JPH11259657A - 画像検査装置及び方法、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不定角度の回転を伴う円形のワーク上の対象
物を高速に検査する。 【解決手段】 入力された検査画像データは、極座標変
換回路４２とサーチ演算回路１１に供給される。画像デ
ータ記憶回路１２からワーク円周上部モデル画像２１乃
至ワーク円周右部モデル画像２４が、サーチ演算回路１
１に供給され、サーチ演算回路１１は、ワーク円周上部
モデル画像２１乃至ワーク円周右部モデル画像２４を基
に、検査画像内のワークの円周の位置をサーチする。演
算回路４１は、円周の位置から、ワークの中心位置を算
出する。ワークの中心位置を用いて、極座標変換回路４
２が、検査画像データのワーク画像データを極座標変換
する。サーチ演算回路１１は、極座標変換されたワーク
画像データを、予め極座標変換した基準の検査対象モデ
ル画像５１でサーチする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像検査装置及び方
法、並びに記録媒体に関し、特に、不定角度の回転を伴
う円形のワークの画像検査を行うとき、ワークの画像デ
ータを極座標変換することにより、高速に検査をするこ
とができるようにした画像検査装置及び方法、並びに記
録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２２は従来の画像検査装置の構成例を
示すブロック図である。画像検査装置１は、検査画像デ
ータを入力し、検査の結果を表わすデータを出力する。
画像検査装置１に入力された検査画像データは、画像ト
リミング回路１３に供給されるとともに、マルチプレク
サ（MUX)１４−１を介してサーチ演算回路１１に供給さ
れるようになされている。サーチ演算回路１１からの出
力は、画像トリミング回路１３と外部に供給されるよう
になされている。画像トリミング回路１３の出力は、マ
ルチプレクサ１４−１を介してサーチ演算回路１１に供
給されるようになされている。

【０００３】画像データ記憶回路１２は、画像検査動作
前に、予め、ワーク円周上部モデル画像２１、ワーク円
周下部モデル画像２２、ワーク円周左部モデル画像２
３、及び、ワーク円周右部モデル画像２４を記憶すると
共に、検査対象モデル画像２５−１乃至検査対象モデル
画像２５−Ｎを記憶する。画像データ記憶回路１２に記
憶されているこれらのワーク円周上部モデル画像２１乃
至ワーク円周右部モデル画像２４、及び、検査対象モデ
ル画像２５−１乃至検査対象モデル画像２５−Ｎは、マ
ルチプレクサ１４−２を介して、サーチ演算回路１１に
供給されるようになされている。

【０００４】次に、図２３のフローチャートを用いて、
その動作を説明する。はじめに、ステップＳ１１におい
て、画像検査装置１に、例えばベルトコンベアで搬送さ
れる略円柱状の缶詰を上方向よりビデオカメラで撮影し
た画像データが、検査画像データとして入力される。入
力された検査画像データは、マルチプレクサ１４−１を
介してサーチ演算回路１１に供給される。次に、ステッ
プＳ１２において、ワーク円周上部モデル画像２１乃至
ワーク円周右部モデル画像２４が画像データ記憶回路１
２から読み出され、マルチプレクサ１４−２を介してサ
ーチ演算回路１１に供給される。サーチ演算回路１１
は、検査画像データをワーク円周上部モデル画像２１乃
至ワーク円周右部モデル画像２４でサーチする。

【０００５】このサーチは、正規化相関サーチの手法を
用いて行われる。すなわち、検査画像データ中に１つの
モデル画像データと完全に一致する画像データが存在し
ているときは、画像パターンのマッチングは、双方の画
像データの各画素の位置と濃淡値を比較し、位置を特定
する比較的簡単な作業となる。しかしながら、実際に
は、検査画像データは雑音や歪みなどを含むので、検査
画像データとモデル画像データのマッチの度合いを示す
所定の測度を判定の基準とする。具体的には、以下の正
規化相関サーチの式により、判定の基準となるモデル画
像に対する検査画像の座標の相関値が、算出される。

【０００６】

【数１】

【０００７】上記式１において、Ｓ（ｘ，ｙ）は、検査
画像の座標（ｘ，ｙ）にモデル画像を置いたときの検査
画像とモデル画像の相関値である。Ｉ（ｘ，ｙ）は、検
査画像の座標（ｘ，ｙ）での濃淡値である。Ｍ（i，
ｊ）は、モデル画像の座標（ｉ，ｊ）での濃淡値であ
る。Ｎは、モデル画像の画素数である。（ｘ，ｙ）は、
検査画像の座標である。（ｉ，ｊ）はモデル画像の座標
である。

【０００８】サーチ演算回路１１は、予め決められた閾
値以上の相関値が得られた座標で、検査画像とモデル画
像がマッチしたと判定する。ステップＳ１３において、
求められたワークの円周の位置が画像トリミング回路１
３に供給さる。画像トリミング回路１３は、前記ワーク
の円周の位置を用いて、検査画像データからワークのみ
の画像データを取り出す。ワークのみの画像は、マルチ
プレクサ１４−１を介してサーチ演算回路１１に供給さ
れる。ステップＳ１４において、前記検査対象モデル画
像２５−１が、サーチ演算回路１１に供給される。ステ
ップＳ１５において、サーチ演算回路１１は、ワークの
みの画像データを対象モデル画像２５−１でサーチす
る。

