JPH07332951A

JPH07332951A - 画像検査装置および画像検査方法

Info

Publication number: JPH07332951A
Application number: JP6129388A
Authority: JP
Inventors: Shozo Nakanishi; 省三中西; Keiichi Miyashita; 啓一宮下
Original assignee: HIYUU BUREIN KK
Current assignee: HIYUU BUREIN KK
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】被検査体の画像を複数のブロックに分割し、
各ブロック毎に明度の最大値，最小値を求めて基準画像
のそれと比較することにより、正確かつ速やかに検査を
行う。【構成】カメラ５で撮像された画像は、画像メモリ１
３内に記憶された後、ウインドウ設定部１５によって複
数のブロックに分割される。そして、明度検出部１８
は、これら各ブロック毎に最大明度，最小明度を検出
し、明度比較部２０は、これら最大明度，最小明度と予
め基準明度メモリ１９内に記憶された基準最大明度，基
準最小明度とをそれぞれ比較する。そして、判定部２１
は、この比較結果に基づいて良品の判定を下し、入出力
部２２を介して外部に判定結果を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば容器やラベル等
のワークの外観検査に用いて好適な画像検査装置および
画像検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】目視検査を自動化するための画像検査技
術としては、従来より種々のものが知られている。例え
ば、面積比較法は、被検査体（ワーク）の多階調画像の
各画素を所定レベルで白画素か黒画素かのいずれかに振
り分けることにより白黒の二値化画像に変換し、この二
値化画像中の白画素あるいは黒画素の数と良品のそれと
を比較して外観の良否を判定するものである。

【０００３】また、パターンマッチング法では、良品の
二値化画像と被検査体の二値化画像とを比較し、両者の
差分の大小（白画素または黒画素の数）に基づいて外観
の良否を判定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した面積
比較法では、単純に白画素または黒画素の合計値を基準
画像のそれと比較するに過ぎないため、微小欠陥を安定
して検査できない。また、パターンマッチング法は、面
積比較法に対して優れているが、基準画像と被検査体の
画像とを完全に重ね合わせるのは困難なため、両者の差
分として輪郭線が残り易い。従って、パターンマッチン
グ法によっても、微小な欠陥を検査するのは困難であ
る。

【０００５】一方、実際の被検査体は、白と黒だけの単
純な階調で成立しているわけではなく、ラベル等のよう
に複数の明度を含んだ模様が施されている場合が多いた
め、単一の二値化レベルでは、明瞭な二値化画像を得る
ことができない。特に、近年は、ラベルや容器等に種々
の模様や色彩を施す傾向にあるため、複雑な明度構成と
なっている。

【０００６】従って、種々の明度を含んでいる場合に
は、被検査体の各部の明度差を考慮して複数のウインド
ウ（検査領域）を設定し、これら各ウインドウ毎に最適
な二値化レベルを用いる必要がある。しかし、このよう
に複数の二値化レベルを用いたのでは、全体構造が大幅
に複雑化し、処理時間もかかる。

【０００７】さらに、光源のチラツキ等によって被検査
体からの反射光量（明度）が変化するため、この光量変
化によって白画素，黒画素の発生数が変動する。従っ
て、被検査体の二値化画像による白画素，黒画素に基づ
くパターンマッチング法では、オンライン上の被検査体
を正確に判定することができない。

【０００８】このような問題を解決すべく、多階調画像
のままでパターンマッチングを行うことも考えられる。
しかし、この場合は、過大な情報量を扱うため、処理時
間が極めて長くなり、オンライン上での高速検査に用い
ることができない。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、被検査体の外観を正確かつ速やかに検
査することができるようにした画像検査装置および画像
検査方法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る画
像検査装置は、被検査体を撮像する撮像手段と、この撮
像手段が撮像した画像を記憶する画像記憶手段と、この
画像記憶手段が記憶した画像を複数のブロックに分割す
る画像分割手段と、これら各ブロック中の最大明度およ
び最小明度をそれぞれ検出して記憶する明度検出手段
と、基準画像の最大明度および最小明度を各ブロック毎
にそれぞれ記憶する基準明度記憶手段と、前記明度検出
手段が検出した最大明度および最小明度と基準明度記憶
手段が記憶した基準最大明度および基準最小明度とを各
ブロック毎にそれぞれ比較する明度比較手段と、この明
度比較手段による比較結果に基づいて被検査体の良否を
判定する判定手段とを備えて構成されている。

