JPH01222381A - 高速欠陥検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、印刷画像の製品外観検査において、被検査画
像の欠陥を自動的に高速かつ目視検査と同等の柔軟な検
出を実現する方法およびそれらの方法を実行する装置に
関する。

（従来の技術） 従来、画像処理技術を用いた印刷画像の外観検査を行う
場合、印刷欠陥の検出は、基準画像と被検査画像を画素
対応に比較する゛′画素対比較法″により行われてきた
。

第１８図は、従来の方法を示す図である６画素対比較法
は、第１８図（ａ）の基準画像１８−１の座標（ｘｏｔ
　ｙａ）の画素１８−２のレベル値をｖｌ、第１８図（
ｂ）の被検査画像１８−３の座標（１ｏ＊　ｙｏ）の画
素１８−２のレベル値をｖ、′とすると、レベル値ｖ、
ｎとｖ、′の差分を閾値との比較によって判定するもの
であり、上記の方法を全画素について行うものである。

一般に、被検査画像をカメラで撮像し入力する場合、撮
像時の機構系による位置ずれや、撮像系のノイズや照明
光の明るさのゆらぎ等により微少なレベル変動が生じる
ため、単純な画素対応の対比較法では、上記の微少レベ
ル変動に対しても画素値の不一致とみなすことになり、
本来欠陥でないデータまでも欠陥として処理する問題が
ある。

このような疑似欠陥の検出を防止するために、従来の欠
陥検出方法では、被検査画像の各画素に対して、基準画
像内の対応する画素近傍の一定範囲内の画素ともレベル
値を比較し、レベル差が許容値以内の画素が基準画像の
対応する画素の一定範囲内にあれば正常、なければ欠陥
とする近傍的類似画素の探索処理を行っている。〔参照
文献：三菱重工技報Ｖｏ１．２３．　Ｎｏ、２．　（１
９８６−３）、　ＰＰ、２４８〜２５２増田他「印刷品
質検査システム」〕（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のような欠陥検出方法の欠点は
、入力データの位置ずれ許容量をデータのＸ軸方向、Ｙ
軸方向ともに±ｎ画素とすると、被検査画像の１画素の
検査に対して、基準画像の（２ｎ＋１）”個の画素とレ
ベル照合が必要になる。

すなわち、位置ずれ許容量の増加量に対して、演算量は
２乗のオーダで増加する。実用上、ｎは少なくとも２以
上であり、この場合、１画素の検査に対して２５回以上
のレベル照合が必要となる。また、レベル変動を許容し
、かつレベル値毎に許容レベルが異なる場合には、膨大
な画素数を有する画像データの画素毎に許容量設定の判
定を要し、処理量の増加は多大である。さらに、目視検
査と同等の柔軟な検査を実現しようとすると１文字の太
り・細り等の印刷歪の許容量なども加わり１種々の許容
条件を参照する煩雑な処理が必要となるので、処理量が
膨大となり、高速な自動欠陥検査ができないという問題
点がある。

なお、従来の欠陥検出方法において、画像データのサイ
ズを縮小したり、許容量の条件を全ての画素に対して一
定にすることにより、処理速度を向上させることはある
範囲で可能である。しかし。

その場合は１画像の分解能や判定基準に対する柔軟性が
犠牲となり、高精度な欠陥検出が困難になるという問題
がある。

本発明は、上記に述べた従来の問題点の存在しない、す
なわち被検査画像入力時の機械的な位置ずれや印刷時の
歪に伴う微少な画素の位置ずれ、または外乱の影響によ
る画素のレベル変動を許容し、画素毎に複雑な許容条件
が設定される場合でも、欠陥の検出・判定処理が高速に
行える方法と装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、各画素について画像の濃度レベル数だ
けの２値（ＯＮ、０ＦＦ）のフラグを要素とするメモリ
テーブルを有し、該メモリテーブルの全画素分の集合を
インデックス空間と定義しているが、インデックス空間
のメモリ量を圧縮し、１画素当りのメモリ量を削減する
ことを目的としている。

さらに、本発明は、インデックス空間におけるフラグの
とりうる値を２値に限らず多値とすることにより、フラ
グの値をもって画素のもつ属性の変動の許容度を表現す
ることにより、画素毎の正常・欠陥の判定のみならず、
各画素の結果を統合した画像全体に対する総合判定処理
において柔軟性を付加することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、基準画像と被
検査画像を比較したときに、対応する画素レベル値の異
なるものを欠陥として検出・判定する印刷画像の外観検
査において、各画素について画像の濃度レベル数あるい
は色数だけのフラグを要素とするメモリテーブル（以下
、インデックステーブルと呼ぶ）を有し、該インデック
ステーブルを全画素分集めたものをインデックス空間と
して備え、基準画像の各画素のレベル値に対応して、イ
ンデックス空間内のフラグをＯＮにすることにより、基
準パターンをインデックス空間内に生成するとともに、
検査時に正常範囲とし５て許容すべき位置すれとレベル
変動範囲を上記インデックス空間内のフラグをＯＮにす
るＯＮフラグ伝播処理を前処理として行った後、被検査
画像の画素の座標値および濃度または色のレベルからな
る多属性値を入力し、多属性値をもとにインデックス空
間の対応するフラグを参照し、該フラグのＯＮ。

ＯＦＦによって当該画素が正常であるか欠陥であるかの
判定を行うようにしたものである。

また、本発明は、フラグのとりうる値をＯＮ。

ＯＦＦの２値のみに限らず、任意の値をとりうる多値フ
ラグとし、フラグの伝播距離（基準パターンを示すフラ
グと伝播処理によってＯＮになるフラグとの距離）に基
づく重みづけをしたフラグ値を記憶しておき、検査時に
は画像の性質によって決められた閾値と参照されたフラ
グ値とを比較して、該画素が正常であるか欠陥であるか
の判定を行うようにしたものである。

また１本発明は、フラグの値を要素にもつインデックス
空間のメモリ量の圧縮（以下、インデックス空間の圧縮
と呼ぶ）を行うため、画素毎に設けられた濃度レベル数
あるいは色レベル数のフラグのうち、ＯＮになっている
フラグは少量でかつ密集している性質を利用し、ＯＮフ
ラグの状態を階層構造を用いて表現し記憶させることに
より、インデックス空間の圧縮をはかるようにしたもの
である。また、多値フラグを用いた場合は、最下位階層
を除く階層は２値フラグを用いた場合と同様に表現して
記憶させ、最下位階層のインデックステーブルには多値
のレベル値を記憶させることにより、インデックス空間
の圧縮をはかるようにしたものである。

さらに、本発明は、インデックス空間の縮小を図るため
、基準画像内のｎＸｎ画素に対し、インデックス空間で
は１つのＸ、Ｙ座標値を対応させるようにしたものであ
る。また、基準画像の画素値の数レベルに対して１つの
フラグを対応させるようにレベルの間引きを行うように
したものである。

なお１本発明は、上記高速欠陥検出方法を実現するため
の装置の構成として、画像信号を入力する画像入力部と
、カメラの画像取り込み速度と装置の処理速度を調節す
るバッファメモリと、入力画像データを検査に適した画
像データに変換する前処理部と、前処理部の出力の送り
先を切り替えるセレクタと、基準画像データを記憶する
基準画像記憶部と、被検査画像データを記憶する入力画
像記憶部と、変動許容範囲を記憶する許容条件記憶部と
１画像の特徴を抽出する特徴抽出部と、抽出した特徴量
を記憶する特徴記憶部と、基準画像と等価なパターンを
インデックス空間に作成するとともに、色やレベルや画
像特徴量に応じた許容条件に従って許容範囲をインデッ
クス空間に表示するインデックスフラグ設定処理部と、
フラグの状態を記憶しているインデックステーブルと、
被検査画像データにより参照すべきインデックステーブ
ルのアドレスを生成する参照アドレス発生部と、インデ
ックステーブルを参照するインデックスフラグ参照部と
、参照結果記憶部と、参照結果をもとに入力画像データ
（被検査データ）が正常か欠陥かを判定する欠陥判定処
理部とを備えたものである。

なお、検査精度向上のため、入力画像と基準画像との位
置合わせを行う画像位置合わせ処理部と、入力画像と基
準画像との領域内のレベル平均値の比較を行うレベル平
均値比較処理部と、上記全てのブロックを制御する制御
部とを備えたものである。

（作　用） したがって、本発明によれば、−画素当り１回だけのイ
ンデック空間の参照操作により、基準画像と被検査画像
との比較・判定ができる゛。また、判定基準の設定は、
検査と独立して前処理として１回だけ行えばよい。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例の濃淡画像の高速欠陥検出
方法を説明する図である。まず、製品に係る画像データ
の中から欠陥のない画像データもしくは欠陥を補正した
画像データを選び、第１図（ａ）に示す基準画像１とす
る。基準画像１の各画素２のとりうるレベル数をＶ、と
するとき、各画素２に対してＶ、の要素をもつ空間を用
意する。

