JPH0341347A - 欠陥検査方法およびその装置 - 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］ この発明は、ラインＣＣＤカメラなどのセンサで読みと
った画像データに含まれた被検査対象体の異物、汚れ、
傷、シミ、黒点、ピンホール、フィッシュアイなどの欠
陥パターンの数を、カウントする欠陥検査方法およびそ
の装置に関する。

［従来の技術］ 画像データに含まれる被検査対象体の異物、汚れ、傷、
シミ、黒点、ピンホール、フィッシュアイなどの欠陥パ
ターンの数を、カウントする欠陥検査方法としては、従
来、ラベリングと呼ばれる手法が応用されていた。　こ
こで、ラベリングとは、２値画像中の連結成分に対して
、同一成分の画素には同一ラベル（名前）を、異なる成
分には異なるラベルを与える処理をいい、この処理は、
連結した　「ｌ」画素に同一ラベルを伝播させる操作と
、異なるラベルを持つ連結成分が途中で合流したときの
ラベル付は換え操作からなる。

このラベリングを利用した欠陥数のカウントは、２値画
像に対して、ｒｌＪが見つかるまでスキャンし、「１」
が検出されたとき、その値をまだ使用されていない最小
の値μに変更する。次いで、　μ画素の近傍にあるｒｌ
Ｊ画素を鉢に変更し、μ画素から離れたｒｌＪ画素につ
いては（ＩＬ＋１〉の新たなラベルをつけ、これを繰り
返す。

スキャンを終了した時点でのラベルの値が「１」のパタ
ーンの数、　すなわち、被検査対象体の汚れ、傷、シミ
、ピンホール、フィッシュアイなどの欠陥パターンの数
に相当する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のラベリングを応用する欠陥検査方
法および装置では、各画素毎に、ラベリング用に多値メ
モリを必要とし、更に、この多値メモリの種類により、
カウントできる最大値が決ってしまい、例えば、８ビッ
ト／画素であれば、最大　２５６個までしかカウントで
きない。

この発明は上述の背景に基づきなされたものであり、そ
の目的とするところは、ラベリング用に多値メモリを必
要とせず、多数の欠陥をカウントできるセンサで読みと
った画像データに含まれた被検査対象体の欠陥のパター
ンの数をカウントする欠陥検査方法およびその装置を提
供することである。

［課題を解決するための手段］ 発明者らは、上記課題解決のために種々の研究開発を行
なった結果、２値画像から抽出された４画素から２値画
像の欠陥パターンの突起角若しくは隅を識別し、一定の
突起角である場合、欠陥数に１を加算し、一定の隅であ
る場合、欠陥数から１を減算すれば、この発明の目的達
成に有効であることを見いだし、　この発明を完成する
に至った。

すなわち、この発明による欠陥検査方法は、センサから
得られるｍｘｎ個の画素の２値画像に含まれる欠陥パタ
ーン数を計数する方法であって、次の各ステップからな
ることを特徴とするものである。

（イ）２値画像の４画素； （ｉ、ｊ）、（ｉ−１，ｊ）、（１＋　Ｊ　　１）およ
び（ｉ−１，ｊ−１） （式中、ｉおよびｊは、２≦ｉ≦ｍおよび２≦ｊ≦ｎを
満足するものとする） のデータを入力するステップ （ロ）入力された４画素から、２値画像における欠陥パ
ターンの突起角若しくは隅を識別し、定の突起角である
場合、欠陥数に１を加算し、定の隅である場合、欠陥数
から１を減算するステップ （ハ）前記（イ）および（ロ）のステップを、ｉについ
て２からｍまで繰り返し、ｊについて２からｎまで繰り
返すステップ。