【０００９】ステップＳ１６において、検査対象が検出
されたと判定された場合には、画像検査装置１は検査結
果を出力して処理を終了する。ステップＳ１６におい
て、対象が検出されなかったと判定された場合、ステッ
プＳ１７に進み、サーチ演算回路１１は、画像データ記
憶回路１２の全ての検査対象モデル画像（検査対象モデ
ル画像２５−１乃至検査対象モデル画像２５−Ｎ）につ
いてサーチを行ったかを調べる。ここで、全ての検査対
象モデル画像についてサーチを行っていないと判定され
た場合、ステップＳ１８に進み、画像データ記憶回路１
２は次の検査対象モデル（例えば、検査対象モデル画像
２５−２）をサーチ演算回路１１に供給する。その後、
ステップＳ１５に戻り、それ以降の処理を繰り返す。

【００１０】ステップＳ１７において、全ての検査対象
モデル画像についてサーチを行ったと判定された場合、
検査対象を検出することが出来なかったことになるの
で、ステップＳ１９に進み、画像検査装置１はエラー処
理を行い処理を終了する。このようにサーチ演算回路１
１は、画像データ記憶回路１２内の検査対象モデル画像
で、ワーク画像のサーチを繰り返す。

【００１１】次に、図２４の缶詰のプルトップリングの
有り無しを検出する場合の例を用いて上記の処理を更に
具体的に説明する。トリミングされた缶詰の画像のパタ
ーン３１内のプルトップリングの画像のパターン３２を
検出するために、画像データ記憶回路１２は少しずつ角
度を変更したＮ枚のプルトップリングの検査対象モデル
画像（検査対象モデル画像２５−１乃至検査対象モデル
画像２５−Ｎ）を記憶する。サーチ演算回路１１は、画
像データ記憶回路１２内のＮ枚の検査対象モデル画像を
用いて、プルトップリング画像のパターン３２を検出す
るまで、サーチ１からサーチＮを繰り返す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の装
置は、検査画像データに対して検査対象モデル画像の数
の分だけサーチを繰り返し行うため、検査時間が長くな
る課題があった。

【００１３】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、検査を高速に行う装置を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像検
査装置は、基準の前記検査対象物の予め極座標変換した
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、ワークの
画像データ上の中心位置を算出する算出手段と、算出手
段により算出した中心位置を原点として、ワークの画像
データを極座標変換する極座標変換手段とを備えること
を特徴とする。

【００１５】請求項８に記載の画像検査方法は、基準の
検査対象物の予め極座標変換した画像データを記憶する
画像データ記憶ステップと、ワークの画像データ上の中
心位置を算出する算出ステップと、算出ステップで算出
した中心位置を原点として、ワークの画像データを極座
標変換する極座標変換ステップと、ワークの画像データ
と基準の検査対象物の画像データと比較し、ワークの画
像データから検査対象物の特定パターンを検出する検出
ステップとを含むことを特徴とする。

【００１６】請求項９に記載の記録媒体は、基準の検査
対象物の予め極座標変換した画像データを記憶する画像
データ記憶ステップと、ワークの画像データ上の中心位
置を算出する算出ステップと、算出ステップで算出した
中心位置を原点として、ワークの画像データを極座標変
換する極座標変換ステップと、ワークの画像データと基
準の検査対象物の画像データと比較し、ワークの画像デ
ータから検査対象物の特定パターンを検出する検出ステ
ップとを含む処理を実行させるコンピュータが読み取り
可能なプログラムが記録されていることを特徴とする。

【００１７】請求項１に記載の画像検査装置、請求項８
に記載の画像検査方法、及び請求項９に記載の記録媒体
においては、ワークの画像データがワークの中心位置を
原点として極座標変換され、予め極座標変換され記憶さ
れている基準の検査対象物の画像データと比較される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に対応する実施の形態（但し一例）を付加
して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し
勿論この記載は、各手段を記載したものに限定すること
を意味するものではない。

【００１９】すなわち、請求項１に記載の画像検査装置
は、基準の検査対象物の予め極座標変換した画像データ
を記憶する画像データ記憶手段（例えば、図１の画像デ
ータ記憶回路１２）と、ワークの画像データ上の中心位
置を算出する算出手段（例えば、図１の演算回路４１）
と、算出手段により算出した中心位置を原点として、ワ
ークの画像データを極座標変換する極座標変換手段（例
えば、図１の極座標変換回路４２）と、ワークの画像デ
ータと基準の検査対象物の画像データと比較し、ワーク
の画像データから検査対象物の特定パターンを検出する
検出手段（例えば、図１のサーチ演算回路１１）とを備
えることを特徴とする。

【００２０】請求項４に記載の画像検査装置は、検出手
段に、ワークの画像データの第１の範囲を比較する第１
の比較手段（例えば、図１７のサーチ演算回路１１−
１）とワークの画像データの第２の範囲を比較する第２
の比較手段（例えば、図１７のサーチ演算回路１１−
２）とを備えることを特徴とする。

【００２１】図１は、本発明の画像検査装置の一実施の
形態の構成を示すブロック図であり、図２２における場
合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説
明は適宜省略する。外部から画像検査装置１へ入力され
た検査画像データは、極座標変換回路４２に供給される
と共に、マルチプレクサ１４−１を介してサーチ演算回
路１１に供給されるようになされている。サーチ演算回
路１１は、ワーク位置を演算し、演算回路４１に供給す
るようになされている。サーチ演算回路１１から出力さ
れたサーチ結果は、図示せぬ外部の装置にも出力される
ようになされている。

