを示す画像である。本処理例では、目標画像４３は二値画像であり、対象画像４１と同じサイズである。

選択された複数の画像処理を決められた順序にて画像に対して実行する処理を複合画像処理として、目標画像４３は、対象画像４１を目標画像４３に近似させるための複合画像処理の生成に用いられる。すなわち、対象画像４１中の欠陥領域４１１を抽出するための複合画像処理が、目標画像４３を用いて生成される。目標画像生成支援装置１は、複合画像処理生成装置として動作することにより、遺伝的プログラミングを利用して欠陥領域抽出用の複合画像処理を生成する処理を行う。また、当該処理の一部（または、事前準備）として、目標画像生成支援装置１は、操作者による目標画像４３の生成を支援する。

ここで、複合画像処理の概要について説明する。図６は、一の複合画像処理を表す木構造を示す図である。目標画像生成支援装置１における複合画像処理は、木構造にて表現される。図６に示す複合画像処理は、１つの画像の入力を示す終端ノードＩ１〜Ｉ４と、１つまたは複数の画像が入力されるとともに１つの画像を出力する非終端ノードＦ１〜Ｆ７，Ｆ１０，Ｆ１００と、を含む。終端ノードＩ１〜Ｉ４には、一の画像データセット４０に含まれる対象画像４１または参照画像４２（のデータ）が入力される。

非終端ノードＦ１〜Ｆ７，Ｆ１０，Ｆ１００は、典型的には、画像処理フィルタを示す。非終端ノードＦ１〜Ｆ７では、入力される１つの画像に対して所定の画像処理（平均値フィルタ処理や、最大値フィルタ処理等）が実行され、処理後の１つの画像が次のノードに出力される。非終端ノードＦ１０では、２つの非終端ノードＦ３，Ｆ５から入力される２つの画像に対して所定の画像処理（論理和演算や、論理積演算等）が実行され、処理後の１つの画像が次のノードに出力される。ルートのノードＦ１００では、非終端ノードＦ６，Ｆ７および終端ノードＩ４から入力される３つの画像に対して所定の画像処理が実行され、処理後の１つの画像が処理済み画像として出力される。目標画像生成支援装置１では、多種の画像処理（アルゴリズム）が準備されており、様々な木構造の各ノードとして任意の画像処理が割り当てられることにより、様々な複合画像処理が表現される。なお、同じアルゴリズムの画像処理であっても、各種パラメータの値が異なるものは、異なる画像処理として取り扱われる。

図７は、欠陥領域抽出用の複合画像処理を生成する処理の流れを示す図である。複合画像処理の生成では、まず、複数の対象画像４１のそれぞれに対して目標画像４３が生成され、複数の目標画像４３が準備される（ステップＳ１１）。目標画像４３を生成する処理については、図７の処理の全体を説明した後に詳述する。

目標画像４３が準備されると、演算部３１では、初期世代の複数の個体、すなわち、初期世代の複数の複合画像処理が準備される（ステップＳ１２）。本処理例では、ランダムに選択された複数の終端ノードと非終端ノードとをランダムに結合することにより、互いに相違する初期世代の複数の複合画像処理が生成される。初期世代の複数の複合画像処理は、入力部２７を介した操作者の入力に従って生成されてもよい。

続いて、複数の複合画像処理を実行することにより、複数の処理済み画像が取得される（ステップＳ１３）。後述するように、各処理済み画像と、対象画像４１中の欠陥領域４１１を示す目標画像４３との一致度に基づいて、新たな複合画像処理の生成、および、処理済み画像の取得が繰り返される。したがって、原則として、各複合画像処理における少なくとも１つの終端ノードは、対象画像４１が入力されるものとなり、複合画像処理は、対象画像４１に対して実行されるものと捉えることができる。このように、ステップＳ１３の処理では、複数の複合画像処理のそれぞれを各対象画像４１に対して実行することにより、複数の処理済み画像が取得される。例えば、処理済み画像は二値画像である。

演算部３１では、各処理済み画像と目標画像４３との一致度を示す値に基づいて、当該処理済み画像の取得に用いられた複合画像処理の評価値が求められる（ステップＳ１４）。例えば、処理済み画像における各位置の画素の値（すなわち、階調値）と、目標画像４３における当該位置の画素の値との差の二乗が、当該位置の画素の値となる画像（差分画像）が求められる。続いて、当該画像の全ての画素の値の和を当該画像の画素数にて割って得た値が画像評価値として求められる。そして、各複合画像処理に対して取得された複数の処理済み画像の画像評価値の代表値（例えば、平均値や中央値、あるいは、最大値等）が求められ、１から画像評価値の代表値を引いて得た値が、当該複合画像処理の評価値として求められる。なお、画像評価値および評価値は他の手法にて求められてよい。ここでは、処理済み画像が目標画像４３に近似する複合画像処理の評価値が、処理済み画像が目標画像４３に近似しない複合画像処理の評価値よりも高くなる。

各複合画像処理の評価値が求められると、演算部３１では、現世代（ここでは、初期世代）の複数の複合画像処理における評価値のうち最大の評価値が、予め定められた設定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。ここでは、最大の評価値が設定値未満であると確認される。また、現世代が、予め指定されたＧ番目の世代（Ｇは正の整数）であるか否かが判定される（ステップＳ１６）。ここでは、現世代がＧ番目の世代ではないと確認される。

続いて、後述の交叉処理を行う際に用いられる選択確率が、各複合画像処理の評価値に基づいて算出される（ステップＳ１７）。例えば、各複合画像処理の評価値を、現世代の全ての複合画像処理の評価値の和で割った値が、当該複合画像処理の選択確率として求められる。これにより、評価値が高い複合画像処理ほど、選択確率が高くなる。選択確率は、他の手法にて求められてよい。

各複合画像処理の選択確率が求められると、選択確率に基づいて２つの複合画像処理を選択し、当該２つの複合画像処理から新たな２つの複合画像処理を生成する交叉処理が行われる（ステップＳ１８）。交叉処理では、当該２つの複合画像処理を表現する２つの木構造のそれぞれにおいて、１つのノードを交叉位置としてランダムに選択し、当該交叉位置よりも末端の部分である部分木を当該２つの木構造にて入れ替えることにより、新たな個体である２つの複合画像処理が生成される。

例えば、図８中に符号Ｒ１１を付して示す木構造の複合画像処理と、符号Ｒ２１を付して示す木構造の複合画像処理とがペアとして選択され、木構造Ｒ１１のノードＰ１１と、木構造Ｒ２１のノードＰ２１とが交叉位置としてランダムに選択される。そして、木構造Ｒ１１のノードＰ１１より末端部分の部分木（図８中にて符号Ｌ１を付す実線の矩形にて囲む部分木）と、木構造Ｒ２１のノードＰ２１より末端部分の部分木（図８中にて符号Ｌ２を付す破線の矩形にて囲む部分木）とが入れ替えられる（交叉が行われる）。これにより、図９中に符号Ｒ１２を付して示す木構造の複合画像処理と、符号Ｒ２２を付して示す木構造の複合画像処理とが新たに生成される。既述のように、交叉が行われる複合画像処理のペアは、選択確率に従って選択されるため、評価値が高い複合画像処理同士にて交叉が行われる確率が高くなる。

