KR100361244B1

KR100361244B1 - 화상 처리 장치 및 방법, 화상 처리를 위한 프로그램을기억한 매체 및 검사장치

Info

Publication number: KR100361244B1
Application number: KR1019997011528A
Authority: KR
Inventors: 후지에다시로
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2002-11-18
Also published as: KR20010013521A; US7239740B1; EP0996091A1; EP2264671A1; EP0996091B1; WO1999052072A1; JP3548748B2; EP0996091A4; EP2264671B1

Abstract

그레이·레벨 화상에 있어서, 화소마다에 레벨 구배의 방향과 크기를 구한다. 레벨 구배의 크기가 소정치를 초과하는 화소에 대해서, 그 화소로부터, 또는 화소로부터 소정 거리 떨어진 위치로부터, 레벨 구배의 방향으로 소정 길이의 선분을 묘화한다. 선분의 휘도 레벨은 레벨 구배의 크기에 대응시킨다. 수많은 선분이 중첩되어 있는 개소, 선분이 밀집하고 있는 개소를 검출하여, 화상위에 나타나고 있는 대상물의 중심, 각 등을 인식한다.

Description

화상 처리 장치 및 방법, 화상 처리를 위한 프로그램을 기억한 매체 및 검사 장치{Image processing device and method, medium on which program for image processing is stored, and inspecting device}

그레이·레벨 화상위에서 소정의 윤곽 형상을 갖는 대상물을 인식 처리하는 경우, 종래, 인식 대상의 그레이·레벨 화상을 소정의 임계치로 2치화하는 방법이 있다. 이 2치화 데이터에 근거하는 인식 처리는 조명 변동이나 셰이딩 등의 영향을 받기 쉽다. 특히 기판상의 땜납 부위의 보이드 검사와 같이 X선 투과 화상을 처리하는 경우에는, 화상위에 다수의 노이즈가 실린 대상물과 배경 부분과의 콘트라스트가 나쁘게 되어, 인식 불가능한 상태로 되는 경우도 있다.

그레이·레벨 화상에 대하여 대상물의 모델 화상을 사용하여 정규화 상관 연산 처리를 실시하여, 대상물의 위치를 인식하는 방법이 있다. 정규화 상관 연산을사용한 인식 처리는 미리 대상물의 모델 화상을 설정할 필요가 있기 때문에, 대상물의 크기가 여러 가지 변동하는 경우에는 적합하지 않다. 또한 화상위의 각 주사 위치에 있어서, 정규화 상관 연산을 실시할 필요가 있기 때문에, 하드웨어 구성이나 처리 시간의 증대를 초래한다. 특히 대상물의 방향을 계측하기 위해서는, 모델 화상을 소정 각도씩 회전시켜, 각 회전 각도 위치마다 정규화 상관 연산을 실시할 필요가 있어, 장치 구성이나 처리가 점점 더 복잡화된다고 하는 문제가 있다.

기판상의 칩 부품과 같이, 각을 갖는 윤곽 형상의 대상물의 위치나 방향을 계측하기 위해서, 화상위의 에지를 추적하여 대상물의 윤곽선에 상당하는 직선을 특정하고, 그 후 각 직선의 방정식을 구하며, 또한 이들 방정식에 의해 구해지는 복수 직선의 교점(交点) 점 위치를 부품의 위치로서 인식하는 방법을 사용하는 것도 있다. 그러나, 이 방법도 에지 추적, 방정식의 연산등 처리가 복잡하게 된다.

경계선의 형상이 점대칭이 되는 대상물이나, 적어도 2세트가 마주 보는 변이 평행하게 되는 다각형과 같은 대상물에 대해서, 화상위에 나타나는 각 에지의 에지 방향을 이용하여 대상물의 위치나 형상을 계측하는 방법이 제안되고 있다(일본 특허 공개평 9-229646호 공보).

이 방법에 의하면, 조명 변동의 영향을 받거나 장치 구성을 복잡화시키는 일없이, 대상물의 대표점을 좋은 정밀도로 추출할 수가 있다. 그러나 이 방법으로서는, 점대칭 또는 적어도 2세트가 마주 보는 변이 평행하게 되는 다각형으로 인식 대상이 한정되기 때문에, 윤곽 형상이 비대칭이 되는 대상물을 인식하는 것은 불가능하다. 또한 최종적으로 구해지는 대표점은 대상물의 윤곽 내부의 점이기 때문에 다각형 대상물의 각의 추출이나, 대상물의 방향을 계측하기 위한 처리에의 적용은 곤란하다.

본 발명은 그레이·레벨 화상의 화상 처리 장치 및 방법, 화상 처리를 위한 프로그램을 기억한 매체, 및 대상물의 유무, 위치, 형상, 방향등의 검사 장치에 관한 것이다.

도 1a는 대상 화상의 예를, 도 1b로부터 도 1d는 이 대상 화상에 대해서 생성된 선분 화상의 예를 도시하는 도면.

도 2a는 대상 화상의 다른 예를, 도 2b는 이 대상 화상에 대해서 생성된 선분 화상의 예를 도시하는 도면.

도 3a는 선분의 긋는 방법을 설명하는 것, 도 3b로부터 도 3d는 생성된 선분 화상이 예를 도시하는 도면.

도 4는 화상 처리 장치에 공급하는 X선 투과 화상을 생성하기 위한 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 한 실시예의 화상 처리 장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도.

도 6은 입력 화상의 일례를 도시하는 도면.

도 7은 레벨 구배의 산출을 위한 국소 영역의 일례를 도시하는 도면.

도 8a로부터 도 8h는 착목 화소와 그 주위의 화상 데이터와 레벨 구배의 방향과의 관계를 도시하는 도면.

도 9는 검사 영역내에서의 레벨 구배의 방향의 예를 도시하는 도면.

도 10은 검사 영역내에서 생성된 선분 화상을 도시하는 도면.

도 11a로부터 도 11d는 선분의 긋는 방법의 예를 도시하는 도면.

도 12a 및 도 12b는 화상 처리 장치에 있어서의 처리 순서를 도시하는 플로우 챠트.

도 13a 및 도 13b는 검사 결과의 표시예를 도시하는 도면.

도 14는 십자형의 윤곽을 갖는 대상물의 그레이·레벨 화상의 예를 도시하는 도면.

도 15는 도 14의 대상물에 대해서, 화상의 윤곽선상에 있어서 레벨 구배의 방향의 예를 도시하는 도면.

도 16은 화상 처리 장치에 있어서의 처리 순서의 다른 예를 도시하는 플로우 챠트.

도 17은 선분 화상의 교점의 위치를 도시하는 도면.

도 18은 화상 처리 장치의 다른 전기적 구성예를 도시하는 블록도.

(발명의 개시)본 발명은 콘트라스트가 낮은 화상, 노이즈를 포함하는 화상이라도 안정한 화상 처리를 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또, 모델 화상의 설정이 불필요하게 되어, 오퍼레이터에 의한 조작을 간편하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 구성 및 처리를 간소하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 대상물의 제한을 될 수 있는 한 적게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 화상 처리 장치는 복수의 화소를 포함하고, 각 화소가 레벨·데이터를 갖는, 소정의 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배(勾配)의 적어도 방향을 산출하는 구배 산출 수단, 상기 구배 산출 수단에 의해서 산출된 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향과 소정의 길이를 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하는 선분 생성 수단, 및 상기 선분 생성 수단에 의해서 생성된 선분 화상 데이터를 기억하는 선분 화상 기억 수단을 구비하고 있다.

각 화소의 레벨·데이터란, 2 비트 이상으로 나타내는 그레이·레벨·데이터이다.

처리 단위란 기본적으로는 화소이지만, 복수의 화소로 이루어지는 블록이라도 된다.

화소의 레벨·데이터는 그것이 휘도 데이터이면, 밝음(어두움), 또는 농도를 나타낸다. 따라서, 레벨 구배는 밝음의 구배, 어두움의 구배, 농도의 구배등의 용어를 사용하여 표현할 수도 있다. 화상 데이터는 휘도 데이터에 한정되지 않고, 색(예를 들면, 적, 녹, 청)을 나타내는 데이터라도 된다. 이 경우에는 레벨 구배는 색의 농도의 변화를 나타내게 될 것이다. 어떻든간에 레벨 구배의 방향이란 최대 구배(구배의 크기가 정(正) 또는 부(負)의 최대치를 나타낸다)의 방향이다.

레벨 구배의 방향에 대응하는 방향으로는 화상 처리의 목적에 따라서 여러가지의 양태가 있다. 그 하나는 레벨이 증가하는 방향(정의 방향)이고, 그 두번째는 레벨이 감소하는 방향(부의 방향)이다. 그 세번째는 레벨 구배의 방향에 수직 한 방향이다. 레벨 구배의 방향에 수직한 방향에는 2방향이 존재하지만, 어느 1방향이라도 되며 양방향이라도 된다.

일례를 나타내면 , 도 1a에 도시되는 바와 같이, 원(圓)(또는 그것에 가까운 형상)를 나타내는 화상(대상물의 화상)이 있고, 원의 내부가 상대적으로 밝아서, 배경이 상대적으로 어둡다고 한다. 원의 윤곽선(C)의 위치(화소) 또는 그 부근에서 영이 아닌 레벨 구배가 산출된다. (작도의 편의상, 윤곽선(C)은 파선으로 명료하게 나타내고 있지만, 일반적으로는 윤곽선(C) 부근에서 화상 데이터가 나타내는 레벨(밝음, 어두움, 농도)이 다른 부분보다도 급격하게 변화하고 있다고 생각하자. 또한, 이 레벨의 변화는 윤곽선(C)의 접선 방향으로 수직한 방향에 최대치를 나타내는 것으로 가정하고 있다. 이것은, 후술하는 다른 예에 대해서도 동일하다.) 화상이 밝은 쪽이 화상 데이터 레벨이 높다고 가정한다(실제로는 이 반대도, 물론 있을 수 있다). 영이 아닌 레벨 구배가 산출된 화소로부터 레벨이 증가하는 방향(정의 방향)으로 소정의 길이(후술한다)의 선분을 생성하였다고 하면, 도 1b에 도시되는 바와 같이, 윤곽선(C)에서 원의 중심을 향하는 다수의 선분(L)이 묘화된다. 이것에 의해, 윤곽선(C)의 위치 또는 원의 존재가 명료하게 된다. 선분(L)을 더 길게하면 원의 중심을 알 수 있다. 반대로, 영이 아닌 레벨 구배가 산출된 화소로부터 레벨이 감소하는 방향(부의 방향)으로 적당한 길이의 선분을 생성하였다고 하면, 도 1c에 도시되는 바와 같이, 윤곽선(C)에서 방사상으로 원의 바깥쪽으로 향하는 다수의 선분(L)이 묘화된다. 윤곽선(C)의 위치 또는 원의 존재가 명료하게 된다.

