JPH0359362B2 - - Google Patents

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JPH0359362B2
JPH0359362B2 JP6954881A JP6954881A JPH0359362B2 JP H0359362 B2 JPH0359362 B2 JP H0359362B2 JP 6954881 A JP6954881 A JP 6954881A JP 6954881 A JP6954881 A JP 6954881A JP H0359362 B2 JPH0359362 B2 JP H0359362B2
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JP
Japan
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binarized
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JP6954881A
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English (en)
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JPS57184908A (en
Inventor
Masaaki Ishizaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIDO KEISOKU GIJUTSU KENKYUKUMIAI
Original Assignee
JIDO KEISOKU GIJUTSU KENKYUKUMIAI
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Publication date
Application filed by JIDO KEISOKU GIJUTSU KENKYUKUMIAI filed Critical JIDO KEISOKU GIJUTSU KENKYUKUMIAI
Priority to JP6954881A priority Critical patent/JPS57184908A/ja
Publication of JPS57184908A publication Critical patent/JPS57184908A/ja
Publication of JPH0359362B2 publication Critical patent/JPH0359362B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は部品等の位置決め及び形状の検査を行
う装置に関するものである。
従来のこの種の装置は2値化処理を行つてい
た。すなわち2値化処理を行う装置はテレビカメ
ラより得られた濃淡画像からあるしきい値により
0と1による2値画像に変換し、しかる後に位置
を求めたり形状の検査を行う等の処理を行つてい
る。そのため第1図に示すような白の部分1、灰
色の部分2、黒の部分3より成る部分の形状の検
査、あるいは部品の白い傷と黒い傷の両方の検出
は2値化処理では不可能となつてしまう。また2
値化処理により可能な対象であつても安定な2値
化画像を得るためには均一な照明、シエーデイン
グの少ないテレビカメラ装置、適正に2値化レベ
ルを保つといつた条件を守らねばならず、これら
条件の整備に多大な労力を要した。
本発明はテレビカメラの出力である濃淡画像に
対し一種の微分操作を与えて得られる境界値近傍
画像を定義し、この信号に対しパターンエツチン
グ法もしくは特開昭55−52906号公報に開示され
た手法を適用して部品等の位置決め及び形状の検
査を行うもので、これにより従来の2値化処理に
よる不都合をなくそうとするものである。
濃淡画像に対し微分を行うことにより濃淡が急
激に変化している部分を検出し、物体の境界を得
る手法は広く行なわれており、デイジタル画像処
理における例として以下のものが良く知られてい
る。すなわち添字i,jにより与えられる位置の
濃度をf(i,j)とするx方向の微分△xf=f
(i,j)−f(i−1,j),y方向の微分△yf=
f(i,j)−f(i,j−1)を計算し、これら
の値もしくは√(△)2+(△)2により得られ