本処理例における交叉処理では、例えば、初期世代の個体としてＮ個（Ｎは正の整数）の複合画像処理が存在する場合に、Ｎが偶数であるときには、（Ｎ−２）個の複合画像処理が選択確率に従って選択され、（（Ｎ／２）−１）組のペアが生成される。また、Ｎが奇数であるときには、（Ｎ−１）個の複合画像処理が選択確率に従って選択され、（（Ｎ−１）／２）組のペアが生成される。そして、予め設定された交叉確率に従って、各ペアにおいて実際に交叉処理を行うか否かが決定される。交叉処理を行うペアでは、上記のように新たな２つの複合画像処理が生成される。交叉処理を行わないペアでは、当該ペアの複合画像処理がそのまま新たな２つの複合画像処理として扱われる。したがって、ステップＳ１８の処理では、現世代のＮ個の複合画像処理から（Ｎ−２）個または（Ｎ−１）個の新たな複合画像処理が取得される。なお、ステップＳ１８の処理にて取得される新たな複合画像処理の個数は任意に決定されてよい。

続いて、複数の新たな複合画像処理に対して突然変異処理が行われる（ステップＳ１９）。例えば、図１０に示す木構造Ｒ３１の複合画像処理では、１つのノードＰ３１がランダムに選択される。そして、当該ノードＰ３１が、ランダムに生成された部分木（図１１中にて符号Ｌ３を付す破線の矩形にて囲む部分木）に変更され、図１１に示す木構造Ｒ３２が取得される。このように、突然変異処理では、木構造においてノードや部分木の変更または削除がランダムに行われる。実際には、複数の新たな複合画像処理のそれぞれにおいて、予め設定された突然変異確率に従って、実際に突然変異処理を行うか否かが決定される。

突然変異処理が完了すると、エリート保存処理が行われる（ステップＳ２０）。エリート保存処理では、直前のステップＳ１４の処理にて取得された評価値のうち最大の評価値の複合画像処理が、そのまま新たな複合画像処理に追加される。新たな複合画像処理の個数がＮ個に満たない場合（ここでは、Ｎが偶数の場合）には、２番目に評価値が高い複合画像処理が、そのまま新たな複合画像処理に追加される、または、ランダムに生成した複合画像処理が新たな複合画像処理に追加される。このようにして、新たな世代（ここでは、２番目の世代）のＮ個の複合画像処理が取得される。新たな世代の複数の複合画像処理では、直前の世代の複数の複合画像処理のうち評価値が高い複合画像処理の全体または一部が優先的に含まれているといえる。すなわち、演算部３１では、複数の複合画像処理のうち評価値が高い複合画像処理が優先的に含まれるように、遺伝的プログラミングにより、新たな複数の複合画像処理が生成される。

新たな世代の複合画像処理が取得されると、ステップＳ１３に戻って、当該新たな世代の複数の複合画像処理を対象画像４１に対して実行することにより、複数の処理済み画像が取得される。続いて、目標画像４３と各処理済み画像との一致度を示す画像評価値が求められ、画像評価値に基づいて各複合画像処理の評価値が求められる（ステップＳ１４）。演算部３１では、現世代の複数の複合画像処理の評価値のうち最大の評価値が、予め定められた設定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。最大の評価値が設定値未満である場合、現世代がＧ番目の世代（Ｇは正の整数）であるか否かが判定される（ステップＳ１６）。現世代がＧ番目の世代ではない場合、上記と同様に、選択確率の算出、交叉処理、突然変異処理、および、エリート保存処理が行われ、次の世代の新たな複数の複合画像処理が取得される（ステップＳ１７〜Ｓ２０）。そして、複数の処理済み画像の取得、および、評価値の算出が行われる（ステップＳ１３，Ｓ１４）。

ステップＳ１７〜Ｓ２０，Ｓ１３，Ｓ１４の処理は、最大の評価値が設定値以上となる、または、現世代がＧ番目の世代となるまで繰り返される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。ステップＳ１７〜Ｓ２０，Ｓ１３，Ｓ１４の処理の繰り返しは、他の条件を満たすまで繰り返されてよい。例えば、ステップＳ１４の処理後、評価値が最大の複合画像処理による複数の処理済み画像が複数の目標画像４３と共にディスプレイ２６に表示され、操作者の入力により、ステップＳ１７〜Ｓ２０，Ｓ１３，Ｓ１４の処理の繰り返しの要否が決定されてもよい。

ステップＳ１５の処理にて最大の評価値が設定値以上となることが確認される、または、ステップＳ１６の処理にて現世代がＧ番目の世代となることが確認されると、現世代における最大の評価値の複合画像処理が、対象画像４１を目標画像４３に近似させる欠陥領域抽出用の複合画像処理として自動的に選択される（ステップＳ２１）。必要に応じて、ステップＳ１３の処理にて当該複合画像処理により生成された複数の処理済み画像が複数の目標画像４３と共にディスプレイ２６に表示され、操作者により欠陥領域抽出用の複合画像処理が適切であるか否かが確認されてよい。以上により、欠陥領域抽出用の複合画像処理を生成する処理が完了する。

図１２は、目標画像４３を生成する処理の流れを示す図であり、図７のステップＳ１１にて行われる処理を示す。目標画像４３の生成処理では、まず、処理対象となる一の画像データセット４０に含まれる対象画像４１および参照画像４２がディスプレイ２６に並べて表示される。例えば、図３の対象画像４１および図４の参照画像４２が表示され、操作者が両者を見比べることにより、対象画像４１中の欠陥領域４１１の位置および形状が認識される。そして、ディスプレイ２６上の対象画像４１において欠陥領域４１１を囲む線の入力が入力部２７（例えば、マウス２７ｂ）を用いて行われ、当該線を外縁とする領域４１３（図３中にて、外縁を破線にて示す領域であり、以下、「包含領域４１３」という。）が指定される。このように、操作者による包含領域４１３を示す入力が入力部２７において受け付けられることにより、演算部３１において、包含領域４１３の位置および形状が特定される（ステップＳ１１０）。

包含領域４１３は、欠陥領域４１１を含むとともに、欠陥領域４１１のエッジから離れて欠陥領域４１１を囲む外縁を有する。包含領域４１３は、欠陥領域４１１に対するラフ領域と捉えることができる。図３の例では、包含領域４１３は２つの欠陥領域４１１を含む。包含領域４１３の特定により、対象画像４１の包含領域４１３の部分、および、参照画像４２における包含領域４１３と同じ領域（以下、同様に「包含領域４１３」という。他の画像において同様。）の部分のみが、ディスプレイ２６に拡大（ズームアップ）されて表示される。上記のように、目標画像生成支援装置１では、ＧＵＩ（Graphical User Interface）による操作が利用されることが好ましい。

包含領域４１３が特定されると、図２の第１包含領域画像生成部３１１にて対象画像４１中の包含領域４１３に対して行う処理の種類、および、第２包含領域画像生成部３１２にて参照画像４２中の包含領域４１３に対して行う処理の種類が、操作者の入力により選択される（ステップＳ１１１）。ここでは、第１包含領域画像生成部３１１の処理、および、第２包含領域画像生成部３１２の処理として、共にエッジ抽出処理が選択されたものとする。

