JPH0771939A

JPH0771939A - 外観検査装置

Info

Publication number: JPH0771939A
Application number: JP5219942A
Authority: JP
Inventors: Hitoo Takada; 仁夫高田; Akio Kurosawa; 昭夫黒澤
Original assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】境界が不明瞭な任意の画像に対しても適用す
ることができ、測定対象物の位置ずれに関係なくリアル
タイムで高速に検査対象物の外観を検査することができ
る外観検査装置を提供する。【構成】カメラ１１で撮像した検査対象物の映像信号
を、色成分分解手段１２で複数の色成分に分解する。度
数分布生成回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、分解された
色成分の各色成分毎に色成分値の各値に対する上記画像
を構成する画素の度数分布をそれぞれ生成する。比較回
路１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、上記度数分布生成回路１
３ａ，１３ｂ，１３ｃから出力する各色成分毎の度数分
布と基準度数記憶回路１４ａ，１４ｂ，１４ｃから出力
する上記基準度数分布とをそれぞれ比較し、総合判定回
路１６は、比較回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃの出力に基
づいて上記検査対象物の外観の基準からのずれを判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製品の外観をカラーテ
レビジョンカメラ等のカラー撮影装置で撮像した画像を
用いて製品の外観の欠陥や異種検査を行う外観検査装置
に関し、より詳しくは、ファクトリオートメーション等
において各種の容器等に収納されたり包装された検査対
象物としての製品をカラー撮影装置により撮像した検査
対象物の映像信号を複数の色成分に分解し、各色成分毎
に画像を構成する画素の色成分値に関する度数分布を求
め、予め記憶された基準の度数分布と比較して製品の外
観検査を行う外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、製品は、品質管理のために、製
造ラインや検査ライン等において、外観検査を含む各種
の検査を経て出荷される。

【０００３】従来より、ファクトリオートメーションに
おいて、この種の外観検査に使用されている外観検査装
置としては、正常な外観を有する検査対象物の画像を予
め画像メモリに記憶しておき、この画像メモリに記憶さ
れている正常な検査対象物の画像と外観を検査する検査
対象物の画像の一致、不一致を直接、比較することによ
り外観検査を行う、いわゆるパターンマッチングと称さ
れる方式を用いた外観検査装置が一般に知られている。

【０００４】また、撮像した検査対象物の画像を何らか
の特徴量により特徴領域に分割し、分割した各特徴領域
の面積を求め、予め登録した基準面積と比較することに
より検査対象物の外観検査を行なうようにしたものも知
られている（たとえば特開平４−１７２２１０号公報参
照）。

【０００５】上記特徴量として色を用いるものが知られ
ている（たとえば特開昭６２−２６９２０４号公報参
照）。このものでは、カラーテレビジョンカメラで撮像
した映像信号より色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）および輝
度信号（明度に相当）に分離し、これらすべてが各設定
範囲に入ったという条件が満足されたときに、指定され
た色相の領域を抽出し、この抽出領域の面積を、正常な
外観を有する検査対象物の上記抽出領域に対応する領域
の面積と比較することにより、検査を行なうようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パターンマ
ッチングを用いた外観検査装置では、図４および図５に
示すように、画面１内における製品（検査対象物）２の
位置が基準画像登録時と異なるときには、正常品を不良
品と判定してしまうなどの問題がある。このため、検査
対象物２の何らかの特徴から検査対象物２の位置ずれを
検出し、位置ずれを補正することが一般に行われてい
る。

【０００７】しかしながら、このような位置ずれ補正に
は、位置ずれ検出手段、位置ずれ補正手段および補正の
ための新たな画像メモリを必要とする。また、補正のた
めの時間も必要となり、処理速度も低下する。さらに
は、検査対象物２によっては位置ずれ補正に必要な特徴
を得られない場合があったり、検査対象物２毎に特徴抽
出方法や補正方法を変える必要がある。

【０００８】一方、分割した各特徴領域の面積と予め登
録した基準面積と比較するものでは、各特徴領域の面積
は、図４の赤、青および白の各領域をそれぞれ特徴領域
３，４および５とした場合、特徴領域３，４および５の
各々の面積は、図４と図５でそれぞれ等しく、検査対象
物２の位置が変化しても各領域の面積は変化しないこと
は明らかである。したがって、位置ずれ補正も不要とな
り、処理速度の低下もない。

【０００９】しかしながら、このものでは、画像を何ら
かの特徴量により領域分割することを前提としており、
図４および図５のようなマークや文字等の境界の明瞭な
画像には適用可能であるが、明確な境界が存在しないよ
うな任意の画像を安定に領域分割するすることは不可能
であり、このような画像を含むものには適用できない。
また、たとえ領域分割が可能であっても、自動的に領域
分割を行うことは極めて困難であり、人の判断や教示操
作等を必要とし、操作が非常に煩雑となる。

