(57)【要約】【課題】  カラー画像の色に応じた領域分割において、領域分割結果の信頼性を向上させる。【解決手段】  所定の色空間内に、カラー物体を撮像したカラー画像が取りうる色の範囲を示す実在色領域ＸＲ１〜ＸＲ４と、実在色領域外の非実在色領域と、を設定する。そして、個体ごとに色ズレが生じうる個々のカラー物体を撮像して得られた対象画像の画素の色を実在色領域ＸＲ１〜ＸＲ４と前記非実在色領域のうちのいずれかに分類することによって、対象画像の領域分割を行う。【選択図】  図６
2006024116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個体ごとに色ズレが生じうるカラー物体を撮像したカラー画像である対象画像を、画素の色に応じて領域分割する方法であって、
（ａ）所定の色空間内に、前記カラー物体が許容される範囲の色を有する場合に前記対象画像が取りうるＮ個（Ｎは２以上の整数）の色の範囲を示すＮ個の実在色領域と、前記Ｎ個の実在色領域外の非実在色領域と、を設定する工程と、
（ｂ）個々の前記カラー物体を撮像して得られた対象画像を構成する対象画素の色を前記Ｎ個の実在色領域と前記非実在色領域のうちのいずれかに分類することによって、前記対象画像を領域分割する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記工程（ａ）は、前記所定の色空間内の任意の色を入力とし、前記任意の色が前記Ｎ個の実在色領域と前記非実在色領域のいずれかに属するかを示す値を出力するルックアップテーブルを作成する工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記ルックアップテーブルを参照して前記領域分割を実行する工程を含む、方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法であって、
前記工程（ａ）は、
（１）前記カラー物体の標準的なカラー画像である参照画像を少なくとも１つ準備する工程と、
（２）前記参照画像に含まれる複数の色からＮ個の代表色を設定する工程と、
（３）前記所定の色空間内の任意の色と前記Ｎ個の代表色との間の距離に関連付けられた所定の距離指標値を用いて、前記所定の色空間を前記Ｎ個の代表色に対応するＮ個の代表色領域に分割する工程と、
（４）前記Ｎ個の代表色領域内に前記Ｎ個の代表色を含む前記Ｎ個の実在色領域を設定するとともに、前記Ｎ個の実在色領域以外の領域を前記非実在色領域として設定する工程と、
を含む、方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、
前記工程（４）は、前記参照画像を構成する参照画素の色を前記Ｎ個の代表色領域のいずれかに分類するとともに、前記Ｎ個の代表色領域の中で前記参照画素の色を含む一部の領域を前記Ｎ個の実在色領域に設定する工程を含む、方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の方法であって、
前記工程（４）は、前記Ｎ個の代表色との前記距離指標値が所定の限界値以下であるＮ個の領域を前記Ｎ個の実在色領域とする工程を含む、方法。
【請求項６】
請求項３記載の方法であって、
前記工程（４）は、
前記距離指標値として、互いに異なる複数種類の距離指標値をそれぞれ用いて、複数種類の前記Ｎ個の代表色領域を設定する工程と、
前記複数種類の前記Ｎ個の代表色領域のうちで、同一の代表色に対する複数種類の代表色領域同士に共通する領域を前記実在色領域として設定する工程と、
を含む、方法。
【請求項７】
請求項３記載の方法であって、
前記工程（４）は、前記Ｎ個の代表色領域の各代表色領域ごとに、前記各代表色領域から前記各代表色領域と他の代表色領域との境界を除いた領域を前記実在色領域とする工程を含む、方法。
【請求項８】
請求項３ないし７のいずれか記載の方法であって、
前記工程（ｂ）は、前記対象画素の色が前記非実在色領域に属する場合に、前記Ｎ個の実在色領域から選択された前記対象画素の色に最も近い近傍実在色領域と、前記対象画素の色と、の距離を表す指標値が所定の値以下の場合に前記対象画素の色を前記近傍実在色領域に分類する工程を含む、方法。
【請求項９】
個体ごとに色ズレが生じうるカラー物体を撮像したカラー画像である対象画像を、画素の色に応じて領域分割する装置であって、
所定の色空間内に、前記カラー物体が許容される範囲の色を有する場合に前記対象画像が取りうるＮ個（Ｎは２以上の整数）の色の範囲を示すＮ個の実在色領域と、前記Ｎ個の実在色領域外の非実在色領域と、を設定する実在色領域設定部と、
個々の前記カラー物体を撮像して得られた対象画像を構成する対象画素の色を前記Ｎ個の実在色領域と前記非実在色領域のうちのいずれかに分類することによって、前記対象画像を領域分割する領域分割部と、
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カラー画像を色に応じて領域分割する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板などの検査装置として、欠陥のない製品のカラー画像（以下、「参照画像」とも呼ぶ）と、検査対象となる製品のカラー画像（以下、「対象画像」とも呼ぶ）とを比較することにより検査対象製品の欠陥の有無を判定する画像検査装置が用いられる。このような画像検査装置では、参照画像内にある物体と対象画像内にある物体とが対応するか否かを判断するため、参照画像内にある物体の色を表す複数の代表色を設定し、対象画像を代表色に対応する領域に分割する領域分割が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５９６６７号公報
【０００４】
