(57)【要約】【課題】高品質なリファレンス画像を作成する。【解決手段】実施形態によれば、画像処理装置１００は、選択部１０２と作成部１０３とを備える。選択部１０２は、注目被写体を含む１枚以上の画像と注目被写体を含まない複数枚の画像とを含む複数枚の入力画像から注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る。作成部１０３は、複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、シェーディング補正のためのリファレンス画像を作成する。【選択図】図１
2014072544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注目被写体を含む１枚以上の画像と前記注目被写体を含まない複数枚の画像とを含む複数枚の入力画像から前記注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る選択部と、
前記複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、シェーディング補正のためのリファレンス画像を作成する作成部と
を具備する、画像処理装置。
【請求項２】
ユーザとの間で情報をやり取りするユーザインタフェース部を更に具備し、
前記選択部は、前記ユーザインタフェース部によって提示されるＧＵＩを介したユーザ入力に従って、前記複数枚の入力画像から前記注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択する、
請求項１の画像処理装置。
【請求項３】
前記ユーザ入力は、前記複数枚の入力画像からいずれか１枚を開始画像として選択し、ならびに、前記複数枚の入力画像からいずれか１枚を終了画像として選択し、
前記選択部は、前記複数枚の入力画像のうち前記開始画像から前記終了画像までに位置する連続した複数枚の画像を選択することによって、前記平均化対象画像を得る、
請求項２の画像処理装置。
【請求項４】
前記ＧＵＩは、前記開始画像を表示する開始画像表示領域及び前記終了画像を表示する終了画像表示領域のうち少なくとも一方を含む、請求項２の画像処理装置。
【請求項５】
前記ＧＵＩは、前記リファレンス画像を表示するためのリファレンス画像表示領域を含む、請求項２の画像処理装置。
【請求項６】
前記選択部は、前記注目被写体を含まない複数枚の画像のうちいずれか１枚を基準画像として用いたパターンマッチングを実行することによって、前記複数枚の入力画像から前記注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択する、請求項１の画像処理装置。
【請求項７】
ユーザとの間で情報をやり取りするユーザインタフェース部を更に具備し、
前記選択部は、前記ユーザインタフェース部によって提示されるＧＵＩを介したユーザ入力によって指定された閾値を用いて前記パターンマッチングを実行することによって、前記複数枚の入力画像から前記注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択する、
請求項６の画像処理装置。
【請求項８】
前記複数枚の入力画像の最初の複数枚及び最後の複数枚のうち少なくとも一方は前記注目被写体を含まないように生成され、
前記選択部は、前記最初の複数枚及び前記最後の複数枚のうち少なくとも一方を自動的に選択することによって、前記複数枚の平均化対象画像を得る、
請求項１の画像処理装置。
【請求項９】
注目被写体を含む１枚以上の画像と前記注目被写体を含まない複数枚の画像とを含む複数枚の入力画像から前記注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得ることと、
前記複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、シェーディング補正のためのリファレンス画像を作成することと
を具備する、画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カメラによって撮影された画像には、例えばレンズ特性に依存する輝度ムラが発生する。輝度ムラは、撮影画像内の注目被写体の視認性を損なったり、撮影画像内の注目被写体に対して自動検査処理を行う場合の検査精度を劣化させたりするので、抑制されることが望まれる。輝度ムラの効果的な抑制法の１つとして、シェーディング補正が知られている。シェーディング補正は、輝度ムラを表現するリファレンス画像を作成し、当該リファレンス画像を用いた演算（例えば、除算または減算）を行うことによって実現される。
【０００３】