この発明の好ましい態様において、センサから得られた
画像データを、逐次的に、（イ）および（ロ）ステップ
で処理することができる。

また、この発明による欠陥検査装置は、センサから得ら
れるｍＸ’ｎ個の画素の２値画像データのうち、少なく
とも下記の４画素（ｉ、ｊ）、（ｉ−１，ｊ）、（ｉ、
　ｊ−１）ｊ：ｉよび（ｉ−１，ｊ−１） （但し、ｉおよびｊは、２≦ｉ≦ｍおよび２≦ｊ≦ｎを
満足するものとする） のデータを記録する記録手段と、 記録手段より４画素を入力し、その画素から、２個画像
における欠陥パターンの突起角若しくは隅を識別し、前
記入力および識別を、ｉについて２からｍまで繰り返し
、ｊについて２からｎまで繰り返す識別回路と、 一定の突起角である場合、　欠陥数に１を加算し、一定
の隅である場合、欠陥数から１を減算して欠陥数をｔ演
算するカウンタと からなることを特徴とするものである。

［作　用］ 上述の構成からなるこの発明では、以下のように動作す
る。

センサにより画面を走査して、画像を２次元平面の正方
格子上の標本点の濃度値（「１」と「０」）の２次元配
置として表現する。この様にして、ｍ　ｘ　ｎ個の画素
からなる２個画像が得られる。

センサの走査中に逐次的に、若しくは走査終了後に全体
の画像データから、２個画像のうち下記の４画素のデー
タを入力する。

（ｉ、　ｊ）、（ｉ−１，ｊ）、（ｉ、　ｊ−１）およ
び（ｉ−１，ｊ−１） （但し、ｉおよびｊは、２≦ｉ≦ｍおよび２≦ｊ≦ｎを
満足するものとする） 次いで、その４画素のデータから、２個画像における欠
陥パターンの突起角若しくは隅を識別する。ここで、突
起角は、入力した４画素のうち１画素がパターン部分に
該当する場合であり、隅は、入力した４画素のうち、３
画素がパターン部分に該当する場合である。

幾何学上、一定の条件で、突起角の数は、隅の数より１
個多い。従って、各パターンについて突起角のを加算し
、隅の数を減算する計算ように、画像全体について総計
すれば、パターンの総数を計算できる。

［実施例］ 以下に、この発明を実施例に基づき具体的に説明するが
、この発明はその要旨を超えない限り以下の例に限定さ
れるものではない。

この発明において、入力された４画素から、２個画像に
おける欠陥パターンの突起角若しくは隅を識別し、一定
の突起角である場合、欠陥数に１を加算し、一定の隅で
ある場合、欠陥数からｌを減算する。

この実施例における欠陥数のカウンタのアルゴリズムは
、人力された４画素（ｉ、ｊ）、（１１、ｊ）、（ｉ、
ｊ−１）および（ｉＩｔ　Ｊ−１）のうち、（ｉ、ｊ）
の１画素のみが「１」であり、その他がｒＯＪのとき、
１だけ加算し、他方、（ｉ−１，ｊ−１）の１画素だけ
がｒＯＪであり、その他が「１」であるとき、ｌだけ減
算することからなる。第１表に、この実施例のアルゴリ
ズムを示す。２×２のマトリックスで示される４画素で
、「１」′が欠陥パターンの部分であり、「０」が欠陥
パターン外の部分である。

第１表　実施例のアルゴリズム 第１図に、この実施例によるアルゴリズムを適用した種
々のパターン例を示す。パターンは、凸状と凹状とに、
サイズについては、参照画素数の多少に分類される。第
１図でパターンに付記される○印とΔ印とは、各々、こ
の実施例に・おける突起角　（１加算）と隅（１減算）
に対応する。従って、欠陥数は、○の数からΔの数を減
算すればよい。明らかなように、例示したいずれのパタ
ーンも、このアルゴリズムにより、１個と判定される。

