TWI303527B - Image inspecting apparatus, image inspecting method and computer-readable storage medium - Google Patents

Description

1303527 (1) 九、發明說明 此非臨時申請案在3 5 U · S . C 1 1 9 ( a )下主張於西元 2004年11月5日在日本申請之專利申請案第2004-3 2 2 9 5 6號之優先權，其全部內容以參照方式包含於此。 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種影像檢查裝置’例如用於判斷來自 φ 影像感應器（如CCD (電荷耦合裝置））之影像資料輸出 的品質之影像檢查裝置、一種使用影像檢查裝置之影像檢 查方法、用以令一電腦執行實施影像處理方法之處理程序 ’ 的控制程式以及儲存有控制程式於其上之電腦可讀取儲存 ~ 媒體。 【先前技術】 傳統上，作爲影像輸入裝置之諸如CCD陣列之影像 φ 感應器係由大量（超過數百萬畫素）的畫素構成，其係藉 由半導體製造技術之實施而以二維方式配置。影像感應器 到完成前會經歷許多製造步驟。由於製造步驟中的缺陷造 成影像感應器中發生各種的瑕疵。 此種缺陷之一爲“顯示特性之不一致”。“顯示特性 之不一致”係指藉由於顯示螢幕上具有某面積而產生的亮 度改變。“顯示特性之不一致”廣泛地分類成兩種“顯示 特性之不連貫性”。上述分類之一爲於整個顯示器之大範 圍上緩慢改變之“顯示特性之不一致”（此後稱爲“深淺

Cs) -4- (2) 1303527 (s h a d i n g ) ” ）。另一種爲局部改變之“顯示特性之不一 致”（此後稱爲“亮度特性之不一致”）。 “深淺”係從影像的中央部份至周圍部份逐漸地變化 。因此，於許多情況中，當由肉眼觀看時，“顯示特性之 不一致”係被認爲不存在。另一方面，“亮度特性之不一 致”爲局部亮度的變化。因此，會被認爲係缺陷，且依“ 亮度特性之不一致”的尺寸與其之變化量對任何人而言係 • 明顯的。 傳統上，於測試具有此種“亮度特性之不一致”的影 像感應器之品質的測試裝置中，執行下列程序以判斷影像 感應器之品質。 '首先，將來自影像感應器之影像資料輸出捕獲至測試 裝置。執行過濾，例如平均過濾或兩維中位數過濾等，以 獲得雜訊移除之影像資料，其中雜訊含有與“顯示特性之 不一致”成分有關的成分係自影像資料移除。 # 接著，計算雜訊移除的影像資料與原始輸出影像資料 之差，以分離出“顯示特性之不一致”成分。使用任意的 臨限値數位化含有“顯示特性之不一致”之畫素的集中， 並且執行標記程序於數位化之資料。之後，根據標記之區 域的尺寸判斷“亮度特性之不一致”的品質。 於此，二維中位數過濾係指雜訊移除程序，其中觀察 視窗係由以二維方式配置之複數個畫素建構，具有一關注 之畫素在其中央並且關注之畫素的集中値（concentration value )係由該觀察視窗內所含之畫素的集中之中央値所取 -5- (3) 1303527 代。 標記程序係指一種程序，其中對超過臨限値之數位化 影像資料之畫素執行標記，並且當它相鄰的畫素亦超過臨 限値時將相同之標記附接至此相鄰的畫素。 惟，針對上述的傳統技術的一個問題係執行雜訊移除 程序以及標記程序會花費過多的時間。當程序時間縮短時 ，標記程序的精準度會降低。 爲解決上述問題，於例如日本專利公開案第09-25928 1號（參考1)中揭露之傳統影像資訊處理裝置中， 藉由結合水平（H)方向之中位數過濾與垂直（V)方向 之中位數過濾，這些過濾係一維而非二維中位數過濾，可 達到處理時間的縮減以及並維持精準度。此外’於參考1 中揭露之傳統影像資訊處理裝置中，使用一個獨特的函數 以改善判斷之精準度，以判斷“亮度特性之不一致”的品 質。 如上述，由於平均過瀘或二維中位數過濾等係用於雜 訊移除程序，以傳統技術進行之雜訊移除程序會造成花費 過多時間的問題。此外，由於必須將含有“顯示特性之不 一致”成份的畫素之集中以任意的臨限値數位化並對數位 化之資料執行標記程序以判斷“亮度特性之不一致”的品 質。因此，會造成標記程序亦花費許多時間的問題。另外 ，當程序時間縮短會有標記程序之精準度降低的問題存在 〇 另一方面，於參考1中之影像資訊處理裝置中，藉由 -6 - (4) 1303527 結合一維中位數過濾而達成精準度的維持以及程序時間的 縮短，並且係使用獨特的函數來設計判斷精準度之改良， 以判斷“亮度特性之不一致”的品質。但標記程序係以傳 統方式執行。因此，當發現大量的大面積之“亮度特性之 不一致”，會有花費許多時間執行標記程序之問題。 本發明解決此種傳統問題，並且設計成無論“亮度特 性之不一致”的面積大小與數量爲何得以改良來自影像感 φ 應器之影像資料輸出之“亮度特性之不一致”的偵測精準 度。本發明之一目的係提供影像檢查裝置，能夠精確地且 量化地以高速偵測“亮度特性之不一致”而得以判斷品質 ^ (估算）、使用影像檢查裝置之影像檢查方法、用以命令 ’電腦執行上述方法之每一個程序的電腦程式以及用以儲存 電腦程式之電腦可讀取儲存媒體。 【發明內容】 φ 根據本發明之用以判斷自影像感應器輸出之影像的品 質之影像檢查裝置包含區塊分割/加總區，用以將自該影 像感應器輸出之影像資料分割成具有η X m (其中η與m 爲自然數）之預定尺寸的區塊（一或複數個區塊）並且將 該些分割之區塊內的資料（每一個區塊之個別的資料）加 總以獲得區塊分割/加總資料；統計處理區，用以計算該 區塊分割/加總資料之平均値、最大値與最小値；以及品 質判斷區，用以依據由該統計處理區計算出的區塊分割/ 加總資料之平均値、最大値與最小値判斷自該影像感應器 -7- (5) 1303527 輸出之影像資料的品質，藉此達成上述目的。 根據本發明之影像檢查裝置進一步包含過濾處理區， 用以獲得深淺成分移除資料，其中在該區塊分割/加總區 之前，深淺成分係自該影像感應器輸出之影像資料移除， 以及其中該區塊分割/加總區係將該深淺成分移除資料分 割成具有η X m之預定尺寸的區塊（其中η與m爲自然數 )並且將該些分割之區塊內的深淺成分移除資料加總以獲 φ 得區塊分割/加總資料。 根據本發明之用以判斷自影像感應器輸出之影像的品 質之影像檢查裝置包含原始影像儲存記憶體，用以儲存輸 出自該影像感應器之影像資料；過濾處理區，用以獲得深 ”淺成分移除資料，其中該深淺成分係自儲存於該原始影像 儲存記憶體中之輸出的影像資料移除；初步處理記憶體， 用以儲存由該該過濾處理區獲得的該深淺成分移除資料； 區塊分割/加總區，用以將儲存於該初步處理記憶體中之 • 該深淺成分移除資料分割成具有n xm (其中η與m爲自 然數）之預定尺寸的區塊（一或複數個區塊）並且將該些 分割之區塊內的深淺成分移除資料（每一個區塊之個別的 資料）加總以獲得區塊分割/加總資料；第二處理記憶體 ，用以儲存由該區塊分割/加總區獲得的該區塊分割/加總 資料；統計處理區，用以計算儲存於該第二處理記憶體中 之該區塊分割/加總資料之平均値、最大値與最小値；品 質判斷區，用以依據由該統計處理區計算出的區塊分割/ 加總資料之平均値、最大値與最小値判斷自該影像感應器

