JPS6055474A - 画像間差異検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はディジタル画像処理によシ２枚の画像間の差異
を高精度に検出することのできる画像間差異検出装置に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、対象画像と標準ｉｉ！ｉｉ像とからなる２枚の画
像間の差分演算を行い、上記画像間の例えば傷や汚れに
起因する差異を検出することが試みられている。例えば
第１図（、）に示す検査対象画像１と同図（ｂ）に示す
標準画像２との間で、その幾何学的特徴３等を基準とし
て位置合せし、しかるのち両画像１，２間の差分をめて
同図（Ｃ）に示すような前記画像１に含まれる傷４のみ
からなる検査画像５を得ようとするものである。

つまり、上記差分演算によって前記２枚の画像１．２間
の同じ情報部分（傷４以外の部分）１−除去して、傷４
だけからなる画像間差異を示す検査画像５を得ようとす
るものである。

然し乍ら、従来このような画像処理を上記両画像１．２
間の対応点毎に実行した場合、第１図（ｄ）に示すよう
に画像輪郭等の成分６も検査画像５に現れ易いと云う不
具合がある。この原因ｔよ （１）　画像の幾何学的特徴３からだけでは２枚の画像
１．２の精密な位置合せが確実にできないことが多いこ
と、 （１１）画像上の模様自体にも、局所的には両画像１．
２間で細かい違いがあること、 （ｉｉｉ）　またディジタル画像処理を行うべく画像を
サンプリングする際、第２図に模式的に示すように模様
の境界部分におけるサンプリング点のずれによって、画
像データに濃淡の差が生じること、 等が考えられる。この為、画像１．２間の真の差異だけ
を精度良く検出することが非常に困難であった。

〔発明の目的〕

本発明けこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、２枚の画像間の真の差異だけを
簡易にして高精度に検出することのできる画像間差異検
出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明Ｆｉ２枚の画像の相互に対応する点間の差異を個
々に検出するのではなく、上記相互に対応する点の各近
傍領域間の最も類似した濃度の点をそれぞれ検出し、こ
れらの点間の濃度差を判定して上記２枚の画像間の差異
を検出するようＫしたものである。

特に２枚の画像間をシフトし乍ら上記２枚の画像間の差
分演算を行い、その差分結果を２値化したのち前記画像
のシフトに対応して順次論理積処理することにより、２
枚の画像の差異を一括してめるようにしたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、２枚の画像の対応点の近傍領
域における最も類似性のある点間で差異がそれぞれめら
れることになるので、細かい位置ずれや、サンプリング
点のずれ等に起因する誤った差異成分の検出が行われる
ことがなくなる。この結果、両画像間で顕著な異なりを
示す傷等の真の差異のみを効果的に、しかも高苗度に検
出することが可能となり、実用上多大なる効果が奏せら
れる。

更には２枚の画像の対応点間の差分処理を、上記画像を
シフトし乍ら行い、その差分結果を２１直化したのち上
記シフトに対応して順次論理積処理するので、前記近傍
領域間における最も類似した点間の差異を画像全体に亘
って一括してめることが可能となる。従って、その処理
時間が短く、高速処理化を図り得る等の効果も奏せられ
る。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第３図は本発明に係る画像処理の原理作用を示すもので
、同図（−）　（ｂ）に示す２枚の画像Ａ　ｅ　Ｂから
その差異を示す検査画像Ｃを同図（、）の如く得るもの
である。ここで第２図（ａ）　（ｂ）に示される２枚の
画像Ａ、Ｂのうち、いずれが標準画像で、且つ他方が対
象画像であっても良い。

しかして今、２枚の画像Ａ、Ｂの相互に対応する点をＡ
ｉ、ｊ＊　Ｂｉ、Ｊとし、これらの対応点間の差分結果
の画素位置をＣ１ｔｊとして与えるものとする。従来、
このような画像処理は、座標（１１」）で示される上記
対応点毎に行われていたが、本発明では”　ｔｔｊＯ値
（濃度値）に最も近い値を持つ画素ｔ　Ｂ５ｊの近傍領
域、例えば画素Ｂ　ｉ、ｊを中心とする（　３Ｘ３　）
の画素領域から見出し、これらの点間の差分を取ること
によって行われる。そして、その差分値を所定の聞直で
２値化して、その２値化データを（４，ｊなるデータと
して採用するようにしたものである。つまり、ＣＬｊ　
＝　Ｔ（Ｍｔｎａ（ｌＡｔ、ｊ−Ｊ、ｋｌ））　・・・
・・・（１）として検査結果（差異）をめるようにした
ものである。但し上式においてＭｉｎ（ｔは、（ｉ、Ｊ
）の近傍の全ての点（ｊ、ｋ）に対する演算結果の最小
を示しており、またＴは、閾値をｔとしたとき、を以上
の値に対しては１”、を未満の値に対してはＭＯ＃とす
る２値化処理を示している。