このような領域分割方法により対象画像の領域分割を行うと、対象画像内にある物体の色は代表色のいずれかに分類される。そのため、検査対象に代表色とは異なる色を呈する欠陥があっても、その色によっては欠陥のない領域として領域分割が行われ、欠陥の検出ができない可能性がある。このような問題は、カラー画像の領域分割を行う画像検査装置において顕著であるが、一般に、対象画像に出現することを想定しない色が領域分割の対象となるカラー画像に含まれる可能性がある場合には、領域分割結果の信頼性が低下し、所望の領域分割とは異なる分割結果を生じるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、カラー画像の色に応じて領域分割において、領域分割結果の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の方法は、個体ごとに色ズレが生じうるカラー物体を撮像したカラー画像である対象画像を、画素の色に応じて領域分割する方法であって、（ａ）所定の色空間内に、前記カラー物体が許容される範囲の色を有する場合に前記対象画像が取りうるＮ個（Ｎは２以上の整数）の色の範囲を示すＮ個の実在色領域と、前記Ｎ個の実在色領域外の非実在色領域と、を設定する工程と、（ｂ）個々の前記カラー物体を撮像して得られた対象画像を構成する対象画素の色を前記Ｎ個の実在色領域と前記非実在色領域のうちのいずれかに分類することによって、前記対象画像を領域分割する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、対象画像に出現することを想定しなかった色を非実在色領域として分離できるので、カラー画像の領域分割の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
前記工程（ａ）は、前記所定の色空間内の任意の色を入力とし、前記任意の色が前記Ｎ個の実在色領域と前記非実在色領域のいずれかに属するかを示す値を出力するルックアップテーブルを作成する工程を含み、前記工程（ｂ）は、前記ルックアップテーブルを参照して前記領域分割を実行する工程を含むものとしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、ルックアップテーブルを参照することにより対象画像の個々の画素の色が分類できるので、領域分割をより高速に行うことができる。
【００１０】
前記工程（ａ）は、（１）前記カラー物体の標準的なカラー画像である参照画像を少なくとも１つ準備する工程と、（２）前記参照画像に含まれる複数の色からＮ個の代表色を設定する工程と、（３）前記所定の色空間内の任意の色と前記Ｎ個の代表色との間の距離に関連付けられた所定の距離指標値を用いて、前記所定の色空間を前記Ｎ個の代表色に対応するＮ個の代表色領域に分割する工程と、（４）前記Ｎ個の代表色領域内に前記Ｎ個の代表色を含む前記Ｎ個の実在色領域を設定するとともに、前記Ｎ個の実在色領域以外の領域を前記非実在色領域として設定する工程と、を含むものとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、参照画像に基づいて生成される代表色領域から実在色領域が設定できるので、実在色領域の設定がより容易となる。
【００１２】
前記工程（４）は、前記参照画像を構成する参照画素の色を前記Ｎ個の代表色領域のいずれかに分類するとともに、前記Ｎ個の代表色領域の中で前記参照画素の色を含む一部の領域を前記Ｎ個の実在色領域に設定する工程を含むものとしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、参照画素の色に基づいて実在色領域が設定できるので、実在色領域の設定がより容易となる。
【００１４】
前記工程（４）は、前記Ｎ個の代表色との前記距離指標値が所定の限界値以下であるＮ個の領域を前記Ｎ個の実在色領域とする工程を含むものとしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、実在色領域を代表色に近い領域に設定できるので、代表色に対応した領域分割がより容易となる。
【００１６】
前記工程（４）は、前記距離指標値として、互いに異なる複数種類の距離指標値をそれぞれ用いて、複数種類の前記Ｎ個の代表色領域を設定する工程と、前記複数種類の前記Ｎ個の代表色領域のうちで、同一の代表色に対する複数種類の代表色領域同士に共通する領域を前記実在色領域として設定する工程と、を含むものとしてもよい。
【００１７】
この構成によっても、実在色領域を代表色に近い領域に設定できるので、代表色に対応した領域分割がより容易となる。
【００１８】
前記工程（４）は、前記Ｎ個の代表色領域の各代表色領域ごとに、前記各代表色領域から前記各代表色領域と他の代表色領域との境界を除いた領域を前記実在色領域とする工程を含むものとしてもよい。
【００１９】
この構成によっても、代表色領域から実在色領域が設定できるので、実在色領域の設定がより容易となる。
【００２０】
前記工程（ｂ）は、前記対象画素の色が前記非実在色領域に属する場合に、前記Ｎ個の実在色領域から選択された前記対象画素の色に最も近い近傍実在色領域と、前記対象画素の色と、の距離を表す指標値が所定の値以下の場合に前記対象画素の色を前記近傍実在色領域に分類する工程を含むものとしてもよい。
【００２１】
この構成によれば、対象画素の色が実在色領域に属するか否かの判断をより正確に行うことができる。
【００２２】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、カラー画像の領域分割方法および装置、その領域分割結果を用いた画像検査方法および装置、カラー画像の領域分割に用いられるルックアップテーブルの作成方法および装置、それらの各種の方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．第５実施例：
Ｆ．第６実施例：
Ｇ．変形例：
【００２４】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのプリント基板検査装置１００の構成を示す説明図である。このプリント基板検査装置１００は、プリント基板ＰＣＢを照明するための光源２０と、プリント基板ＰＣＢの画像を撮影する撮像部３０と、装置全体の制御を行うコンピュータ４０とを備えている。コンピュータ４０には、各種のデータやコンピュータプログラムを格納する外部記憶装置５０が接続されている。
【００２５】
コンピュータ４０は、前処理部２００と、実処理部３００と、の機能を有している。これら各部の機能は、外部記憶装置５０に格納されたコンピュータプログラムをコンピュータ４０が実行することによって実現される。
