JPS6265181A - 画像処理による欠け検査方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品等の直線状の周辺部に発生している
欠け、割れを画像処理により検査する方法に関するもの
である。

従来の技術 従来、画像処理による欠け検査方法として次の方式が提
案されている。すなわち、工業用テレビカメラ等の撮像
手段により被検査物の画像を２値化データとして画像メ
モリに記憶し、さらに、被検査物の正常パターンの２値
化画素データを他の画像メモリに記憶しておく。続いて
、これらの画像メモリの差異を画像メモリに記憶し、そ
の画素数をカウントすることにより欠けの有無を判定し
ている。しかし、上記の方式では次の欠点があった。

（１）被検査物を一定の向きに所定の位置に位置決めす
る必要がある。このため、特別な位置決め装置を要して
いた。

（２）画像メモリで正常パターンと被検査パターンの画
素データを比較するが、このとき、被被検査物の位置ズ
レにより生じる画素が欠けを示ずデータであるかを判定
する必要がある。

この処理に時間を要していた。特に、電子部品の如く多
数個の被検査物を連続して処理づる場合には、その処理
時間の短縮が課題であった。

（３）被検査物の加工精度により欠け判定の６１度が望
めない。上記における問題点を解決するために、本発明
者は次のような方法を発明し、先に提案したく特願昭６
０−８０６４７号）。

すなわら、搬像手段により得られる被検査物のｍ像信号
をＸＹ軸方向の２値化画素データとして画像メモリに記
憶した優、制御装置により前記直線状周辺を含む前記２
値化画素データの走査領域を設定し、前記走査領域内で
前記直線状周辺部を表わす一次直線式を求めて相隣る前
記一次直線式の交点を算出し、前記交点近傍の２値化画
素データの座標を、前記直線状周辺部の欠け検査の走査
始点及び終点とし、前記走査始点から終点までＸ＠及び
Ｙ軸方向に所定の画素間隔で前記一次直線式に沿って前
記２　Ｖｉ化両画素データ走査して欠け部分を検出する
欠け検査方法である。

発明が解決しようとする問題点 しかし、その後の実験検討により上記の方式では次のよ
うな改良点が見い出された。画像メモリに記憶された被
検査物の２値化画素データには量子化誤差が含まれてお
り、特に被検査物のカドの部分は、実際の被検査物の形
状と前記量子化誤差を含む被検査物との形状が厳密には
一致しない場合が生じる。

このため前記の方式でカケ検査を行なった場合、カドに
生じた小さなカケを抽出しなければならないとき、欠け
の無い被検査物であっても欠けの有るものであると判断
してしまうことがあった。

このため本発明は、上記の先行技術において問題点を解
決し、高速に欠け、割れを検出し、特に、被検査物のカ
ドに生じたカケをより精度良く検出することができる画
像処理による欠け検査方法を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 本発明は、搬像手段により得られる被検査物の＠＠倍信
号ＸＹ軸方向の２値化画素データとして画像メモリに記
憶した後、制御装置により前記直線状周辺部を含む前記
２値化画素データの走査領域を設定し、前記走査領域内
で前記直線状周辺部を表わす一次直線式を求めて相隣る
前記一次直線式の交点を算出し、前記交点近傍の２値化
画素データの座標を、前記直線状周辺部の欠け検査の走
査始点及び終点とし、前記走査始点から終点までＸ軸及
びＹ軸方向に所定の画素間隔で前記一次直線式に沿って
前記２値化画素データを走査して欠けを検査する方法で
あって、前記検査物のカド部に欠けが発生している場合
の２　ｆｆ１ｌ化画素データのパターンとカド部に欠け
が発生していない場合の量子化誤差によって生じるカド
部の擬似的欠けとなる２値化画素データのパターンを区
別し、前記被検査物に生じた欠け部分を検出する欠け検
査方法である。

なお、本発明において、上記量子化誤差とは第６図（ａ
　）、　　（ｂ　）、　　（ｃ　）に示されたパターン
をいい、これは、上記直線状周辺部を表わす一次直線式
より得たカド部の座標値が計算誤差により真のカド部の
座標値とにずれを生じる場合（第７図参照）及び１ｌｉ
ｌ像手段により得られる被検査物の撮像信号をＸＹ軸方
向の２値化画素データとして画像メモリに記憶させる過
程において、被検査物のカド部の高周波成分が、消失す
るために生じる２値化画素データのカド部の丸み現像の
場合に前記擬似的欠けのパターンが生じる。これらを以
下量子化誤差と称する。

