(57)【要約】      （修正有）【課題】画像処理を用いた外観検査に際して複雑な画像処理パラメータの設定を容易に行える画像検査装置を提供する。【解決手段】複数の画像処理パラメータの内、第一パラメータの値を自動的に設定するパラメータ設定部３２と、第二パラメータの値を複数の候補値に変化させた各第二パラメータ候補値毎に処理後画像を生成する画像生成部３４と、複数の処理後画像を並べて表示させた第二パラメータ候補一覧画像群を表示させる表示部と、表示部に表示された第二パラメータ候補一覧画像群に含まれる複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付ける画像選択部３６と、画像選択部３６で選択された処理後画像に対応する第二パラメータ候補値を、パラメータ設定部３２で第二パラメータとして設定し、画像生成部３４で生成された処理後画像に対して、所定の画像処理を行い、その処理結果に基づいて外観検査の判定結果を出力する判定部３７とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の外観検査を行うための画像検査装置であって、
検査対象物の画像の入力を受け付けるための画像入力部と、
検査対象物の外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付けるための検査種別選択部と、
前記検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数の画像処理パラメータの内、第一パラメータの値を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に応じて自動的に設定するためのパラメータ設定部と、
該第一パラメータとは異なる第二パラメータの値を複数の候補値に変化させて、該変化させた各第二パラメータ候補値毎に前記検査対象画像に対してそれぞれ画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成するための画像生成部と、
前記画像生成部で生成される前記複数の処理後画像を並べて表示させた第二パラメータ候補一覧画像群を表示させるための表示部と、
前記表示部に表示された第二パラメータ候補一覧画像群に含まれる複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付けるための画像選択部と、
前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータ候補値を、前記パラメータ設定部で第二パラメータとして設定し、前記画像生成部で生成された処理後画像に対して、所定の画像処理を行い、その処理結果に基づいて外観検査の判定結果を出力するための判定部と、
を備える画像検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像検査装置であって、さらに、
検査対象物を互いに異なる照明方向から照明するための三以上の照明部と、
前記三以上の照明部を一ずつ所定の点灯順に点灯させるための照明制御部と、
前記照明制御部により各照明部を点灯させる照明タイミングにて、検査対象物を一定の方向から撮像することにより、複数の部分照明画像を撮像するための撮像部と
を備え、
前記撮像部により撮像された複数の部分照明画像が前記画像入力部に入力され、該複数の部分照明画像に基づいて、フォトメトリックステレオ法の原理に基づいて、形状に応じた画素値を有する形状画像が生成され、
前記第一パラメータは、前記形状画像内における基準面の階調値を規定するパラメータであり、
前記第二パラメータは、前記形状画像内における検出対象物のサイズを規定するパラメータである画像検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像検査装置であって、
前記基準面は、前記形状画像内に凹凸が存在しない面に基づいて特定された面である画像検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像検査装置であって、
前記検査種別選択部で選択される検査種別が、検査対象物の傷の検査、検査対象物の有無の判定、検査対象物上に表示された文字列の光学式読み取り、検査対象物に含まれる汚れの有無、検査対象物に含まれる打痕の有無、検査対象物に含まれる線傷の有無の少なくとも何れかを含む画像検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像検査装置であって、
前記第一パラメータは、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物の傷の検査が選択されたことに応じて、前記基準面の階調値を中央値に設定されてなる画像検査装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像検査装置であって、
前記第一パラメータは、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物の有無検査が選択されたことに応じて、前記基準面の階調値をゼロに設定されてなる画像検査装置。
【請求項７】
請求項４に記載の画像検査装置であって、
前記第一パラメータは、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物上に凸状に表示された文字列の光学式読み取りが選択されたことに応じて、前記基準面の階調値を最小値に設定されてなる画像検査装置。