【００２６】
前処理部２００は、代表色設定部２１０と、参照画像取得部２２０と、実在色領域設定部２３０とを備えている。実処理部３００は、対象画像取得部３１０と、対象画像領域分割部３２０と、出力生成部３３０とを備えている。
【００２７】
図２は、第１実施例における前処理部による画像処理（前処理）の手順を示すフローチャートである。ステップＳ２００では、参照画像取得部２２０（図１）が、撮像部３０（図１）から参照画像である欠陥のないプリント基板ＰＣＢのカラー画像を取得する。なお、予め取得された画像に関してステップＳ２１０以降の処理を実行する場合には、ステップＳ２００において、外部記憶装置５０（図１）から画像データが読み出される。
【００２８】
図３は、ステップＳ２００において取得された、欠陥のないプリント基板ＰＣＢのカラー画像を示す説明図である。プリント基板ＰＣＢの表面は、基板ベース上にレジストが塗布された第１の緑色領域Ｇ１と、銅配線上にレジストが塗布された第２の緑色領域Ｇ２と、基板ベース上に白色の文字がシルク印刷された白色領域ＷＨと、基板ベースの茶色領域ＢＲと、金メッキが施された金色領域ＧＬとを含んでいる。第１の緑色領域Ｇ１の下地である基板ベースは茶色であり、第２の緑色領域Ｇ２の下地である銅配線は銅色なので、これらの２つの領域Ｇ１，Ｇ２の色は若干異なっているが、両方とも緑色であることに変わりは無い。そこで、本実施例では、これらの２つの緑色領域Ｇ１，Ｇ２を併せて「緑色領域ＧＲ」とも呼ぶ。
【００２９】
ステップＳ２１０（図２）では、ステップＳ２００で取得された参照画像に対して、参照画像取得部２２０が平滑化処理（ぼかし処理）を実行する。平滑化処理では、メディアンフィルタや、ガウスフィルタ、移動平均などの種々の平滑化フィルタを用いることができる。この平滑化処理を行うことによって、画像データ内に存在する特異な画素を除去することができるので、ゴミ（雑音成分）の少ない画像データを得ることができる。なお、この平滑化処理は省略することが可能である。
【００３０】
ステップＳ２２０では、ユーザが、コンピュータ４０の表示部に表示された参照画像を観察しながら、マウスなどのポインティングデバイスを用いて複数の代表色を設定する。この際、代表色設定部２１０（図１）は、代表色の設定処理のための所定のダイアログボックスをコンピュータ４０の表示部に表示して、ユーザに代表色の設定を許容する。
【００３１】
図４は、代表色の設定の様子を示す説明図である。ユーザは、４種類の領域ＧＲ（Ｇ１＋Ｇ２），ＷＨ，ＢＲ，ＧＬの呼び名（例えば「レジスト領域」，「シルク領域」等）を画面上のダイアログボックスに入力し、また、各領域の代表色を取得するためのサンプル点（星印で示す）を参照画像上で指定する。サンプル点は、各領域内に少なくとも１つずつ指定される。なお、同じ領域において複数のサンプル点が指定されたときには、それらのサンプル点の平均的な色がその領域の代表色として採用されるが、指定された複数のサンプル点のうち少なくとも１点を代表色としても良い。なお、一般には、代表色の数と代表色に対応する領域の数は、それぞれｎ個（ｎは２以上の整数）設定される。
【００３２】
ステップＳ２３０（図２）では、代表色設定部２１０が、ＲＧＢ色空間を複数の代表色のそれぞれに対応する代表色領域に分割する。具体的には、代表色設定部２１０は、ＲＧＢ色空間内の色（以下、「個別色」とも呼ぶ）と複数の代表色と色の差を表す所定の距離指標値を算出する。任意の個別色を距離指標値が最小の代表色の領域に分類することにより、ＲＧＢ色空間は代表色領域に分割される。
【００３３】
ＲＧＢ色空間における所定の距離指標値としては、例えば、以下のものを利用することができる。
（１）ＲＧＢ色空間をＲＧＢ値を座標とする３次元ユークリッド空間と見たときの個別色を表す点と代表色を表す点との距離（以下、「ユークリッド距離Ｄｅｕ」と呼ぶ）。
（２）個別色を表すベクトルと代表色を表すベクトルとのなす角度（以下、「角度距離Ｄｖａ」とも呼ぶ）。
（３）これらのユークリッド距離Ｄｅｕと角度距離Ｄｖａとから求められる複合距離指標値ＣＤＩ。
【００３４】
なお、第１実施例においては、所定の距離指標値として複合距離指標値ＣＤＩを用いている。この複合距離指標値ＣＤＩは、ユークリッド距離Ｄｅｕと角度距離Ｄｖａとを用いて、例えば、以下の式（１）または（２）で求めることができる。
【００３５】
ＣＤＩ＝Ｄｅｕ＋Ｄｖａ      …（１）
ＣＤＩ＝Ｄｅｕ＊Ｄｖａ      …（２）
【００３６】
図５は、色空間の代表色領域への分割の様子を示す説明図である。図５では図示の便宜上、Ｒ成分とＢ成分との２つの色成分で構成される２次元色空間（以下、「ＲＢ色空間」とも呼ぶ）における代表色を表す点が描かれている。図４で説明したように、ステップＳ２２０では、緑色領域ＧＲと、白色領域ＷＨと、茶色領域ＢＲと、金色領域ＧＬと、の４種類の色領域に対応する４つの代表色が設定されていた。従って、図５においては、色空間は、これらの４つの代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLに対応する４つの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４に分割される。より具体的に言えば、これらの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４は、各領域内の任意の色とその領域の代表色との間で計算された複合距離指標値ＣＤＩが、その任意の色と他の代表色との間で計算された複合距離指標値ＣＤＩよりも小さくなるように分割される。
【００３７】
第１実施例においては、色空間の代表色領域への分割結果を記憶しておくため、代表色設定部２１０が、個別色を表すＲＧＢ値（「入力点」とも呼ぶ）を入力したときに色番号ＣＮ（１０〜４０）を出力するルックアップテーブルＬＵＴを生成する。生成されたルックアップテーブルＬＵＴは、外部記憶装置５０に保存される。本実施例では、図５に示すように、色番号ＣＮは２桁の十進数で表現されており、その十の位が４つの代表色のいずれであるかを示す値（１〜４）に設定される。また、一の位は、実在色であるか否かを示すフラグ（後述する）として使用される。
