(57)【要約】【課題】簡易な方法により不要の有無を精度良く判別できるようにする。【解決手段】検査対象物のモデル５０の画像が表示されている状態下で検査領域６１の指定を受け付けると、この検査領域６１内の画像を基準画像に設定する。さらに基準画像を複数の領域Ｒに分割し、領域Ｒ毎に、検査領域６１内でその領域Ｒの範囲を特定するための情報（領域特定情報）を作成し、基準画像とともにメモリに登録する。検査の際には、登録された領域Ｒ毎に、基準画像からその領域の画像を切り出すとともに、領域特定情報に基づき検査対象画像の当該領域に対応する範囲より拡張された範囲を処理対象領域として設定する。そして、領域毎に画像間の最大の一致度を特定して、特定された一致度により不良の有無を判定する。【選択図】図３
2010071951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、検査に必要な情報を登録するためのメモリと、前記撮像手段により生成された検査対象物の画像を前記メモリにあらかじめ登録された基準画像と照合して検査対象物の良否を判定する検査実行手段と、検査実行手段による判定結果を出力する出力手段とを具備する検査装置であって、
検査の前に、登録対象の基準画像を複数の領域に分割し、この分割処理により設定された各領域を、それぞれ当該領域内の画像および基準画像における当該領域の位置を表す情報により前記メモリに登録する登録手段を具備し、
前記検査実行手段は、
前記メモリに登録された領域に順に着目して、着目中の領域の位置情報に基づき前記検査対象物の画像の着目中の領域に対応する範囲を特定し、この範囲を所定幅拡張した範囲を処理対象領域に設定するステップと、前記処理対象領域内の画像と着目中の領域につき登録された画像との間における最大の一致度を特定するステップとを、着目した領域毎に実行し、各領域の特定された一致度に基づき前記検査対象物の良否を判定する、
ことを特徴とする視覚検査装置。
【請求項２】
前記検査実行手段は、前記基準画像全体により検査対象物の画像を照合して基準画像に対応する領域を特定し、特定された領域内の画像を対象にして前記メモリに登録された領域に対応する範囲を特定する、請求項１に記載された視覚検査装置。
【請求項３】
前記登録手段は、分割数の設定操作を受け付けて、前記基準画像を前記設定操作により設定された数の領域に分割する、請求項１に記載された視覚検査装置。
【請求項４】
前記分割処理により設定された各領域に対する検査時の処理対象領域の拡張幅を表すパラメータを設定する操作に応じて、設定されたパラメータをメモリに登録するパラメータ登録手段を、さらに具備し、
前記検査実行手段は、検査対象物の画像において、着目中の領域に対応する範囲を前記メモリに登録されているパラメータに応じて拡張した範囲を、処理対象領域として設定する、請求項１〜３のいずれかに記載された視覚検査装置。
【請求項５】
前記登録手段は、前記分割処理後に、この分割により生じた各領域の画像を表示する手段と、この表示状態下で検査対象としない領域を指定する操作を受け付けたとき、指定された領域を検査対象外の領域に設定する手段とを含み、
前記検査実行手段は、前記メモリに登録された領域のうち検査対象外の領域を除く各領域に着目して、前記処理対象領域の設定および一致度を求める演算を実行する、請求項１〜４のいずれかに記載された視覚検査装置。
【請求項６】
前記登録手段は、分割処理により設定された領域毎に、前記一致度として画像間の相関値を求める演算、および基準画像に対する偏差に基づく一致度を求める演算のいずれかを選択して、選択された演算方法を前記画像および位置情報に対応づけてメモリに登録し、
前記検査実行手段は、前記着目した領域毎に、その領域につき登録された演算方法により一致度を求める演算を実行する、請求項１〜５のいずれかに記載された視覚検査装置。
【請求項７】
コンピュータにおいて、検査対象物の画像を入力し、この入力画像をあらかじめ登録された基準画像と照合することにより、検査対象物の良否を判定する検査方法において、
検査に先立ち、登録対象のモデルの画像を入力したとき、この入力画像を表示して表示中の画像に対する範囲指定操作を受け付けるステップと、指定された範囲の画像を基準画像として、この基準画像を複数の領域に分割するステップと、分割処理により設定された各領域を、それぞれ当該領域の画像および基準画像における当該領域の位置を表す情報によりメモリに登録するステップとを、実行し、
前記検査において検査対象物の画像を入力したとき、前記メモリに登録された領域に順に着目して、着目中の領域の位置情報に基づき前記検査対象物の画像の着目中の領域に対応する範囲を特定し、この範囲を所定幅拡張した範囲を処理対象領域に設定するステップと、前記処理対象領域内の画像と着目中の領域につき登録された画像との間における最大の一致度を特定するステップとを、着目した領域毎に実行し、各領域の特定された一致度に基づき、前記検査対象物の良否を判定する、