この空間は、第１図（Ｑ）に示すように、Ｘ座標。

Ｙ座標、レベル座標の３軸によって構成されるもので、
ここではこれをインデックス空間３（−点鎖線で図面表
示）と定義付けする。インデックス空間の構成要素は、
ＯＮ、ＯＦＦの２値をとりうるブロック型のフラグ４で
あり、初期状態ではフラグは全てＯＦＦになっている。

次に、基準パターンの作成について述べる。基準パター
ンは、インデックス空間３内の各Ｘ、Ｙ座標に対して、
基準画像１の各画素２のとりうるレベル数７．分だけフ
ラグ４が用意されているので、基準画像１の各画素２の
レベル値Ｖユ〜■ヨに対応するレベル値をもつフラグ４
をＯＮにすることにより、基準画像１と等価な基準パタ
ーン７がインデックス空間３内に生成される。例えば、
第１図（ａ）に示す基準画像１内のレベルＶ、、Ｖ、を
もつ画素Ｐ、、Ｐ、、ＰＣと等価なパターンとして、イ
ンデックス空間３内にはハツチで示したフラグＦ、、Ｆ
ゎ、ＦＣが生成される。

次に、上記の如く、基準パターン７を生成したインデッ
クス空間を利用して検査する方法について述べる。第１
図（ｂ）に示す被検査画像５が基準画像１と等しいとい
うことは、対応する画素２および６のＸ座標値、Ｙ座標
値、レベル値の３属性値が全て等しいということである
。すなわち、被検査画像５の各画素のもつＸ座標値、Ｙ
座標値。

レベル値（以後、これらを３属性値と呼ぶ）をもとにイ
ンデックス空間３のフラグ４を参照したとき、フラグ４
がＯＮであるかＯＦＦであるかによって被検査画像５が
基準画像１に合致しているか否かを判定することができ
る。例えば、被検査画像Ｓ内の画素Ｐ１′は、座標値（
ｘｚｔ　ｙ、）、レベル値ｖ２であるので、インデック
ス空間３内の座標（Ｘ、、Ｙ３．Ｖ２）にあるフラグＦ
１が参照される。

フラグＦ、はＯＮであるので、画素Ｐ　、　Ｉは正常で
あると判定される。

以上がインデックス空間３を用いた検査方法の基礎とな
るものであるが、次に、被検査画像５内に欠陥とはみな
されない程度の位置ずれやレベル変動がある場合に、単
純に上記の方法を適用するだけでは欠陥と判定されるこ
とがあり、基準画像１と被検査画像５との対応を正しく
とることはできない。このような場合、許容量を表現す
るために、検査に先だってインデックス空間３のフラグ
４に対して次に述べる処理を施しておく、この処理は、
前記の方法により基準画像１と等価なパターンとしてイ
ンデックス空間３内に生成された基準パターン７として
のＯＮ状態のフラグ４以外に、許容すべき３属性値を有
するフラグをＯＮにしておくというフラグの拡大設定処
理である。許容すべき属性値は基準画像１内の当該画素
２の属性値の近傍に位置するものであり、許容範囲の設
定によって、基準画像１と等価なパターンとしての基準
パターン７のＯＮフラグ４に対して、Ｘ軸方向。

Ｙ軸方向、レベル軸方向の任意の距離範囲内のフラグに
ＯＮの状態が伝播されるので、以下、これをＯＮフラグ
伝播処理と呼ぶことにする。なお、隣接するフラグ４の
みにＯＮのフラグ４を伝播させる方法に限らず、検査の
判定基準に応じて許容したい属性値を有する任意のフラ
グ４をもＯＮにしておくことで、許容範囲を柔軟に表現
することができる。

上記のＯＮフラグ伝播処理により、施されたインデック
ス空間３のフラグ４の状態が検査の判定基準を表わして
おり、検査はＯＮフラグ伝播処理を施したインデックス
空間３を用いて行われる。

すなわち、検査方法は、被検査画像５の各画素６につい
て、その属性値をもとに１回だけインデックス空間３の
フラグ４を参照するということで前記の方法と変わりな
く、インデックス空間３内のフラグ４の状態が位置ずれ
やレベル変動許容の機能を表現しているわけである。例
えば、第１図（ｃ）のインデックス空間３内の複数の白
ヌキのフラグＦＷは、基準画像１と等価な基準パターン
７を表現するハツチ部のＯＮフラグＦ、、Ｆｂ、Ｆｅの
まわりに、ＯＮフラグ４をＸ、Ｙ方向に±１伝播させた
ものであるが、このＯＮフラグ伝播によって生成された
パターン８は、基準画像１に対するレベル変動の許容量
は零で、位置ずれ許容量をＸ軸、Ｙ軸とも±１画素とし
て検査を行う場合に用いられるパターンである。

ここで、ハツチ部のフラグＦ、、　Ｆ、、　Ｆｌ、と、
新たにＯＮとされた白ヌキのフラグ４以外とによって表
現されるパターン８を用いて、被検査画像５内の画素Ｐ
１′と画素Ｐｃ′の判定を行う場合について説明する。

画素６の３属性値をもとにインデックス空間３内のフラ
グ４を参照するとき、画素Ｐｂ′については第１図（ｃ
）のフラグＦｂ′が参照される。この場合、フラグＦ１
′はパターン８内に含まれており、フラグ値がＯＮであ
るので正常と判定される。すなわち、基準画像１内の画
素Ｐゎに対して、Ｘ軸方向の一１画素分の位置ずれが許
容される。また、第１図（ｂ）の画素ｐＨ′については
、参照されるフラグ４がＯＦＦであるので欠陥と判定さ
れる。すなわち、レベル変動の許容量が零のため欠陥と
判定されるのである。

以上説明した欠陥検査方法の作業手順をまとめて第２図
に示しである。

ステップ１；検査対象となる画像の中から欠陥のない正
常な画像もしくは欠陥部 分を補正した画像を基準画像とし て選択する。

ステップ２；基準画像の各画素について、画素のとりう
るレベル数７１分だけＯ Ｎ、０ＦＦ２値のフラグを有する インデックス空間を用意する。

ステップ３；基準画像の各画素のレベル値に対応して、
インデックス空間内のフ ラグをＯＮにすることにより、基 準パターンをインデックス空間内 に生成する。

ステップ４；基準画像の各画素に対して、位置ずれやレ
ベル変動の許容量を設定 し、許容範囲内の３属性値（Ｘ座 標値、Ｙ座標値、レベル値）をも つインデックス空間内のフラグを ＯＮにする。

以上のステップ１〜４の処理を一連の欠陥検査に先たち
、前処理として１回だけ行う。

ステップ５；入力される被検査画像の各画素について、
画素のもつ３属性値をも とにインデックス空間内の対応す るフラグを参照し、該フラグがＯ ＮかＯＦＦかにより当該画素の正 常・欠陥の判定を行う。

通常、欠陥検査は、同一形状同一絵柄の画像を１０ット
当り千枚や一万枚の数量で入力し、−枚一枚が基準と合
致しているか否かを判定するものであるが、本方法によ
れば、被検査画像が何千枚。

何万枚であっても、上記ステップ１〜４の前処理は１０
ツトあるいは数ロット当り一回のみでよく、ステップ５
の処理のみを各被検査画像について繰り返せばよいわけ
である。

第１図においては、インデックス空間３を立体で表現し
たが、画素毎に作成した各属性値に関するテーブルを用
いてインデックス空間を平面的に表現することもできる
。

第３図は、濃淡画像の高速欠陥検出方法を平面図で説明
したものである。第３図において、検査対象となる画像
の中から欠陥のない画像もしくは欠陥部分を補正した画
像を選び、第３図（ａ）に示゛す基準画像１１とするこ
とは第１図（ａ）の場合と同様である。

次に、インデックス空間の準備をするわけであるが、こ
れは次のようにして行う。すなわち、画像の濃度レベル
数をｖｌとすれば、基準画像１１の各画素１２毎に、第
３図（ｂ）に示すように、７６個の１ビツトのフラグ１
３を要素にもつ画素の濃度、に関するテーブル１５を用
意する。これをインデックステーブルと定義する。該イ
ンデックステーブルは、Ｘ座標、Ｙ座標により位置を指
定される画素１２に対応して設けられ、これを全画素分
集めると第３図（ｄ）に示す如くになり、これによって
インデックス空間１６を定義することができる。