【００３８】
なお、ルックアップテーブルＬＵＴの容量を低減するために、ＲＧＢ値の複数ビットのうち１つ以上の下位ビットを省略した値を入力点としてもよい。この場合、個別色のうちＲＧＢ値の省略された下位ビットのみが異なる色は、同じ色であるとして同一の入力点に割り当てられる。
【００３９】
ステップＳ２４０（図２）では、実在色領域設定部２３０（図１）が、参照画像に出現する色（以下、「実在色」とも呼ぶ）の分布範囲を取得する。具体的には、実在色領域設定部２３０は、参照画像の各画素（「参照画素」とも呼ぶ）の色を取得する。そして、取得された参照画素の色に対応する色番号ＣＮであるルックアップテーブルＬＵＴ出力値の一の位を１に変更する。このように、ルックアップテーブルＬＵＴを書き換えることにより、色番号ＣＮの一の位が１である色の範囲が実在色の分布範囲となる。また、色番号ＣＮの一の位が０である色の範囲は、非実在色の分布範囲である。
【００４０】
ステップＳ２５０では、実在色領域設定部２３０が、実在色の分布範囲を膨張処理（太らせ処理）した領域を実在色領域とする。膨張処理は、例えば、ルックアップテーブルＬＵＴの各入力点について、入力点の８近傍の位置に実在色（対応する色番号ＣＮの一の位が１である色）がある場合に、入力点に対応する色番号ＣＮの一の位を１に変更することによって行われる。この膨張処理により、欠陥のないプリント基板ＰＣＢに存在し得る色であって、参照画像には出現してない色を実在色領域に含めることが可能となる。
【００４１】
図６は、第１実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図である。図５と同様に、ＲＢ色空間における代表色を表す点（白丸）が描かれている。図６の黒丸は、実在色を表す点である。なお、実際の実在色は色空間内に稠密に存在するが、図６では、図示の便宜上、実在色の一部を描いている。
【００４２】
ステップＳ２４０（図２）の処理により、代表色ＲＣGRに対応する代表色領域ＤＲ１中の実在色に対応する色番号ＣＮは、それぞれ１１に変更される。そして、ステップＳ２５０（図２）の膨張処理により、代表色領域ＤＲ１中の実在色を含む実在色領域ＸＲ１が設定される。同様に、代表色ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLのそれぞれに対応する実在色領域ＸＲ２，ＸＲ３，ＸＲ４（ＣＮ＝２１，３１，４１）は、代表色領域ＤＲ２，ＤＲ３，ＤＲ４中の実在色を含む領域に設定される。
【００４３】
図７は、第１実施例における実処理部による画像処理（実処理）の手順を示すフローチャートである。この実処理では、図２に示す前処理と同様に、対象画像取得部３１０（図１）が、検査対象のプリント基板ＰＣＢのカラー画像（「対象画像」とも呼ぶ）を取得し（Ｓ３００）、取得した対象画像の平滑化処理（Ｓ３１０）を行う。
【００４４】
図８は、ステップＳ３００において取得された、欠陥のあるプリント基板ＰＣＢのカラー画像の一例を示す説明図である。この画像は、欠陥のないプリント基板ＰＣＢの画像（図３）とは、プリント基板ＰＣＢの左上部にレジストが汚染されている領域Ｇ３（「異常点」とも呼ぶ）がある点で異なっている。図８の例では、レジストの汚染によって発生したプリント基板ＰＣＢの異常点Ｇ３は、緑色領域Ｇ１，Ｇ２とは異なるがやはり緑色となっている。
【００４５】
ステップＳ３２０（図７）では、対象画像領域分割部３２０（図１）が、平滑化処理された対象画像の各画素（「対象画素」とも呼ぶ）を、対象画素の色にルックアップテーブルＬＵＴによって対応付けられた色番号ＣＮで分類する。このように対象画素を、対象画素の色に対応した色番号ＣＮで分類することにより、対象画像は予め定められた色番号の数（図６の例では８個）以下の領域に分割される。
【００４６】
図９は、欠陥のあるプリント基板ＰＣＢ（図８）画像の領域分割の様子を示す説明図である。図９（ａ）では、図５と同様に、ＲＢ色空間における代表色を表す点（白丸）が描かれている。また、図９（ａ）において、黒丸は異常点でない部分に出現した色を表し、黒三角は異常点に出現した色を表している。
【００４７】
図９（ａ）に示されるように、異常点でない部分に出現する色は、４つの代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLに対応する実在色領域ＸＲ１〜ＸＲ４に含まれる。そのため、異常点でない部分の画素の色に対応付けられる色番号ＣＮは、実在色領域ＸＲ１〜ＸＲ４に属することを表す値（ＣＮ＝１１，２１，３１，４１）となる。一方、異常点の色は、実在色領域に属さないので、異常点の画素の色に対応付けられる色番号ＣＮは、実在色領域に属さないことを示す値（一の位が０）となる。図８のプリント基板ＰＣＢでは、異常点の色Ｇ３が代表色領域ＤＲ１に属する緑色であるので、異常点の画素の色は色番号ＣＮ＝１０に対応付けられる。
【００４８】
図９（ｂ）は、図８のプリント基板ＰＣＢのカラー画像を領域分割した様子を示す説明図である。図９（ｂ）に示されるように、対象画像のレジストが塗布された緑色領域ＧＲ（Ｇ１＋Ｇ２）の画素は、いずれも色番号ＣＮ＝１１の領域に分類される。同様に、白色領域ＷＨ、茶色領域ＢＲ、金色領域ＧＬの各領域の画素も、色番号ＣＮ＝２１，３１，４１の各領域に分類される。一方、レジストが汚染された緑色領域Ｇ３の画素は、緑色領域ＧＲとは別の色番号ＣＮ＝１０の領域に分類される。このように、対象画像の各画素を画素の色に対応した色番号ＣＮで分類することにより、対象画像は５つの領域（ＣＮ＝１０，１１，２１，３１，４１）に分割される。
【００４９】
ステップＳ３３０（図７）では、出力生成部３３０（図１）が、このように分割された各領域の膨張処理と収縮処理を行う。この膨張・収縮処理を行うことにより、対象画像を分割した各領域に存在するピンホール状の細かな領域（ノイズ）が除去される。
【００５０】
ノイズが除去された領域分割結果は、プリント基板検査装置１００（図１）の検査部（図示しない）に供給される。検査部は、前処理部で画像処理が施された参照画像と、領域分割結果とを比較し、両者間に許容量以上の差異がある場合には、その差異のある部分をプリント基板ＰＣＢの欠陥として検出する。図８のプリント基板ＰＣＢの例では、図９（ｂ）に示す領域分割結果と、図３に示す参照画像とが比較される。そして、図９（ｂ）の領域分割結果中に参照画像中にない緑色領域Ｇ３があるため、図８のプリント基板ＰＣＢは欠陥を有するものと判断される。