ことを特徴とする視覚検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の特徴パターンを具備する検査対象物を撮像し、生成された画像をあらかじめ登録された基準画像と照合することにより、検査対象物の位置ずれや欠陥の有無などを判別する視覚検査装置、およびこの装置で実施される検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物の画像（以下、「検査対象画像」という。）を基準画像と照合する方法の代表的なものとして、正規化相関演算により画像間の相関値を求める方法と、画像間の偏差を求める方法とがある。
【０００３】
正規化相関演算を開示する一文献として、たとえば特許文献１には、カラーの検査対象画像に、モデル画像（基準画像に相当する。）に等しい大きさの判定対象領域を設定して、判定対象領域内の画像とモデル画像との間の正規化相関値を算出する演算を実行することや、演算対象の各画像を、それぞれ各画素のＲ，Ｇ，Ｂの濃淡値の組み合わせを配列したデータ配列に変換してから演算を行うことにより、相関値の精度を高めることが記載されている（段落００３９〜００４１、００５１〜００５８参照。）。
【０００４】
また、特許文献２には、基準画像を膨張および収縮した画像を生成し、これらの画像と検査対象画像との間の差異を抽出することにより、欠陥の検出精度を高めることが記載されている（段落００２５〜００３７参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２８２４７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４０６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１は、従来の正規化相関演算による検査の問題点を示す。
図示例は、様々な字体の文字やマークが印刷されたラベルを検査対象とするもので、図中の左側にモデルのラベルの画像から抽出した基準画像を、右側に検査対象画像を、それぞれ示している。検査対象のラベルの印刷状態は概ね良好であるが、一箇所だけ、マークが欠落している箇所（図中、欠落したマークを符号Ｆで示す。）が存在する。
【０００７】
従来の正規化相関演算では、検査対象の範囲（図１１の例で言えば、印刷された全てのパターンを含む範囲）の全体を演算の対象とする。このため、図１１の例のように、検査対象範囲全体に占める不良の割合が小さい場合には、不良箇所の差異が相関値に及ぼす影響も小さくなり、不良の検出が困難になる。
【０００８】
偏差を求める一般的な方法では、基準画像と検査対象画像との差分演算により画像間の差異を検出する。しかし、印刷物などでは、対象物毎にパターンの位置に微妙なばらつきが生じることが多いため、図１２に示すように、位置ずれやエッジ付近の微妙な濃度差によるノイズが生じて、これらのノイズと不良とを見分けるのが困難になるおそれがある。
【０００９】
特許文献２に記載された発明は、上記の各問題を解決することを課題とするものである。特許文献２によれば、膨張画像では、各画素に周囲近傍の最も明るい画素の濃度値が設定されて背景の部分がパターン側に拡大され、収縮画像では、各画素に周囲近傍の最も暗い画素の濃度値が設定されてパターンの部分が背景側に拡大される。特許文献２に記載された発明では、検査対象画像を膨張画像および収縮画像と対応づけて、膨張画像より明るい画素または収縮画像より暗い画素を不良として検出するので、検査対象画像中のパターンのエッジの濃度が基準画像とは多少異なっても、その値が元のパターンの濃度を反映したものであれば、欠陥として検出されるおそれはない。
【００１０】
しかし、上記の方法は濃淡画像を対象とするもので、カラー画像に同様の方法をそのまま適用するのは困難である。
また、この方法では、検査対象のパターンのエッジがずれる可能性を考慮して、収縮画像の明るさと膨張画像の明るさとの間の濃度を欠陥を表さないものとして許容するが、このような方法では、エッジに位置ずれがないのに、膨張画像のエッジに対応する位置と収縮画像のエッジに対応する位置との間の範囲内で、一部のエッジが許容範囲内の濃度をもって突出したり、欠けたりしている状態を検出できない。したがって、ある程度の位置ずれを許容できるように膨張・収縮処理のフィルタのサイズを大きくすると、そのフィルタにより位置ずれが許容される範囲に上記の許容範囲内の濃度をもって欠陥が生じた場合には、その欠陥を検出するのは不可能になる。
【００１１】
この発明は上記の各問題に着目し、不良の程度や画像の種類に関わらず、簡易な方法により不良の有無を精度良く判別できるようにすることを、第１の課題とする。
またこの発明は、検査対象のパターンの状態や検査の目的などに応じて、種々の設定処理を行うことにより、検査対象物の変更に容易に対応できるようにすることを、第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明による視覚検査装置は、撮像手段と、検査に必要な情報を登録するためのメモリと、撮像手段により生成された検査対象物の画像をメモリにあらかじめ登録された基準画像と照合して検査対象物の良否を判定する検査実行手段と、検査実行手段による判定結果を出力する出力手段とを具備する。さらに、この視覚検査装置は、検査の前に、登録対象の基準画像を複数の領域に分割し、この分割処理により設定された各領域を、それぞれ当該領域の画像および基準画像に対する当該領域の位置を表す情報によりメモリに登録する登録手段を具備する。