インデックス空間１６の構成要素はＯＮ、ＯＦＦの値を
とりうる１ビツトのフラグ１３であり、初期状態ではフ
ラグは全てＯＦＦになっている。

次に、基準パターンの作成について述べる。基準画像１
１の各画素１２のレベル値に従って、各画素１２のイン
デックステーブル上のレベル値に対応するフラグ１３を
ＯＮにすることにより、基準パターンをインデックス空
間内に生成する。例えば、第３図（ａ）（７１基準画像
１１１７）Ｘ−Ｙ座標がｘｆｉ、ｙ、の点の画素１２の
レベル値をＶ、とすれば、第３図（ｂ）および第３図（
ｄ）において、ｘｎ、ＹＩ、に対するテーブルのレベル
値Ｖ、のフラグ１３をＯＮにすることである。これを基
準画像の全画素について行えば、基準パターンをインデ
ックス空間１６内に生成することができる６ 上記の如く、基準パターンを生成したインデックス空間
１６を利用して検査する方法について述べる。被検査画
像１４が基準画像１１に等しいということは、対応する
画素１２のＸ座標値、Ｙ座標値、レベル値が全て等しい
ということである。したがって、被検査画像１４の各画
素１２の３属性値をもとにインデックス空間１６中の点
を直接参照したとき、フラグがＯＮであるかＯＦＦであ
るかによって。

被検査画像１４が基準画像１１に合致しているか否かを
判定することができる。例えば、第３図（ｃ）の被検査
画像１４の座標点Ｘ、、Ｙｎにおける画素１２のＬ／／
＜ＪＬ／値がｖ＊′であったとして＊　ｘｎ、　Ｙｎｔ
　Ｖ７′（但シ、■、′はＶ。−■、−１のいずれかの
レベル値に対応する）で第３図（ｂ）または（ｄ）のイ
ンデックス空間を参照したとき、該当箇所のフラグがＯ
Ｎであれば正常、ＯＦＦであれば欠陥と判定される。こ
れは、前記第１図において説明した場合と同じである。

被検査画像１４に欠陥とはみなされない程度の位置ずれ
やレベル変動を許容する方法は、前記第１図を用いて述
べた如く、検査に先だって上記基準パターン作成でＯＮ
にされたフラグ１３のまわりのフラグ１３で、許容しう
る３属性値をもつフラグ１３をＯＮにするというＯＮフ
ラグ伝播処理を施しておくことにより、一定の許容条件
の下での対応づけを行う。例えば、第３図（ａ）の座標
点ｘ、、、　ｙアのレベルＶ、から±ルベル増減したレ
ベル値Ｖ□４．■、−□、および隣接座標点ＸゎｔＹｎ
−４のレベルｖｋから±ルベル増減したレベル値Ｖ　＋
ａ＋１゜ｖｋ−１にＯＮフラグ１３を伝播処理すること
により。

第３図（ｂ）および（ｄ）のＶｚ−□−Ｖｚ、Ｖｚ−ｘ
。

ｖｋ、、ｔ　Ｖｋｌ　ｖｔ＋−４＋７）’７ラグ１３が
ＯＮになり、レベル変動と位置ずれを許容する範囲をイ
ンデックス空間に表現することができる。

上記の○Ｎフラグ伝播処理により、インデックス空間内
に施されたＯＮフラグ１３の状態が検査の判定基準を表
わしており、検査は単に１画素当り１回インデックス空
間の該当フラグを参照することにより実施できることは
、前記第１図を用いて説明したとおりである。

例えば、第３図（ｃ）における座標点Ｘゎ、Ｙｎのレベ
ル値Ｖｆ’がＶ、でなく　Ｖｆｆｉ−ｉまたはｖｋであ
っても、第３図（ｂ　）　ニおいてｖ、−０，Ｖｈ（７
）７ラグ１３はＯＮに設定されているので、座標点ｘｎ
、ｙｎの画素は欠陥とはみなされない処理を１回のフラ
グ参照で実行できる。

上記の欠陥検査方法の作業手順は、前記第２図のとおり
である。

次に、第４図により、カラー画像の高速欠陥検査方法の
一実施例について述べる。

カラー画像の場合も、基本的な欠陥検出方法は濃淡両像
の場合と同じである。濃淡画像の場合は、インデックス
空間は画素のｘ、Ｙ座標値とレベル値の３属性値で決定
されたが、カラー画像の場合には、インデックス空間は
ｘ、Ｙ座標値ならびにＲ，Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）各レベ
ル値の５属性値によって決定されることになる。したが
って、各画素に対するインデックス空間のテーブルは、
第４図（ｂ）に示すように、Ｒ，Ｇ、Ｂ各しベル値を３
つの軸とする立方体に拡張して考えられる。

第４図は、Ｒ，Ｇ、Ｂ各々４階調（値０〜３）のカラー
画像データの例である。この例では、１画素で表現可能
な色数は６４（＝４３）個であり、インデックス空間の
１画素当り必要なフラグ数も６４個となる。したがって
、この例では一辺の長さ４の立方体（Ｒ，Ｇ、Ｂの各レ
ベル値を３軸とする）中に６４個のフラグが用意された
ものとしてインデックステーブルを構成することができ
る。

この表現では、基準画像と等価なパターンをインデック
ス空間内に作成する場合には、各Ｒ，Ｇ。

Ｂ値に対して立方体中の座標（Ｒ，Ｇ、Ｂ）におけるフ
ラグがＯＮになる。例えば、第４図（ａ）において、Ｒ
，Ｇ、Ｂ３枚の基準画像の座標（ｘｏ＋　ｙｏ）におけ
る画素の値がそれぞれＲ＝２゜Ｇ＝１．Ｂ＝１の場合、
等価なパターンとしてハツチ付きフラグＶ３１で示され
る（Ｒ，Ｇ、Ｂ）＝（２，１，１）点のフラグがＯＮに
なる。検査時に微少な色変動を許容するために、ＯＮＮ
フラグ３１に対してＯＮフラグ伝播処理を施すと、例え
ばフラグＶ３１のまわりでＲ，Ｇ、Ｂ各方向に各々±１
だけ属性値を変化した６つのフラグ３２〜３７がＯＮに
なり、フラグＶ３１の属性値以外にフラグＶ３１のまわ
りの属性値を許容することができるようになる。

上記ＯＮフラグの伝播処理は色の違い（信号レベルの変
動）を許容するためのものであったが。

位置ずれを許容する場合は、近傍画素のＲ，Ｇ。

Ｂ値および色変動許容範囲に対応するＲ、Ｇ、Ｂ座標に
おけるフラグをＯＮにすればよい。

上記に述べたように、１画素当りのインデックス空間を
Ｒ，Ｇ、Ｂ３軸によって構成される立方体とした場合、
カメラ出力のＲ，Ｇ、Ｂ信号値によって構成される色空
間は、人間の色差感覚に対して非線型のみならず、撮像
素子特性や光源、カメラパラメータ等により変化する。

Ｒ，Ｇ、Ｂ信号値を用いて高速な検査を行うためには、
インデックス空間の色属性をＲ，Ｇ、Ｂ値とする必要が
あるため、人間の色差感覚に合致する均等色空間と撮像
系Ｒ，Ｇ、Ｂ空間との対応づけを行うことが必要である
。対応づけの方法は、任意のＲ，Ｇ。

Ｂ値にライてＵ　ＣＳ　（ｔｌｎｉｆｏｒｍ　Ｃｈｒｏ
ｍａｔｉｃｉｔｙＳｃａｌｅ）系の単位色差感覚面をＲ
ＧＢ系の信号値変化量に変換することであり、変換手順
は次のように行う。

（ｉ）　　撮像系より得られたＲＯＢ信号値をＲＧＢ表
色系に対応づける。

（ｉｆ）　　ＲＧＢ表色系の信号値をｘｙｚ表色系の信
号値に変換し、さらにＵＯ３系の中でも小色差問題に適
したＣＩＥＬ　　ａ　　ｂ　表色系の信号値に変換する
。

（Ｄｉ）　　Ｌ”ａ’ビ値まわりの単位色差感覚面（球
面）を求める。

（ｔｖ）　　逆変換により、単位色差感覚面をＲＧＢ表
色空間での信号変化量に変換する。

上記変換により、ＲＧＢ空間内に単位色差感覚面が得ら
れれば、その範囲内のフラグをＯＮにすることにより、
人間の色差感覚に合致した色変動許容範囲を設定するこ
とができる。

従来手法で人間の色差感覚に合致した検査を行うために
は、検査時に画素毎にＲ，Ｇ、Ｂ値を均等色空間の信号
値に変換し、基準データとの差分値が許容色差範囲内か
否かの判定をしなければならないので、処理量が膨大に
なり、高速に検査を行うことが不可能であったが、上記
方法では、前処理としてインデックス空間にフラグ処理
を施しておくので、検査は単にフラグの参照で実行でき
、基準設定が煩雑であっても検査の高速性を妨げること
はない。

カラー画像にインデックス空間を適用する場合、上記に
述べた方法は、Ｒ，Ｇ、Ｂ値を３軸とする立方体のイン
デックス空間で表わす場合のものであるが、Ｒ，Ｇ、Ｈ
の各々に対してそれぞれ独立した３つのインデックス空
間を設けてもよい。この構成では、Ｒ，Ｇ、８３枚の基
準画像各々に対して、第３図で示したような１画素当り
に各色の濃淡レベル数分のフラグをもつインデックス空
間を用意して、Ｒ，Ｇ、“Ｂそれぞれ独立に各々のイン
デックス空間を参照することで検査を行うことができる
。この方法では、人間の色差感覚に合致する微妙な色変
動許容範囲を厳密には設定できないが、実用上には十分
であり、装置構成が簡易で、必要なメモリ量が少ない等
−の効果がある。