【００５１】
このように対象画像の領域分割を行うことにより、カラー画像のうち前処理時（代表色設定時）に出現が想定されない色の領域は、実在色領域に属しない色の領域（非実在色画像領域）として実在色領域に属する色の領域（実在色画像領域）と分離できる。そのため、前処理時に出現を想定しなかった色が対象画像に出現したことを検出できるので、カラー画像の領域分割の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
Ｂ．第２実施例：
図１０は、第２実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図である。第２実施例は、各代表色領域に属する実在色の色成分値の最大値と最小値を求め、色成分値の最大・最小値の範囲内となる領域を実在色領域に設定する点で図６に示す第１実施例の実在色領域と異なっている。
【００５３】
第２実施例における前処理は、図２のフローチャートに示す第１実施例における前処理と、ステップＳ２３０，Ｓ２５０の処理の内容が異なっているだけであり、他の点は第１実施例と同じである。第２実施例においても、ステップＳ２３０では、代表色設定部２１０が、ＲＧＢ色空間を複数の代表色のそれぞれに対応する代表色領域に分割する。図１０の例では、図５と同様に、ステップＳ２３０においてＲＢ色空間が４つの代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLに対応する４つの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４に分割される。なお、第２実施例は、ステップＳ２３０において、この代表色領域への分割結果を記憶しておくためのルックアップテーブルＬＵＴの生成と保存を行わない点で第１実施例と異なっている。
【００５４】
実在色領域を設定するステップＳ２５０では、実在色領域設定部２３０が、実在色（参照画像の各画素の色）を代表色領域のいずれかに分類する。図１０の例では、図６と同様に、実在色（黒丸で示す）がＲＢ色空間を分割した４つの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４のいずれかに分類される。なお、各実在色がいずれの代表色領域に属するかは、代表色領域の境界と実在色との位置関係を評価することによって判断できる。
【００５５】
実在色を代表色領域に分類した後、実在色領域設定部２３０は、各代表色領域に属する実在色の色成分値の最大値と最小値とを求める。そして、各代表色に対応する実在色領域は、色成分値が最大・最小値の範囲内となる領域に設定される。図１０の例では、代表色領域ＤＲ１に属する実在色のＲ成分値とＢ成分値とが、それぞれ最大・最小値の範囲内となる領域は、矩形の領域ＸＲ１ａとなる。このように、代表色ＲＣGRに対応する実在色領域は、矩形領域ＸＲ１ａに設定される。同様に、代表色ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLに対応する実在色領域は、それぞれ領域ＸＲ２ａ，ＸＲ３ａ，ＸＲ４ａに設定される。
【００５６】
このように設定された実在色領域ＸＲ１ａ〜ＸＲ４ａは、例えば、代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４のそれぞれに関連付けられた色成分値の最大・最小値として、代表色ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLの色成分値とともに外部記憶装置５０（図１）に格納される。
【００５７】
図１１は、第２実施例における領域分割の手順を示すフローチャートである。この領域分割の手順では、ルックアップテーブルＬＵＴを使用せずに領域分割を行っている点で、図７の第１実施例の領域分割（Ｓ３２０）と異なっている。第２実施例における実処理の他の手順は、図７に示す第１実施例の手順と同様である。
【００５８】
ステップＳ４１０では、対象画像領域分割部３２０（図１）が、対象画素の色と複数（ｎ個）の代表色との間の複合距離指標値ＣＤＩを算出する。そして、ステップＳ４２０において、算出されたｎ個の複合距離指標値ＣＤＩのうち複合距離指標値ＣＤＩが最小となる代表色の領域に対象画素を仮分類する。この仮分類により、対象画素には、実在色領域外であることを表す一の位が０の色番号ＣＮが割り当てられる。図１０の例では、対象画素に割り当てられる色番号は４つの代表色に対応した色番号ＣＮ（１０，２０，３０，４０）となる。なお、この領域の仮分類と、前処理における代表色領域の設定とは、同一の複合距離指標値ＣＤＩを用いているので、ここで仮分類される代表色領域と、前処理時の代表色領域とは一致する。
【００５９】
ステップＳ４３０では、対象画像領域分割部３２０が、対象画素の色が実在色領域内であるか否かを判断する。具体的には、対象画素の色成分値が、対象画素の色の属する代表色領域内の色成分値の最大・最小値の範囲内であるか否かが、対象画像領域分割部３２０により判断される。対象画素の色が実在色領域内でないと判断された場合、制御はステップＳ４４０に移される。一方、対象画素の色成分値が実在色領域の範囲内である場合、対象画素の色は実在色領域内であると判断され、制御はステップＳ４５０に移される。
【００６０】
ステップＳ４４０では、対象画像領域分割部３２０が、対象画素を非実在色領域の色番号ＣＮの領域に分類する。具体的には、ステップＳ４２０で仮に割り当てられた色番号ＣＮの一の位を０に設定する。なお、第２実施例の場合、仮に割り当てられた色番号ＣＮは、一の位が０となっているので、ステップＳ４４０では何も処理が行われない。図１０の例では、対象画素の色が代表色領域ＤＲ１に属する場合、対象画素は色番号ＣＮ＝１０の領域に分類される。同様に、対象画素の色が実在色領域に代表色領域ＤＲ２，ＤＲ３，ＤＲ４に属する場合、対象画素は色番号ＣＮ＝２０，３０，４０の領域に分類される。
【００６１】
