JPH0954044A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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Publication number
JPH0954044A
JPH0954044A JP20955995A JP20955995A JPH0954044A JP H0954044 A JPH0954044 A JP H0954044A JP 20955995 A JP20955995 A JP 20955995A JP 20955995 A JP20955995 A JP 20955995A JP H0954044 A JPH0954044 A JP H0954044A
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JP
Japan
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array sensor
sensor camera
threshold value
image processing
irradiation target
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Pending
Application number
JP20955995A
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English (en)
Inventor
Kousuke Yotsutsuka
浩介 四塚
Yuzo Imahori
勇三 今堀
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像処理における2値化を高精度化する。 【解決手段】 アレイセンサカメラ3からの電気信号を
ディジタル値に変換するA/Dコンバータ41と、画像
処理装置固有のシェーディング特性を予め量子化して得
た数値を閾値として保持する閾値テーブル(メモリに相
当する)42と、A/Dコンバータ41から出力される
ディジタル値と閾値テーブル42から読み出される閾値
との大小を比較して、両者の大小関係に対応させて2値
化データを出力するコンパレータ43とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は画像処理装置に関
し、さらに詳細にいえば、照射対象を照明する光源と、
照射対象からの光を検出するアレイセンサカメラと、ア
レイセンサカメラからの電気信号を入力として照射対象
の状態(欠陥の有無、欠陥の位置、サイズなど)を検出
する検出部とを含む画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、光源からの光により照射対象
を照明し、照射対象からの光(反射光または透過光)を
CCDカメラにより検出し、CCDカメラからの電気信
号を入力として照射対象の状態(欠陥の有無、欠陥の位
置、サイズなど)を検出するに当って、CCDカメラに
よって得られるアナログ信号を2値化することが一般的
に行われている。ここで、光源の輝度分布が一様でなか
ったり、照射対象からの光の反射率、透過率が一様でな
かったり、あるいはCCDカメラの各画素の特性が一様
でなかったりした場合には、CCDカメラからのアナロ
グ信号を一定の閾値で2値化しても、放射対象の状態を
正確には検出することができない。
【0003】このような不都合を考慮して、CCDカメ
ラからのアナログ信号をアナログアンプによるシェーデ
ィング補正回路に供給し、全ての画素にわたって一定の
特性を持つように補正を施した後に、一定の閾値で2値
化することが提案されている。また、シェーディング補
正回路を用いる代わりに、アナログ信号値のピーク値と
ボトム値との差を検出し、この差が閾値を越えたか否か
に基づいて2値化信号を出力することも提案されている
(実開昭57−80941号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】CCDカメラからのア
ナログ信号をアナログアンプによるシェーディング補正
回路に供給し、全ての画素にわたって一定の特性を持つ
ように補正を施した後に、一定の閾値で2値化する装置
を採用した場合には、照明の分布がなめらかに変化して
いる状態においては、照射対象の状態に対して十分な精
度で2値化を達成することができる。しかし、照明の分
布の変化が急激である状態、隣接するCCD画素の特性
に大きな相違がある状態においては、全ての画素にわた