【００１３】
さらに上記の視覚検査装置の検査実行手段は、メモリに登録された領域に順に着目して、着目中の領域の位置情報に基づき検査対象物の画像の着目中の領域に対応する範囲を特定し、この範囲を所定幅拡張した範囲を処理対象領域に設定するステップと、処理対象領域内の画像と着目中の領域につき登録された画像との間における最大の一致度を特定するステップとを、着目した領域毎に実行し、各領域の特定された一致度に基づき検査対象物の良否を判定する。なお、一致度を求める演算では、一致の度合が高まるほど高い数値が得られる演算に限らず、不一致の度合が高まるほど高い数値が得られる演算を実行してもよい。
【００１４】
判定処理では、たとえば、各領域につき特定した一致度のうち、最小の一致度を表す数値を所定のしきい値と比較することにより、検査対象物の良／不良を判定する。また、各一致度をそれぞれ個別にしきい値と比較して、不良の発生箇所を特定してもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、検査の前に、登録対象の基準画像が複数の領域に分割され、各分割領域の画像がそれぞれ基準画像における当該領域の位置を表す情報に対応づけて登録される。また検査の際には、いずれの領域についても、検査対象画像でその領域に対応する範囲を所定幅拡張した範囲を対象にして、登録された画像に対する最大の一致度を特定するので、検査対象のパターンとモデルのパターンとの間にずれがある場合でも、そのずれの影響が除去された一致度を求めることができる。
【００１６】
一方で、処理対象領域中に登録された画像とは異なる部位が存在する場合には、パターンが正しく対応づけられていても、その状態で得られる一致度は本来の値より低くなる。また分割処理によって照合対象の画像のサイズを小さくしているので、不良による差異が一致度に及ぼす影響を大きくすることができる。
【００１７】
したがって、不良に対応する領域における一致度が小さくなることをもって、不良の有無を判定することが可能になる。また上記の登録手段および検査実行手段による処理は、カラー画像およびモノクロ画像のいずれに対しても適用可能である。
【００１８】
なお、登録手段による登録処理では、データ上は基準画像全体を登録し、各領域について、それぞれ基準画像上での各領域の特定に必要な情報（たとえば基準画像上の１点を原点とする座標系により領域の各頂点の座標を表したもの）を登録してもよい。ただし、これに限らず、基準画像を領域毎に分解して登録し、位置情報として、各画像間の相対位置関係を登録してもよい。
【００１９】
また登録手段は、撮像手段により生成された検査対象物のモデルの画像を表示して、表示された画像に対する範囲指定操作を受け付け、指定された範囲内の画像を基準画像として、上記の分割処理および登録処理を行うのが望ましい。
【００２０】
上記の視覚検査装置の好ましい態様では、検査実行手段は、基準画像全体により検査対象物の画像を照合して基準画像に対応する領域を特定し、特定された領域内の画像を対象にしてメモリに登録された領域に対応する範囲を特定する。
【００２１】
上記の態様によれば、検査対象画像中のパターンが基準画像中のパターンから大きく位置ずれしている場合でも、基準画像全体との照合により検査対象範囲を特定した上で、登録された領域に対応する範囲を特定するので、処理対象領域の設定や一致度の特定結果の確度を高めることができる。
【００２２】
他の好ましい態様では、登録手段は、分割数の設定操作を受け付けて、基準画像を設定操作により設定された数の領域に分割する。この態様によれば、検査対象のパターンの大きさや内容などに基づき、登録される画像のサイズや数を自由に設定することが可能になる。
【００２３】
他の好ましい態様による視覚検査装置は、分割処理により設定された各領域に対する検査時の処理対象領域の拡張幅を表すパラメータを設定する操作に応じて、設定されたパラメータをメモリに登録するパラメータ登録手段を、さらに具備する。また検査実行手段は、検査対象物の画像において、着目中の領域に対応する範囲をメモリに登録されているパラメータに応じて拡張した範囲を、処理対象領域として設定する。
【００２４】
上記の態様によれば、基準画像との照合対象となる処理対象領域の大きさを、検査対象のパターンの位置ずれの度合などに応じて調整することができる。
【００２５】
他の好ましい態様では、登録手段は、分割処理後に、この分割により生じた各領域の画像を表示する手段と、この表示状態下で検査対象としない領域を指定する操作を受け付けたとき、指定された領域を検査対象外の領域に設定する手段とを含む。また、検査実行手段は、メモリに登録された領域のうち検査対象外の領域を除く各領域に着目して、処理対象領域の設定および一致度の演算処理を実行する。
【００２６】
上記の態様によれば、識別コードを表す文字列など、検査対象物に固有のパターンが配置される場所を、検査対象から除外することが可能になり、利便性が向上する。
【００２７】