Cs、 -8- (6) 1303527 輸出之影像資料的品質；以及判斷結果儲存記憶體，用以 儲存關於已藉由該品質判斷區判斷之該區塊的資訊。 此外，根據本發明之影像檢查裝置的過濾處理區較佳 利用具有水平方向之中央差的微分過濾、具有垂直方向之 中央差的微分過濾、4係數拉普拉司過濾、4係數拉普拉 司過濾以及具有三種方向之中央差的微分過濾其中之任一 者獲得深淺成分移除資料。 此外，根據本發明之影像檢查裝置的品質判斷區較佳 以下列之式子判斷影像感應器之品質： (Max-Ave) / ( Αν e-Min) >limit_l 其中Max :該區塊分割/加總資料的最大値，Min :該 區塊分割/加總資料的最小値，Ave :該區塊分割/加總資 料的平均値，以及:用以判斷品質之臨限値。 此外，根據本發明之影像檢查裝置的品質判斷區較佳 以下列之式子判斷區塊之品質： (Blk-Ave) / ( Ave-Min) >limit一2 其中Blk :任意的區塊之該區塊分割/加總資料，Min :該區塊分割/加總資料的最小値，Ave :該區塊分割/加 總資料的平均値，以及limit-1 ··用以判斷品質之臨限値 此外，根據本發明之影像檢查裝置中用以判斷品質該 臨限値較佳係在1 · 5至2.5的範圍內。 根據本發明之用以判斷自影像感應器輸出之影像資料 的品質之影像檢查方法包含區塊分割/加總步驟，用以將 1303527 (7) 自該影像感應器輸出之影像資料分割成具有n x m (其中 η與m爲自然數）之預定尺寸的區塊（一或複數個區塊） 並且將該些分割之區塊內的資料（每一個區塊之個別的資 料）加總以獲得區塊分割/加總資料；統計處理步驟，用 以計算該區塊分割/加總資料之平均値、最大値與最小値 ;以及品質判斷步驟，用以依據該區塊分割/加總資料之 平均値、最大値與最小値判斷自該影像感應器輸出之影像 φ 資料的品質，藉此達成上述目的。 根據本發明之影像檢查方法，進一步包含過濾處理步 驟，用以獲得深淺成分移除資料，其中在該區塊分割/加 總步驟之前，深淺成分係自該影像感應器輸出之影像資料 * 移除，以及其中該區塊分割/加總步驟係將該深淺成分移 除資料分割成具有η X m之預定尺寸的區塊（其中η與m 爲启然數）並且將該些分割之區塊內的深淺成分移除資料 加總以獲得區塊分割/加總資料 • 根據本發明之控制程式係用以令電腦執行實施上述之 影像檢查方法的處理程序之程式。 根據本發明之可讀取儲存媒體係儲存有上述之控制程 式於其上之電腦可讀取儲存媒體。 此後，將討論具有上述特徵之本發明的效果。 於根據本發明之用以對輸出自諸如CCD等之影像感 應器之影像執行影像處理之影像檢查裝置中，藉由執行過 濾程序以將於整個螢幕之寬廣範圍上緩慢改變亮度之“深 淺”移除，以獲得深淺成分移除之資料，其中“亮度特性 -10- (8) 1303527 之不一致”被加強。於過濾程序中，使用例如具有水平方 向之中央差的微分過濾、具有垂直方向之中央差的微分過 濾、4係數拉普拉司過濾、4係數拉普拉司過濾或具有三 種方向之中央差的微分過濾來執行相鄰輸出影像資料之間 的微分，藉此獲得影像資料間亮度的改變量。於“深淺” 中之改變量當與“亮度特性之不一致”相比時微小到可被 忽略。因此藉由利用相鄰的輸出影像資料間之微分獲得亮 φ 度的改變量之絕對値，得可移除“深淺”。於資料不含有 “深淺”成分的情況中，可無需過濾處理。 接著，藉由區塊分割/加總區將深淺成分移除資料係 分割成η X m個的個別的區塊並且此後將個別的分割之區 塊內的深淺成分加總以獲得區塊分割/加總資料。 “亮度特性之不一致”係在特定面積量或更多上出現 並具有特定之亮度區域改變量。因此，若於分割之區塊中 出現“亮度特性之不一致”，該區塊之區塊分割/加總資 修料具有比其中沒有“売度特性之不一致”之區塊者更大的 値。於沒有“亮度特性之不一致”之區塊之間，區塊內的 亮度改變微小到而使得區塊分割/加總資料間沒有明顯的 差異。因此，形成沒有“亮度特性之不一致，，之區塊分割 /加總資料的分佈以近似常態分佈。形成有出現“亮度特 性之不一致”之區塊分割/加總資料的分佈使得區塊分割/ 加總資料的最小値比區塊分割/加總資料的最大値更接近 平均値。 藉由統計處理區計算區塊分割/加總資料之平均値、 -11 - 1303527 Ο) 最大値與最小値。藉由品質判斷區比較最大値與平均値間 之差以及最小値與平均値間之差以及/或區塊之加總資料 與區塊分割/加總資料之平均資料間之差以及區塊分割/加 總資料之最小値與區塊分割/加總資料之平均資料間之差 ，以判斷影像感應器之品質以及/或判斷每一個區塊之品 質（品質不量之區塊的提取）。 例如，爲了判斷影像感應器之品質’計算“平均値 φ Ave與最大値Max間之差”以及“平均値Ave與最小値 Min間之差”的比例。當兩個差之比超過如下列式子1中 顯示之任意的倍數（品質臨限値：)，影像感應器 可判斷爲不良品質。 (Max-Ave ) /( Ave-Min) 1···(式 1)

