JPH07225196A - 欠陥検出方法および装置 - Google Patents

欠陥検出方法および装置

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JPH07225196A
JPH07225196A JP6016803A JP1680394A JPH07225196A JP H07225196 A JPH07225196 A JP H07225196A JP 6016803 A JP6016803 A JP 6016803A JP 1680394 A JP1680394 A JP 1680394A JP H07225196 A JPH07225196 A JP H07225196A
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Tadashi Itagaki
忠司 板垣
Kozo Ichiba
弘造 市場
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Toshiba Engineering Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検査物中の微小な欠陥を正確に検出するこ
とが可能な欠陥検出方法および装置を提供する。 【構成】 被検査物中の欠陥を検出する欠陥検出装置に
おいて、前記被検査物を撮像して二次元に整列配置され
た複数の画素毎の輝度情報を得るエリアセンサ3と、前
記各輝度情報間での各変化量を水平方向および垂直方向
について求める変化量演算部5と、前記水平方向および
垂直方向の変化量を前記画素毎に加算する変化量加算部
7と、前記加算された変化量を前記画素毎に平均化する
平均算出部9と、前記平均化された変化量が所定より多
い場合、欠陥とする検出部11とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無地のシート状の被検
査物中の欠陥を検出する欠陥検出方法および装置に係わ
り、特に、微小な欠陥を検出可能な欠陥検出方法および
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、無地のシート状のフィルムや
缶の材料となるアルミニウムの薄板では、微小の異物、
キズ等の微小な欠陥が生じる場合がある。
【0003】この微小な欠陥は、ラインセンサまたはエ
リアセンサと画像処理装置等を備える欠陥検出装置によ
って検出されている。この欠陥検出装置では、検査対象
を前記ラインセンサまたはエリアセンサにより撮像する
ことによって得られた画素毎の輝度情報が所定の範囲内
にあるか否かを判定し、範囲外の場合は欠陥と判断して
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
欠陥検出装置では、欠陥が前記ラインセンサまたはエリ
アセンサの輝度情報検出画素に対して微小な物(画素面
積前後の微小な物、以下微小欠陥と記す)である場合、
前記画素毎の輝度情報が所定の範囲内にあるか否かを判
定するのみでは図12に示すようにシェーディングや高
周波ノイズにより、微小欠陥を検出することはできな
い。そのため前記画素毎の輝度情報に対し、微分処理等
の強調処理を行うことが考えられるが、前記画素毎の輝
度情報は、図12に示すように周波数空間で見るとシェ
ーディングによる低周波ノイズやラインセンサまたはエ
リアセンサ自体による高周波ノイズを含んでいる。その
ため、微分処理等の強調処理を行うと前記低周波ノイ
ズ、高周波ノイズも強調され、微小欠陥を正確に検出す
ることはできないという問題がある。
【0005】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、被検査物中の微小な欠陥を正確に検
出することが可能な欠陥検出方法および装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、被検査物中の欠陥を検出する欠陥検出装
置であって、前記被検査物を撮像して二次元に整列配置
された複数の画素毎の輝度情報を得るセンサ例えばライ
ンセンサもしくはエリアセンサと、前記各輝度情報間で
の各変化量を水平方向および垂直方向ついて求める変化
量演算手段と、前記水平方向および垂直方向の変化量を
前記画素毎に加算する変化量加算手段と、前記加算され
た変化量を前記画素毎に平均化する平均算出手段と、前
記平均化された変化量が所定より多い場合、欠陥として
検出する検出手段と、を具備することを特徴としてい
る。
【0007】また、前記変化量演算手段は、任意の画素
の輝度情報を中心としたm行n列のN個(m×n個)の
輝度情報を基に、水平方向の輪郭を強調する第1の係数
テーブルと垂直方向の輪郭を強調する第2の係数テーブ
ルを用いて、水平方向と垂直方向の変化量を求めること