ところが、このようにして画像処理を対応点毎に実行す
るには、そのハードウェア規模が大きくなり、また局所
的な演算を繰返すことになるので膨大な処理時間が必要
となる。そこで今、前記第（１）式に着目してみると、
Ωを（１，ｊ）の近傍の全ての点（ｊｔｋ）に対する論
理積処理を示すものとすると、次のように変形できる。

Ｃ１，ｊ＝ΩＴ（ｌＡｔ、ｊ−Ｂｊ、１ｃｌ）　・・・
・・・（２）この式は、最小値が前記閾値ｔを越える点
は、その全ての組合せについて差分結果が上記閾値を越
える点に等しいことを示している。

また２値化演算を、閾値を以上、或いは−を以下を′１
”、その他を′０”とするでて示すものとすれば、前記
第（２）式は更に次のように変形可能である。

（４，ｊ＝ΩＴ’　［’Ａｓ、ｊ−Ｂｊ、ｋ　〕　・・
曲（３）この第（３）式は、画像Ａ、Ｂの相対位置を変
えて差分をとり、その結果を２　Ｉｔ化した値を、上記
相対位置の可変和、曲の全てにおいてめ、これらの論理
積をめればよいことを意味している。

従って ｃ−＝ΩＴ’（Ａ−ｓｊ、ｋ（Ｂ））　・・曲（４）と
して、一方のｕＭ　１１　Ｂ　ｆ　８ｊ、にだけジット
し乍らその処理を実行すれば、画像の全ての点における
差異を一括してめることが可能となる。

つまり本発明では、２枚の画１＄の相互に対応する点だ
轄ではなく、その近傍領域の各点間のうち最も類似した
購度の点を真の対応点と判定して差分処１’ｌｉ　全行
い、その差分結果を２値化して差異を・示すものである
か占か全判定することになる。従って、１１０易にして
高精度に真の差異を見出すことが口■能となる。

第４図は実施例装置の概略４１４成図で、１ノは標準−
傍メモリ、Ｊ２は対象−１象メモリである・これらのメ
モＩＪＪＪ、Ｊ、？に標準画像Ａおよび横置対象１ｉｊ
ｉ　像がそれぞれ書込まれる。メモリ制御回路１３は、
これらのメモリＪ　Ｊ　、　Ｊ　ｊのアドレスを制御し
て両画像の対応位置の画素データを順忙読出しており、
また繰返し制御回路１４の制御を受けて上記対応位置を
シフトさせて順に画素データを読出すものとなっている
。

しかしてメモリ１１．１２から読出された画素データ／
Ｊ、ｊ、　Ｊ、ｊは差分回路１５に与えられて、その差
分値がめられ、その後２値化回路１６にて所定の閾値ｔ
で２値化される。この２１ｆｌ！化された差分結果がア
ンド回路１７ｆ、介して結果画像メモリ１８の対応位置
に書込まれることになる。上記アンド回路１７は、結果
画像メモリ１８の対応位置に既に書込まれた前回の結果
と、上記２値化回路１６でめられた現結果との論理積を
とるものである。このように構成された装置によって、
前記第（２）式で示される演算処理が１−次実行され、
結果画像メモリ１８には真の差異を示す画像データが得
られることになる。

尚、対応点のシフト処理については、その対応点を中心
とする（３×３）ＷｉＪ素程度の範囲で行えば、実用上
十分なる結果が得られる。またこのシフト処理について
は、メモリ制御回路１３による画像メモリ１１．１２の
読出し開始アドレスを可変することによって簡易に達せ
られる。

かくして本装置によれば、２枚の画像に共通した模様の
輪郭部のサンプリング誤差等に起因する画像差異を効果
的に除去した上で、傷や汚れ等の真の差異だけを効果的
に検出することが可能となる。しかも装置構成、および
その制御系の構成が簡単であるので実用化が容易であり
、実用性が高い等の実用上多大なる効果が奏せられる。