Max :最大値 M i η :最小値 Ave :平均値 春 1 imit_ 1 :品質臨限値。 欲提取品質不量的區塊（受破壞的區域）’計算“任 意的區塊Blk之加總資料與加總資料之平均値Ave間之差 ”以及“加總資料之平均値Ave與加總資料之最小値Min 間之差”。當“任意的區塊Blk之加總資料與加總資料之 平均値Ave間之差”以及“加總資料之平均値Ave與加總 資料之最小値M i η間之差”之比超過如下列式子2所不之 任意的倍數（品質臨限値：)，任意的區塊係判斷 爲品質不良。 -12- 1303527 (ίο) (Blk-Ave ) / ( Ave-Min ) >liniit —2 Blk :區塊之資料 M a x :加總資料之最大値 M i η :加總資料之最小値 Α ν e :加總資料的平均値 :用以判斷品質之臨限値。 從影像裝置獲得的物體之影像以及由肉眼觀察該物體 φ 之結果之間的相關性計算出品質臨限値與 。但品質臨限値limit—1與limit-2較佳在1 .5至2.5的範 圍內。更佳者，品質臨限値limit J與爲2之値。 ^ 當品質臨限値與小於1.5，可能會使具有 ' “良好品質”之影像感應器或區塊被判斷成“不良品質” 的可能性增加。當品質臨限値與limit」大於2.5 時，可能會使具有“不良品質”之影像感應器或區塊被判 斷成“良好品質”的可能性增加。 • 依此方式，於本發明中，無論“亮度特性之不一致” 之面積大小與數量，可藉由簡單的統計處理而無須執行標 記程序精確且量化地以高速偵測輸出自影像感應器之影像 資料的“亮度特性之不一致”以判斷它是否在可接受範圍 內。 本發明之這些以及其他優點在熟悉該項技藝者在閱讀 並了解參照附圖之下列詳細說明後變得明顯。 【實施方式】