シェーディング補正による輝度ムラの抑制効果はリファレンス画像の品質に依存する。具体的には、リファレンス画像に例えばノイズ成分などの不要成分が残留していると、シェーディング補正を通じて、係る不要成分が増幅されたり、注目被写体の本来の信号成分が損なわれたりする。従来、注目被写体を含む画像に対して平滑化処理またはエッジ除去処理を施すことによって、リファレンス画像を作成する技法が知られている。しかしながら、係る技法によれば、平滑化処理またはエッジ除去処理を通じて上記不要成分がリファレンス画像に発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、高品質なリファレンス画像を作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、画像処理装置は、選択部と作成部とを備える。選択部は、注目被写体を含む１枚以上の画像と注目被写体を含まない複数枚の画像とを含む複数枚の入力画像から注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る。作成部は、複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、シェーディング補正のためのリファレンス画像を作成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る画像処理装置を例示するブロック図。
【図２】図１の画像処理装置の動作を例示するフローチャート。
【図３】図１のユーザインタフェース部によってユーザに提示されるＧＵＩを例示する図。
【図４】図３のＧＵＩの挙動を例示するフローチャート。
【図５】複数枚の入力画像の具体例の説明図。
【図６】リファレンス画像の具体例の説明図。
【図７】複数枚の出力画像の具体例の説明図。
【図８】図５の複数枚の入力画像のうち任意の１枚のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ’断面における濃度値分布を例示するグラフ。
【図９】図６のリファレンス画像のＩＸ−ＩＸ’断面における濃度値分布を例示するグラフ。
【図１０】図７の複数枚の出力画像のうち任意の１枚のＸ−Ｘ’断面における濃度値分布を例示するグラフ。
【図１１】図１のユーザインタフェース部によってユーザに提示されるＧＵＩを例示する図。
【図１２】第２の実施形態に係る外観検査システムを例示する図。
【図１３】第３の実施形態に係るＸ線検査システムを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。
【０００９】
（第１の実施形態）  
第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、図１に例示されるように、画像取得部１０１と、画像選択部１０２と、リファレンス画像作成部１０３と、画像補正部１０４と、ユーザインタフェース部１０５とを備える。
【００１０】
画像取得部１０１は、外部から複数枚の入力画像を取得する。複数枚の入力画像は、注目被写体を含む１枚以上の画像と、当該注目被写体を含まない複数枚の画像とを含む。画像取得部１０１は、入力画像を画像選択部１０２へ出力する。更に、画像取得部１０１は、複数枚の入力画像の一部または全部を必要に応じて画像補正部１０４及びユーザインタフェース部１０５へ出力する。
【００１１】
複数枚の入力画像は、動画像内の一連のフレームであってもよいし、連続撮影によって得られる複数枚の静止画像であってもよい。以降の説明では、簡単化のために、複数枚の入力画像は動画像内の一連のフレームに相当するものとする。複数枚の入力画像は、好ましくは固定された視点から撮影されたものであるが、例えばドライブレコーダ画像のように移動可能な視点から撮影されたものであってもよい。注目被写体は、動体であってもよいし、静止していてもよい。
【００１２】
画像選択部１０２は、画像取得部１０１から複数枚の入力画像を入力する。画像選択部１０２は、複数枚の入力画像から前述の注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る。後述されるように、複数枚の入力画像から前述の注目被写体を含まない複数枚の画像のうち２枚以上を選択するために、画像選択部１０２は、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を通じたユーザ入力を利用してもよいし、パターンマッチングを利用してもよいし、予め定められたルールを利用してもよい。画像選択部１０２は、平均化対象画像をリファレンス画像作成部１０３へと出力する。
【００１３】