【請求項８】
請求項４に記載の画像検査装置であって、
前記第一パラメータは、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物上に凹状に表示された文字列の光学式読み取りが選択されたことに応じて、前記基準面の階調値を最大値に設定されてなる画像検査装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像検査装置であって、
前記検査種別選択部が、検査種別として、形状に関する情報を有する形状画像に対する検査対象物の傷の検査を選択可能としてなる画像検査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像検査装置であって、
前記第一パラメータが、検出対象物の傷の検出方向である画像検査装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像検査装置であって、
前記第二パラメータが、検査対象物の特徴サイズ又はセグメントサイズである画像検査装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載の画像検査装置であって、
前記第二パラメータが、検出対象物の傷のサイズである画像検査装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像検査装置であって、
前記画像生成部が、前記複数の処理後画像の生成に際して、前記第二パラメータを変化させる幅又はピッチを変化させるよう構成してなる画像検査装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像検査装置であって、
前記画像生成部は、前記第二パラメータとして、検査対象物の画像のコントラストの変化幅を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に基づいて変化させるよう構成してなる画像検査装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の画像検査装置であって、
前記パラメータ設定部で、前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータの値を設定した状態で、該設定された第二パラメータの値を前記表示部上に表示可能に構成してなる画像検査装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の画像検査装置であって、さらに、
前記パラメータ設定部で設定された第二パラメータの値を、手動で調整するためのパラメータ微調整部を備える画像検査装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像検査装置であって、
前記パラメータ微調整部で調整された第二パラメータに基づいて、前記表示部で一覧表示される第二パラメータ候補一覧画像群を更新して再度表示させてなる画像検査装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の画像検査装置であって、さらに、
前記表示部の第二パラメータ候補一覧画像群で表示される各処理後画像に対して所定の評価値を演算して、該評価値に基づいて選択すべき画像を推奨する画像推奨部を備える画像検査装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像検査装置であって、
前記画像推奨部が演算した評価値を、前記表示部上に表示可能としてなる画像検査装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の画像検査装置であって、
前記パラメータ設定部が、第一パラメータ及び第二パラメータを設定した上で、該第一パラメータ及び第二パラメータと異なる画像処理のパラメータである第三パラメータを変化させた複数の処理後画像を生成させ、第三パラメータ候補一覧画像群として前記表示部上に一覧表示させるよう構成してなる画像検査装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の画像検査装置であって、
前記第三パラメータが検出対象の強調処理のパラメータである画像検査装置。
【請求項２２】
検査対象物の外観検査を行う画像検査方法であって、
検査対象物の外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付ける工程と、
検査対象物の画像の入力を受け、該検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数のパラメータの内、第一パラメータの値を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に応じて自動的に設定する一方、該第一パラメータとは異なる第二パラメータの値を変化させて、該変化させた各第二パラメータ値毎に前記検査対象画像に対して画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成して、該生成された複数の処理後画像を、表示部上に一覧表示させて、該表示された複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付ける工程と、