【００２２】画像データ記憶回路１２は、ワーク円周上
部モデル画像２１、ワーク円周下部モデル画像２２、ワ
ーク円周左部モデル画像２３、ワーク円周右部モデル画
像２４、並びに、基準となる検出対象物の画像を予め極
座標変換した検査対象モデル画像５１を記憶する。画像
データ記憶回路１２の出力は、マルチプレクサ１４−２
を介して、サーチ演算回路１１に供給されるようになさ
れている。

【００２３】演算回路４１はワークの中心位置を演算
し、極座標変換回路４２に供給するようになされてい
る。極座標変換回路４２は入力された検査画像を極座標
変換し、マルチプレクサ１４−１を介してサーチ演算回
路１１に供給するようになされている。

【００２４】次に、図２のフローチャートを参照して、
画像検査の動作を説明する。はじめに、ステップＳ３１
において、入力された検査画像データは、極座標変換回
路４２に供給されると共に、マルチプレクサ１４−１を
介してサーチ演算回路１１に供給される。

【００２５】ここで、図３は、ベルトコンベアで搬送さ
れる缶詰をワークとした場合のプルトップリングの有り
無しを検出するときの検査画像パターンの例を表す。画
像検査装置１に入力された検査画像データの検査画像パ
ターン６１は、缶詰を表す画像パターン６２と検査対象
物となるプルトップリングの画像パターン６３を内部に
有している。ここで、検査画像データを取り込むとき、
缶詰は不定角度だけ回転しており、プルトップリングの
画像パターン６３は検査画像６１に対して不定角度を有
する。

【００２６】すなわち、缶詰は、ベルトコンベア上でプ
ルトップリングが任意の方向を向くように配置されるの
で、缶詰の中心点６４を通るプルトップリングの中心線
６５の検査画像パターン６１の例えば上辺に対する角度
は任意の角度となる。なお、缶詰の中心点６４は、缶詰
の画像パターンの中心を示す仮想の点であり、実際の画
像パターン上にはないが、説明の便宜のために図３に示
されている。プルトップリングの中心線６５も同様に仮
想の線であるが、この中心線６５は、常に缶詰の中心点
６４を通るように、製造時に管理されているものとす
る。

【００２７】次に、ステップＳ３２において、画像デー
タ記憶回路１２からワーク円周上部モデル画像２１乃至
ワーク円周右部モデル画像２４が、マルチプレクサ１４
−２を介して、サーチ演算回路１１に供給される。サー
チ演算回路１１は、検査画像データをワーク円周上部モ
デル画像２１乃至ワーク円周右部モデル画像２４でサー
チし、ワークの円周の位置を検出し、その位置データを
出力する。

【００２８】次に、ステップＳ３３において、サーチ演
算回路１１から出力されたワークの円周の位置データが
供給されると、演算回路４１は入力された円周の位置デ
ータからワークの中心位置を算出する。ステップＳ３４
において、極座標変換回路４２は、演算回路４１から出
力されたワークの中心位置データを用いて、検査画像デ
ータに含まれるワーク画像データを極座標変換する。極
座標変換回路４２から出力されたワーク画像データ（極
座標変換されている）は、マルチプレクサ１４−１を介
して、サーチ演算回路１１に供給される。

【００２９】ここで、図４は、極座標変換前の画像パタ
ーン上の点と極座標変換後の画像パターン上の点の位置
関係の例を表す。極座標変換前のワークを示す円形の画
像７１は、極座標変換後、矩形の画像７２になる。ま
ず、前述のステップＳ３３において、検査画像のワーク
の中心点Ｐ₀座標（ｘ₀，ｙ₀）が求められる。極座標変
換前の円形のワーク画像の中心座標（ｘ₀，ｙ₀）は、変
換後の矩形画像７２の角の基準点Ｐ’₀（ｘ’₀，
ｙ’₀）に対応する。極座標変換後の画像は、Ｐ’₀を基
準に求められる。極座標変換前の円形のワーク画像の中
心座標（ｘ₀，ｙ₀）とワーク画像上の任意の円周上の点
を結ぶ線７５対し、角度θを持つ極座標変換前の円形の
ワーク画像上の点Ｐ₁（ｘ，ｙ）は、次の式（２）に従
ってＰ’₁（ｘ’，ｙ’）に極座標変換される。

【００３０】

【数２】

【００３１】円形の画像７１上の全ての点が、式（２）
に従って変換されれば、矩形の画像７２が得られる。な
お、この極座標変換の前後で、極座標変換後の点Ｐ’₁
（ｘ’，ｙ’）の有する濃淡値は、対応する極座標変換
前の点Ｐ₁（ｘ，ｙ）の濃淡値と同じである。

【００３２】図５は、以上の原理に従って、図３の画像
パターン６２を極座標変換して得られる画像パターン８
１の例を表す。前述のプルトップリングの画像パターン
６３は、極座標変換され、画像パターン８２になる。こ
こで、プルトップリングの画像パターン６３が、全体の
画像パターン６１に対して不定角度を持った場合でも、
それを極座標変換した画像パターン８２は、画像パター
ン８１に対して常に一定の角度を保持する。すなわち、
図３の中心線６５は、図５において、画像パターン８１
の例えば上辺と常に垂直な線８５となる。缶詰の不定角
度の回転角は、図５の例では、線８５の矢印８３で示す
横方向の移動となって表れる。

