JP6276661B2

JP6276661B2 - 画像処理装置

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Publication number: JP6276661B2
Application number: JP2014158014A
Authority: JP
Inventors: 啓史松尾
Original assignee: Ricoh Elemex Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Ricoh Elemex Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2034-08-01
Also published as: JP2016035406A

Description

本発明は、画像処理装置に関する。

従来、所謂光切断法によって、検査対象面の三次元形状に対応した画像を得ることが可能な画像処理装置が知られている（例えば、特許文献１）。光切断法による画像処理装置では、例えば、検査対象面に照射された線状の光の位置や形状に基づいて検査対象領域の各位置での高さが算出され、さらに当該高さに応じた各位置での輝度値が設定されることにより当該各位置の高さに対応した二次元の疑似画像（二次元の画像データ）が生成され、当該疑似画像に対する画像処理によって各位置での高さに応じた輝度値に基づいて凹凸としての不良が検出される。

特開２０１１−１４１２６０号公報

光切断法によるものに限らず、画像処理が行われるにあたり、検査対象面の全域に対応した二次元の画像データ（例えば、検査対象物としての一つのタイヤの全周分の疑似画像）が得られた後に当該画像データに対して画像処理が行われる構成であると、全域の画像データが得られるまで処理が開始されないため、より迅速な処理（例えば逐次処理）の要求に対応し難い。

本発明の課題の一つは、例えば、より迅速な処理が可能な画像処理装置を得ることである。

実施形態の画像処理装置は、一方向に沿った線状の画像データの所定数の列が上記一方向との直交方向に並べられた二次元の画像データの位相を検出する位相検出部と、上記位相検出部による上記位相の検出結果に基づいて、上記二次元の画像データに、それぞれが複数の列を含む複数の区間を決定する区間決定部と、上記二次元の画像データを上記決定された区間毎に画像処理する画像処理部と、を備え、上記区間決定部は、上記線状の画像データの列の数が異なる複数の区間が含まれるよう、上記区間を決定する。

実施形態の画像処理装置によれば、一例としては、より迅速な処理が可能な画像処理装置を得ることができる。

図１は、実施形態にかかる検査対象物と画像処理装置の一例が示された模式的な斜視図である。図２は、実施形態にかかる画像処理装置における検査対象領域に当てられた線状の光の一例が示された模式的な平面図である。図３は、実施形態にかかる画像処理装置の一例が示された模式的なブロック図である。図４は、実施形態にかかる画像処理装置の制御部の一例が示された模式的なブロック図である。図５は、実施形態にかかる画像処理装置で処理される二次元の画像データの一例が示された模式図である。図６は、実施形態にかかる画像処理装置による検査方法の手順の一例が示されたフローチャートである。図７は、実施形態にかかる画像処理装置による画像データの位相検出ならびに区間および割り当ての決定の手順の一例が示されたフローチャートである。図８は、実施形態にかかる画像処理装置による画像処理の手順の一例が示されたフローチャートである。図９は、実施形態にかかる画像処理装置で決定された画像データの区間ならびにその割り当てに基づく処理の一例が示されたタイムチャートである。図１０は、実施形態にかかる画像処理装置で処理される二次元の画像データの特定領域を含む特定区間の一例が示された模式図である。図１１は、実施形態にかかる画像処理装置で決定された画像データの区間ならびにその割り当てに基づく処理の別の一例が示されたタイムチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。

本実施形態では、一例として、図１，３に示される画像処理装置１は、図１，２に示される検査対象物１００を撮像した画像に基づいて、当該検査対象物１００の検査対象面１０１（１０１Ｓ，１０１Ｔ）の検査を行う。画像処理装置１は、外観検査装置、画像処理システム、外観検査システムとも称され得る。また、図３に示されるように、本実施形態では、画像処理装置１は、二つの装置１１，１２を備える。また、画像処理装置１は、光源２や、撮像部３、回転部４、回転検出部５、出力部６等を備える。装置１１は、例えばパーソナルコンピュータとして構成される。装置１２は、例えば演算ボード（演算処理ユニット）は演算処理装置として構成される。

図１，２に示されるように、光源２は、ライトシートＬＳ（シート状の光、平坦なカーテン状の光、スリット光）を出射し、検査対象面１０１に線状の光Ｌを照射する。光源２は、例えば、輝線照射用のレーザ光源等である。ライトシートＬＳは、例えば、レーザーライトシートである。撮像部３は、ライトシートＬＳと交叉する方向から検査対象領域Ａを含む検査対象面１０１上の二次元領域を撮像する。