前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータの値を、パラメータ設定部が設定する工程と、
を含む画像検査方法。
【請求項２３】
検査対象物の外観検査を行う画像検査プログラムであって、
検査対象物の外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付ける機能と、
検査対象物の画像の入力を受け付ける機能と、
該検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数のパラメータの内、第一パラメータの値を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に応じて自動的に設定する機能と、
該第一パラメータとは異なる第二パラメータの値を変化させて、該変化させた各第二パラメータ値毎に前記検査対象画像に対して画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成する機能と、
該生成された複数の処理後画像を、表示部上に一覧表示させて、該表示された複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付ける機能と、
前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータの値を、パラメータ設定部が設定する機能と、
をコンピュータに実現させる画像検査プログラム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の画像検査プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトメトリックステレオ法や傷検査等の画像検査を用いた画像検査装置、画像検査方法、画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク（検査対象物や被写体）の表面の傷の有無や外観形状の適否、印字された文字の読み取りといった検査を行う画像検査装置が利用されている。このような画像検査装置は、ワークに対して必要な照明を照射して画像を撮像し、得られた画像データに対してエッジ検出等の画像処理を行い、その結果に基づいて良否判定等の判断を行っていた。特に、立体形状を三次元的に捉えた高さ画像を取得可能な画像検査装置は、従来の二次元の光学画像に基づいた画像検査では困難な立体的な外観検査を安定的に行うことができ、有用性が高い。
【０００３】
しかしながら、このような画像検査装置では、ワークの種類によっては照明の種類や当てる方向によって見え易さが変わるケースがあった。このため、このようなワークに対して適切な検査を行うためには、ユーザ側に十分な知識や経験が求められる。いいかえると、操作に詳しくないユーザには敷居が高い。
【０００４】
また、従来の画像検査装置では、照明条件や設置条件等が少し変わっただけでも誤検出が起きやすくなる等、画像検査を安定的に行うことが容易でないという問題もあった。さらに、ワークの外観検査においては、傷、縁等のワークの形状に関する情報、言い換えると立体的な情報と、印字、シミ等の平面的な情報の両方が検査の対象になるところ、お互いが関連したり干渉し合う結果、上手く検出できないことがあるといった問題もあった。
【０００５】
このような問題を解決するための技術として、フォトメトリックステレオ法を用いて高さ等の三次元形状の情報を取得する画像検査装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。ここでフォトメトリックステレオ法（photometric stereo）とは、照度差ステレオ法とも呼ばれ、異なる複数の照明方向から照明された画像を撮像して、その陰影情報からワークの法線ベクトルを求める三次元計測の手法の一つである。このようなフォトメトリックステレオ法を用いた画像検査装置は、法線ベクトル（傾き画像に相当）からＸ軸やＹ軸の成分を輝度値に置き換えた画像や、反射率画像（アルベド画像に相当）を作成して、画像検査に応用している。ここでは、フォトメトリックステレオ法で三次元計測を精度よく行うために、主として、照明機器の設置方法や照明光の照射方法に関する検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０６７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような画像処理装置を用いて、検査対象物に対する様々な検査、例えば傷の検査、ワークの有無の判定、ＯＣＲなどが行われている。このような検査を行う場合には、検査用途に応じて画像処理のパラメータを適切に設定する必要がある。パラメータを設定するためには、設定画面で各パラメータに数値を入力したり、チェックボックスやドロップダウンメニューで選択肢から選択させることが一般的に行われている。
【０００８】
しかしながら、従来の画像処理装置のパラメータ設定方法では、ユーザが自らパラメータを変化させて生成される画像を逐一確認しながら、検査に適したパラメータ設定になっているか否かを確認する必要があるため、各パラメータの画像処理における意味合いをユーザが把握する必要があり難易度が高いという問題があった。
【０００９】