他の好ましい態様では、登録手段は、分割処理により設定された領域毎に、一致度として画像間の相関値を求める演算、および基準画像に対する偏差に基づく一致度を求める演算のいずれかを選択して、選択された演算方法を画像および位置情報に対応づけてメモリに登録する。また、検査実行手段は、着目した領域毎に、その領域につき登録された演算方法により一致度を求める演算を実行する。
【００２８】
たとえば、パターンが含まれる領域について、そのパターンの適否を判定するには、相関値を求める方が望ましい。基準画像に対する偏差を求めると、図１２に示したように、パターン間の微小な位置ずれやエッジ部分の濃度の違いがノイズとなって現れる可能性があるからである。一方、色彩や濃度が一様な領域について、色彩や濃度の微妙な変化を検出するには、偏差に基づく一致度を求める方が望ましいと思われる。
上記の態様によれば、一致度の算出のための演算方法を領域毎に選択することができるので、各領域の画像の状態や検査の目的などに応じて、演算方法を変更することができ、一致度の算出結果の信頼度を高めることができる。
【００２９】
この発明による視覚検査方法は、コンピュータにおいて、検査対象物の画像を入力し、この入力画像をあらかじめ登録された基準画像と照合することにより、検査対象物の良否を判定するものである。この方法では、検査に先立ち、登録対象のモデルの画像を入力したとき、この入力画像を表示して表示中の画像に対する範囲指定操作を受け付けるステップと、指定された範囲の画像を基準画像として、この基準画像を複数の領域に分割するステップと、分割処理により設定された各領域を、それぞれ当該領域の画像および基準画像における当該領域の位置を表す情報によりメモリに登録するステップとを、実行する。また検査においては、検査対象物の画像を入力したとき、メモリに登録された領域に順に着目して、着目中の領域の位置情報に基づき検査対象物の画像の着目中の領域に対応する範囲を特定し、この範囲を所定幅拡張した範囲を処理対象領域に設定するステップと、処理対象領域内の画像と着目中の領域につき登録された画像との間における最大の一致度を特定するステップとを、着目した領域毎に実行し、各領域の特定された一致度に基づき、検査対象物の良否を判定する。
【００３０】
上記の方法によれば、登録対象のモデルの画像が表示されている状態下で、ユーザがこの画像中の検査対象とすべき範囲を指定することにより、この範囲内の画像が基準画像に設定され、複数の領域に分割されて登録される。検査の際には、登録された領域毎に、その領域に対応する範囲を所定幅拡張した範囲が処理対象領域として設定され、処理対象領域内の画像と登録された画像との間における最大の一致度が特定される。そして、領域毎の最大の一致度に基づいて検査対象物の良否を判定するので、不良がある場合には、その旨を精度良く判定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
上記の視覚検査装置および視覚検査方法によれば、基準画像を複数の領域に分割して登録し、この分割により生じた領域毎に、その領域に対応する範囲を拡張した範囲を処理対象領域として、処理対象領域と登録された画像との最大の一致度を特定し、各領域につき特定された一致度に基づく判定を行うので、検査対象のパターンの位置ずれ、不良箇所の大小や明るさなどによる影響を受けずに、不良の有無を精度良く判定することができる。また、検査対象のパターンの大きさや形状、検出すべき不良の大きさなどに応じて分割数を変更したり、分割により設定される各領域に、さらに設定操作に応じて細かい設定を行えるようにすることにより、検査対象物の変更にも容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、視覚検査装置の構成例を示す。
この視覚検査装置は、検査対象物のカラー静止画像を生成した後に、この画像を処理することによって、検査対象物の良否を判定するもので、検査に関する一連の処理を実行する本体部１、撮影用のカメラ２、表示部３、操作部４などにより構成される。表示部３は、たとえば液晶モニタにより構成され、操作部４には、マウスやキーボードが含まれる。
【００３３】
本体部１は、ＣＰＵを含む制御部１０を主体とする汎用のコンピュータ装置（パーソナルコンピュータ）であって、主記憶部１１（たとえばハードディスク）や画像メモリ１２（たとえばＲＡＭボード）が組み込まれる。本体部１には、さらに、撮像インターフェース１３、表示用インターフェース１４、入力用インタフェース１５、外部インターフェース１６、外部ディスク用読取部１７などが設けられる。
【００３４】
本体部１では、プログラムが格納された記憶媒体１８（たとえばＣＤまたはＤＶＤ）を外部ディスク用読取部１７にセットし、読み取られたプログラムを主記憶部１１にインストールするようにしている。この主記憶部１１にインストールされたプログラムによって、制御部１０に、一連の画像処理や判定処理を実行する機能が設定される。また制御部１０には、後記する設定画面を介して操作部４からの設定入力を受け付けるグラフィカルユーザインターフェースの機能も設定される。
【００３５】