勾配により境界を得る手法がある。
またラプラシアン〓2f=f(i+1,j)+(i
−1,j)+f(i,j+1)+(i,j−1)−4f
(i,j)により境界を得る手法がある。
さてデイジタル濃淡画像より上記のx方向微
分、y方向微分、勾配、ラプラシアンを得、これ
らに対しパターンマツチング法、若しくはパター
ンマツチング法に類似した手法を適用しても満足
すべき結果は得られない。その理由は2つあり第
1のものはデイジタル的な位置において得られた
濃淡画像のx方向微分値、y方向微分値、勾配、
ラプラシアン等の値はサンプリング毎に変化する
ことにある。すなわち第2図においてa点とb点
の間の微分値に対し、勾配の中間点をサンプリン
グしているc点とd点の間の微分値もしくはd点
とe点の間の微分値の方は前者な値の約半分の値
となつておりサンプリング位置が毎回少しずつ変
ることにより結果が著しく異なつている。
第2の理由はこれらの値は濃度の急激な変化に
対応した点のみで大きな変化を持ちそれ以外では
0となることが多くパターンマツチング法、もし
くはパターンマツチング法に類似した手法を適用
した場合、量子化誤差又は形状の若干の差異によ
るパターンのずれに対してマツチング率が急激に
変化し不安定かつ人間の目による評価と著しく異
なつた結果しか得られないことが多い。第3図か
ら第8図はこれらの理由を具体的に示す例で第3
図のように縦軸に対しわずかに傾いた境界を持つ
画像をサンプリングして第4図の0〜10の間の値
のサンプリング値を得ると、この勾配は第5図の
ようになり更にこの勾配を7のしきい値により2
値化すると第6図の微分2値化画像を得ることが
できる。この値は先にのべた第1の理由により境
界が飛んでおりかつ第7図の縦軸に対し傾かない
境界に対する第8図の微分2値化画像とのマツチ
ングを行うと一致点が4ケ所に対し不一致点が10
個所あり第3図と第7図は形が似ているにもかか
わらず微分2値化画像の一致率は低いことがわか
る。
本発明はこのような欠点を除去したもので以下
図面の一実施例により説明する。第9図はこの主
要な回路で4はテレビカメラ、5A/D変換器、
6,8,10はデータを記憶するシフトレジス
タ、7,9はテレビカメラ走査線の約2本分のデ
ータを記憶するシフトレジスタ、11,12,1
3,14は減算器、15,16,17,18,1
9,20,21,22は比較器、23,24はゲ
ート回路、25は被検査パターンメモリ、26は
標準パターンメモリ、27はクロツク制御回路、
28,29はゲート回路、30は累算器である。
次に構成にもとづく動作は、2段階に分れてお
り、まず第1の段階となる映像の書込みは次のよ
うに行なわれる。
第9図において、テレビカメラ4から画面走査
に従つて出力される映像信号は画面を構成する各
画素のの位置でA/D変換器5によりサンプリン
グされ、その値はシフトレジスタ6に入力され
る。シフトレジスタ6〜10は、シフトレジスタ
6を構成する1段目のレジスタ6aの出力、シフ
トレジスタ8を構成する1段目のレジスタ8aの
出力、およびシフトレジスタ10を構成する1段
目のレジスタ10aの出力が画面の同一列とな
る。そして、これらシフトレジスタ6a,8a,
10aは互いに2行ずつ離れた画素となるように
構成されているため、シフトレジスタ8を構成す
る3段目のレジスタ8cの出力を画素f(3,3)
とする5×fの画素間の演算が画面走査に従つて
画面全体について行なわれる。ただし、全画面の
うち、上下、左右の周辺2画素については、演算
の対象とせずその内側についてのみ演算を行うも
のとする。
すなわち前記第9図におけるテレビカメラ4に
より得られた映像信号はA/D変換器5によりサ
ンプリング及びデイジタル化され、 f(3,5)−f(3,3), f(5,3)−f(3,3), f(1,3)−f(3,3), f(3,1)−f(3,3), に相当する値を与えることになる。これらの出力
は第9図の比較器15,16,17,18,1
9,20,21,22に与えられ、比較器15,
17,19,21においては正の値をもつしきい
値と比較され、この値以上の時、正の2値化境界
近傍画像の論理出力1を得、比較器16,18,
20,22においては先の比較器15,17,1
9,21に与えられている正の値をもつしきい値
と絶対値の等しい負の値をもつしきい値と比較さ
れこの値以下の時、負の2値化境界近傍画像の論
理出力1を得る。比較器15,17,19,21
の出力はゲート回路23においてORされ比較器
16,18,20,22の出力はゲート回路24
においてORされクロツク制御回路27の発生す
るアドレス信号及びクロツク信号に従つて被検査
パターンのメモリ25に映像画面に対応する順序
で記憶される。
この回路では、2値化された境界近傍画像を扱
うため出力の対象となる位置の画素の映像データ
とこの画素から上下左右に各々2画素の距離を持
つ4つの画素のそれぞれの映像データとの差を求
めこれらの値のうち少なくとも一つが正の値を持
つしきい値を超えないか、またはこれらの値のう
ち少なくとも1つの負の値をもつしきい値を超え
ないかを計算しているが、これらの正の最大値
(正の境界近傍画像)及び負の最小値(負の境界
近傍画像)を求め、しかる後、それぞれを正の値
を持つしきい値及び負の値を持つしきい値により
2値化しても同じ結果を得られることは明白であ
る。
さて以上の動作により被検査パターンメモリ2
5に記憶された正常な部品による2値化境界近傍
画像は標準パターンメモリ26に移されて記憶さ
れ、新たに検査を必要とする部品による2値化境
界近傍画像を被検査パターンメモリ25に記憶さ
れた状態で動作の第2段階とする標準パターンを