ステップＳ４５０では、対象画像領域分割部３２０が、対象画素を実在色領域の色番号ＣＮの領域に分類する。具体的には、ステップＳ４２０で仮に割り当てられた色番号ＣＮの一の位を１に設定する。図１０の例では、対象画素の色が代表色領域ＤＲ１に属する場合、対象画素は色番号ＣＮ＝１１の領域に分類される。同様に、対象画素の色が代表色領域ＤＲ２，ＤＲ３，ＤＲ４に属する場合、対象画素は色番号ＣＮ＝２１，３１，４１の領域に分類される。
【００６２】
このように、第２実施例によっても、カラー画像のうち前処理時に出現が想定されない色の領域は、非実在色画像領域として実在色画像領域から分離できる。そのため、前処理時に出現を想定しなかった色が対象画像に出現したことが検出できるので、カラー画像の領域分割の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
第２実施例は、前処理部により設定される実在色領域を、代表色領域に関連付けられた色成分値の最大・最小値で表しているので、ルックアップテーブルＬＵＴを用いる第１実施例よりも、実在色領域の設定を格納する記憶領域の容量を低減できる。一方、第１実施例は、実処理時において、距離指標値算出を対象画素ごとに行わないので、実処理の高速化が可能である。
【００６４】
なお、第２実施例では、色成分値が代表色領域ごとに分類された実在色の色成分値範囲内を実在色領域としているが、実在色領域は色成分値範囲が特定できれば設定できる。例えば、予め設定された実在色領域に属さない色が参照画素に現れた場合に、ユーザの指示に基づいて属する実在色領域を選択し、選択された実在色領域を拡張するものとしてもよい。この場合、最初に設定される実在色領域としては十分小さい領域が好ましい。このような十分小さい領域としては、例えば、代表色のみを含む領域を用いることができる。
【００６５】
Ｃ．第３実施例：
図１２は、第３実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図である。図１２は、図５と同様に、ＲＢ色空間が４つの代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLに対応する４つの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４に分割されている様子を示している。
【００６６】
第３実施例においては、図２の前処理の手順のうち、参照画像の色の分布範囲を取得するステップＳ２４０が省略される。そして、ステップＳ２５０において、実在色領域設定部２３０（図１）は、代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４ごとに、対応する代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLとの複合距離指標値ＣＤＩの限界値（以下、「距離限界値」と呼ぶ）を設定する。第３実施例の実在色領域は、代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLとの複合距離指標値ＣＤＩが距離限界値以下の領域ＸＲ１ｂ〜ＸＲ４ｂに設定される。このように設定された実在色領域ＸＲ１ｂ〜ＸＲ４ｂは、例えば、代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４のそれぞれに関連付けられた距離限界値として、代表色ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLの色成分値とともに外部記憶装置５０（図１）に格納される。
【００６７】
なお、実在色領域ＸＲ１ｂ〜ＸＲ４ｂを規定する距離限界値は、例えば、代表色設定時（Ｓ２２０（図２））に複数選択されたサンプル点の色の分散や代表色ＲＣGR，ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLの色に関する値（例えば、輝度や彩度）に基づいて定めることができる。また、ユーザに距離限界値を指定させるためのダイアログボックスを表示し、ユーザによる距離限界値の指定値を用いるものとしてもよい。
【００６８】
第３実施例においては、領域分割は図１１に示す第２実施例と同様に行われる。この場合、ステップＳ３２４における、対象画素の色が実在色領域内であるか否かの判断は、対象画素の色が属する代表色領域の代表色と、対象画素の色と、の複合距離指標値ＣＤＩ指標が所定値以内であるか否かによって判断される。
【００６９】
このように、第３実施例によっても、カラー画像のうち前処理時に出現が想定されない色の領域は、非実在色画像領域として実在色画像領域から分離できる。そのため、前処理時に出現を想定しなかった色が対象画像に出現したことが検出できるので、カラー画像の領域分割の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
第３実施例は、第２実施例と同様に、前処理部により設定される実在色領域を代表色領域に関連付けられた距離限界値で表しているので、ルックアップテーブルＬＵＴを用いる第１実施例よりも、実在色領域の設定を格納する記憶領域の容量を低減できる。一方、第２実施例は、実在色領域が参照画像の色の分布範囲に基づいて設定されるので、第３実施例よりも実在色領域の設定が容易となる。
【００７１】
なお、第３実施例では前処理のステップＳ２４０（図２）を省略し、参照画素の色の分布範囲とは別個に実在色領域ＸＲ１ｂ〜ＸＲ４ｂを設定しているが、実在色領域設定部２３０は、ステップＳ２４０において参照画素の色を取得し、すべての参照画素の色が実在色領域ＸＲ１ｂ〜ＸＲ４ｂのいずれかに属するように、距離限界値を設定するものとしてもよい。
【００７２】
Ｄ．第４実施例：
図１３および図１４は、第４実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図である。第４実施例においては、実在色領域は、複合距離指標値ＣＤＩと、複合距離指標値ＣＤＩとは異なる距離指標値とを用いて設定される。なお、第４実施例では、実在色領域は、第３実施例と同様に、参照画素の色の分布範囲とは別個に設定される。そのため、図２の前処理の手順のうち、参照画像の色の分布範囲を取得するステップＳ２４０が省略される。