【００１１】また、前記基準明度記憶手段は、基準画像
の各ブロックを所定範囲内でずらし、該所定範囲内での
最大明度および最小明度を基準最大明度および基準最小
明度としてそれぞれ記憶する構成とするのが好ましい。

【００１２】さらに、前記判定手段は、明度検出手段が
検出した最大明度および最小明度が基準明度記憶手段が
記憶した基準最大明度および基準最小明度に一致しない
ブロックにペナルティを科し、このペナルティが所定値
を上回った場合には不良と判定する構成としてもよい。

【００１３】本発明に係る画像検査方法は、被検査体を
撮像した画像を複数のブロックに分割して、各ブロック
毎に最大明度および最小明度を求め、この最大明度およ
び最小明度と予め記憶された基準最大明度および最小明
度とを各ブロック毎にそれぞれ比較することにより、被
検査体の良否を判定するように構成している。

【００１４】また、請求項５に係る画像検査方法は、被
検査体を撮像した画像を複数のブロックに分割して、各
ブロック毎に最大明度および最小明度を求める一方、基
準画像の各ブロックを所定範囲内でずらして該所定範囲
内での最大明度および最小明度を基準最大明度および基
準最小明度としてそれぞれ記憶しておき、この基準最大
明度および基準最小明度と被検査体の最大明度および最
小明度とを各ブロック毎に比較することにより、被検査
体の良否を判定するように構成している。

【００１５】

【作用】撮像手段が撮像した被検査体の画像は、複数の
ブロックに分割され、各ブロック毎に、その最大明度お
よび最小明度が検出される。そして、これら最大明度お
よび最小明度と予め記憶された基準最大明度および最小
明度とを比較することにより、被検査体の良否を判定す
ることができる。

【００１６】また、基準画像の各ブロックを所定範囲内
でずらし、この所定範囲内での最大明度および最小明度
を基準最大明度および最小明度としてそれぞれ記憶すれ
ば、被検査体の画像が前記所定範囲内で位置ずれした場
合でも、この位置ずれだけを理由に不良と判定するのを
防止することができる。

【００１７】さらに、被検査体の最大明度および最小明
度が基準最大明度および基準最小明度に一致しないとき
に、当該ブロックにペナルティを科し、このペナルティ
が所定値を上回った場合に不良と判定すれば、被検査体
を速やかに、かつ正確に検査することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図１〜図１７に基づき、本発明の実施
例をラベル検査に用いた場合を例に挙げて詳述する。

【００１９】まず、図１は本発明の実施例に係る画像検
査装置の全体構成を示す構成説明図であって、ベルトコ
ンベア等の搬送路１によって複数の容器２が矢示Ａ方向
に搬送されており、各容器２には被検査体たるラベル３
が添付されている。ラベル３には模様４が印刷されてお
り、この模様４は、例えば黒色等の低い明度を有する小
径な丸模様４Ａと、この丸模様４Ａの外側を取り囲んで
設けられ、灰色等の中間の明度を有する環状模様４Ｂと
から２重丸模様として形成されている。また、ラベル３
の下地は白色等の如く高い明度を有している。

【００２０】搬送路１の途中には、例えばＣＣＤ素子
（電荷結合素子）を用いたランダムシャッタ式ＣＣＤカ
メラとして構成された撮像手段としてのカメラ５が設け
られており、カメラ５の先端にはレンズ６が装着されて
いる。そして、所定位置に達した容器２を光電スイッ
チ、近接スイッチ等のトリガセンサ７が検出すると、カ
メラ５は、このトリガセンサ７のトリガ信号によってシ
ャッタをきり、ラベル３を含めて容器２を撮像する。な
お、例えばバケットコンベアの如く、容器２にある程度
の位置決めが期待できる場合等には、エンコーダ等の信
号をトリガ信号に用いることもできる。

【００２１】カメラ５の近傍には、例えば蛍光灯、ハロ
ゲンランプ等からなる光源８が設けられており、この光
源８は電源９に接続されている。この光源８としては、
照度の安定化の見地から直流光源あるいは高周波蛍光灯
等が好ましい。さらに、被検査体の種類、検査内容等に
応じて、白色光、赤色光、赤外光等の種々の波長を適宜
選択すればよい。