또 하나의 예를 나타내면 , 도 2a에 도시되는 바와 같이, 사각형을 나타내는 화상(대상물의 화상)이 있으며, 사각형의 내부가 상대적으로 밝고, 배경이 상대적으로 어둡다고 한다. 사각형의 윤곽선(C)을 나타내는 화소에 있어서 영이 아닌 레벨 구배가 산출된다. 영이 아닌 레벨 구배의 방향은 윤곽선(C)에 수직한 방향이다. 영이 아닌 레벨 구배가 산출된 화소로부터 레벨 구배 방향에 수직한 2개의 방향으로 소정의 길이의 선분(L)을 생성하였다고 하면, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 윤곽선(C)과 겹치는 선분(L)이나 윤곽선(C)의 연장상으로 연장하는 선분(L)이 묘화된다. 사각형의 존재, 그 윤곽선(C)의 위치, 사각형의 방향등이 명료하게 된다.

선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터에 근거하여 화상 처리, 예를 들면, 후술하는 대상 화상의 검출 또는 인식(존재의 검출, 위치의 검출, 방향의검출) 선분 화상의 표시가 행하여진다.

본 발명에 의하면, 소정의 화상위에 있어 처리 단위(예를 들면 화소)마다 화상 데이터의 레벨 구배가 산출되고, 산출된 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향과 소정의 길이를 갖는 선분을 나타내는 선분 화상이 얻어진다. 윤곽이 반드시 명료하지 않은 화상이라도 명료한 선분이 얻어진다. 따라서, 콘트라스트가 낮은 화상, 노이즈를 포함하는 화상이라도, 안정한 화상 처리가 가능해진다. 구성 또는 처리도 비교적 간소하다. 기본 패턴(모델 화상)의 설정도 불필요하다.

본 발명의 한 실시양태에 있어서는, 상기 소정의 화상 데이터를 기억하는 화상 기억 수단이 구비된다. 상기 구배 산출 수단은 상기 화상 기억 수단에 기억된 화상 데이터에 대해서 처리 단위마다 레벨 구배를 산출한다.

다만, 모든 화상 데이터를 일시적으로 기억하는 화상 기억 수단은 반드시 구비하지 않아도 된다. 예를 들면, 서로 인접하는 복수의 주사선에 따른 화상 데이터를 복수의 라인·메모리상을 이동시키면서 실시간으로 레벨 구배를 산출하는 형태로 할 수도 있다.

상술한 소정의 화상 데이터는 비디오·카메라(또는 텔레비젼· 카메라)(스틸·카메라를 포함한다)에 의해서 촬상된 1화면분의 화상 데이터라도 되며, 메모리에 기억되어 있는 1화면분의 화상 데이터라도 되고, 1화면분의 화상 데이터로부터 추출된 일부의 영역내의 화상 데이터라도 된다. 이 영역은 일반적으로는 윈도우를 설정하는 것에 의해 규정된다.

본 발명의 한 실시양태에 있어서는, 화상 처리 장치에는 입력 화상 데이터에 있어서 설정된 처리 영역내의 화상 데이터를 추출하여 상기 구배 산출 수단에 주는 화상 데이터 추출 수단이 더 구비된다.

입력 화상 데이터는 비디오·카메라에 의해서 대상물을 촬상함으로써 얻어지는 화상 데이터, 메모리에 저장되어 있는 화상 데이터, 다른 장치로부터 전송되는 화상 데이터 등을 포함한다.

본 발명의 바람직한 한 실시양태에 있어서는, 상기의 처리 영역을 설정하는 수단이 더 구비된다.

이 설정 수단에는 여러 가지의 형태가 있다. 그 하나는 표시 장치상에 입력 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상을 표시하며, 이 표시 화면상에 있어, 처리의 대상이 되는 부분(대상 화상을 포함하는 영역)을 커서 등을 사용하여 지정하는 것이다. 설정 수단은 표시 장치와 커서를 이동시키는 입력을 주는 입력 장치로 구성된다.

그 두번째는 미리 결정된 위치에 미리 결정된(또는 입력된) 크기의 영역을 설정하는 것이다. 이 경우에는 설정 수단은 위치 및 크기를 기억하는 수단과, 이 기억 수단에 근거하여 처리 영역을 화상 데이터상에서 결정하는 수단으로 구성된다.

선분 생성 수단에 의해서 생성되는 선분은 그레이·레벨(2비트 이상)의 화상 데이터에 의해서 나타낼 수도 있으며, 2치 레벨의 화상 데이터에 의해서 나타낼 수도 있다. 선분을 그레이·레벨로 나타낸 경우에 그 레벨은 고정이라도, 가변이라도 된다. 2치 레벨의 경우에는 선분 화상 데이터는 1 또는 0의 어느 것인가의 값을 취한다. 선분 화상 데이터는 선분의 시점(좌표), 종점(좌표) 및 레벨(값)을 나타내는 데이터에 의해서도 표현할 수가 있다.

바람직한 실시양태에 있어서는, 상기 구배 산출 수단은 레벨 구배의 방향에 더하여 레벨 구배의 크기를 산출한다. 이 경우에, 선분 생성 수단은 산출된 레벨 구배의 크기에 따른 레벨(밝음, 어두움, 또는 농도(색의 농도를 포함한다))를 갖는 선분 화상 데이터를 생성하는 것이 바람직하다. 이것에 따라, 레벨 구배의 크기에 따른 레벨로 선분이 묘화된다.

또 바람직한 실시양태에 있어서는, 상기 구배 산출 수단에 의해서 산출된 레벨 구배의 크기와 소정 임계치 레벨을 비교하여, 레벨 구배가 소정 임계치 레벨 이상인 경우에만, 선분 화상을 생성한다(선분 화상의 레벨은 고정이라도, 상술과 같이 레벨 구배의 크기에 따른 값이라도 된다). 레벨 구배는 상술과 같이 정 또는 부의 값을 가지므로, 여기서는, 레벨 구배의 절대치가 소정 임계치 레벨(정의 값) 이상인지의 여부를 판단하다고 가정하자.

산출된 레벨 구배가 작은 경우에는 선분 화상은 생성되지 않으므로, 작은 레벨 변화나 노이즈에 의한 영향을 받지 않도록 할 수가 있다. 소정 임계치 레벨은 외란으로서 처리 대상으로부터 제외하는지의 여부의 관점에서 결정하면 된다.

도 1b에 있어서는 선분의 길이가 짧게 설정되어 있다. 선분의 길이를 원의 반경보다도 크게 한 경우에는, 도 1d에 도시되는 바와 같이, 다수의 선분이 중심 및 그 부근에서 중첩되어 묘화된다. (도 1d 및 도 3b에 있어서는 알기 쉽게 하기 위해서, 선분의 수를 적게하고 있다.)

다수 선분의 화상을 기억하는 선분 화상 기억 수단에 대한 선분 화상 데이터의 기억 방식에는 2가지가 있다.

그 하나는 각 화소에 대해서, 이미 기억하고 있는 선분 화상 데이터(레벨·데이터)(0을 포함한다)에 새로운 선분 화상 데이터(레벨·데이터)를 가산하여, 가산 결과를 기억하는 것이다. 선분 화상 기억 수단은 가산 수단을 포함하는 것으로 된다. 이 방식은 선분 화상 데이터를 그레이·레벨로 나타낸 경우, 2치 레벨로 나타낸 경우의 어느 것에도 적용할 수 있다. 상기의 가산이란, 새로운 선분 화상 데이터를 환산하여(예를 들면 계수를 곱하는 등) 가산하는 것을 포함한다. 선분이 중첩되어 묘화되는 화소에 대해서는, 선분이 겹칠때 마다 화상 데이터의 레벨이 증대되어(누적되어) 간다.

그 두번째는 가산 처리를 실시하는 일 없이 새로운 선분 화상 데이터를 기억하는 것이다. 결과로서, 선분 화상 데이터를 나타내는 화상 데이터(0을 제외한다)가 이미 기억되어 있는 화소에 대해서는 기억 데이터는 그대로 유지된다(새로운 선분 화상 데이터를 재기록해도, 기록하지 않아도 된다). 화상 데이터가 기억되어 있지 않은(0) 화소에 대해서만, 결과적으로 그 화소에 대한 새로운 선분 화상 데이터가 새롭게 기록되는 것으로 된다. 이 방식도 선분 화상 데이터를 그레이·레벨로 나타낸 경우, 2치 레벨로 나타낸 경우의 어느 것에도 적용할 수 있지만, 특히 2치 레벨로 나타낸 경우에 유효하다. 예를 들면, 선분 화상 데이터를 2치 레벨의 1로 표현한 경우에, 선분이 밀집하여 묘화되는 부분에서는 1의 화상 데이터가 밀집하고 있다.

영이 아닌 구배 레벨이 산출되었을 때에, 어느 정도 길이의 선분을 또는 어느 위치로부터 어느 위치까지의 선분을 생성하는지에 대해서는 몇가지의 양태가 있다.

그 하나는 도 1b로부터 도 1d등을 참조하여 설명하는 바와 같이, 처리 단위의 위치(화소 또는 블록의 중심)로부터, 산출된 구배의 방향에 대응하는 방향으로 소정의 길이를 갖는 선분을 생성하는 것이다. 이 경우에는 선분의 길이를 미리 설정하여 두든지, 입력하면 된다.