【００１０】本発明の目的は、境界が不明瞭な任意の画
像に対しても適用することができ、測定対象物の位置ず
れを補正することなく、リアルタイムで高速に検査対象
物の外観を検査することができる外観検査装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、カラー撮像手段により撮
像した検査対象物の映像信号を複数の色成分に分解する
色成分分解手段と、この色成分分解手段で分解された各
色成分毎に色成分値の各値に対する上記画像を構成する
画素の度数分布をそれぞれ生成する度数分布生成手段
と、各色成分毎に正常な検査対象物についての基準度数
分布をそれぞれ記憶してなる基準度数分布記憶手段と、
上記度数分布生成手段から入力する各色成分毎の度数分
布と基準度数記憶手段から入力する上記基準度数分布と
をそれぞれ比較する比較手段と、これら比較手段の出力
に基づいて上記検査対象物の外観の基準からのずれを判
定する判定手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】また、上記目的を達成するため、請求項２
にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、上記
色成分分解手段により分解される検査対象物の映像信号
の複数の色成分は、少なくとも色相および色調角（＝ｔ
ａｎ^-1(明度／彩度)）を含むことを特徴とする。

【００１３】さらに、上記目的を達成するため、請求項
３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明にお
いて、上記色成分分解手段は、映像信号の各成分をデジ
タル化するデジタル化手段と、このデジタル化手段の出
力値がアドレス端子に接続され、色相および色調角を含
む色成分の変換値が、変換される各色成分毎に、上記デ
ジタル化手段の出力値に対応して予め記憶された変換テ
ーブル記憶手段とで構成されていることを特徴とする。

【００１４】さらにまた、上記目的を達成するため、請
求項４にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明
において、上記映像信号はＲＧＢのアナログ信号であ
り、上記色成分分解手段は、ＲＧＢの上記アナログ信号
をＸＹＺ値のデジタル信号に変換する刺激値変換手段
と、この刺激値変換手段から供給されるＸＹＺ値のうち
のＹからＬ^*への、ＸとＹとからａ^*への、ＹとＺとから
ｂ^*への、ａ^*とｂ^*とからＨへの、ａ^*とｂ^*とからＣへ
の、Ｌ^*とＣからＴＲへの変換テーブルをそれぞれ記憶
してなる変換テーブル記憶手段とを備え、上記刺激値変
換手段による変換値から変換テーブル記憶手段を用いて
複数の上記色成分を得ることを特徴とする。

【００１５】さらにまた、上記目的を達成するため、請
求項５にかかる発明は、請求項１から４のいずれか一に
かかる発明において、複数の正常な外観を有する検査対
象物について、上記度数分布の基準の上限値を記憶する
上限値記憶手段と、上記度数分布の基準の下限値を記憶
する下限値記憶手段と、上記度数分布生成手段から出力
した今回の度数分布を上記上限値と比較して今回の度数
分布が上記上限値よりも大きいときには、上限値を今回
の度数分布に更新する上限値更新手段と、上記度数分布
生成手段から出力した今回の度数分布を上記下限値と比
較して今回の度数分布が上記下限値よりも小さいときに
は、下限値を今回の度数分布に更新する下限値更新手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１６】さらにまた、上記目的を達成するため、請
求項６にかかる発明は、請求項５にかかる発明におい
て、上記上限値記憶手段に記憶されている上限値にマー
ジンを付加する一方、上記下限値記憶手段に記憶されて
いる下限値にマージンを付加する余裕値設定手段を備え
たことを特徴とする。

【００１７】

【発明の作用および効果】請求項１にかかる発明によれ
ば、カラー撮像装置により撮像した検査対象物の映像信
号を複数の色成分に分解して、検査対象物の位置に関す
る不変量である、各色成分毎に画像を構成する画素の色
成分値に関する度数分布を用いて検査対象物の外観の基
準からのずれを判定しているので、検査対象物の外観検
査に際して、検査対象物の位置ずれを補正する必要がな
く、検査対象物の外観検査をリアルタイムで高速に行う
ことができる。また、検査対象物を撮像した画像の面積
による外観検査のように領域分割をする必要もなく、中
間調画像のように境界の不明確な任意の画像に対しても
適応できる。

【００１８】また、請求項２にかかる発明によれば、色
成分分解手段により分解される検査対象物の映像信号の
複数の色成分は、少なくとも色相および色調角（＝ｔａ
ｎ^-1(明度／彩度)）を含むものであるので、ファクトリ
オートメーションの実ラインで問題となる照明変動やラ
イン変動等の外乱に対して安定であり、安定した外観検
査結果を得ることができる。

