JP6207282B2 - 画像処理装置、画像処理システム、検査方法およびプログラム - Google Patents
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Description
検査対象物を撮像するカメラから取得した画像データを処理することにより検査対象物の外観検査を行う画像処理装置であって、
搬送される検査対象物に対して幅広のレーザ光を照射し、検査対象物からの反射光に基づき検査対象物の断面形状に応じた2次元プロファイルを順次生成し、第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを出力するレーザ変位計と接続する第1接続手段と、
前記第1接続手段を通じて受信した前記第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータのそれぞれを、前記第1のビット数よりも少ない第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換するビット変換手段と、
前記ビット変換手段により変換された前記第2のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを、前記レーザ変位計により生成された順で時系列に組み合わせて、前記検査対象物の3次元形状を示す3次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記3次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段と
を有することを特徴とする画像処理装置を提供する。
●高さ計測ツール:3次元プロファイルデータに基づき、ワーク2の各部の高さを計測する。たとえば、ワーク2の1つの測定点を基準点とし、この基準点の階調値と注目領域内の各測定点の階調値との差分のうち最大のものを最大高さとして算出する。あるいは、平面を基準面として設定し、基準面の階調値と注目領域内の各測定点の階調値との差分(距離)のうち最大のものを高さとして求めてもよい。なお、高さの測定精度を優先するために、15ビットの3次元プロファイルデータが使用される。
●エッジ位置計測ツール:ワーク2の画像が表示される画面上において、エッジ位置を検出したい検査領域に対してウインドウを設定することにより、設定された検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジ(明から暗に切り替わる箇所または暗から明に切り替わる箇所)を検出する。検出した複数のエッジから、一のエッジの指定を受け付け、指定を受け付けたエッジの位置を計測する。
●エッジ角度計測ツール:設定を受け付けた検査領域内に2つのセグメントを設定し、それぞれのセグメントで検出したエッジからのワーク2の傾斜角度を計測する。傾斜角度は、たとえば時計回りを正とすることができる。
●エッジ幅計測ツール:設定を受け付けた検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジを検出し、検出した複数のエッジ間の幅を計測する。
●エッジピッチ計測ツール:設定を受け付けた検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジを検出する。検出した複数のエッジ間の距離(角度)の最大値/最小値や平均値を計測する。
●エリア計測ツール:ワーク2の画像を二値化処理して、白色領域または黒色領域の面積を計測する。たとえば、計測する対象として白色領域または黒色領域の指定をパラメータとして受け付けることにより、白色領域または黒色領域の面積を計測する。
●ブロブ計測ツール:ワーク2の画像を二値化処理して、同一の輝度値(255または0)の画素の集合(ブロブ)に対してパラメータとしての数、面積、重心位置等を計測する。
●パターンサーチ計測ツール:比較対象とする画像パターン(モデル画像)を事前に記憶装置に記憶しておき、撮像したワーク2の画像の中から記憶してある画像パターンに類似している部分を検出することで、画像パターンの位置、傾斜角度、相関値を計測する。
●傷計測ツール:設定を受け付けた検査領域内で、小領域(セグメント)を移動させて画素値の平均濃度値を算出し、閾値以上の濃度差となった位置を傷が存在すると判定する。
●その他にも、検査領域内の文字情報を切り出して辞書データ等と照合することで文字列を認識するOCR認識ツール、画像上に設定したウインドウ(領域)をシフトさせながら、各ウインドウの位置においてエッジの検出を繰り返す機能を有するトレンドエッジツール、設定したウインドウ内の濃淡の平均、偏差等を計測する機能を有する濃淡ツール、設定したウインドウ内の濃度の平均、偏差等を計測する機能を有する濃度ツールなどもあり、ユーザは検査内容に応じて必要な画像処理ツールを選択することができる。なお、これらの画像処理ツールは、典型的な機能およびその実現方法の代表例を示すものに過ぎない。あらゆる画像処理に対応する画像処理ツールが本願発明の対象になり得る。
従来の画像処理装置20は、CCDカメラなどによって取得した画像データに画像処理を施して外観検査などを実行するものであり、2次元プロファイル測定器10が接続されることを想定して設計されていなかった。これは、2次元プロファイル測定器10と画像処理装置20とがそれぞれ独自に進化して来たことや、両者を接続しようという用途が従来は存在しなかったことが理由である。そのため、画像処理装置20の画像処理ビット数は、2次元プロファイル測定器10が出力するデータのビット数と一致していなかった。
Claims (19)
- 検査対象物を撮像するカメラから取得した画像データを処理することにより検査対象物の外観検査を行う画像処理装置であって、