그 두번째는 도 3a에 도시되는 바와 같이, 처리 단위의 위치(화소 또는 블록의 중심)(e)에서 선분(L)의 시점까지의 거리(d)와, 처리 단위의 위치(e)에서 선분(L)의 종점까지의 거리(D)를 부여하는 것이다. 이 경우에는, 선분 생성 수단은 주어진 거리(d와 D)와 산출된 레벨 구배의 방향을 이용하여 시점과 종점의 위치를 산출하고, 산출된 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향으로, 산출된 시점으로부터 종점까지의 선분(L)을 생성한다.

도 3b는 거리(d)로서 원의 반경보다도 작게 0이 아닌 값을 채용하고, 거리(D)로서 원의 반경보다도 크게 또한 직경보다도 작은 값을 채용한 경우에 묘화되는 선분(L)의 예를 나타내고 있다. 도 3c는 거리(d와 D)를 함께 원의 반경과 같은 값으로 설정한 예를 나타내고 있다. 생성되는 선분(L)은 점(1화소)으로 된다(점도 선분에 포함되는 것으로 한다). 도 3d는 d=0, D=∞(무한대)로 한 경우에, 또한 선분을 원의 외측에 그린 예이다. 원을 내부에 포함하는 처리 영역(W)이 설정되어 있으며, 처리 영역(W)의 경계가 거리=무한대의 위치이다. 처리 단위의 위치로부터 길이 무한대의 선분을 그리는 것으로 표현할 수도 있다.

선분의 길이, 거리(d, D) 등은 처리 목적에 따라서 결정하면 된다.

바람직한 실시양태로서는, 선분의 길이, 거리(d, D)등을 설정 또는 입력하는 수단이 더 구비된다. 이용자는 이것들의 값을 설정 또는 입력하는 조작으로 충분하기 때문에, 조작이 용이하다. 물론, 이것들의 값은 처리 목적에 따라서 미리 설정하여 두어도 된다.

특정한 형상 또는 크기(허용된 범위내의 형상 또는 크기)를 갖는 대상 화상의 존재의 유무의 검출, 그 방향 또는 그 중심 위치의 검출등을 행하기 위해서, 바람직한 실시양태에 있어서는, 화상 처리 장치는 상기 선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분이 밀집하여 존재하는 개소를 검출하는 수단을 구비하고 있다. 이 검출 수단은 선분 화상 기억 수단에 선분 화상 데이터를 가산하면서 기록하는 경우와, 가산하지 않고 기록하는 경우의 어느 것이라도 적용할 수 있지만, 특히, 2치로 나타내여진 선분 화상 데이터를 가산하지 않고 기억하는 선분 화상 기억 수단에 대하여 유효하다.

일례를 들면, 적당한 크기의 영역(예를 들면 10×10화소)에 있어서, 선분이 존재하는 (선분을 묘화하고 있는 화소, 또는 선분을 나타내는 데이터를 갖는 화소) 수가 많은 경우(소정 임계치를 초과하는 경우)에, 그 영역은 선분의 밀집 개소라고 할 수 있다. 상기의 영역은 처리 범위(영역)에 걸쳐 스캐닝된다.

다른 바람직한 실시양태에 있어서는, 화상 처리 장치는 상기 선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터·레벨중 최대 레벨을 나타내는 화소의 위치를 검출하는 수단을 구비하고 있다. 이 검출 수단은 선분 화상 데이터를 가산하면서 기억하는 선분 화상 기억 수단에 대하여 유효하다.

선분 화상 데이터의 가산 결과(누적 결과)의 최대 레벨이 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이것들의 검출 수단에 의한 선분의 밀집 개소의 존재(위치)의 검출, 최대 레벨의 화소 위치의 검출, 또는 소정 임계치를 초과하는 최대 레벨의 존재(위치)의 검출은 각종 검사에 응용된다. 임계치는 검사의 목적에 따라서 시행 착오에 의해 결정된다고 하자.

예를 들면 도 3b의 예로서는, 어느 반경(또는 그것에 가까운 값을 갖는 반경)을 갖는 원 또한 그것에 가까운 형상(그와 같은 형상을 갖는 대상물)의 존재와 위치가 검출된다. 반경이 a에서 b(a＜b)까지의 원형 또한 그것에 가까운 형상을 검출하는 경우에는, 처리 단위(화소등)로부터 선분의 시점까지의 거리(d)로서 반경(a)을 채용하여(d=a), 처리 단위(화소등)로부터 선분의 종점까지의 거리(D)로서 반경(b)를 채용하면 된다(D=b). 원형상(대상물)의 반경이 a에서 b까지의 경우에 한하여, 선분이 그 중심 부근에서 밀집하는 또는 최대 레벨이 임계치를 초과하기 때문에, 그 개소를 중심으로 하는 원(또는 그것에 가까운 형상)이 존재한다고 판정된다. 마찬가지로 원호상의 윤곽을 갖는 형상 또는 대상물을 검출할 수 있다.

도 3c에 도시되는 예로서는 반경(r)이 r=d=D인 원(또는 그것에 가까운 형상)이 존재하는 경우에, 그 중심에 선분(점)이 밀집하는, 또는 최대 레벨이 임계치를 초과하기 때문에, 그와 같은 원의 존재와 중심 위치를 확인할 수가 있다. 중심 위치의 검사 뿐만 아니라, 반경 검사, 진원도(眞圓度) 검사에 적용할 수 있다.

따라서, 후술하는 바와 같이, 피검사 대상에 대한 화상을 나타내는 화상 데이터를 특정한 형상을 갖는 대상물의 존재와 위치, 화상 데이터·레벨의 변화로서 나타나는 결함 영역의 존재와 위치등의 검사에 사용할 수 있다.

상기의 화상 처리 장치에 의하면, 원형 또는 대상물의 위치는 반드시 충분히 정확하게 특정되는 것에 한정되지 않는다. 그러나, 소정의 원형 또는 대상물의 적어도 존재와 그 대략의 위치가 판명되기 때문에, 정확한 위치, 형상을 특정하는 것이 필요하면 에지 추출법 등의 다른 방법을 사용하면 된다.

또한 다른 응용예로서는, 각이 둥글게 모떼기된 대상물의 모떼기 반경(곡률반경)의 검사가 있다. 이 경우에는, 모떼기 반경의 공차의 최소치를 d, 최대치를 D라고 하면 된다. 이것에 의해, 모떼기 반경이 공차내에 있는 경우에만 선분이 밀집하는 또는 최대 레벨이 소정 임계치를 초과한다.

도 2b에 도시되는 예에 있어서는, 사각형의 윤곽선 및 각에 있어서 선분이 밀집하는 또는 최대 레벨이 임계치를 초과한다. 따라서, 사각형 또는 대상물의 직선상의 윤곽, 각으로 대표되는 2개 이상의 직선 교점의 존재와 위치, 배치 방향등을 검출할 수가 있다. 이것은, 치수 검사, 면적 검사, 중심 위치 검사, 방향(주축 방향, 변의 방향, 대각선의 방향) 검사등에 응용할 수 있다.

누적된 선분 화상 데이터를 기억하는 선분 화상 기억 수단에 기억된 각 화소의 화상 데이터의 레벨을 소정의 임계치와 비교하여, 임계치를 초과하는 레벨의 데이터를 갖는 화소가 나타내는 형상을 생성(묘화)하도록 할 수도 있다. 노이즈등의 외란의 영향을 배제할 수 있다.

상술한 각종의 검사에 있어서는, 바람직하게는 대상물이 카메라에 의해서 촬상되고, 이 촬상에 의해서 얻어진 화상 데이터가 구배 산출 수단에 주어진다. 화상 처리 장치는 카메라와 같은 촬상 수단을 갖는다.

또한 바람직한 실시양태에 있어서는, 상기 선분 생성 수단에 의해서 생성된 선분을 나타내는 선분 화상 데이터, 또는 선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 표시하는 표시 장치가 구비된다. 이 표시를 보는 것에 의해, 상기 구배 산출 수단, 선분 생성 수단 또는 선분 화상 기억 수단에 의한 처리 과정을 시각에 의해서 확인 또는 체크할 수가 있다. 소정 임계치 이상의 레벨을 갖는 선분의 부분만을 표시하도록 해도 된다.

표시 장치의 표시 화면에는, 선분 화상에 부가하여, 촬상 수단에 의해서 촬상된 화상(대상 화상) 또는 구배 산출 수단의 처리 대상인 화상 데이터에 의해서 표시되는 화상(대상 화상)을 중첩하여 표시하는 것이 바람직하다. 또, 이것들의 대상 화상의 에지를 추출하여, 에지 화상을 선분 화상에 중첩하여 표시해도 된다. 바람직하게는 대상 화상을 표시한다, 하지 않는다, 에지 화상을 표시한다, 하지 않는다를 선택할 수 있도록 한다. 대상 화상과 에지 화상의 양쪽을 선분 화상에 중첩하여 표시해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 있어서는, 상술과 같이 하여 검출된 밀집 개소, 최대 레벨을 갖는 화소, 또는 임계치를 초과하는 최대 레벨을 갖는 화소의 위치를 나타내는 마크를 대상 화상 또는 에지 화상에 중첩하여 표시한다. 대상 화상과 에지 화상을 중첩하여 표시해도 된다. 대상 화상과 에지 화상의 어느 것인가를 표시하도록 전환할 수도 있다. 선분 화상을 또한 중첩하여 표시해도 된다.

본 발명은 또, 주어진 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고, 산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향을 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하는 화상 처리 수단, 및 상기 화상 처리 수단에 의해서 생성된 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 표시하는 표시 수단을 구비한 화상 처리 장치를 제공하고 있다.

화상 처리 수단에 의한 처리 과정을 표시 장치에 표시된 선분 화상을 통해서 시각적으로 확인 또는 체크할 수 있다.

상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상(대상 화상)을 상기 선분 화상에 중첩하여 표시하면 된다. 또는, 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상의 에지를 추출하여, 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 대상 화상에 더하여, 또는 대신하여, 추출된 에지의 화상을 표시하는 것이 바람직하다. 대상 화상 표시와 에지 화상 표시를 전환하는 수단을 구비할 수도 있다.

본 발명은 또한, 상술한 모든 화상 처리를 실행하는 방법, 및 상술한 모든 화상 처리를 컴퓨터에 실행시키도록 컴퓨터를 제어하는 프로그램을 기록한 매체를 제공하고 있다.