一方で、パラメータの値を変化させて画像を解析し、最適なパラメータ設定を自動的に導出する画像処理装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、どのような処理後画像が得られれば画像処理パラメータが最適に設定されているか否かは、ユーザの求める検査用途に依存するため、このような装置を用いて画像処理パラメータを自動設定できるケースは、特定の用途や装置に限られてしまう。
【００１０】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、画像処理を用いた検査に際してパラメータの設定作業を容易に行えるようにした画像検査装置、画像検査方法、画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の形態に係る画像検査装置によれば、検査対象物の外観検査を行うための画像検査装置であって、検査対象物の画像の入力を受け付けるための画像入力部と、検査対象物の外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付けるための検査種別選択部と、前記検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数の画像処理パラメータの内、に設定するためのパラメータ設定部と、該第一パラメータとは異なる第二パラメータの値を複数の候補値に変化させて、該変化させた各第二パラメータ候補値毎に前記検査対象画像に対してそれぞれ画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成するための画像生成部と、前記画像生成部で生成される前記複数の処理後画像を並べて表示させた第二パラメータ候補一覧画像群を表示させるための表示部と、前記表示部に表示された第二パラメータ候補一覧画像群に含まれる複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付けるための画像選択部と、前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータ候補値を、前記パラメータ設定部で第二パラメータとして設定し、前記画像生成部で生成された処理後画像に対して、所定の画像処理を行い、その処理結果に基づいて外観検査の判定結果を出力するための判定部とを備えることができる。上記構成により、複数の異なる第二パラメータ候補値に基づいて得られた処理後画像を一覧表示させることで、ユーザは一覧表示された処理後画像の内から、所望の画像を選択することで、選択された処理後画像に設定された第二パラメータ候補値を用いた画像処理を行うことが可能となり、第二パラメータの詳細な意味を理解していなくとも、得られる処理後画像に基づいて所望の画像処理が得られるような第二パラメータへの設定を容易に行える利点が得られる。
【００１２】
また、第２の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、さらに検査対象物を互いに異なる照明方向から照明するための三以上の照明部と、前記三以上の照明部を一ずつ所定の点灯順に点灯させるための照明制御部と、前記照明制御部により各照明部を点灯させる照明タイミングにて、検査対象物を一定の方向から撮像することにより、複数の部分照明画像を撮像するための撮像部とを備え、前記撮像部により撮像された複数の部分照明画像が前記画像入力部に入力され、該複数の部分照明画像に基づいて、フォトメトリックステレオ法の原理に基づいて、形状に応じた画素値を有する形状画像が生成され、前記第一パラメータは、前記形状画像内における基準面の階調値を規定するパラメータであり、前記第二パラメータを、前記形状画像内における検出対象物のサイズを規定するパラメータとできる。
【００１３】
さらに、第３の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記基準面を、前記形状画像内に凹凸が存在しない面に基づいて特定された面とすることができる。
【００１４】
さらにまた、第４の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記検査種別選択部で選択される検査種別が、検査対象物の傷の検査、検査対象物の有無の判定、検査対象物上に表示された文字列の光学式読み取り、検査対象物に含まれる汚れの有無、検査対象物に含まれる打痕の有無、検査対象物に含まれる線傷の有無の少なくとも何れかを含むことができる。
【００１５】
さらにまた、第５の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記第一パラメータを、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物の傷の検査が選択されたことに応じて、前記基準面の階調値を中央値に設定することができる。
【００１６】
さらにまた、第６の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記第一パラメータを、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物の有無検査が選択されたことに応じて、前記基準面の階調値をゼロに設定することができる。
【００１７】
さらにまた、第７の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記第一パラメータを、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物上に凸状に表示された文字列の光学式読み取りが選択されたことに応じて、前記基準面の階調値を最小値に設定することができる。