光源２は、検査対象面１０１の法線方向（図２の紙面と垂直な方向）と検査対象面１０１上の線状の光Ｌ（検査対象領域Ａ）の幅方向（図２中のＸ方向）との間の斜め方向（斜め上方向）から、線状の検査対象領域Ａを照らしている。検査対象面１０１が平面であった場合、検査対象面１０１上の光Ｌ（輝線）は直線状である。しかしながら、検査対象面１０１が凸部を有していた場合、検査対象面１０１が平面であった場合の光Ｌを基準線Ｒ（直線、基準位置）とすると、当該凸部に当たった光Ｌは、基準線Ｒから光源２側（光源２に近い側）にずれる。また、逆に、検査対象面１０１が凹部を有していた場合、当該凹部に当たった光Ｌは、基準線Ｒから光源２とは反対側（光源２から遠い側）にずれる。すなわち、撮像部３で撮像した画像中の光Ｌの位置（形状、基準線Ｒからのずれ）によって、検査対象面１０１の凹凸ならびに当該凹凸の程度（凸部の高さ、凹部の深さ、法線方向における位置）を判別することができる。なお、ライトシートＬＳの出射方向ならびに撮像部３による撮像方向は、種々に設定することが可能である。

撮像部３は、ライトシートＬＳと交叉した方向であり、かつ検査対象面１０１の上方（本実施形態では、一例として法線方向に離れた位置）から、少なくとも検査対象領域Ａにおける光Ｌの画像を撮像する。撮像部３は、例えば、二次元に配列された光電変換素子（光電変換部）を有したエリアセンサ（固体撮像素子、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサ等）である。

回転部４（搬送部、搬送装置）は、検査対象物１００を図２中のＸ方向（検査対象物１００の周方向、移動方向、搬送方向）に搬送し、検査対象面１０１における検査対象領域Ａを移動させる。これにより、検査対象面１０１の二次元領域について、データが取得される。なお、検査対象物１００が固定され、光源２や撮像部３等が検査対象面１０１に沿って移動する構成（搬送装置によって動かされる構成）であってもよい。また、Ｙ方向は、線状の光Ｌが延びる方向である。

また、画像処理装置１を構成する装置１１は、図３に示されるように、制御部７０（例えばＣＰＵ（central processing unit）等）や、ＲＯＭ７１（read only memory）、ＲＡＭ７２（random access memory）、補助記憶装置７３、コントローラ７４ａ〜７４ｅ、送受信部７５等を備える。補助記憶装置７３は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、例えばＨＤＤ（hard disk drive）や、ＳＳＤ（solid state drive）、フラッシュメモリ等である。コントローラ７４ａは、制御部７０からの制御信号に基づいて、光源２の発光（オン、オフ）等を制御する。コントローラ７４ｂは、制御部７０からの制御信号に基づいて、撮像部３による撮像を制御する。コントローラ７４ｃは、制御部７０から受けた制御信号に基づいて、回転部４を制御し、検査対象物１００の搬送（開始、停止、速度等）を制御する。コントローラ７４ｄは、回転検出部５の検出結果を受け取って、制御部７０に当該検出結果に基づくデータ（信号）を送る。コントローラ７４ｅは、制御部７０からの制御信号に基づいて、出力部６（例えば、表示出力装置や音声出力装置）を制御する。表示出力装置（表示装置）は、例えばＬＣＤ（liquid crystal display）や、ＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等である。音声出力装置は、例えばスピーカである。送受信部７５は、装置１１，１２間でのデータの授受（送受信）を実行する。送受信部７５は、例えば通信インタフェースである。また、装置１１は、入力部（例えば、キーボードや、つまみ、操作ボタン、タッチパネル等）を備えてもよい。また、制御部７０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ７１や補助記憶装置７３等にインストールされたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ７２は、制御部７０がプログラムを実行して種々の演算処理を実行する際に用いられる各種データを一時的に記憶する。なお、図３に示されるハードウエアの構成はあくまで一例であって、例えばチップやパッケージにする等、種々に変形して実施することが可能である。また、各種演算処理は、並列処理することが可能であり、制御部７０等は、並列処理が可能なハードウエア構成とすることが可能である。