第１包含領域画像生成部３１１では、図３の対象画像４１中の包含領域４１３に対してエッジ抽出処理を施すことにより、図１３に示す二値の第１包含領域画像４４が生成される（ステップＳ１１２）。詳細には、まず、対象画像４１の包含領域４１３に対してコントラスト強調処理を行うか否かが操作者の入力に基づいて決定される。例えば、対象画像４１の包含領域４１３において、欠陥領域４１１と、非欠陥領域４１２のパターン領域または非パターン領域（すなわち、背景領域）との間で濃度が相違するが、両領域の濃度の差が小さい場合には、コントラスト強調処理が行われることが好ましい。

コントラスト強調処理を行う場合には、まず、コントラスト強調に用いられる階調変換テーブルにおけるパラメータ値である、シャドウ側設定値ＳＤ、ハイライト側設定値ＨＬ、および、ガンマ値γが操作者の入力により設定される。例えば、対象画像４１の各画素が０．０〜１．０までの値にて表現される場合、階調変換テーブルは、対象画像４１においてシャドウ側設定値ＳＤ以下の値を有する画素を値０．０の画素に変換し、ハイライト側設定値ＨＬ以上の値を有する画素を値１．０の画素に変換することを示す。また、シャドウ側設定値ＳＤよりも大きく、かつ、ハイライト側設定値ＨＬよりも小さい値を有する画素は、ガンマ値γを用いて表されるカーブ形状に従った値の画素に変換される。例えば、シャドウ側設定値ＳＤが０．０であり、ハイライト側設定値ＨＬが１．０である場合に、対象画像４１の各画素の値をＶｉ、変換後の画素の値をＶｏとして、上記カーブ形状は（Ｖｉ＝Ｖｏ^１／γ）として表される。

階調変換テーブルが準備されると、対象画像４１の包含領域４１３に対して、当該階調変換テーブルに従ってコントラスト強調が施され、コントラスト強調済みの画像がディスプレイ２６に表示される。操作者は、コントラスト強調済みの画像と、対象画像４１の包含領域４１３とを見比べて、コントラスト強調済みの画像において欠陥が目立つように変換されているか否かを確認する。そして、必要に応じて、上記パラメータ値（シャドウ側設定値ＳＤ、ハイライト側設定値ＨＬ、および、ガンマ値γ）の変更、コントラスト強調の実行、および、コントラスト強調済みの画像の表示が繰り返される。このようにして、パラメータ値が調整され、調整後のパラメータ値におけるコントラスト強調済みの画像が取得される。なお、対象画像４１において、濃度が異なる複数種類の欠陥領域が混在している場合には、ステップＳ１１０の処理にて、複数種類の欠陥領域に対して複数の包含領域４１３がそれぞれ特定され、各包含領域４１３に対して個別に上記パラメータ値が調整されることが好ましい。

また、上記パラメータ値ＳＤ，ＨＬは、第１包含領域画像生成部３１１にて自動的に決定されてもよい。この場合、対象画像４１の包含領域４１３に含まれる全ての画素の値のヒストグラム（以下、単に「画素値のヒストグラム」という。）が求められる。続いて、画素値のヒストグラムにおいて、欠陥領域４１１、非欠陥領域４１２のパターン領域、および、非欠陥領域４１２の背景領域をそれぞれ示すピークの区間が特定され、欠陥領域４１１を示すピークの両側にて極小値となる区間の代表値（例えば、区間の中央の値）が、それぞれシャドウ側設定値ＳＤおよびハイライト側設定値ＨＬとして取得される。包含領域４１３が１つの欠陥領域４１１のみを含む場合には、欠陥領域４１１が包含領域４１３の中央部に位置すると考えられる。したがって、欠陥領域４１１を示すピークは、例えば、当該包含領域４１３の中央における画素の値近傍のピークとして選択される。また、図３の上側の欠陥領域４１１のように、欠陥領域４１１がパターン領域と同じ濃度を有する場合には、画素値のヒストグラムにおける２つのピークのうち、当該欠陥領域４１１に含まれる位置として操作者により予め指定された画素の値近傍のピークが、欠陥領域４１１を示すピークとして選択される。

第１包含領域画像生成部３１１では、コントラスト強調処理を行わない場合における対象画像４１の包含領域４１３、または、コントラスト強調済みの対象画像４１の包含領域４１３（以下、同様に「対象画像４１の包含領域４１３」という。）に対して、エッジ抽出処理が施される。具体的には、まず、ラプラシアンフィルタのサイズＫｍ、および、二値化の閾値Ｋｔが操作者の入力により設定される。続いて、対象画像４１の包含領域４１３に対して、サイズＫｍのラプラシアンフィルタを作用させることにより、エッジ画像が生成される。ここでは、各位置の画素に対してラプラシアンフィルタを用いて得られる値の絶対値が当該位置の画素の値となる画像が求められ、当該画像の濃度を反転する（階調反転する）ことにより、エッジ画像が生成される。そして、閾値Ｋｔを用いてエッジ画像が二値化され、二値化済みの画像がディスプレイ２６に表示される。

操作者は、二値化済みの画像と、対象画像４１の包含領域４１３とを見比べて、二値化済みの画像において抽出された領域が、欠陥領域４１１の形状の少なくとも一部に近似しているか否か等を確認する。そして、必要に応じて、上記パラメータ値（ラプラシアンフィルタのサイズＫｍ、および、二値化の閾値Ｋｔ）の変更、エッジ画像の生成、エッジ画像の二値化、および、二値化済みの画像の表示が繰り返される。このようにして、パラメータ値が調整され、調整後のパラメータ値における二値化済みの画像が、第１包含領域画像４４として取得される。図１３に示す第１包含領域画像４４は、図３の対象画像４１の上側の欠陥領域４１１における外形（すなわち、境界線）の少なくとも一部を示す。エッジ画像の生成では、ラプラシアンフィルタ以外の微分フィルタが用いられてよい。

上記パラメータ値Ｋｔは、第１包含領域画像生成部３１１にて自動的に決定されてもよい。具体的には、まず、エッジ画像の包含領域４１３から画素値のヒストグラムが求められる。また、包含領域４１３が１つの欠陥領域４１１のみを含む場合に、包含領域４１３の外縁と欠陥領域４１１のエッジとの間の距離が、操作者毎の特徴として予め設定される（すなわち、各操作者が欠陥領域４１１のエッジからどれぐらい離れた位置に包含領域４１３の外縁を設定する傾向があるかが予め設定される。）。実際に特定された包含領域４１３の外縁の長さ、および、現在の操作者における上記距離を用いて、欠陥領域４１１のエッジを含む一定幅のエッジ領域の面積（画素数）が推定される。そして、エッジ画像の画素値のヒストグラムにおける頻度の累積値が、エッジ領域の面積を超える区間の代表値（例えば、区間の中央の値）が、二値化の閾値Ｋｔとして取得される。本処理例におけるエッジ画像では、エッジ領域に含まれる画素の値が、他の領域の画素の値よりも低くなる（エッジ領域が相対的に暗くなる）。エッジ画像におけるエッジ領域の画素の値が、他の領域の画素の値よりも高くなる（エッジ領域が相対的に明るくなる）場合には、画素値のヒストグラムにおいて、画素の値の降順での頻度の累積値がエッジ領域の面積を超える区間の代表値が、二値化の閾値Ｋｔとして取得される。二値化の閾値Ｋｔは、エッジ画像の画素値のヒストグラムに基づく他の手法にて取得されてよく、例えば、エッジ画像の画素値のヒストグラムにおいて、エッジ領域に対応するピークと他の領域に対応するピークとの間の所定位置（例えば中央）が閾値Ｋｔとして取得されてもよい。

