JPH08233748A - レベル変動補正可能な画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ほぼ全域が飽和レベル８にあり、一部の影画像
２の部分に不飽和レベル領域がある画像１Ａを持つ被検
査ワークの欠陥検出のためのその画像に対する２値化し
きい値を画像の照度変動に応じ補正可能とする。 【構成】予め基準の同種のワークを用いてその画像１Ａ
の外形位置３と影画像２を追跡するサーチライン（図で
は円形）４を求め、更にこのライン４に沿う複数個所の
局部領域の画像データの最低値（影の下限レベル）７を
求めて平均し、この平均値を基準の反射レベルＬｏとす
る。また、欠陥検出のための画像２値化しきい値ＴＨｏ
を設定する。次に被検査ワーク画像１Ａの外形位置３か
らサーチライン４の位置を求めて、上記と同様にこの画
像の反射レベルＬｉを求め、この画像に対する２値化し
きい値ＴＨｉをＴＨｉ＝（Ｌｉ／Ｌｏ）×ＴＨｏとして
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばベルトコンベア
などで搬送される被検査物としてのワークをＴＶカメラ
等で撮像して、その画像を入力し、入力した画像を処理
して、ワークの変形，汚れ等の欠陥を検出する画像検査
装置であって、特に照度の変動に応じ欠陥検出の２値化
しきい値を補正する機能を備えた画像検査装置として
の、レベル変動補正可能な画像処理装置に関する。

【０００２】なお、以下各図において同一の符号は同一
もしくは相当部分を示す。

【０００３】

【従来の技術】この種の画像検査装置を用いる被検査物
の外観検査においては、欠陥部を画像処理にて２値化
し、欠陥の有無を判別するのが一般的である。この２値
化においては、照明系やワークの表面状態によって、カ
メラ出力のレベルが変動して来る。従って、２値化レベ
ルがサンプルのワークで決めた一定のレベルのままで
は、照明の劣化やワークの変動により２値化に影響を生
じる。

【０００４】これを避けるため、ワークのカメラ出力か
ら画像の特定領域のレベルを検出し、そのレベルに応じ
て２値化レベルを自動補正することにより、照明系やワ
ーク状態の変動があっても、変動した状態でのレベルに
より、２値化レベルを補正して対応している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ＴＶカ
メラからの映像出力をＡ／Ｄ変換して画像の濃淡を示す
多値画像として画像メモリに記憶しておき、この多値画
像内のレベル変動の少ない指定領域にて、画像メモリか
ら画像データを読出しそのレベルを検出して、２値化レ
ベルを補正している。しかしこの方法は、ワークの画像
上にレベルが安定した、すなわち変化の少なく、かつ飽
和してない領域が指定できる場合はよいが、ワーク画像
にレベルが大きく変動しているところや、殆ど飽和して
いるところしかないような場合には適用できないことに
なる。

【０００６】本発明では、ワークが金属材質で、表面の
反射率が高く、画像処理のための照明ではその画像デー
タのレベルが殆ど全域で飽和したような状態となり、一
部に表面形状による影が細く発生するような対象ワーク
について、照明による光量変動を生じたとき、その変動
に応じて、欠陥検出のための２値化しきい値を補正する
機能を備えたレベル変動補正可能な画像処理装置を提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の画像処理装置は、照明手段（照明器１
９）によって照明された被検査物（ワーク１）の照明面
を（ＴＶカメラ１０を介して）撮像し、この撮像された
映像を（Ａ／Ｄ変換器１１を介し）Ａ／Ｄ変換して得た
被検査物の濃淡を示す（フレームメモリ１２内の）多値
画像であって、ほぼ全域が飽和レベル（８）にあり、こ
の多値画像内の所定の位置にある所定の形状（円形な
ど）の捜索線（サーチライン４）に沿う所定範囲の局部
領域内にのみ不飽和レベルの領域がある多値画像を、指
定された２値化しきい値で（２値化部１４を介し）２値
化して前記不飽和レベル領域内の欠陥の有無を検出する
画像処理装置において、少なくとも前記Ａ／Ｄ変換に基
づく画像データから当該の被検査物の多値画像の位置を
検出する手段（位置検出部１３，マイクロプロセッサ１
５など）と、この位置データからこの被検査物の多値画
像内の前記捜索線の位置を決定する手段（マイクロプロ
セッサ１５など）と、この決定された捜索線上の予め指
定された複数の各指定個所ごとの前記局部領域の画像デ
ータの下限値を求め、この下限値の前記複数指定個所に
ついての平均値としての反射レベル（Ｌｉ）を検出する
手段（マイクロプロセッサ１５など）と、予め設定され
た基準の反射レベル（Ｌｏ）と検出された前記反射レベ
ルから、予め基準の反射レベルに対応して設定された基
準の２値化しきい値（ＴＨｏ）を補正して、検出された
反射レベルに対応する２値化しきい値（ＴＨｉ）を算出
し、この２値化しきい値を前記指定された２値化しきい
値とする手段（マイクロプロセッサ１５など）とを備え
たものとする。

