(57)【要約】【課題】位置合せの高精度化。【解決手段】欠陥検査装置（１）は、良品画像（２０２）中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含むアライメント重要領域に重み付けを行って画像変換を決定する画像変換決定部（１０３）と、該画像変換を良品画像（２０２）および検査画像に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せ部（１０４）と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の画像である第１画像と、該検査対象物の画像であり第１画像と比較対象となる第２画像とについて、エッジ部分の特徴を示すエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定して位置合わせする位置合せ装置であって、
上記第１画像において予め定められた領域であり、該第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域における、上記エッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って上記画像変換を決定する画像変換決定手段と、
上記画像変換決定手段が決定した画像変換を上記第１画像および第２画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せ手段と、を備えていることを特徴とする位置合せ装置。
【請求項２】
上記第１画像は、欠陥のない検査対象物の画像であり、上記第２画像は欠陥検査の対象となる検査対象物の画像であり、
上記重要領域を示す重要領域設定情報を格納する記憶部を備え、
上記画像変換決定手段は、上記記憶部に格納されている上記重要領域設定情報を参照して重み付けを行うことを特徴とする請求項１に記載の位置合せ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の位置合せ装置が生成した、位置合せされた画像を用いて、上記検査対象物の欠陥を検出する欠陥検査装置。
【請求項４】
検査対象物の画像である第１画像と、該検査対象物の画像であり第１画像と比較対象となる第２画像とについて、エッジ部分の特徴を示すエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定して位置合わせする位置合せ装置による位置合せ方法であって、
上記第１画像において予め定められた領域であり、該第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域における、上記エッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って上記画像変換を決定する画像変換決定ステップと、
上記画像変換決定ステップにて決定した画像変換を上記第１画像および第２画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せステップと、を含むことを特徴とする位置合せ方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の位置合せ装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記画像変換決定手段および上記位置合せ手段として機能させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理に関し、より詳細には画像比較のための位置合せに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の製造工程において、欠陥の検査を行うことは、製品の品質を確保するために重要であり、一般的に行われている。また、検査装置を用いた自動検査も実用化されている。そして、自動検査の精度向上等のための技術開発も進められている。例えば、下記特許文献１には、繰返しパターンがある検査対象物の欠陥検査において、同一パターンとなる画像部分を比較して、差異のある箇所を欠陥として判定することが記載されている。また、下記特許文献２には、工業用部品の画像と該部品のモデル画像とを比較して、工業用部品の欠陥を検出することが記載されている。
【０００３】
ここで、上記何れの特許文献においても、画像の比較によって欠陥を検出しているが、画像の比較によって欠陥を検出するためには、比較対象の画像を高精度に位置合せする必要がある。画像の位置合せの手法は、様々なものが知られており、例えば特許文献２では、画像中で検出した特徴点を比較する特徴点マッチングによって位置合せを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４７１８号公報（１９９９年１１月５日公開）
