(57)【要約】【課題】エッジ測定ビデオツールパラメータ設定ユーザインタフェースを提供する。【解決手段】エッジ位置特定ビデオツールのパラメータを設定するユーザインタフェースが提供される。ユーザインタフェースは、ユーザが単一のパラメータ組み合わせインジケータを調整して、一度に複数のエッジ検出パラメータを調整することができる多次元パラメータ空間表現を含む。１つ又は複数のエッジ要素表現ウィンドウを提供することができ、これらのウィンドウは、エッジ検出パラメータの現在の配置により検出可能なエッジ要素を示す。【選択図】図２
2014093785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンビジョン検査システムユーザインタフェースにおいてエッジ位置特定パラメータを定義する方法であって、
エッジ位置特定ビデオツールの関心領域（ＲＯＩ）の複数のエッジ検出パラメータを定義すること、
前記複数のエッジ検出パラメータの可能な組み合わせの多次元パラメータ空間表現を表示すること、
位置に基づいて前記複数のエッジ検出パラメータのうちの少なくとも２つの組み合わせを示す、前記多次元パラメータ空間表現内に配置されたパラメータ組み合わせインジケータを表示すること、及び
前記エッジ位置特定ビデオツールの前記ＲＯＩに配置されたエッジ要素を表す少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウを表示することであって、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、ユーザにより変更された前記パラメータ組み合わせインジケータの前記配置に応答し、それにより、前記パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるエッジ検出パラメータの前記組み合わせにより検出可能なエッジ要素を、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウにおいて自動的に更新表示すること、
を含む、方法。
【請求項２】
前記多次元パラメータ空間表現は二次元格子を含み、各次元は、前記複数のエッジ検出パラメータのうちの１つに対応値を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記エッジ位置特定ビデオツールの前記関心領域の走査線輝度の表現を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記エッジ位置特定ビデオツールの前記関心領域の走査線輝度勾配の表現を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記マシンビジョン検査システムの視野の画像と、前記視野の前記画像に重ねられる前記パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるパラメータの組み合わせにより検出可能な前記エッジ要素の表現と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記パラメータ組み合わせインジケータの前記現在の配置により示されるパラメータの前記組み合わせにより検出可能な前記エッジ要素の前記表現は、前記視野の前記画像に重ねられた、前記ＲＯＩにわたる複数の走査線に対応する複数の検出可能エッジ点を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２のエッジ要素表現ウィンドウをさらに含み、前記第２のエッジ要素表現ウィンドウは、前記エッジ位置特定ビデオツールの前記関心領域の走査線輝度及び走査線輝度勾配のうちの少なくとも一方の表現を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウ及び前記多次元パラメータ空間表現は、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウでの調整又は選択が、前記多次元パラメータ空間表現での対応する表示になるように同期される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウでの調整又は選択は、閾値レベルの調整又は選択を含み、前記多次元パラメータ空間表現での対応する表示は、前記調整又は選択された閾値レベルに対応する位置への前記パラメータ組み合わせインジケータの移動を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ユーザインタフェースの前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウ及び検出可能なエッジ番号選択要素は、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウでの検出可能なエッジ選択が、前記エッジ位置特定ビデオツールの走査線方向に沿った前記検出可能なエッジの数の対応する選択に繋がるように同期する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
エッジパラメータを定義するシステムであって、
プログラム命令を記憶するメモリと、
前記プログラム命令を実行して、動作を実行するように構成されたプロセッサと、
を含み、前記動作は、
エッジ位置特定ビデオツールの関心領域（ＲＯＩ）の複数のエッジ検出パラメータを決定すること、
前記複数のエッジ検出パラメータの可能な組み合わせの多次元パラメータ空間表現を表示すること、
位置に基づいて前記複数のエッジ検出パラメータのうちの少なくとも２つの組み合わせを示す、前記多次元パラメータ空間表現内に配置されたパラメータ組み合わせインジケータを表示すること、及び
前記エッジ位置特定ビデオツールの前記ＲＯＩに配置されたエッジ要素を表す少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウを表示することであって、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、ユーザにより変更された前記パラメータ組み合わせインジケータの前記構成に応答し、それにより、前記パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるエッジ検出パラメータの前記組み合わせにより検出可能なエッジ要素を、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウにおいて自動的に更新表示すること、
を含む、システム。
【請求項１２】
前記多次元パラメータ空間表現は二次元格子を含み、各次元は、前記複数のエッジ検出パラメータのうちの１つに対応する値を示す、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記エッジ位置特定ビデオツールの前記関心領域の走査線輝度又は走査線輝度勾配のうちの少なくとも一方の表現を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記マシンビジョン検査システムの視野の画像と、前記視野の前記画像に重ねられる前記パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるパラメータの組み合わせにより検出可能な前記エッジ要素の表現と、を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、プロセッサにより実行可能であり、動作を実行し、前記動作は、