【００３３】ステップＳ３５において、サーチ演算回路
１１は、マルチプレクサ１４−２を介して検査データ記
憶回路１２から検査対象モデル画像５１を取り込み、ワ
ーク画像データを検査対象モデル画像５１でサーチす
る。このサーチは、ワークの画像データ上のワークの円
周方向に対応する直線方向に順次行っても、外周から中
心方向に対応する直線方向に順次行ってもよい。画像検
査装置１は、サーチの結果が得られるとそれを出力す
る。

【００３４】以上より、画像データ記憶回路１２には検
査対象モデル画像を１個だけ有していればよくなり、そ
の記憶容量が小さくて済むだけでなく、サーチ演算回路
１１は、サーチを迅速に行うことができる。

【００３５】図６（Ａ）は、検査対象である文字が缶詰
の円周と同心円上にあり、かつ、缶詰の中心から一定距
離Ｒ１以上離れて印刷された缶詰の画像パターン９１の
例を表す。検査対象の文字の画像パターン９２は、缶詰
の画像パターンの中心から半径Ｒ１だけ離れた円９３の
内側には位置しない。図６（Ｂ）は、缶詰の画像パター
ン９１を極座標変換した画像パターン１０１の例を示
す。円９３は、極座標変換されると直線１０３に対応す
る。

【００３６】この例では、極座標変換された検査対象と
なる文字列１０２は、常に直線１０３より上部に表れ
る。図１に示す装置で、図６に示すような画像を検査す
る場合、ステップＳ３４において、極座標変換回路４２
は、円９３とワークの画像パターンの外周の間の範囲に
ついてだけ、ワークの画像データを極座標変換する。従
って、極座標変換回路４２は、ワークの画像データ全体
よりも、小さな画像データを極座標変換するため、より
短い時間で変換を終了することができる。更に、サーチ
演算回路１１も、扱う画像データが小さくなる為、ワー
クの画像全体をサーチするよりも、短い時間で処理を終
了することができる。

【００３７】図７（Ａ）は、検査対象である文字が缶詰
の円周と同心円上にあり、かつ、缶詰の中心から一定距
離Ｒ２以内に印刷された缶詰の画像パターン１１１の例
を表す。検査対象の文字の画像パターン１１２は、缶詰
の画像パターンの中心から半径Ｒ２だけ離れた円１１３
の外側には位置しない。図７（Ｂ）は、缶詰の画像パタ
ーン１１１を極座標変換した画像パターン１２１の例を
示す。円１１３は、極座標変換されると直線１２３に対
応する。

【００３８】この例では、極座標変換された検査対象と
なる文字列１２２は、常に直線１２３より下部に表れ
る。そこで、図１に示す装置で図７に示すような画像を
検査する場合、ステップＳ３４において、極座標変換回
路４２は、円１１３とワークの画像パターンの中心の間
の範囲についてだけ、ワークの画像データを極座標変換
する。従って、極座標変換回路４２は、ワークの画像デ
ータ全体よりも、小さな画像データを極座標変換するた
め、より短い時間で変換を終了することができる。更
に、サーチ演算回路１１も、扱う画像データが少なくな
る為、ワークの画像全体をサーチするよりも、短い時間
で処理を終了することができる。

【００３９】図８（Ａ）は、検査対象である文字が缶詰
の円周と同心円上にあり、かつ、缶詰の中心から一定距
離Ｒ３以上離れ、かつ、缶詰の中心から一定距離Ｒ４以
内に印刷された缶詰の画像パターン１３１の例を表す。
検査対象の文字の画像パターン１３２は、缶詰の画像パ
ターンの中心から半径Ｒ３だけ離れた円１３３の内側、
または、缶詰の画像パターンの中心から半径Ｒ４だけ離
れた円１３４の外側には位置しない。図８（Ｂ）は、缶
詰の画像パターン１３１を極座標変換した画像パターン
１４１の例を示す。円１３３は、極座標変換されると直
線１４３となる。円１３４は、極座標変換されると直線
１４４に対応する。

【００４０】この例では、極座標変換された検査対象と
なる文字列１４２は、常に直線１４３と直線１４４で囲
まれる範囲の内側に表れる。そこで、図１に示す装置で
図８に示すような画像を検査する場合、ステップＳ３４
において、極座標変換回路４２は、円１３３と円１３４
の間の範囲のみ、ワークの画像データを極座標変換す
る。従って、極座標変換回路４２は、ワークの画像デー
タ全体よりも、小さな画像データを極座標変換するた
め、より短い時間で変換を終了することができる。更
に、サーチ演算回路１１も、扱う画像データが少なくな
る為、ワークの画像全体をサーチするよりも、より短い
時間で処理を終了することができる。