【００１９】さらに、請求項３にかかる発明によれば、
変換テーブル記憶手段が色相および色調角を含む色成分
の変換値が、変換される各色成分毎に、デジタル化手段
の出力値に対応して予め記憶しているので、デジタル化
された映像信号の各成分により変換テーブル記憶手段を
参照することにより色相および色調角を含む色成分を得
ることができ、１回のメモリアクセスの時間のみで、リ
アルタイムで各色成分に分離することができる。

【００２０】さらに請求項４にかかる発明によれば、刺
激値変換手段から供給されるＸＹＺ値のうちのＹからＬ
^*への、ＸとＹとからａ^*への、ＹとＺとからｂ^*への、
ａ^*とｂ^*とからＨへの、ａ^*とｂ^*とからＣへの、Ｌ^*と
ＣからＴＲへの変換テーブルをそれぞれ記憶してなる変
換テーブル記憶手段とを備えて、刺激値変換手段による
変換値から変換テーブル記憶手段を用いて複数の色成分
を得ているので、変換テーブル記憶手段を参照すること
により色相および色調角を含む色成分を得ることがで
き、簡単に、リアルタイムで各色成分に分離することが
できる。

【００２１】さらにまた、請求項５にかかる発明によれ
ば、検査対象物の検査時と全く同様にして、基準となる
正常な検査対象物の映像信号を複数の色成分に分解し、
各色成分毎に画素の度数分布を求め、求められた度数分
布を基準度数分布としてメモリに登録するだけで基準度
数分布を得ることができるので、オペレータの判断や特
別な操作を必要とせず、操作が非常に簡便になる利点が
ある。

【００２２】さらにまた、請求項６にかかる発明によれ
ば、余裕値設定手段により上限値記憶手段に記憶されて
いる基準度数分布の上限値および下限値設定手段に記憶
されている基準度数分布の下限値にマージンを付加する
ことができるので、各種外乱に基づく製品の外観の良品
率の変動等に対して柔軟に対応することができる。

【００２３】

【実施例】以下に、添付の図面を参照して本発明の実施
例を説明する。本発明にかかる外観検査装置の構成のブ
ロック図を図１に示す。

【００２４】上記外観検査装置は、図示しない検査対象
物を撮像するカラーテレビジョンカメラ（以下、単にカ
メラという。）１１およびこのカメラ１１により撮像し
た上記検査対象物の映像信号を複数の色成分に分解する
色成分分解回路１２を備える。この色成分分解回路１２
は、カメラ１１から入力する上記検査対象物を撮像した
画像の映像信号を、たとえば色相、色調角（＝ｔａｎ^-1
(明度／彩度)）および明度の３成分に分解し、各成分を
デジタル信号として出力する。

【００２５】上記色成分分解回路１２としては、たとえ
ば特願平４−１８７７２号において本願の発明者等が提
案した「色画像抽出装置」における回路を使用すること
ができるが、その具体的な構成については、後に説明す
る。

【００２６】図１の外観検査装置は、上記色成分分解回
路１２により分解された色成分の上記色相に関して、度
数分布生成回路１３ａ，基準度数メモリ１４ａおよび比
較回路１５ａを備え、また、上記色調角に関して、度数
分布生成回路１３ｂ、基準度数メモリ１４ｂおよび比較
回路１５ｂを備え、さらに、上記明度に関して、度数分
布生成回路１３ｃ、基準度数メモリ１４ｃおよび比較回
路１５ｃを備える。上記外観検査装置はさらに、これら
比較回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃの各出力に基づいて、
検査対象物の外観検査の結果を判定する総合判定回路１
６を備える。

【００２７】３つの上記度数分布生成手段１３ａ，１３
ｂ，１３ｃの各々はいずれも同じ構成を有する。その構
成の一例を図２に示す。上記度数分布生成回路１３ａ，
１３ｂ，１３ｃの各々は、メモリ１７、その制御回路１
８、およびアドレスが指定された上記メモリ１７のアド
レスに記憶されている内容に所定の数値、たとえば１を
加算する加算器１９を備える。

【００２８】上記メモリ１７のアドレス端子には、色成
分分解回路１２から、図示しない検査対象物を撮像した
画像の映像信号を色分解して得られた色成分（色相、色
調角もしくは明度）の値に対応するデジタル信号が入力
する。これにより、上記メモリ１７は、検査対象物を撮
像した画像の映像信号を色分解して得られた色成分の値
に対応する上記デジタル信号によりアドレス指定され
る。したがって、上記メモリ１７は、色成分の値を表わ
す上記デジタル信号のビット数に対応して決まる容量を
有していればよく、検査対象物の画像全体を記憶するた
めの画像メモリのような大きな容量を有するものは不要
である。