【特許文献２】特開２０１２−０３２３７０号公報（２０１２年２月１６日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の特徴点マッチングは、特徴点となる箇所（例えばコーナー点）が多数含まれる画像に好適な手法であるが、表面に配線が設けられた基板の画像のように、主に線分の組み合わせからなる画像では位置合せの精度が落ちるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、主に線分の組み合わせからなる画像であっても、高精度な位置合せを行うことのできる位置合せ装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置合せ装置は、検査対象物の画像である第１画像と、該検査対象物の画像であり第１画像と比較対象となる第２画像とについて、エッジ部分の特徴を示すエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定して位置合わせする位置合せ装置であって、上記第１画像において予め定められた領域であり、該第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域における、上記エッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って上記画像変換を決定する画像変換決定手段と、上記画像変換決定手段が決定した画像変換を上記第１画像および第２画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せ手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置合せ方法は、検査対象物の画像である第１画像と、該検査対象物の画像であり第１画像と比較対象となる第２画像とについて、エッジ部分の特徴を示すエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定して位置合わせする位置合せ装置による位置合せ方法であって、上記第１画像において予め定められた領域であり、該第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域における、上記エッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って上記画像変換を決定する画像変換決定ステップと、上記画像変換決定ステップにて決定した画像変換を上記第１画像および第２画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せステップと、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る位置合せ装置または位置合せ方法によれば、第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域におけるエッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って画像変換を決定する。これにより、重要領域内のエッジ特徴量の差分が特に小さくなる画像変換が決定される。つまり、類似の領域との識別を可能にするエッジ部分について、一致している度合いが高くなる（エッジ特徴量の差が小さくなる）画像変換が決定される。よって、互いに類似する領域の識別精度を向上させることができる。
【００１０】
そして、上記のようにして決定した画像変換を用いて位置合せを行うので、正しい位置への位置合せを行うことが可能になるという効果を奏する。特に、検査対象物の画像が、主に線分の組み合わせからなる画像であっても、高精度な位置合せを行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】アライメント重要領域を説明する図である。
【図３】良品画像上におけるアライメント重要領域を示す重要領域設定情報の例を示す図である。
【図４】上記欠陥検査装置が実行する欠陥検出・分類処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】上記欠陥検査装置が実行する学習処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。まず、図１に基づいて本実施形態に係る欠陥検査装置の構成を説明する。図１は、欠陥検査装置（位置合せ装置）１の要部構成を示すブロック図である。
【００１３】
〔装置構成〕