を特徴としている。
【0008】さらに、前記平均算出手段は、任意の画素
に対応する変化量を中心としたm行n列のN個(m×n
個)の各変化量を基に、前記各変化量の平均化を行うm
行n列のテーブルを用いて平均化することを特徴として
いる。
【0009】
【作用】上記構成によれば、変化量演算手段は、被検査
物をセンサにより撮像して得られる二次元に整列配置さ
れた複数の画素毎の輝度情報間での各変化量を水平方向
および垂直方向ついて求め、変化量加算手段は、前記水
平方向および垂直方向の変化量を前記画素毎に加算し、
平均算出手段は、前記加算された変化量を前記画素毎に
平均化する。そして、検出手段では、前記平均化された
変化量が所定より多い場合、欠陥として検出する。これ
により、被検査物中の微小な欠陥を正確に検出する。
【0010】また、前記変化量演算手段は、任意の画素
の輝度情報を中心としたm行n列のN個(m×n個)の
輝度情報を基に、水平方向の輪郭を強調する第1の係数
テーブルと垂直方向の輪郭を強調する第2の係数テーブ
ルを用いて、水平方向と垂直方向の変化量を求める。
【0011】さらに、前記平均算出手段は、任意の画素
に対応する変化量を中心としたm行n列のN個(m×n
個)の各変化量を基に、前記各変化量の平均化を行うm
行n列のテーブルを用いて平均化する。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の欠陥検出装置の一実施例を
示すブロック図であり、センサにエリアセンサを用いた
ときの実施例である。
【0013】図1に示すように、欠陥検出装置1は、エ
リアセンサ3と、変化量演算部5と、変化量加算部7
と、平均算出部9と、検出部11と、表示部13とから
構成されている。
【0014】エリアセンサ3は、白いシート状のフィル
ムや缶の材料となるアルミニウムの薄板等の被検査物を
撮像して二次元に整列配置された複数の画素毎の輝度情
報を得る。なお、本実施例では、エリアセンサ3を用い
ているがこれに限らず、ラインセンサを用いて走査する
ようにしても良い。
【0015】変化量演算部5は、エリアセンサ3により
得られた輝度情報の水平方向の変化量および垂直方向の
変化量を縦横複数の行列、例えば水平方向の輪郭を強調
する図2に示す水平方向のSobelフィルタ(第1の
係数テーブル)と、垂直方向の輪郭を強調する図3に示
す垂直方向のSobelフィルタ(第2の係数テーブ
ル)によって求める。なお、本実施例の変化量は、So
belフィルターを用いて求めているがこれに限らず、
他の係数のフィルタや他のマトリクス(2行2列、3行
1列等)のフィルタを用いても良い。
【0016】変化量加算部7は、変化量演算部5により
求められた水平方向と垂直方向の変化量を画素毎に加算
する。
【0017】平均算出部9は、前記変化量演算部5によ
って加算された変化量を、例えば3行3列の9つの変化
量の平均値を中心画素の変化量の平均とする図4に示す
フィルタを用いて平均化し、平均変化量として画素毎に
求める。なお、本実施例の平均算出部9は、図4に示す
ようなフィルタを用いているがこれに限らず、他の係数
のフィルタ例えば中心画素の係数を2/10,周囲画素
の係数を1/10にしたフィルタ(中心画素に重み増や
したフィルタ)や、他のマトリクスのフィルタを用いて
も良い。
【0018】検出部11は、平均算出部9によって求め
られた平均変化量が、予め設定されている欠陥判定しき
い値より大きい場合、それを欠陥として検出する。
【0019】表示部13は、平均算出部9により求めら
れた平均変化量を表示する。また、エリアセンサ3によ
り得られた画素毎の輝度情報や、変化量演算部5により
求められた水平方向の変化量と垂直方向の変化量や、変
化量加算部7により水平方向と垂直方向の加算された変
化量を表示する。
【0020】次に、本実施例の作用を図5に示す白いシ
ート状のフィルム上に存在する微小な異物やキズ等の微
小な欠陥(エリアセンサ3の画素面積前後の大きさ)を
検出する場合を例に図6のフローチャートを用いて説明
する。
【0021】まず、検査対象をエリアセンサ3により撮
像し、輝度を0〜255の256階調で表した画素毎の
輝度情報を得る(ステップST1)。図5に示された線
上の画素の輝度情報を表示部13により表示させると図
7に示すようになる。
【0022】画素毎の輝度情報が得られると変化量演算
部5は、各輝度情報間での水平方向の変化量Hijおよび
垂直方向の変化量Vijを3行3列の行列内で求める(ス
テップST3)。
【0023】例えば、任意の画素Lijの水平方向の変化
量Hijと垂直方向の変化量Vijは、図8に示すように画
素Lijを中心とした3行3列の9つの格子の輝度情報を
基に、図2に示す水平方向のSobelフィルター(第
1の係数テーブル)と図3に示す垂直方向のSobel
フィルター(第2の係数テーブル)を用いて以下に示す
