JPH0135379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、マツチング式パターン検査装置にお
いて、作成した被検査パターンと標準パターンと
のマツチングを行うに先立つて被検査パターンの
重心および主軸方向を一定にする操作（正規化）
を行うことにより、被検査物の位置及び回転ずれ
の検査可能制限範囲を実質的に除去したマツチン
グ式パターン検査装置に関するものである。 従来、光学的、電気的、磁気的その他の物理的
情報の空間的配列及び階調（これをパターン情報
と総称し以後パターンと略称する。）を検査対象
とするパターン検査装置が汎用されている。この
種検査装置は、物品もしくはその包装又は印刷も
しくは刻印された文字、図形等の形状もしくは階
調等外観の規格適合性、商品の汚損、異物混入の
有無等の検査に使用されている。この種検査装置
の一般的構成は、被検査パターンを順次走査して
アナログ時系列信号（ビデオ信号）に変換するテ
レビカメラ等の映像入力装置、このビデオ信号を
レベル的に２値又は多値化しかつ空間的に分割
（サンプリング）する量子化回路、この量子化パ
ターンを構成している画素信号の全部又は主要部
を蓄積する蓄積回路、この蓄積された画素信号を
所定のアルゴリズムで処理する回路及びこの処理
結果に基いて被検査パターンの良否を判定する論
理回路とを具えている。 特に、生産ライン上で連続的に移動する商品ラ
ベル等のパターンの良否を検査する手法として、
標準パターンを予め蓄積しておき、これに映像入
力装置で検出した被検査パターンを重ね合わせる
ことによりその良否を迅速に検査するパターンマ
ツチングの手法が使用されている。この種の従来
例は、例えば本発明の出願人の出願になる特開昭
53−69538号公報、同じく特願昭54−82349号、特
願昭54−101625号などに開示されている。 このような従来のマツチング式パターン検査装
置の一例の機能ブロツク図を第１図に示す。被検
査物（パターン）１が所定の検査位置に到達した
ことを位置検出器２が検知するとストロボ３が点
弧され、瞬間照明による被検査物の静止画像を映
像入力装置４に取り込む。この静止画像を必要に
応じてモニタできるよう、モニタテレビ５が設置
されている。この静止画像すなわちビデオ信号を
量子化回路６で２値又は多値化し、かつ画像分割
タイミング供給回路７からのタイミングに従つて
量子化を行う。この量子化パターンをボケ操作回
路９でボケ操作を行う。メモリ制御回路１０は、
物体先頭検出回路８が検出した先頭を起点に、ボ
ケ操作後の量子化パターンを標準パターンである
か被検査パターンであるかに応じて、それぞれメ
モリ１１内の第１のメモリ又は第２のメモリに蓄
積する。次に全体位置ずれ補正回路１２により±
２画素分の全体位置ずれ補正を行つたのち、演算
比較回路１３により、第１、第２のメモリの内容
の相違度すなわち標準パターンと被検査パターン
の相違度を判定する。更に局部ずれ補正回路１４
により、着目点の周辺に類似点があるかどうかを
調べ、あれば一致したとする。更に回転補正回路
１５により、傾き0゜、±約1.5゜及び±約3゜の５条件
について、画面中心を回転中心と仮定して回転補
正を行う。計数最小判定回路１６は、以上の補正
演算比較のうちから相違度の最小値を求める。異
常判定回路１７は、上述のようにして求めた相違
度の最小値が許容範囲にあるか否かを判定し、判
定結果を表示する信号を外部に出力する。なお、
１８は必要に応じて使用する判定領域マスク設定
回路である。 このように、パターンマツチング法を使用した
従来の検査装置は、有効画像領内での被検査物の
位置ずれ及び傾きの許容範囲が限られているの
で、被検査物の外観に全く欠陥がない場合であつ
てもその位置又は傾きの不揃いが大きければ、異
常であるとの誤判定がなされることになる。この