って一定の特性を持つようにシェーディング補正を行う
ことが著しく困難であり、また、シェーディング補正が
十分な精度で行われないことに起因して、照射対象の状
態に対して十分な精度で2値化を達成することができな
くなってしまう。
【0005】アナログ信号値のピーク値とボトム値との
差を検出し、この差が閾値を越えたか否かに基づいて2
値化信号を出力する装置(実開昭57−80941号公
報参照)を採用した場合には、アルゴリズムが単純であ
り、固定の閾値で動的変動に強いシステムを構築するこ
とができるのであるが、CCDカメラの局所的な感度む
らなどがあった状態や、シェーディング変動が大きい状
態において、照射対象の状態に対して十分な精度で2値
化を達成することができないという不都合がある。
【0006】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、アレイセンサカメラの各画素の電気信号
に対して照射対象の状態に対して十分な精度で2値化を
達成することができる画像処理装置を提供することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の画像処理装置
は、照射対象を照明する光源と、照射対象からの光を検
出するアレイセンサカメラと、アレイセンサカメラから
の電気信号を入力として照射対象の状態を検出する検出
部とを含む画像処理装置において、検出部が、アレイセ
ンサカメラの各画素に対応する閾値を保持するメモリ
と、アレイセンサカメラの各画素の電気信号をA/D変
換するA/D変換手段と、A/D変換された値と対応す
る閾値との大小に基づいてA/D変換された値を2値化
する2値化手段とを含むものである。
【0008】請求項2の画像処理装置は、照射対象を照
明する光源と、照射対象からの光を検出するアレイセン
サカメラと、アレイセンサカメラからの電気信号を入力
として照射対象の状態を検出する検出部とを含む画像処
理装置において、検出部が、アレイセンサカメラの各画
素に対応する閾値を保持するメモリと、閾値をD/A変
換するD/A変換手段と、アレイセンサカメラの各画素
の電気信号値とD/A変換された閾値との大小に基づい
て各画素の電気信号値を2値化する2値化手段とを含む
ものである。
【0009】請求項3の画像処理装置は、アレイセンサ
カメラと検出部との間に、アナログアンプによるシェー
ディング補正回路を有し、アレイセンサカメラからの電
気信号に対してシェーディング補正を施して検出部に供
給するものである。請求項4の画像処理装置は、2値化
手段から出力される2値化データに対してランレングス
符号化処理を施すランレングス符号化手段をさらに含む
ものである。
【0010】
【作用】請求項1の画像処理装置であれば、光源によっ
て照射対象を照明し、アレイセンサカメラによって照射
対象からの光を検出し、検出部によってアレイセンサカ
メラからの電気信号を入力として照射対象の状態を検出
するに当って、検出部においては、アレイセンサカメラ
の各画素に対応する閾値をメモリに保持しておき、アレ
イセンサカメラの各画素の電気信号をA/D変換手段に
よってA/D変換し、2値化手段によって、A/D変換
された値と対応する閾値との大小に基づいてA/D変換
された値を2値化する。
【0011】したがって、アレイセンサカメラの各画素
に対応する照明の分布の変化が存在する場合、アレイセ
ンサカメラの局所的な感度むらがある場合、シェーディ
ング変動が大きい場合などにおいては、これらを考慮し
た閾値をメモリに設定しておくことにより、照射対象の
状態に対して十分な精度で2値化を達成することができ
る。
【0012】請求項2の画像処理装置であれば、光源に
よって照射対象を照明し、アレイセンサカメラによって
照射対象からの光を検出し、検出部によってアレイセン
サカメラからの電気信号を入力として照射対象の状態を
検出するに当って、検出部においては、アレイセンサカ
メラの各画素に対応する閾値をメモリに保持しておき、
これらの閾値をD/A変換手段によりD/A変換する。
そして、2値化手段によって、アレイセンサカメラの各
画素の電気信号値とD/A変換された閾値との大小に基
づいて各画素の電気信号値を2値化する。
【0013】したがって、アレイセンサカメラの各画素
に対応する照明の分布の変化が存在する場合、アレイセ
ンサカメラの局所的な感度むらがある場合、シェーディ
ング変動が大きい場合などにおいては、これらを考慮し
た閾値をメモリに設定しておくことにより、照射対象の
状態に対して十分な精度で2値化を達成することができ
る。
【0014】請求項3の画像処理装置であれば、アレイ
センサカメラと検出部との間に、アナログアンプによる