エッジ位置特定ビデオツールの関心領域（ＲＯＩ）の複数のエッジ検出パラメータを決定すること、
前記複数のエッジ検出パラメータの可能な組み合わせの多次元パラメータ空間表現を表示すること、
位置に基づいて前記複数のエッジ検出パラメータのうちの少なくとも２つの組み合わせを示す、前記多次元パラメータ空間表現内に配置されたパラメータ組み合わせインジケータを表示すること、及び
前記エッジ位置特定ビデオツールの前記ＲＯＩに配置されたエッジ要素を表す少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウを表示することであって、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、ユーザにより変更された前記パラメータ組み合わせインジケータの前記構成に応答し、それにより、前記パラメータ組み合わせインジケータの現在の構成により示されるエッジ検出パラメータの前記組み合わせにより検出可能なエッジ要素を、前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウにおいて自動的に更新表示すること、
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１６】
前記多次元パラメータ空間表現は二次元格子を含み、各次元は、前記複数のエッジ検出パラメータのうちの１つに対応する可能な値を示す、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記エッジ位置特定ビデオツールの前記関心領域の走査線輝度又は走査線輝度勾配のうちの少なくとも一方の表現を含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、前記マシンビジョン検査システムの視野の画像と、前記視野の前記画像に重ねられる前記パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるパラメータの組み合わせにより検出される前記エッジ要素の表現と、を含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジ測定ビデオツールパラメータ設定ユーザインタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
精密なマシンビジョン検査システム（又は略して「ビジョンシステム」）は、被検査物体の精密な寸法測定を取得し、様々な他の物体要素を検査するために利用することができる。そのようなシステムは、コンピュータと、カメラ及び光学系と、複数の方向に移動可能であり、カメラが検査中のワークピースの要素を走査できるようにする精密ステージとを含み得る。市販されている例示的な１つの従来技術によるシステムは、イリノイ州オーロラに所在のMitutoyo America Corporation (MAC)から入手可能なQUICK VISION（登録商標）シリーズのＰＣに基づくビジョンシステム及びQVPAK（登録商標）ソフトウェアである。QUICK VISION（登録商標）シリーズのビジョンシステム及びQVPAK（登録商標）ソフトウェアの機能及び動作は一般に、例えば、２００３年１月に公開されたQVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine User's Guide及び１９９６年９月に公開されたQVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guideに説明されている。この製品は、例えば、QV-302 Proモデルで例示されるように、顕微鏡型光学系を使用して、ワークピースの画像を様々な倍率で提供し、必要に応じてステージを動かして、任意の単一のビデオ画像の限界を超えてワークピース表面を横切ることが可能である。単一のビデオ画像は通常、そのようなシステムの所望の倍率、測定分解能、及び物理的サイズ制限を考えると、観測中又は検査中のワークピースの一部のみしか包含しない。
【０００３】
マシンビジョン検査システムは一般に、自動ビデオ検査を利用する。米国特許第６，５４２，１８０号（‘１８０号特許）では、そのような自動ビデオ検査の様々な態様が教示されている。‘１８０号特許において教示されるように、自動ビデオ検査計測機器は一般に、プログラミング機能を有し、プログラミング機能により、自動検査イベントシーケンスをユーザが特定の各ワークピース構成に関して定義することができる。これは、例えば、テキストベースのプログラミングにより、又はグラフィカルユーザインタフェースを用いてユーザが実行する検査動作シーケンスに対応するマシン制御命令シーケンスを記憶することで、検査イベントシーケンスを徐々に「学習」する記録モードを通して、又は両方法の組み合わせを通して実施することができる。そのような記録モードは多くの場合、「学習モード」、「トレーニングモード」、又は「記録モード」と呼ばれる。検査イベントシーケンスが「学習モード」で定義されると、そのようなシーケンスを使用して、「実行モード」中にワークピースの画像を自動的に取得する（且つさらに解析又は検査する）ことができる。
【０００４】
特定の検査イベントシーケンスを含むマシン制御命令（すなわち、各画像をいかに取得し、各取得画像をいかに解析／検査するか）は一般に、特定のワークピース構成に固有の「パートプログラム」又は「ワークピースプログラム」に記憶される。例えば、パートプログラムは、ワークピースに対してカメラを位置決めする方法、照明レベル、倍率レベル等の各画像を取得する方法を定義する。さらに、パートプログラムは、例えば、エッジ／境界検出ビデオツール等の１つ又は複数のビデオツールを使用することにより、取得画像を解析／検査する方法を定義する。
【０００５】
ビデオツール（又は略して「ツール」）及び他のグラフィカルユーザインタフェース機能は、手動で使用して、手動での検査及び／又はマシン制御動作を達成し得る（「手動モード」で）。そのセットアップパラメータ及び動作も、学習モード中に記録して、自動検査プログラム又は「パートプログラム」を作成することができる。ビデオツールは、例えば、エッジ／境界検出ツール、オートフォーカスツール、形状又はパターン照合ツール、寸法測定ツール等を含み得る。
【０００６】
ワークピース画像のエッジ要素の位置を特定する様々な方法が知られている。例えば、輝度勾配演算子を、エッジ要素を含む画像に適用して、その位置を特定する様々なアルゴリズム、例えば、キャニーエッジ検出器又は微分エッジ検出器が知られている。そのようなエッジ検出アルゴリズムは、マシンビジョン検査システムに含むことができ、マシンビジョン検査システムは、入念に構成された照明及び／又は特殊画像処理技法も使用して、輝度勾配を強め、又は他の様式でエッジ位置特定正確性及び再現性を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，５４２，１８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