また、制御部７０は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働によって、画像処理装置１の少なくとも一部として機能（動作）する。すなわち、制御部７０は、図４に示されるように、撮像制御部７０ａや、疑似画像データ生成部７０ｂ、位相検出部７０ｃ、区間決定部７０ｄ、マッチング処理部７０ｅ、良否判定部７０ｆ、出力制御部７０ｇ、送受信制御部７０ｈ等として機能する。プログラムには、図４の制御部７０内に示される各部に対応したモジュールが含まれる。なお、図示された各部（モジュール）はあくまで一部であって、プログラムには、図４には示されない他の機能を実現するためのモジュールも含まれており、制御部７０は当該モジュールに対応した機能も実現することができる。なお、位相とは、検査対象物１００（検査対象面１０１）が周期的な形状を有する場合における、基準位置から始まる周期での位置である。図１に示されるように、検査対象物１００がタイヤのような環状の物体である場合、位相は、例えば０〜３６０ｄｅｇ（０〜２πｒａｄ）の角度で示される。検査対象物１００の異なる検査対象面１０１Ｓ，１０１Ｔでの基準位置は、例えば、回転中心Ａｘ（図１参照）を通る基準面（図示されず）上の位置（線、基準線Ｒ、検査対象領域Ａ）である。

画像処理装置１を構成する装置１２は、図３に示されるように、互いに並列で演算可能な複数の演算部８０ａ〜８０ｃを備えている。演算部８０ａ〜８０ｃは、例えば、ＣＰＵ（コア）や、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：programmable logic device、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）や、ＣＰＬＤ（complex programmable logic device）等）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等である。演算部８０ａ〜８０ｃは、画像処理部（第一の画像処理部、第二の画像処理部）の一例である。装置１２は、並列で比較的（装置１１より）高速な演算処理が可能である。装置１２は、記憶部８１と送受信部８２とを備える。記憶部８１は、演算部８０ａ〜８０ｃによる演算処理で用いられるデータを記憶する。記憶部８１は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、例えばＨＤＤや、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等である。送受信部８２は、装置１１，１２間でのデータの授受（送受信）を実行する。送受信部８２は、例えば通信インタフェースである。なお、演算部８０ａ〜８０ｃの数は、三つには限定されない。また、装置１２は、演算部８０ａ〜８０ｃに対応したメモリや補助記憶装置等（図示されず）を有することができる。

図１に示されるように検査対象物１００が例えばタイヤである場合、制御部７０の撮像制御部７０ａ（図４参照）は、例えば、１周を所定角度（角度ステップ）毎に分割した複数の検査対象領域Ａが撮像されるよう、回転検出部５の検出結果を参照しながら撮像部３と回転部４とを制御する。また、撮像制御部７０ａは、タイヤの三つの検査対象面１０１（１０１Ｓ，１０１Ｔ，１０１Ｓ）の撮像が並行して実行されるよう、三つの撮像部３を制御する。検査対象物１００がタイヤである場合、撮像制御部７０ａは、例えば、タイヤの２周分（７２０°、２回転分）の検査対象面１０１の撮像を実行する。

また、制御部７０の疑似画像データ生成部７０ｂは、複数の検査対象領域Ａ（図２参照）の各点（検査対象領域Ａの長手方向（Ｙ方向）の各点）に対応した光Ｌの画像の基準線Ｒ（基準位置）からのずれに応じて当該各点での輝度値を決定することにより、二次元の疑似画像データを生成する。輝度値は、検査対象領域Ａの各点の高さに応じた値となる。例えば、疑似画像データ生成部７０ｂは、各位置での基準線Ｒから光源２に近い側へのずれが大きいほど輝度値を高く設定し（画素（点）を明るくし）、光源２から遠い側へのずれが大きいほど輝度値を低く設定する（画素を暗くする）。これにより、疑似画像は、検査対象領域Ａの二次元の外観に近い画像となる。疑似画像は、検査対象面１０１の凹凸の状態（大きさや、位置等）を視覚的に判断しやすいという利点も有している。