ような難点を打開するには、不揃いの許容範囲を
拡大すること、すなわち位置及び傾きのずれに対
し多段の補正及び判定を行うことが必要になる
が、これに伴つて検査時間が長びき、とくに生産
ライン上を高速移送される被検査物品の検査装置
を実現することが実質的に不可能になる。 本発明は上述した従来装置の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、所要
検査時間を実用的な範囲に保ちつつ被検査物の位
置及び傾きのずれに対する制限を実質的に除去し
たマツチング式パターン検査装置を提供すること
にある。 以下本発明の詳細を図面により説明する。 本発明の一実施例の機能ブロツク図を第２図に
示す。この図において第１図と同一の参照符号を
付した回路は第１図と同一の回路であり、従つて
被検査物１のパターンを映像入力装置４から取込
み、これをＡ／Ｄ変換したのち量子化パターンを
得る段階までは第１図に関し既に説明したものと
同一である。 第２図において、量子化パターンをメモリ１９
（メモリ）に蓄積すると同時に、算定回路２０
において量子化パターンの重心及び主軸角の算定
を行う。正規化回路２１は、メモリ１９に蓄積さ
れていた量子化パターンを、その重心及び主軸角
の算定結果に基いて正規化する。こゝでパターン
の正規化とは、もとのパターンすなわちメモリ１
９に蓄積されているパターンを、その重心及び主
軸角が所定の値となるように、上記算定回路２０
の算定結果に基いて並進及び回転させる座標変換
操作である。すなわち正規化回路２１は、メモリ
１９に蓄積されている重心及び主軸角のばらつい
たパターンを読取り、これを一定の重心及び主軸
角を有するパターンに変換する。メモリ書込み制
御回路２７は、正規化回路２１の出力を、それが
正規化標準パターンであるか正規化被検査パター
ンであるかに応じて、それぞれ正規化標準パター
ンメモリ２２（メモリ）又は正規化被検査パタ
ーンメモリ２３（メモリ）に書込む。 後で更に詳しく説明するようにパターンが180゜
回転しても主軸角は同一であるから、正規化パタ
ーンは二種類できることになる。パターンマツチ
ングの基準となる正規化標準パターンについては
上記二種類のうちいずれか一方を任意に選択でき
るが、正規化被検査パターンについては二種類を
考慮しなければならない。このためメモリは、
二種類のメモリ_A及び_Bから構成されている。
比較演算回路２４は、正規化標準パターンと正規
化被検査パターンのマツチングすなわちメモリ２
２の内容とメモリ２３の内容の一致を画素対応に
判定し、両者の相違度を算定する。設定値比較回
路２５は、上記相違度が蓄積してある設定値の範
囲内であるか否かを判定し、この判定結果が否定
的であれば、異常判定回路１７を介してその旨を
外部に報知すると共に、表示装置２６に判定結果
を表示させる。 算定回路２０の機能の一例を更に詳細に説明す
る。メモリ１９から読取つた量子化パターンにつ
いて第３図に示すような直角座標（ｘ、ｙ）を適
用し、太枠で囲んだ量子化パターン上の着目点ｐ
の座標を（x_i、y_j）とする。背景すなわちパター
ン外部の階調を所定の基準値（例えばゼロ）に定
め、このときのｐ点の階調（濃度値）のｍ（ｐ）
と表現する。こゝで説明の便宜上、ｘ、ｙ座標に
よる分割格子の幅をｘ方向、ｙ方向共に単位長１
とする。従つて１個の分割格子すなわち１画素の
面積も単位面積１である。 第２図の算定回路２０は、質量Ｖ、重心x_G、
y_G、重心廻りのモーメントI_x、I_y、I_xyについて次
