JPH02204878A - 画像処理方法、画像検査方法及び外観検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、画像処理方法、画像検査方法及び外観検査装
置に関する。

［従来の技術］ 従来より被検査物の外観上の異常を検査する方法の一つ
として、撮影像を電気信号にて送出する例えばビデオカ
メラにて被検査物を撮影し、得られた画像の明暗の濃淡
の度合いの一部を強調することで被検査物の外観上の異
常を検出容易にする方法がある。

例えばビデオカメラ等より送出される画像信号をデジタ
ル変換し、得られた画像の明暗の度合い、いわゆる濃淡
度を２５６等分の階調に分割する。

即ち０階調目において前記画像は白一色であり、２５５
階調目においては前記画像は黒一色である。

このように分割された画像を、適宜な処理回路内にて形
成される、例えば第２図に示す座標の横軸に割り当てる
。そして図示されるようなグラフに従い前述した階調の
一部分が強調される。第２図においては横軸に示された
８１階階調上り１５９階調目に表されるビデオカメラが
送出する画像の明暗の度合いが図示されるグラフに従い
縦軸に示すように０ないし２５５の階調に強調される。

尚、このグラフに用いた場合、強調後の階調も強調前の
階調と同様、０階調目において画像は白一色であり、２
５５階調目においては黒一色である。本検査方法は、こ
のようにして得られる強調後の画像を表示装置に表示す
ることで被検査物の外観上の異常を検出容易にするもの
であり、当業者間ではガンマ処理等と称されている。

［発明が解決しようとする課題］ ビデオカメラより供給される画像を強調するための前述
したグラフは、強調前の画像（以下原始画像と言う）と
強調後の画像（以下変換画像と言う）との明暗の濃淡度
の関係を示す関数であり、一般的には原始画像のいかな
る明暗の濃淡度を変換画像の最も明るい画像とするかを
示す値と、原始画像のいかなる明暗の濃淡度を変換画像
の最ら暗い画像とするかを示す値とを与えることで形成
される直線グラフ状の関数である。又、第２図に示すよ
うに、前記関数グラフは直線に限らず任意の曲線として
も良い。

いずれの場合にも前記関数は被検査物を検査する際の画
像の特性に適したものが選ばれる。したがって、原始画
像と変換画像の明暗の対応関係を示す前記関数を見出す
ことは、前記外観検査の方法を示す技術的検討事項であ
り、ノウハウとなっている。一方、外観検査を効果的か
つ普遍的に行うためには、表示装置に表示される被検査
物の画像において被検査物の外観の異常が発見し易いよ
うに前記関数をいかｊこ選定するかが重要である。

よって、通常は複数の前記関数を用意し、それぞれの関
数による変換を複数の原始画像について実施し関数の妥
当性が点検され、最も適切な関数が選定される。

このように、従来の外観検査方法においては関数を選定
するのに多くの試行回数及び時間が必要であるという問
題点があった。

又、選定した関数曲線が変換画像を作成するのに妥当で
あるか否かを客観的に表す方法は未だに見出されていな
い。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、前記関数を選定するための試行回数を減少させ
、適切な関数を早く見出すことができる、画像処理方法
、画像検査方法及び画像検査装置を提供することを第１
の目的とし、さらに本発明は入力した関数曲線の妥当性
を客観的に判断できる画像処理及び画像検査方法を提供
することを第２の目的とする。

［課題を解決するための手段及びその作用ｊ本発明は、
画像の明暗の濃淡度の一部を強調する画像処理方法にお
いて、 画像処理前の画像の明暗の濃淡度と画像処理後の画像の
明暗の濃淡度との関係を示す関数を人力し、この関数を
画像処理前の画像の明暗の濃淡度に従い平行移動させる
平行移動量を入力し、平行移動した新たな関数を作成し
、画像処理前の画像を新たな関数に従い画像処理するこ
とを特徴とする。

このような方法によることで、元の関数は平行移動量に
従い適時平行移動され、新たな関数を直ちに作成する。

そしてこの新たな関数に従い画像処理前の画像を画像処
理する。又、平行移動量を種々に変化させ新たな関数を
作成し画像処理することで、外観検査に適切な関数を見
出し、その関数の妥当性を平行移動量にて表すことがで
きる。

さらに本発明は、被検査物を撮影した画像の明暗の濃淡
度の一部を強調する画像処理方法を利用した外観検査装
置において、 画像処理前の画像の明暗の濃淡度と画像処理後の画像の
明暗の濃淡度との関係を示す関数を人力する関数入力部
と、関数入力部より供給される前記関数を画像処理前の
画像の明暗の濃淡度に従い平行移動させる平行移動量を
設定する平行移動設定部と、平行移動した新たな関数を
作成する平行移動部と、画像の濃淡度を新たな関数に従
い演算する濃淡強調演算部とを備えたことを特徴とする
。