欠陥検査装置１は、検査対象物の表面に生じた欠陥を、該検査対象物を撮像した画像である検査画像を解析して検出すると共に、検出した欠陥の分類を行う装置である。検査対象物は特に限定されないが、ここでは表面に配線が設けられた基板が検査対象物である例を説明する。なお、検査対象物のサイズが大きい場合には、欠陥検出に必要な解像度を確保するため、複数回の撮像によって１つの検査対象物の全体をカバーする。つまり、この場合には検査対象物の異なる部位をそれぞれ撮像して得た複数の検査画像を用いることによって、検査対象物の全体を検査する。以下では、１つの検査対象物の異なる部位をそれぞれ撮像して得た複数の検査画像の入力を受け付ける例を説明する。検査画像は、例えばデジタルカメラ等で検査対象物を撮像して得たものであってもよい。
【００１４】
図示のように、欠陥検査装置１は、処理に必要なデータ（検査画像等）の入力を受け付ける入力部１０、欠陥検査装置１の動作を統括して制御する制御部１１、欠陥検出の結果等を表示する出力部１２、および欠陥検査装置１が使用する各種データを記憶する記憶部１３を備えている。
【００１５】
制御部１１は、エッジ画像生成部１０１、特徴量算出部１０２、画像変換決定部（画像変換決定手段）１０３、位置合せ部（位置合せ手段）１０４、欠陥抽出部１０５、欠陥分類部１０６、および学習部１０７を備えている。
【００１６】
エッジ画像生成部１０１は、位置合せの対象となる各画像について、エッジ画像を生成する。なお、エッジ画像とは、画像におけるエッジ部分（画素値が急激に変化している部分）を抽出した画像である。エッジ画像の生成については、公知の手法を適用することができる。例えば、Sobelフィルタを適用することによってエッジ画像を生成してもよい。
【００１７】
特徴量算出部１０２は、エッジ画像生成部１０１が生成したエッジ画像の対比に使用するエッジ特徴量を算出する。このエッジ特徴量は、エッジ画像の特徴を数値化したものであり、エッジベースの位置合せの際に従来から用いられている特徴量を上記エッジ特徴量として適用することができる。
【００１８】
画像変換決定部１０３は、位置合せの対象となる画像に対して施す画像変換を決定する。具体的には、画像変換決定部１０３は、特徴量算出部１０２が算出したエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定する。より詳細には、画像変換決定部１０３は、位置合せの対象となる各画像について、対応する位置の画素のエッジ特徴量の差分を算出し、差分の和を最小または所定の閾値以下とする画像変換（画像変換のパラメータ）を決定する。この画像変換は、少なくとも画像の位置を合わせる変換（画像平面上において平行移動させる変換）であればよく、必要に応じて傾きやサイズ等を合わせる変換を含んでいてもよい。
【００１９】
位置合せ部１０４は、画像変換決定部１０３が決定した画像変換を位置合せの対象となる画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する。言い換えれば、位置合せの対象となる両画像を共通座標系に変換（両画像の各画素が共通の座標系に乗るように変換）する。なお、ここでは、位置合せの対象となる画像の一方に施して、位置合せ後の画像を２つ生成する例を説明する。これら２つの画像は、検査対象物の同一の部位に対応しており、同じ位置の画素を比較することによって、両画像の相違点を検出することが可能となる。
【００２０】
欠陥抽出部１０５は、後述の欠陥判定モデル２０５および配線情報２０３を用いて位置合せ後の画像を比較することによって検査画像における欠陥領域を抽出する。具体的には、欠陥抽出部１０５は、位置合せ後の画像について、欠陥検出のための特徴量を算出し、算出した特徴量と欠陥判定モデル２０５とを用いて欠陥領域を抽出して、検査画像における欠陥領域がラベルされた欠陥抽出マップを生成する。
【００２１】
欠陥分類部１０６は、後述の欠陥分類モデル２０４および配線情報２０３を用いて、欠陥抽出部１０５が抽出した欠陥領域の欠陥を分類する。具体的には、欠陥分類部１０６は、欠陥抽出部１０５が生成した欠陥抽出マップと、位置合せ後の両画像とから、欠陥分類のための特徴量を算出し、算出した特徴量と欠陥分類モデル２０４とを用いて、抽出された各欠陥領域の欠陥の種類を判定する。
【００２２】
学習部１０７は、後述の学習用情報２０１を用いて欠陥判定に使用する情報（欠陥判定モデル２０５）と欠陥分類に使用する情報（欠陥分類モデル２０４）を生成する。
【００２３】
記憶部１３には、学習用情報２０１、良品画像（第１画像）２０２、配線情報２０３、欠陥分類モデル２０４、欠陥判定モデル２０５、および重要領域設定情報２０６が格納されている。なお、欠陥検査装置１は、制御部１１がこれらの情報を参照できるように構成されていればよく、例えば外部の記憶媒体や記憶装置からこれらの情報を参照する構成であってもよいし、通信ネットワークを介してこれらの情報を取得する構成であってもよい。
【００２４】