いくつかのマシンビジョンシステム（例えば、上述したQVPAK（登録商標）を利用するもの）は、エッジ検出アルゴリズムに対して調整可能なパラメータを有するエッジ位置特定ビデオツールを提供する。特定の実施態様では、まず、学習モード動作中に代表的なワークピースのエッジに対してパラメータを決定し、次に、実行モード動作中に利用して、同様のワークピースの対応するエッジを見つけ得る。望ましいエッジ検出パラメータが、学習モード中に自動的に決定することが難しいか、又は不可能な場合、ユーザは、パラメータの手動調整を選び得る。しかし、特定のエッジ検出パラメータ（例えば、本明細書において概説するＴＨ、ＴＨＲ、及びＴＨＳ等の閾値）は、大半のユーザ（例えば、比較的熟練度の低いユーザ）には理解が困難であると考えられ、それらの調整が特定のエッジ検出動作にどのように影響するかは、特にパラメータの組み合わせの場合、イメージすることが難しいと考えられる。パラメータの調整は、汎用マシンビジョン検査システムをプログラミングし使用する場合に直面する部分毎のワークピース材料の様々なエッジ状況及びワークピース材料のばらつきによりさらに複雑になり得る。比較的熟練度の低いユーザがエッジ位置特定ビデオツールのパラメータを調整し、それらを使用して、様々なタイプのエッジを確実に検査することができる改良された方法及びシステムが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
詳細な説明
マシンビジョン検査システムユーザインタフェースにおいてエッジ位置特定パラメータを定義する方法が提供される。一実施形態では、エッジ位置特定ビデオツールの関心領域（ＲＯＩ）の複数のエッジ検出パラメータが定義される。多次元パラメータ空間表現が表示され、多次元パラメータ空間表現は、複数のエッジ検出パラメータの可能な組み合わせを示す。一実施態様では、多次元パラメータ空間表現は二次元格子であり、各次元が、エッジ検出パラメータの１つに対応する可能な値を示す。多次元パラメータ空間表現内にパラメータ組み合わせインジケータ（例えば、ユーザインタフェースにおいて選択及びドラッグすることができるパラメータ組み合わせマーカを含む）が配置され、多次元パラメータ空間表現内での該インジケータの位置によりエッジ検出パラメータの組み合わせが示される。エッジ位置特定ビデオツールのＲＯＩ内に配置されたエッジ要素を表す１つ又は複数のエッジ要素表現ウィンドウが表示される。一実施形態では、パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるエッジ検出パラメータの組み合わせにより検出可能なエッジ要素は、１つ又は複数のエッジ要素表現ウィンドウにおいて自動的に更新される。本明細書において使用されるウィンドウという用語が、従来既知のタイプのユーザインタフェースウィンドウを含むとともに、より一般的に、全体表示エリアよりも小さく作られた表示要素を含み得、及び／又は時によって隠し得（例えば、ユーザによりサイズ変更され、及び／又は配置換えされ、及び／又は隠される）、特定のクラスの情報及び／又は特定のクラスの情報に関連するメニュー又は選択にフォーカスし得る等の１つ又は複数のユーザインタフェース機能を含み得るユーザインタフェースの非従来的な要素も指すことを理解されたい。したがって、本明細書において示される特定の形態のウィンドウは単なる例示であり、限定ではない。例えば、いくつかの実施形態では、「ウィンドウ」は、明確に画定された制限境界等を有さないこともあり、ハイパーリンクのような挙動を有し得、別個及び／又は隔離された表示要素に出現し得る等である。
【００１０】
エッジ要素表現ウィンドウは、エッジ位置特定ビデオツールの関心領域の走査線輝度及び／又は走査線輝度勾配の表現を含み得る。別のエッジ要素表現ウィンドウは、マシンビジョン検査システムの視野の画像を含み得る。パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるパラメータの組み合わせにより検出可能なエッジ要素のうちの１つ又は複数の表現を、走査線輝度、及び／又は走査線輝度勾配、及び／又は視野画像の表現に重ね得る。
【００１１】
エッジ要素表現ウィンドウ及び多次元パラメータ空間表現は、エッジ要素表現ウィンドウの１つでのパラメータ調整又は選択が、多次元パラメータ空間表現内のパラメータインジケータ（例えば、その位置）の対応する調整又は選択に繋がるように同期し得る。エッジ要素表現ウィンドウ内の調整又は選択は、閾値レベルの調整又は選択を含み得、多次元パラメータ空間表現内の対応する表示は、選択された閾値レベルに対応する位置にパラメータ組み合わせインジケータの移動を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】汎用精密マシンビジョン検査システムの様々な典型的構成要素を示す図である。
【図２】図１のシステムと同様であり、本明細書に記載の機能を含むマシンビジョン検査システムの制御システム部及びビジョン構成要素部のブロック図である。
【図３】多次元パラメータ空間表現と、エッジ要素表現を含むウィンドウとを含むユーザインタフェース表示の第１の実施形態の様々な機能を示す図である。
【図４】多次元パラメータ空間表現と、エッジ要素表現を含むウィンドウと含むユーザインタフェース表示の第１の実施形態の様々な機能を示す図である。
【図５】多次元パラメータ空間表現と、エッジ要素表現を含む少なくとも１つのウィンドウとを表示するルーチンの例示的な一実施形態を示す流れ図である。
【図６】多次元パラメータ空間表現と、エッジ要素表現及び重ねられた検出エッジ点を含むビデオウィンドウとを含むユーザインタフェース表示の第２の実施形態の様々な機能を示す図である。
【図７】多次元パラメータ空間表現と、エッジ要素表現及び重ねられた検出エッジ点を含むビデオウィンドウとを含むユーザインタフェース表示の第２の実施形態の様々な機能を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の様々な実施形態について以下において説明する。以下の説明は、完全な理解及びこれらの実施形態の実施説明の具体的な詳細を提供する。しかし、本発明をこれらの詳細の多くなしで実施し得ることを当業者は理解するだろう。さらに、様々な実施形態の関連する説明を不必要に曖昧にしないように、周知の構造又は機能によっては、詳細に示されず、又は説明されないものもある。以下に提示される説明に使用される用語は、本発明の特定の具体的な実施形態の詳細な説明と併せて使用されている場合であっても、最も広義で妥当に解釈されることが意図される。
【００１４】
図１は、本明細書に記載される方法により使用可能な例示的な１つのマシンビジョン検査システム１０のブロック図である。マシンビジョン検査システム１０は画像測定機１２を含み、画像測定機１２は、制御コンピュータシステム１４とデータ及び制御信号を交換するように動作可能に接続される。制御コンピュータシステム１４は、モニタ又はディスプレイ１６、プリンタ１８、ジョイスティック２２、キーボード２４、及びマウス２６とデータ及び制御信号を交換するようにさらに動作可能に接続される。モニタ又はディスプレイ１６は、マシンビジョン検査システム１０の動作の制御及び／又はプログラムに適したユーザインタフェースを表示し得る。様々な実施形態では、タッチスクリーンタブレット等が、コンピュータシステム１４、ディスプレイ１６、ジョイスティック２２、キーボード２４、及びマウス２６のうちの任意又は全ての機能に取って代わってもよく、及び／又は重複してそれらを提供してもよいことが理解されるだろう。
【００１５】