Cs： -13- 1303527 (11) 此後根據本發明之影像檢查裝置將參照附圖描述。 第1圖爲顯示影像檢查裝置之方塊圖，其爲本發明之 一實施例。 於第1圖中，影像檢查裝置20包含原始影像儲存記 憶體2 1、過濾處理區22、初步處理記憶體23、區塊分割/ 加總區2 4 '第二處理記憶體2 5、統計處理區2 6、品質判 斷區2 7以及判斷結果儲存記憶體2 8。 φ 來自影像感應器1 1之影像資料輸出係儲存於原始影 像儲存記憶體2 1中。於影像檢查裝置20中，欲接受檢查 .之影像感應器1 1爲CCD。首先，當任意量的光輸入至 " CCD時透過CCD輸出端子獲得輸出影像資料（亮度資訊 )。此後，獲得的輸出影像資料係儲存於原始影像儲存記 憶體21中。 藉由過濾處理區22獲得深淺成分移除資料，其中深 淺成分係自儲存於原始影像儲存記憶體2 1中的輸出影像 鲁 資料移除掉。影像資料間小於亮度特性不一致之亮度的變 化量。因此，獲得相鄰影像資料之間的亮度變化量以移除 深淺，藉此獲得其中“亮度特性不一致”受到強調之資料 〇 藉由過濾處理區22獲得之深淺成分移除資料係儲存 於初步處理記憶體中2 3。 區塊分割/加總區2 4包含區塊分割區2 4 1與區塊加總 區242。區塊分割區241將儲存於初步處理記憶體23中的 深淺成分移除資料分割成η X m之預定尺寸的區塊（其中 -14- (12) 1303527 m與η爲自然數）。區塊加總區242藉由加總由區塊分割 區24 1分割之區塊內的深淺成分移除資料計算出區塊分割 /加總資料。 由區塊加總區242獲得的區塊分割/加總資料係儲存 於第二處理記憶體25中。 由統計處理區26計算儲存於第二處理記憶體25中的 區塊分割/加總資料的平均値、最大値與最小値。 φ 藉由品質判斷區2 7以區塊分割/加總資料的平均値、 最大値與最小値判斷來自影像感應器1 1之影像資料輸出 的品質。 由品質判斷區2 7獲得之有關區塊之已判斷的資料係 ~ 儲存於判斷結果儲存記憶體28中。 藉由上述特徵，由過濾處理區22移除深淺成分。深 淺移除的資料係藉由區塊分割/加總區24分割成預定尺寸 之個別的區塊並加總個別的區塊內之資料。由統計處理區 • 26計算儲存於第二處理記憶體25中的區塊分割/加總資料 的平均値、最大値與最小値。藉由品質判斷區2 7判斷來 自影像感應器1 1之影像資料輸出的品質。 於輸出影像資料的品質判斷中，係於特定面積量或更 多上發現亮度特性之不一致並具有亮度區域的特定變化量 。因此，其中發現有亮度特性之不一致之區塊的加總資料 値係大於其中無亮度特性之不一致之區塊者。因此，形成 無亮度特性之不一致之區塊的加總資料以接近常態分佈。 其中發現有亮度特性之不一致之區塊的加總資料的最小値 -15- (13) 1303527 係比最大値更接近平均値。因此，計算出加總資料的平均 値、最大値與最小値，並且比較最大値與平均値間之差以 及最小値與平均値間之差，以判斷影像感應器1 1或分割 之區塊的品質（瑕疵品之偵測）而無需執行標記程序。 將更詳細說明上述的每一個結構。第2 ( a )與2 ( b )顯示藉由過濾程序移除深淺成分之程序。第2 ( c )圖顯 示藉由區塊分割/加總區24分割深淺成分移除之資料的程 _ 序。 第2 ( a )圖爲顯示獲得的輸出影像資料之垂直方向的 一排晝素之一範例的訊號波形圖。於第2 ( a )圖中，水平 軸與垂直軸分別代表亮度與時間。於虛線圍繞之部分中發 ^ 現亮度特性之不一致。 於第2 ( b )圖中之深淺成分移除之資料，其中“亮度 特性之不一致”係被強調，係藉由過濾處理區從第2 ( a ) 圖中儲存於原始影像儲存記憶體2 1中之輸出影像資料提 • 取而來。詳言之，將第2 ( a )圖中獲得的輸出影像資料的 低頻成分（深淺）移除以提取高頻成分（點缺陷以及亮度 特性之不一致）。爲了達成此，使用用於計算亮度變化量 之微分過濾（一階導數）或用於提取輪廓（二階導數）之 拉普拉司（Lap laci an)過濾來強調高頻成分。 典型用於過濾處理區之過濾器包含具有水平方向的中 央差之微分過濾、具有垂平方向的中央差之微分過濾、4 係數拉普拉司過濾、8係數拉普拉司過濾以及具有三個方 向之中央差的微分過濾。 -16- (14) 1303527 於此，具有X方向之微分以及γ方向之微分的一階 導數過濾係提取亮度特性之不一致的邊緣（輪廓）。執行 拉普拉司過濾以使影像更銳利並用二階導數偵測邊緣。影 像之二階導數係由下判斷。 B ( )爲關注之畫素。畫素Β與其相鄰的畫素Α間 之差’以及畫素B與其相鄰的畫素C間之差分別爲込（8-A )與fx ( B」C )。這些係由下列所代表： fx(B-A) =I(x，y) -I(x-l，y) fx(C-B)=I(x + l，y)-I(x，y)，其中 I(x，y)係於 點（χ，y )之畫素値。 畫素B之二階導數係由一階導數之差計算而得： fxx(x，y) = fx(C-B) - fx(B-A) =I(x-l5y) +1( x+l，y )·2Ι ( X，y ) 〇 有鑒於同時垂直方向之微分，畫素B之二階導數由下 給出· ▽ 2f(x，y) = I(x-l，y) +I(x + l，y) +I(x，y-1) +1( x，y+l ) -41 ( x，y ) ···(式 3 ) 第3 ( a )圖顯示4係數拉普拉司過濾之範例，其中表 示上述式3中的每一個畫素之係數以與每一個畫素之配置 相匹配。第3(b)圖顯示8係數拉普拉司過濾之範例，其 中除了 4係數拉普拉司過濾外更將斜向之微分納入考量。 這些係數稱爲遮罩（mask)或核心（kernel)。 於過濾的程序中，並不限於拉普拉司過濾，考慮到影 像將被處理之範圍亦很重要。例如，在影像末端之相鄰畫 C8) -17- (15) 1303527 素不存在的畫素之過濾程序係無法藉由上述拉普拉司過濾 執行。因此，須注意到存取每一個畫素之環路的最初値與 最終値。 第4圖顯示當獲得具有與輸入影像相同尺寸之輸出影 像時之編程的範例。 接著，在經歷過濾處理區22之過濾程序後之深淺移 除成份的資料係儲存於初步處理記憶體2 3中。 第2 ( b )圖爲顯示在具有微分過濾之過濾程序執行後 深淺成分移除之資料的訊號波形圖，其中該過濾具有於第 2 ( a )圖中之輸出影像資料上水平方向之中央差。於第2 (b )圖中，垂直軸與水平軸分別代表亮度與時間之變化 量。 接著，儲存於初步處理記憶體2 3中的深淺成分移除 資料係藉由區塊分割區241分割成η X m畫素之預定尺寸 的區塊。 第2(c)圖爲訊號波形圖，其中於第2(b)圖中的 深淺成分移除資料係分割成具有預定尺寸的個別的區塊。 於第2 ( c )圖中，垂直軸與水平軸分別代表亮度與時間之 變化量。 接著，藉由區塊加總區242加總於個別的區塊內之深 淺成分移除之資料。之後，將所得之區塊分割/加總資料 儲存於第二處理記憶體25中。 另外’藉由統S十處理區2 6 g十算區塊分割/加總資料之 平均値Ave、最大値Max與最小値Min。