次に、インデックス空間の圧縮方法について説明する。

濃淡画像の場合、１画素当り必要なフラグ数は画像の濃
度レベル数であり、例えば濃度レベル数を２５６とすれ
ば、１画素当り２５６ビツト、画像サイズを５１２Ｘ８
００画素とすると、インデックス空間に必要なメモリ量
は約１３Ｍバイトである。これに対し、カラー画像の場
合は、Ｒ，Ｇ、Ｂデータ各々のレベル階調数を２５６と
した場合に表現可能な１６７０万（２５６３）色の色数
分だけフラグを画素毎に用意すると、インデックス空間
は１画素当り約２Ｍバイト必要であり、画像サイズを５
１２　Ｘ　８００画素とすると、全メモリ容量は約８０
０　Ｇバイトという膨大な量となり、実現不可能である
。

しかし１画像データの特性上インデックス空間に含まれ
るＯＮフラグが粗であり、がっ部分的に集まっていると
いう性質を利用し、ＯＮフラグの状態を階層構造を用い
て表現することによりインデックス空間を圧縮すること
ができる。インデックス空間の圧縮は、濃淡画像、カラ
ー画像のいずれの場合も可能であるが、ここではカラー
画像の場合について、第５図によりインデックス空間の
圧縮方法と検査方法について説明する。

Ｒ，Ｇ、Ｂ３軸によって構成される立方体について各軸
毎にＮ分割を行い、Ｎの２乗個の小立方体に分割する。

次いで、各小立方体について同様な処理を行って分割を
繰り返し、ＯＮフラグを包含する小立方体のみをテーブ
ルに記述する。例えば、第５図（、）の立方体５１をＲ
，Ｇ、Ｂ各軸について２分割することにより８個の破線
で区切られた小立方体に分割し、第５図（ｂ）の階層１
に示すように、１つの小立方体が１ビツトに対応する８
ビツトのテーブルを用意する。小立方体の位置指定には
、親の立方体の各軸を等分し、前半と後半の各々を１１
０　ＩＩと１１１　＄１とで示した座標（小立方体座標
という）を用いる。また、階層１の８ビツトテーブルの
各ビットと小立方体座標との対応は、第５図（ｃ）に示
すように設定する。第５図（ａ）において、階層１の８
小立方体中、ＯＮフラグの存在するものは小立方体座標
（Ｒ＝Ｏ，Ｇ＝０゜Ｂ＝Ｏ）、（１，Ｏ，Ｏ）、（１，
１，Ｏ）。

（１，０，１）で表わされる４つであり、８ビツトのテ
ーブルでフラグ状態を示すと、第５図（ｂ）階層１に示
すとおりとなる。上記階層１でフラグが０Ｎ＝１になっ
ている４つの小立方体についてテーブル上のビット番号
の小さい順にさらに８分割行い、ＯＮフラグの存在する
小立方体をテーブル表現すると、第５図（ｂ）階層２に
示す４個のテーブルが得られる。このように、立方体中
のＯＮフラグの状態は、この例では１画素当り６４ビツ
トから圧縮により４０ビツトのテーブルで表現すること
ができる（階層１で８ビツト、階層２で３２ビツト）。

また、上記のように処理した圧縮空間を用いた検査は、
次のようにして行われる。被検査データのＲ，Ｇ、Ｂ値
が、例えばＲ，Ｇ、Ｂ＝２．０．１〔第５図（ａ）のフ
ラグＧ−１に対応〕であるとすると、第５図（ｂ）の階
層１では小立方体座標（１，Ｏ，Ｏ）の小立方体、すな
わちビット番号１が参照され、階層２では小立方体をさ
らに８分割した場合の小立方体座標（０，０，１）（フ
ラグ領域ビット番号４）の小立方体が参照される。本例
では、階層１および階層２とも参照したフラグがＯＮで
あるので、属性Ｇ−１は正常と判定される。

一般的には、Ｒ，Ｇ、Ｂ３軸によって構成される立方体
について各軸毎にＸ分割を行い、Ｘの３乗個のビットか
らなるテーブルを用意し、ＯＮフラグを包含する小立方
体についてのみテーブルの対応ビットにｔｉ　Ｉ　ＩＩ
を記述する。次いで、ＯＮフラグを包含する小立方体、
すなわちテーブル上でＩｔ　１７１を記述されたビット
番号に対応する小立方体について同様な処理を行って分
割とテーブルの作成を繰り返し、ＯＮフラグを含むイン
デックス空間の領域のみテーブル作成を進める。

例えば、第６図（ａ）に示すように、Ｒ，Ｇ、Ｂ３軸に
よって構成される階層１の立方体を各軸毎にＸ分割し、
Ｘ３個の小立方体をつくる。同時にＸ３個のビットを有
する階層１のテーブルを第６図（ｂ）の如く用意し、Ｏ
Ｎフラグを包含するｎ個の小立方体に対するビットに“
１″を記述する。

次いで、ＯＮフラグを包含する上記ｎ個の第６図（ａ）
に示す階層２の小立方体について各軸Ｙ分割し、７３個
の小立方体をつくり、同時に７１個のビットを有するｎ
個の階層２のテーブルをつくって、○Ｎフラグを包含す
る小立方体に対するビットのみにｒｒ　１　ｕを記述し
てゆく。なお、軸を分割する際、各軸同一数の分割を行
うのに限らず、軸毎に任意の分割数を設定してもよい。

上記実施例から明らかなように、表現する色属性数が増
加しても、近傍の色属性間では上位階層でフラグ領域を
共有することができるので、効率的にインデックス空間
を圧縮できる。また、フラグ領域の共有を近接画素間で
も行うようにすれば、−層圧縮率を向上させることがで
きる。しかしながら、インデックス空間を多階層構成と
することにより、高密度圧縮ができメモリ容量は減少す
るが、検査処理時間はインデックス空間の階層数に比例
するので、インデックス空間の階層数はメモリ容量と処
理速度の兼ね合いで決定される。

上記までの実施例の説明においては、インデックス空間
におけるフラグのとりうる値をＯＮ、ＯＦＦの２値とし
１ビツトで表わすことにしたが、２値フラグに限らず多
値フラグとし、参照されたフラグ値を検査判定に使用す
ることも可能である。

例えば、基準画像のレベル値に直接対応するフラグには
最高値を記入しておき、フラグ伝播時には伝播距離が大
になるほどフラグ値を小さく設定する方法をとれば、フ
ラグの値をもって属性の許容度を表現することができる
。

第７図は、濃淡画像に多値フラグを適用した一実施例を
示している。第７図において、インデックス空間の準備
は次のように行う。すなわち、基準画像７１の各画素７
２毎に画像の濃度レベル数を７１個とすれば、第７図（
ｂ）に示すようにｖ、＋１個の複数ビットからなるフラ
グを要素にもつテーブルを用意する。次に、画素毎に設
けられた上記テーブルにおいて、基準画像の注目画素の
レベル値に直接対応するフラグには最高値を記入する。

例えば、第７図（ａ）（７）基準画像７１（７）Ｘ、　
Ｙ座標がＸ　ｎ　ｔＹｎ点の画素７２のレベル値がｖｌ
であるとすれば、第７図（ｂ）のレベル値Ｖ、のフラグ
に許容度１００％を記入する。また、前記第３図および
第４図の実施例でも説明した如く、レベル変動および位
置ずれを許容するため、前処理においてＯＮフラグ伝播
処理を行うわけであるが、その場合、伝播距離が大きい
ほどフラグの許容度を小さく設定する。

例えば、第７図（ｂ）で座標値Ｘ、、Ｙｎの画素のレベ
ル値Ｖ、から±ルベル増減したレベル値Ｖ□１゜■、−
１のフラグの許容度を９０％、レベル値Ｖ、から±２レ
ベル増減したレベル値Ｖ□２．■、−□のフラグの許容
度を４０％と設定する。また、位置ずれを許容するため
、隣接座標点ＸＩ１．Ｙ、１の画素のレベル値ｖｋに直
接対応する第７図（ｂ）のフラグ許容度を８０％、ｖｋ
から±ルベル増減したレベル値■２やｉｔＶ＆−１のフ
ラグの許容度を５０％とするなどの前処理を行う。検査
は、被検査画像７４の座標値Ｘｎ、Ｙｎと画素７２のレ
ベル値ｖ、′で第７図（ｂ）のフラグを参照したとき、
フラグの許容度が閾値より大きければ正常、閾値以下で
あれば欠陥と判定できる。すなわち、レベル値に対応す
るフラグの示す値をもって属性の許容度を表わすことが
できる。なお、フラグを多値とした場合でも、検査時に
参照したフラグの値がｉｔ　Ｏ″′より大きい（非ゼロ
）か、あるいは値が“Ｏ”かによって、正常・欠陥の判
定を行うことは可能である。これは、上記において閾値
がＩｔ　ＯＩＩの場合に相当する。