制御コンピュータシステム１４が一般に、任意の計算システム又は装置で構成し得ることを当業者は理解するだろう。相応しい計算システム又は装置は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記したうちの任意を含む分散計算環境等を含み得る。そのような計算システム又は装置は、本明細書に記載の機能を実行するソフトウェアを実行する１つ又は複数のプロセッサを含み得る。プロセッサは、プログラマブル汎用又は専用マイクロプロセッサ、プログラマブルコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理装置（ＰＬＤ）等、又はそのような装置の組み合わせを含む。ソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ等、又はそのような構成要素の組み合わせ等のメモリに記憶し得る。ソフトウェアは、磁気若しくは光学に基づくディスク、フラッシュメモリ装置、又はデータを記憶する他の種類の不揮発性記憶媒体等の１つ又は複数の記憶装置にも記憶し得る。ソフトウェアは、１つ又は複数のプログラムモジュールを含み得、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、又は特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造等を含む。分散計算環境では、プログラムモジュールの機能は、結合してもよく、又は複数の計算システム若しくは装置にわたって分散してもよく、有線又は無線の構成でサービスコールを介してアクセスし得る。
【００１６】
画像測定機１２は、可動式ワークピースステージ３２と、光学撮像システム３４とを含み、光学撮像システム３４はズームレンズ又は交換式レンズを含み得る。ズームレンズ又は交換式レンズは一般に、光学撮像システム３４により提供される画像に様々な倍率を提供する。マシンビジョン検査システム１０は一般に、上述したQUICK VISION（登録商標）シリーズのビジョンシステム及びQVPAK（登録商標）ソフトウェア並びに同様の先端技術の市販されている精密マシンビジョン検査システムに類似する。マシンビジョン検査システム１０は、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第７，４５４，０５３号明細書、同第７，３２４，６８２号明細書、同第８，１１１，９０５号明細書、同第８，１１１，９３８号明細書にも記載されている。
【００１７】
図２は、図１のマシンビジョン検査システムと同様であり、本明細書に記載される機能を含むマシンビジョン検査システム１００の制御システム部１２０と、ビジョン構成要素部２００とのブロック図である。より詳細に後述するように、制御システム部１２０は、ビジョン構成要素部２００の制御に利用される。ビジョン構成要素部２００は、光学アセンブリ部２０５と、光源２２０、２３０、及び２４０と、中央透明部２１２を有するワークピースステージ２１０とを含む。ワークピースステージ２１０は、ワークピース２０を位置決めし得るステージ表面に略平行する平面内にあるＸ軸及びＹ軸に沿って制御可能に移動可能である。光学アセンブリ部２０５は、カメラ系２６０と、交換式対物レンズ２５０とを含み、レンズ２８６及び２８８を有するターレットレンズアセンブリ２８０を含み得る。ターレットレンズアセンブリに対する代替として、固定レンズ、又は手動で交換可能な倍率変更レンズ、又はズームレンズ構成等を含み得る。
【００１８】
光学アセンブリ部２０５は、制御可能なモータ２９４を使用することにより、Ｘ軸及びＹ軸に略直交するＺ軸に沿って制御可能に移動可能であり、制御可能なモータ２９４はアクチュエータを駆動して、光学アセンブリ部２０５をＺ軸に沿って移動させて、ワークピース２０の画像の焦点を変更する。制御可能なモータ２９４は、信号線２９６を介して入出力インタフェース１３０に接続される。
【００１９】
マシンビジョン検査システム１００を使用して撮像すべきワークピース２０又は複数のワークピース２０を保持したトレイ若しくは固定具は、ワークピースステージ２１０に配置される。ワークピースステージ２１０は、光学アセンブリ部２０５と相対移動するように制御し得、それにより、交換式対物レンズ２５０は、ワークピース２０上の位置間及び／又は複数のワークピース２０間で移動する。透過照明光源２２０、落射照明光源２３０、及び斜め照明光源２４０（例えば、リング光源）のうちの１つ又は複数は、光源光２２２、２３２、又は２４２のそれぞれを発して、１つ又は複数のワークピース２０を照明する。光源２３０は、ミラー２９０を含む経路に沿って光２３２を発し得る。光源光はワークピース光２５５として反射又は透過し、撮像に使用されるワークピース光は、交換式対物レンズ２５０及びターレットレンズアセンブリ２８０を通過し、カメラ系２６０に集められる。カメラ系２６０により捕捉されたワークピース２０の画像は、信号線２６２上で制御システム部１２０に出力される。光源２２０、２３０、及び２４０は、信号線又はバス２２１、２３１、及び２４１のそれぞれを通して制御システム部１２０に接続し得る。画像の倍率を変更するには、制御システム部１２０は、信号線又はバス２８１を通して、軸２８４に沿ってターレットレンズアセンブリ２８０を回転させて、ターレットレンズを選択し得る。
【００２０】
図２に示されるように、様々な例示的な実施形態では、制御システム部１２０は、コントローラ１２５と、入出力インタフェース１３０と、メモリ１４０と、ワークピースプログラム生成・実行器１７０と、電源部１９０と、を含む。これらの構成要素のそれぞれ並びに後述する追加の構成要素は、１つ若しくは複数のデータ／制御バス及び／又はアプリケーションプログラミングインタフェースにより、或いは様々な要素間の直接接続により相互接続し得る。
【００２１】
入出力インタフェース１３０は、撮像制御インタフェース１３１と、運動制御インタフェース１３２と、照明制御インタフェース１３３と、レンズ制御インタフェース１３４とを含む。運動制御インタフェース１３２は、位置制御要素１３２ａと、速度／加速度制御要素１３２ｂとを含み得るが、そのような要素は統合され、及び／又は、区別不可能であってもよい。照明制御インタフェース１３３は、照明制御要素１３３ａ〜１３３ｎ、及び１３３ｆｌを含み、これらの要素は、例えば、マシンビジョン検査システム１００の様々な対応する光源の選択、電力、オン／オフ切り替え、及び該当する場合にはストローブパルスタイミングを制御する。
【００２２】
メモリ１４０は、画像ファイルメモリ部１４１と、エッジ検出メモリ部１４０ｅｄと、１つ又は複数のパートプログラム等を含み得るワークピースプログラムメモリ部１４２と、ビデオツール部１４３と、を含む。ビデオツール部１４３は、ビデオツール部１４３ａ及び対応する各ビデオツールのＧＵＩ、画像処理動作等を決定する他のビデオツール部（例えば、１４３ｎ）と、ビデオツール部１４３に含まれる様々なビデオツールで動作可能な様々なＲＯＩを画定する自動、半自動、及び／又は手動動作をサポートする関心領域（ＲＯＩ）生成器１４３ｒｏｉと、を含む。
【００２３】
本開示の文脈の中で、且つ当業者には既知のように、ビデオツールという用語は一般に、ビデオツールに含まれるステップ毎の動作シーケンスを作成せずに、又は汎用テキストベースのプログラミング言語等を用いずに、マシンビジョンユーザが比較的単純なユーザインタフェース（例えば、グラフィカルユーザインタフェース、編集可能パラメータウィンドウ、メニュー等）を通して実施することができる、自動又はプログラムされた動作の比較的複雑なセットを指す。例えば、ビデオツールは、動作及び計算を管理する少数の変数又はパラメータを調整することにより、特定のインスタンスで適用されカスタマイズされる画像処理動作及び計算の複雑な事前プログラムされたセットを含み得る。基本的な動作及び計算に加えて、ビデオツールは、ユーザがビデオツールの特定のインスタンスに対してパラメータを調整することができるユーザインタフェースを含む。例えば、多くのマシンビジョンビデオツールでは、ユーザは、マウスを使用して、単純な「ハンドルドラッグ」動作を通してグラフィカル関心領域（ＲＯＩ）インジケータを構成して、ビデオツールの特定のインスタンスの画像処理動作で解析すべき画像のサブセットの位置パラメータを定義することができる。可視のユーザインタフェース機能がビデオツールと呼ばれることもあり、基本的な動作が暗黙的に含まれることに留意されたい。