式で表わされる演算をそれぞれ行う。 Ｖ＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 ｍ（Ｐ） ……(1) x_G＝１／Ｖ_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 ｍ（ｐ）・x_i ……(2) y_G＝１／Ｖ_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 ｍ（ｐ）・y_i ……(3) I_x＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 （x_i−x_G）²m（ｐ） ＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 ｍ（ｐ）・x_i ²−Ｖ・x_G ² ……(4) I_y＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 （y_j−y_G）²m（ｐ） ＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 ｍ（ｐ）・y_j ²−Ｖ・y_G ² ……(5) I_xy＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 （x_i−x_G）（y_j−y_G）ｍ（ｐ） ＝_N1 〓ⁱ⁼¹ _N2 〓^j=1 ｍ（ｐ）・x_i・y_j−Ｖ・x_G・y_G ……(6) また、第３図に示すようにX〓、Y〓座標系に対し
てψ〓／２だけ回転させたX〓₀、Y〓₀座標系を考え、
X〓₀、Y〓₀軸回りの慣性モーメントI_x0、I_y0、I_x0y0を
考えると、それぞれ次式で定義することができ
る。但し、S0は定義域である。 I_x0＝ 〓^(i,j) ∈^SOX_0i ²m（Ｐ） ……(7) I_y0＝ 〓^(i,j) ∈^SOY_0j ²m（Ｐ） ……(8) I_x0y0＝ 〓^(i,j) ∈^SOX_0iY_0jｍ（Ｐ） ……(9) ここで、（X_0i、Y_0j）は次の座標変換式で求めら
れる。 X_0i＝（X_i−X_G）cosψ〓／２＋（y_j−y_G）sinψ〓／２
……(10) Y_0j＝−（X_i−X_G）sinψ〓／２＋（y_j−y_G）cosψ〓／
２ ……(11) (10)式を(7)式に代入することにより、(7)式は次式の
ように表わすことができる。 I_X0＝ 〓^(i,j) ∈^SO（x_i−x_G）²m（ｐ）cosψ〓／２＋ 〓 〓^(i,j) ∈^SO（x_i−x_G）（y_i−y_G）ｍ（ｐ）2cosψ／２sin
ψ〓／２ ＋ 〓 〓^(i,j) ∈^SO（y_j−y_G）²m（ｐ）sin²ψ〓／２＝I_xcos²ψ
〓／２＋I_ysin²ψ／２＋I_xysinψ〓……(12) 同様にして、(11)式を(8)式に代入することにより、 (8)式は次式のように表わすことができる。 I_Y0＝I_xsin²ψ〓／２＋I_ycos²ψ〓／２−I_xysinψ〓…
…（13） 同様にして、(10)、(11)式を(9)式に代入することによ
り、(9)式は次式のように表わすことができる。 I_X0Y0＝−I_xcosψ〓／２sinψ〓／２＋I_xycosψ
〓＋I_ysinψ〓／２cosψ〓／２＝I_y−I_x／２sinψ〓＋I
_xycosψ〓……（14） 次に、X〓₀、Y〓₀座標系を回転させていつた場合
に、慣性モーメントI_X0、I_Y0が極値をとる時のψ／２ を求めるために、(12)、（13）式を微分すると次式
のように表わすことができる。 慣性モーメントI_X0、I_Y0がψ〓に対して極値となる
ψ₁／２は、

【式】

【式】となると きのψ₁／２の値を求めれば良い。

【式】

【式】としたときに、（15）、（16）式か ら次の関係が成立する。 I_x−I_y／２sinψ〓₁＝I_xycosψ〓₁ ……（17） I_x−I_y／２sinψ〓₁＝I_xycosψ〓₁ ……（18） （17）、（18）式は全く同一となるので、

【式】または

【式】の一方が成 立すると他方が成立することがわかる。 次にψ〓の値は次のようにして求められる。ま