シェーディング補正回路を有し、アレイセンサカメラか
らの電気信号に対してシェーディング補正を施して検出
部に供給するのであるから、シェーディング補正回路に
よるシェーディング補正を2値化回路の前段に入れるこ
とで、光の強度が低い部分でも閾値の分解能を十分とる
ことができ、照射対象の状態に対して十分な精度で2値
化を達成することができる。すなわち、シェーディング
補正と2値化とを同時に極めて精度よく達成することが
できる。
【0015】請求項4の画像処理装置であれば、2値化
手段から出力される2値化データに対してランレングス
符号化処理を施すランレングス符号化手段をさらに含ん
でいるので、2値化データを少ないデータ量に圧縮する
ことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図1はこの発明の画像
処理装置の一実施態様を示す概略図である。この画像処
理装置は、発光ダイオード、半導体レーザ、ガスレー
ザ、白熱電球、蛍光灯などからなる光源1と、光源1か
らの光により照明される照射対象(例えば、光を用いて
検査が行われる場合には検査対象)2と、照射対象2か
らの反射光を検出するCCDカメラなどのアレイセンサ
カメラ3と、アレイセンサカメラ3から出力される電気
信号(アナログ信号)を入力として所定の処理を行うこ
とにより照射対象2の状態(例えば、検査を行う場合に
は、欠陥の有無、欠陥の位置、大きさなど)を検出する
検出部4とを有している。ただし、反射光に代えて透過
光を採用してもよいことはもちろんである。また、必要
に応じて、光源1からの光を照射対象2に導くための光
学系(図示せず)、照射対象2からの反射光または透過
光をアレイセンサカメラ3に導くための光学系(図示せ
ず)を設けている。
【0017】この検出部4は、アレイセンサカメラから
の電気信号を2値化して2値化データを得、得られた2
値化データに基づいて、例えば連結性解析、パターンマ
ッチングなどを行い、照射対象2が本来有しているパタ
ーンと、本来有していないパターンとを検出することに
より欠陥の有無などを検出する。なお、2値化データに
基づくこのような処理は従来公知であるから、詳細な説
明を省略する。もちろん、2値化データに基づく上記の
処理に代えて、従来公知の他の処理を採用することが可
能である。
【0018】図2は検出部4に含まれる2値化処理部の
構成の一実施態様を示すブロック図である。この2値化
処理部は、アレイセンサカメラ3からの電気信号をディ
ジタル値に変換するA/Dコンバータ41と、画像処理
装置固有のシェーディング特性を予め量子化して得た数
値を閾値として保持する閾値テーブル(メモリに相当す
る)42と、A/Dコンバータ41から出力されるディ
ジタル値と閾値テーブル42から読み出される閾値との
大小を比較して、両者の大小関係に対応させて2値化デ
ータを出力するコンパレータ43とを有している。この
コンパレータ43においては、例えば、ディジタル値が
閾値よりも大きい場合にハイレベルの信号を出力し、他
の場合にローレベルの信号を出力することにより2値化
を達成する。ただし、逆であってもよいことはもちろん
である。
【0019】前記画像処理装置固有のシェーディング特
性とは、照明のむら、照射対象の反射率/透過率の分
布、アレイセンサカメラ3の画素ごとの感度特性を重畳
して得られる特性である。また、閾値テーブル42に保
持される閾値は、アレイセンサカメラ3の全ての画素に
対応しており、例えば、アレイセンサカメラ3が1次元
のリニアセンサである場合には、1ライン分の全画素の
それぞれに対応する閾値を保持することになる。閾値テ
ーブル42に保持されている閾値を読み出すための制御
信号としては、アレイセンサカメラ3を駆動する同期信
号が用いられ、この同期信号によってアレイセンサカメ
ラ3の各画素に対応する閾値が閾値テーブル42から読
み出され、コンパレータ43に供給される。
【0020】アレイセンサカメラ3が1次元のリニアセ
ンサである場合を例にとってこの実施態様の作用を説明
する。アレイセンサカメラ3から出力され、A/Dコン
バータ41によってディジタル値の変換された値が図3
中に太い実線aで示すとおりであり、閾値テーブル42
に保持されている閾値が図3中に細い実線bで示すとお
りである場合には、画像処理装置固有のシェーディング
特性の影響を受けて、A/D変換された値がかなり大幅
に変動している。したがって、一定の閾値を用いて2値
化を行うと、図3の中央部が全てハイレベルになり、周
縁部が全てローレベルになるように2値化されてしま
う。しかし、この実施態様では、画像処理装置固有のシ
ェーディング特性を反映するように画素ごとの閾値が設