式(1)と式(2)によって求める。
【0024】
【数1】 Hij=|−Li-1,j-1 −2Li,j-1 −Li+1,j-1 +Li-1,j+1 +2Li,j+1 +Li+1,j+1 |…式(1)
【数2】 Vij=|−Li-1,j-1 +Li+1,j-1 −2Li-1,j +2Li+1,j −Li-1,j+1 +Li+1,j+1 |…式(2) 水平方向の変化量Hijと垂直方向の変化量Vijが求めら
れると、変化量加算部7では、その水平方向の変化量H
ijと垂直方向の変化量Vijを加算してその画素の変化量
ijを求める(ステップST5)。
【0025】このとき、図5に示された線上の変化量を
表示部13に表示すると図9に示すようになる。ここで
は、実際の欠陥位置の両隣にノイズ(ピーク)が出てお
り、まだ欠陥検出は正確にできない。
【0026】画素毎の変化量が求められると、平均算出
部9では、求められた各変化量を、3行3列の9つの変
化量の平均値を中心画素の変化量の平均とする図4に示
すフィルタを用いて平均化し、それを平均変化量として
画素毎に求める(ステップST7)。
【0027】例えば、画素Li-1,j-1 の変化量をT
i-1,j-1 ,画素Li,j-1 の変化量をTi, j-1 ,画素L
i+1,j-1 の変化量をTi+1,j-1 ,画素Li-1,j の変化量
をTi-1,j,画素Lijの変化量をTij,画素Li+1,j
変化量をTi+1,j ,画素Li-1,j+1の変化量をT
i-1,j+1 ,画素Li,j+1 の変化量をTi,j+1 ,画素L
i+1,j+1 の変化量をTi+1,j+1 とすると、画素Lijの平
均変化量Aijは、以下に示す式(3)によって求められ
る。
【0028】
【数3】 Aij=(Ti-1,j-1 +Ti,j-1 +Ti+1,j-1 +Ti-1,j +Tij+Ti+1,j +Ti-1,j+1 +Ti,j+1 i+1,j+1 )×1/9 …式(3) そして検出部11では、求められた各平均変化量と予め
設定されている欠陥判定しきい値とを比較し、求められ
た平均変化量が予め設定されている欠陥判定しきい値よ
り大きい場合、欠陥と判定する。
【0029】このとき、図5に示された線上の画素の平
均変化量を表示部13に表示すると図10に示すように
なり、また、各平均変化量を表示すると図11のように
なる(ステップST9)。ここで、図9に示された変化
量と図10に示された平均変化量とを比較すると、図1
0に示された平均変化量は、高周波ノイズが減少し、さ
らに、図9で実際の欠陥の位置の両隣に出ていたノイズ
もほぼ無くなっている。これより、図9に示された水平
方向のSobelフィルター(第1の係数テーブル)と
垂直方向のSobelフィルター(第2の係数テーブ
ル)のみにより求められる変化量を用いた場合に比べ、
図10に示された平均変化量を用いた場合では、より正
確に欠陥を検出できることが分かる。
【0030】また、図12に示すように、被検査物を撮
像して得られた輝度情報にシェーディングや高周波ノイ
ズが多く含まれる場合であっても、本実施例の欠陥検出
装置1を用いれば、前記平均変化量を求めることにより
前記シェーディングと高周波ノイズはともに図13のよ
うに減少され、エリアセンサ3の画素面積前後の微小な
欠陥であっても正確に検出することができる。この場
合、図13に示すように輪郭部分も強調されてしまう
が、輪郭部分は予め検出対象から除外するように検出部
11に設定しておけば、欠陥のみを正確に検出すること
ができる。
【0031】このように、エリアセンサ3によって得ら
れた輝度情報の水平方向の変化量および垂直方向の変化
量を縦横複数の行列、例えば水平方向のSobelフィ
ルタ(第1の係数テーブル)と、垂直方向の輪郭を強調
する垂直方向のSobelフィルタ(第2の係数テーブ
ル)によって求め、求められた水平方向と垂直方向の変
化量を画素毎に加算し、さらに、加算された変化量を例
えば3行3列の9つの変化量の平均値を中心画素の変化
量の平均とするフィルタを用いて平均化し、その平均変
化量により欠陥を検出しているので、エリアセンサ3の
画素に対して微小(画素面積前後)である欠陥でも正確
に検出することが可能となる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検査物をセンサで撮像することによって得られた画素毎
の輝度情報の各変化量を例えばm行n列のN個(m×n
個)の輝度情報を基に、水平方向の輪郭を強調する第1
の係数テーブルと垂直方向の輪郭を強調する第2の係数
テーブルを用いて水平方向および垂直方向について求
め、その水平方向および垂直方向の変化量を前記画素毎
に加算し、加算された変化量を例えばm行n列のN個
(m×n個)の各加算された変化量を基に、前記各加算
された変化量の平均化を行うm行n列のテーブルを用い