【００２２】画像処理用のコントロールユニット１０
は、ＣＰＵ等の演算回路、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶回路
等を備えたマイクロコンピュータシステムとして構成さ
れており、上述したカメラ５およびトリガセンサ７に加
えて、モニタ１１および図示せぬキーボードスイッチ等
も接続されている。

【００２３】このコントロールユニット１０の具体的構
成について、図２の機能ブロック図を参照しつつ説明す
る。１２は、カメラ５からのビデオ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換部であり、これによりデジタル化
された画像は例えば２５６階調等の多階調を有する画像
記憶手段としての画像メモリ（フレームメモリ）１３内
に記憶される。

【００２４】この画像メモリ１３に記憶されたデジタル
画像は、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換部１４により、モニタ１１にフリーズ画像（静止画
像）として供給されると共に、画像分割手段としてのウ
インドウ設定部１５に出力される。このウインドウ設定
部１５は、カメラ５で撮像した画像のうち検査を行う範
囲（ウインドウ）を設定するためのものである。即ち、
「ウインドウ」とは、検査対象領域のことをいう。

【００２５】また、ウインドウ設定部１５には位置補正
部１６が接続されている。この位置補正部１６は、後述
の如く、予め基準位置メモリ１７内に記憶された基準位
置と今回撮像した検査画像の位置とを比較し、この位置
ずれ量に基づいて、検査画像の位置を補正するものであ
る。

【００２６】ウインドウ設定部１５および位置補正部１
６に接続された明度検出手段としての明度検出部１８
は、後述の如く、デジタル画像中の最大明度および最小
明度を各ブロック毎に検出するものである。そして、良
品のラベル３の最大明度および最小明度は、各ブロック
毎に、基準最大明度および基準最小明度として基準明度
記憶手段たる基準明度メモリ１９内に記憶される。

【００２７】明度比較手段としての明度比較部２０は、
明度検出部１８と基準明度メモリ１９とに接続され、検
査画像中の最大明度と基準最大明度とを比較する一方、
検査画像中の最小明度と基準最小明度とを比較し、その
結果を判定手段としての判定部２１に出力するものであ
る。そして、この判定部２１が各ブロック毎の比較結果
に基づいて良否の判定を下すと、この判定信号は入出力
部２２を介して外部のシーケンサ（図示せず）等に出力
される。なお、２３はカメラ５に外部同期信号を与える
ための同期回路であり、この同期回路２３を介してトリ
ガセンサ７からのトリガ信号がカメラ５に供給されるよ
うになっている。

【００２８】次に、本実施例による作動について、図３
〜図１４を参照しつつ説明する。

【００２９】まず、図３は、本実施例に係る画像検査装
置のメインプログラムの全体構造を示すフローチャート
であって、まず、処理がスタートすると、ステップ１で
は、イニシャライズが行われ、各種変数が初期化等され
る。

【００３０】次に、ステップ２では、例えばモニタ１１
にメニュー画面を表示し、作業者に検査モードか設定モ
ードのいずれかを選択させる。検査モードは、搬送路１
上を流れる容器２のラベル３をオンライン検査するため
のモードである。また、設定モードは、基準明度等の各
種設定値を変更するためのモードであり、システム立上
げ時や品種変更時等には、まず設定モードが選択され
る。

【００３１】また、図３中に示す如く、設定モードは、
画像入力ルーチン（Ｒ１）、ウインドウ設定ルーチン
（Ｒ２）、ずらし量設定ルーチン（Ｒ３）、ティーチン
グルーチン（Ｒ４）、許容値設定ルーチン（Ｒ５）とか
らなり、検査モードは、画像入力ルーチン（Ｒ１）と判
定ルーチン（Ｒ６）とから構成されている。以下、これ
ら各ルーチンの詳細について、主要なものを図面と共に
説明する。

【００３２】図４は画像入力ルーチンを示すフローチャ
ートであって、ステップ１１では、キーボードスイッチ
中のストップキーが押されたか否かを判定する。このス
テップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときは、良好な画像
が得られたため作業者によって画像入力の停止を意味す
るストップキーが押された場合であるから、ステップ１
２に移ってストップフラグを立て、メインプログラムに
リターンする。一方、ステップ１１で「ＮＯ」と判定し
たときは、作業者によってストップキーが押されていな
い場合であるため、ステップ１３に移り、トリガセンサ
７からのトリガ信号が入力されたか否かを判定する。