このように構成することで、平行移動部は、関数入力部
より供給される関数を平行移動設定部が送出する平行移
動量に従い平行移動する。濃淡強調演算部は、平行移動
部より供給される平行移動された新たな関数に従い画像
処理前の画像の画像処理を実行する。

［実施例］ 本発明の一実施例を示す第１図において、被検査物ｌの
外観を撮影するビデオカメラ２は、ビデオカメラ２が送
出するアナログ信号にてなる映像信号をデジタル信号に
変換し送出するアナログ／デジタル（以下Ａ／Ｄと略す
）変換器３に接続される。Ａ／Ｄ変換器３は、デジタル
変換された被検査物の画像の明暗の濃淡度を白一色から
黒一色までの例えば２５６区分の階調に分割する階調設
定部４に接続される。尚、設定する階調数は予め固定し
た値に設定するか、又はキーボード１３にて操作者が設
定することができる。そして階調設定部４は、濃淡強調
演算部１０に接続される。

原始画像を変換画像に変換するための関数を入力する関
数入力部５は、関数記憶制御部６を介して関数記憶ラン
ダムアクセスメモリ　（以下関数記憶ＲＡＭと記す）７
に接続される。尚、関数入力部５としてキーボード１３
を用いても良い。よって供給された前記関数に関するデ
ータは関数記憶制御部６が送出する信号に従い関数記憶
ＲＡＭ７に記憶される。

操作者が関数入力部５より供給した前述した関数を座標
上にて平行移動する量は、平行移動設定部８より平行移
動部９に送出される。尚、平行移動設定部８として、キ
ーボード１３を用いても良い。又、平行移動部９には関
数記憶ＲＡＭ７より記憶する関数のデータが供給され、
平行移動部９は、関数記憶ＲＡＭ７より供給される前記
関数に関するデータを平行移動設定部８より供給される
平行移動量に応じて平行移動させ、平行移動した関数に
関するデータを濃淡強調演算部１０に送出する。尚、平
行移動設定部８より供給される平行移動量が０、即ち関
数を平行移動しない場合、平行移動部９は関数記憶ＲＡ
Ｍ７より供給される関数のデータをそのまま濃淡強調演
算部１０に送出するものである。

濃淡強調演算部１０は、階調設定部４より供給される階
調数に分割された原始画像を平行移動部９より供給され
る平行移動後あるいは平行移動しない関数に従い処理し
、処理後のデータである変換画像のデータを表示装置！
１に送出する。尚、階調設定部４の代わりにキーボード
１３を用いても良い。表示装置１１は、表示画面に変換
画像の画像を可視的に表示する。

尚、上述した構成部分６．９及びＩＯは中央演算処理装
置（以下ＣＰＵと略す）１２にて構成される。又、上記
構成部分２ないし１３にて外観検査装置１４を形成する
。

上記のように構成される外観検査装置において、操作者
はまずキーボード１３にて原始画像及び変換画像の階調
数、例えば２５６階調、を設定し、又原始画像を変換画
像に変換する関数を式、図形又は対応表に示すデータの
形で関数入力部５より入力する。よって人力された、例
えば第２図に示すような原始画像の８１階階調上り１５
９階調目の濃淡度を強調する関数曲線のデータは、関数
記憶制御部６が送出する信号に従い関数記憶ＲＡＭ７に
記憶される。次にキーボード１３より操作者は、先に入
力した前記関数を座標上で平行移動させる平行移動量で
ある階調数を指定する値と、前記関数を平行移動させる
方向を示す符号とを入力する。尚、この符号は、例えば
、前記関数を２５５階調目方向に移動させろ場合には＋
、０階調目方向に移動させる場合には−を入力するもの
である。

例えば、平行移動させる階調数として０を入力すれば、
平行移動部９は関数記憶ＲＡＭ７に記憶する関数曲線を
そのまま濃淡強調演算部１０へ送出する。したがって、
濃淡強調演算部１０において従来例と同様に、階調設定
部４より供給される階調数に従い分割された原始画像の
濃淡度が第２図に示すような関数曲線に従い変換され変
換画像を形成する。したがって、表示される画像は、例
えば第５図に示すような画像となる。尚、第５図は画像
処理後の０階調より２５５階調に分割された変換画像を
１５０階調目をしきい値とし０より１５０階調目までは
白色に、１５」より２５５階調目までは黒色として表示
した図である。

次に操作者がキーボード１３より平行移動量として例え
ば＋２０の値を入力した場合、平行移動部９は関数記憶
ｒ（ＡＭ７より供給される上述した関数曲線を平行移動
設定部８より供給される信号に従い、原始画像の濃淡度
における２５５階調目方向に２０階調分平行移動する。