【００４１】図９は、図１の構成の装置の他の処理例を
表している。この例では、検出結果が複数個得られた場
合、より正確、かつ、迅速に検査を行うことができるよ
うになされている。ステップＳ６１乃至ステップＳ６４
は、図２のステップＳ３１乃至ステップＳ３４に対応す
る処理なので、その説明は省略する。ステップＳ６５に
おいて、サーチ演算回路１１は、極座標変換後のワーク
画像データを取り込み、予め極座標変換した検査対象モ
デル画像５１で取り込みワーク画像データ全体を粗くサ
ーチする。ステップＳ６６において、検査対象モデル画
像５１がワーク画像の中に検出されたと判定された場
合、手順はステップＳ６７に進む。サーチ演算回路１１
は、検査対象モデル画像５１で、検出位置を中心とした
ワーク画像データの微小範囲を、精密にサーチする。

【００４２】ステップＳ６８において、サーチ演算回路
１１は、閾値以上の相関値が複数存在するか否かを判定
し、YESと判定された場合、ステップＳ６９に進み、閾
値以上の相関値が得られた複数の位置のうち、より外周
側の位置を選択し、そのより外周側の領域を再度サーチ
する。ステップＳ７０において、サーチ演算回路１１は
相関値が最大の結果を選択し、画像検査装置１は結果を
出力し、処理を終了する。

【００４３】次に、ステップＳ６８において、精密サー
チの結果、予め設定した閾値以上の相関値が複数存在し
ないと判定された場合、ステップＳ７２に進む。ステッ
プＳ７２において、予め設定した閾値以上の相関値が１
個あるか否かが判定され、１個あると判定された場合、
画像検査装置１は結果を出力し、処理を終了する。ステ
ップＳ７２において、閾値以上の相関値が１個も無いと
判定された場合は、ステップＳ７３に進み、画像検査装
置１はエラー処理を行って、処理を終了する。ステップ
Ｓ６６において、検査対象モデル画像５１がワーク画像
内に検出されないと判定された場合、手順はステップＳ
７１に進む。ステップＳ７１において、全ワーク画像を
サーチしたか否かが判定され、YESと判定された場合、
画像検査装置１はエラー処理をして終了する。サーチし
ていないワーク画像領域があると判定された場合、手順
はステップＳ６６に戻り、処理を継続する。

【００４４】この処理は、極座標変換の性質上、変換前
のワーク画像の中心座標（ｘ₀，ｙ₀）に近い点ほど、変
換後の画像で大きく引き延ばされるため、同じ領域の大
きさを持つ画像パターンが有する情報量は中心座標に近
いほど少ないという特徴を生かしたものである。この方
法は、具体的には、ワークの円周付近に配置された例え
ば２とＺ、または、１と７などのまぎらわしい文字の識
別に効果がある。

【００４５】図１０は、パイプライン処理によりさらに
迅速な処理ができるようになされている画像検査装置１
の他の実施の形態の構成例を表している。画像データ記
憶回路１２は、図１の画像検査装置の例に加えて、予め
極座標変換された検査対象上部モデル画像５２を記憶す
る。この検査対象上部モデル画像５２は、検査対象モデ
ル画像のうちの、外周よりの所定の範囲の画像である。
その他の構成は、図１における場合と同様である。

【００４６】次に図１１のフローチャートを参照して、
パイプライン処理時の画像検査装置１の動作を説明す
る。ステップＳ８１乃至ステップＳ８３は、図２のステ
ップＳ３１乃至ステップＳ３３に対応する処理なので、
その説明は省略する。ステップＳ８４において、極座標
変換回路４２は、入力された検査画像データを最外周に
おいて、同心円状に極座標変換し、以下、順次、より内
周側を同心円上に極座標変換する。ここで、極座標変換
回路４２は、検査画像パターンで見ると、同心円状に１
周した時点で、その処理結果を順次出力する。すなわち
図１２に示すように、極座標変換回路４２は、より外周
側のライン１５２−１から、ライン１５２−２，１５２
−３，１５２−４の順番に極座標変換を行い、各ライン
毎に変換後のデータを出力する。

【００４７】ステップＳ８５において、サーチ演算回路
１１は、画像データ記憶回路１２から検査対象上部モデ
ル画像５２（図１２の画像パターン１５３）を取り込
み、極座標変換部分処理結果を検査対象上部モデル画像
５２で、粗くサーチする。同時に、サーチ演算回路１１
は、検査画像データ全体を極座標変換した出力と同等な
データが得られる様に、順次取り込んだ極座標変換部分
処理結果を、内部のメモリ上で結合する。

【００４８】図１３は、この時のパイプライン処理のデ
ータの流れの例を表す。検査画像６１のデータを取り込
んだ極座標変換回路４２は、ワーク画像６２に対して同
心円１６１−１，１６１−２，１６１−３（図１２のラ
イン１５２−１，１５２−２，１５２−３に対応する）
に沿って、極座標変換を順次行う。この時、極座標変換
回路４２は、ワーク画像全てを極座標変換してから出力
するのではなく、ワーク画像６２の１周分の極座標変換
部分処理結果１６２−１，１６２−２，１６２−３（そ
れぞれ、同心円１６１−１，１６１−２，１６１−３に
対応する）が得られた時点で、その結果を出力する。サ
ーチ演算回路１１は、検査対象上部モデル画像５２を予
め取り込んでおけば、極座標変換部分処理結果１６２−
１，１６２−２，１６２−３に対して、順次、サーチを
実行することができる。