【００３３】このステップ１３で「ＮＯ」と判定したと
きは、まだ容器２が所定位置に到達していない場合だか
ら、ステップ１１に戻ってトリガセンサ７からのトリガ
信号を待つ。一方、ステップ１３で「ＹＥＳ」と判定し
たときは、所定位置に到達した容器２をトリガセンサ７
が検出した場合であるため、ステップ１４に移り、カメ
ラ５を介して当該容器２をラベル３と共に撮像する。そ
して、このアナログ画像は、Ａ／Ｄ変換部１２を介して
多階調のデジタル画像に変換され、画像メモリ１３内に
記憶される。なお、この画像入力ルーチンは、設定モー
ドと検査モードの両方で使用される。

【００３４】次に、図５はウインドウ設定ルーチンを示
すフローチャートであって、ステップ２１では、図６に
示す如く、画像メモリ１３内に記憶した画像に対して、
所定面積の単位ウインドウＷ_uを設定する。この単位ウ
インドウＷ_uは、例えば１０×１０画素程度の大きさに
設定されるものであり、この単位ウインドウＷ_uによっ
て囲まれた個々の画像範囲（１０×１０＝１００画素分
の画像）がブロック２４となる。

【００３５】そして、ステップ２２では、図７に示す如
く、模様４の全体を切り取るようにして、検査範囲ウイ
ンドウＷ_aを設定する。この検査範囲ウインドウＷ_aは、
撮像した画像の全体のうち、どの部分について検査を行
うかを決定するためのものである。さらに、このステッ
プ２２では、検査範囲ウインドウＷ_aを設定した後、図
８に示す如く、この検査範囲ウインドウＷ_a内に単位ウ
インドウＷ_uを設定して、画像を複数のブロック２４に
分割する。

【００３６】次に、ステップ２３では、Ｘ軸方向の位置
決めを行うためのＸ位置決めウインドウＷ_xを画像メモ
リ１３内の画像に対して設定し、ステップ２４ではＹ軸
方向の位置決めを行うためのＹ位置決めウインドウＷ_y
を同様に設定する。これら各位置決めウインドウＷ_x，
Ｗ_yは、例えば図９に示す如く設定されるもので、該各
ウインドウＷ_x，Ｗ_y内で画素が白から黒に変化した点
を、それぞれＸ位置，Ｙ位置として検出するためのもの
である。即ち、Ｘ位置決めウインドウＷ_xでは、図９中
の横方向に画素を走査して白から黒への変化点を検出
し、Ｙ位置決めウインドウＷ_yでは、図９中の縦方向に
画素を走査して変化点を検出する。

【００３７】さて、ウインドウを設定した後は、図３に
ずらし量設定ルーチン（Ｒ３）として示す如く、ずらし
量Ｓ_x，Ｓ_yを設定する。このずらし量Ｓ_x，Ｓ_yは、撮像
した画像が基準画像に対して微小な位置ずれを生じた場
合に、この微小な位置ずれによる誤判定を排除するため
のものであり、図１０に示す如く、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向
の双方に設定される。例えば図１０の中央部に示す任意
のあるブロック２４について考えてみると、全く位置ず
れがなければ、このブロック２４内には、常に同一の画
像データが入るはずである。

【００３８】即ち、位置ずれがなければ、このブロック
２４は大部分が中間明度の環状模様４Ｂで占められ、左
上の部分にラベル３の地色が入り、右下の部分に低明度
の丸模様４Ａが少し入るはずである。ところが、実際に
は、たとえ位置補正をしたとしても、多少の位置ずれが
生じるため、ラベル３自体に不良がなくとも、当該ウイ
ンドウ２４の内容が変動することがある。例えば、画像
が図１０中の右下にずらし量Ｓ_x，Ｓ_yだけずれたとする
と、ウインドウＷ_uは固定であるため、そのブロック２
４の大部分をラベル３の地色が占めることになる。逆
に、画像が図１０中の左上にずらし量Ｓ_x，Ｓ_yだけずれ
ると、当該ブロック２４は丸模様４Ａと環状模様４Ｂと
で占められる。

【００３９】従って、本実施例では、画像が微妙に上下
左右にずれることを予め見越して、ブロック２４のずら
し量Ｓ_x，Ｓ_yを設定し、この範囲内での位置ずれを許容
することにより、良品であるにも拘わらず、不良品と誤
判定するのを未然に防止している。この「ずらし」処理
については、さらに後述する。