【００２９】上記メモリ１７はまた、指定されたアドレ
スに記憶されている内容Ｎを出力端子から加算器１９に
出力する。そして加算器１９はメモリ１７からの上記内
容Ｎに１を加算し、その結果（Ｎ＋１）をメモリ１７の
入力端子からメモリ１７の上記アドレスに記憶する。こ
れにより、メモリ１７の上記アドレスの内容Ｎは（Ｎ＋
１）に更新される。メモリ１７の内容のこの更新は、検
査対象物の映像信号の１フレームについて行われる。こ
れにより、メモリ１７には、色成分値に対応するデジタ
ル信号によりアドレスが指定されて、色成分値に関して
上記画像を構成する画素の度数が順次更新されて記録さ
れる。制御回路１８は、上記メモリ１７に、検査対処物
の映像信号の１フレームの終りの垂直帰線期間にそのフ
レームの映像信号についての色成分の度数分布を出力さ
せる。

【００３０】一方、３つの上記基準度数メモリ１４ａ，
１４ｂ，１４ｃの各々も、同じ構成を有する。色相につ
いての基準度数メモリ１４ａの構成の一例を図３に示
す。この基準度数メモリ１４ａは、上限値メモリ２１，
下限値メモリ２２，余裕値設定回路２３，第１切替スイ
ッチ２４，第２切替スイッチ２５，第３切替スイッチ２
６およびアドレスカウンタ２７を備える。

【００３１】上限値メモリ２１および下限値メモリ２２
は、アドレスカウンタ２７からのアドレス信号によりア
ドレスが指定される。上記第１切替スイッチ２４は、度
数分布生成回路１３ａのメモリ１７（図２参照）のアド
レス端子を、色成分分解回路１２とアドレスカウンタ２
７との間で切り替える。これにより、度数分布生成回路
１３ａは、上記アドレスカウンタ２７から入力するアド
レス信号、もしくは色成分分解回路１２から入力するデ
ジタル信号に変換された色成分によりアドレスが指定さ
れる。

【００３２】上記第２切替スイッチ２５は、比較回路１
５ａの出力によりその切替が制御され、度数分布生成回
路１３ａの出力が上限値メモリ２１の出力よりも大きい
ときには、度数分布生成回路１３ａの出力を上限値メモ
リ２１に入力して、上限値メモリ２１の内容を上記度数
分布生成回路１３ａの出力により更新する。

【００３３】また、上記第３切替スイッチ２６も、比較
回路１５ａの出力によりその切替が制御され、度数分布
生成回路１３ａの出力が下限値メモリ２２の出力よりも
小さいときには、度数分布生成回路１３ａの出力を下限
値メモリ２２に入力して、下限値メモリ２２の内容を上
記度数分布生成回路１３ａの出力により更新する。

【００３４】次に、図１の外観検査装置の動作の説明に
入る前に、色成分分解回路１２の具体的な構成について
説明する。

【００３５】図６は、映像信号から色相、色調角および
明度の３つの色成分を分解する色成分分解回路１２を示
している。カメラ１１からの映像信号は、ＲＧＢ変換回
路１０２によりＲ,Ｇ,Ｂの３色の信号に変換され、次
に、Ｒ,Ｇ,Ｂ信号は、それぞれ、Ｒ,Ｇ,Ｂ用のＡ／Ｄ変
換器１０３，１０４，１０５によりデジタル値に変換さ
れる。カメラ１０１からの信号がＲＧＢ信号である場合
には、映像信号をＲＧＢ信号に分解するＲＧＢ変換回路
１０２は必要でない。

【００３６】Ａ／Ｄ変換器１０３，１０４および１０５
のデジタル出力（たとえば８ビット）は、それぞれ、色
相メモリ１０６、色調角メモリ１０７、明度メモリ１０
８のアドレス線に接続されている。ここで、色相メモリ
１０６は、Ｒ,Ｇ,Ｂのすべての組合せに対応する色相の
値を格納したメモリであり、色調角メモリ１０７は、
Ｒ,Ｇ,Ｂのすべての組合せに対応する色調角Ｔの値を格
納したメモリであり、明度メモリ１０８は、Ｒ,Ｇ,Ｂの
すべての組合せに対応する明度Ｌの値を格納したメモリ
である。

【００３７】そこで、Ａ／Ｄ変換器１０３、１０４およ
び１０５の出力（全部で２４ビット）が指し示すアドレ
スでの色相メモリ１０６の中の内容が、データ線を経て
出力される。ここで、出力される内容は、この時のＲ,
Ｇ,Ｂ値に対応する色相の値である。同時に、Ａ／Ｄ変
換器１０３、１０４および１０５の出力が指し示すアド
レスでの色調角メモリ１０７および明度メモリ１０８の
中の内容（色調角、明度）が、データ線を経て同様に出
力される。ここで、出力内容は、それぞれ、この時の
Ｒ,Ｇ,Ｂ値に対応する色調角Ｔおよび明度Ｌの値であ
る。