なお、第７図において、Ｑ＋　、Ｑ２　、Ｑ３は真のカ
ド部の位置を示し、０１′は計算誤差を含むカド部の位
置を示す。

実施例 以下本発明を実施例に基いて説明する。第１図は本発明
を実施するための機器構成を示すプロッり図である。図
において、１はマイクロコンピュータの中央制御装置（
ＣＰＵ）である。２はＣＰＵ１に接続されたバスであり
、バス２には画像入カニニット３１画像表示ユニット４
１画像、メモリ５、プログラム用メモリ６、入出力υＩ
ｔｌｌｌユニット７が接続されている。さらに、画像入
カニニット３には工業用テレビシコン・カメラ８からな
る撮像手段が、また、画像表示ユニット４にはＣＲＴ９
がｔ＆　Ｄｉされ゛（いる。なお、１０ａ、１０ｂ。

１０Ｃ，１０ｄは入出力制＠装訝７により開閉するゲー
ト回路である。

画像入カニニット３は、搬像手段８でｍ像した被検査物
の撮像信号を２値化画素データに変換し、このデータを
画像メ七り５にＸＹ軸方向の２次元の座標データ（例え
ばＸ軸方向５１２ドツト、Ｙ軸方向４８６ドツト）とし
て記憶するための装置である。画像表示ユニット４は、
撮像手段８で撮像した画像あるいは、画像メモリ５に記
憶した被検査物の２１ｉＩ化画素データをＣＲ−１−９
に表示するための、装置である。プログラム用メモリ６
は、システム全体のｔＩＩＩ御を行なうためのマイクロ
コンピュータ−のプログラムを記憶するメモリである。

次に、上記機器構成に蓼いて本発明の詳細な説明する。

まず、ＣＰＵ１により入出力制御装置７を制御してゲー
ト回路１０ａ、１０ｃを閏、ゲート回路１０ｂ、１０ｄ
を問にする。続いて、ｍ像手段８により被検査物をｌＩ
Ｉし、画像入カニニット３によりＩｌｌ像信号をＸＹ軸
方向の２次元の２値化画素データとし、この画素データ
をバス２を介して画像メモリ５に記憶させる。このとぎ
、ゲート口路１０ｃ、１０ｄを開にしておくと、ｉＩｌ
像手段８で撮像し、画像メモリ５に記憶した画像をその
ままＣＲＴ９に表示することができる。

続いて、ゲート回路１０ａ、１０ｄを間、１０ｂ、ｌＱ
ｃを閉にしてＣＰＵ１により画像メモリ５をアクセス可
能にした俊、プログラム用メモリ６に記憶したプログラ
ムにより次の処理を行なう。

（１）画像メモリ５に記憶した２次元の２１ｉＩｌ化画
素データ（例えば、被検査物に相当する部分は°゛１°
゛その他、１１０　ＩＩとして記憶）に塁いて、被検査
物の欠けを検査すべき直線状周辺部の画素データを含む
走査領域（窓）を設定する。これを第２図に基いて説明
する。第２図は、画像メモリ５に記憶している画素デー
タを２次元で表示したものである。図において、Ｓが被
検査物の画像に相当する部分、Ｌ＋　、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ
４．・・・が被検査物の直線状周辺部、Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ
３．Ｅ４．・・・が被検査物の角部に相当する。そして
、各直線状周辺部Ｌ＋　、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４．・・・を
含む走査領域Ｗ＋　、Ｗ２　、Ｗ３　、Ｗ４．・・・を
設定する。この走査領域は、Ｘ軸、Ｙ軸に平行な辺を有
する矩形でよい。また、この走査領域は、被検査物を撮
像するとき、被検査物は、はぼ一定位置に固定すること
ができるので、メモリ６に記憶したプログラムにより自
動設定することが可能になる。

（２）続いて、各走査領域ＴＡｈ　、　Ｗ２　、　Ｗａ
　。

Ｗ４．・・・における直線状周辺部１１．１２　。

Ｌ３．Ｌ４．・・・の−法認線式を算出する。この算出
方法を第３図に基いて説明りる。第３図（ａ）は走査領
域Ｗ１における直線状周辺部Ｌ１の一次直線式を求める
方法を示す図である。直線状周辺部Ｌ１は右さがりにな
っている。まず、走査領域Ｗ１の走査始点Ａ１からＹ軸
の下向き方向に１画素づつ被検査物の画像に相当する画
素データ（“１”）が検出されるまで走査して行く。そ
して、被検査物に相当する画素データに１が検出される
とその座標をメモリ６に記憶する。続いて、Ｋ１からＸ
輪の右方向に一定の画素数り進んだ侵、Ｙ軸方向の下向
きに１画素づつ被検査物に相当する画素データが表われ
るまで走査し、その画素データのａ　４！Ｋ　２を求め
る。以下同様にして境界線上の画素データの座標に３゜
Ｋ４．・・・、Ｋｎを求める。続いて、これらの座標点
に１．に２．に３．に４．−、Ｋｎから、最小二乗法に
より境界線Ｌ１の一次直線式 Ｌｔ−ａｔ　　Ｘ＋ｂ＋　　　　　　・＝（１）を求め
る。