用いて部品の位置検出及び形状の検査を以下のよ
うに行う。
すなわちクロツク制御回路27より発生するア
ドレス信号及びクロツク信号によりパターンマツ
チングを行う標準パターンを標準パターンメモリ
26より、またパターンマツチングの対象となる
パターンを被検査パターンメモリ25より順次読
み出し、読み出された2つの正の2値化境界近傍
画像信号の排他論理和をゲート回路28により
得、読み出された2つの負の2値化境界近傍画像
信号の排他論理和をゲート回路29により得、こ
れらのゲート出力をパターンマツチングの範囲に
ついて累算器30により加算し評価を得る。位置
検出は以上の動作を同一の標準パターンに対応し
て被検査パターンメモリの読み出し領域を順次ず
らしていきながら行い評価の最小となる被検査パ
ターンの読み出し領域座標を求めることにより行
われ、形状検査はこの評価の最小値、もしくは評
価の最小となる被検査パターンの読み出し領域座
標において別途評価領域を変化させてパターンマ
ツチングを行うことにより行なわれる。
以上実施例により説明したが、第3図の縦軸に
対しわずかに傾いた境界を持つ画像に対し本発明
の実施例を適用すれば、第11図のような正の境
界近傍画像及び第12図のような負の境界近傍画
像を得ることができ、これらを7により2値化し
て正及び負の2値化境界近傍画像を得、正の2値
化境界近傍画像の論理が1の部分を十で負の2値
化境界近傍画像の論理が1の部分を一で同時に示
すことにより第13図の2値化境界近傍画像が得
られる。第13図の2値化境界近傍画像は、第6
図の微分画像の欠点であつた勾配の中間点をサン
プリングすることによる飛びがなくなると共に第
7図の境界が縦軸に対して傾かない時得られる第
14図の2値化境界近傍画像とのパターンマツチ
ングを行うと一致点が24ケ所に対し不一致点が16
ケ所と前に述べた微分画像の時より大巾に改善さ
れていることに示されるように量子化誤差による
パターンずれに対してマツチング率が急激に悪く
ならないため適当な評価を与えることができる効
果を持つ。
【図面の簡単な説明】
第1図は2値化処理により処理できないパター
ンの例を示す図、第2図は安定な微分値が得られ
ない例を示す図、第3図は縦軸に対しわずかに傾
いた境界を持つ画像の例を示す図、第4図は第3
図を数値化した図、第5図は第4図の勾配を示す
図、第6図は勾配を7のしきい値により2値化し
た微分2値化画像を示す図、第7図は縦軸に対し
傾かない境界を持つ画像の例を示す図、第8図は
第7図に対する微分2値化画像を示す図、第9図
は本発明の一実施例による形状検査装置のブロツ
ク図、第10図は本発明による一実施例の画面に
おける関係を示す図、第11図は第3図の画像に
対し本発明を適用して得た正の境界近傍画像を示
す図、第12図は同じく第3図の画像に対し本発
明を適用して得た負の境界近傍画像を示す図、第
13図は第11図及び第12図を7のしきい値に
より2値化して得た2値化境界近傍画像を示す
図、第14図は第7図の画像に対し本発明を適用
して得た2値化境界近傍画像を示す図である。 4……テレビカメラ、6,8,10……シフト
レジスタ、11〜14……減算器、23,24,
28,29……ゲート回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 撮像装置から出力される映像信号を画素毎に
    サンプリングしてデジタル化するA/D変換器
    と、このA/D変換器の信号を入力して、出力の
    対象となる位置の画素を中心として、上下左右に
    少なくとも2画素の距離を持つ位置の画素のデー
    タを記憶するシフトレジスタと、このシフトレジ
    スタの信号を入力し、上記出力の対象となる位置
    の画素を基準として、上記上下左右の画素をそれ
    ぞれ減算する減算器と、これら減算器の信号の絶
    対値がしきい値より大きいとき2値化信号を出力
    する比較器と、これら比較器の信号から得られた
    2値化境界近傍画像と、標準パターンとをパター
    ンマツチングにより比較して形状の検査を行なう
    累算器とを備えた形状検査装置。
JP6954881A 1981-05-08 1981-05-08 Shape detector Granted JPS57184908A (en)

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JP6954881A JPS57184908A (en) 1981-05-08 1981-05-08 Shape detector

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JP6954881A JPS57184908A (en) 1981-05-08 1981-05-08 Shape detector

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5999203A (ja) * 1982-11-18 1984-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学距離計による段差点検出方法
JPH0629683Y2 (ja) * 1984-01-06 1994-08-10 パイオニア株式会社 計測電気信号レベル急変化検知装置
JPS61102507A (ja) * 1984-10-26 1986-05-21 Amada Co Ltd 計測検査システム

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