【０００８】

【作用】被検査物の多値画像内のサーチラインに沿う不
飽和レベルの局部領域（この例では影の部分）の照度
（反射レベル）を求めるため、サーチライン上の複数個
所について、夫々の個所の局部領域の画像データの下限
値を求め、さらにこの下限値の複数個所分の平均値を求
め検出された反射レベルとする。

【０００９】そして欠陥検出のためにこの多値画像を２
値化する２値化しきい値を

【００１０】

【数１】（検出された反射レベルに対応する２値化しき
い値）＝（基準２値化しきい値）×（検出された反射レ
ベル）／（基準反射レベル） として基準２値化しきい値を補正して算出する。この基
準２値化しきい値は、基準反射レベルに対応する２値化
しきい値で、基準反射レベルと共に予め基準となる被検
査物を用いて設定される。

【００１１】

【実施例】図２は本発明の一実施例としての画像処理装
置の構成を示すブロック図である。同図において、１は
被検査物としてのワーク、１９はワーク１を照明するた
めの照明器、１０はワーク１を撮像するＴＶカメラ、１
１はＴＶカメラの映像のラスタ走査によって出力される
映像信号１０ａをその濃淡レベルに応じたデジタルデー
タ（画像データ）１１ａに変換するＡ／Ｄ変換器、１２
はＡ／Ｄ変換器１１の出力する多値の画像データ１１ａ
を格納するフレームメモリ（画像メモリ）である。

【００１２】１３はＡ／Ｄ変換器１１の出力する画像デ
ータ１１ａを２値化してワーク画像の位置を検出するた
めのデータ（例えば２値化画像の変化点（エッジ点）の
座標データ、又は水平及び垂直方向での投影データ）を
抽出する位置検出部、１４はフレームメモリ１２から読
出された画像をマイクロプロセッサ１５により指定され
た２値化しきい値で２値化して欠陥検出のための特徴量
（例えば２値化面積等）を抽出する２値化部である。１
５はこの画像処理装置の演算制御を行うマイクロプロセ
ッサ、１６はこの演算制御等のために設定値等を格納す
るワークメモリ、１８はマイクロプロセッサ１５への指
令や設定データ等を入力するためのキー操作部、１７は
このキー操作部１８のインタフェースとしてのキーイン
タフェース、２０は前記１２〜１７の各手段を結合する
内部バスである。

【００１３】図１はワーク１の画像と、この画像に対す
る図２の画像処理装置の動作の説明図である。そして同
図（Ａ）はワーク画像を含む画面、 同図（Ｂ）は同図
（Ａ）の特定走査ライン５上の映像信号（つまりライン
５上の画像の濃度分布）である。ここで８は飽和レベ
ル、７は次に述べる影の画像部分の最低値としての下限
レベルである。また同図（Ａ）において、１Ａはワーク
の画像、９は背景、２は影の画像である。

【００１４】次に図１を参照しつつ図２の動作を説明す
る。まず検査対象のワークと同種の設定基準となるワー
ク１を撮像対象として設定動作を行う。ここで基準ワー
ク１を撮像するＴＶカメラ１０から入力されたワーク１
の映像信号１０ａはＡ／Ｄ変換器１１で濃淡レベルに応
じてデジタル画像データ１１ａに変換され、多値の画像
しとて画像メモリ１２へ記憶される。同時に位置検出部
１３はＡ／Ｄ変換器１１の出力する画像データ１１ａを
２値化（外形２値化）して前記のようにワーク画像の位
置検出用のデータを抽出する。マイクロプロセッサ１５
はこの抽出されたデータから背景９に対し、ワーク画像
１Ａの示す高反射（高レベル）について、上方からみて
高レベルの現れる先頭の位置（上端位置）３ｙを検出す
る。また、左方からみて高レベルの現れる先頭の位置
（左端位置）３ｘを検出する。このように上下，左右２
方向での先端位置３ｙ，３ｘが決まればワークの位置３
が特定できる。

【００１５】次に特定されたワーク位置３に対し、ワー
ク画像１Ａ内の影画像２の位置に合わせて、キーインタ
フェース１７，操作キー１８を介してサーチライン４を
設定し、ワークメモリ１６へ記憶する。図では円形の影
なので、円形のサーチライン４を設定するが、影の形状
が四角他一般形の場合は、形状の各ポイントの入力によ
り形状ラインを設定する。