疑似画像データＩｍは、図５に例示されるように、検査対象領域Ａの各点Ｐ（画素）での輝度値（高さデータ）がＩ方向およびＪ方向の二次元に配列された二次元の画像データである。Ｉ方向はＸ方向に対応し、Ｊ方向はＹ方向に対応する。すなわち、疑似画像データＩｍは、図２のＸ方向に対応したＩ方向にｍ個、図２のＹ方向に対応したＪ方向にｎ個の、合計ｍ×ｎ個の各点Ｐ（画素）について輝度値を有した二次元の画像データであって、Ｊ方向（一方向）に沿った線状の画像データ（図５の縦方向に沿ったｎ個の画素群）の所定数（ｍ個）の列がＩ方向（一方向の直交方向）に沿って並べられた二次元の画像データである。疑似画像データ生成部７０ｂは、検査対象領域Ａに対応して撮像部３から得られた二次元画像（線状の光Ｌを含む画像）を画像処理し、検査対象領域Ａの各点Ｐに対応した輝度値（高さデータ）を取得する。疑似画像データ生成部７０ｂは、撮像部３で線状の検査対象領域Ａに対応した撮像が実行されるたびに、疑似画像データ（線状の画像データ）を生成する。図５には、検査対象物１００としてのタイヤの２周分の疑似画像データＩｍの画素の配列が示されている。検査対象物１００としてのタイヤは、曲面（円環状の平面ならびに円筒面）であるが、疑似画像データＩｍは、画像処理上は、二次元の平面的な画像データとして処理されうる。なお、疑似画像データの生成は、検査対象領域Ａ毎に順次行われる。よって、Ｉ方向は時間方向にも相当する。

画像処理装置１は、例えば、図６に示される手順で、処理を実行する。制御部７０は、まずは撮像および前処理を行う（Ｓ１０）。Ｓ１０で、前処理は、画像処理の一例であって、具体的には、例えば、フィルタ処理（ゴミ除去処理、穴埋め処理、平滑化処理等）である。Ｓ１０により、前処理された疑似画像データが得られる。次に、制御部７０は、マッチング処理部７０ｅとして機能し、Ｓ１０で得られた疑似画像データと基準となる疑似画像データとしてのマスタデータとの位置合わせを行う（Ｓ１１）。Ｓ１１で、位置合わせは、例えば、検査対象物１００の疑似画像データと対応するマスタデータとのＩ方向およびＪ方向の位置合わせ（位置決め）である。Ｓ１１では、スケーリング（拡大あるいは縮小）が行われてもよい。次に、制御部７０は、良否判定部７０ｆとして機能し、互いに位置決めされた検査対象物１００の疑似画像データとマスタデータとを比較し、良否判定を行う（Ｓ１２）。Ｓ１２では、例えば、画素毎に輝度値が比較され、輝度値の差が大きい画素の集合が一定（閾値以上）の広さを有していた場合に、当該集合が不良領域と判定される。次に、制御部７０は、出力制御部７０ｇとして機能し、良否判定の結果が出力されるよう、出力部６を制御する（Ｓ１３）。Ｓ１３では、例えば、出力部６としての表示出力装置の画面に、不良と判定された箇所に対応した表示要素を含む疑似画像データが表示される。不良と判定された箇所に対応した表示要素は、例えば、他の部分（不良と判定されなかった箇所）とは異なる態様で表示され、具体的には、目立つ色（例えば、黄色や赤色等）で色付けされた画素群（領域）や、線、図形、記号、文字、数字等である。

図６のＳ１０の撮像および前処理は、例えば、図７，８に示される手順で実行される。図７に示される処理は、装置１１で実行される。まず、制御部７０は、撮像制御部７０ａならびに疑似画像データ生成部７０ｂとして機能し（図４参照）、撮像を実行するとともに撮像した画像に基づいて疑似画像データを生成する（Ｓ２０）。Ｓ２０では、疑似画像データは、検査対象領域Ａ毎に生成される。次に、制御部７０は、位相検出部７０ｃとして機能し、得られた疑似画像データの二次元データに対して、位相検出処理を行う（Ｓ２１）。Ｓ２１では、位相検出処理は、Ｓ２０で順次取得されたＪ方向の線状の疑似画像データが複数並べられた二次元の疑似画像データに対して行われる。すなわち、図５に示される疑似画像データＩｍよりもＩ方向に狭い範囲（サイズが小さい）疑似画像データに対して、位相検出処理が実行される。

図７のＳ２１の位相検出処理は、例えば、画層処理を行う面（例えば検査対象面１０１Ｓ）とは異なる面（例えば検査対象面１０１Ｔ）に対して行われうる。図９には、画像処理装置１で図６のＳ１０の撮像および前処理のタイミングチャートの一例が示されている。図９の例では、検査対象物１００はタイヤであり、トレッド面（検査対象面１０１Ｔ）について、図７のＳ２１の位相検出処理が行われ、サイド面（検査対象面１０１Ｓ）について、図７のＳ２０，Ｓ２３の処理ならびに図８に示される処理（前処理）が行われる。また、図９の例では、時刻ｔ１ｓから時刻ｔ１７にかけて、トレッド面の疑似画像データＩｍｔが取得されるとともに、サイド面の疑似画像データＩｍが取得される。時刻ｔ１１からｔ１２にかけての時間Ｔｐで、トレッド面の疑似画像データＩｍｔについて位相検出が行われるとともに（Ｓ２１）、検出された位相に基づく疑似画像データＩｍの区間設定（決定）ならびに設定された区間の演算部８０ａ〜８０ｃへの割り当てが決定される（Ｓ２３）。