即ち平行移動後の関数曲線は、第３図に示すように、原
始画像の１０１階調目より１７９階調目の濃淡度を強調
するような関数曲線になる。そして平行移動部９は、平
行移動した関数曲線のデータを濃淡強調演算部ｌＯに送
出し、濃淡強調演算部１０は、この平行移動された関数
曲線に従い原始画像を処理し変換画像を作成し表示装置
１１に送出する。よって、表示装置ＩＩは、平行移動し
た関数曲線による変換画像を画面表示する。したがって
、表示される画像は、平行移動しない場合の画像に比べ
黒色が強調された例えば第６図に示すような画像となる
。

また、操作者がキーボード１３より平行移動量として例
えば−２０の値を人力した場合、平行移動部９は、関数
記憶ＲＡＭ７より供給される上述した関数曲線を平行移
動設定部８より供給される信号に従い、原始画像の濃淡
度におけるθ階調目方向に２０階調分平行移動する。即
ち平行移動後の関数曲線は、例えば第４図に示すように
、原始画像の６１階階調上り１３９階調目の濃淡度を強
調するような関数曲線になる。そして平行移動部９は、
平行移動した関数曲線のデータを濃淡強調演算部ＩＯに
送出し、濃淡強調演算部ＩＯは、この平行移動された関
数曲線に従い原始画像を処理し変換画像を作成し表示装
置］Ｉに送出する。よって、表示装置１１は、平行移動
した関数曲線による変換画像を画面表示する。したがっ
て、表示される画像は、平行移動しない場合の画像に比
べ白色が強調された例えば第７図に示すような画像とな
る。又、第５図ないし第７図において、網目にて表示さ
れる部分は黒色にて画面表示されるものである。

このように上述したような画像処理装置を使用すれば、
−旦入力した関数曲線を任意の階調分だけ平行移動させ
た新たな関数曲線を極めて容易にかつ短時間に得ること
ができる。したがって、被検査物の外観上の異常が発見
容易な画像を極めて短時間に作成することができるので
、検査時間を短縮することが可能である。

尚、この異常の発見は、表示装置に表示される画像を見
ながら人が検討しても良いし、所要のデータをＣＰＵに
読ませて機械的に検討させてもよい。

更に、上述したような画像処理装置を使用し、入力した
関数曲線を種々に平行移動させ、得られる種々の変換画
像を表示する画像を検討することで、入力した関数曲線
が妥当であるか否かを検討することができる。

即ち、例えば第２図に示す元の関数曲線にて変換された
画像ａと、第３図に示す＋側に平行移動させた関数曲線
にて変換された画像すと、第４図に示す一側に平行移動
させた関数曲線にて変換された画像Ｃとを比較し、検査
の対象とする異常部分の画像が画像３１画像ｂ、画像Ｃ
の３画像ともに顕著に表示されていれば、入力した関数
曲線は妥当なものであると判断することができる。しか
し、例えば、画像ａでは前記異常部分の画像が顕著に表
示されているが、ある階調数にて平行移動させた画像す
及び画像Ｃでは前記異常部分の画像が画像ａに比べ顕著
に表示されていない場合、入力した関数曲線は＋側、−
側へ平行移動できる範囲が狭いものであると判断でき、
このような関数曲線を用いる変換は安定したものではな
い。この場合には、関数曲線を平行移動する階調数を変
更し再度検討することが必要であるが、本発明の装置を
使用すれば関数曲線の平衡移動及び再度検討が容易に実
行可能である。

上記した検討は、ＣＰＵにより表示される画像を見なが
ら人が検討しても良いし、所要のデータをＣＰＵに読ま
せて機械的に検討させてもよい。

又、画像ａと画像すでは前記異常部分の画像が顕著に表
示されているが、画像Ｃでは前記異常部分の画像が顕著
に表示されていない場合、即ち、第８図に示すように、
最も妥当である関数が回内点線で示す直線２０であるの
に対し、入力した関数は回内実線で示す直線２１である
とき、直線２１を＋側に平行移動させて得られる画像す
においては異常部分が顕著に表示される範囲である直線
２０を中心とした二点鎖線範囲内に含まれるので異常部
分が顕著に表示されるが、直線２１を一側に平行移動さ
せて得られる画像Ｃにおいては前記二点鎖線範囲より外
れるので異常部分の表示が顕著に表示されない場合であ
る。このような場合には、人力した関数曲線を＋側に何
階網か平行移動させたものが妥当な関数曲線であると判
断することができる。

このように本発明の外観検査装置によれば、人力した関
数曲線が妥当なものであるか否かを容易に判断すること
が可能であり、従来、極めて複数回の試行錯誤を要し、
長時間を要していた関数曲線の妥当性の判断についても
極めて短時間で行うことができる。又、入力した関数曲
線が妥当なものでない場合にはどのような関数曲線にす
れば適切な関数曲線になるかを示す方法、即ち、具体的
に＋あるいは−の方向に何階網平行移動させるという表
示方法、を示すことができるとともに、入力した関数曲
線がどの程度の安定度幅を有しているかを階調数にて表
すことができ、入力した関数曲線の妥当性を客観的に示
すことが可能となる。