尚、一般に、Ｎ枚の画像を平均化することによって、各画像に含まれるランダムノイズ成分の振幅の標準偏差は１／√Ｎ倍になる。故に、平均化対象画像の枚数が多いほど、ランダムノイズ成分がより抑圧される。
【００１４】
リファレンス画像作成部１０３は、画像選択部１０２から複数枚の平均化対象画像を入力する。リファレンス画像作成部１０３は、複数枚の平均化対象画像を画素単位で平均化することによって、リファレンス画像を作成する。リファレンス画像作成部１０３は、リファレンス画像を画像補正部１０４へ出力する。尚、リファレンス画像作成部１０３は、リファレンス画像を画像補正部１０４へ出力する前に、後述されるＧＵＩを通じてリファレンス画像をユーザに対して提示し、当該リファレンス画像の品質をユーザに確認させてもよい。
【００１５】
画像補正部１０４は、画像取得部１０１から複数枚の入力画像のうち少なくとも一部（以降、補正対象画像と呼ばれる）を入力し、リファレンス画像作成部１０３からリファレンス画像を入力する。画像補正部１０４は、リファレンス画像を用いて１枚以上の補正対象画像のシェーディング補正を行うことによって、１枚以上の出力画像を生成する。画像補正部１０４は、出力画像を必要に応じてＧＵＩを通じてユーザに提示してもよい。
【００１６】
ユーザインタフェース部１０５は、後述されるＧＵＩをユーザに対して提示する。ユーザインタフェース部１０５は、ＧＵＩを通じて、ユーザに情報を通知したり、ユーザ入力を受理したりする。ＧＵＩは、例えば、入力画像、平均化対象画像、リファレンス画像、補正対象画像、出力画像などを表示してもよい。更に、ＧＵＩは、例えば、複数枚の平均化対象画像を指定するためのユーザ入力、リファレンス画像の作成を開始するためのユーザ入力、リファレンス画像を保存するためのユーザ入力などを受理してもよい。
【００１７】
以下、図１の画像処理装置によって行われる画像処理が図２を用いて説明される。図２の画像処理は、ステップＳ２０１から開始する。ステップＳ２０１において、画像取得部１０１は複数枚の入力画像を取得する。
【００１８】
例えば、画像取得部１０１は、図５に示されるように、注目被写体である自動車が画面を左側から右側に横切る動画像を複数枚の入力画像として取得する。尚、図５において、入力画像の概要を把握し易くするために自動車の動きが表現されているが、実際には複数枚の入力画像の各々において自動車の位置は異なり得る。また、図５の例において、入力画像の背景には、例えば、照明条件、レンズ特性などによる明暗差が生じている。
【００１９】
即ち、図５に例示される複数枚の入力画像は、例えば、自動車が明るい背景（例えば、街灯によって照らされている領域）に重なっている画像（以降、Ａタイプの画像とも称される）、自動車が明るい背景と暗い背景（例えば、建造物の影の領域）との間の境界に重なっている画像（以降、Ｂタイプの画像とも称される）、自動車が暗い背景に重なっている画像（以降、Ｃタイプの画像とも称される）、ならびに、自動車を含まない画像（即ち、注目被写体を含まない画像）（以降、Ｄタイプの画像とも称される）とを含む。尚、図５の例によれば、自動車が暗い背景に重なり始めると当該自動車の視認性は低下し始める。
【００２０】
画像選択部１０２は、ステップＳ２０１において取得された複数枚の入力画像から注目被写体を含まない２枚以上の画像を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る（ステップＳ２０２）。リファレンス画像作成部１０３は、ステップＳ２０２において得られた複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、リファレンス画像を作成する（ステップＳ２０３）。
【００２１】
例えば、リファレンス画像作成部１０３は、図６に示されるように、注目被写体である自動車を含まない複数枚の平均化対象画像（いずれも前述のＤタイプの画像である）を平均化することによって、リファレンス画像を作成する。図６の例によれば、背景画像に相当する複数枚の画像が平均化される。従って、図６のリファレンス画像には、図５に例示される入力画像の背景と同様の明暗差が生じる。尚、複数枚の平均化対象画像の一部として自動車を含む入力画像（即ち、前述のＡタイプ、ＢタイプまたはＣタイプの画像）が紛れ込んでいる場合には、リファレンス画像には当該自動車の信号成分が残留することになる。
【００２２】
尚、図８及び図９に例示されるように、複数枚の入力画像の各々の背景に含まれる（ランダム）ノイズ成分は平均化を通じて抑圧される。ここで、図８は図５（正確には、図５に例示される複数枚の入力画像のうち任意の１枚）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ’断面における濃度値の分布を例示し、図９は図６のＩＸ−ＩＸ’断面における濃度値の分布を例示する。従って、ステップＳ２０３において作成されるリファレンス画像によれば、高品質なシェーディング補正が可能となる。