第２図に、この実施例によるアルゴリズムを逐次的に実
現する回路構成の一例を示す。

この回路は、ＣＣＤから得られた２値画像データのｍ行
（ＣＯＤ素子数）×３列分のデータを記録するシフトレ
ジスタであるバッファメモリ１の記録手段１３と、１画
素分遅延させる遅延回路２及び３と、４画素（ｉ、ｊ）
、（ｉ−１，ｊ）、（ｉ、ｊ−１）および（ｉ−１，ｊ
−１）のうち、（ｉ、ｊ）の１画素のみが「１」であり
、その他が「０」のとき、ｒｌＪを出力するＡＮＤ回路
４と、（ｉ−１，ｊ−１）の１画素だけがｒＯＪであり
、その他が「１」であるとき、「１」を出力する　ＡＮ
Ｄ回路５と、ＡＮＤ回路４からの出力が　　「１」のと
き１だけ加算し、ＡＮＤ回路５からの出力が「１」のと
き１だけ減算するカウンタ６とからなり、バッファメモ
リ１と遅延回路２及び３とＡＮＤ回路４及び５とは、識
別回路１４を構成する。

この回路は、次のように作動する。ＣＣＤの２値画像デ
ータは、バッファメモリ１に入力される。このバッファ
メモリ１には、ｍ行×３列分のデータが記録される。バ
ッファメモリｌの（ｊ−１）および（ｊ）行目の２値デ
ータが、　ＡＮＤ回路４及び５に入力され、また、遅延
回路２及び３で１画素分遅延された画像データもＡＮＤ
回路４及び５に入力される。カウンタ６では、ＡＮＤ回
路４からの出力が「１」のとき１だけ加算し、ＡＮＤ回
路５からの出力が「１」のとき１だけ減算する。このカ
ウントが、ｉについて２からｍまで繰り返される。つい
で、逐次、ＣＣＤで読み取られた画像データが、メモリ
１に入力されて、ｊについても２からｎまで上述のステ
ップが繰り返される。

第３図に、この発明の欠陥検査装置例を、透明フィルム
欠陥検査に用いた場合の装置構成を示す。

この構成では、ライン状光源９と、フィルム８を介して
この光源９に対向したラインＣＣＤ７１ と、ＣＣＩ）７からの出力を受けるＡ／Ｄコンバータ　
１０と、更にコンバータ１０からの出力を受けるコンパ
レータ１１と、前記実施例による欠陥検査装置１２とか
らなる。

この装置構成では、ラインＣＣＤ７に、フィルム８をラ
イン状光源９で照明して透過した画像が入力される。８
ビツトのＡ／Ｄコンバータを介して得られた画像データ
は、コンパレータ１１で２値化される。２値化された画
像データは、欠陥検査装置１２に入力されて、上記の実
施例に説明されたように、処理される。

ここで、ラインＣＣＤカメラ７の撮影条件は、第２表の
通りであった。

第２表　ラインＣＣＤカメラの撮影条件２ 上記実施例の検査により、透明フィルムに含まれる０、
　　２　　φ以上のフィッシュアイをカウントした。そ
の結果、画素データが０．５Ｘ０．５φ／画素であった
が、フィッシュアイの周辺の光学的な歪みまでも検出す
ることができるので、確実に欠陥を検出することができ
た。

この発明は、上記の例に限定されず、種々の変形例が可
能である。

例えば、第３表に示すように、入力された４画素（ｉ、
　ｊ）、（ｉ−１，ｊ）、（ｉ、　ｊ−１）および（ｉ
−１，ｊ−１）のうち、　　（ｉ−１゜ｊ）の１画素の
みが「１」であり、その他がｒＯＪのとき、１だけ加算
し、他方、（１１Ｊ−１）の１画素だけがｒＯＪであり
、その他が「１」であるとき、１だけ減算するアルゴリ
ズムであってもよい。

第３表 変形例のアルゴリズム また、例えば、第４表に示すように、入力された４画素
（ｉ、ｊ）、（ｉ−１１，ｊ）、（１１ｊ−１）および
（ｉ−１，ｊ−１）のうち、（ｉ−１，ｊ−１）の１画
素のみが「１」であり、その他が　　ｒＯＪのとき、１
だけ加算し、他方、（ｉ、ｊ）の１画・素だけがｒＱＪ
であり、その他が「１ｊであるとき、１だけ減算するア
ルゴリズムであってもよい。