【００４９】図１４は、パイプライン処理のタイミング
チャートの例である。検査画像のデータ１７１を取り込
んだ極座標変換回路４２は、極座標変換部分処理結果１
７２−１，１７２−２，１７２−３（図１３の１６２−
１，１６２−２，１６２−３に対応する）をサーチ演算
回路１１に供給する。サーチ演算回路１１は、極座標変
換部分処理結果１７２−１，１７２−２，１７２−３を
得て、スキャンを実行し、検査結果１７３−１，１７３
−２，１７３−３を出力する。従って、極座標変換回路
４２とサーチ演算回路１１の動作タイミングは重なり合
う。

【００５０】次に、ステップＳ８６において、極座標変
換部分処理結果上に検査対象上部モデル画像５２の画像
パターン１５３が検出されたか否かを判定し、検出した
と判定された場合、手順はステップＳ８７に進む。ステ
ップＳ８７において、サーチ演算回路１１は、ステップ
Ｓ８５で得られた検出の位置をもとに、サーチの範囲を
算出する。図１２の例では、極座標変換後の画像パター
ン８１上の、画像パターン１５３が検出された位置を中
心として、その下方の範囲１５４がサーチ範囲とされ
る。サーチ演算回路１１は、画像データ記憶回路１２か
ら検査対象モデル画像５１を取り込み、極座標変換した
ワーク画像を検査対象モデル画像５１で、算出したサー
チ範囲を精密にサーチする。

【００５１】ステップＳ８８において、精密サーチによ
り得られた相関値が、予め設定した閾値以上であるか否
かを判定し、閾値以上であると判定した場合、検出結果
を出力して処理は終了する。サーチ演算回路１１の精密
サーチにより得られた相関値が、閾値に達しないと判定
された場合、手順はステップＳ８９に移動し、画像検査
装置１は、エラー処理を行って処理は終了する。

【００５２】ステップＳ８６において、極座標変換部分
処理結果に検査対象上部モデル画像５２のパターンが検
出されないと判定された場合、手順はステップＳ９０に
進む。ステップＳ９０において、全ワーク画像の終端に
達しているか否かが判定され、まだ終端に達していない
と判定された場合は、ステップＳ８４に戻り、それ以降
の処理が継続される。全ワーク画像の終端に達したと判
定された場合、手順はステップＳ８９に進み、画像検査
装置１は、エラー処理を行って処理は終了する。

【００５３】以上のように、極座標変換回路４２が全て
の極座標変換を終了後、サーチ演算回路１１がサーチを
行うよりも、サーチ演算回路１１が極座標変換部分処理
結果を受け取ってサーチを進めれば、速く検査結果を出
力することができる。このパイプライン処理は、例えば
文字列などの検査対象がワークの円周に沿って外側に偏
って位置している場合、特に有効である。

【００５４】なお、図１５に示すように、極座標変換し
た画像８１に対して、ワークの回転方向に対応する極座
標変換後の画像上の直線方向に長い缶詰上の文字列の画
像パターン１８１などを検出する場合は、ワークの回転
方向に対応する極座標変換後の画像上の直線方向にスキ
ャン（サーチ）するよりも、ワークの回転方向に対応す
る極座標変換後の画像上の直線方向に対して直角な方向
１８２にスキャン（サーチ）した方が特定パターンを早
く検出することができる。

【００５５】図１６は、円形のワーク内に、検査対象物
が２つ存在する場合の例を表す。缶詰を表す画像パター
ン１９１は、検査対象物となるプルトップリングの画像
パターン１９２と検査対象物となる日付データの印刷画
像パターン１９３を内部に有している。

【００５６】図１７は、この様な複数の検査対象をより
高速に検査可能な画像検査装置の一実施の形態の構成を
表す。ここで画像検査装置１は、２つのサーチ演算回路
１１−１とサーチ演算回路１１−２を有する。極座標変
換後のワーク画像は、極座標変換回路４２から、マルチ
プレクサ１４−３を介してサーチ演算回路１１−２に供
給されると共に、マルチプレクサ１４−３，１４−１を
介してサーチ演算回路１１−１に供給される。また、画
像データ記憶回路１２内の検査対象モデル画像（図１６
の画像パターン１９２に対応する）５１−１は、マルチ
プレクサ１４−４、１４−２を介してサーチ演算回路１
１−１に供給される。画像データ記憶回路１２内の検査
対象モデル画像（図１６の画像パターン１９３に対応す
る）５１−２は、マルチプレクサ１４−４を介してサー
チ演算回路１１−２に、供給される。

【００５７】この装置の動作は基本的に図２に示す場合
と同様となる。但し、ステップＳ３５において、サーチ
演算回路１１−１は、極座標変換後のワーク画像を検査
対象モデル画像５１−１で、サーチ演算回路１１−２
は、極座標変換後のワーク画像を検査対象モデル画像５
１−２で、それぞれ独立に、かつ同時にサーチする。こ
の様に、画像検査装置１は、内部に複数のサーチ演算回
路を持つことにより、ワーク上の複数の検査対象を１つ
のサーチ演算回路しかない場合に比較し高速に検査でき
る。

【００５８】図１８は、円形のワーク内に検査を必要と
する検査対象物と、検査対象物との位置関係が予め決め
られているが、検査を必要としない非検査対象物を持つ
画像パターンの例を表す。この例では、ワークである缶
詰の画像パターン２０１内の検査対象物であるプルタブ
の画像パターン２０２の位置の範囲は、検査を必要とし
ない非検査対象物である飲み口の画像パターン２０３の
位置により予測できる。