学習用情報２０１は、上述のように、欠陥分類モデル２０４および欠陥判定モデル２０５を生成するための情報である。学習用情報２０１には、欠陥のモデル画像である欠陥画像、該欠陥画像において人による目視検査等によって確実に欠陥があることが判明している領域を示す真の欠陥部抽出マップ、および人による目視検査等によって正確に判定された欠陥の種類を示す真の欠陥種情報が含まれる。
【００２５】
良品画像２０２は、欠陥のない検査対象物を示す画像であり、検査画像との比較のために用いられる。良品画像２０２は、例えば欠陥を有さないことが確認された複数の検査画像を貼り合わせて生成されたものであってもよい。また、良品画像２０２は、検査対象物の設計情報であるＣＡＤ（Computer Aided Design）データから作成した画像であってもよい。
【００２６】
配線情報２０３は、検査対象物の表面に設けられている配線の色を示す情報である。また、欠陥分類モデル２０４は、検出された欠陥を分類するための情報であり、欠陥判定モデル２０５は、検査画像における欠陥箇所を判定するための情報である。
【００２７】
重要領域設定情報２０６は、良品画像２０２を構成する画像領域のうち、該良品画像２０２中における類似の画像領域と識別可能な特徴点を含むアライメント重要領域（重要領域）を示す情報である。
【００２８】
〔アライメント重要領域について〕
続いて、アライメント重要領域について、図２に基づいてより詳細に説明する。図２は、アライメント重要領域を説明する図である。図２の（ａ）は、良品画像２０２の一例を示している。検査対象物がゲート（配線）完成後の基板である場合、配線は一般に直線状であるから、図示のように、良品画像２０２はコーナー点が少なく直線の多い画像となる。このため、〔背景技術〕に示した特徴点マッチングよりも、エッジベースのマッチングを行うことが望ましく、欠陥検査装置１ではエッジベースのマッチングを行う。なお、検査対象物のサイズが大きい場合、１つの検査対象物に対して、該検査対象物の各部分に対応する良品画像２０２をそれぞれ用意してもよい。また、検査対象物の表面形状が、繰り返しのパターンからなる場合、該パターンの一周期に対応する良品画像２０２を用意してもよい。
【００２９】
ここで、直線状の配線が基板上に配置された検査対象物の場合、外観が類似する領域が生じやすい。例えば、図示の良品画像２０２において、領域Ａ１の画像と領域Ａ２の画像とは、横方向の配線と、縦方向の配線とがＴ字状に接続された画像である点で共通しており、外観が類似している。そして、外観が類似している領域では、誤った位置合せが行われる可能性がある。つまり、領域Ａ１に対応する検査画像は、撮像時期の違い等によって、良品画像２０２の領域Ａ１の画像とは完全には一致せず、検査画像と良品画像とでエッジ特徴量に差異が生じる。その結果、領域Ａ１に対応する検査画像であっても、良品画像２０２の領域Ａ２の画像とのエッジ特徴量の差異の方が、領域Ａ１の画像との差異よりも小さくなり、誤って領域Ａ２に位置合せしてしまうことが生じ得る。
【００３０】
そこで、欠陥検査装置１では、アライメント重要領域を設定することによって、誤った位置合せが行われる確率を低減し、位置合せの精度を向上させている。図２の（ｂ）は、同図（ａ）の領域Ａ１に対応する部位（検査対象物の部位）を撮像した検査画像と、該検査画像から生成したエッジ画像の例とを示している。また、図２の（ｃ）は、同図（ａ）の領域Ａ２に対応する部位（検査対象物の部位）を撮像した検査画像と、該検査画像から生成したエッジ画像の例と、該エッジ画像上におけるアライメント重要領域の例を示している。
【００３１】
同図の（ｂ）（ｃ）に示すように、欠陥検査装置１は、撮像された検査画像からエッジ部分を抽出したエッジ画像を生成する。そして、このエッジ画像と良品画像２０２のエッジ画像とのそれぞれについてエッジ特徴量を算出し、画像全体としてエッジ特徴量の差が最小となる画像変換を決定する。
【００３２】
このとき、同図の（ｃ）に示すアライメント重要領域に含まれる画素については、エッジ特徴量の差に重み付けを行う。例えば、アライメント重要領域に含まれる画素におけるエッジ特徴量の差を２０倍にし、アライメント重要領域外の画素におけるエッジ特徴量の差には重み付けしない（１倍とする）ようにしてもよい。
【００３３】
これにより、画像全体でエッジ特徴量の差が小さくなる画像変換を探索した場合に、アライメント重要領域内におけるエッジ特徴量の差が特に小さくなる画像変換が決定される。したがって、類似領域に位置合せする可能性を低減して、位置合せの精度を高めることができる。
【００３４】
なお、アライメント重要領域は、類似の領域との識別を可能にするエッジ形状を含む領域であればよく、例えば人が良品画像２０２を目視して類似の領域を検出し、検出した領域を識別可能にしている部分をアライメント重要領域としてもよい。また、例えば、配線の形状が変化している箇所を自動で検出し、検出した箇所をアライメント重要領域としてもよい。さらに、過去の検査において誤ったアライメントが行われた領域を記憶しておき、この領域内における、類似の領域との識別を可能にするエッジ形状を含む箇所をアライメント重要領域として設定してもよい。