【００４０】次に、図１１はティーチングルーチンを示
すフローチャートであって、まず、前述した画像入力ル
ーチンで、良品の画像を最良な状態で取り込んでおく。
そして、ステップ３１では、この良品の画像に設定され
たＸ位置決めウインドウＷ_x，Ｙ位置決めウインドウＷ_y
内を横方向，縦方向にそれぞれ走査することにより変化
点を抽出し、これを良品ラベル３の基準Ｘ位置Ｔ_x，基
準Ｙ位置Ｔ_yとして基準位置メモリ１７内に記憶する。

【００４１】次に、ステップ３３では、検査範囲ウイン
ドウＷ_a内を単位ウインドウＷ_uで分割してなる個々のブ
ロック２４毎に明度の最大値，最小値を検出すべく、左
上のブロック２４から右下のブロック２４に向けて順次
走査を開始する。

【００４２】そして、ステップ３４では、この走査に係
るブロック２４の「ずらし」処理を開始する。具体的に
一例を挙げると、このずらし処理は、図１２に示す如
く、まず最初に、単位ウインドウＷ_uをずらす前の原点
状態から始まり（ａ）、次に、当該ウインドウＷ_uを左
上に移動してブロック２４の中身を変える（ｂ）。以後
同様にして、右上（ｃ）、右下（ｄ）、左下（ｅ）へと
ウインドウＷ_uを順次ずらしていく。但し、これは例示
であって、ずらしの順序は如何様にも変更可能である。
また、原点状態（ａ）中に二点鎖線で示す如く、左横、
右横等にずらしてもよい。

【００４３】次に、ステップ３５では、ブロック２４中
の最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minを検出する。即ち、図
１３は、図１２中のＢ−Ｂ線に沿った明度変化を示し、
ラベル３の地色の部分は明度が高く、環状模様４Ｂの部
分は中間の明度であり、丸模様４Ａの部分は明度が低
い。また、各部分の明度は一定ではなく、印刷状態や照
明の当たり方等によって多少の変動が生じている。従っ
て、ブロック２４内には明度の高い所と低い所とがあ
り、このステップ３５では明度の最大値Ｌ_max，最小値
Ｌ_minを検出する。

【００４４】次に、ステップ３６では、上述したステッ
プ３４で開始されたずらし処理が全て終了したか否かを
判定する。このステップ３６で「ＮＯ」と判定したとき
は、ウインドウＷ_uを次にずらして再び明度を検出す
る。即ち、１つのブロック２４について図１２中に示す
全ての状態ａ〜ｅ毎に最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minを
それぞれ検出するまで、ステップ３５，３６が繰り返さ
れる。

【００４５】そして、１つのブロック２４に対し、全て
のずらし状態での明度が検出された場合は、ステップ３
７に移る。このステップ３７では、いま得られた複数の
最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minから、ずらし処理の全体
における最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minを判定する。

【００４６】次に、ステップ３８では、このブロック２
４に対する基準最大明度ＴＬ_max，基準最小明度ＴＬ_min
を設定し、基準明度メモリ１９内に記憶する。即ち、ラ
ベル３の地色の明度を２００、環状模様４Ｂの明度を１
５０、丸模様４Ａの明度を１００とし、各明度のバラツ
キが無いものと仮定して、図１２を例に挙げて説明すれ
ば、原点状態（ａ）から始まり左下へのずらし状態
（ｅ）で終わる各ずらしの最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ
_minは下記表１のようになる。

【００４７】

【表１】上記表１によれば、最大明度Ｌ_maxは１５０〜２００の
範囲に収まり、最小明度Ｌ_minは１００〜１５０の範囲
に入っている。従って、ステップ３８では、この範囲を
当該ブロック２４の基準最大明度ＴＬ_max（１５０〜２
００）、基準最小明度（１００〜１５０）として基準明
度メモリ１９内に記憶する。

【００４８】そして、ステップ３９では、検査範囲ウイ
ンドウＷ_a内の全てのブロック２４について、このよう
な基準最大明度ＴＬ_max，基準最小明度ＴＬ_minが設定さ
れたか否かを判定する。このステップ３９で「ＮＯ」と
判定したときは、未だ明度を計測していないブロック２
４が残っている場合のため、ステップ４０に移って次の
ブロック２４にシフトし、ステップ３４〜３８の処理を
繰り返す。