【００３８】以上の動作において、信号処理に必要な時
間は単に色相メモリ１０６，色調角メモリ１０７および
明度メモリ１０８への１回のアクセス時間のみであり、
実時間で映像信号から色成分を分解することができる。

【００３９】図７は、いま一つの色成分分解回路１２の
構成を示している。この色成分分解回路１２は、パイプ
ライン処理により高速処理を実現するものである。カメ
ラ１１からの映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ
に変換され、さらにＬ^*ａ^*ｂ^*表色系に変換される。刺
激値Ｘ，Ｙ，ＺからＬ^*ａ^*ｂ^*表色系への変換は次の式
で表される。ここで、Ｌ^*は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系における
明度指数であり、ａ^*，ｂ^*は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系におけ
る色度指数である。Ｌ^*＝１１６・（Ｙ／１００)^1/3−１６ａ^*＝５００・｛(Ｘ／９８.１)^1/3−(Ｙ／１００)^1/3｝ｂ^*＝２００・｛(Ｙ／１００)^1/3−(Ｚ／１１８.
２)^1/3｝また、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系において、明度、彩度、色相
は、次のように表される（表１参照）。明度Ｌ：Ｌ^* 彩度Ｃ：Ｃ＝(ａ^*2＋ｂ^*2)^1/2 色相Ｈ：Ｈ＝ｔａｎ^-1(ｂ^*／ａ^*) (ａ^*＞
０；ｂ^*＞０) Ｈ＝ｔａｎ^-1(ｂ^*／ａ^*)＋３６０° (ａ^*＞０；ｂ^*＜
０) Ｈ＝ｔａｎ^-1(ｂ^*／ａ^*)＋１８０° (ａ^*＜０) また、色調角Ｔと色調長ＴＲは、彩度Ｃを横軸、明度Ｌ
を縦軸とした色調面において、次のように定義される。色調角Ｔ：Ｔ＝ｔａｎ^-1(Ｌ^*／Ｃ) 色調長ＴＲ：ＴＲ＝（Ｌ^*2＋Ｃ^２）^１／２

【００４０】

【表１】

【００４１】この色成分分解回路１２において、カメラ
１１から出力される映像信号は、３色Ｒ，Ｇ，Ｂからな
り、Ｒ，Ｇ,Ｂの映像信号は、ＲＧＢ−ＸＹＺ刺激値変
換回路１１２において、刺激値Ｘ,Ｙ,Ｚに変換される。
刺激値Ｘ,Ｙ,Ｚは、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器１１３ない
し１１５においてデジタル値に変換される。このデジタ
ル値は、次に説明するメモリ１１６ないし１１８のアド
レス端子に入力される。

【００４２】Ｌ^*値演算用メモリ１１６においては、Ａ
／Ｄ変換器１１３からのＹ値が、Ｙ→Ｌ^*変換テーブル
により明度指数（Ｌ^*値）に変換される。ａ^*値演算用メ
モリ１１７においては、Ａ／Ｄ変換器１１３，１１４か
らのＹ値，Ｘ値が、Ｙ,Ｘ→ａ^*変換テーブルにより、色
度指数のａ^*値に変換される。さらに、ｂ^*値演算用メモ
リ１１８においては、Ａ／Ｄ変換器１１３，１１５から
のＹ，Ｚ値が、Ｙ,Ｚ→ｂ^*変換テーブルにより色度指数
のｂ^*値に変換される。出力値Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*は、図７に
示すように、メモリ１１９ないし１２２のアドレス端子
に入力される。

【００４３】彩度Ｃ演算用メモリ１１９においては、メ
モリ１１７，１１８からのａ^*，ｂ^*が、ａ^*,ｂ^*→Ｃ変
換テーブル（Ｃ＝(ａ^*2＋ｂ^*2)^1/2）により彩度Ｃに変
換される。同様に、色相Ｈ演算用メモリ１２０において
は、メモリ１１７，１１８からのａ^*，ｂ^*が、ａ^*,ｂ^*
→Ｈ変換テーブル（Ｈ＝ｔａｎ^-1(ｂ^*／ａ^*) (ａ^*＞
０；ｂ^*＞０のとき)，Ｈ＝ｔａｎ^-1(ｂ^*／ａ^*)＋３６０
°(ａ^*＞０；ｂ^*＜０のとき)、Ｈ＝ｔａｎ^-1(ｂ^*／ａ^*)
＋１８０°(ａ^*＜０のとき)）により色相Ｈに変換され
る。出力値Ｃ，Ｈは、図７に示すように、メモリ１２
１，１２２のアドレス端子に入力される。