【００５９】図１９は、図１８に示したような非検査対
象物に対して位置関係が決まっている検査対象物を持つ
ワークの検査に適した画像検査装置の一実施の形態の構
成を示すブロック図である。サーチ演算回路１１−２の
サーチ範囲の出力は、サーチ演算回路１１−１に供給さ
れるようになされている。画像データ記憶回路１２は、
図１の画像検査装置の例に加え、予め極座標変換した非
検査対象モデル画像５３を記憶する。

【００６０】次に、図２０のフローチャートを参照し
て、図１９の画像検査装置の動作を説明する。ステップ
Ｓ１０１乃至ステップＳ１０４は、図２のステップＳ３
１乃至ステップＳ３４に対応する処理なので、その説明
は省略する。ステップＳ１０５において、サーチ演算回
路１１−１は、極座標変換後のワーク画像データを、予
め極座標変換した検査対象モデル画像５１で粗くサーチ
する。同時に、サーチ演算回路１１−２は、極座標変換
後のワーク画像データを、予め極座標変換した非検査対
象モデル画像５３で粗くサーチする。

【００６１】ステップＳ１０６において、ワーク画像デ
ータに非検査対象画像モデル５３が検出されたか否かが
判定され、検出されたと判定された場合、手順はステッ
プＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、サーチ
演算回路１１−２は検出対象の位置を予測し、その予測
位置（サーチ範囲）を、サーチ演算回路１１−１に出力
する。ステップＳ１０８において、サーチ演算回路１１
−１は、サーチ演算回路１１−２から入力されたサーチ
範囲について、検査対象モデル画像５１で、ワーク画像
を精密にサーチする。

【００６２】すなわち図２１に示すように、プルタブの
画像パターン２１２と飲み口の画像パターン２１３を持
つ極座標変換後のワーク画像２１１の例を表している。
サーチ演算回路１１−２がワーク画像で飲み口の画像モ
デル５３の画像パターン１５４を検出したと判定した場
合、画像パターン２１４を検出した位置から、ワーク上
でのプルタブと飲み口の位置関係、並びに極座標変換時
の定数などで決まる範囲２１５には、ワーク画像上のプ
ルタブの画像パターン２１２は、存在しない。そこで、
画像パターン２１４を検出した位置と範囲２１５から、
プルタブの画像パターンをスキャンするスタート位置２
１６が算出される。これによりプルタブの画像パターン
のスキャン範囲２１７は、ワーク画像２１１全体より狭
くなり、サーチ演算回路１１−１は、より早くプルタブ
の画像パターンを検出することができる。

【００６３】ステップＳ１０９において、精密サーチの
結果、相関値が閾値以上であるか否かが判定され、YES
と判定された場合、画像検査装置１は、結果を出力して
終了する。精密サーチの結果、相関値が閾値以下と判定
された場合、手順はステップＳ１１２に進む。ステップ
Ｓ１１２において、画像検査装置１はエラー処理を実行
して処理を終了する。

【００６４】一方、ステップＳ１０６において、サーチ
演算回路１１−２がワーク画像データ上で非検査対象画
像モデル５３を検出できなかったと判定した場合、手順
はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０におい
て、サーチ演算回路１１−１が検査対象モデル画像５１
が検出されたか否かが判定され、検出されたと判定され
た場合、手順はステップＳ１０８に進む。この時、サー
チ演算回路１１−１は、ワーク画像の検査対象モデル画
像５１を検出した位置を中心とした範囲を、精密にサー
チする。

【００６５】ステップＳ１１０において、サーチ演算回
路１１−１が検査対象モデル画像５１を検出しないと判
定された場合、手順はステップＳ１１１に進む。ステッ
プＳ１１１において、サーチ演算回路１１−１及びサー
チ演算回路１１−２が、ワーク画像データを全てサーチ
したか否かを判定し、全てをサーチしていなければ、手
順は、ステップＳ１０６に戻り、それ以降の処理が継続
される。ステップＳ１１１において、サーチ演算回路１
１−１及びサーチ演算回路１１−２が、全ワーク画像領
域の終端に達したと判定された場合、手順はステップＳ
１１２に進み、画像検査装置１は、エラー処理を実行し
て処理を終了する。

【００６６】以上においては、ワークを缶詰としたが、
その他のワークでも平面画像が略円形となるものであれ
ば、本発明を適用することができる。

【００６７】なお、上記したような処理を行うコンピュ
ータプログラムをユーザに提供する記録媒体としては、
磁気ディスク、CD-ROM、固体メモリなどの記録媒体の
他、ネットワーク、衛星などの通信媒体を利用すること
ができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の画像検
査装置、請求項８に記載の画像検査方法、および請求項
９に記載の記録媒体によれば、画像データを極座標変換
し、予め極座標変換した基準画像データと比較するよう
にしたので、不定角度の回転移動を伴う円形のワーク上
の検査対象を、迅速かつ確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像検査装置の一実施の形態の構成例
を示すブロック図である。

【図２】図１の画像検査装置の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図３】図１の画像検査装置の検査の対象となるワーク
の画像パターンの例を示す図である。