ず、（17）式より次式が成立する。 I_x−I_y／２sinψ〓₁−I_xycosψ〓₁＝０……（19
） （19）式を

【式】で割ると次式 が成立する。 ここで、次式のような定義を行なう。 （20）式に（21）式で定義された式を代入するこ
とにより、（20）式は次式のように表わすことが
できる。 cosψ〓₀sinψ〓₁−sinψ〓₀cosψ〓₁＝sin（ψ〓₁−ψ
〓₀）＝０
……（22） （22）式が成立するのはψ〓₁＝ψ〓₀＝nπ（但し、ｎ
＝
０、１、２……）のときであり、従つてψ〓₁とψ〓₀
との間には次の関係が成立する。 ψ〓₁＝ψ〓₀＋nπ ψ〓₀＝ψ〓₁−nπ ……（23） （23）式より、 cosψ〓₀＝cos（ψ〓₁−nπ）＝（−１）ⁿcosψ〓₁ sinψ〓₀＝sin（ψ〓₁−nπ）＝（−１）ⁿsinψ〓₁ ……（24） 但し、（24）式において０≦ψ／２≦2πであるので、 ０≦ψ〓≦4πである。この（24）式を用いて、（21）
式のcosψ〓₀、sinψ〓₀をcosψ〓₁、sinψ〓₁に置き換
えると
次式が設立する。 ここで、cosψ〓₁＝Ａ、sinψ〓₁＝Ｂ、cosψ₁／２＝ａ
、 sinψ₁／２＝ｂと定義すると、次の三角関数に関する 公式を用いてＡ、Ｂ、ａ、ｂ、間には（27）式に
示すような関係が成立する。 ここで、ψ₁／２は

【式】

【式】と なるときの角度であるので主軸角と呼ぶことがで
きる。この主軸角は、第３図からも明らかなよう
に固定したｘ軸方向とパターンの主軸方向（I_X0、
I_Y0が極値をとる方向）とのなす角として定義さ
れる。したがつて、（27）式で示されるａ、ｂは
ａ＝cosψ₁／２、ｂ＝sinψ₁／２という定義からも明ら
か なように主軸の方向ベクトルを示すことになる。
次にI_X0、I_Y0が極値をとる理由を説明する。 まず、I_X0について考えると、(12)式により次式
の関係が成立する。 I_x0＝I_xcos²ψ〓／２＋I_ysin²ψ〓／２＋I_xysinψ
＝I_xcos²ψ〓／２＋I_y（１−cos²ψ〓／２）＋I_xysinψ
〓 ＝I_y＋（I_x−I_y）cos²ψ／２＋I_xysinψ〓……（
28） ここで、次式のような定義を行なう。 前記（28）式に三角関数に関する公式より得ら
れるcos²ψ〓／２＝cosψ〓＋１／２と（29）式により
定義 されたcosψ〓、sinψ〓を代入して整理すると次式が
成立する。 これに対して、cosψ〓、sinψ〓を次式のように定
義した場合について考える。 （28）式にcos²ψ〓／２＝cosψ〓＋１／２と（31）式
によ り定義されたcosψ〓、sinψ〓を代入して整理すると
次式が成立する。 次に、I_Y0について考えると、（13）式により次式
の関係が成立する。 I_Y0＝I_xsin²ψ〓／２＋I_ycos²ψ〓／２−I_xysinψ
〓＝I_x（１−cos²ψ〓／２）＋I_ycos²ψ／２−I_xysinψ
〓 ＝I_x＋（I_y−I_x）cosψ〓＋１／２−I_xysinψ〓
……（33） この（33）式にcos²ψ〓／２＝cosψ〓＋１／２と（29
）式 により定義されたcosψ〓、sinψ〓を代入して整理す
ると次式が成立する。 また、（33）式にcos²ψ／２＝cosψ＋１／２と（31）
式 により定義されたcosψ〓、sinψ〓を代入して整理す
ると次式が成立する。 したがつて、（25）式においてｎを０または偶
数とした場合には（30）式と（34）式から明らか
なようにI_X0が極大値となり、I_Y0が極小値となる。
これに対して（25）式においてｎを奇数とした場
合には（32）式と（35）式から明らかなように
I_X0が極小値となり、I_Y0が極大値となる。例えば
I_Y0極小値であることは、X₀軸回りの慣性モーメ
ント極小であることを示している。また、(9)式、
(10)式のａ、ｂは主軸方向ベクトルである。なお、