Cs) -18- 1303527 (16) 另外，藉由品質判斷區27以計算出之平均値Ave、 計算出之最大値Max、計算出之最小値Min以及品質臨限 値12的値執行品質判斷程序。 詳言之，係藉由品質判斷區2 7以下列式子偵測來自 影像感應器Π之影像資料輸出之“亮度特性之不一致” 〇 (Blk-Ave) / ( Ave-Min) >limit — 2···(式 2) I B lk :任意的一區塊之加總資料

Max :加總資料的最大値 M i η :加總資料的最小値 Ave :加總資料的平均値 1 i m i t — 2 :品質臨限値1 2的値。 每一個分割之區塊的品質判斷結果係儲存於品質判斷 結果儲存記憶體2 8中。 例如，若發現如第5圖中所示的“亮度特性之不一致 I ” ，判斷爲如第6圖中所示之“亮度特性之不一致”的區 塊資料係儲存於品質判斷結果儲存記億體28中。 當僅判斷影像感應器1 1之品質時’藉由品質判斷區 27以下列式子判斷品質。 (Max-Ave) / ( Ave-Min)一1···(式 1)

Max :最大値 M i η :最小値 Α ν e :平均値 limit—1 :品質臨限値12的値。 -19- 1303527 \)/ 察 觀 眼 2 肉 1 由値 及限 以臨 像質 影 品 之出 體算 物計 的而 得 性 獲關 置相 裝的 像間 影之 從果 結 之 値 的 體II 物it m 該11 與 limit_2 〇 影像感應器1 1之品質結果係以其中品質已經過判斷 之顯示3 1加以顯示。針對區塊之品質判斷結果，儲存於 判斷結果儲存記憶體2 8中之內容係以判斷結果之顯示3 2 加以顯示。 此後，根據本實施例之影像檢查裝置2 0將以當使用 具有水平方向之中央差（4係數）的微分過濾作爲過濾處 理區22的情況作爲範例更詳細地說明。 第7圖顯示輸出自影像感應器1 1之影像資料的一部 分之範例。第8圖爲其中將第7圖之資料分佈以三維型態 代表之圖示。於第8圖中，橫向代表螢幕水平方向之畫素 ，以及縱向代表螢幕垂直方向之畫素，以及以與紙張平面 正交之方向顯示亮度（2000-25 00 )。 依據式子 Vnew(x) =| V ( x + 2 ) +V (x+1) - V ( x -1 )-V ( x-2 ) /2|對輸出影像資料執行微分過濾。換句話說 ，與所關注之輸出影像資料値相鄰的兩個輸出影像資料値 之差與上述兩輸出影像資料値相鄰之另外兩個輸出影像資 料値之差加起來，並將所得的値除以2以獲得絕對値。 當參照第7圖中之輸出影像資料描述時，自圖中之左 上角，亮度之數値爲 2408、2450、23 92、23 76、23 5 0.··當 對這些數値執行上述微分過濾時，亮度之變化量爲| ( 23 50 + 2 3 76-2450-2408 ) /2| =卜 132/2| =卜 66| = 66。類似地， -20- (18) 1303527 當執行相同的微分過濾於相鄰輸出影像資料時，亮度之變 化量爲 I ( 2410 + 2350-2392-2450) /2| = 41。 弟9圖顯不在以适種 具有水平方向之中央差（4係 數）的微分過濾”之過濾程序執行之後的深淺成分移除資 料。 第1 〇圖顯不其中將第9圖之資料分布以三維型態代 表之圖示。於第圖中，橫向代表螢幕水平方向之畫素 •，以及縱向代表螢幕垂直方向之畫素，以及以與紙張平面 垂直之方向顯示亮度（〇至100)。 第1 ]圖顯示當深淺成分移除之資料分割成2 0 X 2 0之 尺寸的區塊時區塊分割/加總資料的範例，以及計算每一 '個區塊之深淺成分移除資料之總合（第9圖中等於“ 66、 41、0、18、44…”之400個資料的總合）。 利用第1 1圖中之區塊分割/加總資料計算下列平均値 、最大値以及最小値。 φ 平均値：11986.07 最大値：2402 1 最小値：9 7 1 6 當品質臨限値之値設定成最小値與平均値間 之差的兩倍時，根據（Blk-Ave) / ( Ave-Min) >2之式子 ，Blk>3 X Ave-2xMin = 3 X 1 1 9 8 6 · 07-2x97 1 6= 1 6 5 2 6.2 1 〇 因此 ，若區塊內之加總資料的總合超過1 6 5 2 7，則判斷區塊爲 品質不良。 第1 2圖爲顯示根據第1 1圖之資料分佈的長條圖。圖 is： -21 - (19) 1303527 中之虛線顯示品質臨限値之界限。於第1 2圖中，水平軸 代表每一個區塊之區塊分割/加總資料的値以及垂直軸代 表區塊的數量。於第1 2圖中，其中區塊內的加總資料的 總合超過1 6 5 2 7之區塊的數量爲三個。 如第1 3圖所示將有缺陷之區塊提取出來。於第1 3圖 中，水平軸代表水平方向的區塊，以及垂直軸代表垂直方 向的區塊。每一個區塊之亮度的變化量之總合（〇至3 00 φ )係以與紙張平面垂直之方向顯示。具有白色表面之區塊 爲有缺陷之區塊，以及具有黑色表面之區塊爲具有可接受 的品質之區塊。 當檢查來自影像感應器〗1之任何“亮度特性之不一 β 致”的存在時，適用式子（Max-Ave) /(Ave-Min)=( 2402 1 - 1 1 986.07 ) / ( 1 1 986.07-97 1 6 ) = 1 2 0 3 4.93/2270.07 = 5·3 0>2。