【図４】画像パターン上の点の極座標変換前の位置と極
座標変換後の位置の関係を説明する図である。

【図５】極座標変換後のワークの画像パターンの例を示
す図である。

【図６】ワークの中心部分に検査を必要としない領域を
持つワークの画像パターンの例を示す図である。

【図７】ワークの外周部分に検査を必要としない領域を
持つワークの画像パターンの例を示す図である。

【図８】ワークの中心部分及びワークの外周部分に検査
を必要としない領域を持つワークの画像パターンの例を
示す図である。

【図９】極座標変換後のワークの画像のサーチで複数の
検出結果が得られた場合の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１０】パイプライン処理が可能な画像検査装置の一
実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図１１】図１０の画像検査装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図１２】極座標変換後のワークの画像パターンのスキ
ャンの方向を示す図である。

【図１３】図１０の画像検査装置のデータの流れを説明
する図である。

【図１４】図１０の画像検査装置のデータの入出力タイ
ミングを説明するタイミングチャートである。

【図１５】極座標変換後のワークの画像パターンのスキ
ャンの方向を極座標の中心方向とした例を示す図であ
る。

【図１６】複数の検査対象物を含んだワークの画像パタ
ーンの例を示す図である。

【図１７】図１６の検査対象を検査する画像検査装置の
一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図１８】検査対象物と非検査対象物を含んだワークの
画像パターンの例を示す図である。

【図１９】図１８のワーク画像を検査する画像検査装置
の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図２０】図１９の画像検査装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図２１】図１９の画像検査装置のサーチ範囲の例を説
明する図である。

【図２２】従来の画像検査装置の一例の構成を示すブロ
ック図である。

【図２３】図２２の画像検査装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図２４】図２２の画像検査装置の検査方法を説明する
図である。

【符号の説明】

１ 画像検査装置 １１，１１−１，１１−２ サーチ演算回路 １２ 画像データ記憶回路 ４１ 演算回路 ４２ 極座標変換回路 １４１ 演算回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不定角度の回転移動を伴う円形のワーク
   の画像データから検査対象物の特定パターンを検出する
   画像検査装置において、 基準の前記検査対象物の予め極座標変換した画像データ
   を記憶する画像データ記憶手段と、 前記ワークの画像データ上の中心位置を算出する算出手
   段と、 前記算出手段により算出した前記中心位置を原点とし
   て、前記ワークの画像データを極座標変換する極座標変
   換手段と、 前記ワークの画像データと前記基準の検査対象物の画像
   データと比較し、前記ワークの画像データから前記検査
   対象物の特定パターンを検出する検出手段とを備えるこ
   とを特徴とする画像検査装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記ワークの中心位置
   から、予め決められた半径以上の範囲のみを比較範囲と
   することを特徴とする請求項１に記載の画像検査装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記ワークの中心位置
   から、予め決められた半径以下の範囲のみを比較範囲と
   することを特徴とする請求項１または２に記載の画像検
   査装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記ワークの画像デー
   タの第１の範囲を比較する第１の比較手段と、 前記ワークの画像データの第２の範囲を比較する第２の
   比較手段とを備えることを特徴とする請求項１、２、ま
   たは３に記載の画像検査装置。
5. 【請求項５】 前記極座標変換手段は、前記ワークの画
   像データをワークの円周方向に沿って変換することを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像検査装
   置。
6. 【請求項６】 前記検出手段は、前記ワークの画像デー
   タ上のワークの円周方向に対応する直線方向に、極座標
   変換された前記ワークの画像データと前記基準の検査対
   象物の画像データを順次比較することを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれかに記載の画像検査装置。
7. 【請求項７】 前記極座標変換手段は、予め決められた
   画像データの範囲毎に変換した画像データを順次出力
   し、 前記検出手段は、前記範囲単位の画像データと前記ワー
   クの画像データとを比較し、前記検査対象物の特定パタ
   ーンを検出することを特徴とする請求項１乃至６のいず
   れかに記載の画像検査装置。
8. 【請求項８】 不定角度の回転移動を伴う円形のワーク
   の画像データから検査対象物の特定パターンを検出する
   画像検査方法において、 基準の前記検査対象物の予め極座標変換した画像データ
   を記憶する画像データ記憶ステップと、 前記ワークの画像データ上の中心位置を算出する算出ス
   テップと、 前記算出ステップで算出した前記中心位置を原点とし
   て、前記ワークの画像データを極座標変換する極座標変
   換ステップと、 前記ワークの画像データと前記基準の検査対象物の画像
   データと比較し、前記ワークの画像データから前記検査
   対象物の特定パターンを検出する検出ステップとを含む
   ことを特徴とする画像検査方法。
9. 【請求項９】 不定角度の回転移動を伴う円形のワーク
   の画像データから検査対象の特定パターンを検出する画
   像検査装置に、 基準の前記検査対象物の予め極座標変換した画像データ
   を記憶する画像データ記憶ステップと、 前記ワークの画像データ上の中心位置を算出する算出ス
   テップと、 前記算出ステップで算出した前記中心位置を原点とし
   て、前記ワークの画像データを極座標変換する極座標変
   換ステップと、 前記ワークの画像データと前記基準の検査対象物の画像
   データと比較し、前記ワークの画像データから前記検査
   対象物の特定パターンを検出する検出ステップとを含む
   処理を実行させるコンピュータが読み取り可能なプログ
   ラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。