直角座標の場合を例示したが、円筒座標を使用し
てもよいことは当業者にとつて明らかである。 上述した(1)乃至(6)式の演算をハードウエア的に
実行する場合の機能ブロツク図の一例を第４図に
示す。同図において累積器３０は、Ａ／Ｄ変換回
路６からの階調ｍ（ｐ）を積算することにより(1)
式のＶを算定する。画像分割回路７からの座標
x_i、y_j及びＡ／Ｄ変換器６からの階調ｍ（ｐ）の
積ｍ（ｐ）・x_i、ｍ（ｐ）・y_jをそれぞれ乗算器３１
で算定し、これらの積をそれぞれ累積器３３で積
算し、これらの積算結果 〓ⁱ 〓^j ｍ（ｐ）・x_i、 〓ⁱ 〓^j
ｍ（ｐ）・y_jを累積器３０からのＶでそれぞれ除算
器３５において除去することにより、(2)式、(3)式
の重心x_G、y_Gを算定する。同様にして、画像分割
回路７からの座標x_i、y_j及びＡ／Ｄ変換器６から
の階調ｍ（ｐ）からそれぞれ乗算器３２において
ｍ（ｐ）・x² _i、ｍ（ｐ）・y² _jを算定し、これらの積を
それぞれ累積器３４で積算し 〓ⁱ 〓^j ｍ（ｐ）・x² _i、
〓ⁱ 〓^j ｍ（ｐ）・y² _jを得る。一方、除算器３５から
の重心座標x_G、y_G及び累積器３０からのＶにより
剰算器３６においてそれぞれＶ・x² _G、Ｖ・y² _Gを算
定し、これらの算定結果と上述した算定結果 〓ⁱ
〓^j ｍ（ｐ）・x² _i、 〓ⁱ 〓^j ｍ（ｐ）・y² _jからそれぞれ減
算器３７において(4)式、(5)式のI_x、I_yを算定す
る。I_xyの算定も同様にして行う。 以上、(1)式から(6)式までの算定をハードウエア
的に行う方法を例示したが、これらの演算をマイ
クロプロセツサなどの計算機を使用してソフトウ
エア的に行つてもよいことは明らかである。同様
にして、（25）乃至（27）式の算定もハードウエ
ア的又はソフトウエア的に容易に実行できる。 第２図の正規化回路２１は、上述のようにして
算定された重心座標（x_G、y_G）及び主軸の方向ベ
クトル（ａ、ｂ）を使用して、メモリ１９から読
取つた量子化パターンに対し並進及び回転の座標
変換を行う。 本発明は第１７図に示すように被検査パターン
の重心座標Ｇ（X_G、Y_G）と主軸の方向ベクトル
（ａ、ｂ）を標準パターンの重心座標G^*（X_G ^*、
Y_G ^*）と主軸の方向ベクトル（a^*、b^*）と一致さ
せるように被検査パターン内の全ての点Ｐ（X_i、
Y_j）をGG^*―――→だけ平行移動してψ^*−ψ／２だけ回
転 させることにより座標変換させたのちパターンマ
ツチングを行なうものであり、この座標変換を正
規化回路２１で行なつている。なお、第１７図に
おいては標準パターンの重心座標をG^*（X_G ^*、Y_G
^＊）、主軸の方向ベクトルを（a^*、b^*）で示して
いる。 この正規化回路２１が行なつている座標変換を
第１７図に基づいて説明する。 まず、方向ベクトルｌ→をオイラー式で書くと次
式のようになることは知られている。 但し、i₀は虚数を示している。 したがつて、第１７図において点Ｐ（X_i、Y_j）
を点P^*（X_i ^*、Y_j ^*）に座標変換を行なう場合につ
いて考えると次式が成立する。 （37）式を整理すると次式のようになる。 また、第１７図からも明らかなように、GP――→
＝Ｇ^*Ｐ^*―――→は次式にて表わすことができる。 GP――→＝(x+i₀y)−(x_G-i₀y_G) Ｇ^*Ｐ^*―――→＝(X_i+i₀Y_j)−(x_G ^*+i₀y_G ^*) ……（39） 但し、X_i、Y_jは正規化演算後の直角座標系であ
る。（39）式を（38）式に代入すると次式が成立
する。 ｘ−x_G＋i₀（ｙ−y₀）＝〔（X_i−x_G ^*）＋i₀（Y_j−y_G ^*
）〕×〔cosψ〓−ψ〓^*／２＋i₀sinψ〓−ψ〓^*／２〕
……（40） （40）式を実数部と虚数部とにわけると次式とな