【００１８】
さらにまた、第８の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記第一パラメータを、前記検査種別選択部で検査種別として検査対象物上に凹状に表示された文字列の光学式読み取りが選択されたことに応じて、前記基準面の階調値を最大値に設定することができる。
【００１９】
さらにまた、第９の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記検査種別選択部が、検査種別として、形状に関する情報を有する形状画像に対する検査対象物の傷の検査を選択可能とできる。
【００２０】
さらにまた、第１０の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記第一パラメータを、検出対象物の傷の検出方向とできる。
【００２１】
さらにまた、第１１の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第二パラメータを、検査対象物の特徴サイズ又はセグメントサイズとできる。
【００２２】
あるいは、第１２の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記第二パラメータを、検出対象物の傷のサイズとすることができる。
【００２３】
さらにまた、第１３の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記画像生成部を、前記複数の処理後画像の生成に際して、前記第二パラメータを変化させる幅又はピッチを変化させるよう構成することができる。
【００２４】
さらにまた、第１４の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記画像生成部は、前記第二パラメータとして、検査対象物の画像のコントラストの変化幅を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に基づいて変化させるよう構成できる。
【００２５】
さらにまた、第１５の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記パラメータ設定部で、前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータの値を設定した状態で、該設定された第二パラメータの値を前記表示部上に表示可能に構成できる。
【００２６】
さらにまた、第１６の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、さらに、前記パラメータ設定部で設定された第二パラメータの値を、手動で調整するためのパラメータ微調整部を備えることができる。
【００２７】
さらにまた、第１７の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記パラメータ微調整部で調整された第二パラメータに基づいて、前記表示部で一覧表示される第二パラメータ候補一覧画像群を更新して再度表示させることができる。
【００２８】
さらにまた、第１８の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、さらに、前記表示部の第二パラメータ候補一覧画像群で表示される各処理後画像に対して所定の評価値を演算して、該評価値に基づいて選択すべき画像を推奨する画像推奨部を備えることができる。
【００２９】
さらにまた、第１９の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記画像推奨部が演算した評価値を、前記表示部上に表示可能とできる。
【００３０】
さらにまた、第２０の形態に係る画像検査装置によれば、上記いずれかの構成に加えて、前記パラメータ設定部が、第一パラメータ及び第二パラメータを設定した上で、該第一パラメータ及び第二パラメータと異なる画像処理のパラメータである第三パラメータを変化させた複数の処理後画像を生成させ、第三パラメータ候補一覧画像群として前記表示部上に一覧表示させるよう構成できる。
【００３１】
さらにまた、第２１の形態に係る画像検査装置によれば、上記構成に加えて、前記第三パラメータを検出対象の強調処理のパラメータとできる。
【００３２】
さらにまた、第２２の形態に係る画像検査方法によれば、検査対象物の外観検査を行う画像検査方法であって、検査対象物の外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付ける工程と、検査対象物の画像の入力を受け、該検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数のパラメータの内、第一パラメータの値を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に応じて自動的に設定する一方、該第一パラメータとは異なる第二パラメータの値を変化させて、該変化させた各第二パラメータ値毎に前記検査対象画像に対して画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成して、該生成された複数の処理後画像を、表示部上に一覧表示させて、該表示された複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付ける工程と、前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータの値を、パラメータ設定部が設定する工程とを含むことができる。これにより、ユーザは一覧表示された複数の異なる第二パラメータに基づいて得られた処理後画像の内から、所望の画像を選択することで、選択された処理後画像に設定された第二パラメータの値を用いた画像処理を行うことが可能となり、第二パラメータの詳細な意味を理解していなくとも、得られる処理後画像に基づいて所望の画像処理が得られるような第二パラメータへの設定を容易に行える利点が得られる。