【００４９】一方、ステップ３９で「ＹＥＳ」と判定し
たときは、全てのブロック２４について基準最大明度Ｔ
Ｌ_max，基準最小明度ＴＬ_minが設定された場合であるか
ら、ティーチングルーチンを終了する。

【００５０】ティーチングが終了したら、作業者はキー
ボードスイッチを操作し、どの程度の差異まで許すかを
意味する許容値を設定する。例えば、この許容値を２０
とすると、後述の如く、基準最大明度ＴＬ_maxと検査ブ
ロック２４の最大明度Ｌ_maxとの差異が２０以内であれ
ば「基準と一致するブロック」と評価される一方、差異
が２０を越えると「基準と一致しないブロック」として
評価される。

【００５１】以上で良品についての基準が設定されたの
で、作業者はメニュー画面に戻って検査モードを選択
し、外観検査を開始させる。

【００５２】検査モードでは、図４に示す画像入力ルー
チンによって検査対象となるラベル３を撮像し、この被
検査画像について判定ルーチンが実行される。

【００５３】即ち、図１４は判定ルーチンを示すフロー
チャートであって、ステップ５１では、Ｘ位置決めウイ
ンドウＷ_x，Ｙ位置決めウインドウＷ_yで読み出した検査
に係るラベル３のＸ位置，Ｙ位置を検出し、ステップ５
２では、このＸ位置，Ｙ位置を良品の基準Ｘ位置Ｔ_x，
基準Ｙ位置Ｔ_yとそれぞれ比較し、ステップ５３では、
これら各位置の差分を解消すべく、位置補正を行う。こ
れにより検査に係るラベル３の位置が粗調整される。

【００５４】次に、ステップ５４では、単位ウインドウ
Ｗ_uによって形成された複数のブロック２４毎の判定
を、左上から右下に向けて開始する。そして、ステップ
５５でブロック２４中の最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_min
を検出した後、ステップ５６では、この検出された最大
明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minと、上述のティーチングルー
チンで予め記憶された基準最大明度ＴＬ_max，ＴＬ_minと
を比較し、ステップ５７では、これら各明度Ｌ_maxとＴ
Ｌ_max、Ｌ_minとＴＬ_minとがそれぞれ一致するか否か、
即ち、各明度差が許容値内にあるか否かを判定する。

【００５５】このステップ５７で「ＮＯ」と判定したと
きは、異品種のラベルが貼付されていたり、印刷文字が
欠けたりする等して、この検査に係るブロック２４の最
大明度Ｌ_maxと基準最大明度ＴＬ_maxとの差異が許容値を
越えているか、あるいは最小明度Ｌ_minと基準最小明度
ＴＬ_minとの差異が許容値を越えている場合と考えられ
るため、ステップ５８では、このブロック２４にＮＧの
フラグを付し、ペナルティを科す。一方、このステップ
５７で「ＹＥＳ」と判定したときは、ブロック２４内の
内容が良品のそれと同様で、明度差が許容値を下回って
いる場合のため、ステップ５９に移り、次のブロック２
４にシフトする。

【００５６】そして、このように検査範囲ウインドウＷ
_a内の全てのブロック２４について個別に良否が判定さ
れると、ステップ６０では「ＹＥＳ」と判定され、ステ
ップ６１でＮＧフラグを付したブロック２４が所定値を
上回ったか、即ちペナルティを科した回数が所定回数を
越えたか否かを判定する。

【００５７】例えば、所定値が５の場合、ＮＧフラグが
付されたブロック２４の数が４であれば、検査に係るラ
ベル３は良品の評価を受ける。一方、ＮＧフラグが付さ
れたブロック２４の数が６であれば、当該ラベル３は不
良と評価される。そして、この判定結果は、入出力部２
２を介して外部のシーケンサ等に出力され、このシーケ
ンサ等によって不良のラベル３を有する容器２が排除等
される。