トレッド面を対象とした位相検出処理は、例えば、トレッド面に周方向（Ｉ方向）に互いに間隔をあけて設けられた複数のスリップサイン（図示されず）のうちいずれかを検出することで実行される。スリップサインは、トレッド面に設けられた周方向に沿って延びる比較的幅の広い溝内に、部分的に溝の深さが浅くなった部分（溝の底面の一部が凸となった部分）として設けられており、トレッド面の摩耗の指標となる部分である。トレッド面には、複数（例えば、１周あたり６個）のスリップサインが設けられている。また、複数のスリップサインは、例えば、それぞれ異なる間隔で配置されている。また、トレッド面の模様パターンは、走行時のロードノイズを低減させる等の目的で、模様を構成するブロックの長さ等が非周期的に異なるように設定されている場合もある。よって、スリップサインを含む周辺の形状が、スリップサイン毎に異なるように設定されている場合もある。このため、位相検出部７０ｃは、トレッド面に対応した疑似画像データＩｍｔを画像処理することにより、複数のうちいずれかのスリップサインを検出し、当該検出したスリップサインの位相によって、トレッド面の疑似画像データＩｍｔの位相、すなわちサイド面の疑似画像データＩｍの位相を検出することができる。スリップサインの間隔や形状と位相との対応関係を示すデータは、例えば、ＲＯＭ７１や補助記憶装置７３等の記憶部に記憶されている。位相検出部７０ｃは、どのスリップサインも検出(特定)することができる。よって、位相は、位相検出処理が開始されてから一つ目または二つ目のスリップサインに基づいて検出されうる。よって、図９の例にも示されるように、時間Ｔｐで行われる位相検出処理（ならびにそれに続く区間設定処理および割り当て処理）は、比較的早い段階で完了される。なお、スリップサイン以外の形状から位相が検出されてもよいし、サイド面から位相が検出されてもよいし、あるいは画像処理によらず位相を示す別データが与えられてもよい。

図７のＳ２１で位相が取得された場合（Ｓ２２でＹｅｓ）、制御部７０は、区間決定部７０ｄとして機能し、疑似画像データＩｍについて、時間的に分割された複数の区間（ＩｍＮ，ＩｍＳ）を設定（決定）するとともに、設定された区間（ＩｍＮ，ＩｍＳ）の複数の演算部８０ａ〜８０ｃへの割り当てを決定する（Ｓ２３）。Ｓ２３による、検出された位相に基づく複数の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の設定ならびに演算部８０ａ〜８０ｃへの割り当ては、図９の時間Ｔｐ内の位相検出後時刻ｔ１２までに行われる。図９の例では、Ｓ２３では、疑似画像データＩｍには、時刻ｔ１ｓから時刻ｔ１２まで（に取得された疑似画像データＩｍ）の区間Ｉｍ１、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの区間Ｉｍ２、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの区間Ｉｍ３、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの区間Ｉｍ４、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの区間Ｉｍ５、ならびに時刻ｔ１６から時刻ｔ１７までの区間Ｉｍ６が設定され、各区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の疑似画像データについて、演算部８０ａ〜８０ｃ（コア１，コア２，コア３）のそれぞれへの割り当てが決定される。各区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６に対する演算部８０ａ〜８０ｃによる前処理（演算処理）は、各区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の取得が完了した直後から実行される。また、最後の区間Ｉｍ６に対する前処理は、コア３で、時刻ｔ１７からｔ１ｅ（時間Ｔｅ１）にかけて行われる。Ｓ２３で、区間決定部７０ｄは、図９に示されるように、サイズ（Ｊ方向に沿った点Ｐの列の数、Ｉ方向の画素数、Ｉ方向の長さ）が異なる複数の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６が含まれるように、区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６を決定する。各区間の長さが異なるため、最後の区間Ｉｍ６の長さＬｅ１を、その前の区間Ｉｍ５等よりも短く設定することができ、これにより、最後の区間Ｉｍ６について前処理が行われる時間Ｔｅ１を、より短く設定することができる。仮に、複数の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の長さが同じであると、当該区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の等分割された長さに対応した時間の分、最後の区間Ｉｍ６について前処理が行われる時間Ｔｅ１が長くなり、前処理が終了する時刻ｔ１ｅが遅くなる。この点、本実施形態によれば、前処理がより迅速に行われやすい（より早期に完了されやすい）。なお、Ｓ２２でＮｏの場合、Ｓ２０に戻る。