る。 （41）式を展開すると次式のようになる。 ｘ＝x_G＋cosψ〓−ψ〓^*／２−（X_i＋x_G ^*）−sinψ〓
−ψ〓／２（Y_j＋y_G ^*）＝x_G＋（cosψ〓／２cosψ^*／２
＋sinψ／２sinψ〓^*／２）（X_i＋x_G ^*）−（sinψ
〓／２cosψ〓^*／２−cosψ〓／２sinψ〓^*／２）（Y_j
＋y_G ^*） ＝x_G＋（aa^*＋bb^*）（X_i＋x_G ^*）−（ba^*−ab^*）（Y
_j＋y_G ^*）……（42） ｙ＝y_G＋cosψ〓−ψ〓^*／２−（Y_j＋y_G ^*）sinψ〓−
ψ〓^*／２（X_i＋x_G ^*）＝y_G＋（cosψ〓／２cosψ〓^*／
２ ＋sinψ〓／２sinψ〓^*／２）（Y_j＋y_G ^*）＋（sin
ψ〓／２cosψ〓^*／２−cosψ〓／２sinψ〓^*／２）（X
_i＋x_G ^*） ＝y_G＋（ba^*−ab^*）（x_i−x_G ^*）−（aa^*−bb^*）（Y
_j−y_G ^*）……（43） （42）式、（43）式は正規化演算後の直角座標系
（X_i、Y_j）の角座標からすべて既知の右辺の値を
代入演算することで、変換前の座標系のどの点に
対応するかを演算するための式である。これによ
り、（X_i、Y_j）を変換後の領域全面について値を
与え、変換前の濃淡画像ｍ（ｐ）＝ｍ（ｘ・ｙ）の
値を呼出すことで正規化座標系へ変換することが
できるものである。 （42）式と（43）式のＸ、Ｙの小数点以下を切
捨てるか又は四捨五入して得た値をX〓、Y〓とし、
この座標点（X〓、Y〓）の階調ｍ（X〓，Y〓）を第２図
のメモリ１９から読出し、正規化パターンメモリ
２３（_A及び_B）の対応する座標（X_i、Y_j）上
に書込む。書込みの際、X〓、Y〓が１より小さい場
合又はそれぞれN₁、N₂より大きい場合には、ｍ
（X〓、Y〓）として所定値である背景の階調（例え
ばゼロ）を与える。ところで、正規化パターンの
重心座標（x^* _G、y^* _G）及び主軸方向ベクトル（a^*、
b^*）は、一連の検査期間中一定値に保たれさえ
すれば、任意の値でもよい。一連の検査の開始に
際して標準の（良品の）被検査物のパターンを、
正規化回路の機能をテーブルにすることによりそ
のままメモリ２２に書込み、このときの重心座標
（x^S _G、y^S _G）及び主軸方向ベクトル（a^S、b^S）の値
を正規化パターンの（x^* _G、y^* _G）及び（a^*、b^*）
とし、その他の場合には標準パターンについても
正規を行つたのちメモリ２２に書込むようにする
こともできる。 上述した（42）式及び（43）式の（ｘ、ｙ）及
び（X〓、Y〓）をハードウエア的に算定する一実施
例の機能ブロツク図を第５図に示す。同図におい
て３８，４１及び４８は乗算器、３９，４３，４
４，５０及び５１は加算器、４０，４２，４５及
び４９は減算器、４６はラツチ回路、４７はアド
レス発生回路、５２は整数化回路である。図中の
C^* ₁、C^* ₂はそれぞれ C^* ₁＝x_G−（aa^*＋bb^*）x^* _G＋（ba^*−ab^*）y^* _G C^* ₂＝y_G−（ba^*−ab^*）x^* _G−（aa^*＋bb^*）y^* _Gであ
る。本回路の動作は既に説明した第４図の回路と
同様であるから重複した説明を要しないであろ
う。 第２図の比較演算回路２４の一実施例の機能ブ
ロツク図を第６図に示す。同図において、５３は
第２図のメモリ２２から読出された標準パターン
の一例、同じく５４は第２図のメモリ２３から読
出された２種の正規化被検査パターンのうちの一
方の一例である。排他的論理和回路５５は、標準
パターン５３と正規化被検査パターン５４の各対
応画素について排他的論理和をとり、その出力を
第１のカウンタ５６に出力する。第１のカウンタ
５６はこれをカウントして相違度を出力する。一