【００２４】
多くのビデオツールと共通して、本開示のエッジ位置特定及びパラメータ設定の主題は、ユーザインタフェース機能及び基本的な画像処理動作等の両方を含み、関連する機能は、ビデオツール部１４３に含まれるエッジ位置特定ツール１４３ｅｌ及び対応するパラメータ設定部１４３ｐｓの機能として特徴付け得る。エッジ位置特定ツール１４３ｅｌは、エッジ位置を特定するアルゴリズムを利用し得る。このアルゴリズムはエッジ検出パラメータにより管理されてよく、エッジ検出パラメータは、場合によっては、学習モード中に自動的に決定されプログラムされてよく、及び／又はユーザにより手動で調整されてもよい（例えば、より詳細に後述するＴＨ、ＴＨＲ、及びＴＨＳ等の閾値）。
【００２５】
一実施態様では、ユーザが、上で概説したエッジ検出ビデオツールパラメータを手動で設定することができるように、パラメータ設定部１４３ｐｓは、多次元パラメータ空間表現（例えば、ＴＨを一方の軸に有し、ＴＨＳを他方の軸に有す得る二次元格子）を提供する。ユーザがパラメータ空間表現内で動かして、所望のパラメータ組み合わせ（例えば、ＴＨ及びＴＨＳの）を調整又は選択することができるパラメータマーカー又はインジケータ（例えば、カーソル）が提供される。１つ又は複数のエッジ要素表現ウィンドウ（例えば、マシンビジョンシステムの走査線輝度、及び／又は走査線輝度勾配、及び／又は視野画像を示す）が提供され、これらは、詳細に後述するように、現在の設定（インジケータの配置）に従って検出可能なパラメータ及び／又はエッジ要素への変化を示す。
【００２６】
透過照明光源２２０、落射照明光源２３０及び２３０’、並びに斜め照明光源２４０の信号線又はバス２２１、２３１、及び２４１のそれぞれはすべて、入出力インタフェース１３０に接続される。カメラ系２６０からの信号線２６２及び制御可能なモータ２９４からの信号線２９６は、入出力インタフェース１３０に接続される。画像データの搬送に加えて、信号線２６２は画像取得を開始するコントローラ１２５から信号を搬送し得る。
【００２７】
１つ又は複数の表示装置１３６（例えば、図１のディスプレイ１６）及び１つ又は複数の入力装置１３８（例えば、図１のジョイスティック２２、キーボード２４、及びマウス２６）も入出力インタフェース１３０に接続することができる。表示装置１３６及び入力装置１３８を使用して、ユーザインタフェースを表示することができ、ユーザインタフェースは様々なグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）機能を含んでよく、ＧＵＩ機能は、検査動作の実行及び／又はパートプログラムの作成及び／又は変更、カメラ系２６０により捕捉された画像の表示、並びに／或いはビジョンシステム構成要素部２００の直接制御に使用することが可能である。表示装置１３６は、さらに詳細に後述するように、エッジ位置ビデオツール１４３ｅｌ及びパラメータ設定部１４３ｐｓに関連付けられたユーザインタフェース機能を表示し得る。
【００２８】
様々な例示的な実施形態では、ユーザがマシンビジョン検査システム１００を利用して、ワークピース２０のパートプログラムを作成する場合、ユーザは、マシンビジョン検査システム１００を学習モードで動作して、所望の画像取得トレーニングシーケンスを提供することにより、パートプログラム命令を生成する。例えば、トレーニングシーケンスは、視野（ＦＯＶ）内の代表的なワークピースの特定のワークピース要素の位置決め、光レベルの設定、フォーカス又はオートフォーカス、画像の取得、及び画像に適用される検査トレーニングシーケンスの提供（例えば、そのワークピース要素にビデオツールの１つのインスタンスを使用して）を含み得る。学習モードは、シーケンスが捕捉又は記録され、対応するパートプログラム命令に変換されるように動作する。これらの命令は、パートプログラムが実行される場合、マシンビジョン検査システムに、トレーニングされた画像取得及び検査動作を再現させて、パートプログラム作成時に使用された代表的なワークピースに一致する実行モードの１つ又は複数のワークピース上のその特定のワークピース要素（対応する位置にある対応する要素である）を自動的に検査させる。
【００２９】
図３及び図４は、ユーザインタフェース表示３００の第１の実施形態の様々な機能ないし特徴を示す図であり、ユーザインタフェース表示３００は、ワークピース画像を含む視野ウィンドウ３１０と、選択バー３２０及び３４０等の様々な測定及び／又は動作選択バーと、リアルタイムＸ−Ｙ−Ｚ（位置）座標ウィンドウ３３０と、照明制御ウィンドウ３５０と、エッジ検出パラメータウィンドウ３６０を含むエッジ検出ビデオツールユーザインタフェース（「ボックスツール」ユーザインタフェース）と、を含み、エッジ検出ビデオツールユーザインタフェースは、図３に示される実施形態では、ボックスツールユーザインタフェースの「高度エッジパラメータ」タブを選択することにより表示される。ボックスツールユーザインタフェースは、市販のシステムで既知の要素である関心領域インジケータ３５５、上昇／下降インジケータＲＦ、スキャン方向矢印ＳＤ、及びエッジセレクタＥＳを含め、視野ウィンドウ３１０において画像に重ねられたボックスツールＧＵＩウィジェット３５２も含む。上昇／下降インジケータＲＦは、スキャン方向矢印ＳＤと組み合わせて、検出されたエッジがスキャン方向に沿って上昇する輝度を有するか、それとも下降する輝度を有するかを定義する。エッジセレクタＥＳは、検出すべきエッジを示す（例えば、現在のツールパラメータセット）。エッジ検出パラメータウィンドウ３６０は、ＲＯＩ位置特定パラメータ／編集ボックス、スキャン方向パラメータ／編集ボックス、上昇／下降エッジ傾きパラメータ／編集ボックス、検出可能エッジ番号パラメータ／編集ボックス、及びスキャン間隔パラメータ／編集ボックスも含み得る。様々なパラメータがデフォルト値及び／又は前のユーザインタフェース動作等に基づいて自動的に決定される値を有し得ることが理解されるだろう。
【００３０】
図３及び図４に示される実施形態では、エッジ検出パラメータウィンドウ３６０は、走査線輝度ウィンドウ３６２及び走査線勾配ウィンドウ３６４のそれぞれを含むとともに、さらに後述する、複数のエッジ検出パラメータ（エッジ要素パラメータとも呼ばれる）の可能な組み合わせの多次元パラメータ空間表現３７０を含む。走査線輝度ウィンドウ３６２及び走査線勾配ウィンドウは、関心領域にわたる代表的な走査線（例えば、中央走査線又は平均走査線等）に沿ったピクセル位置での走査線輝度プロファイルＩＰ及び走査線輝度勾配プロファイルＧＰのグラフを示し、それぞれは、エッジ位置特定ビデオツール３５２の関心領域３５５内に配置されたエッジ要素のエッジ要素表現ＥＲを提供する。本明細書において使用される場合、エッジ要素表現は、エッジを示すものとしてユーザが理解し得る何らかの形態の表現である。走査線輝度ウィンドウ３６２では、エッジ要素は、走査線に沿った比較的限られた距離にわたる輝度の有意変化により表されるものと理解される。典型的な上昇エッジ及び下降エッジ要素表現ＥＲ（いくつかの事例の１つ）は、例えば、走査線輝度プロファイルＩＰ上に示される。走査線輝度勾配ウィンドウ３６４では、エッジ要素は、走査線に沿った比較的限られた距離にわたる勾配の有意変化及び／又は勾配ピーク（又は谷）により表されるものとして理解される。典型的な正及び負の勾配エッジ要素表現ＥＲ（いくつかの事例の１つ）は、例えば、走査線輝度勾配プロファイルＧＰ上に示される。当然、視野ウィンドウ３１０では、エッジ要素は、例えば、エッジ要素表現ＥＲにより示されるように、エッジ要素の画像により表されるものとして理解される。したがって、ウィンドウ３１０、３６２、３６４等の任意又はすべてをエッジ表現ウィンドウと呼び得る。走査線輝度勾配プロファイルＧＰは、この実施形態では、走査線輝度プロファイルＩＰの傾きを示すものと理解し得、したがって、一般に、各プロファイルに沿った対応する位置に、対応するエッジ要素表現を有する。