【００２３】
画像補正部１０４は、ステップＳ２０３において作成されたリファレンス画像を用いて複数枚の入力画像のうち一部または全部をシェーディング補正することによって、１枚以上の出力画像を生成する（ステップＳ２０４）。具体的には、画像補正部１０４は、例えば下記数式（１）に従ってシェーディング補正を行ってもよい。
【数１】
2014072544.tif 000003
【００２４】
数式（１）において、Ｉ（ｉ，ｊ）は複数枚の入力画像のうち任意の１枚における画素（ｉ，ｊ）の濃度値を表し、Ｏ（ｉ，ｊ）は対応する出力画像における画素（ｉ，ｊ）の濃度値を表し、Ｒ（ｉ，ｊ）はリファレンス画像における画素（ｉ，ｊ）の濃度値を表し、Ｎはリファレンス画像内の総画素数を表す。
【００２５】
図７は、図５及び図６に対応する出力画像を例示する。尚、図７において、図５と同様の趣旨により、注目被写体である自動車の動きが表現されている。要するに、図５に例示される入力画像に対して図６に例示されるリファレンス画像を用いてシェーディング補正を行うことによって、図７に例示される出力画像が生成される。シェーディング補正によって入力画像内の明暗差が抑制されるので、特に、自動車が暗い背景に重なっている入力画像に対応する出力画像において当該自動車の視認性は大きく改善される。
【００２６】
図１０に例示されるように、出力画像の濃度値は、ノイズ成分による変動を除いてリファレンス画像の濃度値平均に概ね一致する。ここで、図１０は、図７（正確には、図７に例示される複数枚の出力画像のうち任意の１枚）のＸ−Ｘ’断面における濃度値の分布を例示する。但し、入力画像においてノイズ成分が信号成分に対して大きい場合（例えば、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が悪い場合）には、数式（１）の演算によって当該ノイズ成分が強調されることもある。
【００２７】
前述のように、画像選択部１０２は、様々な技法を利用して複数枚の入力画像から注目被写体を含まない２枚以上の画像を選択できる。  
例えば、画像選択部１０２は、複数枚の入力画像の撮影（即ち、生成）に関して予め定められたルールを利用してもよい。例えば、複数枚の入力画像の撮影に関して、最初または最後から規定時間（或いは、規定フレーム数）に亘って注目被写体を撮影しないというルールを定めることができる。係るルールを前提にすると、画像選択部１０２は、複数枚の入力画像の最初または最後から上記規定時間を超えない範囲で画像を自動選択すればよい。
【００２８】
また、画像選択部１０２は、パターンマッチングを利用してもよい。具体的には、画像選択部１０２は、複数枚の入力画像のうち注目被写体を含まない１枚の画像をパターンマッチングの基準画像として用いる。尚、画像選択部１０２は、ＧＵＩを通じたユーザ入力に従って上記基準画像を選択してもよいし、前述の予め定められたルールを利用して上記基準画像を自動選択してもよい。
【００２９】
画像選択部１０２は、複数枚の入力画像の各々と上記基準画像との間の全画素または一部の画素領域における濃度値のＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）またはＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）を計算する。更に、画像選択部１０２は、計算されたＳＡＤまたはＳＳＤを閾値と比較する。計算されたＳＡＤまたはＳＳＤが閾値未満である画像は、上記基準画像にマッチしているので注目被写体を含まない画像である可能性が高い。従って、画像選択部１０２は、上記基準画像との間の画素の濃度値のＳＡＤまたはＳＳＤが閾値未満である２枚以上の画像を選択すればよい。
【００３０】
パターンマッチングを用いた画像選択の性能は上記閾値に依存する。即ち、閾値が過度に小さければ選択される画像の総数が非常に小さくなるおそれがある。反面、閾値が過度に大きければ、注目被写体を含む画像が誤って選択されるおそれがある。閾値は、経験的に導出された値に自動的に設定されてもよいし、ＧＵＩを通じたユーザ入力に従って設定されてもよい。ユーザがＧＵＩを通じて閾値を指定する場合には、ユーザインタフェース部１０５は、指定された閾値の下で暫定的に作成されたリファレンス画像をＧＵＩ上に表示してもよい。暫定的に作成されたリファレンス画像が表示されれば、ユーザはリファレンス画像の品質を随時確認できるので容易に閾値を調整できる。
【００３１】
或いは、画像選択部１０２は、ＧＵＩを通じたユーザ入力を利用してもよい。通常、ユーザは注目被写体を含まない画像を目視で容易に判別できるので、画像選択部１０２はユーザ入力を利用することによって注目被写体を含まない２枚以上の画像をより確実に選択できる。