方シフトレジスタ５７は、排他的論理和回路５５
の出力を受けて３×３画素のマスク６０を作成す
る。２次元フイルタ５８は、マスク６０内の各画
素信号に基きマスク内の中心画素が弧立画素であ
るか否かの判定を行い、弧立画素でなければ対応
の１カウントを第２のカウンタ５９に出力する。
第２のカウンタは、フイルタ５８の出力をカウン
トして相違度を出力する。 第６図の２次元フイルタ５８の一実施例の回路
図を第７図に示す。同図において、マスク６０内
の画素Ａは弧立画素であるか否かを判定すべき中
心画素であり、画素Ｂ乃至はその周辺画素であ
る。これらの画素Ａ乃至を同図のアンド回路６
２及びオア回路６１に入力させ、 Ｊ＝Ａ（BC＋CD＋DE＋EI ＋FG＋GH＋HI＋IB） なる論理結果Ｊを作成し、これを第２のカウンタ
５９に出力する。中心画素Ａのみが論理の“１”
で、他の画素Ｂ乃至がすべて論理のゼロであれ
ば、すなわち中心画素が弧立画素（被検査正規化
パターン外の画素）であればＪ＝“０”であるが、
その他の場合にはすべてＪ＝“１”となる。 従つて相違度の情報として第１、第２のカウン
タ５６，５９のいずれの出力を用いてもよいが、
第２のカウンタ５９の出力を使用する方法が検査
精度が向上する。カウンタ出力は第２図の比較演
算回路２４において所定の設定値と比較され、設
定値以上であれば前述したように異常判定情報が
出力される。 以上説明した本発明の一実施例によるパターン
の一例を第８図乃至第１４図に示す。原図形はア
ルフアベツトのＨである。この図形の標準パター
ンとして第２図のメモリ１９内に蓄積された２値
化パターンを第８図に示す。文字Ｈを構成してい
る各画素（図中斜線を付した部分）の階調ｍは１
で、背景の階調はゼロである。 第８図の標準パターンを正規化したパターン、
すなわち第２図のメモリ２２に蓄積されている正
規化標準パターンを第９図に示す。この場合、
（42）式の（a^*、b^*）はｘ軸（水平）方向の単位
ベクトル（１、０）、正規化重心座標（x^* _G、y^* _G）
は座標付けした画面領域の中心座標（30、30）と
している。 第８図の標準パターンに対して位置及び回転ず
れをもつた被検査文字Ｈの２値化パターン、すな
わち第２図のメモリ１９に蓄積された２値化被検
査パターンを第１０図に示す。 第１０図の被検査パターンを正規化したパター
ン、すなわち第２図のメモリ２３内に蓄積された
２種の正規化被検査パターンをそれぞれ第１１図
及び第１２図に示す。 第９図に示す正規化標準パターンと第１１図及
び第１２図に示す２種の正規化被検査パターンと
のマツチングを第２図の比較演算回路２４で行
い、この結果得られる相違パターンをそれぞれ第
１３図及び第１４図に示す。この相違パターンに
おいては、対応画素が不一致の部分を斜線を施し
た階調ｍの画素で、同じく一致の部分が階調０の
画素で表示している。勿論このような相違パター
ンは例示の便宜上描かれているものであり、実際
には不一致画素数のカウントが第６図の排他的論
理和ゲート５５において上記相違パターンの作成
という中間段階を経ることなく直接的に実行され
る。第９図の正規化標準パターンと第１１図の正
規化被検査パターンについて、第６図の第１、第
２のカウンタ５６及び５９はそれぞれカウント73
及びカウント２を出力する。同じく第９図の正規
化パターンと第１２図の正規化被検査パターンに
ついては、それぞれカウント105及び57が出力さ
れる。従つてこの例では、カウンタ５６及び５９
のカウント出力の最小値はそれぞれ73及び２であ
る。 以上、２値化パターンを例にとつて本発明の一
実施例を説明したが、本発明を多値化パターンに
対しても適用することができる。このような多値
化パターンであつても正規化パターンを作成する
までの演算過程は上述した２値化パターンに対す
るものと全く同様であり、正規化パターンについ