【００５８】以上が本実施例に係る画像検査装置の作用
であるが、さらに図１５〜図１７を参照しつつ、より具
体的に説明する。

【００５９】図１５は、基準最大明度ＴＬ_max，基準最
小明度ＴＬ_minを設定するまでの状態を示すものであ
る。同図の左側には、ラベル３の一部を拡大して合計９
個のブロック２４に分割したものが示されている。この
各ブロック２４の原点状態における各最大明度Ｌ_max／
最小明度Ｌ_minは同図中の中央に示す通りである。この
各ブロック２４を所定のずらし量Ｓ_x，Ｓ_yでずらしたと
きに、得られる基準最大明度ＴＬ_max／基準最小明度Ｔ
Ｌ_minを同図中の右側に示す。なお、本具体例では、ラ
ベル３の一部を拡大して例示するため、図１５の左側に
点線で示す如く、ずらし量Ｓ_x，Ｓ_yを小さく設定してい
る。

【００６０】さて、本具体例において、図１６に示す如
く、ラベル３に微小な位置ずれが生じた場合、各ブロッ
ク２４の最大明度Ｌ_max／最小明度Ｌ_minは、同図中の右
側に示す値となる。この値を図１５の右側に示す値と比
較すると、全てのブロック２４について明度が一致して
いるのが分かる。従って、この場合は、ＮＧフラグを付
されるブロック２４がないため、良品として判定され
る。

【００６１】一方、図１７に示す如く、異品種のラベル
３が貼付されて、ブロック２４の内容が大きく変化した
場合、該各ブロック２４の最大明度Ｌ_max／最小明度Ｌ
_minは同図中の右側に示す値となり、これを図１５と比
較すると、斜線を施した７つのブロック２４についてＮ
Ｇフラグが付される。従って、ペナルティの許容値であ
る所定値が１〜６であれば、当該ラベル３は不良と判定
される。

【００６２】このように構成される本実施例によれば、
被検査体たるラベル３の画像を単位ウインドウＷ_uによ
って複数のブロック２４に分割し、これら各ブロック２
４毎に求めた最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minと、基準明
度メモリ１９内に予め記憶された良品の基準最大明度Ｔ
Ｌ_max，基準最小明度ＴＬ_minとを比較し、この比較結果
に基づいて良否を判定する構成としたため、明度の最大
値，最小値に基づいてパターンマッチングを行うことが
でき、正確かつ速やかに外観検査を行うことができる。
即ち、従来の画像検査法では、既に述べたように、二値
化した後の白画素，黒画素が幾つあるかという「画素の
数」に基づいて判定していたため、微小な欠陥を検出で
きなかった。これに対し、本実施例では、「画素の数」
ではなく、「ブロック中の最大明度，最小明度」に基づ
くため、高い精度をもって安定的に判定することが可能
である。一方、多階調画像のままパターンマッチングす
る場合よりも扱う情報量が格段に少ないため、処理速度
が速く、オンラインでの高速検査に適している。

【００６３】また、基準となる画像の各ブロックを所定
のずらし量Ｓ_x，Ｓ_yだけずらし、このずらした範囲内で
の最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minを基準最大明度ＴＬ
_max，基準最小明度ＴＬ_minとして用いる構成としたた
め、良品のラベル３が微小に位置ずれした場合でも、不
良と誤判定するのを未然に防止でき、検査の信頼性を大
幅に向上することができる。

【００６４】さらに、最大明度Ｌ_max，最小明度Ｌ_minと
基準最大明度ＴＬ_max，基準最小明度ＴＬ_minとの差異が
許容値を越えたブロック２４に、ペナルティとしてＮＧ
フラグを付し、このペナルティの回数が所定値を上回っ
たときに、不良と判定する構成としたため、簡易かつ速
やかに判定を行うことができる。

【００６５】さらにまた、本実施例では、予めＸ位置決
めウインドウＷ_xとＹ位置決めウインドウＷ_yとによっ
て、ラベル３の位置を粗調整する構成としたため、上述
したずらし処理と相まって、位置ずれに対する許容能力
を高くできる。

【００６６】なお、前記実施例では、被検査体としてラ
ベル３を例示したが、本発明はこれに限らず、容器の印
刷汚れ等の種々の分野に適用することができる。例え
ば、カップ入りラーメンの場合には、搬送路の両側に複
数のカメラを設置し、各カメラで撮像した画像を分割し
て明度を検出してもよいし、あるいは容器を回転台で回
転させ、１台のカメラで全周を検査してもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、画
像を分割してなる各ブロック毎に求めた最大明度，最小
明度を予め記憶しておいた基準最大明度，基準最小明度
と比較することにより、良否の判定を下す構成としたた
め、正確な判定を安定的に行うことができる。