본 발명에 의한 화상 처리 장치를 다른 관점에서 규정하면, 다음과 같이 표현된다. 즉, 본 발명에 의한 화상 처리 장치는 주어진 화상 데이터에 있어서, 레벨 구배가 소정치 이상인 복수의 에지를 추출하는 수단, 추출된 에지의 방향에 대응하는 방향으로 연장하는 선분을 각 에지에 대해서 설정하는 수단, 및 복수 선분의 교점의 유무와 그 위치를 검출하는 수단을 구비하고 있는 것이다.

선분의 방향은 대표적으로는, 에지의 방향에 직교하는 방향 또는 에지의 방향과 같은 방향이다.

화상위의 적어도 2점에 대해서 에지를 검출하고, 선분을 설정하는 것에 의해 그 교점의 유무를 판별할 수 있으며, 교점이 있는 경우에는 그 위치를 산출할 수 있다. 하나 또는 복수의 교점을 검출함으로써 대상 화상의 형상, 위치, 방향등을 판별할 수 있다.

이 발명은 또한, 상술한 각종의 검사를 실시하는 데 알맞은 검사 장치를 제공하고 있다.

이 검사 장치는 검사 대상물을 나타내는 화상 데이터를 입력하는 화상 입력 수단, 상기 입력 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고, 산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향을 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하는 수단, 및 생성된 선분 화상 데이터에 근거하여, 선분 화상이 밀집 또는 중복된 개소의 유무와 위치를 검출하는 수단을 구비하고 있는 것이다.

상기의 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향은 대표적으로는 레벨 구배의 방향 또는 레벨 구배의 방향에 수직한 방향이다. 레벨 구배의 크기가 소정치 이상인 것에 대해서만 선분을 생성하는 것이 바람직하다.

선분 화상이 밀집하고 있는 개소란 먼저 상술한 바와 같다. 선분 화상이 중첩된 개소란, 선분의 교점의 화소, 선분 화상 데이터의 누적치가 소정 임계치를 초과한 화소, 누적치가 최대의 화소, 누적치가 최대로서 또한 소정 임계치를 초과한 화소 등을 말한다.

이 발명에 의한 검사 장치는 그 오퍼레이터가 기준 패턴(모델 화상)의 설정이 불필요한 등, 조작이 간편함과 동시에, 구성, 처리가 간소하다. 검사 대상의 형상, 크기등에 대한 제한도 거의 없다. 조명 변동, 노이즈등의 외란의 영향을 받기 어렵고, 또한 콘트라스트가 낮은 불선명한 화상에도 적용할 수 있다.

한 실시양태로서는, 상기 선분 화상 데이터에 근거하여, 선분 화상을 표시하는 표시 장치가 구비된다. 선분 화상의 생성 과정이 시각적으로 분명하게 된다.

상기 표시 장치에는 상기 입력 화상 데이터에 의해서 표현되는 대상물의 화상을 선분 화상에 중첩하여 표시하는 것이 바람직하다.

다른 실시양태에서는, 검출된 선분 화상이 밀집한, 또는 중첩된 개소의 위치를 상기 입력 화상 데이터에 의해서 표현되는 대상물의 화상 또는 상기 입력 화상 데이터로부터 추출된 에지 화상위에 표시하는 표시 장치가 구비된다.

여러 가지의 검사 목적에 적합시키기 위해서, 선분의 길이, 또는 선분의 시점과 종점에 관한 데이터를 입력하는 수단이 더 구비된다.

이 발명의 검사 장치는 대상물에 있어서의 결함 영역의 유무와 위치의 검사, 대상물에 있어서의 원형 또는 원호 형상의 유무와 위치의 검사, 원 또는 원호의 중심 위치의 검출, 반경의 측정, 진원도의 검사, 대상물의 변이나 각의 유무와 위치의 검사, 치수, 면적, 중심 위치, 방향등의 검사에 이용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 도면을 참조한 실시예의 설명에서 한층더 분명하게 될 것이다.

본 실시예는 BGA(ball grid array), 즉 하면에 땜납 볼의 단자를 어레이상으로 배치한 LSI(Large Scale Integration)의 패키지를 설치(탑재)한 기판의 X선 투과 화상을 처리하는 것이다. 땜납 볼(땜납 범프를 포함)이 용융한 것도 이 실시예에서는 땜납 볼인 것으로 한다. 이 화상 처리 장치는 땜납 볼내에 보이드가 존재하지 않는지의 여부를 검사하는 것이다.

도 4는 화상 처리 장치에 공급되는 화상 데이터를 생성하기 위한 구성을 도시하는 것이다.

검사 대상의 기판(18)은 지지 기구(도시 생략)에 의해 X선 조사부(16)와 X선 변환부(17)와의 사이에 지지되어 있으며, X선 변환부(17)의 아래쪽 위치에는 카메라(20)가 배치되어 있다. X선 조사부(16)는 미소한 X선 발생원에서 기판(18)에 대하여 X선을 조사한다. 기판(18)을 투과한 X선은 X선 변환부(17)로 가시광선으로 변환된다. 카메라(20)는 변환된 가시광선을 촬상하며, 각 땜납 볼의 내부 상태를 나타내는 X선 투과 화상을 나타내는 화상 데이터를 생성하여 화상 처리 장치에 공급한다.

도 5는 화상 처리 장치의 전기적 구성을 도시하는 것이다.

화상 처리 장치는 화상 입력부(2), 화상 메모리(3), 화상 출력부(4), 선분 화상 메모리(5), 문자 메모리(6), 제어부(11), 타이밍 제어부(12), 모니터 표시 장치(13), I/O 포트(14)등에 의해 구성된다.

화상 입력부(2)는, 카메라(20)로부터의 아날로그 영상 신호를 디지털 화상 데이터로 변환하기 위한 A/D 변환기등을 구비하고 있다. 화상 입력부(2)에 있어서 생성된 디지털·그레이·레벨 화상 데이터는 화상 메모리(3)에 격납되어, 다음 화상 데이터 입력시까지 보존된다.

선분 화상 메모리(5)는 후술하는 선분 화상을 나타내는 선분 화상 데이터를 기억하는 것이다. 이 메모리(5)의 선분 화상 데이터는 보이드의 검출 처리나 선분 화상의 모니터 표시 장치(13)에의 표시 등을 위해서 사용된다. 후술하는 선분 화상의 휘도 레벨이 8비트로 표현되는 경우에는, 이 메모리(5)는 1화소당 16비트 또는 32비트를 기억할 수 있는 것이다.

문자 메모리(6)에는 검사 결과등 모니터 표시 장치(13)상에 표시하기 위한 텍스트·데이터, 그 표시 위치를 나타내는 데이터 등이 격납되어 있다.

이들 메모리(5, 6) 및 화상 메모리(3)는 각각 어드레스/데이터· 버스를 통하여 제어부(11)에 접속되어 있으며, 제어부(11)에서의 지령 및 타이밍 제어부(12)로부터의 타이밍 신호에 따라서, 기억 데이터를 화상 출력부(4)로 출력한다.

화상 출력부(4)는 각 메모리(3, 5, 6)로부터의 출력 데이터를 합성 처리하는 화상 합성 회로나 D/A 변환 회로를 구비하여, 이들 회로에 의해 검사 결과 표시용의 화상 신호를 생성하여 모니터 표시 장치(13)에 출력한다.

제어부(11)는 주로 CPU(7), ROM(8) 및 RAM(9)에 의해 구성된다. 제어부(11)는 또한 검사를 위한 일련의 순서를 CPU(7)에 실행시키기 위한 제어 프로그램이 설치된 하드 디스크(10)를 구비하고 있다. CPU(7)는 하드 디스크(10)에 설치된 제어 프로그램에 근거하여, 어드레스/데이터 버스를 통하여 상술한 메모리(3, 5 및 6)에 액세스하여, 검사 대상인 기판상의 각 땜납 볼의 양부(良否)의 판정 처리를 실시하여, 그 결과를 모니터 표시 장치(13)에 출력한다.

I/O 포트(14)는 키보드나 마우스등의 입력부나 외부 기억 장치, 전송부와 같은 출력부를 접속하기 위한 것이다. 입력부에서는 후술하는 검사 조건이나 검사 영역의 설정 데이터가 입력된다. 출력부에는 파일화된 최종 검사 결과가 출력된다.

도 6은 화상 메모리(3)에 격납되어 있는 그레이·레벨 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상의 일례를 도시하는 것이다. 복수개의 땜납 볼(21)의 화상이 배경(기판의 화상)보다도 밝게 나타나고 있다. 땜납 볼(21)의 화상 중에는, 땜납 볼내부의 보이드(22)의 화상이 비치고 있는 것도 있다. 보이드(22)의 화상은 땜납 볼(21)의 화상보다 약간 어둡다.

CPU(7)는 도 6에 도시되는 바와 같은 입력 화상에 있어서, 땜납 볼마다 그것을 둘러싸는 크기의 검사 영역(r_k)(k=1 내지 6)을 설정한다. 각 검사 영역(r_k)에서, 화소마다에 그레이·레벨 화상 데이터의 레벨 구배의 방향과 크기를 산출한다. CPU(7)는 또한, 산출한 레벨 구배의 방향에 따른 방향을 갖는 소정 길이의 선분을 생성한다(후술하는 바와 같이, 레벨 구배의 크기가 소정치 이상의 경우에 대해서만 선분이 생성된다). 선분의 화상도 그레이·레벨 화상이고, 그 레벨은 산출한 레벨 구배의 크기에 대응한다. 이렇게하여 생성된 선분 화상 데이터는 선분 화상 메모리(5)에 격납된다(후술하는 바와 같이, 레벨은 화소마다에 누적되어 간다). 선분 화상 데이터는 화소마다에 레벨·데이터를 갖는 화상 데이터라도 되고, 선분의 시점, 종점 및 레벨을 나타내는 데이터에 의해서 구성할 수도 있다.