區塊分割/力卩總資料的“最大値與平均値間之差 ”比區塊分割/加總資料的“最小値與平均値間之差”的 # 兩倍更大，故判斷爲於影像感應器Π中發現“亮度特性 的不一致”。 從由影像裝置獲得之物體的影像以及用肉眼觀察物體 之結果間的相關性計算出品質臨限値與limit_2。 但是，品質臨限値limits與limit_2較佳在1·5至2·5的 範圍內。更佳者，如所述，品質臨限値與limit_2 爲2的値。當品質臨限値與limit —2小於 1.5，可 能會使具有“良好品質”之影像感應器或區塊被判斷成“ 不良品質”的可能性增加。當品質臨限値limit—1與 (S) -22· (20) 1303527 limit_2大於2.5時，可能會使具有“不良品質，，之影像感 應器或區塊被判斷成“良好品質”的可能性增加。 使用根據本實施例之影像檢查裝置2 0的影像檢查方 法可由硬體（電路組態）所建構。但亦可使用軟體實 施影像檢查方法。於那個情況下之基本結構係顯示於第1 4 圖中。 第1 4圖爲顯示用以實現根據本實施例以軟體賓施之 • 影像檢查裝置2 0的範例結構之方塊圖。 如第14圖所示，影像檢查裝置20包含CPU(中央處 理單元）作爲處理區（控制區）、ROM 42作爲電腦可讀 取紀錄媒體，如光碟（CD )、磁碟、硬碟、外部儲存裝置 ’等等、作爲CPU 41之工作記憶體用之RAM 43 '含有鍵盤 、滑鼠等之輸入區44以及含有顯示器、印表機等等之輸 出區4 5。 CPU 41接受輸出自影像感應器11之影像資料，並且 • 如上述之從ROM 42讀取至RAM 43之本發明的控制程式 判斷“亮度特性不一致”之品質。 RAM 42亦用爲原始影像儲存記憶體2 1、初步處理記 憶體23、第二處理記憶體25以及判斷結果儲存記憶體28 。輸出自影像感應器1 1之影像資料、藉由過濾處理區22 輸出之深淺成分移除之資料、區塊分割/加總資料區24獲 得之區塊分割/加總資料以及由品質判斷區獲得的已判斷 之關於區塊的資訊亦儲存於RAM 42中。 從影像裝置獲得的物體之影像以及由肉眼觀察該物體 -23- (21) 1303527 並由操作員透過輸入區44輸入之結果之間的相關性計算 出品質臨限値12的値limit_l與limit__2。 影像感應器的品質結果輸出至作爲顯示3 1之輸出區 45 ’其中品質已經判斷並於該處顯示。有關於區塊的品質 判斷結果，記憶體2 8中儲存的內容係輸出至輸出區4 5並 於該處顯示爲判斷結果之顯示3 2。 因此’ CPU 4 ]依照控制程式執行下列步驟；用以自 φ 影像感應器1 1輸出之影像資料獲得深淺成分移除資料的 過濾處理步驟、用以將深淺成分移除資料分割成具有η X m (其中η與m爲自然數）預定尺寸的個別區塊並且將分 割之區塊內的深淺成分移除資料加總以獲得區塊分割/加 -總資料之區塊分割/加總步驟、用以計算區塊分割/加總資 料之平均値、最大値與最小値的統計處理步驟以及利用區 塊分割/加總資料之平均値、最大値與最小値判斷輸出自 影像感應器1 1之影像資料的品質之品質判斷步驟。 φ 根據本發明，依照此方式，影像檢查裝置2 0包含針 對輸出自影像感應器1 1之影像資料的原始影像儲存記憶 體2 1、用以自輸出的影像資料獲得深淺成分移除資料的過 濾處理區22、用以儲存深淺成分移除資料之初步處理記憶 體23、用以將深淺成分移除資料分割成具有η X m預定尺 寸的個別區塊並且將個別之區塊內的深淺成分移除資料加 總以獲得區塊分割/加總資料之區塊分割/加總資料區24、 用以儲存該區塊分割/加總資料之第二處理記憶體25、用 以計算區塊分割/加總資料之平均値、最大値與最小値的 C8) -24- (22) 1303527 統計處理區2 6、利用計算出的平均値、最大値與最小値判 斷資料的品質之品質判斷區27以及用以儲存關於已判斷 之區塊的資訊之判斷結果儲存記憶體2 8。藉此，無論“亮 度特性之不一致”之面積大小與數量，藉由使用簡單的統 計處理而不執行標記處理，可精確且量化地以高速偵測輸 出自影像感應器之影像資料的“亮度特性之不一致”以判 斷它是否在可接受範圍內。 φ 於此實施例中，提供過濾處理步驟（過濾處理區22 ) 。但本發明並不限於此實施例。在自影像感應器1 1輸出 之影像資料沒有深淺或很少深淺的情況下，無論“亮度特 性之不一致”之面積大小與數量，可無須使用過濾處理步 ”驟（過濾處理區22 )精確且量化地以高速偵測輸出自影像 感應器之影像資料的“亮度特性之不一致”以判斷它是否 在可接受範圍內，藉此達到本發明之目的。 本實施例中提供原始影像儲存記憶體2 1、過濾處理區 # 22、初步處理記憶體23、區塊分割/加總區24、第二處理 記憶體2 5、統計處理區2 6、品質判斷區2 7以及判斷結果 儲存記憶體28。但本發明並不限於此。本發明可由過濾處 理區、區塊分割/加總區、統計處理區以及品質判斷區2 7 所構成。每一個記憶體可包含或不包含於每一區中。 如上述’本發明係使用本發明之較佳實施例描述。但 本發明不限於這些實施例。應可了解到本發明之範疇不應 被視爲申請專利範圍之範疇。可了解到熟悉該項技藝者可 基於來自本發明之特定較佳實施例的描述之本發明的描述