【００３５】
〔重要領域設定情報の例〕
続いて、重要領域設定情報２０６の具体例を図３に基づいて説明する。図３は、良品画像２０２上におけるアライメント重要領域を示す重要領域設定情報２０６の例を示す図である。このように、重要領域設定情報２０６は、良品画像２０２にアライメント重要領域を示す情報（この例では破線の枠）を追加したものであってもよい。このような重要領域設定情報２０６を参照することによって、アライメント重要領域内の画素におけるエッジ特徴量の差分に重み付けをすることができる。
【００３６】
なお、重要領域設定情報２０６は、アライメント重要領域を特定できるものであればよく、例えばアライメント重要領域を座標で示すものであってもよいし、良品画像２０２とは別の画像でアライメント重要領域を示すものであってもよい。
【００３７】
〔欠陥検出・分類処理の流れ〕
次に、欠陥検査装置１が実行する欠陥検出・分類処理の流れを図４に基づいて説明する。図４は、欠陥検出・分類処理の一例を示すフローチャートである。なお、この欠陥検出・分類処理は、本発明に係る位置合せ方法を含む。
【００３８】
まず、制御部１１に対して入力部１０を介して必要なデータが入力され、制御部１１では入力されたデータに基づいて初期化が行われる（Ｓ１）。具体的には、入力部１０は、検査対象物を特定するためのＩＤ（例えば検査対象物が機器の部品である場合、該機器を特定する機種ＩＤ等）と共に、該検査対象物を撮像した検査画像（第２画像）の入力を受け付ける。そして、エッジ画像生成部１０１は、上記ＩＤに対応する良品画像（第１画像）２０２を記憶部１３から読み出し、画像変換決定部１０３は、上記ＩＤに対応する重要領域設定情報２０６を記憶部１３から読み出す。また、欠陥抽出部１０５は、上記ＩＤに対応する配線情報２０３と欠陥判定モデル２０５とを記憶部１３から読み出し、欠陥分類部１０６は、上記ＩＤに対応する配線情報２０３と欠陥分類モデル２０４とを記憶部１３から読み出す。
【００３９】
次に、エッジ画像生成部１０１は、エッジ画像の生成を行う（Ｓ２）。具体的には、エッジ画像生成部１０１は、記憶部１３から読み出した良品画像２０２のエッジ画像と、Ｓ１で入力された検査画像のエッジ画像とを生成する。そして、エッジ画像生成部１０１は、生成した各エッジ画像を特徴量算出部１０２に出力する。
【００４０】
続いて、特徴量算出部１０２は、エッジ画像生成部１０１から受信した各エッジ画像のエッジ特徴量をそれぞれ算出し（Ｓ３）、算出したエッジ特徴量を画像変換決定部１０３に出力する。
【００４１】
次に、画像変換決定部１０３は、重要領域設定情報２０６を参照して良品画像２０２のエッジ画像におけるアライメント重要領域を特定する。そして、該アライメント重要領域に重み付けした状態で、エッジ特徴量の差分が画像全体として最小となる画像変換を決定し（Ｓ４、画像変換決定ステップ）、決定した画像変換を位置合せ部１０４に通知する。
【００４２】
続いて、位置合せ部１０４は、画像変換決定部１０３から通知された画像変換を検査画像に施し（Ｓ５、位置合せステップ）、良品画像２０２に対して位置合せされた検査画像（画像変換後の検査画像）を生成する。そして、良品画像２０２と、画像変換後の検査画像とを欠陥抽出部１０５に出力する。
【００４３】
次に、欠陥抽出部１０５は、配線情報２０３と欠陥判定モデル２０５とに基づき、位置合せ部１０４から受信した、良品画像２０２と、画像変換後の検査画像とを対比して、位置合せされた検査画像における欠陥領域を抽出し（Ｓ６）、検査画像における欠陥領域がラベルされた欠陥抽出マップを生成する。そして、生成した欠陥抽出マップを欠陥分類部１０６に通知する。配線情報２０３を利用することにより、検査画像内での配線部分の色と、背景の色との違いを識別することができるので、色変化がある場合においても欠陥部位を高精度に検出することができる。
【００４４】
続いて、欠陥分類部１０６は、良品画像２０２および画像変換後の検査画像と、配線情報２０３と、欠陥分類モデル２０４とに基づき、欠陥抽出マップに含まれる各欠陥領域の欠陥を分類する（Ｓ７）。この処理においても、配線情報２０３を利用することにより、色変化がある場合においても欠陥の種類を高精度に判定することができる。そして、欠陥抽出マップと分類結果を示す情報とを出力部１２に送信して出力させ（Ｓ８）、欠陥検出・分類処理を終了する。
【００４５】
なお、図４では簡単のため、１つの検査画像に対する処理のみを示しているが、１つの検査対象物の異なる部分をそれぞれ撮像した複数の検査画像を用いる場合、各検査画像についてＳ２〜Ｓ７の処理を行うことによって、検査対象物の全体の検査を行う。なお、２枚目以降の検査画像では、１枚目の処理で生成した、良品画像２０２のエッジ画像を使用することができるので、Ｓ２では検査画像のみのエッジ画像を生成すればよい。また、Ｓ８の結果出力は、全ての検査画像についてＳ２〜Ｓ７の処理が終了したときに行えばよい。