【００３２】
具体的には、図３のＧＵＩによれば、ユーザが開始画像及び終了画像を選択し、画像選択部１０２が選択された開始画像から終了画像までに位置する連続した複数枚の画像を選択する。図１１のＧＵＩによれば、ユーザが複数枚の入力画像の各々について選択状態／非選択状態を決定し、画像選択部１０２は選択状態にある複数枚の画像を選択する。
【００３３】
以下、ユーザインタフェース部１０５によって表示されるＧＵＩの具体例が説明される。  
図３には、様々なＧＵＩ部品を含むリファレンス画像作成ウィンドウ３００が描かれている。リファレンス画像作成ウィンドウ３００は、開始画像表示領域３０１と、スライドバー３０２と、スライダ３０３と、ボックス３０４と、終了画像表示領域３０５と、スライドバー３０６と、スライダ３０７と、ボックス３０８と、作成ボタン３０９と、リファレンス画像表示領域３１０と、保存ボタン３１１と、終了ボタン３１２とを含む。
【００３４】
図３のＧＵＩは、図４に例示されるように挙動する。最初に、例えばシェーディング補正用アプリケーションを起動するためのユーザ入力に基づいて、図３のＧＵＩが起動される（ステップＳ４０１）。具体的には、ユーザインタフェース部１０５が、リファレンス画像作成ウィンドウ３００をユーザに提示する。尚、図３のＧＵＩは、終了ボタン３１２が押下されると強制終了する。
【００３５】
ユーザインタフェース部１０５は、複数枚の入力画像のうち最初の１枚（或いは、その他のデフォルト画像）を開始画像表示領域３０１に表示する（ステップＳ４０２）。更に、ユーザインタフェース部１０５は、複数枚の入力画像のうち最後の１枚（或いは、その他のデフォルト画像）を終了画像表示領域３０５に表示する（ステップＳ４０３）。尚、ステップＳ４０２及びステップＳ４０３は、逆順で実行されてもよいし、並列に実行されてもよい。
【００３６】
開始画像表示領域３０１に表示される画像は、スライドバー３０２上のスライダ３０３の位置によって決まる。併せて、開始画像表示領域３０１に現在表示されている画像をユーザに認識させるための情報（例えば、フレーム番号、再生時刻、撮影時刻など）がボックス３０４に表示される。同様に、終了画像表示領域３０５に表示される画像も、スライドバー３０６上のスライダ３０７の位置によって決まる。併せて、終了画像表示領域３０５に現在表示されている画像をユーザに認識させるための情報がボックス３０８に表示される。
【００３７】
ユーザは、スライドバー３０２上でスライダ３０３を動かすことによって、開始画像表示領域３０１に表示される画像を変更できる。即ち、スライダ３０３の移動に伴って、開始画像表示領域３０１及びボックス３０４に表示される情報は変化する。同様に、ユーザは、スライドバー３０６上でスライダ３０７を動かすことによって、終了画像表示領域３０５に表示される画像を変更できる。即ち、スライダ３０７の移動に伴って、終了画像表示領域３０５及びボックス３０８に表示される情報は変化する。
【００３８】
ユーザは、スライダ３０３をスライドバー３０２上の所望の位置に動かすことによって、開始画像を選択する（ステップＳ４０４）。同様に、ユーザは、スライダ３０７をスライドバー３０６上の所望の位置に動かすことによって、終了画像を選択する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０４及びステップＳ４０５において、ユーザは、開始画像表示領域３０１及び終了画像表示領域３０５に表示される画像を見ながらスライダ３０３及びスライダ３０７を動かすので、注目被写体を含まない開始画像及び終了画像を容易に選択することができる。尚、ステップＳ４０４及びステップＳ４０５は、逆順で実行されてもよいし、並列に実行されてもよい。更に、ステップＳ４０４及びステップＳ４０５の一方または両方が省略されてもよい。ステップＳ４０４が省略される場合には、ステップＳ４０２において開始画像表示領域３０１に表示された画像が開始画像として扱われる。ステップＳ４０５が省略される場合には、ステップＳ４０３において終了画像表示領域３０５に表示された画像が終了画像として扱われる。
【００３９】
ステップＳ４０４及びステップＳ４０５の後に、ユーザは作成ボタン３０９を押下する（ステップＳ４０６）。作成ボタン３０９が押下されると、リファレンス画像が作成される（ステップＳ４０７）。具体的には、画像選択部１０２が、開始画像から終了画像までに位置する連続した複数枚の画像を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る。更に、リファレンス画像作成部１０３が、複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、リファレンス画像を作成する。