ての比較演算の過程だけが異る。 このような多値化パターンに対する比較演算回
路２４（第２図）の一実施例を第１５図に示す。
正規化被検査パターン上の着目画素をＪとしたと
き、Ｊの階調ｍ(J)についてその変動許容値Δm(J)
を階調許容値設定回路６５に予め設定しておく。
許容最大階調作成回路６６及び許容最小階調作成
回路６７は、実際に入力したｍ(J)及び設定されて
いるΔm(J)から、許容最大階調m_nax(J)及び許容最
小階調m_nio(J)を作成し、これを比較器６８の第
１、第３の端子に供給する。一方着目画素Ｊ及び
その周辺画素対応の標準パターン６３上の適宜個
数の画素Ａ乃至Ｉの階調ｍ(A)乃至ｍ(I)が、比較回
路６８の第２の入力端子に入力する。各比較回路
６８は、m_nio(J)≦ｍ(A)≦m_nax(J)、m_nio(J)≦ｍ(B)
≦m_nax(J)、……、m_nio(J)≦ｍ(I)≦m_nax(J)の条件
を判定し、条件を満さない場合にのみ相違度カウ
ンタ６９にカウント出力を加える。最小相違度カ
ウンタ７０は、各相違度カウンタ６９のカウント
値のうち最小のものを選択し、これを第２図の設
定値比較回路２５に出力する。 多値化パターンに対する比較演算回路２４（第
２図）の他の実施例を第１６図に示す。同図中参
照符号６５乃至６９を付した回路は第１５図中対
応の参照符号を付した回路と同一であり、７１は
アンド回路である。第１６図の回路は、対応画素
Ａ及び周辺画素Ｂ乃至Ｉを３個の群（Ａ、Ｂ、
Ｄ、Ｆ、Ｈ）、(H)及び（Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｉ）に群分
けした点において第１５図の回路と異つている。
なお第１６図の回路を更に簡略化するため、一点
鎖線７２の下部を省略することもできる。 以上詳細に説明したように、本発明のマツチン
グ式パターン検査装置はマツチングに先立つて被
検査バターンの正規化を行う構成であるから、所
要検査時間を実用的範囲に保ちつつ被検査物のず
れに対する制限を実質的に除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はマツチング式パターン検査装置の一従
来例の機能ブロツク図、第２図は本発明の一実施
例の機能ブロツク図、第３図は第２図の算定回路
２０の機能を説明するための概念図、第４図は第
２図の算定回路２０の一実施例の機能ブロツク
図、第５図は第２図の正規化回路２１の一実施例
の機能ブロツク図、第６図は第２図の比較演算回
路２４の一実施例の機能ブロツク図、第７図は第
６図の２次元フイルタ５８の一実施例の回路図、
第８図乃至第１４図は本発明の一実施例によるパ
ターンの一例を示す概念図、第１５図は第２図の
比較演算回路２４の他の実施例の回路図、第１６
図は第２図の比較演算回路２４の更に他の実施例
の回路図、第１７図は座標変換を説明するための
概念図である。 １……被検査物、４……映像入力装置、６……
量子化回路、１９……量子化パターンを蓄積する
メモリ、２０……算定回路、２１……正規化回
路、２４……比較演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複検査パターンを順次走査するパターン入力
   手段、このパターン入力を量子化する量子化手
   段、この量子化パターンを蓄積する蓄積手段、こ
   の量子化パターンの重心、および該重心廻りの慣
   性モーメントが極値をとる慣性主軸の主軸角を算
   定する算定手段、この算定結果に基づき前記蓄積
   手段内の前記量子化パターンを座標変換して所定
   の重心座標および主軸角を有する正規化パターン
   を作成する正規化手段並びに前記正規化パターン
   と所定の標準パターンとのマツチングを行うマツ
   チング手段を具備したことを特徴とする正規化法
   を用いたマツチング式パターン検査装置。