カラー画像の場合も、上記と同様な方法により多値フラ
グとすることができる。すなわち、Ｒ２Ｏ，Ｂの各々に
対してそれぞれ独立したインデックス空間を設ける場合
は、Ｒ，Ｇ、Ｂのそれぞれに対し上記濃淡画像の場合と
同様な方法で多値フラグとすることができる。また、Ｒ
，Ｇ、Ｂ３軸の立方体でインデックス空間のテーブルを
表わす場合は、第４図のフラグＶ３１は基準画像のＲ，
Ｇ。

Ｂの各レベル値に対応するのでフラグ許容度を最高の１
００％とし、フラグ３２は７０％、フラグ３３は８０％
、フラグ３４は７５％、フラグ３５は８５％、フラグ３
６は９０％、フラグ３７は９５％の如く許容度を設定す
る。

多値フラグを用いた場合、画素毎に検査を行い、フラグ
値で表わす許容度が許容範囲を越えていれば、着目した
画素は欠陥であると判定することができるが、判定の信
頼性を向上させるために、通常全画素について判定結果
を得た後最終的に総合判定を行う。例えば、１画素が欠
陥であると判定されても、そのまわりの画素が正常であ
れば独立的なノイズであると判定し、欠陥画素から除外
する場合もある。

また、たとえレベル差が許容範囲内であって、ある程度
のレベル差のある画素がまとまって一定面積を越える領
域を占めていれば、その領域は欠陥であると判定するこ
ともある。第８図は上記のことを説明するための図であ
る。第８図において、８１は全画像領域、８２は各画素
であり、画素内の数値は基準画像の画素とのレベル差を
示している。

例えば、画素のレベル差の許容限度値（閾値）を５とし
た場合、第８図ではレベル差が全領域について許容範囲
内であるが、レベル差の値が４の画素がある程度法がっ
ている領域８３は、総合判定時に欠陥であると判定する
ことができる。この例は値がレベル差の場合であったが
、値を許容度とした場合も同様に１、たとえ許容範囲内
であっても、許容度の低い画素がまとまって一定面積を
越える領域を占めていれば、その領域を総合判定時に欠
陥として判定することができる。

また、検査時に対応づけられた画素の位置ずれ量を記憶
しておき、総合判定に利用することもできる。例えば、
ある範囲内で対応づけされた画素の位置ずれ量が同方向
であるときに、一画素だけ対応づけられた画素の方向が
異なれば、その画素は欠陥であると処理する必要がでて
くる。本発明の方法によってこれを実現するためには、
多値フラグの値として位置ずれ許容のため、ｘ、Ｘ方向
にＯＮフラグ伝播された量を記入しておけばよい。

１つのフラグは複数ビットによって構成されるので、ビ
ット割り当てによりＸ方向のずれ量とＸ方向のずれ量を
別々のビット範囲内に記入することができる。また、イ
ンデックス空間の１つの属性値に対して複数フラグを用
意しておき、Ｘ方向のずれ量、Ｘ方向のずれ量を別々の
フラグに記入してもよい。いずれの場合でも、検査時に
は被検査画像の各画素のレベル値に対応するフラグを参
照したとき、Ｘ方向のずれ量とＸ方向のずれ量が同時に
得られる。

次に、フラグを多値とする場合のインデックス空間圧縮
の方法について説明する。フラグを多値とする場合も、
前記階層構造を適用することによってインデックス空間
を圧縮することができる。

この場合、フラグの値は最下層のテーブルに書き込んで
おけばよく、上位層のテーブルには下位層ＯＮフラグが
含まれているか否かの情報を前記圧縮方法で行ったと同
様に行えばよい。

第９図は、濃淡画像においてフラグ値としてＯＮ、ＯＦ
Ｆの２値を有するインデックス空間の圧縮方法を示して
いる。例えば、１６６階層濃淡画像の１画素に対して、
第９図（ａ）に示すＯＮフラグが設定されているとする
。これに対して、第１階層；４分割、第２階層：２分割
、第３階層；２分割を施し、階層構造によってフラグを
表現すると、第９図（ｂ）の如き３階層のテーブルが作
成される。

圧縮テーブル内の値はフラグの存在だけを示せばよいの
で、ＯＮフラグに対して１′１”、ＯＦＦフラグに対し
て０”のいずれかになる。

上記第９図（ａ）で示されたインデックステーブルを多
値で表わす場合は、フラグには例えば属性の許容度が書
き込まれる。例として、第９図（ａ）のインデックステ
ーブルを多値フラグのテーブルに置き換え、第１０図（
ａ）に示すような値をフラグ値として設定する。第１０
図（ａ）のインデックステーブルを第９図（ｂ）で示し
たのと同じ階層構成によって圧縮すると、第１０図（ｂ
）の如くになる。すなわち、第１階層と第２階層のテー
ブルには、各々下位の第２階層、第３階層にフラグが存
在するか否かの情報として２値の“Ｏ”、１”の値のみ
が記入され、フラグの値は第３階層に記入される。した
がって、２値と多値との差異は、最下層（この場合は第
３階層）のテーブルのみに表われる。

第１１図は、カラー画像における多値フラグの圧縮方法
を示している。例えば、Ｒ，Ｇ、Ｂ各々４階調（６４色
の表現可能）のカラー画像に対して４３個の立方体でテ
ーブルを構成するようにした場合。

多値フラグが第１１図（ａ）のように設定されるとする
と、インデックス圧縮空間のテーブルは第１１図（ｂ）
のようになる。第１１図（ｂ）に示すとおり、第１階層
のテーブルは、１回目のＲ，Ｇ、Ｂ各軸２分割（空間と
しては８分割）時に、小立方体内に値が１′０”でない
フラグ（いわゆるＯＮフラグ）を包含するか否かの情報
を示すものであり、フラグの値自体は最下位階層（この
場合は第２階層）のテーブルに記入されることになる。

上記に述べた欠陥検査方法は、基準画像のＸ。

Ｙ座標値とインデックス空間のＸ、Ｙ座標値とか必ずし
も１対１に対応している場合に限らない。

すなわち、基準画像内のｎＸｎ画素に対して、インデッ
クス空間では１つのＸ、Ｙ座標値と対応させることも可
能である。

例えば、第１２図（、）に示すように、基準画像１２−
１の画像サイズをＮｘＸＮ、とすると、ｘ、ｙ座標軸の
サイズがＮｘ／２ＸＮ、／２のインデックス空間を用意
しておき、基準画像１２−１の座標（２ｉ−１，２ｊ−
１）、（２ｉ、２ｊ−１）。

（２ｉ　　１，２ｊ）、（２ｉ、２ｊ）の４画素に対し
ては、インデックス空間のＸ、Ｙ座標（ｉ、ｊ）におけ
るインデックステーブル１２−２に上記４画素全ての属
性値を表現する。例えば、ｘ、Ｙ座標値（２ｉ−１，２
ｊ−１）のレベル値をｖｌｌ、座標（２ｉ、２ｊ−１）
のレベル値をｖ１□、座標（２ｉ　−１、２ｊ）（７３
レヘル値をｖｌ、ｌｌ、座標（２ｉ、２ｊ）のレベル値
をｖｌ、とすると、インデックス空間の座標（ｉ、ｊ）
のインデックステーブル中のフラグは、第１２図（ｂ）
に示すようにフラグＦ１〜Ｆ４がＯＮになる。また、レ
ベル方向のＯＮフラグ伝播処理を行うと、フラグＦ、〜
Ｆ５がＯＮになる。検査時には、被検査画像１２−３の
座標（２ｉ−１，２ｊ　　１）〜（２１１２Ｊ）の４画
素に対して、インデックス空間のＸ、Ｙ座標（ｉ、ｊ）
におけるテーブルのフラグを参照するようにすればよい
。上記の例では、レベル方向のＯＮフラグ伝播処理の場
合を示したが、位置ずれ許容の伝播を行うことは勿論可
能である。

このように、インデックス空間のＸ、Ｙサイズを基準画
像の画像サイズよりも小さくすると、検査時の画素の分
解能はインデックス空間のＸ、Ｙサイズの縮小重分だけ
低下する。しかし、基準画像内の数画素に対してインデ
ックス空間の１つのＸ、Ｙ座標値を対応させる場合でも
、基準両像に存在するレベル値であればフラグがＯＮに
なっているので、検査時に正常な画素レベルを欠陥とし
て判定することはない。なお、通常の場合は、隣接画素
のレベル値は類似しているので、数画素のレベル値をま
とめて１つのインデックステーブルに表現しても、大幅
にレベルの異なるフラグがセットされることはない。