定されているので、全範囲にわたって正確な2値化を達
成することができる(図3中c参照)。したがって、そ
の後の処理も正確に達成することができる。
【0021】図4は検出部4に含まれる2値化処理部の
構成の他の実施態様を示すブロック図である。この2値
化処理部は、アレイセンサカメラ3からの電気信号をそ
のままコンパレータ43に供給し、閾値テーブル42か
ら読み出された閾値をD/Aコンバータ44によってア
ナログ値に変換してコンパレータ43に供給し、コンパ
レータ43からの2値化データをシフトレジスタ48に
供給し、シフトレジスタ48から2値化データを順次出
力するようにしている。
【0022】したがって、この実施態様の場合には、デ
ィジタル値に基づいて2値化を行う代わりにアナログ値
に基づいて2値化を行っている点が前記の実施態様とは
異なるが、前記の実施態様と同様の作用を達成すること
ができる。図5は検出部4に含まれる2値化処理部およ
びその前後の処理部の構成のさらに他の実施態様を示す
ブロック図である。
【0023】この実施態様は、アレイセンサカメラ3か
らの電気信号をアナログアンプによるシェーディング補
正回路45に供給してシェーディング補正を行い、シェ
ーディング補正が行われた電気信号をA/Dコンバータ
41に供給してディジタル値に変換し、このディジタル
値と閾値テーブル42から読み出された閾値との大小を
コンパレータ43により比較して2値化データを得、こ
の2値化データをランレングス符号化部47に供給して
ランレングスコード化するようにしている。なお、46
はシェーディング補正回路45におけるシェーディング
補正を行うために予め設定された定数を保持するシェー
ディング用テーブルである。なお、この定数の設定処理
は従来公知であるから、詳細な説明を省略する。
【0024】この実施態様を採用した場合には、アレイ
センサカメラ3から出力される電気信号(光の強度情
報)に対して、シェーディング補正回路45によって荒
くシェーディング補正をかけることにより、その後のデ
ィジタル2値化の精度を高めることができる。特に、デ
ィジタル2値化のみであれば、光の強度が低い部分で閾
値の分解能を十分にはとることができない可能性がある
が、シェーディング補正処理を施すことにより、光の強
度が低い部分でも閾値の分解能を十分にとることができ
る。
【0025】シェーディング補正処理が施された電気信
号はA/Dコンバータ41によって量子化され、ディジ
タル画像データに変換される。このディジタル画像デー
タは、アレイセンサカメラ3に送ったクロックに同期し
て各画素に応じて発生する。したがって、このクロック
を用いて予め設定された閾値テーブル42を走査し、対
応する閾値を読み出す。そして、コンパレータ43にお
いてディジタル画像データと閾値とを比較し、画像デー
タが閾値よりも大きい場合にハイレベルの信号(例え
ば、欠陥であることを示す信号)を出力し、他の場合に
はローレベルの信号を出力することにより2値化処理を
行う。ここで、画素ごとに異なった閾値を設定すること
ができるのであるから、シェーディング補正処理と2値
化処理とを同時に極めて精度よく達成することができ
る。
【0026】また、このようにして得られた2値化デー
タはランレングス符号化部47によってランレングス符
号に符号化され、データ量を少なくすることができる。
なお、この場合に、2値化されたデータの座標値のみな
らず、2値化されたデータのピーク値をも保存すれば、
例えば、欠陥の大きさを特定する場合に有効な情報を残
すことができる。なお、これらのデータは例えばFIF
Oメモリに格納しておくことができる。ただし、ピーク
値の数値はシェーディング補正処理が施されていないの
で、座標値を用いて後段の処理において補正することが
必要になる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明は、アレイセンサカメラ
の各画素に対応する照明の分布の変化が存在する場合、
アレイセンサカメラの局所的な感度むらがある場合、シ
ェーディング変動が大きい場合などにおいて、これらを
考慮した閾値をメモリに設定しておくことにより、照射
対象の状態に対して十分な精度で2値化を達成すること
ができるという特有の効果を奏する。
【0028】請求項2の発明は、アレイセンサカメラの
各画素に対応する照明の分布の変化が存在する場合、ア
レイセンサカメラの局所的な感度むらがある場合、シェ
ーディング変動が大きい場合などにおいて、これらを考
慮した閾値をメモリに設定しておくことにより、照射対
象の状態に対して十分な精度で2値化を達成することが
できるという特有の効果を奏する。