【００４０】
ユーザインタフェース部１０５は、ステップＳ４０７において作成されたリファレンス画像をリファレンス画像表示領域３１０に表示する（ステップＳ４０８）。ここで、図３のＧＵＩによれば、ユーザは開始画像及び終了画像を選択するだけでよいので、ユーザ入力の負担は小さい。反面、ユーザが開始画像と終了画像との間に位置する全ての画像に目を通すとは限らないので、例えばノイズ成分、動きのある注目被写体の信号成分などの不要成分を含む画像が複数枚の平均化対象画像の一部として予期せず混入するおそれがある。係る場合に、リファレンス画像には上記不要成分が残留するので、出力画像の画質が劣化するおそれがある。
【００４１】
そこで、図３のＧＵＩは、リファレンス画像表示領域３１０にリファレンス画像を表示することによって、ユーザにリファレンス画像の品質を目視で確認させる。ここで、ユーザは、リファレンス画像表示領域３１０と開始画像表示領域３０１または終了画像表示領域３０５とを見比べることにより、リファレンス画像に不要成分が残留しているか否かを容易に判別できる。ユーザは、リファレンス画像に不要成分が残留していると判断する場合には、開始画像または終了画像を再選択してから作成ボタン３０９を再度押下してもよい。
【００４２】
ここで、前述のパターンマッチングを利用すれば、リファレンス画像に不要成分が残留しているか否か、ならびに、リファレンス画像に不要成分を発生させている１枚以上の平均化対象画像を自動判別することも可能である。パターンマッチングの基準画像は、開始画像でもよいし、終了画像でもよいし、他のデフォルト画像でもよいし、ユーザ入力に従って選択されてもよい。
【００４３】
ユーザは、リファレンス画像に不要成分が残留していないと判断する場合には、保存ボタン３１１を押下することになる（ステップＳ４０９）。保存ボタン３１１が押下されると、ステップＳ４０７において作成されたリファレンス画像が図示されないメモリに保存される。メモリに保存されたリファレンス画像は、画像補正部１０４によって必要に応じて読み出され、入力画像の一部または全部に対するシェーディング補正のために利用される。
【００４４】
前述のように、図３のＧＵＩによれば、複数枚の入力画像から２枚以上の連続した画像が選択される。従って、このＧＵＩによれば、ユーザ入力の負担が小さくて済むものの、不要成分を含む画像が複数枚の平均化対象画像の一部として予期せず紛れ込むおそれがある。そこで、ユーザインタフェース部１０５は、ユーザが複数枚の入力画像の各々に対して選択状態／非選択状態を指定できるように、図１１に例示されるＧＵＩを表示してもよい。
【００４５】
図１１には、様々なＧＵＩ部品を含むリファレンス画像作成ウィンドウ５００が描かれている。リファレンス画像作成ウィンドウ５００は、入力画像表示領域５０１と、スライドバー５０２と、スライダ５０３と、ボックス５０４と、選択ボタン５０５と、非選択ボタン５０６と、作成ボタン５０７と、リファレンス画像表示領域５０８と、保存ボタン５０９とを含む。
【００４６】
図１１のＧＵＩは、以下に述べられるように挙動する。最初に、例えばシェーディング補正用アプリケーションを起動するためのユーザ入力に基づいて、図１１のＧＵＩが起動される。具体的には、ユーザインタフェース部１０５が、リファレンス画像作成ウィンドウ５００をユーザに提示する。尚、図１１のＧＵＩは、終了ボタン５１０が押下されると強制終了する。
【００４７】
ユーザインタフェース部１０５は、複数枚の入力画像のうち最初の１枚（或いは、その他のデフォルト画像）を入力画像表示領域５０１に表示する。ここで、入力画像表示領域５０１に表示される画像は、スライドバー５０２上のスライダ５０３の位置によって決まる。併せて、入力画像表示領域５０１に現在表示されている画像をユーザに認識させるための情報がボックス５０４に表示される。
【００４８】
ユーザは、スライドバー５０２上でスライダ５０３を動かすことによって、入力画像表示領域５０１に表示される画像を変更できる。即ち、スライダ５０３の移動に伴って、入力画像表示領域５０１及びボックス５０４に表示される情報は変化する。ユーザは、入力画像表示領域５０１に表示されている入力画像に対して、選択ボタン５０５または非選択ボタン５０６を押下することによって、当該入力画像の選択状態／非選択状態を指定できる。
【００４９】
尚、ユーザ入力の負担を軽減するために、複数枚の入力画像の各々には事前にデフォルトの状態（選択状態または非選択状態）が設定されていてもよい。ここで、デフォルトの状態は、予め定められたルールに基づいて設定されてもよいし、パターンマッチングを利用して設定されてもよいし、図３と類似のＧＵＩを介したユーザ入力に基づいて設定されてもよい。また、ユーザインタフェース部１０５は、選択ボタン５０５または非選択ボタン５０６が押下された場合には、入力画像表示領域５０１に自動的に次の入力画像を表示させてもよい。