각 검사 영역내의 모든 화소에 대한 레벨 구배의 산출, 필요한 선분 화상의 작성이 종료하면, CPU(7)는 선분 화상의 밀집의 정도, 또는 최대 레벨을 갖는 화소의 검출, 최대 레벨과 소정의 임계치 레벨과의 비교를 실시하여, 최종적으로 검사 영역내에 보이드(22)의 화상이 존재하는지의 여부를 판정한다.

화상 처리 장치에 있어서의 구체적인 처리 순서를 설명하기 전에, 선분 화상의 생성 처리, 및 선분 화상에 근거하는 보이드 유무의 판정 원리에 대해서 설명한다.

화상 데이터에 있어서의 레벨 구배의 산출 처리로서는, 검사 영역내의 각 화소마다에 그 화소를 중심으로 하는 소정 크기의 국소 영역에서 미분 처리를 실시하여, X, Y 각 축방향의 레벨 구배를 산출하고 이들 산출한 값을 사용하여 최종적으로 각 화소에 있어서의 레벨 구배를 구한다.

예를 들면 도 7에 도시되는 바와 같이, 좌표 위치(x, y)에 있는 화소(g)에 대하여, 3×3의 국소 영역을 설정한다. 소벨 방법에 의한 미분 처리로서는, 각 축방향의 레벨 구배 dx(x, y), dy(x, y)는 각각, 각 화소의 휘도(밝음) 레벨(I)을 사용하여, 식(1), (2)에 의해 산출된다.

dx(x, y)={I(x+1, y-1) + 2·I(x+1, y) + I(x+1, y+1)}

-{1(x-1, y-1) + 2·I(x-1, y) + I(x-1, y+1)} … 식(1)

dy(x, y)={I(x-1, y+1) + 2·I(x, y+1) + I(x+1, y+1)}

-{I(x-1, y-1) + 2·I(x, y-1) + I(x+1, y-1)} … 식(2)

X축, Y축 방향에의 레벨 구배는 각각 dx(x, y), dy(x, y)의 크기를 가지며, X축, Y축 방향을 향하는 벡터에 의해 표현된다. 따라서, 화소(g)에서의 레벨 구배는 이들 X축, Y축 방향에의 벡터의 합성에 의해서 표현된다. 합성 벡터의 크기 E_i(x, y)는 다음식으로 주어지며, 방향은 최대의 구배를 나타내는 방향으로 된다.

… 식(3)

도 8a로부터 도 8h는 화소(g_e)와 그 근방의 화소의 휘도 레벨 분포에 의해서 레벨 구배의 방향이 어떻게 되는지를 여러 가지의 예를 들어 도시하는 것이다. 해칭되어 있는 부분의 쪽이 휘도치가 높다(밝다).

벡터(F)는 X축 및 Y축 방향에의 레벨 구배의 벡터의 합성 벡터이다. 도시의 예로서는 벡터(F)는 휘도 레벨가 높은 쪽으로부터 낮은 쪽을 향하고 있지만, 레벨 구배의 정의 방향을 어느 쪽으로 선택하는가에 따라서 벡터(F)의 방향은 결정된다.

화소(g_e)로부터 X축의 정방향을 따른 벡터(B)를 0도로 해서, 합성 벡터(F)의 벡터(B)에 대한 반시계 회전 방향의 각도 E_c(x, y)에 의해 레벨 구배의 방향을 표현한다.

X, Y 각 축방향의 레벨 구배의 크기(정, 부 또는 영)에 따라서, 벡터(F)는 기준 벡터(B)에 대하여, 0∼90도, 90∼180도, 180∼270도, 270∼360도의 어느 것인가의 각도 범위로 설정된다. 레벨 구배의 방향을 나타내는 각도 E_c(x, y)는 레벨 구배의 크기 dx(x, y), dy(x, y)에 의한 조건에 따라서, 다음 식(4) 내지 식(9)의 어느 것인가에 의해 산출된다(단위는 도이다). 또한 화소(g_e)에서의 레벨 구배의 크기는 벡터(F)의 길이에 상당하므로, 상술한 식(3)에 의해 산출된다.

dx(x, y)＜0 또한 dy(x, y)＞0 이면

E_c(x, y)= -arctan(dx(x, y)/dy(x, y)) … 식(4)

dx(x, y)＞0 또한 dy(x, y)≠0 이면

E_c(x, y)= 180-arctan(dx(x, y)/dy(x, y)) … 식(5)

dx(x, y)≤0 또한 dy(x, y)＜0 이면

E_c(x, y)=360-arctan(dx(x, y)/dy(x, y)) … 식(6)

dx(x, y)＞0 또한 dy(x, y)=0 이면

E_c(x, y)=180 … 식(7)

dx(x, y)≤0 또한 dy(x, y)=0 이면

E_c(x, y)=0 … 식(8)

dx(x, y)=0 또한 dy(x, y)＞0 이면

E_c(x, y)=90 … 식(9)

도 9는 도 6에 도시되는 입력 화상중, 검사 영역(r₂)내의 화상의 윤곽선만을 추출하여 나타내는 것으로, 땜납 볼의 화상의 윤곽선과 보이드의 화상의 윤곽선이 나타나 있다. 이 윤곽선상의 대표점(e₁, e₂)에 대해서 산출되는 레벨 구배를 나타내는 벡터(F₁, F₂)도 함께 나타내고 있다.

땜납 볼의 화상은 배경 부분보다도 휘도 레벨이 높으므로, 땜납 볼의 윤곽선상의 점(e₁)에서는, 이 점(e₁)에서 배경측으로 향하는 벡터(F₁)가 얻어진다. 한편, 보이드의 화상은 땜납 볼의 화상보다도 휘도 레벨이 낮으므로, 보이드의 윤곽선상의 점(e₂)에 있어서의 레벨 구배는 점(e₂)의 위치로부터 내측으로 향하는 벡터(F₂)에 의해 나타내여진다.

도 10는 도 9에 도시되는 땜납 볼의 윤곽선 및 보이드의 윤곽선상의 모든(도시할 수 있는 범위에서) 점(화소)에 대해서, 레벨 구배의 방향을 나타내는 선분을 그린 것이다(선분 화상의 레벨을 일정하다고 가정한다).

땜납 볼의 윤곽선상에 있어서는, 모든 선분(L₁)의 바깥쪽(배경측)으로 향하고 있다.

이것에 대하여, 보이드의 윤곽선상에 있어서는 모든 선분(L₂)이 보이드의 내부를 향하고 있다. 모든 선분(L₂)은 보이드의 내부에 있어서 교차, 내지는 중첩되어 있다. 선분(L₂)의 교차 내지는 중첩이, 검사 영역내에 보이드의 화상이 존재하는지의 여부를 판정하는 것에 중요하다. 이 의미로 선분의 길이, 또는 선분의 시점과 종점의 위치는 중요하다.

도 9 및 도 10은 윤곽선이 분명한 것을 전제로서 그린 것이지만, 실제의 화상으로서는 화상의 각 부분(배경, 땜납 볼, 보이드)의 경계는 선명하지 않는 것이 많기 때문에, 선분의 방향은 깨긋한 방사상으로는 되지 않고, 선분의 시점도 원주의 위에 존재하는 것으로 한정되지 않는다. 그러나, 상술한 바와 같이 하여 그려지는 선분은 선명하고, 또한 그 전체적인 상으로부터 경계가 명료하게 나타난다.

도 11a로부터 도 11d는 길이, 시점과 종점이 각각 다른 선분의 예를 도시하는 것으로, 원형의 윤곽선상에 대표점(e_p와 e_q)을 취하여, 그것들의 점에 대해서 레벨 구배를 구한 결과 얻어지는 선분을 나타내고 있다.

도 11a에서는 2개의 선분(L_p과 L_q)은 그 선분을 작성하기 위해서 레벨 구배 산출의 대상으로 된 화소(e_p, e_q)에서 시작하고, 원의 직경보다도 긴 길이를 갖는다. 윤곽선상의 모든 점에 대해서 선분을 그린 경우에, 그것들의 선분은 중첩되어서, 이것들의 선분이 나타내는 전체상은 원(윤곽선)보다도 커진다. 원의 존재는 검출 가능하지만, 그 크기, 중심등의 검출은 곤란하다.

도 11b에서는 화소(e_q)에서 선분(L_q)의 시점까지의 거리(d)는 원의 반경보다도 크고, 화소(e_q)에서 선분(L_q)의 종점까지의 거리(D)는 원의 직경보다도 크다(선분(L_p)에 대해서도 동일). 선분은 원의 윤곽을 중심으로 하여 둥근 고리형상으로 밀집하는 것으로 된다. 이 경우에도 원의 존재는 검지할 수 있지만, 그 중심이나 크기의 검출은 곤란하다.

도 11c에서는, 선분(L_p, L_q)은 화소(e_p, e_q)를 시점으로 하고, 그 길이는 원의 반경보다도 짧다. 따라서, 선분은 원의 내측에 따라 밀집하여, 원의 중심에는 존재하지 않는다. 이 경우에도 원의 존재의 검지는 가능하지만, 그 중심의 검출은 곤란하다.

도 11d로서는, 화소(e_q)에서 선분(L_q)의 시점까지의 거리(d)가 원의 반경보다도 작고, 화소(e_q)에서 선분(L_q)의 종점까지의 거리(D)는 원의 반경보다도 크고 또한 원의 직경보다도 작다. 이 경우에는 선분은 원의 중심 부근에 밀집한다. 선분이 중첩되어 있는 화소에 대해서는, 그 화소를 통과하는 모든 선분의 휘도 레벨을 가산(누적)하면, 원의 중심에서 최대수의 선분이 겹치므로, 가산치는 원의 중심에서 최대가 된다. 이와 같이 가산치의 최대 레벨을 검출하는 것에 의해, 원의 중심을 검출하는 것이 가능하다. 이것은 도 3b를 사용하여 먼저 설명한 것과 동일하다.

따라서, 미리 불량으로 판정해야 할 보이드의 크기에 따라서, 화소와 선분 시점의 위치 관계(거리(d)), 및 라인 길이(거리(d))를 설정해 둘 필요가 있다.