【００４４】色調長ＴＲ演算用メモリ１２１において
は、メモリ１１６からの明度Ｌ^*とメモリ１１９からの
彩度Ｃが、Ｌ^*,Ｃ→ＴＲ変換テーブル（ＴＲ＝（Ｌ^*2＋
Ｃ²)^1/ ²）により色調長ＴＲに変換される。同様に、色
調角Ｔ演算用メモリ１２２においては、メモリ１１６か
らの明度Ｌ^*とメモリ１１９からの彩度Ｃが、Ｌ^*，Ｃ→
Ｔ変換テーブル（Ｔ＝ｔａｎ^-1(Ｌ^*／Ｃ)）により色調
角Ｔに変換される。

【００４５】次に、以上に構成を説明した外観検査装置
の動作を、（１）基準度数分布設定モード、（２）外観
検査モード、に項を分けて説明する。

【００４６】（１）基準度数分布設定モードこの基準度数設定モードでは、予め用意された正常な外
観を有する製品（検査対象物）について基準度数分布が
決定される。すなわち、正常な外観を有する１番目の製
品（図示せず。）を撮像したカメラ１１からの映像信号
が、図１の色成分分解回路１２にて、色相、色調角、お
よび明度の３成分に分解されるとともに、デジタル信号
に変換されて出力される。

【００４７】いま、分解された色成分のうちのたとえば
色相について説明すると、ある画素の色相値、たとえば
１００が色成分分解回路１２からデジタルのデータとし
て出力される。このデータ１００は、図３に示す基準度
数メモリ１４ａの第１切替スイッチ２４を介して、度数
分布生成回路１３ａのメモリ１７（図２参照）のアドレ
ス端子に入力され、アドレス１００が指定される。これ
により、上記度数分布生成回路１３ａのメモリ１７は、
アドレス１００に記憶されている度数値（最初の度数値
は零）を加算器１９（図２参照）に出力する。加算器１
９はメモリ１７から入力した上記度数値に数値１を加算
し、この加算値を上記メモリ１７に入力してアドレス１
００に記憶されている度数値０を上記加算値１（＝０＋
１）に更新する。そして、次の画素の色相値も１００の
場合は、メモリ１７のアドレス１００の内容は、同様の
動作により、２（＝１＋１）に更新される。

【００４８】以下、正常な外観を有する１番目の製品の
映像信号の１フレームについて上記動作が繰り返され、
色相値の各値に対する画素数が決定されていく。これに
より、上記映像信号の１フレーム終了時点で、１フレー
ム分の色相に関する度数分布が図２の度数分布生成回路
１３ａのメモリ１７内に生成される。色調角および明度
に関する画素の度数分布についても上記と全く同様にし
て、度数分布生成回路１３ｂ，１３ｃの各メモリ１７内
に生成される。

【００４９】上記のようにして生成された正常な外観を
有する１番目の製品の映像信号の１フレームについて、
色相、色調角および明度に関する画素の度数分布がそれ
ぞれ生成されると、図３の基準度数メモリ１４ａの第２
スイッチ２５および第３スイッチ２６が切り替えられ、
度数分布生成回路１３ａのメモリ１７（図２参照。）に
生成された度数分布が上限値メモリ２１および下限値メ
モリ２２に無条件に記録される。

【００５０】次に、正常な外観を有する２番目の製品に
ついては、まず度数分布生成回路１３ａのメモリ１７の
アドレス０の度数が、上限値メモリ２１のアドレス０に
記憶されている度数値と下限値メモリ２２のアドレス０
に記憶されている度数値と比較される。

【００５１】この比較の結果、度数分布生成回路１３ａ
のメモリ１７のアドレス０に記憶されている画素の度数
値が上限値メモリ２１のアドレス０に記憶されている値
より大きい場合には、第２切替スイッチ２５により度数
分布生成回路１３ａが上限値メモリ２１に接続され、度
数分布生成回路１３ａのメモリ１７のアドレス０に記憶
されている度数値により上限値メモリ２１のアドレス０
の内容が更新される。

【００５２】上記比較の結果、上記とは逆に、度数分布
生成回路１３ａのメモリ１７のアドレス０に記憶されて
いる画素の度数値が下限値メモリ２２のアドレス０に記
憶されている値より小さい場合には、第３切替スイッチ
２６により度数分布生成回路１３ａが下限値メモリ２２
に接続され、度数分布生成回路１３ａのメモリ１７のア
ドレス０に記憶されている度数値により下限値メモリ２
２のアドレス０の内容が更新される。以下、このような
動作が度数分布生成回路１３ａのメモリ１７の全アドレ
スについて繰り返えされる。

【００５３】以上の動作が、外観が正常な３番目以降の
全ての製品のサンプルについて繰り返し行われることに
より、すべてのサンプルの各色成分について度数分布の
最大値および最小値が上限値メモリ２１および下限値メ
モリ２２に登録されることになる。このようにして得ら
れた上限値メモリ２１および下限値メモリ２２の内容
は、外観検査モード時の外乱の影響を考慮して、上記内
容に余裕値設定回路２３から所定の値がマージンとして
加算および減算され、上限値メモリ２１および下限値メ
モリ２２に記憶される。