第１包含領域画像４４が取得されると、第２包含領域画像生成部３１２では、図４の参照画像４２中の包含領域４１３から、図１４に示す二値の第２包含領域画像４５が生成される（ステップＳ１１３）。第２包含領域画像生成部３１２が第２包含領域画像４５を生成する処理は、第１包含領域画像生成部３１１が第１包含領域画像４４を生成する処理と同じである。すなわち、参照画像４２の包含領域４１３に対してエッジ抽出処理が施され、第２包含領域画像４５が生成される。第２包含領域画像生成部３１２におけるエッジ抽出処理も、参照画像４２の包含領域４１３に対して微分フィルタを作用させてエッジ画像を生成する処理と、当該エッジ画像を二値化する処理と、を含む。

第２包含領域画像生成部３１２では、第１包含領域画像生成部３１１における上記処理において、欠陥領域４１１を参照パターン領域４２１に置き換えて処理が行われるため、第２包含領域画像４５は、図４の参照画像４２の包含領域４１３における参照パターン領域４２１の全体の外形（すなわち、境界線）を示す。エッジ抽出処理の前に、必要に応じてコントラスト強調処理が参照画像４２の包含領域４１３に対して行われてよい。第１包含領域画像生成部３１１および第２包含領域画像生成部３１２は、画像に対してコントラスト強調処理を施すコントラスト強調部、および、画像に対してエッジ抽出処理を施すエッジ抽出処理部を共有している捉えることができる。

続いて、表示用画像生成部３１３では、図１３の第１包含領域画像４４における各位置の画素の値と、図１４の第２包含領域画像４５における当該位置の画素の値との論理和が、当該位置の画素の値となる図１５の表示用画像４６が生成される（ステップＳ１１４）。表示用画像４６は、第１包含領域画像４４および第２包含領域画像４５から導かれる二値画像であり、図３の欠陥領域４１１および図４の参照パターン領域４２１の外形を白い線にて示す。図１５の表示用画像４６は、対象画像４１の包含領域４１３の部分、および、参照画像４２の包含領域４１３の部分と並べて、ディスプレイ２６に表示される（ステップＳ１１５）。

実際には、対象画像４１（および参照画像４２）にはノイズが含まれるため、表示用画像４６には欠陥領域４１１のエッジ、および、参照パターン領域４２１のエッジのみならず、偽欠陥領域のエッジが現れる。換言すると、表示用画像４６では、欠陥領域４１１の複数の候補領域が存在する。また、表示用画像４６において、欠陥領域４１１のエッジおよびパターン領域のエッジは、必ずしも正確に再現される訳ではない。したがって、必要に応じて、操作者により入力部２７を介して表示用画像４６が修正（レタッチ）される（ステップＳ１１６）。例えば、図１５の表示用画像４６において、仮に、欠陥領域４１１のエッジを示す白い線の一部が欠けている場合には、マウス２７ｂを用いて、値が１の白い画素を線状に追加することにより、欠けている部分が描き足される。また、異なる方向に伸びる複数の不必要な白い線が重なる場合には、当該白い線上に値が０の黒い画素を追加することにより、当該白い線が切断される。後述する処理では、白い線にて表される閉じた図形（すなわち、始点と終点とが一致する連続した線にて表される図形）の選択が行われるため、表示用画像４６の修正では、不必要な白い線の一部が切断されるのみでよい。表示用画像４６の修正は、演算部３１における図示省略の構成により実現される。

続いて、ディスプレイ２６上の表示用画像４６にて抽出されている領域（以下、「抽出領域」という。）から、欠陥領域４１１を選択する入力が入力部２７を用いて行われる（ステップＳ１１７）。このとき、表示用画像４６において白い線にて表される閉じた図形が１つの抽出領域として扱われる。例えば、操作者が、マウス２７ｂを用いて、欠陥領域４１１を示すと考える抽出領域の内部をクリックして選択することにより、欠陥領域４１１が選択される。図１５の例では、符号４６１を付す２つの抽出領域が選択される。図３および図４を参照して判るように、図１５の上側の抽出領域４６１は、参照パターン領域４２１からはみ出したパターン（位置がずれたパターン）の領域であり、下側の抽出領域４６１は、パターンが剥がれた領域である。図１５では、対象画像４１においてパターンがはみ出した領域やパターンが剥がれた領域が、参照パターン領域４２１のエッジにより分離（顕在化）される。

以上のようにして、入力部２７にて欠陥領域４１１を選択する入力が受け付けられると、目標画像生成部３１４では、選択された抽出領域４６１のみを示すとともに、対象画像４１と同じサイズの二値画像が、図５に示すように目標画像４３として生成される（ステップＳ１１８）。目標画像４３では、欠陥領域４１１（選択された抽出領域４６１）が白い画素の集合として表される。なお、対象画像４１が複数種類の欠陥領域４１１を含む場合に、欠陥領域４１１毎に異なる値を有する目標画像４３（すなわち、三値以上の値を有する目標画像４３）が生成されてもよい。

実際には、一の画像データセット４０に含まれる対象画像４１に対して目標画像４３が生成されると、上記ステップＳ１１０〜Ｓ１１８の処理を繰り返すことにより、他の一の画像データセット４０に含まれる対象画像４１に対して目標画像４３が生成される。図１２では、上記繰り返しを示す処理の図示を省略している。全ての画像データセット４０に対して目標画像４３が生成されると、図７のステップＳ１２〜Ｓ２１が行われ、欠陥領域抽出用の複合画像処理が生成される。

次に、図１２のステップＳ１１１において、第１包含領域画像生成部３１１の処理として二値化処理が選択され、第２包含領域画像生成部３１２の処理としてエッジ抽出処理が選択された場合について説明する。この場合、第１包含領域画像生成部３１１が、図３の対象画像４１中の包含領域４１３に対して二値化処理を施すことにより、図１６に示す二値の第１包含領域画像４４ａが生成される（ステップＳ１１２）。詳細には、まず、二値化処理に用いられるシャドウ側閾値ＰＬおよびハイライト側閾値ＰＨが操作者の入力により設定される。続いて、対象画像４１の包含領域４１３において、（ＰＬ≦ＰＭ≦ＰＨ）を満たす値ＰＭを有する画素を値１．０の画素に変換し、残りの画素を値０．０の画素に変換することにより、二値画像が生成され、ディスプレイ２６に表示される。

操作者は、当該二値画像と、対象画像４１の包含領域４１３とを見比べて、当該二値画像において抽出された領域（値１の画素の領域）が、欠陥領域４１１の形状の少なくとも一部に近似しているか否か等を確認する。そして、必要に応じて、上記パラメータ値（シャドウ側閾値ＰＬおよびハイライト側閾値ＰＨ）の変更、二値画像の生成、および、二値画像の表示が繰り返される。このようにして、パラメータ値が調整され、調整後のパラメータ値における二値画像が、図１６に示すように第１包含領域画像４４ａとして取得される。第１包含領域画像４４ａは、図３の対象画像４１の上側の欠陥領域４１１における外形の少なくとも一部を示す。