각 화소를 통과하는 선분의 휘도 레벨을 가산하지 않고서, 단지 선분이 있는지 없는지(밀집의 정도)에 의해서도 보이드의 검출은 가능하다. 즉, 국소 영역(예를 들면, 10화소×10화소)에 있어서 선분이 묘화되어 있는 화소수의 비율이 높을수록 선분이 밀집하고 있다고 판단한다.

이러한 사고 방식은 대상물이 거의 원형인 경우에, 어느 범위의 반경을 갖는 것만을 추출하는 용도에 이용할 수가 있다. 예를 들면, 반경이 a에서 b까지의 대상물을 추출하고자 하는 경우에는, 키보드로부터 a와 b의 값을 입력한다. 화상 처리 장치는 화소의 위치로부터 선분의 시점까지의 거리를 a(d=a), 화소의 위치로부터 선분의 종점까지의 거리를 b(D=b)로 설정한다. 그렇다면 대상물의 반경이 a에서 b까지의 경우에 한하여 선분의 밀집이 발생하기 때문에, 선분의 밀집을 검출할 수 있으면, 그 장소에 목적의 대상물이 존재한다고 판정할 수 있다.

거리(d와 D)를 동일 값으로 설정할 수도 있다. 이 경우에는 선분의 길이는 0이다. 실제로는 1화소만이 선분이 된다. 이와 같이 하면, 도 3c에 도시되는 바와 같이, 대상물이 설정한 값(d=D)의 반경을 갖는 원의 경우는 매우 좁은 영역에 선분(점)이 집중하고, 그 이외의 경우는 선분(점)이 분산하기 때문에, 그 분산의 정도에 의해 원의 목표 반경으로부터의 오차 정도 또는 진원의 정도를 알 수 있다.

화소로부터 선분의 종점까지의 거리(D)는 무한대라도 된다. 이것은 실제로는 선분 화상 메모리로 표현되는 영역의 끝에 이를 때까지 선분을 긋는 것을 의미한다. d=0, D=∞를 디폴트치로서 놓으면, 반경의 크기에 관계없이, 원이나 원호가 존재하는 것에 대한 검출을 할 수 있다. 특히 도 3d에 도시되는 바와 같이, 선분을 원의 외측으로 향하여 긋는 경우에 유효하다.

이 실시예에서는, 상술한 원리에 근거하여, 화소의 위치로부터 선분의 종점까지의 거리(D)와, 화소의 위치로부터 선분의 시점까지의 거리(d)를 검사 조건으로서 설정하는 것에 의해, 소정치 이상의 크기의 보이드를 검출 대상으로서 검출하 도록 하고 있다. 또한, 이 검사 조건을 필요에 따라서 변경하여 재차 검사를 실시하는 것도 가능하다.

도 12a 및 도 12b는 화상 처리 장치에 있어서, 카메라(20)로부터 입력된 1매의 화상에 대한 제어 순서를 도시한다. 검사 조건이 되는 화소의 위치로부터 선분의 종점까지의 거리(D), 및 화소의 위치로부터 선분의 시점까지의 거리(d)는 이 순서의 실행에 앞서 입력되고 RAM(9)내에 기억되어 있는 것으로 한다.

우선 스텝 ST0에서, 카메라(20)로부터의 화상 신호가 디지털 변환되어 화상메모리(3)에 격납되면, CPU(7)는 이 입력 화상을 화상 출력부(4)를 통하여 모니터(13)에 표시시킨다.

오퍼레이터가 마우스등을 사용하여 표시 화상위에서, 땜납 볼중의 임의의 1개를 포함하도록 검사 영역을 지정한다. CPU(7)는 이 지정 위치에 근거하여, 검사 영역의 설정 위치(땜납 볼과의 상대 위치 관계)나 영역의 크기를 인식한다. 기판상의 각 땜납 볼의 위치(예를 들면 기판의 좌표 원점을 기준으로 하는 위치)는 미리, 또는 이 시점에서 이미 입력되어 있는 것으로 한다. CPU(7)는 검사 영역의 지정을 받은 이외의 땜납 볼에 대해서도, 땜납 볼과 검사 영역과의 위치 관계를 사용하여, 검사 영역을 각각 설정한다(스텝 ST1)(도 6참조). 검사 영역의 위치는 그 영역의 좌측위, 우측아래의 정점의 좌표(x_k1, y_k1),(x_k2, y_k2)에 의해 나타내어진다.

CPU(7)는 스텝 ST2로 이행하여, 선분 화상 메모리(5)내의 각 화소의 레벨·데이터를 0으로 클리어하고, 그 후 검사 영역마다에 스텝 ST3 내지 ST19의 처리를 반복하여 실행한다.

스텝 ST3에서는, 착목 화소(g)의 초기 위치가 검사 영역의 좌측위 정점의 위치(x_k1, y_k1)로 결정된다. 스텝 ST4에서는, 식(1), (2)에 근거하여, 착목 화소(g) 에서의 X축, Y축 방향의 레벨 구배 dx(x, y), dy(x, y)가 산출된다. dx, dy가 함께 0인 경우에는 스텝 ST6 내지 ST10을 스킵한다. dx, dy의 어느 것인가가 0이 아니면, 식(4) 내지 (9)의 어느 것인가가 dx, dy에 적합한 것인가에 따라서, 레벨 구배의 방향을 나타내는 각도 E_c(x, y) 및 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)가 산출된다(스텝 ST6).

계속해서 산출한 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)가 소정의 임계치(E_iLB)보다 큰지의 여부가 체크된다(스텝 ST7). 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)가 임계치(E_iLB) 이하이면, 선분을 생성하는 스텝 ST8 내지 ST10의 처리는 행하여지지 않는다. 입력 화상에 있어서의 휘도얼룩 등의 검출해야 할 대상이 아닌 것에 대해서는 선분을 생성하지 않는 것에 의해, 쓸데 없는 처리를 생략하여 잘못된 검사 결과가 얻어지는 것을 방지하여, 전체로서 처리의 고속화를 도모한다.

CPU(7)는 착목 화소(g)의 위치(x, y)에 있어서, 반시계 회전 방향으로 E_c(x, y)의 방향을 선분의 방향으로서 결정한다. 이 설정 방향에서 착목 화소(g)에서 거리(d, D) 각각 떨어진 각 점을 착목 화소(g)에 대응하는 선분의 시점, 종점으로서 설정하여, 선분 화상 메모리(5)에 있어서, 이것들의 점에 상당하는 좌표(x₀, y₀),(x_T, y_T)를 인식 또는 산출한다(스텝 ST8). CPU(7)는 다음 스텝 ST9로 선분 화상 메모리(5)에 있어서, 상기의 시점 및 종점에 의해 규정되는 선분상의 모든 화소의 좌표를 산출 또는 인식하고, 인식한 각 화소에 대하여, 각각의 화소가 현재 보유하는(그 화소에 대응하고 기억되어 있는) 레벨치에 스텝 ST6에서 산출된 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)에 상당하는 레벨치를 가산하여 기억한다(스텝 ST10).

스텝 ST11 내지 ST14는 검사 영역내의 화상의 착목 위치를 순차적으로 비켜 놓는 처리를 나타내는 것이다. 이하와 마찬가지로 하여, 검사 영역내에서 레벨 구배의 크기가 임계치(E_iLB)를 초과하는 화소마다에 그 레벨 구배의 방향에 따라, 또한 레벨 구배의 크기에 상당하는 레벨을 갖는 선분이 설정되어, 선분 화상이 생성되어 간다.

선분 화상 메모리(5)내에서 선분상에 존재하는 것으로 인식된 화소의 레벨치에는 새롭게 설정되는 선분의 레벨에 따른 값이 가산되어 가므로, 선분이 중첩되어 있는 화소는 다른 화소보다도 높은 레벨치를 보유하게 된다. 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)가 클수록, 높은 레벨치를 갖는 선분이 설정된다. 또한 일반적으로, 화상위의 땜납 볼이나 보이드의 윤곽에서는 레벨 구배는 크므로, 보이드의 윤곽에 따른 부분에 있어서 생성된 선분은 보이드의 내부에서 많이 겹치는 것으로 되어, 보이드의 내부에서 화소의 레벨치는 매우 높게 된다.

CPU(7)는 검사 영역내의 모든 화소에 대해서 처리를 끝내면, 처리 대상의 검사 영역내에서의 화소가 갖는 레벨의 최대치(D_max)를 추출한다(스텝 ST15). 검출된 레벨의 최대치(D_max)는 스텝 ST16에서 소정의 기준치(D_LB)와 비교된다. Dmax가 D_LB를 상회할 때는 검사 영역내에 보이드의 화상이 존재한다고 판정되며, 또한 레벨의 최대치(D_max)가 얻어지는 화소의 위치가 인식된다(스텝 STl7, STl9). 또한 D_max가 D_LB이하인 경우에는, 검사 영역내에는 보이드의 화상은 없는 것으로 판단된다(스텝 ST18).

마찬가지로 해서 검사 영역에 대한 처리가 종료하면, 스텝 ST20에서 「YES」로 되어 스텝 ST21로 이행한다. CPU(7)는 선분 화상 메모리(5)내의 각 화소의 레벨치를 순차 판독하여, 식(10)에 의해, 각 레벨치 P(x, y)를 8비트 구성으로 표시 가능한 값이 되도록 정규화한다.

P(x, y)←P(x, y)×255/D_max… 식(10)

이 후, CPU(7)는 정규화된 선분 화상 데이터를 원입력 화상 데이터나 판정결과를 나타내는 텍스트·데이터등과 함께 화상 출력부(4)에 출력하여 합성 처리시켜, 모니터 표시 장치(13)로 출력시킨다(스텝 ST22). 대상의 윤곽을 추출하여 윤곽을 표시해도 된다.

상기의 스텝 ST21로서는 검사 영역마다에 선분 화상 데이터를 최대 휘도 레벨(D_max)로 정규화하고 있기 때문에, 모든 영역에서 정규화후의 최대 휘도는 동일하다. 한편, 모든 검사 영역내에서의 최대휘도 레벨을 검출하고, 이 최대 휘도 레벨로 모든 검사 영역의 화상 데이터를 정규화하면, 보이드가 존재하지 않는 검사 영역에서는 그 영역 전체의 휘도가 작으므로 어둡게 보여, 보이드가 존재하지 않는 것을 명료하게 알 수 있게 된다. 물론, 미리 정한 레벨을 사용하여 전 영역의 화상 데이터를 정규화해도 되고, 정규화를 행하지 않도록 해도 된다.