【００７３】
第４実施例では、実在色領域設定部２３０（図１）は、図２に示す前処理のステップＳ２３０において、複合距離指標値ＣＤＩと、角度距離Ｄｖａと、ユークリッド距離Ｄｅｕと、を距離指標値としてＲＧＢ色空間を代表色領域に分割する。図１３（ａ）は、図５と同様に、ＲＢ色空間が複合距離指標値ＣＤＩに基づいて４つの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４に分割されている様子を示している。また、図１３（ｂ）、（ｃ）は、ＲＢ色空間が、角度距離Ｄｖａとユークリッド距離Ｄｅｕとに基づいて、代表色領域ＤＲ１ａ〜ＤＲ４ａと代表色領域ＤＲ１ｂ〜ＤＲ４ｂとにそれぞれ分割されている様子を示している。
【００７４】
図１４は、このように３通りに分割された色空間を用いて、実在色領域を設定する様子を示している。第４実施例では、実在色領域設定部２３０は、図２に示す前処理のステップＳ２６０において、代表色ＲＣGRに対して、３種類の代表色領域ＤＲ１，ＤＲ１ａ，ＤＲ１ｂの共通する領域ＸＲ１ｃを実在色領域として設定する。他の代表色ＲＣWH，ＲＣBR，ＲＣGLについても同様である。そして、このように設定された実在色領域ＸＲ１ｃ〜ＸＲ４ｃと、代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４への分割結果を記憶しておくため、実在色領域設定部２３０は、個別色ごとに適宜割り当てられた色番号ＣＮを出力するルックアップテーブルＬＵＴを生成し、外部記憶装置５０（図１）に格納する。
【００７５】
第４実施例の実処理においては、第１実施例における実処理と同様に、ルックアップテーブルＬＵＴによって対象画素の色に対応付けられた色番号ＣＮを用いて対象画素を分類することにより、対象画像領域分割部３２０（図１）が対象画像の領域の分割を行う。
【００７６】
第４実施例によっても、カラー画像のうち前処理時に出現が想定されない色の領域は、非実在色画像領域として実在色画像領域から分離できる。そのため、前処理時に出現を想定しなかった色が対象画像に出現したことが検出できるので、カラー画像の領域分割の信頼性を向上させることができる。
【００７７】
なお、第４実施例では、実在色領域を設定するための複数の距離指標値として、複合距離指標値ＣＤＩと、角度距離Ｄｖａと、ユークリッド距離Ｄｅｕとの３つの距離指標値を用いているが、一般には、色同士の距離に関連付けられた２つ以上の任意の複数の距離指標値を用いることが可能である。
【００７８】
Ｅ．第５実施例：
図１５は、第５実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図である。第５実施例における実在色領域は、図５に示す第１実施例と同様に分割された代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４のうち、代表色領域が相互に接する領域を除外した領域ＸＲ１ｄ〜ＸＲ４ｄに設定される。
【００７９】
このような実在色領域ＸＲ１ｄ〜ＸＲ４ｄは、代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４のそれぞれについて収縮処理を行うことによって取得できる。具体的には、第１実施例と同様に、色空間を代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４に分割し、その分割結果を保持するためのルックアップテーブルＬＵＴを生成する。そして、生成されたルックアップテーブルＬＵＴの代表色領域ＤＲ１〜ＤＲ４のそれぞれについて収縮処理を行う。この収縮処理により、代表色領域ＤＲ１からは、実在色領域ＸＲ１ｄが生成される。同様に、代表色領域ＤＲ２〜ＤＲ４からは、実在色領域ＸＲ２ｄ〜ＸＲ４ｄが取得される。
【００８０】
この収縮処理は、例えば、ルックアップテーブルＬＵＴの入力点の複数の色成分のうち２つの色成分を特定して行われる。特定された色成分以外の色成分を固定した場合、特定された色成分からなる２次元色空間に現れる代表色領域は、２次元の画像を形成する。特定された色成分以外の色成分の取りうる色成分値のそれぞれについて、代表色領域を表す２次元の画像に対して周知の収縮処理を施すことによって、代表色領域の収縮処理を行うことができる。
【００８１】
第５実施例の実処理においても、第１実施例における実処理と同様に、対象画像領域分割部３２０（図１）が、対象画素の色にルックアップテーブルＬＵＴによって対応付けられた色番号ＣＮを用いて対象画素を分類することにより、対象画像の領域の分割を行う。
【００８２】
第５実施例によっても、カラー画像のうち前処理時に出現が想定されない色の領域は、非実在色画像領域として実在色画像領域から分離できる。そのため、前処理時に出現を想定しなかった色が対象画像に出現したことが検出できるので、カラー画像の領域分割の信頼性を向上させることができる。
【００８３】
Ｆ．第６実施例：
図１６は、第６実施例における領域分割の手順を示すフローチャートである。図１１に示す第２実施例の領域分割の手順とは、ステップＳ４３０とステップＳ４４０との間に２つのステップＳ４３２，Ｓ４３４が付加されている点で異なっている。
【００８４】
第６実施例においては、ステップＳ４３０で対象画素の色が実在色領域内でないと判断された場合に、制御はステップＳ４３２に移される。ステップＳ４３２では、対象画素の色に最も近い実在色領域（近傍実在色領域）が、対象画像領域分割部３２０（図１）により選択される。そして、対象画素の色と近傍実在色領域との最短の複合距離指標値ＣＤＩ（最短距離）が算出される。なお、近傍実在色領域としては、例えば、複数の実在色領域のそれぞれに対応する代表色と対象画素の色と複合距離指標値ＣＤＩが最小となる実在色領域を選択することができる。
【００８５】
ステップＳ４３４において、対象画像領域分割部３２０は、ステップＳ４３２で求められた最短距離に基づいて対象画素の色が実在色領域に属するか否かを判断する。最短距離が所定の値より大きい場合、対象画素の色は実在色領域外であると判断され、制御はステップＳ４４０に移される。一方、最短距離が所定の値以下である場合、対象画素の色は実在色領域内であると判断され、制御はステップＳ４５０に移される。なお、実在色領域に属するか否かを判断ための所定の値には、例えば、同一のプリント基板ＰＣＢを撮像し取得した複数の画像間に現れる複合距離指標値で表した色の変動幅を使用できる。