【００３３】
さらにまた、第２３の形態に係る画像検査プログラムによれば、検査対象物の外観検査を行う画像検査プログラムであって、検査対象物の外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付ける機能と、検査対象物の画像の入力を受け付ける機能と、該検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数のパラメータの内、第一パラメータの値を、前記検査種別選択部で選択された検査種別に応じて自動的に設定する機能と、該第一パラメータとは異なる第二パラメータの値を変化させて、該変化させた各第二パラメータ値毎に前記検査対象画像に対して画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成する機能と、該生成された複数の処理後画像を、表示部上に一覧表示させて、該表示された複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付ける機能と、前記画像選択部で選択された処理後画像に対応する第二パラメータの値を、パラメータ設定部が設定する機能とをコンピュータに実現させることができる。上記構成により、ユーザは一覧表示された複数の異なる第二パラメータに基づいて得られた処理後画像の内から、所望の画像を選択することで、選択された処理後画像に設定された第二パラメータの値を用いた画像処理を行うことが可能となり、第二パラメータの詳細な意味を理解していなくとも、得られる処理後画像に基づいて所望の画像処理が得られるような第二パラメータへの設定を容易に行える利点が得られる。
【００３４】
また本発明の第２７の形態に係るコンピュータで読み取り可能な記録媒体または記憶した機器は、上記画像検査プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（商品名）、ＨＤ  ＤＶＤ（ＡＯＤ）等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記憶した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像検査装置を示すブロック図である。
【図２】図１の画像検査装置の画像処理部を示すブロック図である。
【図３】画像処理部の機能ブロック図である。
【図４】フォトメトリックステレオ方式で画像検査を行う際のパラメータ設定を手動で行うためのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図５】傷検査を行う際のパラメータ設定を手動で行うためのユーザインターフェース画面を示すイメージ図である。
【図６】画像検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】検査用途を選択する画面を示すイメージ図である。
【図８】画像選択画面の一例を示すイメージ図である。
【図９】画像選択画面の他の例を示すイメージ図である。
【図１０】フォトメトリックステレオ方式で画像検査を行う画像検査装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０の画像検査装置の撮像部と照明部の位置関係を示す模式平面図である。
【図１２】図１０の画像検査装置の撮像部と照明部の位置関係を示す模式側面図である。
【図１３】図１３Ａは、フォトメトリックステレオ法の基本原理を説明するための、拡散反射面Ｓと照明との位置関係を示す図、図１３ＢはＬ１から光を照射した状態を示す図、図１３ＣはＬ２から光を照射した状態を示す図、図１３Ｄは照射方向と反射光の明るさの組み合わせから、表面の向きを推定することを説明するための図である。
【図１４】図１４Ａは輪郭抽出画像の生成方法を説明するための、垂直方向に微分した傾き画像の一例を示す図、図１４Ｂは水平方向に微分した傾き画像の一例を示す図、図１４Ｃは輪郭抽出画像の一例を示す図である。
【図１５】図１５Ａは、δ2ｓ／δｘ2及びδ2ｓ／δｙ2の計算方法を説明するための、表面情報を示す図、図１５Ｂは傾き画像を示す図、図１５Ｃは前進差分を示す図、図１５Ｄは中央差分を示す図である。
【図１６】図１６Ａはテクスチャ抽出画像の生成方法を説明するための、ソース画像を示す図、図１６Ｂは平均法による処理を行った画像を示す図、図１６Ｃはハレーション除去法による処理を行った画像を示す図である。
【図１７】傷検査を行う画像検査装置の画像処理部を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００３７】