【００５０】
ユーザは、複数枚の入力画像の各々に選択状態／非選択状態を指定した後に作成ボタン５０７を押下する。作成ボタン５０７が押下されると、リファレンス画像が作成される。具体的には、画像選択部１０２が、選択状態にある複数枚の画像を選択することによって、複数枚の平均化対象画像を得る。更に、リファレンス画像作成部１０３が、複数枚の平均化対象画像を平均化することによって、リファレンス画像を作成する。
【００５１】
ユーザインタフェース部１０５は、作成されたリファレンス画像をリファレンス画像表示領域５０８に表示する。ここで、図１１のＧＵＩによれば、ユーザは複数枚の入力画像の各々に選択状態／非選択状態を選択するので、不要成分を含む画像が複数枚の平均化対象画像の一部として紛れ込む可能性は抑制される。しかしながら、ユーザが不要成分を含む画像を見落とすこともあり得るので、図３のＧＵＩと同様の確認作業を用意することが望ましい。
【００５２】
図１１のＧＵＩによれば、リファレンス画像表示領域５０８にリファレンス画像が表示されるので、ユーザはリファレンス画像の品質を目視で確認できる。ここで、ユーザは、リファレンス画像表示領域５０８と入力画像表示領域５０１とを見比べることにより、リファレンス画像に不要成分が残留しているか否かを容易に判別できる。尚、ユーザインタフェース部１０５は、好ましくは、選択状態にある画像を入力画像表示領域５０１に自動的に表示する。ユーザは、リファレンス画像に不要成分が残留していると判断する場合には、複数枚の入力画像の各々の選択状態／非選択状態を必要に応じて変更してから作成ボタン５０７を再度押下してもよい。
【００５３】
ここで、前述のパターンマッチングを利用すれば、リファレンス画像に不要成分が残留しているか否か、ならびに、リファレンス画像に不要成分を発生させている１枚以上の平均化対象画像を自動判別することも可能である。パターンマッチングの基準画像は、選択状態にあるいずれかの画像でもよいし、他のデフォルト画像でもよいし、ユーザ入力に従って選択されてもよい。
【００５４】
ユーザは、リファレンス画像に不要成分が残留していないと判断する場合には、保存ボタン５０９を押下することになる。保存ボタン５０９が押下されると、作成されたリファレンス画像が図示されないメモリに保存される。メモリに保存されたリファレンス画像は、画像補正部１０４によって必要に応じて読み出され、入力画像の一部または全部に対するシェーディング補正のために利用される。
【００５５】
以上説明したように、第１の実施形態に係る画像処理装置は、複数枚の入力画像から注目被写体を含まない２枚以上の画像を選択することによって複数枚の平均化対象画像を得て、当該複数枚の平均化対象画像を平均化することによってリファレンス画像を生成する。従って、この画像処理装置は、例えば動きのある注目被写体の信号成分などの不要成分がリファレンス画像に混入する事態を防止しながら複数枚の平均化対象画像の各々に含まれるノイズ成分を平均化によって抑圧する。従って、この画像処理装置によれば、高品質なリファレンス画像が作成されるので、シェーディング補正の効果を向上させることができる。
【００５６】
（第２の実施形態）  
第２の実施形態に係る外観検査システムは、図１２に例示されるように、画像処理装置１００、画像検査装置６００、カメラ６１０及びステージ６２０を含む。  
カメラ６１０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの固体撮像素子を用いたデジタルカメラである。カメラ６１０は、後述するステージ６２０の上方から、ステージ６２０の上面を電子撮影する。カメラ６１０は、撮像素子によって得られた画素情報をマトリックス状（格子状）に配列して映像化した画像データを生成し、後段の画像処理装置１００に出力する。
【００５７】
ステージ６２０は、外観検査の対象となる被測定物ＯＪ（例えば、液晶パネル、集積回路などの電子部品）を載置するためのテーブル状の平面を有するステージである。被測定物ＯＪは、ステージ６２０においてカメラ６１０によって撮影される範囲に載置される。被測定物ＯＪがステージ６２０上で静止した状態で、カメラ６１０による撮影が行われる。
【００５８】
画像処理装置１００は、カメラ６１０によって得られた画像データに対して、第１の実施形態と同一または類似の画像処理を施す。即ち、画像処理装置１００は、カメラ６１０によって撮影された複数枚分の画像データを複数枚の入力画像として取り込み、画像処理を行って１枚以上の出力画像を得る。画像処理装置１００は、出力画像を画像検査装置６００に供給する。
