JPH0922463A - 物品検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査画像の撮像と同環境で対象物を撮像した
基準画像を用いても、照明等の変化の影響が少なく、正
しい検査を行うことができるようにする。 【解決手段】 基準画像と検査対象物を撮像した検査画
像とを用いて前記検査対象物の形状を検査する方法にお
いて、前記基準画像は、前記検査画像の撮像と同環境で
対象物を撮像して作成し、前記基準画像上で外乱による
影響が存在する領域を指定し、前記基準画像と前記検査
画像との一致部分を求め、該一致部分と前記領域外にお
ける基準画像とを比較することによって、検査対象物の
形状を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生産ライン等で製
品の形状検査を画像処理によって行う物品検査方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生産ライン等において製品の検査
工程を自動化するために、製品の形状を画像処理によっ
て検査することが行われている。このような検査をする
方法としては、例えば、まず照明等を適切に設定した環
境下で良品を予め撮像して画像を得る。この画像に平滑
化等のいわゆる前処理を行い、さらに２値化、エッジ抽
出等のいわゆる特徴抽出処理を行って、対象物を特定化
して検査を容易に行えるようにした基準画像を作成して
おく。

【０００３】そして生産ラインを流れる検査対象の製品
を、ラインに備えつけられたＣＣＤカメラ等の撮影装置
で撮影して画像を取り込み、この画像に基準画像と同様
に前処理、特徴抽出処理を行って画像内の検査対象物を
特定化した検査画像を作成する。この検査画像と基準画
像とを比較して、検査画像と基準画像との間に相違が存
在するか否かによって判定を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、基準画像を作
成する際には、対象物の完全な形状の画像を得るため
に、外乱の影響を排除して撮像する必要があるが、対象
物の表面に光沢面がある場合等、光の照射角度により取
り込まれる画像が変化するときは、撮像するのに最適な
状態になる光の照射角度を探しだす必要があり、手間が
かかっていた。

【０００５】また、仕様変更等でラインを流れる製品に
変更があったときに、新たに基準画像を作成する必要が
あり、前記のように手間のかかる方法では、変更に対し
て簡単に対応できない。さらに、検査時に検査対象物を
撮像する場合にも、照明や外光の影響により検査対象物
を撮像した検査画像が変化する可能性があった。

【０００６】本発明は、上記の様な問題点に鑑み、照明
等を最適な状態にして撮像された基準画像ではなく、検
査画像の撮像と同環境で対象物を撮像した基準画像を用
いても、正しい検査を行うことができる物品検査方法及
び装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、次の技術的手段を講じた。すなわち、基
準画像と検査対象物を撮像した検査画像とを用いて前記
検査対象物の形状を検査する方法において、前記基準画
像は、前記検査画像の撮像と同環境で対象物を撮像して
作成し、前記基準画像上で外乱による影響の存在する領
域を指定し、前記基準画像と前記検査画像との一致部分
を求め、該一致部分と前記領域外における基準画像とを
比較することによって、検査対象物の形状を検査するこ
とを特徴とする。

【０００８】また本発明は、基準画像と検査対象物を撮
像した検査画像とを用いて前記検査対象物の形状を検査
する装置において、予め前記検査画像と同環境で前記検
査対象物を撮像して作成された前記基準画像上で外乱に
よる影響の存在する領域を指定する外乱領域指定手段
と、前記基準画像と前記検査画像との一致部分を求める
一致部分検出手段と、前記領域外における前記基準画像
と前記一致部分とを比較する比較手段とを備えているこ
とを特徴とする。

【０００９】検査画像の撮像と同環境で、適正に組み立
てられた基準となる製品を基準対象物として撮像して基
準画像とする。基準画像の撮像環境は最適な環境とは言
えないので、基準画像中にはさまざまな外乱による影響
が存在する。この場合、基準画像上で、この外乱による
影響が存在する領域を指定し、外乱による影響を検査の
比較対象から除外することができるので、外乱による影
響の存在する基準画像でも正しく検査できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、エンジン等の製品１の組
立を行う生産ライン２を示している。組み立てられた製
品１が検査の対象となるものであり、製品１に組み込ん
だ部品が適正な規定部品であるか否かを検査する。