【００３１】
図３及び図４に示される実施形態では、多次元パラメータ空間表現３７０は、エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの潜在的な組み合わせを示す二次元グラフ３７２を含み、パラメータの現在の組み合わせが、パラメータ組み合わせインジケータＰＣＩの位置により示される。エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの現在の組み合わせにより検出可能なエッジ要素は、例示的な一実施形態に関して後述するように、ウィンドウ３６２及び３６４に表示され、自動的に更新される。
【００３２】
エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳは、エッジ位置特定ビデオツール３５２のエッジ検出アルゴリズムのエッジ検出パラメータである。一実施形態では、ビデオツール３５２の学習モード中、これら及び他の設定を決定し得、次に、エッジを特定する実行モード中に利用し得る。学習モード中に望ましい設定を決定することができない場合、又はビデオツール３５２により見つけられたエッジ点が満足のいくものではないと判断される場合、ユーザは、これらの設定の手動調整を選び得る。ビデオツールのいくつかの設定は、直観的であり得、容易に調整可能であり得る。しかし、他の設定（例えば、エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの）は、特に組み合わせにおいて、比較的複雑であり、調整が難しいと見なされることがある。
【００３３】
パラメータは、アルゴリズムを管理するに当たり、様々な機能を提供し得る。例えば、場合によっては、パラメータは、フェールセーフ型機能を提供し得る。すなわち、エッジにわたり最小レベルの輝度変化を必要とするパラメータは、予期しないほど低い露出（例えば、照明故障）の場合、又は他の異常な状況の場合、エッジ検出ビデオツールがエッジ位置を返さないようにし得る。本明細書において言及されるパラメータＴＨは、エッジにわたって必要とされる輝度変化の最小レベルに関連する閾値を定義する。別の場合、エッジにわたり最小レベルの輝度変化率を必要とするパラメータ（例えば、エッジの幅又は鮮鋭度を特徴付け得る勾配値）は、エッジの特定のインスタンスをさらに特徴付け得、ビデオツールの初期トレーニング／プログラミングに使用された「学習モード」エッジ形成又は照明に対するエッジの形態、照明（例えば、周囲照明変化又は方向変化）、又は画像の焦点（ぼやけた画像はエッジを広げ和らげる）の予期しない変化の場合、エッジ検出ビデオツールがエッジ位置を返さないようにし得る。本明細書において参照されるパラメータＴＨＳは、エッジにわたって必要とされる最小輝度勾配に関連する閾値を定義する。上で概説される各パラメータ、特にそれらの組み合わせを、学習モード中のエッジの「プロトタイプ」インスタンスに対応し、及び／又は特徴付けるように設定して、エッジ検出信頼度及び／又は特異性（予期される撮像条件を使用して予期されるエッジの検出）を増大させ得ることが理解されるだろう。パラメータは、特定のエッジを区別するように設定してもよく、又は予期される条件が満たされない（又は略満たされない）場合のビデオツールを「失敗」させてもよい。いくつかの実施形態では、ビデオツールは、予期される条件が厳密に再現されない限りビデオツールが「失敗」となるように、すべてのパラメータを「静的」に設定してもよい。いくつかの実施形態では、予期される照明変動及び／又は部品の仕上げ変動等により「失敗」する頻度が低いビデオツールとなるように、パラメータＴＨＲ（引用文献において言及されている）でＴＨＳとＴＨとの関係、及び／又はその関係の閾値を定義し、実際の画像の輝度（当該輝度が検査に妥当な画像を提供するとみなせる範囲内であれば）に基づいて、パラメータのうちのいくつか（例えばＴＨＳ）を「動的」に調整してもよい。
【００３４】
場合によっては、いくつものエッジがワークピース上に集まり、ビデオツール関心領域の位置及びサイズ（の調整）では対象エッジを確実に分離することができないことがある。そのような場合、検査及び測定動作中に対象エッジを他のエッジから区別するために、上で概説したパラメータ、特にパラメータの組み合わせを、対象エッジでは満たされる（予期されるワークピース間の変動を含む）が、ワークピース上の他の近傍エッジでは満たされないレベルに設定してもよい。本明細書において開示される本発明の特徴が、この後者の場合に有用なパラメータの組み合わせを設定する特定の値のものであり、一般に、改良された使用し易さ及び理解をユーザに提供することを理解されたい。
【００３５】
輝度ウィンドウ３６２は、調整可能なＴＨ線３６３と共に、エッジ検出ビデオツール３５５の走査線に沿った輝度プロファイルＩＰを示す。同様に、勾配ウィンドウ３６４は、調整可能なＴＨＳ線３６５と共に、エッジ検出ビデオツール３５５の同じ走査線に沿った勾配プロファイルＧＰを示す。ウィンドウ３６２及び３６４は、ＴＨ及びＴＨＳテキストボックス３８２及び３８４のそれぞれを編集する必要なく、ユーザがＴＨ線３６３及びＴＨＳ線３６５をグラフ的に（例えば、線をドラッグすることにより）選択し調整することができる動作を含むように構成される。このタイプの表示及び機能は、経験のあるユーザにとって、従来のテキストボックス３８２及び３８４の方法を利用した調整よりも容易且つ高速にできる。パラメータ組み合わせインジケータＰＣＩの位置並びにＴＨ及びＴＨＳテキストボックスは、そのような線調整に応答してリアルタイムで更新し得る。調整可能な線３６３及び３６５のみを利用する欠点は、１度に１つしかエッジ検出パラメータを調整することができず、経験の少ないユーザは、エッジ要素表現ウィンドウ３６２及び３６４に示される未処理の輝度プロファイルＩＰ及び勾配プロファイルＧＰの解釈の仕方を必ずしも知るわけではないことである。
【００３６】
ウィンドウ３６２及び３６４に示されるように、ＴＨ及びＴＨＳパラメータ値のエッジ区別効果のユーザ理解を上げるために、一実施形態では、ウィンドウ及びＧＵＩは、検出可能なエッジＤＥをこれらのウィンドウに示し得る（すなわち、輝度プロファイルＩＰ及び勾配プロファイルＧＰに沿った対応する検出可能なエッジ表現を示し得る）ように構成される。図３に示される場合、勾配ウィンドウ３６４では、勾配パラメータＴＨＳの閾値未満のプロファイルＧＰのセグメントは陰影が付けられる。対応するセグメントは、輝度ウィンドウ３６２においても同様に陰影が付けられる。さらに、輝度パラメータＴＨの閾値未満の輝度プロファイルの部分は、輝度ウィンドウ３６２において陰影が付けられる。したがって、現在のパラメータ組み合わせを満たす３つのエッジ表現が、強調表示され、又は図３においてＤＥ１、ＤＥ３、及びＤＥ４として記された陰影のないエリアにより、ウィンドウ３６２及び３６４において検出可能なエッジとして示される。そのような可視表示は、エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの変化が、別個に、及び組み合わせでエッジ特定にどのように影響するかを理解するに当たりユーザを支援し、アルゴリズムがどのように機能しているかのリアルタイムの表示を提供する。一実施形態では（図示せず）、同様に、検出可能なエッジインジケータを視野ウィンドウ３１０において対応するエッジに重ねることもできる。図３に示されるように、「検出可能なエッジ番号の選択」ボックスは、デフォルト値１に設定され（位置特定すべきエッジが、走査線方向に沿ったＲＯＩ内の最初に検出可能なエッジであることを意味する）、選択されるエッジＥＳは、ウィンドウ３１０内のビデオツール３５２に関して、ＤＥ１に対応するエッジに設定される。検出可能なエッジＤＥ１は、いくつかの実施形態では、ウィンドウ３６２においても同様に「選択されたエッジ」と記してもよい。