Cs) -25- (23) 1303527 以及通常技術知識達到與本發明等效之範疇者。可了解到 於本說明書中引用並作爲本申請案之參考文獻之專利刊物 、公開之申請案以及文章的內容係藉由參照包含於此。 根據本發明，於與具有處理自影像感應器（如CCD ) 輸出之影像資料之功能的影像檢查裝置、影像檢查方法、 令電腦執行實施該影像檢查方法之處理程序的控制程式以 及具有控制程式儲存於其上之電腦可讀取儲存媒體相關的 Φ 領域中，無論“亮度特性之不一致”之面積大小與數量， 藉由使用簡單的統計處理而不執行標記處理，可精確且量 化地以高速偵測輸出自影像感應器之影像資料的“亮度特 性之不一致”以判斷它是否在可接受範圍內。 * 熟悉該項技藝者可迅速作出各種其他變更且對他們而 言係很明顯者而不悖離本發明之範疇與精神。因此，所附 之申請專利範圍之範疇不應被解釋爲限制至於此提出之說 明，而應廣泛地解釋申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖爲顯示根據本發明一實施例之影像檢查裝置之 方塊圖。 第2 ( a )圖爲顯示獲得的輸出影像資料之水平方向的 一排行畫素之一範例的訊號波形圖。 第2(b)圖爲顯示在具有水平方向之中央差的微分過 濾程序執行於輸出影像資料上之後的深淺成分移除資料的 訊號波形圖。 -26- (24) 1303527 第2 ( c )圖爲顯示影像範例的訊號波形圖，其中於第 2(b)圖中的深淺成分移除資料係分割成具有預定尺寸的 個別的區塊。 第3 (a)圖爲顯示4係數拉普拉司過濾之範例圖。 第3 ( b )圖爲顯示8係數拉普拉司過濾之範例圖。 第4圖顯示於根據本發明之一實施例之影像檢查裝置 中用以獲得具有與輸入影像相同尺寸之輸出影像之控制程 ^ 式的一範例。 第5圖顯示根據於顯示於第1圖中之影像檢查裝置所 獲得之輸出影像資料所捕獲之影像的圖。 第6圖顯示含有“亮度特性之不一致”之區塊的影像 * 之一範例。 第7圖顯示輸出自影像感應器輸出之影像資料之範例 〇 第8圖爲其中將第7圖之資料分佈以三維型態代表之 ^ 圖示。 第9圖爲顯示在“具有水平方向之中央差（4係數） 的微分過濾”之過濾程序執行之後的深淺成分移除資料（ 一部分）的範例圖。 第1 0圖顯τκ其中將第9圖之資料分布以三維型態代 表之圖示。 第Π圖顯示當深淺成分移除之資料分割成2〇 χ 2〇之 尺寸的區塊時區塊分割/加總資料的範例。 第1 2圖爲顯不根據第1 1圖之資料分佈的長條圖。

Os) -27- (25) 1303527 第1 3圖爲顯示已藉由品質判斷而判斷爲具有亮度特 性不一致之區塊之圖。 第1 4圖爲顯示影像檢查裝置的範例結構之方塊圖， 其中顯示於第1圖中之影像檢查裝置係由電腦實施。 【主要元件符號說明】 1 1 :影像感應器 1 2 :品質臨限値 20 :影像檢查裝置 2 1 :原始影像儲存記憶體 2 2 :過濾處理區 23 :初步處理記憶體 24 :區塊分割/加總區 2 5 :第二處理記憶體 2 6 :統計處理區 27 :品質判斷區 2 8 :判斷結果儲存記憶體 3 1、3 2 :顯示 4 1 :中央處理器 42 :唯讀記憶體 43 :隨機存取記憶體 4 4 :輸入區 45 :輸出區 2 4 1 :區塊分割區 -28· (26)1303527 2 4 2 :區塊加總區

-29-

Claims (1)