【００１１】生産ライン２の上方には照明３及びカメラ
４が配置してある。このカメラ４は物品検査装置５に接
続され、カメラ４で撮像した画像が検査に用いられる。
また物品検査装置５には画像を表示する表示装置６と、
マウス７やキーボード８等の入力装置９とが接続されて
いる。図２及び図３は本発明の第１の実施の形態に係る
検査方法を説明するための各ステップにおける画像を示
し、図４は第１の実施の形態における検査手順を示すフ
ローチャートである。

【００１２】図２の（ａ）はカメラ４で撮像された原画
像１０を示している。この原画像１０は、適正に組み立
てられた製品１（以下、基準対象物１１という）を実際
に検査を行うときと同じ環境で撮像した（図４、ステッ
プＳ１）ものである。つまり生産ライン２上において、
同じ照明３下で、検査する製品１を撮像するカメラ４に
よって撮像されている。

【００１３】原画像１０には、カメラ４の性能等に依存
して発生するノイズ（図示省略）が入り込んでおり、こ
れらのノイズを平滑化フィルタによって除去する（ステ
ップＳ２）。平滑化フィルタによって除去されるノイズ
以外にも、原画像１０には様々な外乱による影響が原画
像に入り込んでいる。例えば、基準対象物１１は、その
表面が光沢面であり、照明光によって基準対象物１１上
には他の部分より明度が高い光沢部１２が発生してい
る。また、基準対象物１１外には、検査とは関係のない
検査対象外物品１３も撮像されている。光沢部１２や検
査対象外物品１３は本来存在しないのが望ましい。しか
し、生産ライン２上で撮像することで、照明３やカメラ
４の配置位置が制限され、最適な状態で撮像が出来なく
なり、原画像１０に入り込む。このような光沢部１２や
検査対象外物品１３は実際に存在するものであるから、
当然平滑化では除去できない。

【００１４】図２の（ｂ）は輪郭線画像１４を示してい
る。この輪郭線画像１４は、原画像１０の中で明度の変
化している部分（エッジ）を抽出する（ステップＳ３）
ことにより、基準対象物１１の輪郭を求めたものであ
る。また輪郭線画像１４中の各画素のとる値は、基準対
象物１１の輪郭を表す値あるいは輪郭以外の部分（背
景）を表す値のいずれかである。

【００１５】輪郭線画像１４では、光沢部１２や検査対
象外物品１３は基準対象物１１を構成するものとして、
輪郭線画像１４上に残っている。図２の（ｃ）は、第１
基準画像１５を示している。この第１基準画像１５は、
輪郭線画像１４上で、光沢部１２や検査対象外物品１３
が存在する領域１６ａ，１６ｂを指定し（ステップＳ
４）、指定された領域１６ａ，１６ｂ内の光沢部１２や
検査対象外物品１３を消去する（ステップＳ５）ことに
よって得られる。

【００１６】光沢部１２や検査対象外物品１３が存在す
る領域１６ａ，１６ｂを指定するには、輪郭線画像１４
を表示装置６に表示させ、表示された輪郭線画像１４上
で光沢部１２や検査対象外物品１３を示す画素を含む領
域１６ａ，１６ｂを、マウス７によって指示したり、キ
ーボード８から指定する領域１６ａ，１６ｂの座標を与
えることで可能である。

【００１７】図３の（ａ）は、検査用の原画像１７を示
している。この原画像１７は、生産ライン２での検査時
に検査対象物１８を撮像した（ステップＳ６）ものであ
る。検査用の原画像１７を第１基準画像１５の原画像１
０と比較すると、検査対象物１８には突起１８ａが形成
されているので不良品であり、光沢部１９は外光等の変
化によって位置や形が変化し、検査対象外物品２０の位
置は第１基準画像１５原画像１０のものとは異なる。

【００１８】図３の（ｂ）は、検査画像２１を示してい
る。この検査画像２１は、第１基準画像１５の場合と同
様に、ノイズを平滑化フィルタによって除去し（ステッ
プＳ７）、原画像１７の中で明度の変化している部分
（エッジ）を抽出し（ステップＳ８）、検査対象物１８
の輪郭を求めたものである。この検査画像２１において
も、各画素のとる値は、検査対象物１８の輪郭を表す値
あるいは輪郭以外の部分（背景）を表す値のいずれかで
ある。さらに光沢部１９や検査対象外物品２０も検査対
象物１８を構成するものとして、検査画像１９上に残さ
れている。