【００４６】
〔学習処理の流れ〕
次に、欠陥検査装置１が実行する学習処理の流れを図５に基づいて説明する。図５は、学習処理の一例を示すフローチャートである。なお、この学習処理は、本発明に係る位置合せ方法を含む。
【００４７】
まず、制御部１１に対して入力部１０を介して必要なデータが入力され、制御部１１では入力されたデータに基づいて初期化が行われる（Ｓ１１）。具体的には、入力部１０は、学習対象の検査対象物を特定するためのＩＤ（例えば検査対象物が機器の部品である場合、該機器を特定する機種ＩＤ等）の入力を受け付ける。そして、エッジ画像生成部１０１は、上記ＩＤに対応する良品画像（第１画像）２０２を記憶部１３から読み出し、画像変換決定部１０３は、上記ＩＤに対応する重要領域設定情報２０６を記憶部１３から読み出す。また、学習部１０７は、上記ＩＤに対応する配線情報２０３と学習用情報２０１とを記憶部１３から読み出し、学習用情報２０１に含まれる、該検査対象物の欠陥画像（第２画像）をエッジ画像生成部１０１に出力する。なお、欠陥画像は、欠陥の種別ごとに複数出力してもよい。
【００４８】
次に、エッジ画像生成部１０１は、エッジ画像の生成を行う（Ｓ１２）。具体的には、エッジ画像生成部１０１は、記憶部１３から読み出した良品画像２０２のエッジ画像と、学習部１０７から受信した欠陥画像のエッジ画像とを生成する。そして、エッジ画像生成部１０１は、生成した各エッジ画像を特徴量算出部１０２に出力する。
【００４９】
続いて、特徴量算出部１０２は、エッジ画像生成部１０１から受信した各エッジ画像のエッジ特徴量をそれぞれ算出し（Ｓ１３）、算出したエッジ特徴量を画像変換決定部１０３に出力する。
【００５０】
次に、画像変換決定部１０３は、重要領域設定情報２０６を参照して良品画像２０２のエッジ画像におけるアライメント重要領域を特定する。そして、該アライメント重要領域に重み付けした状態で、エッジ特徴量の差分が画像全体として最小となる画像変換を決定し（Ｓ１４、画像変換決定ステップ）、決定した画像変換を位置合せ部１０４に通知する。
【００５１】
続いて、位置合せ部１０４は、画像変換決定部１０３から通知された画像変換を検査画像に施し（Ｓ１５、位置合せステップ）、良品画像２０２に対して位置合せされた欠陥画像（画像変換後の欠陥画像）を生成する。そして、良品画像２０２と、画像変換後の欠陥画像とを学習部１０７に出力する。
【００５２】
次に、学習部１０７は、配線情報２０３と学習用情報２０１とに基づき、位置合せ部１０４から受信した、良品画像２０２と画像変換後の欠陥画像とを対比して、欠陥判定モデルを生成する（Ｓ１６）と共に、欠陥分類モデルを生成する（Ｓ１７）。これにより、検査対象物に応じた最適な画像特徴量（欠陥判定のための特徴量と、欠陥の種類判定のための特徴量）と分離面（欠陥の有無を判定するための閾値と、欠陥の種類を判定するための閾値）とを構築することができる。そして、生成した各モデルを記憶部１３に記録し（Ｓ１８）、学習処理を終了する。
【００５３】
なお、図５では簡単のため、１つの欠陥画像に対する処理のみを示しているが、複数の欠陥画像を用いる場合、各欠陥画像についてＳ１２〜Ｓ１８の処理を行うことによって、複数種類の欠陥についての欠陥判定モデルおよび欠陥分類モデルを生成し、記録する。なお、２枚目以降の欠陥画像では、良品画像２０２については１枚目の処理で生成したエッジ画像を使用できるので、Ｓ１２では欠陥画像のみのエッジ画像を生成すればよい。
【００５４】
〔変形例〕
上記実施形態では、本発明に係る位置合せ装置を欠陥検査装置１に適用した例を示したが、本発明に係る位置合せ装置は、欠陥の学習、検出、および分類を行わないものであってもよい。この場合、本発明に係る位置合せ装置によって位置合せした画像を欠陥検出装置（位置合せされた画像から欠陥を検出する処理を行う装置）に出力し、該欠陥検出装置にて欠陥の検出を行わせればよい。同様に、位置合せした画像を学習装置（位置合せされた画像から欠陥検出や分類のための学習処理を行う装置）に出力し、該学習装置にて欠陥の学習を行わせればよい。
【００５５】
〔ソフトウェアによる実現例〕
欠陥検査装置１の制御ブロック（特に制御部１１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００５６】