【００３７】
ウィンドウ３６２及び３６４におけるＴＨ及びＴＨＳ線３６３及び３６５の個々の調整とは対照的に、多次元パラメータ空間表現３７０では、ユーザは、閾値ＴＨ及びＴＨＳの両方を同時に調整することができる。グラフ３７２では、エッジ検出パラメータＴＨはｘ軸に沿って表され、エッジ検出パラメータＴＨＳはｙ軸に沿って表される。インジケータＰＣＩは、ユーザにより選択され、グラフ３７２上の任意の位置にドラッグし得、現在の位置が現在のＴＨ値及びＴＨＳ値を定義することになる。実験では、このユーザインタフェースの様々な機能を使用することにより、比較的熟練していないユーザであっても、上で概説した様々な機能を使用して、特定のエッジを確実に分離するパラメータの組み合わせを素早く探り、最適化することができること、又は同じくらい重要なことであるが、特別な条件なしでは（例えば、関心領域内の特定の検出可能なエッジを選択することにより）、エッジを確実には分離できないことの理解に役立つことが示された。
【００３８】
図３及び図４のユーザインタフェースの動作についての説明のための例として、図４に示されるように、グラフ３７２内のインジケータＰＣＩは新しい位置に移されている（例えば、ユーザインタフェースにおいてドラッグする）。図３及び図４の実施形態では、ウィンドウ３６２及び３６４は、多次元パラメータ空間表現３７０と同期され、それにより、インジケータＰＣＩの位置を調整すると、ＴＨ線３６３及びＴＨＳ線３６５のレベルがそれに対応して調整されることになり、逆も同様である。したがって、インジケータＰＣＩの新しい位置に従って、ウィンドウ３６２内のＴＨ線３６３及びウィンドウ３６４内のＴＨＳ線３６５もそれに対応して調整されている。いずれの場合でも、パラメータＴＨ及びＴＨＳに特定の新しいレベルが定義される結果として、ウィンドウ３６２及び３６４において参照符号ＤＥ２で示される追加のエッジがここで、検出可能なエッジとして示される。図から、検出可能なエッジＤＥ２がエッジＤＥ１、ＤＥ３、及びＤＥ４よりも「弱い」エッジであり、パラメータＴＨ及びＴＨＳのみに基づいては関心領域内で分離することができないことが理解されるであろう。しかし、エッジＤＥ２が走査線に沿って検出可能な２番目の上昇エッジであり、したがって、ユーザが「検出可能なエッジ番号の選択」ボックスを値２に設定したことが容易に読み取れる。したがって、パラメータＴＨ及びＴＨＳは、比較的強い検出可能なエッジＤＥ１〜ＤＥ４を分離し、その一方で、より弱いエッジ及び／又はノイズを拒絶する。そして、検出可能なエッジ番号セレクタが、位置特定すべき所望のエッジ（現在のパラメータセットを使用して検出可能な走査線に沿った２番目のエッジＤＥ２）をさらに精緻化する。一実施形態では、ウィンドウ３６２及び３６４のうちの少なくとも一方（及び／又はウィンドウ３１０）並びに検出可能なエッジ番号（例えば、「検出可能エッジ番号の選択」ボックスに示されるような）は、ユーザがウィンドウの１つにおいて示された検出可能なエッジを選択し得、関心領域内の走査線に沿って検出可能エッジの番号に関して、対応するパラメータ選択が自動的に行われるように同期される。
【００３９】
多次元パラメータ空間表現３７０の一利点が、ユーザが複数のパラメータ（例えば、エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳ）を同時に調整して、検出マージン及び様々な設定の組み合わせに関連付けられた他の検出信頼性トレードオフ（例えば、不正確なエッジの検出とツール失敗の可能性）を素早く探ることが可能であると理解されるであろう。ユーザは、様々なパラメータの機能を理解する必要がなく、その理由は、インジケータＰＣＩの位置を調整し、対応する検出可能なエッジ表示のリアルタイムフィードバックを観測することにより、ユーザは直観的に、位置インジケータＰＣＩへのエッジ検出結果の感度を感じ、所望のエッジ検出を生み出すために「最良のスポット」に直観的に設定することができるためである。同様に重要なことは、ユーザは、単にインジケータＰＣＩをスイープ（sweep）することで、すべてのパラメータ組み合わせを素早くスキャンして、標的エッジを分離する特定の組み合わせが無いことを知ることができ、そして、追加のパラメータ（例えば、「検出可能なエッジ番号の選択」ボックス）を設定する必要があるか、又は照明を変更する必要があるか、又は関心領域を調整する必要があるか等を判断できることである。逆に、エッジ検出パラメータを設定する従来技術による方法及びインタフェースを使用して、同じ効率及び確実性でこれと同じ判断を下すことは非現実的又は不可能である。
【００４０】
図５は、マシンビジョン検査システムユーザインタフェースにおいてエッジ検出パラメータを定義する方法５００の流れ図である。ブロック５１０において、エッジ位置特定ビデオツールの関心領域（ＲＯＩ）に対する複数のエッジ検出パラメータが決定される。ブロック５２０において、複数のエッジ検出パラメータの可能な組み合わせの多次元パラメータ空間表現が表示される。ブロック５３０において、多次元パラメータ空間表現内に配置されるパラメータ組み合わせインジケータが表示され、このインジケータは、その位置に基づいて複数のエッジ検出パラメータのうちの少なくとも２つの組み合わせを示す。ブロック５４０において、少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウが表示され、このウィンドウは、エッジ位置特定ビデオツールの関心領域内に配置されたエッジ要素を表す。少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウは、パラメータ組み合わせインジケータの配置がユーザにより変更されると、パラメータ組み合わせインジケータの現在の配置により示されるエッジ検出パラメータの組み合わせにより検出可能なエッジ要素が、少なくとも１つのエッジ要素表現ウィンドウにおいて自動的に更新されるように、パラメータ組み合わせインジケータの構成に応答する。
【００４１】
図６及び図７は、多次元パラメータ空間表現と、エッジ要素表現ＥＲ及び重ねられた検出エッジ点ＤＥＰを含む視野ウィンドウ３１０と、を含むユーザインタフェース表示６００の第２の実施形態の様々な機能を示す図である。その他の点では、ユーザインタフェース表示６００は、図３及び図４に示したユーザインタフェース表示３００と同様であり得、別段の指示がない限り、同様に付番された要素を同様に理解し得る。
【００４２】