撮像インターフェース１３は、制御部１０からの撮像制御信号をカメラ２に与えて撮像を行わせ、カメラ２から出力された画像信号をディジタル画像データに変換する。変換後の画像データは、画像メモリ１２に格納され、制御部１０により処理される。
【００３６】
表示用インターフェース１４は、制御部１０からの指令に基づき、表示部３への画像表示を制御し、入力用インターフェース１５は、操作部４による操作を受け付けて、その操作内容を示すデータを制御部１０に出力する。外部インターフェース１６は、図示しない外部機器に、検査結果を出力する場合に使用される。
【００３７】
上記構成の視覚検査装置では、主記憶部１１にインストールするプログラムによって、検査対象物の種類や検査目的に応じて種々の手法により検査を実行することができる。以下では、これらの検査のうち、所定の製品に貼付されるラベルを検査対象物とする検査について、好適な実施例を説明する。
【００３８】
この実施例の検査では、マークや文字列が適切に印刷されているかどうかを判別するとともに、インクのシミや付着物などの欠陥の有無を判別する。また検査の前には、従来の同種の検査と同じように、印刷状態が良好なモデルのラベルを撮像して、生成された画像を含む設定画面を表示部３に表示し、ユーザの操作に応じて検査に必要な情報を登録する。以下では、この登録処理を「モデル登録」と呼ぶ。
【００３９】
図２〜６は、モデル登録時の設定画面の例を示す。これらの図に示すとおり、この実施例の設定画面には、モデルの画像を表示するための画像表示領域３０や、後記する検査領域の分割に関するパラメータを設定するためのパラメータ設定部３１が設けられる。また、設定内容を確定するための「ＯＫ」ボタン３４や、１つ前の画面に戻るための「戻る」ボタン３５などが設けられる。
【００４０】
以下、図２〜６を参照して、この実施例のモデル登録処理を詳細に説明する。
図２は、モデル登録処理の初期画面であって、画像表示領域３０には、モデルのラベル５０を示す画像が表示されている。この初期画面は、表示されている画像に対し、検査領域６１およびサーチ領域６２を設定するためのもので、画面中には、検査領域６１の設定を開始するための操作ボタン３６、およびサーチ領域６２の設定を開始するための操作ボタン３７が設けられている。
【００４１】
この実施例の検査領域６１は、検査の対象範囲を示すもので、図示例では、モデルのラベル５０の印刷がなされた全範囲が指定されている。サーチ領域６２は、この検査領域６１を検索する範囲を示すもので、検査対象のラベルが存在し得る範囲を包含するように設定される。
【００４２】
これらの領域６１，６２は、いずれも、対応する操作ボタン３６，３７を操作した後に、ユーザによる範囲指定操作（マウスにより行われる。）を行うことにより設定される。また、この操作に応じて、各領域６１，６２の境界線がそれぞれ所定の色彩（図２では、点線および一点鎖線により示す。）により表示される。
【００４３】
パラメータ設定部３１には、Ｘ方向（画像の左右方向）およびＹ方向（画像の上下方向）の分割数、ならびに拡張画素数について、それぞれ設定値を表す数値表示ボックス３２と表示中の数値を増減するための一対の矢印ボタン３３，３３とが設けられる。各数値表示ボックス３２には、それぞれ初期画面ではデフォルトの数値が表示されるが、この表示は矢印ボタン３３の操作、または数値表示ボックス３２に直接数値を入力する操作により変更することができる。
【００４４】
上記の画面において、検査領域６１およびサーチ領域６２の指定が終了して「ＯＫ」ボタン３４が操作されると、画面は、図３に示すものに変更される。この画面では、パラメータ設定部３１に表示されていた分割数に基づき、検査領域６１がＸ方向に８個、Ｙ方向に４個の領域に分割されている。以下、この分割により生じた個々の領域Ｒを「分割領域Ｒ」という。
【００４５】
上記の設定画面上で「ＯＫ」ボタン３４が操作されると、検査領域６１内の全体画像が基準画像として登録される。また各分割領域Ｒについて、それぞれその領域Ｒを特定するための情報（以下、「領域特定情報」という。）や後記する演算方法などが登録される。
【００４６】
各分割領域Ｒの領域特定情報は、検査領域６１における分割領域Ｒの範囲を表すものである。具体的には、検査領域６１の特定の一点（たとえば左上頂点）を原点とする２次元座標系を設定し、分割領域Ｒ毎に、その領域Ｒの各頂点の位置を上記の２次元座標系の座標により表し、これらの座標を領域特定情報として登録する。
【００４７】
ただし、領域特定情報の構成はこれに限定されるものではない。たとえば、分割領域Ｒ毎に１頂点の座標のみを登録し、別途，検査領域６１のサイズや分割数から１つの分割領域Ｒの縦横のサイズを割り出して、これらのサイズを各分割領域Ｒに共通の情報として登録してもよい。
【００４８】
この実施例の検査では、上記の登録情報中の分割領域Ｒ毎に、上記の領域特定情報に基づき、検査対象画像に当該分割領域Ｒに対応する処理対象領域を設定し、この処理対象領域の画像と基準画像との一致度を求める演算を実行する。このような処理によれば、検査対象のラベルの一部に不良が生じている場合には、その不良発生箇所を含む処理対象領域の一致度のみが低下し、他の処理対象領域の一致度は高い値に維持される。よって、不良の有無や不良発生箇所を精度良く判別することが可能になる。