【００１９】図３の（ｃ）は、図２の（ｃ）と同じく光
沢部１２や検査対象外物品１３を除去した第１基準画像
１５を示しており、この第１基準画像１５と検査画像２
１をを用いて検査対象物１８の形状を検査する。検査を
行うには、まず第１基準画像１５の画素と検査画像２１
の画素との間で画像間演算を行って、第１基準画像１５
と検査画像２１間の一致部分２２を検出する（ステップ
９）。図３の（ｄ）は、この一致部分２２を表す一致画
像２３である。

【００２０】一致画像２３上の一致部分２２は、第１基
準画像１５において基準対象物１１を表し、かつ検査画
像２１おいて検査対象物１８を表している部分であるか
ら、検査対象物１８の突起１８ａ部分は、基準対象物１
１と一致せず、一致部分２２とはならない。したがっ
て、一致画像２３の一致部分２２は基準対象物１１と比
較すると一部欠けたものとなっている。

【００２１】第１基準画像１５と検査画像２１が完全に
一致する場合、第１基準画像１５と一致画像２３は同一
画像となる。次に、一致画像２３中の一致部分２２を示
す画素数と第１基準画像１５中の基準対象物１１を示す
画素数との比を相関値として求める（ステップＳ１
０）。この相関値が設定値以上であれば、第１基準画像
１５と一致画像２３は略同一画像であり、基準対象物１
１と検査対象物１８との相違は少なく、検査対象物１８
は適正形状である、つまり良品であると判定される（ス
テップＳ１１）。

【００２２】相関値を求めるときには、指定領域１６
ａ，１６ｂ中の光沢部１２や検査対象外物品１３を予め
除去した第１基準画像１５を用いているので、第１基準
画像１５中の基準対象物１１を示す画素数には、光沢部
１２や検査対象外物品１３を示す画素数が含まれておら
ず、比較の対象外になっている。したがって、外乱が検
査に及ぼす影響が少なくなり、正しい検査が行える。

【００２３】上記ステップＳ６〜ステップＳ１１は、検
査対象物１８毎に繰り返されて検査が行われる。図５は
前記第１の実施の形態の検査方法を行う物品検査装置５
の機能ブロック構成を示している。画像入力メモリ２４
はカメラ４によって撮像された原画像１０，１７が格納
されるメモリ領域である。輪郭線抽出手段２５は、画像
入力メモリ２４に格納された原画像１０，１７から輪郭
を抽出するまでの処理を行うものであり、図２の（ｂ）
や図３の（ｂ）のような輪郭線画像１４や検査画像２１
を得る。輪郭線画像記憶手段２６は、輪郭線抽出手段２
５によって得られた輪郭線画像１４や検査画像２１を格
納するメモリ領域である。

【００２４】指令解析手段２７は、マウス７やキーボー
ド８等の入力装置９からの指示を解析するものである。
入力装置９からは、輪郭線画像１４において外乱の影響
を受けている領域１６ａ，１６ｂの指定を行う旨の指示
や、その他の処理に関する指示が入力される。領域１６
ａ，１６ｂ指定の指示が入力されると、外乱領域指定手
段２８によって、入力装置９から入力された領域１６
ａ，１６ｂの情報を得る。

【００２５】指定内メモリ消去手段２９は、輪郭線画像
１４の指定された領域１６ａ，１６ｂの外乱による影響
を除去するものである。領域１６ａ，１６ｂの外乱によ
る影響を除去するには、指定された領域１６ａ，１６ｂ
内のすべての画素の値を、基準対象物１１の輪郭以外の
部分（背景）を表す値にすることで可能である。外乱の
影響を除去して得られた第１基準画像１５は表示メモリ
３０に格納され、表示装置６によって表示される。ま
た、第１基準画像１５は、磁気ディスクなどの外部記憶
装置３１に記憶させることができる。

【００２６】検査を行うときには、外部記憶装置３１の
第１基準画像１５データが、基準画像読出保存手段３２
に格納される。一致部分検出手段３３では、基準画像読
出保存手段３２に格納された第１基準画像１５と、輪郭
線抽出手段２５によって得られた検査画像２１とで、輪
郭線が一致する部分２２を検出する。比較手段３４で
は、一致部分検出手段３３によって検出された一致部分
２２を示す画素数と第１基準画像１５中の基準対象物１
１を示す画素数との比を求め、検査対象物１８が適正な
ものであるか否か判定する。