【００１６】次に設定されたサーチライン４に沿って、
この例ではライン４を複数に等分割した各ポイントを含
むある幅を持った（この例ではサーチライン４と同心の
円形ライン６との間の）局部領域ごとにマイクロプロセ
ッサ１５が画像メモリ１２をサーチして、影の部分の画
像データの最低値としての下限レベル７を検出する。そ
して検出された前記複数ポイントの下限レベル７につい
て平均を求め、それをそのワークの反射レベルとする。
そしてこのワークの反射レベルを基準の反射レベルＬｏ
としてワークメモリ１６に設定記憶する。又、基準ワー
クに対し検出したい欠陥に応じて、基準の２値化しきい
値ＴＨｏをキー操作部１８を介して設定入力し、ワーク
メモリ１６へ設定記憶する。

【００１７】以上で設定を終了して、検査対象のワーク
が流されたときには、検査すべきワーク１の映像がＴＶ
カメラ１０から入力されると、マイクロプロセッサ１５
は前記と同様にワーク１の位置を割出し、その位置に対
応して記憶されたサーチライン４に沿う前記複数ポイン
トを含む局部領域での下限レベル７を検出して平均をと
り、検査対象ワークの反射レベルＬｉとする。これを使
って、下記の式（１）にてこの検査対象ワークに対する
欠陥検出のための２値化しきい値ＴＨｉを補正して求
め、２値化部１４に与える。

【００１８】

【数２】 ＴＨｉ＝（Ｌｉ／Ｌｏ）×ＴＨｏ ・・・式（１） 但し Ｌｏ： 設定時反射レベル ＴＨｏ： 設定時２値化しきい値 Ｌｉ： 検査対象ワークの反射レベル ＴＨｉ： 検査対象ワークの２値化しきい値 ２値化部１４はこの指定された２値化しきい値ＴＨｉを
用いてフレームメモリ１２から読出した検査対象ワーク
の画像を２値化し、影画像２の部分の２値化面積等の特
徴量を求めて欠陥の有無を検出する。

【００１９】この式（１）に拠れば、検査対象ワークの
反射レベルＬｉが上がれば、設定基準の反射レベルＬｏ
から、Ｌｉに比例して検査対象ワークに対する２値化し
きい値ＴＨｉも上がり、逆に反射レベルＬｉが下がれば
それに比例して２値化しきい値ＴＨｉも下がり、照度変
化の下でのワーク１の反射に比例して、２値化しきい値
ＴＨｉが変わり、照度変動に拠らぬ画像の２値化が可能
となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば検査対象のワーク画像の
ほぼ全域の濃度がほぼ飽和に達していてもワークの影等
の画像の一部の不飽和領域を自動的にサーチして、その
画像データレベルを検出し、この検出レベルに応じて欠
陥検出のための２値化しきい値を補正するようにしたの
で、ワークの照明やワークの表面状態の変動によってワ
ーク画像のレベルに変動があってもそのレベル変動の影
響なしに安定に欠陥を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての画像処理装置のワー
ク画像と動作の説明図

【図２】同じく画像処理装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ ワーク １Ａ ワーク画像 ２ 影画像 ３ 外形位置 ３ｘ 外形の左端座標 ３ｙ 外形の上端座標 ４ サーチライン ６ 円形ライン ７ 影の下限レベル ８ 飽和レベル ９ 背景 １０ ＴＶカメラ １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ フレームメモリ １３ 位置検出部 １４ ２値化部 １５ マイクロプロセッサ １６ ワークメモリ １７ キーインタフェース １８ キー操作部 １９ 照明器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照明手段によって照明された被検査物の照
   明面を撮像し、この撮像された映像をＡ／Ｄ変換して得
   た被検査物の濃淡を示す多値画像であって、 ほぼ全域が飽和レベルにあり、この多値画像内の所定の
   位置にある所定の形状の捜索線に沿う所定範囲の局部領
   域内にのみ不飽和レベルの領域がある多値画像を、指定
   された２値化しきい値で２値化して前記不飽和レベル領
   域内の欠陥の有無を検出する画像処理装置において、 少なくとも前記Ａ／Ｄ変換に基づく画像データから当該
   の被検査物の多値画像の位置を検出する手段と、 この位置データからこの被検査物の多値画像内の前記捜
   索線の位置を決定する手段と、 この決定された捜索線上の予め指定された複数の各指定
   個所ごとの前記局部領域の画像データの下限値を求め、
   この下限値の前記複数指定個所についての平均値として
   の反射レベルを検出する手段と、 予め設定された基準の反射レベルと検出された前記反射
   レベルから、予め基準の反射レベルに対応して設定され
   た基準の２値化しきい値を補正して、検出された反射レ
   ベルに対応する２値化しきい値を算出し、この２値化し
   きい値を前記指定された２値化しきい値とする手段とを
   備えたことを特徴とするレベル変動補正可能な画像処理
   装置。