【００５４】（２）外観検査モード基準度数設定モードにおいて、上記のようにして、上限
値メモリ２１および下限値メモリ２２の内容が設定され
た後、外観検査モードにおいて、これら上限値メモリ２
１および下限値メモリ２２の内容に基づいて、一般の製
品の外観検査が行われる。

【００５５】外観検査モードにおいても、一般の製品を
撮像したカメラ２１からの映像信号は、図１の色成分分
解回路１２で色相、色調角、および明度の３成分に分解
されてデジタル信号に変換される。そして、基準度数設
定モードと全く同様にして、度数分布生成手段１３ａ
は、一般の上記製品の映像信号の１フレームについて、
各色成分毎に画素の度数分布を生成する。

【００５６】上記映像信号の１フレームが終了し、映像
信号の垂直同期期間に入った段階で、図３の第１切替ス
イッチ２４は度数分布生成回路１３ａをアドレスカウン
タ２７に接続する。これにより、上記度数分布生成回路
１３ａのメモリ１７、上限値メモリ２１および下限値メ
モリ２２のアドレスが、上記アドレスカウンタ２７から
出力するアドレス信号により、アドレス０から順次指定
される。アドレスカウンタ２７で指定されるアドレスに
記憶されている度数分布生成回路１３ａのメモリ１７の
内容と上限値メモリ２１の内容とは、比較回路１５ａに
より比較される。また、アドレスカウンタ２７で指定さ
れるアドレスに記憶されている度数分布生成回路１３ａ
のメモリ１７の内容と下限値メモリ２２の内容とは、比
較回路１５ａにより比較される。

【００５７】上記比較回路１５ａは、その出力１から、
上記度数分布生成回路１３ａのメモリ１７の内容が上限
値メモリ２１の内容よりも小さいときには「０」、上記
度数分布生成回路１３ａのメモリ１７の内容が上限値メ
モリ２１の内容よりも大きいときには「１」の２値信号
を出力する。上記比較回路１５ａはまた、その出力２か
ら、上記度数分布生成回路１３ａのメモリ１７の内容が
下限値メモリ２２の内容よりも大きいときには「０」、
上記度数分布生成回路１３ａのメモリ２２の内容が下限
値のメモリ２２の内容よりも小さいときには「１」の２
値信号を出力する。

【００５８】アドレスカウンタ２７のカウント値が１カ
ウントアップする毎に、比較回路１５ａは色相値に関す
る度数分布の上記比較を実行し、その出力である上記２
値信号を図１の総合判定回路１６に出力する。

【００５９】色相の場合と同様に、比較回路１５ｂおよ
び１５ｃは、色調角および明度に関する度数分布の比較
を実行し、その出力である２値信号を図１の総合判定回
路１６に出力する。この総合判定回路１６は、入力する
上記２値信号に基づいて製品の外観検査の判定結果を出
力する。

【００６０】上記のように、画像を構成する画素の色成
分値に関する度数分布を用いて、製品の外観検査を行う
ようにすれば、この度数分布は検査対象物（製品）の位
置に関する不変量であるから、外観を検査する製品の位
置ずれ補正の必要がない。したがって、外観検査をリア
ルタイムで高速に行なうことができる。また、検査対象
物を撮像した画像の面積による外観検査のように領域分
割をする必要もなく、中間調画像のように境界の不明確
な任意の画像を有する製品の外観検査にも適用すること
ができる。

【００６１】上記実施例ではまた、一般の製品の外観検
査の場合の度数分布の生成と同様にして、正常な外観を
有する複数の製品のサンプルから基準度数分布を生成す
ることができる。すなわち、製品の外観検査の開始にあ
たって、正常な外観を有する製品のサンプルを上記外観
検査装置が設置されている外観検査ラインに流すだけ
で、基準度数分布生成を得ることができる。よって、基
準度数分布生成のための特別な操作も必要としない。ま
た、正常品の実データから基準度数分布が定められるた
め、製品の特性や照明変動、ライン変動などによる正常
品のばらつきが基準度数分布に反映され、オペレータの
高度な判断や特別な操作も必要なく、適正な基準度数分
布を自動的に得ることができる。

【００６２】上記実施例では、色成分が色相、色調角お
よび明度の３つの場合について説明したが、色成分は、
明度、彩度、色相、色調角（＝ｔａｎ^-1（明度／彩
度））、色調長（＝（明度²＋彩度²）^1/2）のうち、少
なくとも色相および色調角（＝ｔａｎ^-1(明度／彩度)）
を含んでいればよい。

【００６３】また、基準度数分布は、複数の正常な外観
を有する製品のサンプルの度数分布から統計的手法を用
いて求めるようにしてもよく、また、１画面の全部の度
数分布でなく、画面にウインドウを設けて画面内のある
特定の領域のみの度数分布を求めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる外観検査装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１の外観検査装置の度数分布生成回路の構
成を示すブロック図である。