第３図（ｂ）は、走査領域Ｗ２内の直線状周辺部Ｌ２の
一次直線式を求める方法を示している。この場合、直線
状周辺部Ｌ２は右上りになっているので、走査始点Ａ１
からＸ軸心方向に１画素づつ走査して行き、被検査物の
画像の境界点で被検査物の画素データの座ａｌｌ　ｓｏ
ｌ　Ｋ　１を求める。そしてに１点からＹ軸の下向きに
一定の画素数ｈ２進んだ後、Ｘ軸方向の左向きに１画素
づつ走査して行き、被検査物の画像の境界点で被検査物
の画素データの座ＩＪ６に２を求める。以下同様にして
境界点Ｋｓ　、　Ｋ４　、・・・を求め、その座標値を
メモリ６に記憶する。

続いて、前記と同様に境界点に１．に２　。

Ｋａ、・・・の座標値から境界１１Ｌ２の一次直線式 ％式％（２） 以下、同様にして走査領域Ｗ３　、　Ｗ４　、・・・内
の境界線Ｌ２．Ｌ３．ＬＡ、・・・の一次直線式 ％式％（３） を求める。この一次直線式は公知の最小二乗法による算
式をブＯグラミングすることにより求めることができる
。

（３）続いて、上記で求めた一次直線式（１）。

（２）、　　（３）、　　（４）、・・・について、相
隣る直線状周辺部に対応する一次直線式の交点の座標を
求める。求めた交点の座標のＸ成分値、Ｙ成分値が小数
点になった場合には、四捨五入等の処理により整数値に
換算し、画像メモリ５に記憶している画素データの座標
に対応する゛交点座標Ｐ１．Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４゜・・・
とする（第４図に示す）。

（４）続いて、上記で求めた相隣る交点座標間について
、一次直線式に沿って、被検査物の周辺部に欠けがある
かどうかの走査を行なう。

この走査方法を第５図に基いて説明する。

ここで第５図は、ｉｉｌ像メモリに記憶された被検査物
の２値化画素データであり、被検査物のカド部（始点Ｐ
１近傍）には、撮像信号をＡ／Ｄ変換（アナログ信号を
デジタル信号に変換すること）したときに生じる量子化
誤差によってカド部の形状が擬似的な欠け（欠けではな
い）の２値化画素データのパターンが生じ、前記被検査
物の周辺中央部及び終点Ｐ２２近傍には、欠けが生じて
いる場合を示している。

まず、交点Ｐ１からＸ軸の右方向に一定画素数■はど進
んだｇ１点からＹ軸の下向きに１画素はど進んだ座標点
で１の画素データが欠け（例えば画素データが“Ｏ”）
であるかどうかを走査する。この走査ピッチ層は、一次
直線式Ｌ１の傾きａｌを考慮し各走査点ｔ１．ｔ２．ｔ
３．・・・ｔ７が一次直線式Ｌ１に・沿うように設定す
る。このようにして、欠番ノ検査の走査始点Ｐ１から腸
画素数づつ進んだｇ’　＋　、　Ｑ　２　、　ｇ３．・
・・点からＹ軸方向（被検査物の画像方向）に１画素進
んだ点１＋。

ｔ２．ｔ３．・・・の画素データが欠けであるかどうか
走査する。そして、その点の画素データが欠けでない場
合には、次の走査点を走査する。もし、欠けの画素デー
タである場合には、次の処理を行なう。すなわち、第５
図に示すように、走査点ｔ７が欠けである場合には、更
にＹ軸の下向き方向に１画素ずつ走査して欠けが続いて
いるかをチェック、すなわちカケの深さを測定する。こ
の走査は被検査物の画素データが現われるまで行なう。

第５図に示す走査点ｔ７では欠けの深さはｔ７とｔ７′
のＹ軸方向の差として求めることができる。同様にして
、走査点ｔ７とｔｍのＸ軸方向の差が欠けの幅として求
めることができる。同様にして、始点Ｐ１と終点Ｐ２近
傍に生じている欠けについてその深さｌｊｏ　−ｔｏ’
　　ｌ及びＩｔｓ−ｔｓ’　　ｌ、幅１【２−ｔｏｌ及
びｌｊ＋ｙ−［＋２１を求める。

ところが、上記の方式で求めた欠けの深さと幅には、始
点Ｐ１に生じたＭ子化誤差によって生じた擬似的欠けの
パターンも含まれている。これを除くために以下の処理
を加える。