上記には、インデックス空間の縮小の１つとしてＸ、Ｙ
サイズの縮小方法について説明したが、レベル方向サイ
ズの縮小をはかってもよい。すなわち、基準画像のレベ
ル値とインデックス空間のレベル値を１対１に対応させ
る方法に限らず、基準画像の画素値の数レベルに対して
１つのフラグを対応させるようにレベルの間引きを行っ
てもよい。

例えば、第１３図に示すように基準画像１３−１の階調
数を２５６とするとき、各画素について１２８個のフラ
グを有する第１３図（ｂ）のインデックステーブルを用
意する。この場合、フラグ設定時には基準画像１３−１
のレベル値の半分の値（半分の値を越えない整数値）に
対応するレベル値におけるフラグをＯＮにする。例えば
、基準画像のレベル値１５０に対しては、レベル７５に
おけるフラグをＯＮにする。

また、レベル方向のＯＮフラグ伝播処理により、レベル
７５の周辺のフラグをＯＮにする。さらに、位置ずれ許
容のため、着目画素の周囲の画素のレベル値に対応する
フラグをＯＮにするが、この場合も画素のレベル値の半
分の値に対応するフラグがＯＮにされる。

検査する場合は、被検査画像１３−３の画素のレベル値
の半分の値に対応するフラグを参照することによって行
われる。第１３図（Ｑ）の座標（ｘａ＋　ｙｏ）のレベ
ル値１１９に対しては、インデックステーブルのレベル
値５９におけるフラグが参照される。

なお、上記迄の説明では、レベル値として濃度レベル、
カラー信号レベルあるいは色数を例にとったが、レベル
値として画素の存在する領域の各種画像の特徴量をレベ
ルの軸に採用してもよい。

エツジ線密度で表わした画素まわりの複雑さを属性とす
る場合は、各画素に対して濃度階調数×複雑さの階調数
分のフラグをもつ空間を用意し、ＯＮフラグによって基
準パターンを作成したのち、被検査画像内の各画素のＸ
座標値、Ｙ座標値、濃度値、複雑さの４属性値をもとに
空間のフラグを参照し、正常・欠陥の判定を行う方法を
採ってもよい。この場合の一例を第１４図に示す。第１
４図（ａ−１）は基準画像である。第１４図（ａ−２）
は、基準画像を入力として複雑度抽出回路により抽出さ
れた複雑度の強度を値としてもつ画像データである。各
画素について第１４図（ｂ）に示すように、（レベル階
調数）×（複雑度階調数）の個数のフラグをもつテーブ
ルが用意される。例えば、座標（ｘｏ、ｙＩ、）の画素
のレベル値Ｖ、と複雑度強度Ｃｋに対しては、対応する
座標（ｘａ＋　ｙｎ）の画素の点（Ｖ、、Ｃｋ）のテー
ブルにおけるフラグＦ。がＯＮになる。そして、レベル
方向と複雑度方向のＯＮフラグの伝播処理により、まわ
りのフラグが第１４図（ｂ）の如＜ＯＮにされる。検査
は、第１４図（ｃ−１）の被検査画像をもとに複雑度強
度を示す第１４図（ｃ　−２）の画像データを得た後、
レベル値と複雑度強度をもとにテーブルを参照すること
で行われる。

また、各画素に対して濃度階調数分のフラグをもつ空間
と各画素に対して複雑さの階調数分のフラグをもつ空間
の２つのインデックス空間を用意し、基準画像を用いて
それぞれのインデックス空間の対応するフラグをＯＮに
することで基準パターンを作成したのち、被検査画像の
各画素のＸ座標値、Ｙ座標値、濃度値の３属性値と、Ｘ
座標値。

Ｙ座標値、複雑さの３属性値をもとにそれぞれインデッ
クス空間のフラグを参照し、参照フラグが共にＯＮであ
れば正常とみなす方法など、検査の要求条件に応じてイ
ンデックス空間の個数やフラグの属性を任意に構成する
ようにしてもよい。

さらに、選択する基準画像は一枚に限るものではなく、
正常とみなしうる複数枚の画像データ全てを基準画像と
してインデックス空間内に基準パターンを作成する際に
は、１つのインデックス空間内にそれぞれの基準画像と
等価なパターンを重複して作成するようにしてもよい。

例えば、第１５図（ａ）に示すように基準画像をｎ枚用
意する。そして、ｎ枚全ての基準画像の着目画素におけ
るレベル値に対応するインデックステーブルのフラグを
ＯＮにすることにより、基準画像１〜ｎと等価なパター
ンを１つのインデックス空間内に重複して作成する。座
’／Ｍ　（Ｘ　ａ　＋　ｙａ　）の画素について、各基
準画像内の画素のレベル値に対応するフラグを全てＯＮ
とすることにより、第１５図（ｂ）のハツチつきのＯＮ
フラグＦ　１１　Ｆ２１　Ｆｌｌ−１で示すようなパタ
ーンが作成される。これに対してＯＮフラグ伝播処理を
施すと、さらに第１５図（ｂ）の白ヌキのフラグがＯＮ
になる。検査は被検査画素のレベル値に対応するフラグ
を参照することで行われる。

第１５図（ｃ）の座標（ｘｏ＋　ｙｏ）については、レ
ベルＶい、に対するフラグが参照される。

各々の基準画像のレベル値に対応するフラグをＯＮにす
る際に、単純にＯＮとするのではなく、フラグを多値フ
ラグとして、対応づけられた回数をヒストグラムとして
もよい。例えば、上記の例では第１５図（ｄ）のように
テーブルが作成される。

ヒストグラムの頻度が高いということはそれだけ基準レ
ベルとしてふされしいことであるので、頻度に応じてＯ
Ｎフラグ伝播量を調整することにより、最適な基準パタ
ーンを作成することができる。

また、入力する基準画像として、設計された画像（図面
）のような理想的な基準画像を設定し、これを表現する
１つの基準パターンをインデックス空間内に作成しても
よい。

次に、以上に述べた欠陥検出方法を実行する高速欠陥検
出装置の基本的な一実施例を、第１６図に示すブロック
図により説明する。

撮像系のカメラにより、画像信号３０１をスタート信号
３０２をうけて画像入力部３０３に取り込む。そして１
画像入力部３０３のＡ／Ｄ変換回路によって、画像のア
ナログ信号をディジタル信号に変換する。

カメラ側の画像取り込み速度と検査装置の画像処理速度
とは異なるので、通常、バッファメモリ３０４に入力画
像データを蓄えて、装置の処理できる速度で画像データ
を処理側に送り出す６前処理部３０５では、取り込んだ
画像データを検査に適した画像データに変換するための
処理が行ねれる。例えば、素子のばらつきや照明条件の
不均等による画像レベル変動の補正とか、人間の視覚特
性に合った検査を行うために、画像を人間の視覚特性に
近づけるためのマツハ効果を加味した演算や、平滑化処
理などの各種フィルタリング演算が行われる。セレクタ
３０６は画像信号の送り先切り替え用のスイッチである
。基準画像取り込み時は基準画像記憶部３０７に切り替
えられ、検査用画像の取り込み時は入力画像記憶部３０
８側に切り替えられる。

検査の基準となる基準画像データは、基準画像記憶部３
０７に記憶される。そして、まず基準画像と等価なパタ
ーンをインデックス空間に作成するために、インデック
スフラグ設定処理部３０９にて各画素のＸ、Ｙ座標値と
レベル値を得て、これらの値をもとにインデックステー
ブル３１０内の対応フラグをＯＮにす、る。次に、許容
範囲の設定を行う。予め１画像取り込み時の機械的な位
置ずれ量や、色レベルに応じた変動−許容量は、許容条
件記憶部３１１に設定・記憶されている。絵柄や領域に
応じた検査を行うために特徴抽出部３１２の回路によっ
て画像の特徴を抽出し、特徴量を特徴記憶部３１３に記
憶する。許容条件記憶部３１１には画像の特徴量の強度
に応じた許容条件値が前もって設定されており、基準画
像記憶部３０７に記憶されている基準画像データの各画
素に対して１画素の色やレベルに応じた許容条件と画像
の特徴量（絵柄の違いなど）の強度に応じた許容条件を
インデックスフラグ設定処理部３０９に取り込み、条件
にしたがってインデックステーブル３１０のフラグに対
しＯＮフラグ伝播処理を施す。以上の処理により、基準
パターンがインデックステーブル３１０に作成される。

基準パターン作成が前処理として行われた後。

撮像系から検査用の画像データが入力される。セレクタ
３０６のスイッチは入力画像記憶部３０８側に切り替え
られ、被検査画像データが基準画像と同一の経路および
前処理を経て入力画像記憶部３０８に送られる。