【図３】図１の基準度数メモリの構成を示すブロック
図である。

【図４】一つの画面における検査対象物の基準画像登
録時の画像の説明図である。

【図５】図４の画面において検査対象物の基準画像登
録時から検査対象物の画像の位置がずれた状態を示す説
明図である。

【図６】図１の外観検査装置の一つの色成分分解回路
の構成を示すブロック図である。

【図７】図１の外観検査装置のいま一つの色成分分解
回路の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１カラーテレビジョンカメラ１２色成分分解回路１３ａ度数分布生成回路１３ｂ度数分布生成回路１３ｃ度数分布生成回路１４ａ基準度数メモリ１４ｂ基準度数メモリ１４ｃ基準度数メモリ１５ａ比較回路１５ｂ比較回路１５ｃ比較回路１６総合判定回路１７メモリ１８制御回路１９加算器２１上限値メモリ２２下限値メモリ２３余裕値設定回路２４第１切替スイッチ２５第２切替スイッチ２６第３切替スイッチ２７アドレスカウンタ１０２ＲＧＢ変換部１０３Ａ／Ｄ変換器１０４Ａ／Ｄ変換器１０５Ａ／Ｄ変換器１０６色相メモリ１０７色調角メモリ１０８明度メモリ１１２ＲＧＢ−ＸＹＺ刺激値変換回路１１３Ａ／Ｄ変換器１１４Ａ／Ｄ変換器１１５Ａ／Ｄ変換器１１６Ｌ値演算メモリ１１７ａ^*値演算メモリ１１８ｂ^*値演算メモリ１１９彩度演算メモリ１２０色相演算メモリ１２１色調長演算メモリ１２２色調角演算メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 7/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー撮像手段により撮像した検査対象
物の映像信号を複数の色成分に分解する色成分分解手段
と、この色成分分解手段で分解された各色成分毎に色成
分値の各値に対する上記画像を構成する画素の度数分布
をそれぞれ生成する度数分布生成手段と、各色成分毎に
正常な検査対象物についての基準度数分布をそれぞれ記
憶してなる基準度数分布記憶手段と、上記度数分布生成
手段から入力する各色成分毎の度数分布と基準度数記憶
手段から入力する上記基準度数分布とをそれぞれ比較す
る比較手段と、これら比較手段の出力に基づいて上記検
査対象物の外観の基準からのずれを判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】上記色成分分解手段により分解される検
査対象物の映像信号の複数の色成分は、少なくとも色相
および色調角（＝ｔａｎ^-1(明度／彩度)）を含むことを
特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】上記色成分分解手段は、映像信号の各成
分をデジタル化するデジタル化手段と、このデジタル化
手段の出力値がアドレス端子に接続され、色相および色
調角を含む色成分の変換値が、変換される各色成分毎
に、上記デジタル化手段の出力値に対応して予め記憶さ
れた変換テーブル記憶手段とで構成されていることを特
徴とする請求項１または２記載の外観検査装置。
【請求項４】上記映像信号はＲＧＢのアナログ信号で
あり、上記色成分分解手段は、ＲＧＢの上記アナログ信
号をＸＹＺ値のデジタル信号に変換する刺激値変換手段
と、この刺激値変換手段から供給されるＸＹＺ値のうち
のＹからＬ^*への、ＸとＹとからａ^*への、ＹとＺとから
ｂ^*への、ａ^*とｂ^*とからＨへの、ａ^*とｂ^*とからＣへ
の、Ｌ^*とＣからＴＲへの変換テーブルをそれぞれ記憶
してなる変換テーブル記憶手段とを備え、上記刺激値変
換手段による変換値から変換テーブル記憶手段を用いて
複数の上記色成分を得ることを特徴とする請求項１また
は２記載の外観検査装置。
【請求項５】複数の正常な外観を有する検査対象物に
ついて、上記度数分布の基準の上限値を記憶する上限値
記憶手段と、上記度数分布の基準の下限値を記憶する下
限値記憶手段と、上記度数分布生成手段から出力した今
回の度数分布を上記上限値と比較して今回の度数分布が
上記上限値よりも大きいときには、上限値を今回の度数
分布に更新する上限値更新手段と、上記度数分布生成手
段から出力した今回の度数分布を上記下限値と比較して
今回の度数分布が上記下限値よりも小さいときには、下
限値を今回の度数分布に更新する下限値更新手段とを備
えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一記載
の外観検査装置。
【請求項６】上記上限値記憶手段に記憶されている上
限値にマージンを付加する一方、上記下限値記憶手段に
記憶されている下限値にマージンを付加する余裕値設定
手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の外観検査
装置。