【0029】請求項3の発明は、シェーディング補正回
路を2値化回路の前段に入れることで、光の強度が低い
部分でも閾値の分解能を十分とることができ、照射対象
の状態に対して十分な精度で2値化を達成することがで
きるという特有の効果を奏する。請求項4の発明は、2
値化データを少ないデータ量に圧縮することができると
いう特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の画像処理装置の一実施態様を示す概
略図である。
【図2】検出部に含まれる2値化処理部の構成の一実施
態様を示すブロック図である。
【図3】A/D変換された画像信号と、閾値テーブルの
閾値と、2値化データとの関係の一例を示す図である。
【図4】検出部に含まれる2値化処理部の構成の他の実
施態様を示すブロック図である。
【図5】検出部に含まれる2値化処理部およびその前後
の処理部の構成のさらに他の実施態様を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 光源 2 照射対象 3 アレイセンサカメラ 4 検出部 41 A/Dコンバータ 42 閾値テーブル 43 コンパレータ 44 D/Aコンバータ 45 シェーディング補正回路 47 ランレングス
符号化部
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/00 G06F 15/68 320Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照射対象(2)を照明する光源(1)
    と、照射対象(2)からの光を検出するアレイセンサカ
    メラ(3)と、アレイセンサカメラ(3)からの電気信
    号を入力として照射対象(2)の状態を検出する検出部
    (4)とを含む画像処理装置において、 検出部(4)が、アレイセンサカメラ(3)の各画素に
    対応する閾値を保持するメモリ(42)と、アレイセン
    サカメラ(3)の各画素の電気信号をA/D変換するA
    /D変換手段(41)と、A/D変換された値と対応す
    る閾値との大小に基づいてA/D変換された値を2値化
    する2値化手段(43)とを含んでいることを特徴とす
    る画像処理装置。
  2. 【請求項2】 照射対象(2)を照明する光源(1)
    と、照射対象(2)からの光を検出するアレイセンサカ
    メラ(3)と、アレイセンサカメラ(3)からの電気信
    号を入力として照射対象の状態を検出する検出部(4)
    とを含む画像処理装置において、 検出部(4)が、アレイセンサカメラ(3)の各画素に
    対応する閾値を保持するメモリ(42)と、閾値をD/
    A変換するD/A変換手段(44)と、アレイセンサカ
    メラ(3)の各画素の電気信号値とD/A変換された閾
    値との大小に基づいて各画素の電気信号値を2値化する
    2値化手段(43)とを含んでいることを特徴とする画
    像処理装置。
  3. 【請求項3】 アレイセンサカメラ(3)と検出部
    (4)との間に、アナログアンプによるシェーディング
    補正回路(45)を有し、アレイセンサカメラ(3)か
    らの電気信号に対してシェーディング補正を施して検出
    部(4)に供給する請求項1または請求項2に記載の画
    像処理装置。
  4. 【請求項4】 2値化手段(43)から出力される2値
    化データに対してランレングス符号化処理を施すランレ
    ングス符号化手段(47)をさらに含んでいる請求項1
    または請求項2に記載の画像処理装置。
JP20955995A 1995-08-17 1995-08-17 画像処理装置 Pending JPH0954044A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100778824B1 (ko) * 2000-02-22 2007-11-22 픽심 인코포레이티드 시간지수 방법을 통한 다중 샘플링 이미지 센서 및 이미지 센서의 동적 영역을 확장하는 방법 및 이를 이용한 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100778824B1 (ko) * 2000-02-22 2007-11-22 픽심 인코포레이티드 시간지수 방법을 통한 다중 샘플링 이미지 센서 및 이미지 센서의 동적 영역을 확장하는 방법 및 이를 이용한 장치

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