図１に本発明の一実施形態に係る画像検査装置１００を示す。画像検査装置１００は、検査対象のワークＷＫを撮像して、撮像された画像に対して所定の画像処理を行い、所定の検査、例えばワークＷＫ表面の傷の有無や形状判定、表面に形成された文字列のＯＣＲ等を行う。この図に示す画像検査装置１００は、撮像部１１と、照明部２０と、画像処理部４１と、操作部６１と、表示部５１と、外部制御機器８１とを備える。
【００３８】
照明部２０は、照明光をワークＷＫに与えるための部材である。撮像部１１は、ワークＷＫの画像を撮像するための撮像素子を備える。撮像部１１が撮像する画像は、画像処理の方式に応じて選択され、傷検査やＯＣＲなど所望の検査に用いる光学画像の他、フォトメトリックステレオ法による画像生成に必要な部分照明画像や、三角測距での高さ画像生成に必要な縞投影画像などの撮影を行う。これら撮像部１１と照明部２０の動作は、画像処理部４１によって制御される。画像処理部４１は、照明制御部２６を備えており、照明部２０による照明光を投光するタイミングと、撮像部１１による撮像のタイミングを同期させる。
【００３９】
画像処理部４１は、撮像部１１で撮像された画像に対して、所定の画像処理を行い、さらに画像検査を行った結果を出力するための部材である。この画像処理部４１は、専用のハードウェアで構成する他、汎用の機器にソフトウェアをインストールしたもの、例えば汎用もしくは専用のコンピュータに画像検査プログラムをインストールした構成としてもよい。以下の例では、グラフィックボードなどのハードウェアを画像検査処理に特化させた専用のコンピュータに、画像検査プログラムをインストールした構成を例にして説明する。
【００４０】
表示部５１は、撮像部１１で撮像された画像を表示させたり、ユーザが各種設定を確認し、必要に応じて設定作業を行うための部材である。例えばＬＣＤやＣＲＴ、有機ＥＬパネル等のディスプレイが利用できる。
【００４１】
操作部６１は、各種の設定作業や入力を行うための部材であり、キーボードやマウス、コンソール等が利用できる。またタッチパネルを利用することで、表示部５１と操作部６１を兼用することもできる。
【００４２】
外部制御機器８１は、画像処理部４１の結果を受けて所定の出力や処理を実行するための部材であり、例えばシーケンサのような外部の被制御機器、あるいはこのような外部被制御機器をコントロールするＰＬＣ（Programable Logic Controller）やコンピュータ等が該当する。
【００４３】
図２に、画像処理部４１のハードウェア構成の一例を示す。この図に示す画像処理部４１は、撮像部１１、照明部２０、表示部５１と接続されている。表示部５１は、画像生成部で生成される複数の処理後画像を並べて表示させたパラメータ候補一覧画像群（詳細は後述）を表示させるための部材である。
【００４４】
画像処理部４１は、画像入力部２８と、照明制御部２６と、制御回路４３と、ＲＡＭ４４と、入力手段４６と、出力手段４７と、通信手段４９と、記憶手段４５と、補助記憶手段４８を備える。画像入力部２８は、撮像部１１と接続されて、撮像部１１で撮像された画像の入力を受け付けるための部材である。照明制御部２６は、照明部２０と接続されて、照明方向や点灯タイミング等を制御するための部材である。なお図２の例では、撮像部１１と照明部２０を別体に構成して、各々を個別のケーブルで画像処理部４１と接続しているが、撮像部と照明部を一体的に構成して、単一のケーブルで画像処理部４１と接続してもよい。
【００４５】
制御回路４３は、各部材を制御するための部材であり、ＣＰＵやＭＰＵ等で構成される。記憶手段４５は、各種のデータを保持するための記憶素子であり、ハードディスクや半導体メモリが利用できる。ＲＡＭ４４は、記憶手段４５から必要なデータを読み込んで一時的な作業を行うメモリ領域である。入力手段４６は、外部からデータを入力するための部材であり、例えばＩ／Ｏポートやシリアル、パラレルポート等、規格化されたあるいは専用の入力インターフェースが利用できる。また、マウスやキーボードなどのユーザが入力するための部材とししてもよい。出力手段４７は、各種の演算結果や画像検査の判定結果、あるいは撮像された画像や設定などのデータを外部に出力するための出力インターフェースであり、入力手段４６と兼用してもよい。通信手段４９は、画像処理部４１と接続された外部機器、例えば外部制御機器８１との間でデータ通信を行うための部材である。
【００４６】
補助記憶手段４８は、可搬メディアを挿抜可能なインターフェースであり、例えばコンピュータプログラムや設定データを格納した記録媒体（ＵＳＢ（商品名）メモリやＳＤカード（商品名）等）を補助記憶手段４８に接続して、このようなデータを記憶手段４５にコピーする。あるいは、設定データや主力データ等を記録媒体に書き出すこともできる。なお、コンピュータプログラムや設定データは、必ずしも記録媒体から記憶手段４５にコピーする必要はなく、記録媒体に保持されたまま補助記憶手段４８を介して読み出して実行等してもよい。
【００４７】
なお図２の例では、照明部２０で照明したワークＷＫの画像を撮像部１１で撮像し、画像入力部２８から入力する構成を示しているが、この構成に限らず、別の部材で取得された画像や、既に撮像され、保存された画像を転送されて画像処理部に入力する態様としてもよい。
（画像処理部４１）
【００４８】
次に画像処理部４１の機能ブロック図を図３に示す。この図に示す画像処理部４１は、検査種別選択部３１と、パラメータ設定部３２と、パラメータ微調整部３３と、画像生成部３４と、画像推奨部３５と、画像選択部３６と、判定部３７とを備える。