상기 실시예에서는, 각 선분 화상에 그 레벨 구배의 크기에 따른 레벨치를 갖도록 하고 있지만 이것에 한하지 않고, 모든 선분을 동일의 레벨로 표시하도록 해도 된다. 그러나, 휘도 얼룩등의 노이즈에 의한 레벨 구배에 대응하는 선분과 윤곽에 있어서의 레벨 구배에 대응하는 선분이 동일 조건으로 생성되면, 오검출이 발생할 우려가 있기 때문에, 스텝 ST7과 같이 레벨 구배의 크기가 소정의 임계치 이하의 것은, 선분 생성 처리 대상으로부터 제외하는 것이 바람직하다.

도 13a 및 도 13b는 상술한 제어 순서에 의해 생성된 판정 결과의 표시예를 도시한다. 도 13a에 도시되는 예에서는 선분 화상중에서 레벨치가 임계치(D_LB)를 초과하는 부분의 화상(30)만이 추출되어 높은 휘도를 갖도록 레벨 변환되어, 원입력 화상위에 중첩되어 표시되고 있다. 또한 화면의 좌측위의 위치에는, 보이드의 존재에 의해 불량으로 판정된 땜납 볼의 개수를 나타내는 문자 정보(31)가 표시되어 있다.

도 13b의 표시예는, 추출된 보이드의 위치를 유지하도록 한 것으로, 원입력 화상에 스텝 ST19의 처리로 최대의 레벨치(D_max)가 얻어지는 화소의 위치를 나타내는 마크(32)가 입력 화상에 중첩되어 표시되고 있다.

검사 결과의 표시예는 상기에 한정되지 않고, 선분 화상 그 자체를 표시하도록 해도 되며, 또한 도 13a, 도 13b에 도시되는 바와 같은 화상, 에지 화상, E_i(x, y)＞E_iLB를 만족시키는 화소에 의한 화상, 선분 화상등을 적절히 변경하여 표시하며, 검사의 과정을 확인할 수 있도록 해도 된다.

또한 상기 실시예에서는, 땜납 볼마다에 검사 영역을 설정하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 화상위의 모든 땜납 볼을 포함하도록 검사 영역을 설정해도 된다. 이 경우, 검사 영역내의 화상 데이터에 대해서, 도 12a의 스텝 ST4 내지 ST10과 같은 처리를 한번 실행한 후, 임계치(D_LB)를 초과하는 레벨치를 갖는 화소를 검색하고, 그 화소의 위치를 각 땜납 볼의 배치 위치와 대조하는 것에 의해, 보이드를 갖는 땜납 볼을 인식할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는, 검출 대상의 보이드의 휘도 레벨이 주위의 휘도 레벨보다도 낮게 되기 때문에, 각 선분을 보이드의 내측을 향하여 설정하고 있지만, 땜납 볼과 같이 주위보다도 높은 휘도 레벨을 갖는 대상물을 검출 대상으로 하는 경우에는, 선분을 외측을 향하여 설정할 필요가 있다.

또한 구배 산출 처리의 오차등에 의한 영향을 고려하여, 선분을 설정해야 할 방향에 더하여, 그 방향으로부터 ±2도의 방향에도 선분을 그어서, 합계 3개의 선분을 설정하도록 하면, 대상물의 검출 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 실시예에서는, 땜납 볼의 X선 투과 화상에 근거하여 내부의 보이드의 유무를 검사하고 있지만, 기판을 통상의 조명하에서 촬상한 화상을 사용하여 땜납 표면의 핀홀의 유무를 검출하는 경우에도, 상기와 같은 방법을 적용할 수 있다.

또한 검사 대상은 원형상인 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 윤곽 형상의 일부만이 원호의 형상을 취하는 대상물에 대해서, 상기 실시예와 같은 방법으로 선분을 설정하면, 생성되는 선분이 원호의 중심 위치 부근에서 중첩되게 된다. 또한, 물품의 각을 둥글게 모떼기하는 경우에, 모떼기 반경의 공차의 최소치를 d, 최대치를 D로 하여 상술한 처리를 하면, 모떼기 반경이 공차내인 경우만 선분의 밀집이 발생하기 때문에, 모떼기 반경의 검사를 간단하게 행할 수 있다.

또한 상기 실시예의 화상 처리 장치에 의하면, 직사각형상의 윤곽을 갖는 대상물이나, 각을 갖는 대상물을 추출하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 레벨 구배의 방향으로 수직한 2방향을 향하는 선분을 생성하는 것에 의해, 선분의 교점을 각의 위치로서 추출하는 것이 된다. 따라서 방향의 특정이 가능한 형상의 것을 처리 대상물로 하는 경우, 이 처리 결과에 의해 대상물의 위치뿐만 아니라, 대상물이 어느쪽의 방향을 향하여 위치하고 있는지도 확인하는 것이 가능하게 된다.

도 14는 십자형의 윤곽 형상을 갖는 대상물의 그레이·레벨 화상의 예를 도시하는 것으로, 대상물의 화상은 배경의 화상보다도 높은 휘도 레벨을 갖는 것으로 표현되어 있다.

도 15는 도 14에 도시되는 대상물의 윤곽의 부분에서 산출되는 레벨 구배의 방향을 도시하는 것으로, 레벨 구배의 방향은 각 변에 수직으로 배경을 향한다.

도 16은 도 5의 화상 처리 장치에 도 14의 그레이·레벨 화상을 입력하여, 대상물의 위치나 경사를 계측하는 순서를 도시한다. 화상 처리 장치에는, 대상물을 통상의 조명하에서 촬상하여 얻어진 화상 데이터가 공급된다.

우선 스텝 ST30에서, 카메라로부터의 화상 데이터가 입력되면, CPU(7)는 도 12a의 순서와 같이, 화상위에서의 검사 영역의 지정을 받아, 지정된 영역의 좌측위, 오른쪽 아래의 각 정점 위치의 좌표(x₁, y₁), (x₂, y₂)를 받아들여, 검사 영역의 설정 위치로서 인식한다(스텝 ST31). CPU(7)는 다음의 스텝 ST32에서 선분 화상 메모리(5)의 각 화소의 에어리어를 클리어하고, 그 후, 검사 영역내의 각 화소에 순차 착목하여 각 화소마다에 스텝 ST34 내지 ST43의 처리를 실행한다.

상기 루프에 있어서, CPU(7)는 도 12a, 도 12b의 순서와 마찬가지로, 착목 화소(g)(x, y)의 X, Y 방향의 구배 dx(x, y), dy(x, y)를 산출한다. 각 화소에 대해서, 각각 레벨 구배의 방향 E_c(x, y) 및 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)를 산출한다(스텝 ST34 내지 ST36). 산출한 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)가 임계치(E_iLB)보다도 크면(스텝 ST37) 스텝 ST38에서 검출된 레벨 구배의 방향 Ec(x, y)에 대하여, 반시계회전으로 90도의 각도를 이루는 방향에 따라 제 1 선분을 설정하며, 또한 스텝 ST39에서, 이 제 1 선분과 반대의 방향, 즉 상기 레벨 구배의 방향 E_c(x, y)에 대하여, 반시계 회전으로 270도의 각도를 이루는 방향에 따라 제 2 선분을 설정한다.

이 스텝 ST38, ST39에 있어서의 각 라인의 설정 처리는 어느 것이나 상기 도 12a의 스텝 ST8 내지 ST10으로 도시되는 바와 같은 순서에 의해 행하여진다.

검사 영역내의 모든 화소에 대한 처리가 완료하면(스텝 ST40 내지 ST43), CPU(7)는 선분 화상 메모리(5)내의 각 화소의 레벨치를 체크하여, 검사 영역내에서 소정의 임계치(D_th) 이상의 레벨치를 취하는 화소를 추출한다(스텝 ST44).

도 14에 도시하는 그레이·레벨 화상위의 대상물에 대해서, 그 레벨 구배의 방향에 수직한 2방향에 따라 선분을 설정하면, 도 17에 도시되는 바와 같이, 대상물의 윤곽을 구성하는 각 변의 길이 방향에 따라, 선분이 중첩되는 선분 화상이 생성된다. 이 경우, 각 방향의 선분에 의해 형성되는 16개의 교점중, 대상물의 각에 대응하는 12의 교점(도면 중 ●표로 나타낸다)에 있어서 가장 많은 라인이 집중하므로, 이것들의 교점에 있어서 얻어지는 레벨치와, 다른 교점(도면 중 ×표로 나타낸다)에 있어서 얻어지는 레벨치와의 사이에 상기 임계치(D_th)를 설정하는 것에 의해, 상기 스텝 ST44에 있어서, 대상물의 각에 상당하는 화소를 검출할 수 있다.

이와 같이 하여 대상물의 각에 상당하는 화소가 검출되면, 다음의 스텝 ST45에서 CPU(7)는 각 검출 위치의 좌표를 사용하여, 중심등 대상물의 위치를 나타내는 대표점의 좌표를 산출함과 동시에, 검출 위치의 위치 관계로부터 대상물의 주축(2축있음)을 특정하여, 그 축방향이 어느 쪽의 방향을 향하고 있는지를 산출한다.

이후, 상기 산출 결과를 모니터 표시 장치(13)등으로 출력하거나, 산출 결과로부터 화상의 위치 어긋남이나 회전 어긋남을 인식하여, 대상물의 상세한 인식 처리를 실시하는 등, 목적에 따른 처리가 실시된다.

도 12a, 도 12b, 도 16에 도시되는 처리는 어느 것이나 카메라에 의해 생성된 화상을 화상 처리 장치내에 직접 넣어 처리하도록 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 떨어진 장소에서 생성된 디지털 화상 데이터를 I/O 포트(14)를 통하여 입력하여 처리하는 것도 가능하다.

도 12a, 도 12b, 도 16에 도시되는 처리는 어느 것이나 하드 디스크(10)에 설치된 제어 프로그램에 근거하여 CPU(7)에 의해 실행되지만, 이 중 일부의 처리를 하드웨어에 의해 실시하도록 하면, CPU(7)의 부담을 감하여, 처리를 더욱 고속화할 수가 있다.