【００８６】
このように、第６実施例においては、画像の取得時に生じる色の変動の影響を抑制することができるので、対象画素の色が実在色領域に属するか否かの判断をより正確に行うことができる。
【００８７】
なお、第６実施例では、対象画素の色と近傍実在色領域との最短距離に基づいて実在色領域であるか否かを判断する手順を第２実施例に付加しているが、この手順は、他の実施例の場合においても適用できる。
【００８８】
また、第６実施例では、対象画素の色と近傍実在色領域との最短距離として、複合距離指標値ＣＤＩを用いているが、一般に、色同士の距離に関連付けられた任意の距離指標値を用いることが可能である。この場合、最短距離として、例えば、角度距離Ｄｖａやユークリッド距離Ｄｅｕを用いることもできる。
【００８９】
Ｇ．変形例：
なお、この発明は上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９０】
Ｇ１．変形例１：
第２および第３実施例では、ルックアップテーブルＬＵＴを使用せずに領域分割を行っているが、第１実施例と同様にルックアップテーブルＬＵＴを用いて領域分割を行うこともできる。この場合、前処理の段階において、入力点のそれぞれが実在色領域に入るかどうかが判断される。そして、入力点が実在色領域内である場合にはルックアップテーブルＬＵＴの出力値は実在色領域の色番号（ＣＮの一の位が１）に設定され、入力点が実在色領域外である場合にはルックアップテーブルＬＵＴの出力値は実在色領域外であることを示す色番号（ＣＮの一の位が０）に設定するものとできる。
【００９１】
Ｇ２．変形例２：
上記各実施例では、非実在色領域の色についても代表色領域の色番号ＣＮを割り当てているが、非実在色領域のすべての色に非実在色であることを表す同一の色番号ＣＮを割り当てるものとしてもよい。このようにしても、カラー画像のうち前処理時に出現が想定されない色の領域は、非実在色画像領域として実在色画像領域から分離できる。
【００９２】
Ｇ３．変形例３：
上記各実施例では、実在色領域であるか否かを色番号ＣＮの一の位を用いて表しているが、実在色領域であるか否かはこれ以外の種々の方法によって表すことができる。例えば、色番号ＣＮを現すビット列の一部のビット列のオン・オフによって表すことも可能であり、また、色番号ＣＮとは別に保持されるフラグのオン・オフによって表すことも可能である。
【００９３】
Ｇ４．変形例４：
上記各実施例では、色空間としてＲＧＢの３次元色空間を用いていたが、色空間としてはこれ以外の種々のものを利用可能である。例えば、Ｌ*ａ*ｂ*空間などの他の３次元色空間や、２つの基本色のみで規定された２次元色空間などを利用可能である。すなわち、本発明は、一般に、２次元以上の色空間を用いた場合に適用可能である。
【００９４】
Ｇ５．変形例５：
上記各実施例では、代表色および代表色領域を用いて実在色領域を決定しているが、代表色や代表色領域を用いずに実在色領域を設定することができる。このような実在色領域は、例えば、ユーザに実在色領域に含まれる色を指定させるための色パレットを表示し、ユーザからの指示に従って設定することができる。この場合、実在色領域の設定における距離指標値の使用を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施例としてのプリント基板検査装置の構成を示す説明図。
【図２】第１実施例における前処理の手順を示すフローチャート。
【図３】欠陥のないプリント基板のカラー画像を示す説明図。
【図４】代表色の設定の様子を示す説明図。
【図５】色空間の代表色領域への分割の様子を示す説明図。
【図６】第１実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図。
【図７】第１実施例における実処理の手順を示すフローチャート。
【図８】欠陥のあるプリント基板のカラー画像の一例を示す説明図。
【図９】欠陥のあるプリント基板画像の領域分割の様子を示す説明図。
【図１０】第２実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図。
【図１１】第２実施例における領域分割の手順を示すフローチャート。
【図１２】第３実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図。
【図１３】複数の距離指標値に基づく色空間の分割の様子を示す説明図。
【図１４】第４実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図。
【図１５】第５実施例における実在色領域の設定の様子を示す説明図。
【図１６】第６実施例における領域分割の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９６】
２０…光源
３０…撮像部
４０…コンピュータ
５０…外部記憶装置
１００…プリント基板検査装置
２００…前処理部
２１０…代表色設定部
２２０…参照画像取得部
２３０…実在色領域設定部
３００…実処理部
３１０…対象画像取得部
３２０…対象画像領域分割部
３３０…出力生成部
ＬＵＴ…ルックアップテーブル
ＰＣＢ…プリント基板
【図１】
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【図２】
2006024116.tif 000004
【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】
2006024116.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006024116.tif 000014
【図１３】
2006024116.tif 000015
【図１４】
2006024116.tif 000016
【図１５】
2006024116.tif 000017
【図１６】
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