1303527

十、申請專利範圍 第94 1 3 8 8 67號專利申請案 中文申請專利範圔修正本 民國97年2月1日修正 1 · 一種用以判斷自影像感應器輸出之影像資料的品 質之影像檢查裝置，該影像檢查裝置包含： • 區塊分割/加總區，用以將自該影像感應器輸出之影 像資料分割成具有η X m之預定尺寸的區塊（其中η與m 爲自然數）並且將該些分割之區塊內的資料加總以獲得區 塊分割/加總資料； 統計處理區，用以計算該區塊分割/加總資料之平均 値、最大値與最小値；以及 品質判斷區，用以依據由該統計處理區計算出的區塊 分割/加總資料之平均値、最大値與最小値判斷自該影像 ® 感應器輸出之影像資料的品質。 2 ·如申請專利範圍第1項之影像檢查裝置，進一步 包含過濾處理區，用以獲得深淺成分移除資料，其中在該 區塊分割/加總區之前，深淺成分係自該影像感應器輸出 之影像資料移除’以及其中該區塊分割/加總區係將該深 淺成分移除資料分割成具有n x m之預定尺寸的個別區塊 (其中η與m爲自然數）並且將該些分割之區塊內的深淺 成分移除資料加總以獲得區塊分割/加總資料。 3 ·如申請專利範圍第2項之影像檢查裝置，其中該 1303527 m 〇 ζψ \ -------^ .. 過濾處理區利用具有水平方向之中央差的微分過濾、具有 垂直方向之中央差的微分過濾、4係數拉普拉司過濾、8 係數拉普拉司過濾以及具有三種方向之中央差的微分過濾 其中之任一者獲得深淺成分移除資料。 4.如申請專利範圍第1項之影像檢查裝置，其中該 品質判斷區以下列之式子判斷影像感應器之品質： (Max-Ave) / ( Ave-Min) >limit_l • 其中 Max :該區塊分割/加總資料的最大値， Min :該區塊分割/加總資料的最小値， Ave :該區塊分割/加總資料的平均値，以及 :用以判斷品質之臨限値。 5 .如申請專利範圍第1項之影像檢查裝置，其中該 品質判斷區以下列之式子判斷該區塊之品質： (Blk-Ave) / ( Ave-Min) >limit_2 ® 其中 B lk :任意的區塊之該區塊分割/加總資料’ Min :該區塊分割/加總資料的最小値， Ave :該區塊分割/加總資料的平均値，以及 limit_2 ··用以判斷品質之臨限値。 6.如申請專利範圍第5項之影像檢查裝置’其中用 以判斷品質之該臨限値係在1.5至2.5的範圍內。 7· —種用以判斷自影像感應器輸出之影像資料的品 質之影像檢查裝置，該影像檢查裝置包含： -2 - 1303527 ^ OT °· ^ ί / &/· mkk' ... ...w.‘a... 原始影像儲存記憶體，用以儲存輸出自該影像感應器 之影像資料； 過濾處理區，用以獲得深淺成分移除資料，其中該深 淺成分係自儲存於該原始影像儲存記憶體中之輸出的影像 資料移除； 初步處理記憶體，用以儲存由該過濾處理區獲得的該 深淺成分移除資料； • 區塊分割/加總區，用以將儲存於初步處理記憶體中 之該深淺成分移除資料分割成具有η X m之預定尺寸的區 塊（其中1!與m爲自然數）並且將該些分割之區塊內的深 淺成分移除資料加總以獲得區塊分割/加總資料； 第二處理記憶體，用以儲存由該區塊分割/加總區獲 得的該區塊分割/加總資料； 統計處理區，用以計算儲存於該第二處理記憶體中之 該區塊分割/加總資料之平均値、最大値與最小値； ® 品質判斷區，用以依據由該統計處理區計算出的區塊 分割/加總資料之平均値、最大値與最小値判斷自該影像 感應器輸出之影像資料的品質；以及 判斷結果儲存記憶體，用以儲存關於已藉由該品質判 斷區判斷之該區塊的資訊。 8 ·如申請專利範圍第7項之影像檢查裝置，其中該 過濾處理區利用具有水平方向之中央差的微分過濾、具有 垂直方向之中央差的微分過濾、4係數拉普拉司過濾、8 係數拉普拉司過濾以及具有三種方向之中央差的微分過濾 -3-

1303527 其中之任一者獲得深淺成分移除資料。 9. 如申請專利範圍第7項之影像檢查裝置，其中該 品質判斷區以下列之式子判斷影像感應器之品質： (Max-Ave) / ( Ave-Min) >limit_l 其中 Max :該區塊分割/加總資料的最大値， Min :該區塊分割/加總資料的最小値， • Ave :該區塊分割/加總資料的平均値，以及 :用以判斷品質之臨限値。 10. 如申請專利範圍第7項之影像檢查裝置，其巾胃 品質判斷區以下列之式子判斷該區塊之品質： (Blk-Ave) / ( Ave-Min) >limit_2 其中 B lk :任意的區塊之該區塊分割/加總資料， Min :該區塊分割/加總資料的最小値， ® Ave :該區塊分割/加總資料的平均値，以及 limit_2 :用以判斷品質之臨限値。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項之影像檢查裝置，其中 用以判斷品質之該臨限値係在1 .5至2 · 5的範圍內。 1 2 · —種用以判斷自影像感應器輸出之影像資料的品 質之影像檢查方法，該影像檢查方法包含： 區塊分割/加總步驟，用以將自該影像感應器輸出之 影像資料分割成具有η X m之預定尺寸的區塊（其中η與 m爲自然數）並且將該些分割之區塊內的資料加總以獲得 -4- 1303527 年月R修A IM 2.-i 、\

區塊分割/加總資料； 統B十處理步驟’用以計算該區塊分割/加總資料之平 均値、最大値與最小値；以及 品質判斷步驟，用以依據該區塊分割/加總資料之平 均値、最大値與最小値判斷自該影像感應器輸出之影像資 料的品質。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之影像檢查方法，進一 步包含過濾處理步驟，用以獲得深淺成分移除資料，其中 在該區塊分割/加總步驟之前，深淺成分係自該影像感應 器輸出之影像資料移除，以及其中該區塊分割/加總步驟 係將該深淺成分移除資料分割成具有η X m之預定尺寸的 區塊（其中η與m爲自然數）並且將該些分割之區塊內的 深淺成分移除資料加總以獲得區塊分割/加總資料。 1 4. 一種電腦可讀取儲存媒體，儲存一控制程式，用 以令電腦執行實施如申請專利範圍第1 2項之影像檢查方 法的處理程序。

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