【００４９】
つぎに、この実施例では、パラメータ設定部３１の操作により、検査対象のパターンの状態や検出したい欠陥の大きさなどに応じて、検査領域の分割数を変更できるようにしている。
図４は、図３の分割処理結果を表す画面において、Ｘ方向の分割数を２つ増やし、Ｙ方向の分割数を１つ増やして、再び「ＯＫ」ボタン３４を操作した場合に表示される画面を示す。この例の画像表示領域３０内の検査領域６１は、変更後の分割数に基づき、Ｘ方向に１０個、Ｙ方向に５個の領域Ｒが並ぶように分割される。この結果、各分割領域Ｒのサイズは、図３の例より小さくなっている。
【００５０】
さらにこの実施例のモデル登録画面では、図５に示すように、各分割領域Ｒ内の画像の状態に応じて、分割領域Ｒ毎に個別の指定を行うこともできる。
この処理では、指定対象の分割領域Ｒにマウスカーソルを合わせて、マウスの左クリック操作により、上記の分割領域Ｒが指定された状態を設定した後に、右クリック操作によりポップアップメニュー４１を呼び出す。図５の例では、指定された領域Ｒ１が極太枠により明示され、その近傍にポップアップメニュー４１が表示されている。
【００５１】
ポップアップメニュー４１には、「有効」および「無効」の各選択肢が設けられている。この選択は、いずれの領域でも「有効」に初期設定されているが、上記のポップアップメニュー４１により「無効」に切り替えることができる。
図５中の分割領域Ｒ２は既にこの切り替えが行われた領域であって、所定の色彩で着色表示されている。
【００５２】
「無効」に設定された領域Ｒ２は検査対象から除外される。具体的には、この領域Ｒ２の領域特定情報に無効フラグが設定される。ただし、「無効」にされた領域でも、上記のポップアップメニュー４１を用いて、再び「有効」に設定し直すことができる。
【００５３】
図５に例示した分割領域Ｒ１，Ｒ２は、識別番号の印刷範囲に対応するものである。このように、基準画像に一致するパターンが存在しないことが明らかな分割領域Ｒを検査対象から除外することで、検査の精度を確保することができる。なお、検査対象から除外された領域にも、別途、別のアルゴリズムによる検査（文字認識など）を実施するのが望ましい。
【００５４】
つぎに、図６に示す例でも、所定の領域Ｒ３を指定して、ポップアップメニュー４１を呼び出している。さらにこの例では、「有効」の選択肢から「相関」および「偏差」の２つの選択肢を含むサブメニュー４２を呼び出している。これらの選択肢は、検査時の一致度を求めるための演算方法を表すものである。
【００５５】
「相関」は、正規化相関演算による相関値を一致度として求めることを意味する。
一方、「偏差」は、基準画像に対する検査対象画像の偏差を用いて、両者の不一致度を算出することを意味する。具体的には、基準画像と検査対象画像との差分演算により画素単位での濃度差の絶対値を算出し（カラー画像の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に差分演算を行って、各差分絶対値を合計する。）、この算出値が所定のしきい値を上回る画素を計数する。
【００５６】
上記の選択肢は、いずれの領域でも、初期状態では「相関」に設定されているが、上記のポップアップメニュー４１およびサブメニュー４２を呼び出して「偏差」を選択することにより、「偏差」が選択された状態に切り替えることができる。
【００５７】
検査対象のパターンが含まれる分割領域Ｒに関しては、「偏差」を選択すると、パターン間の微小な位置ずれやエッジ部分の濃度差がノイズとして検出される可能性がある（図１２参照）ため、「相関」を選択する方が望ましい。これに対し、図６の領域Ｒ３のように色彩や濃度が一様な領域について、印刷むらや異物を検出することを検査の目的とする場合には、「偏差」を選択すれば、色彩や濃度の小さな違いを容易に検出することができる。
このように上記の機能によれば、各分割領域Ｒの画像の状態や検査の目的に応じて、演算方法を選択することができ、検査結果の信頼度を高めることができる。
【００５８】
つぎに、パラメータ設定部３１における「拡張画素数」について説明する。
このパラメータは、検査対象画像に各分割領域Ｒに対する処理対象領域を設定する処理に用いられるものである。このパラメータも、所定の上限値までであれば、パラメータ設定部３２に対する設定操作によって、自由に値を変更することができる。
【００５９】
図７は、処理対象領域の設定の具体例を示す。
図中の領域Ａは、モデル登録で設定された分割領域Ｒの領域特定情報に基づき、分割領域Ｒに完全一致するように設定された領域である。この実施例では、この領域Ａを上下左右にそれぞれ幅ｄだけ広げた領域Ｂを処理対象領域とする。拡張画素数は、この拡張幅ｄの値を定めるものである。
【００６０】
上記のようにして定めた処理対象領域Ｂについて、対応する分割領域Ｒの画像との一致度または不一致度を求める場合には、処理対象領域Ｂに対する登録画像の対応関係を１画素ずつ変更しながら設定された方法による演算を繰り返す。そして、各演算結果の中の最も高い一致度または最も低い不一致度を、最終の演算結果として決定する。
【００６１】