第４表 変形例のアルゴリズム 更に、例えば、第５表に示すように、入力された４画素
（ｉ、ｊ）、（ｉ−１，ｊ）、（ｉ、　ｊ−１）および
（ｉ−１，ｊ−１）のうち、（ｉ。

ｊ−１）の１画素のみが「１」であり、その他がｒＯＪ
のとき、１だけ加算し、他方、（ｉ−１゜ｊ）の１画素
だけがｒＯＪであり、その他が「ｌ」であるとき、１だ
け減算するアルゴリズムであってもよい。

５ 第５表　変形例のアルゴリズム この発明は、上記の例に限定されず、更に種々の変形態
様が可能である。

例えば、メモリ容量が大きい場合、ｎＸｍの画像データ
全部をメモリに一旦記録し、この画像データから、所定
の４画素データを入力し、識別回路　１４に入力して、
この発明による欠陥検査を行なってもよい。

［発明の効果］ 下記の例から実証されるように、この発明による検査方
法および検査装置により、次の様な効果を奏する。

　６ ■　ラベリング法を利用する従来技術と異なり、各画素
について、ラベリング用に多値メモリを必要とせず、経
済的に欠陥を検査することができる。

■　カウントできる最大値は、各画素のラベリング用メ
モリでなく、カウンタ用のメモリにより決まり、そのカ
ウンタのメモリを、大きな値まで記録可能なものにする
だけで、多数の欠陥パターンをカウントすることができ
る。

■　４画素による局地処理で計数することができるので
、データの処理上有利である。

■　請求項２記載のこの発明の好ましい態様において、
逐次処理を行なうので、ＣＣＤなどのセンサで読み取っ
た２値データをリアルタイムで処理でき、効果的な計測
ができる。

■　凸状、凹状の各パターンに対して、個体としての判
別ができ、欠陥パターンの数の計測に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の欠陥検査方法に適用された種々の
形状のパターンを示すパターン図、第２図は、この発明
により検査装置の回路構成図、第３図は、透明フィルム
を検査するための装置構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、センサから得られるｍ×ｎ個の画素の２値画像に含
   まれる欠陥パターン数を計数する方法であって、 （イ）前記２値画像の４画素； （ｉ、ｊ）、（ｉ−１、ｊ）、（ｉ、ｊ−１）および（
   ｉ−１、ｊ−１） （式中、ｉおよびｊは、２≦ｉ≦ｍおよび２≦ｊ≦ｎを
   満足するものとする） のデータを入力し、 （ロ）入力された４画素のデータから、２値画像におけ
   る欠陥パターンの突起角若しくは隅を識別し、一定の突
   起角である場合、欠陥数に１を加算し、一定の隅である
   場合、欠陥数から１を減算し、 （ハ）前記（イ）および（ロ）のステップを、ｉについ
   て２からｍまで繰り返し、ｊについて２からｎまで繰り
   返す 各ステップを含むことを特徴とする欠陥検査方法。 ２、センサから得られた画像データを、逐次的に、前記
   （イ）および（ロ）ステップで処理する特許請求の範囲
   第１項記載の欠陥検査方法。 ３、センサから得られるｍ×ｎ個の画素の２値画像デー
   タのうち、少なくとも下記の４画素（ｉ、ｊ）、（ｉ−
   １、ｊ）、（ｉ、ｊ−１）および（ｉ−１、ｊ−１） （式中、ｉおよびｊは、２≦ｉ≦ｍおよび２≦ｊ≦ｎを
   満足するものとする） のデータを記録する記録手段と、 前記記録手段より前記４画素のデータを入力し、該画素
   データから、２値画像における欠陥パターンの突起角若
   しくは隅を識別し、前記入力および識別を、ｉについて
   ２からｍまで繰り返し、ｊについて２からｎまで繰り返
   す識別回路と、一定の突起角である場合、欠陥数に１を
   加算し、一定の隅である場合、欠陥数から１を減算して
   欠陥数を演算するカウンタとからなることを特徴とする
   欠陥検査装置。