参照アドレス発生部３１４にて検査の際に参照すべきイ
ンデックステーブル３１０のアドレスを生成する。生成
したアドレスにしたがいインデックスフラグ参照部３１
５によりインデックステーブル３１０を参照し、参照し
たフラグの値を参照結果記憶部３１６に記憶する。最終
的には、得られた全画素のフラグ参照結果をもとに、欠
陥判定処理部３１７にて入力画像データが正常であるか
欠陥であるかの判定を行う。例えば、参照結果記憶部３
１６に得られた欠陥画素の面積を計測し、面積が閾値以
上であれば欠陥であると判定事る処理が行われる。また
、基準画像のレベル値２画像の特徴量などを総合判定に
活用するために、基準画像記憶部３０７および特徴記憶
部３１３のデータを取り込んで判定を行うことも可能で
ある。

検査精度を向上させるためには、機械的な位置ずれを極
力少なくするのが望ましい。そこで、インデックステー
ブル３１０参照の前に入力画像と基準画像との位置合わ
せを行う画像位置合わせ処理部３１８を検査装置の回路
として付加することができる。画像位置合わせ処理部３
１８は、基準画像記憶部３０７内の基準画像と入力画像
記憶部３０８内の被検査画像との絵柄のずれを一定領域
毎に求め、対応画素の座標のずれ量を出力するものであ
る。この場合、入力画像の各画素のレベル値はそのまま
参照アドレス発生部３１４に送られるが、Ｘ、Ｙ座標値
は、画像位置合わせ処理部３１８で得られた補正量分だ
け補正されて参照アドレス発生部３１４に送られる。

また、検査では、被検査画像によって多少のレベルの違
いかっても、ある領域内の色が−様であれば正常と判断
することがある。例えば、絵柄が真っ青な空のデータの
場合、被検査画像によって青みに多少の違いがあっても
、空の部分にムラがなく−様であればこれは正常と判断
される。この場合、レベルの多少の違いを許容するため
にレベル変動許容量を設定すると、たとえ僅かなレベル
の違いであっても、まわりが−様であるために。

特異なレベルとして通常は欠点と判定されるべき画素が
正常と判定されてしまうことがある。これを防ぐために
、あるレベルの−様な領域について、入力画像と基準画
像のレベルの平均値の比較を行うレベル平均値比較処理
部３１９を装置に付加することができる。レベル平均値
比較処理部３１９は、基準画像記憶部３０７内の基準画
像の一定領域におけるレベルの平均値と、入力画像記憶
部３０８内の被検査画像の対応領域におけるレベルの平
均値とを比較して、平均値のレベル差を算出し、入力画
像の画素の各画素のレベル値に対して算出したレベル差
の分だけ値を補正して参照アドレス発生部３１４に送る
ものである。なお、前もって基準画像と入力画像との位
置合わせ処理を行う場合は、画像位置合わせ処理部３１
８から座標値Ｘ、Ｙのずれ量を受は取り、入力画像内の
平均値を算出する領域のＸ、Ｙ座標値を画像のずれ量に
応じて補正することができる。

欠陥検出装置は、制御部３２０の制御により全ての処理
ブロックが制御される。（制御部３２０と各ブロックと
の接続は、図面が煩雑となるのを避けるため矢印で各部
と接続されていることを示しである。） なお、インデックス空間を多階層構造とする場合は、イ
ンデックスフラグ設定処理部３０９．インデックステー
ブル３１０．参照アドレス発生部３１４゜インデックス
フラグ参照部３１５が多階層用の構成となる。基準画像
の各画素のレベル値に対してインデックス空間内に基準
パターンを作成する場合は、まず、インデックスフラグ
設定処理部３０９において、画素のレベル値をもとにイ
ンデックステーブル３１０内の階層テーブル毎にＯＮに
されるべきフラグのアドレスを発生する。そして、イン
デックスフラグ設定処理部３０９によって、インデック
ステーブル３１０内の階層テーブルに対してフラグ設定
処理を行うことにより基準パターンが作成される。続い
て、許容範囲を設定する場合には、インデックスフラグ
設定処理部３０９によって許容条件に応じたフラグの伝
播量を設定した後１階層構造のインデックステーブル３
１０に対しＯＮフラグの伝播処理を行う。

検査処理は次のように行われる。すなわち、参照アドレ
ス発生部３１４において、入力されるＸ。

ｙ座標値やレベル値をもとに、インデックステーブル３
１０の各階層において参照すべきフラグの参照アドレス
を生成する。そして、第１階層テーブル内の参照アドレ
スをインデックスフラグ参照部３１５に送り、インデッ
クスフラグ参照部３１５を用いてインデックステーブル
３１０の第１階層テーブル内の対応フラグを参照し、フ
ラグ値を得る。フラグ値が欠陥を示すものであれば、イ
ンデックスフラグ参照部３１５はその結果を参照結果記
憶部３１６に送り、当該画素の検査は終了する。フラグ
値が正常データを示すものであれば、インデックスフラ
グ参照部３１５は次に参照すべき第２階層テーブルのア
ドレスを生成するとともに、参照アドレス発生部３１４
から第２階層テーブル内の参照アドレスを受は取り、イ
ンデックステーブル３１０の第２階層テーブル内の対応
フラグを参照し、フラグ値を得る。これらの処理を最下
位層まで繰り返す。なお、最下位層では、参照されたフ
ラグの値が正常を示すものであっても、欠陥を示すもの
であっても、その結果は参照結果記憶部３１６に送られ
る。

第１７図は、画像信号が例えばカラー画像の如く３人力
で、かつ３種類の画像データに対してインデックステー
ブルをそれぞれ独立に設けた場合の欠陥検出装置の一実
施例のブロック構成を示すものである。この場合は、画
像入力部４０３−１〜４０３−３　。

バッファメモリ４０４−１〜４０４−３　、基準画像記
憶部４０７−１〜４０７−３　、入力画像記憶部４０８
−Ｌ〜４０８−３．インデックステーブル４１０−１〜
４１０−３．参照アドレス発生部４１４−１〜４１４−
３　、インデックスフラグ参照部４１５−１〜４１５−
３．参照結果記憶部４１６−１〜４１６−３等が３部ず
つ設けられる。

なお、前処理部４０５も３部構成としてもよいが、例え
ばＲ，Ｇ、Ｂの信号を別のカラー画像信号（Ｙ、Ｉ、’
Ｑなど）に変換する処理を行う場合には、３種類の画像
信号を用いた処理が必要であるので、ここでは１ブロツ
クで示した。

セレクタ４０６ａは基準画像の入力時と被検査画像の入
力時で信号の送信方向を切り替えるスイッチである。ま
た、セレクタ４０６ｂ　、　４０６ｃ　、　４０６ｄ　
。

４０６ｅは、画像位置合わせおよびレベル平均値比較処
理を行う際、同一種類の画像同士を比較するために３信
号のうち１信号だけを選択するためのスイッチである。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係る欠陥検査方法および装置は
、カメラ入力した撮像データの中から基準となる画像と
異なるものを画像処理によって自動的かつ高速に欠陥の
検出・判定する方法および装置として有用であり、特に
印刷画像の外観検査に用いるに適しており、以下の優れ
た効果を有する。

（１）画素データをフラグ参照のためのインデックスと
し、１画素当り１回だけのインデックス空間参照操作に
より基準画像との比較・判定ができるので、単純にメモ
リアクセスの回数のみを比較しても従来技術の数十倍高
速な検査が行える。