【００２７】図６は本発明の第２の実施の形態に係る検
査方法を説明するための各ステップにおける画像を示し
ている。図６の（ａ）は検査用の原画像１７を示し、図
６の（ｂ）は原画像１７から作成された検査画像２１を
示している。これら検査用の原画像１７及び検査画像２
１は、図３の（ａ）（ｂ）で示される第１の実施の形態
の検査用の原画像１７及び検査画像２１と同じものであ
るので、同符号を附して説明を省略する。

【００２８】図６の（ｃ）は、図２の（ｂ）と同じ輪郭
線画像であり、本第２の実施の形態では、これを基準画
像（以下、第２基準画像という）３５として使用する。
この第２基準画像３５は、第１の実施の形態と異なり、
光沢部１２や検査対象外物品１３が存在する領域１６
ａ，１６ｂを指定した後、指定された領域１６ａ，１６
ｂ内の光沢部１２や検査対象外物品１３を消去していな
いものである。本第２の実施の形態では、指定された領
域１６ａ，１６ｂは指定領域情報３６として保持され、
第２基準画像３５と検査画像２１の比較時に使用され
る。指定領域情報３６は指定された領域１６ａ，１６ｂ
内に含まれる全ての画素を指し示すための情報であり、
具体的には、第２基準画像が格納される記憶領域内で、
指定された領域１６ａ，１６ｂ内の画素の値が格納され
ている位置を示すアドレス等からなる。

【００２９】検査を行うには、まず第２基準画像３５と
検査画像２１との一致部分２２を検出する。図６の
（ｄ）は、この一致部分２２を表す一致画像２３であ
る。一致部分２２を検出するのは、第１の実施の形態と
同様である。そして、一致画像２３中の一致部分２２を
示す画素数と、指定領域情報３６で示される指定領域外
における第２基準画像３５中の基準対象物３５を示す画
素数との比を相関値として求め、相関値が設定値以上で
ある時に検査対象物１８が適正形状である、つまり良品
であると判定する。

【００３０】指定領域情報３６で示される指定領域外で
画素数の相関値を求めているので、第２基準画像３５中
の基準対象物１１を示す画素数には、光沢部１２や検査
対象外物品１３を示す画素数が含まれておらず、比較の
対象外になっている。したがって、外乱が検査に及ぼす
影響が少なくなり、正しい検査が行える。なお、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、基準画像１
５，３５や検査画像２１において対象物の特定化は輪郭
を抽出すること以外に、２値化等によってもよい。また
指定領域情報３６を一致画像２３を得る際にも使用して
もよいこと等、適宜設計変更可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ノイズの存在する領域
を検査対象外とすることで、外乱による検査への影響が
少なくなるので、最適な状態にして撮像された基準画像
を用いなくても検査画像の撮像と同環境で対象物を撮像
した基準画像を用いて、正しく検査を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査装置を備えた生産ラインを示
す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る基準画像を求
めるための各ステップにおける画像を示す図である。

【図３】同じく検査方法を説明する各ステップにおける
画像を示す図である。

【図４】同じく検査手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係る検査装置の機能ブロック図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る検査方法を説
明する各ステップにおける画像を示す図である。

【符号の説明】

５ 物品検査装置 １１ 基準対象物 １５ 第１基準画像 １６ａ，１６ｂ 指定領域 １８ 検査対象物 ２１ 検査画像 ２２ 一致部分 ２８ 外乱領域指定手段 ３３ 一致部分検出手段 ３４ 比較手段 ３５ 第２基準画像

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準画像と検査対象物を撮像した検査画
   像とを用いて前記検査対象物の形状を検査する方法にお
   いて、 前記基準画像は、前記検査画像の撮像と同環境で対象物
   を撮像して作成し、 前記基準画像上で外乱による影響の存在する領域を指定
   し、 前記基準画像と前記検査画像との一致部分を求め、 該一致部分と前記領域外における基準画像とを比較する
   ことによって、検査対象物の形状を検査することを特徴
   とする物品検査方法。
2. 【請求項２】 基準画像と検査対象物を撮像した検査画
   像とを用いて前記検査対象物の形状を検査する装置にお
   いて、 予め前記検査画像と同環境で前記検査対象物を撮像して
   作成された前記基準画像上で外乱による影響の存在する
   領域を指定する外乱領域指定手段と、前記基準画像と前
   記検査画像との一致部分を求める一致部分検出手段と、
   前記領域外における前記基準画像と前記一致部分とを比
   較する比較手段とを備えていることを特徴とする物品検
   査装置。