搬送される検査対象物に対して幅広のレーザ光を照射し、検査対象物からの反射光に基づき検査対象物の断面形状に応じた2次元プロファイルを順次生成し、第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを出力するレーザ変位計と接続する第1接続手段と、
前記第1接続手段を通じて受信した前記第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータのそれぞれを、前記第1のビット数よりも少ない第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換するビット変換手段と、
前記ビット変換手段により変換された前記第2のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを、前記レーザ変位計により生成された順で時系列に組み合わせて、前記検査対象物の3次元形状を示す3次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記3次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記検査手段は、前記作成手段により作成された3次元プロファイルデータを、前記第2のビット数よりもさらに少ない第3のビット数を有する3次元プロファイルデータに変換し、
前記第3のビット数を有する3次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記レーザ変位計は、前記検査対象物の2次元プロファイルを測定する測定ユニットを有し、
前記画像処理装置は、さらに、
前記測定ユニットが測定した2次元プロファイルを構成するデータのうち精度よく変換すべき範囲を設定する範囲設定手段と、
前記範囲設定手段により設定された範囲に基づき、前記第1のビット数を有する2次元プロファイルデータを前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換する変換テーブルを調整する調整手段と、
を有し、
前記ビット変換手段は、前記調整手段によって調整された変換テーブルを使用して、前記第1のビット数を有する2次元プロファイルデータを、前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記範囲設定手段は、
前記範囲の下限値と上限値とを指定または入力するためのユーザインタフェースを表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記表示手段は、前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに基づき前記検査対象物の高さに応じて階調または色が異なる高さ画像を表示することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記表示手段は、前記階調または色に対応した高さの目安を表示することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記範囲設定手段が前記範囲を設定し、前記調整手段が前記変換テーブルを調整し、前記ビット変換手段が当該調整された変換テーブルを用いて前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータを生成することに連動して、前記表示手段は、前記高さ画像の表示を更新することを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理装置。
- 前記表示手段は、ポインティングデバイスの操作に応じて移動するポインタを表示するとともに、前記高さ画像のうち当該ポインタによって指示されている部分の高さを数値で表示することを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記レーザ変位計にはコンピュータが接続されており、当該コンピュータは前記第1のビット数を有する2次元プロファイルデータを受信し、高さの目安となるスケールとともに2次元プロファイルデータを表示し、前記範囲は、前記コンピュータのディスプレイに表示された当該2次元プロファイルデータを見たユーザによって設定されることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記範囲設定手段は、前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに基づき、前記検査対象物の高さの最大値と最小値とを検出し、当該最大値と当該最小値とが含まれるように前記範囲を設定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記レーザ変位計は、前記検査対象物の2次元プロファイルを測定する測定ユニットを有し、
前記画像処理装置は、さらに、
前記測定ユニットの種別に応じて用意された複数の変換テーブルと、
前記レーザ変位計が備えている前記測定ユニットの識別情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した識別情報に対応する変換テーブルを選択する選択手段と
を有し、
前記ビット変換手段は、前記選択手段によって選択された変換テーブルを使用して、前記第1のビット数を有する2次元プロファイルデータを、前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記複数の変換テーブルには、前記測定ユニットの種別ごとに、測定範囲を優先してビット変換を実行するための第1の変換テーブルと、測定精度を優先してビット変換を実行するための第2の変換テーブルとが含まれており、