【００６８】また、基準画像の各ブロックを所定範囲内
でずらし、この所定範囲内での最大明度，最小明度を基
準最大明度，基準最小明度として記憶する構成としたた
め、微小な位置ずれによって良品を不良品と誤判定する
のを未然に防止することができ、検査の信頼性を向上す
ることができる。

【００６９】さらに、明度が一致しないブロックにペナ
ルティを科し、このペナルティが所定値を上回った場合
に、不良と判定する構成としたため、簡易かつ速やかに
検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る画像検査装置の構成を示
す構成説明図である。

【図２】コントロールユニットの機能ブロックを示すブ
ロック図である。

【図３】メインプログラムを示すフローチャートであ
る。

【図４】画像入力ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図５】ウインドウ設定ルーチンを示すフローチャート
である。

【図６】単位ウインドウをかけた状態を示す説明図であ
る。

【図７】検査範囲ウインドウをかけた状態を示す説明図
である。

【図８】画像を複数のブロックに分割した状態を示す説
明図である。

【図９】位置決めウインドウを設定した状態を示す説明
図である。

【図１０】ずらし量を示す説明図である。

【図１１】ティーチングルーチンを示すフローチャート
である。

【図１２】ずらし処理を示す説明図である。

【図１３】図１０中のＢ−Ｂ線に沿った明度変化を示す
説明図である。

【図１４】判定ルーチンを示すフローチャートである。

【図１５】良否判定を詳細に説明するための具体例であ
って、基準最大明度，基準最小明度を設定するまでの状
態を示す説明図である。

【図１６】微小な位置ずれが生じた場合の具体例に係る
説明図である。

【図１７】異品種ラベル等の不良品の場合の具体例に係
る説明図である。

【符号の説明】

３…ラベル（被検査体）５…カメラ（撮像手段）１０…コントロールユニット１３…画像メモリ（画像記憶手段）１５…ウインドウ設定部（画像分割手段）１８…明度検出部（明度検出手段）１９…基準明度メモリ（基準明度記憶手段）２０…明度比較部（明度比較手段）２１…判定部（判定手段）２４…ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体を撮像する撮像手段と、この撮
像手段が撮像した画像を記憶する画像記憶手段と、この
画像記憶手段が記憶した画像を複数のブロックに分割す
る画像分割手段と、これら各ブロック中の最大明度およ
び最小明度をそれぞれ検出して記憶する明度検出手段
と、基準画像の最大明度および最小明度を各ブロック毎
にそれぞれ記憶する基準明度記憶手段と、前記明度検出
手段が検出した最大明度および最小明度と基準明度記憶
手段が記憶した基準最大明度および基準最小明度とを各
ブロック毎にそれぞれ比較する明度比較手段と、この明
度比較手段による比較結果に基づいて被検査体の良否を
判定する判定手段とを備えてなる画像検査装置。
【請求項２】前記基準明度記憶手段は、基準画像の各
ブロックを所定範囲内でずらし、該所定範囲内での最大
明度および最小明度を基準最大明度および基準最小明度
としてそれぞれ記憶する構成としたことを特徴とする請
求項１に記載の画像検査装置。
【請求項３】前記判定手段は、明度検出手段が検出し
た最大明度および最小明度が基準明度記憶手段が記憶し
た基準最大明度および基準最小明度に一致しないブロッ
クにペナルティを科し、このペナルティが所定値を上回
った場合には不良と判定する構成としたことを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の画像検査装置。
【請求項４】被検査体を撮像した画像を複数のブロッ
クに分割して、各ブロック毎に最大明度および最小明度
を求め、この最大明度および最小明度と予め記憶された
基準最大明度および最小明度とを各ブロック毎にそれぞ
れ比較することにより、被検査体の良否を判定する画像
検査方法。
【請求項５】被検査体を撮像した画像を複数のブロッ
クに分割して、各ブロック毎に最大明度および最小明度
を求める一方、基準画像の各ブロックを所定範囲内でず
らして該所定範囲内での最大明度および最小明度を基準
最大明度および基準最小明度としてそれぞれ記憶してお
き、この基準最大明度および基準最小明度と被検査体の
最大明度および最小明度とを各ブロック毎に比較するこ
とにより、被検査体の良否を判定する画像検査方法。