さらに、本実施形態では、図９に示されるように、区間決定部７０ｄは、最後の区間Ｉｍ６の前処理とその前の区間Ｉｍ５の前処理とが並行して実行されるよう、区間を決定するとともに割り当てを決定する。よって、本実施形態によれば、最後の区間Ｉｍ６とその前の区間Ｉｍ５との前処理が順次行われる場合に比べて、前処理がより迅速に行われやすい（より早期に完了されやすい）。

また、位相を取得することにより、検査対象物１００の疑似画像データの位相と、２周分のマスタデータの位相とを合わせることで、検査対象物１００の疑似画像データの開始位置（位相）からマスタデータとのパターンマッチングを実行することが可能となる。この場合、検査対象物１００の疑似画像データは、１周分の両端に不良サイズ分を考慮したマージン（重複領域）を加えたデータで済むため、データサイズをより小さくできる。また、Ｓ１１の位置合わせをより限定的に行えるため、撮像時間の短縮およびマッチング処理の高速化を図ることができる。

また、図９において、区間Ｉｍ１，Ｉｍ２，Ｉｍ３，Ｉｍ５，Ｉｍ６は、通常区間ＩｍＮであり、区間Ｉｍ４は、特定区間ＩｍＳである。特定区間ＩｍＳの前処理は、時間Ｔｓで行われる。図１０に示されるように、特定区間ＩｍＳには、特定領域ＩｍＡが含まれる。特定領域ＩｍＡは、一般部位とは異なる形状Ａｓに対応した疑似画像データの領域である。形状Ａｓは、例えば、文字や、番号、図形等に対応した、刻印、印字、凹凸形状等である。形状Ａｓが設けられる位置（位相、範囲）を示すデータは、ＲＯＭ７１や、補助記憶装置７３等の記憶部に記憶されている。形状Ａｓに対応した特定領域ＩｍＡについては、例えば、他の領域とは異なる画像処理アルゴリズムによる良否判定処理が実行されたり、当該特定領域ＩｍＡのデータを前処理が実行されやすいデータに置き換えられたりする。よって、本実施形態では、図１０に示されるように、特定区間ＩｍＳは、領域ＩｍＡの全てが含まれるように決定する。これにより、特定領域ＩｍＡに対応した画像処理がより容易にあるいはより迅速に実行されやすくなり、ひいては、当該特定区間ＩｍＳの前処理がより迅速に行われやすい。

図８には、演算部８０ａ〜８０ｃ（図３参照）のいずれかによる前処理（演算処理）の手順の一例が示されている。図８に示される処理は、例えば、演算部８０ａ〜８０ｃのいずれかが、装置１１の送受信部７５から、送受信部８２を介して、演算部８０ａ〜８０ｃでの前処理に関するデータを取得した時点で開始される。前処理に関するデータには、例えば、区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の始まりまたは終わりのライン（Ｉ座標、図５の左辺または右辺の座標）を示すデータや、区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６毎の演算部８０ａ〜８０ｃ（の割り当て）を示すデータ、特定区間ＩｍＳを示すデータ、等が含まれている。前処理に関するデータは、記憶部８１に記憶されるか、あるいは演算部８０ａ〜８０ｃのそれぞれに設けられる記憶部（図示されず）に記憶される。以下では、演算部８０ａが図８の処理を行った場合が例示される。