도 18은 화상 처리 장치의 다른 구성예를 도시하는 것으로, 도 5에 도시하는 구성에 부가하여, 레벨 구배 계측부(25) 및 중첩 추출부(26)가 부가된 구성을 취한다.

레벨 구배 계측부(25)는 화상 메모리(3)에 격납된 입력 화상위의 각 화소 데이터를 순차 넣어서 X, Y 방향 레벨 구배 dx(x, y), dy(x, y)를 산출하는 미분 처리 회로나 이들 레벨 구배 dx(x, y), dy(x, y)로부터 레벨 구배의 크기 E_i(x, y)나 레벨 구배의 방향을 나타내는 각도 E_c(x, y)를 산출하기 위한 연산 회로를 구비한다. 또한 중첩 추출부(26)는 선분 화상 메모리(5)의 각 화소를 순차적으로 넣어서, 휘도 레벨의 최대치를 취하는 화소를 추출하거나, 그 최대치를 임계치(D_BL) 또는 임계치 (D_th)와 비교하기 위한 회로 구성을 구비한다.

CPU(7)는 레벨 구배 계측부(25)를 사용하여 검사 영역내의 레벨 구배의 크기나 레벨 구배의 방향을 산출하고, 그 후, 이들 산출 결과를 사용하여, 소정의 크기 이상의 레벨 구배에 대해서, 검사해야 할 대상물의 형상에 따른 방향에 선분을 설정한다. 그리고 이 선분 생성 처리가 완료하면, 중첩 추출부(26)를 작동시켜 선분 화상의 중첩을 검색시키고, 그 검색 결과에 따라서 대상물의 유무의 판정, 위치나 경사의 계측 처리를 실시한다.

화상 처리 장치의 구성은 상기의 실시예에 한정되지 않으며, 예를 들면 선분 화상의 생성 처리를 하드웨어에 의해 실시하는 것도 가능하다.

Claims

복수의 화소를 포함하고, 각 화소가 레벨·데이터를 갖는, 소정의 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하는 구배 산출 수단,

상기 구배 산출 수단에 의해서 산출된 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향과 소정의 길이를 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하는 선분 생성 수단, 및

상기 선분 생성 수단에 의해서 생성된 선분 화상 데이터를 기억하는 선분 화상 기억 수단을 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 화상 데이터를 기억하는 화상 기억 수단을 더 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 입력 화상 데이터에 있어서 설정된 처리 영역내의 화상 데이터를 추출하여 상기 구배 산출 수단에 주는 화상 데이터 추출 수단을 더 구비한 화상 처리 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 처리 영역을 설정하는 수단을 더 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 생성 수단은 그레이·레벨의 선분 화상 데이터를 생성하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 생성 수단은 2치 레벨의 선분 화상 데이터를 생성하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구배 산출 수단은 레벨 구배의 방향에 더하여, 레벨 구배의 크기를 산출하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구배 산출 수단은 레벨 구배의 방향에 더하여 레벨 구배의 크기를 산출하는 것이며,

상기 선분 생성 수단은 상기 구배 산출 수단에 의해서 산출된 레벨 구배의 크기에 따른 레벨을 갖는 선분 화상 데이터를 생성하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구배 산출 수단은 레벨 구배의 방향에 더하여 레벨 구배의 크기를 산출하는 것이며,

상기 선분 생성 수단은 상기 구배 산출 수단이 산출한 레벨 구배의 크기가 소정 임계치 레벨 이상인 경우에만 선분 화상 데이터를 생성하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 화상 기억 수단은 각 화소에 있어서, 이미 기억하고 있는 선분 화상 데이터에 새로운 선분 화상 데이터를 가산하고, 가산 결과를 기억하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 화상 기억 수단은 새로운 선분 화상 데이터를 가산 처리하지 않고 기억하는 것인 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 생성 수단은 처리 단위의 위치로부터, 산출된 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향으로 소정 길이의 선분을 생성하는 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 생성 수단은 처리 단위의 위치로부터 시점까지의 거리 및 처리 단위로부터 종점까지의 거리가 주어지고 있을 때에, 산출된 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향으로, 상기 시점에서 상기 종점까지의 선분을 생성하는 화상 처리 장치.
제 12 항에 있어서, 선분의 길이를 설정하는 수단을 구비한 화상 처리 장치.
제 13 항에 있어서, 처리 단위로부터 시점까지의 거리 및 처리 단위로부터 종점까지의 거리의 적어도 어느 한쪽을 설정하는 수단을 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분이 밀집하여 존재하는 개소를 검출하는 수단을 더 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터·레벨중 최대 레벨을 나타내는 화소의 위치를 검출하는 수단을 더 구비한 화상 처리 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 최대 레벨이 소정의 임계치 레벨을 초과하는지의 여부를 판정하는 수단을 더 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 화상 데이터를 생성하여, 상기 구배 산출 수단에 부여하는 카메라를 포함하는 화상 입력 수단을 구비한 화상 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선분 생성 수단에 의해서 생성된 선분 화상 데이터 또는 상기 선분 화상 기억 수단에 기억된 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 표시하는 표시 장치를 더 구비한 화상 처리 장치.
제 20 항에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 소정의 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상을 상기 선분 화상과 중첩하여 표시하는 것인 화상 처리 장치.
제 20 항에 있어서, 상기 소정의 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상의 에지를 추출하는 수단을 더 구비하고,

상기 표시 장치는 추출된 에지에 의해서 표현되는 화상을 상기 선분 화상에 중첩하여 표시하는 것인 화상 처리 장치.
제 16 항에 있어서, 상기 검출 수단에 의해서 검출된 밀집 개소를 나타내는 마크를 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상에 중첩하여 표시하는 표시 장치를 구비한 화상 처리 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 검출 수단에 의해서 검출된 최대 레벨을 나타내는 화소의 위치에 그 취지를 나타내는 마크를 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상에 중첩하여 표시하는 표시 장치를 구비한 화상 처리 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 판정 수단에 의하여 임계치를 초과하고 있다고 판정된 최대 레벨을 나타내는 화소의 위치에, 그 취지를 나타내는 마크를 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상에 중첩하여 표시하는 표시 장치를 구비한 화상 처리 장치.
제 23 항 내지 제 25 항중 어느 한항에 있어서, 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상의 에지를 추출하는 수단을 구비하며,

상기 표시 장치는 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상에 부가하여, 또는 대신하여, 상기 에지 추출 수단에서 추출된 에지의 화상을 표시하는 화상 처리 장치.
제 26 항에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 더 중첩하여 표시하는 화상 처리 장치.
주어진 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고, 산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향을 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하는 화상 처리 수단, 및

상기 화상 처리 수단에 의해서 생성된 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 표시하는 표시 수단을 구비한 화상 처리 장치.
제 28 항에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상을 상기 선분 화상에 중첩하여 표시하는 화상 처리 장치.
제 29 항에 있어서, 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상의 에지를 추출하는 수단을 구비하며,

상기 표시 장치는 상기 화상 데이터에 의해서 표현되는 화상에 부가하여, 또는 대신하여, 상기 에지 추출 수단에서 추출된 에지의 화상을 표시하는 화상 처리 장치.
복수의 화소를 포함하고, 각 화소가 레벨·데이터를 갖는, 소정의 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고,

산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향과 소정의 길이를 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하며,

생성한 선분 화상 데이터를 기억 수단에 기억시키는 화상 처리 방법.
복수의 화소를 포함하고, 각 화소가 레벨·데이터를 갖는, 소정의 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고,

산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향과 소정의 길이를 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하며,

생성된 선분 화상 데이터를 기억 수단에 기억하도록 컴퓨터를 제어하는 프로그램을 기억한 매체.
주어진 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고, 산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향을 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하며,

생성한 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 표시 장치에 표시하는 화상 처리 방법.
주어진 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고, 산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향을 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하며,

생성한 선분 화상 데이터에 의해서 표현되는 선분 화상을 표시 장치에 표시하도록 컴퓨터를 제어하는 프로그램을 기억한 매체.
주어진 화상 데이터에 있어서, 레벨 구배가 소정치 이상인 복수의 에지를 추출하는 수단,

추출된 에지의 방향에 대응하는 방향으로 연장하는 선분을 각 에지에 대해서 설정하는 수단, 및

복수 선분의 교점의 유무와 그 위치를 검출하는 수단을 구비한 화상 처리 장치.
제 35 항에 있어서, 선분의 방향이 에지 방향과 직교하는 방향 또는 에지의 방향과 같은 방향인 화상 처리 장치.
검사 대상물을 나타내는 화상 데이터를 입력하는 화상 입력 수단,

상기 입력 화상 데이터에 있어서, 처리 단위의 레벨 구배의 적어도 방향을 산출하고, 산출한 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향을 갖는 선분을 나타내는 선분 화상 데이터를 생성하는 수단, 및

생성된 선분 화상 데이터에 근거하여, 선분 화상이 밀집 또는 중첩된 개소의 유무와 위치를 검출하는 수단을 구비한 검사 장치.
제 37 항에 있어서, 상기 레벨 구배의 방향에 대응하는 방향이, 레벨 구배의 방향 또는 레벨 구배의 방향에 수직한 방향인 검사 장치.
제 37 항 또는 제 38 항에 있어서, 상기 선분 화상 데이터에 근거하여, 선분 화상을 표시하는 표시 장치를 구비하는 검사 장치.
제 39 항에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 입력 화상 데이터에 의해서 표현되는 대상물의 화상을 선분 화상에 중첩하여 표시하는 것인 검사 장치.
제 37 항 또는 제 38 항에 있어서, 검출된 선분 화상이 밀집 또는 중첩된 개소의 위치를 상기 입력 화상 데이터에 의해서 표현되는 대상물의 화상 또는 상기 입력 화상 데이터로부터 추출된 에지 화상위에 표시하는 표시 장치를 구비한 검사 장치.
제 37 항 또는 제 38 항에 있어서, 선분의 길이, 또는 선분의 시점과 종점에 관한 데이터를 입력하는 수단을 더 구비한 검사 장치.