上記パラメータ値ＰＬ，ＰＨは、第１包含領域画像生成部３１１にて自動的に決定されてもよい。この場合、対象画像４１の包含領域４１３から画素値のヒストグラムが求められる。続いて、画素値のヒストグラムにおいて、欠陥領域４１１、非欠陥領域４１２のパターン領域、および、非欠陥領域４１２の背景領域をそれぞれ示すピークの区間が特定され、欠陥領域４１１を示すピークの両側にて極小値となる区間の代表値（例えば、区間の中央の値）が、それぞれシャドウ側閾値ＰＬおよびハイライト側閾値ＰＨとして取得される。包含領域４１３が１つの欠陥領域４１１のみを含む場合には、欠陥領域４１１が包含領域４１３の中央部に位置すると考えられる。したがって、欠陥領域４１１を示すピークは、例えば、当該包含領域４１３の中央における画素の値近傍のピークとして選択される。また、図３の上側の欠陥領域４１１のように、欠陥領域４１１がパターン領域と同じ濃度を有する場合には、画素値のヒストグラムにおける２つのピークのうち、当該欠陥領域４１１に含まれる位置として操作者により予め指定された画素の値近傍のピークが、欠陥領域４１１を示すピークとして選択される。シャドウ側閾値ＰＬおよびハイライト側閾値ＰＨは対象画像４１の包含領域４１３の画素値のヒストグラムに基づく他の手法にて取得されてよい。

なお、対象画像４１において、濃度が異なる複数種類の欠陥領域（ただし、背景領域およびパターン領域とも濃度が異なる。）が混在している場合には、ステップＳ１１０の処理にて、複数種類の欠陥領域に対して複数の包含領域４１３が特定され、各包含領域４１３に対して個別に上記パラメータ値が調整されることが好ましい。また、１つの包含領域４１３内に濃度が異なる複数種類の欠陥領域が混在する場合には、シャドウ側閾値ＰＬおよびハイライト側閾値ＰＨの組合せを１つの閾値セットとして、複数種類の欠陥領域にそれぞれ適した複数の閾値セットが準備される。続いて、対象画像４１の包含領域４１３を複数の閾値セットのそれぞれにて二値化処理することにより、複数の二値画像が生成される。そして、当該複数の二値画像を合成することにより、第１包含領域画像４４ａが生成される。

第１包含領域画像４４ａが取得されると、第２包含領域画像生成部３１２では、図４の参照画像４２中の包含領域４１３から、図１４に示す二値の第２包含領域画像４５が生成される（ステップＳ１１３）。続いて、表示用画像生成部３１３では、第１包含領域画像４４ａおよび第２包含領域画像４５に基づいて、表示用画像４６が生成される（ステップＳ１１４）。具体的には、まず、図１４の第２包含領域画像４５の白い線が１画素の幅となるように、細線化処理が施される。続いて、図１６の第１包含領域画像４４ａにおける各位置の画素の値と、細線化処理後の第２包含領域画像４５における当該位置の画素の値との排他的論理和が、当該位置の画素の値となる図１７の表示用画像４６ａが生成される。すなわち、第２包含領域画像４５の白い線と重なる第１包含領域画像４４ａの画素の値が０と１との間で反転される。表示用画像４６ａは、図３の欠陥領域４１１および図４の参照パターン領域４２１の外形を白い線または白い領域にて示す。既述のように、ノイズの影響により表示用画像４６ａには様々な白い領域または白い線が現れる。

表示用画像４６ａは、対象画像４１の包含領域４１３の部分、および、参照画像４２の包含領域４１３の部分と並べて、ディスプレイ２６に表示される（ステップＳ１１５）。また、必要に応じて、操作者により入力部２７を介して表示用画像４６ａが修正（レタッチ）される（ステップＳ１１６）。例えば、白い線の欠けている部分を描き足したり、不必要な白い線の切断が行われる。また、図１７の表示用画像４６ａにおいて、仮に、欠陥領域４１１と同じ位置の白い領域の一部が欠けている場合には、マウス２７ｂを用いて、値が１の白い画素の領域を追加することにより、欠けている部分が描き足される。さらに、欠陥領域４１１と同じ位置の白い領域に不必要な白い領域が接続する場合には、接続部分に値が０の黒い画素を追加することにより、不必要な白い領域が切り離される。

続いて、ディスプレイ２６上の表示用画像４６ａにおける複数の抽出領域から、欠陥領域４１１を選択する入力が入力部２７を用いて行われる（ステップＳ１１７）。このとき、表示用画像４６において白い線（白い領域のエッジであってもよい。）にて表される閉じた図形に加えて、孤立した白い領域も１つの抽出領域として扱われる。操作者が、マウス２７ｂを用いて、欠陥領域４１１を示すと考える抽出領域の内部をクリックして選択することにより、欠陥領域４１１が選択される。図１７の例では、符号４６１を付す２つの抽出領域が選択される。これにより、目標画像生成部３１４では、図５に示す目標画像４３が生成される（ステップＳ１１８）。図１７では、対象画像４１においてパターンがはみ出した領域やパターンが剥がれた領域が、参照パターン領域４２１のエッジにより分離される。

図１２のステップＳ１１１では、第１包含領域画像生成部３１１の処理、および、第２包含領域画像生成部３１２の処理として、共に二値化処理が選択されてもよい。この場合、ステップＳ１１４における表示用画像４６の生成では、二値化処理により生成される第１包含領域画像４４における各位置の画素の値と、二値化処理により生成される第２包含領域画像４５における当該位置の画素の値との差の絶対値が、当該位置の画素の値となる表示用画像が生成される。当該表示用画像では、対象画像４１においてパターンがはみ出した領域やパターンが剥がれた領域が、両包含領域画像４４，４５の差分により抽出される。目標画像生成支援装置１では、第１包含領域画像生成部３１１および第２包含領域画像生成部３１２が、画像に対して二値化処理を施す二値化処理部を共有していると捉えることができる。

また、第１包含領域画像生成部３１１の処理としてエッジ抽出処理が選択され、第２包含領域画像生成部３１２の処理として二値化処理が選択されてもよい。この場合、図１７の表示用画像４６ａを生成するステップＳ１１４の処理において、第１包含領域画像と第２包含領域画像とを入れ替えることにより、表示用画像が生成される。

以上のように、目標画像生成支援装置１では、第１包含領域画像生成部３１１の処理としてエッジ抽出処理または二値化処理を選択し、第２包含領域画像生成部３１２の処理としてエッジ抽出処理または二値化処理を選択することにより、様々な対象画像４１に対して適切な目標画像４３が生成される。例えば、パターン上に当該パターンとほぼ同じ濃度の不要なパターン（回路パターンと同じ材料のパターン）が重なる状態を示す図１８の対象画像４１では、図１９に示すように、当該不要なパターンの領域のうち参照パターン領域４２１（図４参照）を除く領域を欠陥領域４１１として示す目標画像４３が生成される。パターンに連続して余分なパターンが形成された状態を示す図２０の対象画像４１では、図２１に示すように、当該余分なパターンの領域を欠陥領域４１１として示す目標画像４３が生成される。パターン上に背景とほぼ同じ濃度の不要なパターン（背景と同じ材料のパターン）が重なる状態を示す図２２の対象画像４１では、図２３に示すように、参照パターン領域４２１のうち当該不要なパターンにて覆われた領域を欠陥領域４１１として示す目標画像４３が生成される。パターンが部分的に剥がれた状態を示す図２４の対象画像４１では、図２５に示すように、パターンが欠落した領域を欠陥領域４１１として示す目標画像４３が生成される。