まず、演算部８０ａは、装置１１の送受信部７５から、送受信部８２を介して、前処理（演算処理）の対象としての疑似画像データＩｍを、ライン毎、すなわち、Ｉ方向の一つの座標におけるＪ方向（一方向）に沿った線状の画像データ毎に取得し（図５参照）、記憶部８１に、あるいは演算部８０ａに設けられた記憶部（図示されず）に、蓄積する（Ｓ３０）。次に、取得した疑似画像データＩｍのラインが、設定された区間の終わりであった場合（Ｓ３１でＹｅｓ）、さらに、当該終わりのラインまでの区間が特定区間ＩｍＳではなく通常区間ＩｍＮであった場合には（Ｓ３２でＮｏ）、当該通常区間ＩｍＮについて、演算部８０ａは、通常の前処理（演算処理）を行う（Ｓ３３）。Ｓ３１でＮｏの場合、Ｓ３０に戻る。また、Ｓ３２でＹｅｓの場合、演算部８０ａは、当該終わりのラインまでの疑似画像データＩｍの区間（特定区間ＩｍＳ）について、当該特定区間ＩｍＳに対応した前処理（演算処理）を行う（Ｓ３４）。Ｓ３３またはＳ３４による前処理が完了すると、演算部８０ａは、前処理によって得られた当該区間Ｉｍ１，Ｉｍ３のデータを、送受信部８２を介して、装置１１の送受信部７５に送信する（Ｓ３５）。演算部８０ａに割り当てられた区間Ｉｍ１，Ｉｍ３の処理が終了した場合（Ｓ３６でＹｅｓ）、図８に示される一連の処理が終了される。Ｓ３６でＮｏの場合、演算部８０ａは、Ｓ３０へ移行し、割り当てられた次の区間Ｉｍ３について、Ｓ３０からの一連の処理を行う。演算部８０ａ〜８０ｃは、それぞれ、割り当てられた区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６について、図８の前処理（演算処理）を行う。なお、特定区間ＩｍＳは、一箇所には限定されず、複数箇所存在してもよい。また、ＲＯＭ７１や補助記憶装置７３等の記憶部に特定区間の情報を記憶させることで、適宜、特定区間の追加や、入れ替え、変更等を行うことが可能である。

図１１には、画像処理装置１で図６のＳ１０の撮像および前処理のタイミングチャートの図９とは別の一例が示されている。図１１の例でも、検査対象物１００はタイヤであり、トレッド面（検査対象面１０１Ｔ）について、図７のＳ２１の位相検出処理が行われ、サイド面（検査対象面１０１Ｓ）について、図７のＳ２０，Ｓ２３の処理ならびに図８に示される処理（前処理）が行われる。また、図１１の例では、時刻ｔ２ｓから時刻ｔ２７にかけて、トレッド面の疑似画像データＩｍｔが取得されるとともに、サイド面の疑似画像データＩｍが取得される。時刻ｔ２１からｔ２２にかけての時間Ｔｐで、トレッド面の疑似画像データＩｍｔについて位相検出が行われるとともに（Ｓ２１）、検出された位相に基づく疑似画像データＩｍの区間設定（決定）ならびに設定された区間の演算部８０ａ〜８０ｃへの割り当てが決定される（Ｓ２３）。そして、図１１の例では、Ｓ２３では、疑似画像データＩｍには、時刻ｔ２ｓから時刻ｔ２２まで（に取得された疑似画像データＩｍ）の区間Ｉｍ１、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの区間Ｉｍ２、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの区間Ｉｍ３、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの区間Ｉｍ４、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６までの区間Ｉｍ５、ならびに時刻ｔ２６から時刻ｔ２７までの区間Ｉｍ６が設定され、各区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の疑似画像データについて、演算部８０ａ〜８０ｃ（図１１の例ではコア１，コア２，コア３）のそれぞれへの割り当てが決定される。各区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６に対する演算部８０ａ〜８０ｃによる前処理（演算処理）は、各区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の取得が完了した直後から実行される。また、最後の区間Ｉｍ６に対する前処理（演算処理）は、コア３で、時刻ｔ２７からｔ２ｅ（時間Ｔｅ２）にかけて行われる。Ｓ２３で、区間決定部７０ｄは、図１１に示されるように、サイズ（Ｊ方向に沿った点Ｐの列の数、Ｉ方向の画素数、Ｉ方向の長さ）が異なる複数の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６が含まれるように、区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６を決定する。本実施形態でも、各区間の長さが異なるため、最後の区間Ｉｍ６の長さＬｅ２を、その前の区間Ｉｍ５等よりも短く設定することができ、これにより、最後の区間Ｉｍ６について前処理が行われる期間Ｔｅ２を、より短く設定することができる。図９の例と図１１の例とでは、区間ＩｍＳの位置が異なる。すなわち、図１１において、区間Ｉｍ１，Ｉｍ２，Ｉｍ４，Ｉｍ５，Ｉｍ６は、通常区間ＩｍＮであり、区間Ｉｍ３は、特定区間ＩｍＳである。特定区間ＩｍＳの前処理は、時間Ｔｓで行われる。図９，１１から明らかとなるように、区間決定部７０ｄは、まずは、特定区間ＩｍＳとしての区間Ｉｍ４（図９），Ｉｍ３（図１１）を決定し、その残りについて複数の区間ＩｍＮを決定している。これにより、特定領域ＩｍＡがより確実に特定区間ＩｍＳに含まれる。