【００５９】
画像検査装置６００は、画像処理装置１００から１枚以上の出力画像を検査画像として入力する。画像検査装置６００は、検査画像の画像解析を行う。画像検査装置６００は、係る画像解析の結果、被測定物ＯＪの異常（例えば、被測定物ＯＪの欠陥、被測定物ＯＪに付着した異物など）を検出する。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施形態に係る外観検査システムは、第１の実施形態に係る画像処理装置と同一または類似の画像処理を行って検査画像を生成する。従って、本実施形態に係る外観検査システムによれば、良好なシェーディング補正によって生成された検査画像を利用できるので、高精度な検査が可能となる。
【００６１】
（第３の実施形態）  
第３の実施形態に係るＸ線検査システムは、図１３に例示されるように、画像処理装置１００、画像検査装置７００、Ｘ線源７１０、カーボンステージ７２０及びＸ線イメージセンサ７３０を含む。
【００６２】
カーボンステージ７２０は、Ｘ線検査の対象となる被測定物ＯＪを載置するためのテーブル状の平面を有するステージである。被測定物ＯＪは、カーボンステージ７２０においてＸ線源７１０によってＸ線が照射される範囲に載置される。被測定物ＯＪがカーボンステージ７２０上で静止した状態で、Ｘ線源７１０及びＸ線イメージセンサ７３０によるＸ線撮影が行われる。
【００６３】
Ｘ線源７１０は、カーボンステージ７２０に載置された被測定物ＯＪに対してＸ線を照射する。Ｘ線イメージセンサ７３０は、Ｘ線源７１０によって照射されて被測定物ＯＪを透過したＸ線を検出し、画像データを生成する。Ｘ線イメージセンサ７３０は、画像データを後段の画像処理装置１００に出力する。
【００６４】
画像処理装置１００は、Ｘ線イメージセンサ７３０によって得られた画像データに対して、第１の実施形態と同一または類似の画像処理を施す。即ち、画像処理装置１００は、Ｘ線イメージセンサ７３０によって撮影された複数枚分の画像データを複数枚の入力画像として取り込み、画像処理を行って１枚以上の出力画像を得る。画像処理装置１００は、出力画像を画像検査装置７００に供給する。
【００６５】
画像検査装置７００は、画像処理装置１００から１枚以上の出力画像を検査画像として入力する。画像検査装置７００は、検査画像の画像解析を行う。画像検査装置７００は、係る画像解析の結果、被測定物ＯＪの異常を検出する。
【００６６】
以上説明したように、第３の実施形態に係るＸ線検査システムは、第１の実施形態に係る画像処理装置と同一または類似の画像処理を行って検査画像を生成する。従って、本実施形態に係るＸ線検査システムによれば、良好なシェーディング補正によって生成された検査画像を利用できるので、高精度な検査が可能となる。
【００６７】
尚、本実施形態に係るＸ線検査システムを医療診断などのために適用し、人間（例えば医師）が検査画像の解析を行う場合も考えられる。係る場合には、画像検査装置７００は不要である。人間が検査画像の解析を行う場合にも、良好なシェーディング補正によって生成された検査画像を利用できるので、高精度な検査が可能となることは明らかである。
【００６８】
上記各実施形態の処理は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることで実現可能である。上記各実施形態の処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１００・・・画像処理装置、１０１・・・画像取得部、１０２・・・画像選択部、１０３・・・リファレンス画像作成部、１０４・・・画像補正部、１０５・・・ユーザインタフェース部、３００，５００・・・リファレンス画像作成ウィンドウ、３０１・・・開始画像表示領域、３０２，３０６，５０２・・・スライドバー、３０３，３０７，５０３・・・スライダ、３０４，３０８，５０４・・・ボックス、３０５・・・終了画像表示領域、３０９，５０７・・・作成ボタン、３１０，５０８・・・リファレンス画像表示領域、３１１，５０９・・・保存ボタン、３１２，５１０・・・終了ボタン、５０１・・・入力画像表示領域、５０５・・・選択ボタン、５０６・・・非選択ボタン、６００，７００・・・画像検査装置、６１０・・・カメラ、６２０・・・ステージ、７１０・・・Ｘ線源、７２０・・・カーボンステージ、７３０・・・Ｘ線イメージセンサ
【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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【図１３】
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