（２）判定基準の設定は検査と独立して前処理として行
えるので、印刷画像の絵柄に応じて画素毎に位置ずれ許
容量やレベル変動許容量の異なる設定が可能になるなど
、高速性の必要から従来技術ではできなかった多様で複
雑な判定基準の設定にも柔軟に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、濃淡画像の高速欠陥検出方法の一実施例を示
す図である。 第２図は、高速欠陥検出方法の一実施例による作業手順
の流れを示す図である。 第３図は、濃淡画像の高速欠陥検出方法を平面的なイン
デックス空間を用いて説明した図である。 第４図は、カラー画像の場合の１画素に対するインデッ
クス空間のテーブルの一例を示す図である。 第５図は、インデックス空間の圧縮方法と検査方法を、
一実施例としてカラー画像のＲ，Ｇ、Ｂ各４階調の場合
について示した図である。 第６図は、カラー画像のテーブルの一例において、イン
デックス空間の一般的な圧縮方法を示した図である。 第７図は、濃淡画像の高速欠陥検出方法において、イン
デックス空間のフラグに多値フラグを用いる場合の一実
施例を示す図である。 第８図は、レベル差が許容範囲内であっても、欠陥と判
定される一例を示した図である。 第９図は、濃淡画像における２値フラグを要素とするイ
ンデックステーブルの圧縮方法の一例を示した図である
。 第１０図は、濃淡画像における多値フラグを要素とする
インデックステーブルの圧縮方法の一例を示した図であ
る。 第１１図は、カラー画像における多値フラグを要素とす
るインデックステーブルの圧縮方法の一例を示した図で
ある。 第１２図は、インデックス空間の縮小の一実施例として
、Ｘ、Ｙサイズの縮小方法と検査方法を示した図である
。 第１３図は、インデックス空間の縮小の一実施例として
、レベル方向サイズの縮小方法と検査方法を示した図で
ある。 第１４図は、レベル値として画素の存在する領域の複雑
さなど、各種特徴量をレベル軸とした場合の欠陥検出方
法を示した図である。 第１５図は、基準画像を複数枚用いる場合の欠陥検出方
法を示した図である。 第１６図は、本発明による高速欠陥検出装置の基本的な
一実施例を示すブロック図である。 第１７図は、画像信号が３人力で、インデックステーブ
ルをそれぞれ独立に設けた場合の高速欠陥検出装置の一
実施例を示すブロック図である。 第１８図は、従来の画素対比較法を示す図である。 １　、１１．７１．１２−１．１３−１．１４−１．１
５−１゜１５−２．１５−３．１５−４．１８−１・・
・基準画像、　２゜６　、１２．７２．８２．１８−２
・・・画素、３．１６・・・インデックス空間、　４　
、１３．３１．３２．３３゜３４、３５．３６．３７．
７３．１３−５・・・フラグ、　　５゜１４、７４．１
２−３．１３−３．１４−４．１５−６．１８−３・・
・被検査画像、　７・・・基準パターン、　８・・・Ｏ
Ｎフラグ伝播によるパターン、　１５．７５゜１２−２
．１３−４．１４−３．１５−５．１５−７・・・座標
の画素のインデックステーブル、　５１・・・立方体。 ８１・・・全画素領域、　８３・・・領域、　　１３−
２・・・階調数内の値、　１４−２．１４−５・・・複
雑度強度データ、　１５−８・・・頻度、　３０１．４
０１−１．４０１−２゜４０１−３・・・画像信号、　
３０２．４０２・・・スタート信号、　３０３．４０３
−１．４０３−２．４０３−３・・・画像入力部、　３
０４．４０４−１．４０４−２．４０４−３・・・バッ
ファメモリ、　３０５．４０５・・・前処理、３０６、
４０６ａ　、　４０６ｂ　、　４０６ｃ　、　４０６ｄ
　、　４０６ｅ・・・セレクタ、３０７，４０７−１，
４０７−２，４０７−３・・・基準画像記憶部、　　３
０８，４０８−１，４０８−２゜４０８−３・・・入力
画像記憶部、　　３０９，４０９・・・インデックスフ
ラグ設定処理部、　３１０゜４１０−１．４１０−２．
４１０−３・・・インデックステーブル、　　３１１，
４１１・・・許容条件記憶部、３１２、４１２・・・特
徴抽出部、　３１３．４１３・・・特徴記憶部、　３１
４．４１４−１．４１４−２．４１４−３・・・参照ア
ドレス発生部、　３１５．４１５−１．４１５−２゜４
１５−３・・・インデックスフラグ参照部、　３１６゜
４１６４、４１６−２．４１６−３・・・参照結果記憶
部、３１７、４１７・・・欠陥判定処理部、　３１８．
４／１８・・・画像位置合わせ処理部、　３１９．４１
９・・・レベル平均値比較処理部、　３２０．４２０・
・・制御部。 特許出願人　日本電信電話株式会社 第１図 （ａｌ　　　　　　（ｂｌ 第２図 ＞　　　　　＞　ｅ　　　　　　　　＞　　　　　浜× 第３図 冷Ｘ＋　　　　　　　Ｘｎ ゛白゛白　　　　　　Ｙｎ 第４図 （ｂ）　　　　　３１・・・フラグＶ 第５図 １）　　　　”１７　　　％ 九ｍ　　　　　凧　− 起　　　　　把 第７図 と。 第８図 ８１イ？≧画イ象ａ矢いジ 第９図 （ｎｌ 第１０図 第１１図 （ａ） Ｂレベ１し儂 諧臂１（ｂ） 椿臂２ 第１２図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） 第１３図 （ａ） １３−１基準画家 「−一 （Ｃ）１ １２７−二＝ 画素のインテークステープル ダ　　　　　　　　リ　　　　　Ｎ　　　　　　　　＋
−１％Ｊ８　　　−　　　　　　≧　　　　　　　　　
９第旧図

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）基準画像の各画素について画素のとりうるレベル
   数分のフラグからなるテーブルを各画素毎に用意する工
   程と、各テーブルについて該当する画素の実際のレベル
   値に対応するフラグをＯＮにしその他のフラグをＯＦＦ
   にする工程と、被検査画像の各画素のレベル値と基準画
   像に用意した対応する画素のテーブルとを比較し被検査
   画像の各画素のレベル値に対応するフラグがＯＮである
   場合は被検査画像に欠陥が存在しないと判断する工程と
   を含む高速欠陥検出方法。
2. （２）基準画像の各画素について画素のとりうるレベル
   数分のフラグからなるテーブルを各画素毎に用意する工
   程と、各テーブルについて該当する画素のレベル値に対
   応するフラグおよび当該画素の基準レベルから変動の許
   容範囲内にあるレベルに対応するフラグをＯＮにしその
   他のフラグをＯＦＦにする工程と、許容すべき位置ずれ
   量に相当する範囲内の隣接座標点におけるレベルに対応
   するフラグをＯＮにする工程と、被検査画像の各画素の
   レベル値と基準画像に用意した対応する画素のテーブル
   とを比較し被検査画像の各画素のレベル値に対応するフ
   ラグがＯＮである場合は被検査画像に欠陥が存在しない
   と判断する工程とを含む高速欠陥検出方法。
3. （３）基準画像がカラー画像の場合はカラー信号成分を
   各画素毎に用意し、カラー信号成分毎のテーブルと被検
   査画像との比較を行うことを特徴とする請求項（１）ま
   たは（２）記載の高速欠陥検出方法。
4. （４）基準画像がカラー画像の場合はカラー信号成分数
   の軸からなる多次元テーブルを各画素毎に用意し、多次
   元テーブルと被検査画像との比較を行うことを特徴とす
   る請求項（１）または（２）記載の高速欠陥検出方法。
5. （５）フラグの値は数値であることを特徴とする請求項
   （１）、（２）、（３）または（４）記載の高速欠陥検
   出方法。
6. （６）Ｎ軸によって構成されるＮ次元テーブルを第ｎ次
   元の軸に対してＭ＿ｎ分割してＭ＿１×Ｍ＿２×・・・
   ・・・×Ｍ＿ｎ個の小多次元テーブルに分割し、小多次
   元テーブルにＯＮフラグが含まれる場合はその小多次元
   テーブルをさらに小多次元テーブルに分割し、小多次元
   テーブルにＯＮフラグが含まれない場合は以降の分割を
   行わないことを特徴とする請求項（１）、（２）、（３
   ）または（４）記載の高速欠陥検出方法。
7. （７）基準画像の複数の画素についてひとつのテーブル
   を用意することを特徴とする請求項（１）、（２）、（
   ３）、（４）または（５）記載の高速欠陥検出方法。
8. （８）基準画像の画素の複数のレベルについてひとつの
   フラグを用意することを特徴とする請求項（１）、（２
   ）、（３）、（４）または（５）記載の高速欠陥検出方
   法。
9. （９）Ｎ軸によって構成されるＮ次元テーブルを第ｎ次
   元の軸に対してＭ＿ｎ分割してＭ＿１×Ｍ＿２×・・・
   ・・・×Ｍ＿ｎ個の小多次元テーブルに分割し、小多次
   元テーブルに“０”以外の値のフラグが含まれる場合は
   その小多次元テーブルをさらに小多次元テーブルに分割
   し、小多次元テーブルが全て“０”の値のフラグである
   場合は以降の分割を行わないことを特徴とする請求項（
   ５）記載の高速欠陥検出方法。
10. （１０）被検査画像の各画素レベル値と基準画像に用意
    した各多次元テーブルとの比較を上位の多次元テーブル
    から下位の多次元テーブルへ順次行うことを特徴とする
    請求項（６）または（９）記載の高速欠陥検出方法。
11. （１１）基準画像および被検査画像の画像を読み取る読
    み取り手段と、基準画像および被検査画像をそれぞれ記
    憶する画像記憶部と、インデックスフラグを格納するイ
    ンデックステーブルと、画像の変動許容量を記憶する許
    容条件記憶部と、基準画像と等価なパターンをインデッ
    クステーブル内にＯＮフラグとして形成するとともにイ
    ンデックステーブル内のＯＮフラグを変動許容量に応じ
    て伝播させるインデックスフラグ設定処理部と、被検査
    画像の画信号とインデックステーブルとを比較する参照
    手段と、参照結果に基づき欠陥の有無を判定する欠陥判
    定処理部とを備えた高速欠陥検出装置。
12. （１２）テーブルを分割する手段および分割した小テー
    ブルに有為のフラグがあるか否かを検出するフラグ検査
    手段を有することを特徴とする請求項（１１）記載の高
    速欠陥検出装置。