上記の処理によれば、検査対象のパターンとモデルのパターンとの間に若干の位置ずれや濃度差が生じている場合でも、分割領域Ｒ毎に、その差異の影響を除いた演算結果を得ることができる。一方で、分割領域Ｒと処理対象領域Ｂとが正しく位置合わせされているにも関わらず、欠陥などにより両者の画像間に差異が生じている場合には、その差異により、一致度が低下（または不一致度が上昇）する。また、微小な差異であっても、照合対象の画像のサイズが小さくなると、その差異によって一致度が大きく低下するから、その一致度の低下をもって不良を検出することが可能である。
【００６２】
さらにモデル登録時に、想定されるパターンの位置ずれ量に応じて拡張幅ｄを決めるパラメータを設定することができ、また、画像中に含まれるパターンの数やパターンの大きさ、想定される欠陥の大きさに応じて分割数を変更することができるので、検査対象物が変わっても、問題なく対応することができる。
【００６３】
以下、図８を参照して、モデル登録時の主要な処理手順を説明する。
この処理では、まず登録対象のモデルを撮像して、生成された画像を表示する（ＳＴ１０１，１０２）。この表示に対し、検査領域６１およびサーチ領域６２を指定する操作が行われると、その指定に応じて検査領域６１およびサーチ領域６２を設定する（ＳＴ１０３，１０４）。
【００６４】
つぎに、設定された検査領域６１を、パラメータ設定部３１に表示されている分割数に基づき分割する（ＳＴ１０５）。またこの分割により設定された各分割領域Ｒについて、それぞれ領域特定情報を作成する（ＳＴ１０６）。
【００６５】
この時点で、もし分割数を変更する操作があれば、ＳＴ１０７が「ＹＥＳ」となって、ＳＴ１０５，１０６の各ステップが再び実行される。すなわち、前回の分割処理結果が破棄されて、変更された分割数に基づき検査領域６１が再度分割され、新たな分割により設定された分割領域Ｒについて、領域特定情報が作成されることになる。
【００６６】
また、分割処理後に、所定の分割領域Ｒに対して「無効」の指定が行われた場合（ＳＴ１０８が「ＹＥＳ」）には、指定された分割領域Ｒの領域特定情報に無効フラグを設定する（ＳＴ１０９）。また、所定の領域に対し、一致度の演算方法を「偏差」に変更する指定が行われた場合（ＳＴ１１０が「ＹＥＳ」）には、指定された分割領域Ｒの演算方法を、「相関」から「偏差」に変更する。
【００６７】
分割数の変更、「無効」の指定、および演算方法の変更は、必要に応じて実行されるものである。また、図８には示していないが、「戻る」ボタン３５を操作することにより、１つ前の設定画面に戻って設定をやり直すこともできる。また、検査領域６１やサーチ領域６２の設定についても、変更が可能である。さらに、拡張画素数の設定値がデフォルトの値から変更された場合には、その変更後の値を登録する処理も実行される。
【００６８】
所定の時点で、ユーザが設定内容を確定するために「ＯＫ」ボタン３４を操作すると（ＳＴ１１２が「ＹＥＳ」）、その時点で設定されている検査領域６１内の画像を基準画像として登録する（ＳＴ１１３）。また、サーチ領域６２について、左上頂点と右下頂点との座標など、この領域６２を設定するためのデータ（設定データ）を登録する（ＳＴ１１４）。さらに、各分割領域Ｒについて、ＳＴ１０６で作成した領域特定情報および演算方法を登録し（ＳＴ１１５）、処理を終了する。
【００６９】
つぎに、図９は、１つの検査対象物に対して実施されるものに限定して示す。以下、この図９を参照して検査時の処理手順を説明する。
【００７０】
この検査では、まず検査対象物を撮像し（ＳＴ２０１）、生成された画像に、サーチ領域６２を設定する（ＳＴ２０２）。
【００７１】
サーチ領域６２は、モデル登録処理において登録された設定データに基づき、モデルの画像に設定されたのと同じ範囲に設定されるが、検査対象のラベルはモデルと同じ場所にあるとは限らない。そこで、つぎのステップ（ＳＴ２０３）では、サーチ領域６２内の画像を基準画像（検査領域６１の全体画像のモデル）により照合して、この基準画像に対する一致度が最大となる範囲を検査領域６１として特定する。より具体的に説明すると、サーチ領域６２と基準画像との対応関係を一画素ずつ変更しながら、正規化相関演算を繰り返し実行し、相関値が最大となったときに基準画像に対応づけられた範囲を検査領域６１とする。
【００７２】
上記の処理により検査領域６１が特定されると、以後は、カウンタｉを用いて、登録されている分割領域Ｒに順に着目しながら、以下の各処理を実行する（ＳＴ２０４〜２１０）。
まず、着目中の分割領域Ｒの登録情報を読み出す（ＳＴ２０５）。つぎに読み出した情報に含まれる無効フラグをチェックし、この無効フラグがオフであれば（ＳＴ２０６が「ＮＯ」）、領域特定情報に基づき検査領域内に処理対象領域を設定する（ＳＴ２０７）。
【００７３】
ＳＴ２０７では、先に説明したように、まず、領域特定情報により、着目中の分割領域Ｒに完全一致する領域Ａを特定する。さらに、この領域Ａを、拡張画素数が示す幅ｄ分だけ各方向に拡張し、拡張後の領域Ｂを処理対象領域とする。
【００７４】
つぎに、基準画像から着目中の分割領域Ｒの画像を切り出し、この画像と処理対象領域内の画像との一致度または不一致度を算出する（ＳＴ２０８）。一致度／不一致度の算出方法は先に説明したとおりである。またいずれの演算を実施するかは、着目中の分割領域Ｒに設定された演算方法により定まる。