次に、図２６に示すように、パターンおよび背景とは異なる濃度の不要なパターンが当該パターン上に重なるまたは繋がる欠陥を、対象画像４１が示す場合について述べる。この場合、対象画像４１において当該不要なパターンの領域の全体が操作者により欠陥領域４１１として認識され、欠陥領域４１１を含むとともに、欠陥領域４１１のエッジから離れて欠陥領域４１１を囲む外縁を有する包含領域４１３が特定される（図１２：ステップＳ１１０）。包含領域４１３が特定されると、第１包含領域画像生成部３１１の処理として二値化処理が選択され、第２包含領域画像生成部３１２の処理については省略することが選択される（ステップＳ１１１）。

続いて、図２６の対象画像４１中の包含領域４１３に対して二値化処理を施すことにより二値の第１包含領域画像が生成される（ステップＳ１１２）。このとき、対象画像４１では、欠陥領域４１１の濃度がパターン領域および背景領域と異なるため、欠陥領域４１１の全体を示す第１包含領域画像が生成される。第１包含領域画像では、パターン領域は抽出されない。実際には、対象画像４１におけるノイズの影響等により、第１包含領域画像では、欠陥領域４１１以外の領域も抽出される。そして、当該第１包含領域画像が表示用画像としてディスプレイ２６に表示される（ステップＳ１１５）。なお、第２包含領域画像生成部３１２におけるステップＳ１１３の処理、および、表示用画像生成部３１３におけるステップＳ１１４の処理は省略される。必要に応じて表示用画像が修正された後（ステップＳ１１６）、ディスプレイ２６上の表示用画像の複数の抽出領域から、欠陥領域４１１を選択する入力が入力部２７を用いて行われる（ステップＳ１１７）。これにより、図２７に示すように、欠陥領域４１１のみを示す目標画像４３が生成される（ステップＳ１１８）。

対象画像４１の包含領域４１３が、細かい模様を有するテクスチャ領域（例えば、ざらざらとした質感の領域）を欠陥領域４１１として含む場合には、第１包含領域画像生成部３１１では、二値化処理の前に所定の前処理が行われる。例えば、対象画像４１の包含領域４１３に対して、ラプラシアンフィルタ等の微分フィルタを作用させてエッジ画像が生成され、続いて、包含領域４１３のエッジ画像に対して平滑化フィルタを作用させて特徴領域画像が生成される。特徴領域画像では、対象画像４１において同様の質感を有する領域がおよそ一定の値の画素の集合となる。その後、特徴領域画像に対して上記二値化処理を行うことにより、欠陥領域４１１の全体の外形の少なくとも一部を示す第１包含領域画像が生成される。参照パターン領域４２１等がテクスチャ領域である場合に、第２包含領域画像生成部３１２において、上記と同様の処理を行うことにより、包含領域４１３における参照パターン領域４２１の外形を示す第２包含領域画像が生成される。複数種類のテクスチャ領域が存在する場合には、サイズや種類の異なる複数のフィルタから、操作者により、抽出すべきテクスチャ領域に応じたフィルタが適宜選択される。

また、複数の特徴領域画像から１つの包含領域画像が生成されてもよい。例えば、対象画像４１（または参照画像４２）の包含領域４１３において、粗いテクスチャ領域と細かいテクスチャ領域とが存在する場合等に、対象画像４１の包含領域４１３に対して、異なるサイズの２つのラプラシアンフィルタを用いて２つのエッジ画像が生成され、当該２つのエッジ画像に平滑化処理を施すことにより、２つの特徴領域画像が生成される。そして、２つの特徴領域画像の差分画像を求め、当該差分画像に対して上記二値化処理を施すことにより、第１包含領域画像が生成される。

以上に説明したように、目標画像生成支援装置１では、対象画像４１において欠陥領域４１１を囲む外縁を有する任意の形状の領域を操作者が指定することにより、欠陥領域４１１を含む包含領域４１３が特定され、対象画像４１中の当該包含領域４１３に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、二値の第１包含領域画像が生成される。続いて、第１包含領域画像または第１包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも欠陥領域４１１の外形を示す表示用画像がディスプレイ２６に表示され、表示用画像にて抽出されている領域から欠陥領域４１１を選択する操作者の入力が入力部２７にて受け付けられる。そして、当該入力に基づいて、欠陥領域４１１を示す目標画像が生成される。これにより、操作者がマウス等を用いて欠陥領域の輪郭を正確になぞる煩雑な作業を行うことなく、適切な目標画像を容易に、かつ、効率よく生成することが可能となる。また、目標画像の生成におけるミスや、操作者毎のばらつきを低減することも実現される。さらに、包含領域４１３のみを示す表示用画像が表示されることにより、欠陥領域４１１の選択の際に対象画像４１の包含領域４１３外におけるノイズ等の影響を除外して、欠陥領域４１１を容易に選択することができる。包含領域４１３のみが処理対象とされるため、画像の表示や画像処理の演算に要する時間を短縮することができる。

好ましい第１包含領域画像生成部３１１では、対象画像４１の包含領域４１３に対する二値化処理にて利用される閾値が、対象画像４１の包含領域４１３における画素値のヒストグラムに基づいて取得される。これにより、対象画像４１全体の画素値のヒストグラムを用いる場合に比べて明確なピークを得やすくなり、閾値を精度よく取得することができる。また、エッジ抽出処理において、エッジ画像を二値化する処理にて利用される閾値が、エッジ画像の包含領域４１３における画素値のヒストグラムに基づいて取得される。これにより、閾値を精度よく取得することができる。

また、第２包含領域画像生成部３１２では、参照画像４２中の包含領域４１３に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、第２包含領域画像が生成される。そして、表示用画像生成部３１３により、第１包含領域画像および第２包含領域画像に基づいて、欠陥領域４１１とパターン領域とが分離された表示用画像が生成される。これにより、対象画像４１において欠陥領域４１１とパターン領域とが重なる場合であっても、欠陥領域４１１のみを示す適切な目標画像を容易に生成することが可能となる。

図２８は、本発明の第２の実施の形態に係る目標画像生成支援装置１ａの機能構成を示すブロック図である。図２８の目標画像生成支援装置１ａでは、図２の目標画像生成支援装置１と比較して、演算部３１に候補領域画像生成部３１５および包含領域取得部３１６が追加される。他の構成は、図２の目標画像生成支援装置１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。

図２９は、目標画像を生成する処理の流れの一部を示す図であり、図１２中のステップＳ１１０にて行われる処理を示している。目標画像を生成する際には、まず、候補領域画像生成部３１５において、後述の候補領域の抽出に利用される画像処理が準備される（ステップＳ１００）。

ここで、候補領域抽出用の画像処理は、ステップＳ１１の処理を除き、図７の欠陥領域抽出用の複合画像処理の生成処理と同様の処理により生成される。具体的に、候補領域抽出用の画像処理の生成では、他の対象画像が準備されており、操作者が、ディスプレイ２６に表示された当該他の対象画像において、マウス２７ｂ等を用いて欠陥領域の輪郭をなぞり、内部を白く塗り潰す等の作業を行うことにより、他の目標画像が生成される（ステップＳ１１）。実際には、数個の対象画像にそれぞれ対応する数個の目標画像が生成される。