前記画像処理装置は、
測定範囲を優先してビット変換を実行するか、それとも測定精度を優先してビット変換を実行するかの指示を入力する入力手段
をさらに有し、
前記選択手段は、前記取得手段が取得した識別情報に対応し、かつ、前記入力手段から入力された指示に対応した変換テーブルを選択することを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。 - 測定範囲を優先してビット変換を実行するための第1の変換テーブルと、
測定精度を優先してビット変換を実行するための第2の変換テーブルと、
測定範囲を優先してビット変換を実行するか、それとも測定精度を優先してビット変換を実行するかの指示を入力する入力手段と、
前記第1の変換テーブルと前記第2の変換テーブルとのうち、前記入力手段から入力された指示に対応した変換テーブルを選択する選択手段と
をさらに有し、
前記ビット変換手段は、前記選択手段によって選択された変換テーブルを使用して、前記第1のビット数を有する2次元プロファイルデータを、前記第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記3次元プロファイルデータは、前記検査対象物の各測定点の高さを階調で示したグレースケールの画像データであり、
前記検査手段は、前記3次元プロファイルデータにおける基準点または基準面の階調値と各測定点の階調値との差分に基づき各測定点の高さのデータを抽出することを特徴とする請求項1、11ないし13のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第2のビット数を有する前記3次元プロファイルデータを表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項2または14に記載の画像処理装置。
- 検査対象物の3次元プロファイルを測定し、前記第2のビット数を有する3次元プロファイルデータを出力する3次元プロファイル測定装置を接続する第2接続手段をさらに有し、
前記ビット変換手段は、前記第2接続手段に接続された前記3次元プロファイル測定装置から出力される前記3次元プロファイルデータについてはビット変換を実行しないことを特徴とする請求項1、11ないし15のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 検査対象物の2次元プロファイルを測定し、第1のビット数を有する2次元プロファイルデータを出力するレーザ変位計と、
請求項1ないし16のいずれか1項に記載の画像処理装置と
を有することを特徴とする画像処理システム。 - 検査対象物を撮像するカメラから取得した画像データを処理することにより検査対象物の外観検査を行う画像処理装置に、
搬送される検査対象物に対して幅広のレーザ光を照射し、検査対象物からの反射光に基づき検査対象物の断面形状に応じた2次元プロファイルを順次生成し、第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを出力するレーザ変位計と接続する第1接続手段と、
前記第1接続手段を通じて受信した前記第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを、前記第1のビット数よりも少ない第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換するビット変換手段と、
前記ビット変換手段により変換された前記第2のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを、前記レーザ変位計により生成された順で時系列に組み合わせて、前記検査対象物の3次元形状を示す3次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記3次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段として機能させるプログラム。 - 検査対象物を撮像するカメラから取得した画像データを処理することにより検査対象物の外観検査を行う画像処理装置において実行される検査方法であって、
搬送される検査対象物に対して幅広のレーザ光を照射し、検査対象物からの反射光に基づき検査対象物の断面形状に応じた2次元プロファイルを順次生成し、第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータを出力するレーザ変位計と接続する接続工程と、
前記レーザ変位計から受信した前記第1のビット数を有する複数の2次元プロファイルデータのそれぞれを、前記第1のビット数よりも少ない第2のビット数を有する2次元プロファイルデータに変換するビット変換工程と、
前記ビット変換工程により出力される複数の2次元プロファイルデータを、前記レーザ変位計により生成された順で時系列に組み合わせて、前記検査対象物の3次元形状を示す3次元プロファイルデータを作成する作成工程と、
前記3次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査工程と
を有することを特徴とする検査方法。
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JP2013159659A JP6207282B2 (ja) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | 画像処理装置、画像処理システム、検査方法およびプログラム |
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