上述したように、視野ウィンドウ３１０において、エッジ要素は、例えば、エッジ要素表現ＥＲにより示されるように、それらの画像により表現されるものとして理解される。多次元パラメータ空間表現３７０は、エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの潜在的な組み合わせを示す二次元グラフ３７２を含み、パラメータの現在の組み合わせは、パラメータ組み合わせインジケータＰＣＩの位置により示される。図６及び図７に示される実施形態では、走査線輝度ウィンドウ３６２及び走査線勾配ウィンドウ３６４は、関心領域にわたる代表的な走査線（例えば、中央走査線又は平均走査線等）の走査線方向に沿ったピクセル位置での走査線輝度プロファイルＩＰ及び走査線輝度勾配プロファイルＧＰのグラフを示す。エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの現在の組み合わせにより検出可能なエッジ要素（検出可能なエッジＤＥ）は、上述したように、ウィンドウ３６２及び３６４に表示され、自動的に更新される。視野ウィンドウ３１０において、パラメータの現在の組み合わせを満たす検出エッジ点ＤＥＰは、さらに詳細に後述するように示される。
【００４３】
図６に示される場合、図３と比較して、ユーザは、エッジ検出パラメータＴＨが値９８．７を有するように、パラメータ組み合わせインジケータＰＣＩを位置替えしている。現在のパラメータ組み合わせを満たす３つのエッジ表現が、図３のＤＥ１、ＤＥ３、及びＤＥ４として記された陰影のないエリアによりウィンドウ３６２及び３６４において検出可能エッジとして強調又は表示される。
【００４４】
ユーザインタフェース表示３００と比較して、ユーザインタフェース表示６００において追加される重要な機能は、視野ウィンドウ３１０に現在のパラメータ組み合わせを満たす検出エッジ点ＤＥＰが示されることである。これは、ユーザインタフェース表示３００における表現よりも多くの情報を提供する。例えば、走査線輝度ウィンドウ３６２では、ウィンドウ３６２に示される代表的な走査線の検出可能なエッジＤＥ１が、パラメータＴＨを辛うじて超えるように、パラメータＴＨが設定されていることが分かり得る。しかし、重要なことは、少数の走査線においてのみであるが、検出可能エッジＤＥ１がパラメータＴＨを超えることを、視野ウィンドウ３１０内の検出エッジ点ＤＥＰが示すことである。したがって、視野ウィンドウ３１０内の検出エッジ点ＤＥＰは、いくつかの走査線では第１の上昇エッジが検出可能エッジＤＥ３に対応するパラメータＴＨを超えることも示す。
そのような可視表示は、エッジ検出パラメータＴＨ及びＴＨＳの変化が、別個に、及び組み合わせでエッジ特定にどのように影響するかを理解するに当たりユーザを支援し、アルゴリズムがどのように機能しているかのリアルタイムの表示を提供する。図６に示される場合、検出エッジ点ＤＥＰは、現在のパラメータがエッジＤＥ１とＤＥ３とを確実には区別しきれないことを明確に即座に示す。
【００４５】
逆に、図７に示されるように、グラフ３７２内のインジケータＰＣＩは、新しい位置に移されている（例えば、ユーザインタフェースにおいてドラッグする）。図６及び図７の実施形態では、ウィンドウ３６２、３６４、及び３１０はすべて、多次元パラメータ空間表現３７０と同期され、それにより、インジケータＰＣＩの位置を調整すると、ＴＨ線３６３及びＴＨＳ線３６５のレベル並びに検出エッジ点ＤＥＰがそれに対応して調整される。パラメータＴＨ及びＴＨＳに定義される特定の新しいレベルの結果、ここで、ウィンドウ３６２及び３６４において参照符号ＤＥ３により示されるエッジのみが、検出可能なエッジとして示される。おそらくより重要なことは、ウィンドウ３１０において、検出エッジ点ＤＥＰが今や対応する検出可能エッジＤＥ３に全て配置され、現在のパラメータセットがエッジＤＥ３を、ウィンドウ３６２及び３６４において代表的な走査線のみならず、すべての走査線に沿って他のすべてのエッジから区別するという情報を伝えることを見ることができることである。実際に、いくつかの実施形態では、ユーザはおそらく、ＰＣＩをドラッグし、ウィンドウ３６２及び３６４を観測するよりも、対応する検出エッジ点ＤＥＰを観測することにより、パラメータをより確実に設定し得る。したがって、検出エッジ点ＤＥＰが視野ウィンドウ３１０に示されるいくつかの実施形態では、ウィンドウ３６２及び３６４はオプションであってもよく、ユーザにより表示するよう選択されない場合、省略し、及び／又は隠し得る。
【００４６】
上記から、本発明の特定の実施形態が例示のために本明細書において記載されるが、本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更を行い得ることが理解されるだろう。例えば、多次元パラメータ空間表現は、第３の次元を二次元格子に追加して、ボリューム（例えば、等角及び／又は回転可能等で表現される）を形成し得、ボリューム内でパラメータ組み合わせインジケータを位置特定する。または二次元格子を、第３のパラメータの近傍線形パラメータ空間表現等で補強することができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲以外によっては限定されない。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１００  マシンビジョン検査システム
１２  画像測定機
１４  制御コンピュータシステム
１６  ディスプレイ
１８  プリンタ
２０  ワークピース
２２  ジョイスティック
２４  キーボード
２６  マウス
３２  可動式ワークピースステージ
３４  光学撮像システム
１２０  制御システム部
１２５  コントローラ
１３０  入出力インタフェース
１３１  撮像制御インタフェース
１３２  運動制御インタフェース
１３２ａ  位置制御要素
１３２ｂ  速度、加速度制御要素
１３３  照明制御インタフェース
１３３ａ〜１３３ｎ、１３３ｆｌ  照明制御要素
１３４  レンズ制御インタフェース
１３６  表示装置
１３８  入力装置
１４０  メモリ
１４０ｅｄ  エッジ検出メモリ部
１４１  画像ファイルメモリ部
１４２  ワークピースプログラムメモリ部
１４３、１４３ａ、１４３ｎ  ビデオツール部
１４３ｅｌ  エッジ位置特定ツール
１４３ｐｓ  パラメータ設定部
１４３ｒｏｌ  関心領域生成器
１７０  ワークピースプログラム生成器・実行器
１９０  電源部
２００  ビジョン構成要素部
２０５  光学アセンブリ部
２１０  ワークピースステージ
２１２  中央透明部
２２０  透過照明光源
２２１、２３１、２４１、２８１  信号線
２２２、２３２、２４２  光源光
２３０、２３０’  落射照明光源
２４０  斜め照明光源
２５０  交換式対物レンズ
２５５  ワークピース光
２６０  カメラ系
２６２、２９６  信号線
２８０  ターレットレンズアセンブリ
２８４  軸
２８６、２８８  レンズ
２９０  ミラー
２９４  制御可能なモータ
３００、６００  ユーザインタフェース表示
３１０  視野ウィンドウ
３２０、３４０  選択バー
３５０  照明制御ウィンドウ
３５２  ボックスツールＧＵＩウィジェット
３５５  関心領域インジケータ
３６０  エッジ検出パラメータウィンドウ
３６２  走査線輝度ウィンドウ
３６３  ＴＨ線
３６４  走査線輝度勾配ウィンドウ
３６５  ＴＨＳ線
３７０  多次元パラメータ空間表現
３７２  二次元グラフ
３８２  ＴＨテキストボックス
３８４  ＴＨＳテキストボックス
【図１】
2014093785.tif 000003
【図２】
2014093785.tif 000004
【図３】
2014093785.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014093785.tif 000009