目標画像が生成されると、演算部３１では、初期世代の複数の個体、すなわち、初期世代の複数の複合画像処理が準備され（ステップＳ１２）、複数の複合画像処理のそれぞれを当該他の対象画像に対して実行することにより、複数の処理済み画像が取得される（ステップＳ１３）。続いて、各処理済み画像と上記他の目標画像との一致度を示す値に基づいて、当該処理済み画像の取得に用いられた複合画像処理の評価値が求められる（ステップＳ１４）。所定の終了条件を満たしていないことが確認されると（ステップＳ１５，Ｓ１６）、選択確率の算出、交叉処理、突然変異処理、エリート保存処理が順次行われる（ステップＳ１７〜Ｓ２０）。ステップＳ１７〜Ｓ２０の処理では、複数の複合画像処理のうち評価値が高い複合画像処理が優先的に含まれるように、遺伝的プログラミングにより、新たな複数の複合画像処理が生成される。

新たな世代の複合画像処理が取得されると、ステップＳ１３に戻って、当該新たな世代の各複合画像処理を対象画像に対して実行することにより、複数の処理済み画像が取得される。続いて、処理済み画像の取得に用いられた各複合画像処理の評価値が求められる（ステップＳ１４）。所定の終了条件を満たしていないことが確認されると（ステップＳ１５，Ｓ１６）、選択確率の算出、交叉処理、突然変異処理、および、エリート保存処理が行われ、次の世代の新たな複数の複合画像処理が取得される（ステップＳ１７〜Ｓ２０）。そして、複数の処理済み画像の取得、および、評価値の算出が行われる（ステップＳ１３，Ｓ１４）。

ステップＳ１７〜Ｓ２０，Ｓ１３，Ｓ１４の処理は、所定の終了条件を満たすまで繰り返される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。終了条件が満たされると、現世代における最大の評価値の複合画像処理が、候補領域抽出用の画像処理（複合画像処理）として選択される（ステップＳ２１）。なお、上記処理が他のコンピュータにて実行されることにより、候補領域抽出用の画像処理が生成され、当該画像処理が、目標画像生成支援装置１ａに入力されてもよい。

候補領域抽出用の画像処理が準備されると、候補領域画像生成部３１５では、例えば、図３０の対象画像４１に対して上記画像処理が施される。これにより、図３１に示すように、欠陥領域の複数の候補領域４７１（図３１では、１つの候補領域に符号４７１ａを付している。）を示す二値の候補領域画像４７が生成される（ステップＳ１０１）。なお、上記画像処理では、必要に応じて図４の参照画像４２も利用される。候補領域画像４７は、ディスプレイ２６に表示される（ステップＳ１０２）。

続いて、操作者において、複数の候補領域４７１のうち欠陥領域４１１に重なる一の候補領域４７１を選択候補領域として選択する入力が入力部２７を用いて行われる（ステップＳ１０３）。例えば、操作者が、ディスプレイ２６上の候補領域画像４７において、欠陥領域４１１と重なると特定した位置をマウス２７ｂのクリックにて選択することにより、当該位置に連結する候補領域４７１が、選択候補領域として選択される。また、操作者が、ディスプレイ２６上の候補領域画像４７において、マウス２７ｂを用いて範囲選択を行うことにより、その範囲と重なる候補領域４７１が選択候補領域として選択される。図３１の例では、操作者が図３０の対象画像４１を参照することにより、符号４７１ａを付す候補領域が選択候補領域として選択される。

選択候補領域４７１ａを選択する入力が入力部２７にて受け付けられると、包含領域取得部３１６において選択候補領域４７１ａのみを示す画像が生成される。そして、当該画像における選択候補領域４７１ａに対して、その外縁を予め定められた画素数だけ膨張させる太らせ処理（膨張処理）が施される。これにより、対象画像４１中の欠陥領域４１１を含むとともに、欠陥領域４１１のエッジから離れて欠陥領域４１１を囲む外縁を有する包含領域４１３が、図３０中に破線にて示すように取得される（ステップＳ１０４）。包含領域４１３が特定されると、図１２のステップＳ１１１〜Ｓ１１８が行われることにより、図３２に示す目標画像４３が生成される。図２９のステップＳ１００〜Ｓ１０４、および、図１２のステップＳ１１１〜Ｓ１１８は、複数の対象画像４１に対して繰り返され、複数の目標画像４３が生成される。

以上に説明したように、図２８の目標画像生成支援装置１ａでは、他の対象画像および他の目標画像を用いて遺伝的プログラミングにより生成された画像処理を利用して、対象画像４１から、欠陥領域４１１の複数の候補領域４７１を示す候補領域画像４７が生成される。そして、複数の候補領域４７１のうち欠陥領域４１１に対応する候補領域が選択候補領域４７１ａとして操作者により選択され、選択候補領域４７１ａに対して太らせ処理を施すことにより、包含領域４１３が取得される。このように、操作者が、複数の候補領域４７１から選択候補領域４７１ａを選択するのみにより、包含領域４１３を容易に設定することができる。その結果、多数の対象画像４１に対する多数の目標画像４３を容易に生成することが実現される。

また、選択候補領域４７１ａのみを示す画像における選択候補領域４７１ａに対して太らせ処理を施すことにより、欠陥領域４１１と、欠陥領域４１１に近接する偽欠陥領域とが結合した領域が包含領域として取得されることを防止することができる。これにより、適切な目標画像４３をより確実に生成することができる。

例えば、欠陥検査装置や欠陥レビュー装置にて取得された基板上の欠陥の画像が、対象画像４１として目標画像生成支援装置１ａに入力される場合、当該対象画像４１では、欠陥領域４１１が画像の中央に配置される。したがって、このような場合には、候補領域画像４７における複数の候補領域４７１のうち中央に位置する候補領域４７１が選択候補領域として自動的に選択されてもよい。

上記目標画像生成支援装置１，１ａでは様々な変形が可能である。

第１包含領域画像生成部３１１において、候補領域抽出用の画像処理を用いて、第１包含領域画像が生成されてもよい。このように、第１包含領域画像生成部３１１では、対象画像４１中の包含領域４１３に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、欠陥領域４１１の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、二値の包含領域画像が生成される。

また、対象画像４１の状態によっては、候補領域抽出用の画像処理が、操作者により予め定められた処理（例えば、対象画像４１と参照画像４２との差分画像を二値化する処理）であってもよい。

対象画像４１が、基板上に繰り返し形成されるパターンを示す場合には、一の対象画像４１が、他の一の対象画像４１に対する参照画像４２として取り扱われてもよい。目標画像生成支援装置１，１ａでは、包含領域４１３に限定して各種処理が行われるため、当該他の一の対象画像４１の包含領域４１３が、当該一の対象画像４１の欠陥領域４１１と重ならない限り、適切な目標画像４３が生成可能である。