上記した判断は、ＣＰＵにより表示される画像を見なが
ら人が判断しても良いし、所要のデータをＣＰＵに読ま
せて機械的に判断させてもよい。

又、本外観検査装置を使用することで、第９図に示すよ
うに、人力した関数曲線について、前記関数曲線を＋側
、−側にそれぞれ平行移動したときの異常画像の画素数
を表すグラフを作成することができる。例えば第９図は
、第２図に示す関数曲線にて変換画像を作成し変換画像
の１５０階調目をしきい値として画像処理したもので、
入力した関数曲線を平行移動しないとき異常画素数は約
３００であり、＋２２階調平行移動したとき異常画素数
は０即ち欠陥画像は白一色になることを示し、−２２階
調平行移動したとき異常画素数は無限大即ち欠陥画像は
黒一色になることを示している。以上は黒色欠陥の場合
についての説明であるが、白色欠陥の場合は類似の理由
により欠陥画像の色が逆になる。このように人力した関
数曲線に対し、何階網の安定度幅を有しているかを階調
数にてなる指標にて表すことが可能となる。このような
指標は、外観検査装置の性能を示す指標となり、又、従
来これに類する指標がなかったので、実用上極めて有効
かつ重要な指標となる。

又、上述したように、この外観検査方法を利用するに当
たり、得られた変換画像を設定したあるしきい値にて白
色及び黒色に２値化して検討することも可能である。

又、上述した実施例において、ビデオカメラ２が送出す
る映像信号は白黒の映像信号であるが、公知の変換器を
使用することでカラーの映像信号を送出するビデオカメ
ラを使用することも勿論可能である。

又、上述した実施例において、原始画像を分割する階調
数は２５６階調としたがこれに限るものではなく、任意
に設定することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、関数グラフが入力
する平行移動量に従い平行移動し新たな関数グラフを発
生することより、関数を設定するのに少ない試行回数、
短時間にて実行することができる。

又、入力した関数グラフの妥当性を平行移動量にて表す
ことができることより、客観的に関数グラフの妥当性を
表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の外観検査装置の構成を示すブロック図
、第２図ないし第４図は本発明の装置にて使用される関
数曲線を示すグラフ、第５図ないし第７図は第２図ない
し第３図に示すグラフにて変換された画像を示す図、第
８図は本発明の装置にて使用される関数曲線を示すグラ
フ、第９図は平行移動する階調の大きさと各階調におけ
る異常画素数との関係を示すグラフである。 ｌ・・・被検査物、 ５・・・関数入力部、 ９・・・平行移動部、 １１・・・表示装置、 ２・・・ビデオカメラ、 ８・・・平行移動設定部、 １０・・・濃淡強調演算部、 １４・・・外観検査装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像の明暗の濃淡度の一部を強調する画像処理方
   法において、 画像処理前の画像の明暗の濃淡度と画像処理後の画像の
   明暗の濃淡度との関係を示す関数を入力し、 この関数を画像処理前の画像の明暗の濃淡度に従い平行
   移動させる平行移動量を入力し、 平行移動した新たな関数を作成し、 画像処理前の画像を新たな関数に従い画像処理する、こ
   とを特徴とする画像処理方法。
2. （２）平行移動量に対して新たな関数による画像処理さ
   れた画像と変化後の画像との変化状況を比較する、請求
   項１記載の画像処理方法を利用した画像検査方法。
3. （３）画像処理前の画像として被検査物を撮影した画像
   を使用し被検査物の外観上の異常を検出する、請求項１
   または２記載の画像処理方法又は画像検査方法を利用し
   た外観検査方法。
4. （４）元の関数を平行移動する平行移動量を指標にして
   元の関数の妥当性を評価する請求項３記載の外観検査方
   法。
5. （５）新たな関数に従い画像処理をした処理後の画像に
   ついて設定したしきい値にて更に画像処理をする、請求
   項１ないし４記載の画像処理方法、画像検査方法及び外
   観検査方法。
6. （６）被検査物を撮影した画像の明暗の濃淡度の一部を
   強調する画像処理方法を利用した外観検査装置において
   、 画像処理前の画像の明暗の濃淡度と画像処理後の画像の
   明暗の濃淡度との関係を示す関数を入力する関数入力部
   と、 関数入力部より供給される前記関数を画像処理前の画像
   の明暗の濃淡度に従い平行移動させる平行移動量を設定
   する平行移動設定部と、 平行移動した新たな関数を作成する平行移動部と、 画像の濃淡度を新たな関数に従い演算する濃淡強調演算
   部と、を備えたことを特徴とする外観検査装置。