以上、説明したように、本実施形態では、例えば、区間決定部７０ｄは、線状の画像データの列の数（長さ）が異なる複数の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６が含まれるよう、区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６を決定する。よって、本実施形態によれば、例えば、複数の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６の長さが同じである場合に比べて、演算部８０ａ〜８０ｃ（画像処理部）による演算処理の時間がより短くなりやすい（演算処理がより早期に終了しやすい）。

また、本実施形態では、区間決定部７０ｄは、例えば、二次元の画像データの最後の区間Ｉｍ６に含まれる列の数（長さ）が、当該最後の区間Ｉｍ６の前の区間Ｉｍ５（またはＩｍ１〜Ｉｍ５）に含まれる列の数（長さ）より少なく（短く）なるよう、区間Ｉｍ１〜Ｉｍ６を決定する。よって、本実施形態によれば、例えば、最後の区間Ｉｍ６の長さが他の区間Ｉｍ１〜Ｉｍ５よりも長い場合に比べて、演算部８０ａ〜８０ｃ（画像処理部）による演算処理の時間がより短くなりやすい（演算処理がより早期に終了しやすい）。

また、本実施形態では、演算部８０ｃ（コア３、第一の画像処理部）が最後の区間Ｉｍ６の演算処理を行っているのと並行して、演算部８０ｂ（コア２、第二の画像処理部）が最後の区間Ｉｍ６よりも一つ前の区間Ｉｍ５の演算処理を行う。よって、本実施形態によれば、例えば、演算部８０ａ〜８０ｃ（画像処理部）による演算処理の時間がより一層短くなりやすい（演算処理がより早期に終了しやすい）。

また、本実施形態では、区間決定部７０ｄは、例えば、特定領域ＩｍＡが一つの区間ＩｍＳに含まれるよう、当該区間ＩｍＳを決定する。よって、本実施形態によれば、例えば、特定領域ＩｍＡに対応した演算処理がより迅速に行われやすく、ひいては、演算部８０ａ〜８０ｃ（画像処理部）による演算処理の時間がより一層短くなりやすい（演算処理がより早期に終了しやすい）。

また、以上の処理は比較的単純な演算処理で構成されており、例えばＧＰＧＰＵ（General-purpose computing on graphics processing units）など、並列演算を実行するデバイスにおいても実現可能である。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、検査対象物は、円環状以外の物（例えば、帯状以外の物）であってもよい。また、対象となる画像データは、疑似画像データ以外の画像データであってもよい。

１…画像処理装置、７０ｃ…位相検出部、７０ｄ…区間決定部、８０ａ〜８０ｃ…演算部（画像処理部、第一の画像処理部、第二の画像処理部）、Ｉｍ…疑似画像データ（二次元の画像データ）、Ｉｍ１〜Ｉｍ６，ＩｍＮ，ＩｍＳ…区間、ＩｍＡ…特定領域。

Claims

一方向に沿った線状の画像データの所定数の列が前記一方向との直交方向に並べられた二次元の画像データの位相を検出する位相検出部と、
前記位相検出部による前記位相の検出結果に基づいて、前記二次元の画像データに、それぞれが複数の列を含む複数の区間を決定する区間決定部と、
前記二次元の画像データを前記決定された区間毎に画像処理する画像処理部と、
を備え、
前記区間決定部は、前記線状の画像データの列の数が異なる複数の区間が含まれるよう、前記区間を決定する、画像処理装置。
前記区間決定部は、前記二次元の画像データの最後の区間に含まれる列の数が、当該最後の区間の前の区間に含まれる列の数より少なくなるよう、前記区間を決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
前記最後の区間を画像処理する第一の前記画像処理部と、
前記第一の画像処理部による画像処理と並行して、前記最後の区間より一つ前の区間を画像処理する第二の前記画像処理部と、
を備えた、請求項２に記載の画像処理装置。
前記二次元の画像データの所定の位相の位置には、特定領域が含まれ、
前記区間決定部は、前記特定領域が一つの前記区間に含まれるよう、前記区間を決定する、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の画像処理装置。