対象画像４１は、基板以外に、パターンが形成されたフィルム等の対象物上の欠陥を示す多階調画像であってよく、パターンを有していない対象物上の欠陥を示す画像であってもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１，１ａ 目標画像生成支援装置
２ コンピュータ
２６ ディスプレイ
２７ 入力部
４１ 対象画像
４２ 参照画像
４３ 目標画像
４４，４４ａ 第１包含領域画像
４５ 第２包含領域画像
４６，４６ａ 表示用画像
４７ 候補領域画像
９２ プログラム
３１１ 第１包含領域画像生成部
３１２ 第２包含領域画像生成部
３１３ 表示用画像生成部
３１４ 目標画像生成部
３１５ 候補領域画像生成部
３１６ 包含領域取得部
４１１ 欠陥領域
４１３ 包含領域
４６１ 抽出領域
４７１ 候補領域
４７１ａ 選択候補領域
Ｓ１１〜Ｓ２１，Ｓ１００〜１０４，Ｓ１１０〜Ｓ１１８ ステップ

Claims (16)

1. 対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援装置であって、
   対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域が特定されており、前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する包含領域画像生成部と、
   前記対象物がパターンを有し、前記パターンを示す多階調の参照画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、もう１つの包含領域画像を生成するもう１つの包含領域画像生成部と、
   前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を、前記包含領域画像および前記もう１つの包含領域画像に基づいて生成する表示用画像生成部と、
   前記表示用画像を表示する表示部と、
   前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を受け付ける入力部と、
   前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する目標画像生成部と、
   を備えることを特徴とする目標画像生成支援装置。
2. 請求項１に記載の目標画像生成支援装置であって、
   前記入力部が、操作者による前記包含領域を示す入力を受け付けることにより、前記包含領域が特定されることを特徴とする目標画像生成支援装置。
3. 請求項１に記載の目標画像生成支援装置であって、
   前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する候補領域画像生成部と、
   前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域が選択候補領域として選択され、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する包含領域取得部と、
   をさらに備えることを特徴とする目標画像生成支援装置。
4. 対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援装置であって、
   対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像に対する所定の画像処理により、欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する候補領域画像生成部と、
   前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域が選択候補領域として選択され、前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記対象画像において、前記欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を取得する包含領域取得部と、
   前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する包含領域画像生成部と、
   前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を表示する表示部と、
   前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を受け付ける入力部と、
   前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する目標画像生成部と、
   を備えることを特徴とする目標画像生成支援装置。
5. 請求項３または４に記載の目標画像生成支援装置であって、
   前記所定の画像処理が、他の対象画像および他の目標画像を用いて遺伝的プログラミングにより生成されたものであることを特徴とする目標画像生成支援装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の目標画像生成支援装置であって、
   前記包含領域画像生成部が、前記対象画像の前記包含領域に対する前記二値化処理にて利用される閾値を、前記対象画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得することを特徴とする目標画像生成支援装置。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の目標画像生成支援装置であって、
   前記エッジ抽出処理が、前記対象画像の前記包含領域に対して微分フィルタを作用させてエッジ画像を生成する処理と、前記エッジ画像を二値化する処理と、を含み、
   前記包含領域画像生成部が、前記エッジ画像を二値化する処理にて利用される閾値を、前記エッジ画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得することを特徴とする目標画像生成支援装置。
8. 対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援方法であって、
   ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、
   ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、
   ｃ）前記対象物がパターンを有し、前記パターンを示す多階調の参照画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、もう１つの包含領域画像を生成する工程と、
   ｄ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を、前記包含領域画像および前記もう１つの包含領域画像に基づいて生成する工程と、
   ｅ）前記表示用画像を表示部に表示する工程と、
   ｆ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、
   ｇ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程と、
   を備えることを特徴とする目標画像生成支援方法。
9. 請求項８に記載の目標画像生成支援方法であって、
   前記ａ）工程において、前記入力部が、操作者による前記包含領域を示す入力を受け付けることにより、前記包含領域が特定されることを特徴とする目標画像生成支援方法。
10. 請求項８に記載の目標画像生成支援方法であって、
    前記ａ）工程が、
    前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する工程と、
    前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域を選択候補領域として選択する工程と、
    前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する工程と、
    を備えることを特徴とする目標画像生成支援方法。
11. 対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成を支援する目標画像生成支援方法であって、
    ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、
    ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、
    ｃ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を表示部に表示する工程と、
    ｄ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、
    ｅ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程と、
    を備え、
    前記ａ）工程が、
    前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する工程と、
    前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域を選択候補領域として選択する工程と、
    前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する工程と、
    を備えることを特徴とする目標画像生成支援方法。
12. 請求項１０または１１に記載の目標画像生成支援方法であって、
    前記所定の画像処理が、他の対象画像および他の目標画像を用いて遺伝的プログラミングにより生成されたものであることを特徴とする目標画像生成支援方法。
13. 請求項８ないし１２のいずれかに記載の目標画像生成支援方法であって、
    前記ｂ）工程において、前記対象画像の前記包含領域に対する前記二値化処理にて利用される閾値が、前記対象画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得されることを特徴とする目標画像生成支援方法。
14. 請求項８ないし１２のいずれかに記載の目標画像生成支援方法であって、
    前記エッジ抽出処理が、前記対象画像の前記包含領域に対して微分フィルタを作用させてエッジ画像を生成する処理と、前記エッジ画像を二値化する処理と、を含み、
    前記ｂ）工程において、前記エッジ画像を二値化する処理にて利用される閾値が、前記エッジ画像の前記包含領域における画素値のヒストグラムに基づいて取得されることを特徴とする目標画像生成支援方法。
15. 対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成をコンピュータに支援させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
    ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、
    ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、
    ｃ）前記対象物がパターンを有し、前記パターンを示す多階調の参照画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、もう１つの包含領域画像を生成する工程と、
    ｄ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を、前記包含領域画像および前記もう１つの包含領域画像に基づいて生成する工程と、
    ｅ）前記表示用画像を表示部に表示する工程と、
    ｆ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、
    ｇ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程と、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
16. 対象画像における欠陥領域を示す目標画像の生成をコンピュータに支援させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
    ａ）対象物上の欠陥を示す多階調の対象画像において、欠陥領域を含むとともに、前記欠陥領域のエッジから離れて前記欠陥領域を囲む外縁を有する包含領域を特定する工程と、
    ｂ）前記対象画像中の前記包含領域に対して、二値化処理またはエッジ抽出処理を施すことにより、または、前記欠陥領域の候補領域を抽出する画像処理を施すことにより、包含領域画像を生成する工程と、
    ｃ）前記包含領域画像または前記包含領域画像から導かれる画像であり、少なくとも前記欠陥領域の外形を示す表示用画像を表示部に表示する工程と、
    ｄ）前記表示用画像にて抽出されている領域から前記欠陥領域を選択する入力を入力部にて受け付ける工程と、
    ｅ）前記入力に基づいて、前記欠陥領域を示す目標画像を生成する工程と、
    を実行させ、
    前記ａ）工程が、
    前記対象画像に対する所定の画像処理により、前記欠陥領域の複数の候補領域を示す候補領域画像を生成する工程と、
    前記複数の候補領域のうち前記欠陥領域に重なる一の候補領域を選択候補領域として選択する工程と、
    前記選択候補領域のみを示す画像における前記選択候補領域に対して太らせ処理を施すことにより、前記包含領域を取得する工程と、
    を備えることを特徴とするプログラム。

Images