後者の場合、欠陥検査装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００５７】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る位置合せ装置（欠陥検査装置１）は、検査対象物の画像である第１画像（良品画像２０２）と、該検査対象物の画像であり第１画像と比較対象となる第２画像（検査画像、欠陥画像）とについて、エッジ部分の特徴を示すエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定して位置合わせする位置合せ装置であって、上記第１画像において予め定められた領域であり、該第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域（アライメント重要領域）における、上記エッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って上記画像変換を決定する画像変換決定手段（画像変換決定部１０３）と、上記画像変換決定手段が決定した画像変換を上記第１画像および第２画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せ手段（位置合せ部１０４）と、を備えている。
【００５８】
本発明の態様４に係る位置合せ方法は、検査対象物の画像である第１画像と、該検査対象物の画像であり第１画像と比較対象となる第２画像とについて、エッジ部分の特徴を示すエッジ特徴量の差が画像全体として小さくなる画像変換を決定して位置合わせする位置合せ装置による位置合せ方法であって、上記第１画像において予め定められた領域であり、該第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域における、上記エッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って上記画像変換を決定する画像変換決定ステップ（Ｓ４、Ｓ１４）と、上記画像変換決定ステップにて決定した画像変換を上記第１画像および第２画像の何れかまたは両方に施すことによって、位置合わせされた画像を生成する位置合せステップ（Ｓ５、Ｓ１５）と、を含む。
【００５９】
上記の構成によれば、第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を含む重要領域におけるエッジ特徴量の差分の寄与を該重要領域外よりも大きくする重み付けを行って画像変換を決定する。これにより、重要領域内のエッジ特徴量の差分が特に小さくなる画像変換が決定される。つまり、類似の領域との識別を可能にするエッジ部分について、一致している度合いが高くなる（エッジ特徴量の差が小さくなる）画像変換が決定される。よって、類似する領域について誤った位置合せを行うことを防ぐことができる。
【００６０】
そして、上記の構成によれば、上記のようにして決定した画像変換を用いて位置合せを行うので、正しい位置への位置合せを行うことが可能になる。特に、検査対象物の画像が、主に線分の組み合わせからなる画像であっても、高精度な位置合せを行うことが可能である。
【００６１】
また、本発明の態様２に係る位置合せ装置では、上記態様１において、上記第１画像は、欠陥のない検査対象物の画像であり、上記第２画像は欠陥検査の対象となる検査対象物の画像であり、上記重要領域を示す重要領域設定情報を格納する記憶部を備え、上記画像変換決定手段は、上記記憶部に格納されている上記重要領域設定情報を参照して重み付けを行うものであってもよい。
【００６２】
上記の構成によれば、第１画像中における類似の領域との識別を可能にするエッジ部分を予め特定して記憶部に格納することにより、誤った位置合せを防ぎ、検査対象物の欠陥検査を高精度に行うことのできる画像（位置合せ後の画像）を生成することができる。
【００６３】
また、本発明の態様３に係る欠陥検査装置は、上記位置合せ装置が生成した、位置合せされた画像を用いて、上記検査対象物の欠陥を検出する。したがって、誤った位置合せに基づく欠陥の見落としや、誤検出の確率を低減し、高精度な欠陥検出を行うことができる。
【００６４】
そして、本発明の各態様に係る位置合せ装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記位置合せ装置が備える各手段として動作させることにより上記位置合せ装置をコンピュータにて実現させる位置合せ装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【００６５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、工業製品の欠陥検査等に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  欠陥検査装置（位置合せ装置）
１３  記憶部
１０３  画像変換決定部（画像変換決定手段）
１０４  位置合せ部（位置合せ手段）
２０２  良品画像（第１画像）
２０６  重要領域設定情報
【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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