始点Ｐ１の画素データが欠けであった場合に限り幅方向
に被検査物の輪郭と判定されるまで（第５図に示す走査
点ｔ２まで）欠けの深さ方向のドツト数の総和をカウン
ト（第５図に示す（ｔｏ’−ｊｏ）＋（ｔ１’−ｔｌ）
→−（ｔ２’−ｔ２）の計算）し、この欠けの面積とみ
なし、欠けの深さ、幅及び前記面積値Ｓ′を、メモリ６
に記憶しておく。

（５）上記（４）の手順で求めた欠けの深さ、幅及び面
積値Ｓ′はすべてメモリ６に記憶する。

そして、上記と同様の方法で欠けを検査ずべき交点Ｐ２
とＰ３の間、交点Ｐ３とＰ４の間。

・・・についても欠けの有無、欠けの深さと幅を走査す
る。

続いて、メモリ６に記憶した各々の欠けの深さ、幅及び
面積値Ｓ′について、各々の値がカケか否定かを判定す
るために以下の処理を行なう。

まず、始点Ｐ１の画素データが欠けであったとき第１表
で示される量子化誤差による擬似的欠けの深さＤと幅Ｗ
及びその面積Ｓを検索し、（４）で基めた面積値Ｓ′が
第１表において擬似的深さＤと幅Ｗに対応する面積値Ｓ
に比較して大きいとぎをカケとみなし、それ以下のとき
を量子化誤差による擬似的欠けとみなしこれを除外する
。なお、第１表に示す多値は予めメモリ６に記憶してお
く。

次に上記処理によりカケとみなされメモリ６に記憶され
た欠けの深さ、幅について、予め設定した値（欠け不良
品を判定するための値）と比較することにより、この被
検査物が欠け不良品であるかどうか９判定する。

なお、第８図（チ）、（ｂ）、（ｃ）に本発明の手順を
示すフローチャートを示す。

第１表 発明の詳細 な説明した本発明は次の効果を有している。

（１）２値化画素データの直線状周辺部を求め、この周
辺部に沿って欠け部分を走査するので、被検査物を正確
に位置決めする必要がない。

すなわち、被検査物の直線状周辺部をＸ軸又はＹ軸と平
行になるように正確に位置決めする必要がない。

（２）２値化画素データの直線状周辺部のみを走査する
ので処理時間を短縮することができる。

（３）被検査物の画素データの直線状周辺部に沿って欠
けを走査するので、検査精度が加工精度に影響されるこ
とがない。

（４）被検査物のカド部に量子化誤差によって生じる擬
似的欠けを除外することにより、カド部に生じる欠けを
精酊よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の概要を示すブロ
ック図、第２図は画素データに基いて直線状周辺部に走
査領°域を設定する方法を説明する図、第３図及び第４
図は同じく直線状周辺部の一次直線式を求める方法を説
明する図、第５図は同じく直線状周辺部の欠けを走査す
る方法を説明する図、第６図及び第７図は量子化誤差に
より生じる欠けのパターンの例を示す図、第８図（ａ）
。 （ｂ）、（ｃ）は本発明の手順を表わすフローチャート
である。 ｉ：ｃＰＬＩ、２：パス、３：画像入カニニット、５：
画像メモリ、８：ＩＩ像千手段Ｌｌ、Ｌ２　。 Ｌ３．・・弓直線状周辺部、Ｗｌ、Ｗ２　、Ｗａ　、　
・”　：走査領域。 第３図 第５図 区　　　　　　　　　　　− 第７図 −Ｑｌ’　　　　　５ｆｌｌＺｊＪ＊ｆむ７１げ・仕！
・　Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ３．　　　　　　　ｆｉΦ力μ゛Φ
イ★１［〔コ　　　　　　　　　　　　　　　　　２イ
遣イヒ１１Ａデニク（ｍ＆１１を麦イｉ←第８図（ａ） 第８図（ｂ） 軸？直！＃束式戻定の乃髪。 第８図（Ｃ） 力ケプイズ役ン創

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　撮像手段により得られる被検査物の撮像信号をＸＹ軸
   方向の２値化画素データとして画像メモリに記憶した後
   、制御装置により前記被検査物の直線状周辺部を含む前
   記２値化画素データの走査領域を設定し、前記走査領域
   内で前記直線状周辺部を表わす一次直線式を求めて相隣
   る前記一次直線式の交点を算出し、前記交点近傍の２値
   化画素データの座標を、前記直線状周辺部の欠け検査の
   走査始点及び終点とし、前記走査始点から終点までＸ軸
   及びＹ軸方向に所定の画素間隔で前記一次直線式に沿っ
   て前記２値化画素データを走査して欠けを検査し、前記
   被検査物のカド部に欠けが発生している場合には被検査
   物の欠けの２値化画素データのパターンを前記被検査物
   のカド部に欠けが発生していない場合には量子化誤差に
   よって生じるカド部の凝似的欠けとなる２値化画素デー
   タのパターンを各々区別し、欠けを検出することを特徴
   とする画像処理による欠け検査方法。