て平均化し、その平均された変化量により欠陥を検出し
ているので、微小な欠陥であっても正確に検出すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る欠陥検出装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
【図2】水平方向のSobelフィルターを示す説明図
である。
【図3】垂直方向のSobelフィルターを示す説明図
である。
【図4】平均変化量を求める3行3列のフィルターを示
す説明図である。
【図5】中心に微小な異物のある白いシート状のフィル
ムを示す説明図である。
【図6】図1に示した実施例の作用を示すフローチャー
トである。
【図7】図5に示された線上の画素の輝度情報を示す図
である。
【図8】任意の画素の輝度情報の水平方向の変化量と垂
直方向の変化量を求める場合の説明図である。
【図9】図5に示された線上の画素の変化量を示す図で
ある。
【図10】図5に示された線上の画素の平均変化量を示
す図である。
【図11】各平均変化量を正規化して示す図である。
【図12】中心の微小欠陥部分を交差する線上の画素の
輝度情報(シェーディングや高周波ノイズを含む)を示
す説明図である。
【図13】図12に示す輝度情報の水平方向と垂直方向
の変化量を加算したものから求められた平均変化量を示
す図である。
【符号の説明】
1 欠陥検出装置 3 エリアセンサ 5 変化量演算部 7 変化量加算部 9 平均算出部 11 検出部 13 表示部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物中の欠陥を検出する欠陥検出方
    法であって、 前記被検査物を撮像して二次元に整列配置された複数の
    画素毎の輝度情報をセンサで得る工程と、 前記各輝度情報間での各変化量を水平方向および垂直方
    向について求める変化量演算工程と、 前記水平方向および垂直方向の変化量を前記画素毎に加
    算する変化量加算工程と、 前記加算された変化量を前記画素毎に平均化する平均算
    出工程と、 前記平均化された変化量が所定より多い場合、欠陥とし
    て検出する検出工程と、 から成ることを特徴とする欠陥検出方法。
  2. 【請求項2】 前記変化量演算工程は、任意の画素の輝
    度情報を中心としたm行n列のN個(m×n個)の輝度
    情報を基に、水平方向の輪郭を強調する第1の係数テー
    ブルと垂直方向の輪郭を強調する第2の係数テーブルを
    用いて、水平方向と垂直方向の変化量を求めることを特
    徴とする請求項1記載の欠陥検出方法。
  3. 【請求項3】 前記平均算出工程は、任意の画素に対応
    する変化量を中心としたm行n列のN個(m×n個)の
    各変化量を基に、前記各変化量の平均化を行うm行n列
    のテーブルを用いて平均化することを特徴とする請求項
    1または2記載の欠陥検出方法。
  4. 【請求項4】 被検査物中の欠陥を検出する欠陥検出装
    置であって、 前記被検査物を撮像して二次元に整列配置された複数の
    画素毎の輝度情報を得るセンサと、 前記各輝度情報間での各変化量を水平方向および垂直方
    向ついて求める変化量演算手段と、 前記水平方向および垂直方向の変化量を前記画素毎に加
    算する変化量加算手段と、 前記加算された変化量を前記画素毎に平均化する平均算
    出手段と、 前記平均化された変化量が所定より多い場合、欠陥とし
    て検出する検出手段と、 を具備することを特徴とする欠陥検出装置。
  5. 【請求項5】 前記センサが、ラインセンサ若しくはエ
    リアセンサであることを特徴とする請求項4記載の欠陥
    検出装置。
  6. 【請求項6】 前記変化量演算手段は、任意の画素の輝
    度情報を中心としたm行n列のN個(m×n個)の輝度
    情報を基に、水平方向の輪郭を強調する第1の係数テー
    ブルと垂直方向の輪郭を強調する第2の係数テーブルを
    用いて、水平方向と垂直方向の変化量を求めることを特
    徴とする請求項4または5記載の欠陥検出装置。
  7. 【請求項7】 前記平均算出手段は、任意の画素に対応
    する変化量を中心としたm行n列のN個(m×n個)の
    各変化量を基に、前記各変化量の平均化を行うm行n列
    のテーブルを用いて平均化することを特徴とする請求項
    4,5または6記載の欠陥検出装置。
JP6016803A 1993-10-27 1994-02-10 欠陥検出方法および装置 Pending JPH07225196A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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