【００７５】
なお、着目中の分割領域Ｒの領域特定情報の無効フラグがオンに設定されている場合（ＳＴ２０６）が「ＹＥＳ」）には、ＳＴ２０７およびＳＴ２０８はスキップされる。
【００７６】
以上の処理がすべての分割領域Ｒに対して行われると、相関演算による一致度を求めた領域の中から一致度が所定のしきい値Ｔ１を下回った領域を検出する（ＳＴ２１１）。また、偏差による不一致度を求めた領域についても、不一致度がしきい値Ｔ２を上回った領域を検出する（ＳＴ２１２）。
【００７７】
上記のステップにおいて、該当する領域が１つでも検出された場合（ＳＴ２１３が「ＹＥＳ」）には、検査対象物を不良であると判定する（ＳＴ２１５）。これに対し、該当する領域が検出されなかった場合（ＳＴ２１３が「ＮＯ」）には、検査対象物を良品であると判定する（ＳＴ２１４）。
【００７８】
最後に上記の判定結果を表示部３に表示するとともに、外部インターフェース１６からも出力し（ＳＴ２１６）、検査対象物に対する処理を終了する。
【００７９】
図１０は、検査結果の表示例を示す。
この例は、モデル登録処理において、図３に示した８×４の分割処理が採用され、図５，６に示した設定も実施されたことを前提にする。画像表示領域３０には、検査対象のラベル５１の画像が表示されるとともに、モデル登録時の画面と同様に、検査領域６１やサーチ領域６２が表示される。サーチ領域６２はモデル登録時の画面と同じ位置に表示されるが、検査領域６１は、検査対象のラベル５１に応じて、モデル登録時とは異なる場所に表示されている。
【００８０】
この例の検査対象のラベルは、マークが１つ欠落した状態にある。よって図９に示した手順により、その欠落箇所に対応する処理対象領域Ｂ１が特定され、その領域Ｂ１が不良発生箇所としてマーキングされている。また、図５の領域Ｒ１，Ｒ２に対応する範囲には、モデルのラベル５０とは異なる文字列が配置されているが、領域Ｒ１，Ｒ２が「無効」に設定されたことにより、この文字列には不良の判定はなされていない。
【００８１】
さらに画像表示領域３０の右隣には、不良発生箇所に対応する領域の識別情報（ここでは領域の並び順序に基づく数値を示す。）や一致度演算により算出された一致度が表示されている。またこの画面には、次の検査対象物の処理を指示するための操作ボタン３８が表示されている。
【００８２】
上記の視覚検査装置によれば、モデル登録時に検査領域６１を指定することにより、この検査領域６１が複数に分割され、検査において、分割領域Ｒ毎にその領域に対応する範囲を所定幅拡張した範囲を対象にして、その範囲で登録画像に最も一致したときの一致度が特定されるので、パターンの位置ずれやエッジ付近の明るさの違いによる認識精度の低下を防止できる一方で、不良については、小さなものでも精度良く検出することが可能になる。また、画像の状態や検査の目的に応じて、分割領域Ｒの数やサイズ、または処理対象領域の拡張幅ｄを変更したり、一致度の演算方法を変更することができるので、検査対象物の変更にも容易に対応できる。よって、利便性が高められ、検査の信頼度も確保される。
【００８３】
なお、上記の実施例では、カラー画像を処理対象としたが、モノクロ画像を処理対象とする場合にも、同様の手法を適用することができる。また、上記の実施例では、検査領域全体の画像を基準画像として登録して、この基準画像から分割領域Ｒ毎の画像を切り出すようにしたが、これに限らず、分割領域Ｒ毎に個別の基準画像を登録してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】視覚検査装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】モデル登録用の設定画面の初期状態を示す図である。
【図３】設定画面が検査領域の分割結果を示す状態に変化した例を示す図である。
【図４】分割数が変更された場合の設定画面を示す図である。
【図５】一部の領域を無効に設定しているときの設定画面を示す図である。
【図６】一部の領域の演算方法を変更しているときの設定画面を示す図である。
【図７】処理対象領域の設定方法を示す図である。
【図８】モデル登録時の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】検査の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】検査結果の表示画面の例を示す図である。
【図１１】基準画像と検査対象画像とを全体で照合する例を示す図である。
【図１２】基準画像と検査対象画像との差異を差分演算により抽出した例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    本体部
２    カメラ
３    表示部
４    操作部
１０  制御部
１１  主記憶部
３０  画像表示領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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