ところで、上記演算をソフト的に実行する場合には次の
ようにすればＬい。第５図はこのようにして差異検出を
行う装置の概略構成図で、マイクロプロセッサ２ノを主
体としてｔｆｌ成される。そして、ＡＬＵ２２、アドレ
ス・データコントローラ２３、データメモリ２４、最大
・最小検出器２５等をデータバス２６を介して結合して
構成される６ｈ１６図はこの装置における演算処理の概
略的な流れ金示すものである。即ち、先ず検査対象画像
を入力し、その幾何学的模様等に従って上記画像の特徴
点（基準点）を検出する。しかるのち、この特徴点の情
報に従って検査対象画像と標準画像との位置合せを行い
、これらの両画像をそれぞれデータメモリ２４に登録す
る。その後、両画像の不快な成分を除去するべく前処理
として、例えば各画像をそれぞれ微分処理し、更にはス
ムージング処理する。

その後、両画像間の差分処理を実行することになる。こ
の場合、前述したように対応点近傍の点間の差分結果を
めるべく１ｃＩＪえはパラメータ１．ｊを 、１＜ｉ、ｊ（整数）り１ なる範囲で、つまり（３Ｘ３）の近傍画素領域について
繰返し差分処理が実行される。即ち（ｌ、ｊ）で示され
る標準画像を前記パラメータの値に従ってシフトし、こ
の状態で前記対象画像と標準画像との差分演１￥−を全
ての画素対応点について一括して行う。そして、これら
の各差分値をそれぞれ閾値判定して２値化し、前回の結
果との間で順に論理加算（論理積処理）する。

この処理を前記パラメータがとり得る値の全てについて
繰返し実行する。これにより、前記第（４）式に示され
る演算が行われることになる。

そして、これらの一連の処理によってめられた差分画像
が、両画像間の差異を示すものとして出力されることに
なる。

かくして、このような処理によれば画像を構成する全て
の画素に対して一括処理がなされるので、＾速に、且つ
効率良く真の差異情報が得られることになる。従って、
画像検査による製品の良・不良判定等に絶大なる効果が
奏せられる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでｔまない。

例えば一方の画像の成る画素／Ｊ、ｊに対応するｌｌａ
方の画像の画素をＪ、」とするとき、ＡＨ，ｊの値がＪ
、ｊの近傍の画素の成る大きさの範囲内に存在すればこ
れを差異なしと判定し、存在しない場合にこれを差異有
りと判定するようＫしても良い。また両画像間の相対位
置を順にずらす代りに、予め位置をずらした複数の標準
画像を準備しておき、これを選択的に用いるようにして
も良い。また位置合せを行うことなしに人力された画像
については、その幾何学的特徴点から２枚の画像の一致
点を見出したのち幾何学的変換を行って位置合せを行う
ようにすればよい。ま°た前述した微分処理を導入する
ことも勿論可能である。斐するに本発明はその要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は従来装置による差異検出とその
問題点を説明する為の図、第２図はサンプリング誤差を
示す図、第３図（−）〜（ｅ）は本発明に係る差異検出
の基本ｗｆ、理を示す図、第４図は本発明の一実施例装
置の概略構成図、第５図は本発明の別の実施例装置の概
略構成図、第６図は第５図に示す装置の処理の流れを示
す図である。 １１・・・標準画像メモリ、１２・・・対象画像メモリ
、１３・・・メモリ制御回路、１４・・・繰返し制御回
路、１５・・・差分回路、Ｊ６・・・２値化回路、Ｊ７
・・・アンド回路、１８・・・結果画像メモリ、２１・
・・グロセッザ、２２・・・ＡＬＴＪ、２．９・・・コ
ントローラ、２４・・・データメモリ、２５・・・検出
器、２６・・・データバス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２枚の画像の相互に対応する点の各近傍領域間の
   最も類似した濃度の点をそれぞれ検出し、これらの点間
   の濃度差を判定して前記２枚の画像間の差異点を検出し
   てなることを特徴とする画像間差異検出装置。
2. （２）最も類似した濃度の点を検出してその濃度差を判
   定する手段は、２枚の画像間をシフトし乍も上記２枚の
   画像間の差分演算を行い、その差分結果を２値化するも
   のであって、２枚の画像間の差異点検出は、上記２値化
   された差分結果を順次論理積処理するものである特許請
   求の範囲第１項記載の画像間差異検出装置。
3. （３）２枚の画像間の差分演算は、上記２枚の画像をそ
   れぞれ微分処理したのち微分画像間の濃度差画像をめる
   ものである特許請求の範囲第２項記載の画像間差異検出
   装置。