【００４９】
検査種別選択部３１は、ワークの外観検査の候補として予め複数用意された検査種別の中から、所望の検査種別の選択を受け付けるための部材である。なお検査種別とは、目的となる外観検査の対象であり、後述する通り、ワークの傷の検査、ワークの有無の判定、ワーク上に表示された文字列の光学式読み取り（ＯＣＲ）、ワークに含まれるしみ等の汚れの有無、ワークに含まれる打痕の有無、ワークに含まれる線傷の有無等が挙げられる。特に本明細書においては、外観検査の検査種別にＯＣＲも含む。ＯＣＲで読取対象となる文字列には、数字や記号も含む。
【００５０】
パラメータ設定部３２は、検査対象画像に対して行う画像処理に関する複数の画像処理パラメータの値を、検査種別選択部３１で選択された検査種別に応じて自動的に設定するための部材である。この例では、共通のパラメータ設定部３２でもって、画像処理パラメータとして第一パラメータ、第二パラメータ、第三パラメータ等の複数のパラメータを設定するよう構成しているが、本発明はこの構成に限らず、各画像処理パラメータを設定する部材を個別に設けてもよいことはいうまでもない。
【００５１】
パラメータ微調整部３３は、パラメータ設定部３２で設定された画像処理パラメータの値を、手動で調整するための部材である。これにより、画像選択部３６で選択することにより自動設定された画像処理パラメータの値を、ユーザがさらに設定可能とすることで、画像処理パラメータの意味等を理解していなくとも、比較的容易により望ましい画像への微調整を行える利点が得られる。このパラメータ微調整部３３で調整された画像処理パラメータに基づいて、表示部５１で一覧表示されるパラメータ候補一覧画像群を更新して再度表示させることができる。これにより、微調整された第二パラメータでもって再度、候補画像群を更新して表示させることができ、ユーザは自ら行った微調整後の画像の変化を視覚的に確認でき、所望の画像をさらに選択し易くなる。
【００５２】
画像選択部３６は、表示部５１に表示された第二パラメータ候補一覧画像群に含まれる複数の処理後画像の内、いずれかの処理後画像の選択を受け付けるための部材である。
【００５３】
画像推奨部３５は、表示部５１のパラメータ候補一覧画像群で表示される各処理後画像に対して、所定の評価値を演算し、この評価値に基づいて選択すべき画像を推奨するための部材である。画像の解析結果に基づき、選択すべき画像を推奨することで、ユーザの選択に際してガイダンスを与えることができる。このような評価値としては、例えば画像のコントラスト値などが挙げられる。また画像推奨部３５が演算した評価値を、表示部５１上に表示可能とすることもできる。このように画像の選択を補助するスコアを表示させることで、ユーザの選択に資することができる。
（判定部３７）
【００５４】
判定部３７は、処理結果に基づいて、ワークＷＫ表面の傷の有無を判定する。すなわち、画像選択部３６で選択された処理後画像に対応するパラメータ候補値を、パラメータ設定部３２でパラメータとして設定し、画像生成部３４で生成された処理後画像に対して、画像検査を行う。判定部３７の機能は、画像処理部により実現される。判定部３７は、得られたテクスチャ抽出画像又は高さ画像に基づいて、傷の有無や大きさの検査を行う。例えば所定の閾値以上の場合に傷であると判定する。また、判定部３７は必要に応じて輪郭抽出画像に基づいてＯＣＲを行い、認識された文字列を出力することもできる。
（画像生成部３４）
【００５５】
画像生成部３４は、異なる画像処理の値を複数の候補値に変化させて、変化させた各パラメータ候補値毎に検査対象画像に対してそれぞれ画像処理を行うことにより、複数の処理後画像を生成するための部材である。得られた複数の処理後画像を候補として、この中からユーザに所望の処理後画像を選択させることで、画像処理パラメータを決定して、決定された画像処理パラメータに基づき、画像検査の対象となる画像が生成される。画像検査の対象となる画像は、例えば形状に関する情報を有する形状画像が利用できる。
【００５６】
画像生成部３４は、種々のアルゴリズムで画像を生成する。例えば、フォトメトリックステレオ法で生成した画像、例えば形状に応じた画素値を有する輪郭抽出画像等の形状画像とテクスチャ抽出画像（アルベド）を利用して、画像検査処理、例えばＯＣＲ等を行わせる。あるいは、光学画像に対して、傷検査を行うこともできる。ここでは、まず実施形態１として、フォトメトリックステレオ法に従い形状画像を生成して画像検査を行う例について説明する。
（実施形態１：フォトメトリックステレオ法に基づく画像検査）
【００５７】
フォトメトリックステレオ法は、ワークの立体形状を得るために、ワークの未知の面に対して、様々な方向から光を当てて、ワークの反射光の違いを利用してワークの形を推定しようとするものである。ワークの反射光は、照明の入射角度、照明の距離等を反映し、入射角度が９０°になるところが最も明るくなり、照明との距離が離れれば離れるほど暗くなる性質がある。この性質を利用して、明るさと位置が既知である照明を複数個用意して、照明の点灯を順に切り替えていき、それぞれの点において、各方向の照明から照射されたときの反射光の明るさの違いを利用して表面がどちらを向いているかを推定する。具体的には、傾き画像のＸ成分Ｙ成分を、Ｘ成分の輝度に置き換えたＸ成分画像やＹ成分の輝度に置き換えたＹ成分画像を作成して検査に応用するものである。
【００５８】
フォトメトリックステレオ法で画像検査を行う画像検査装置を示すブロック図を、図１０に示す。この図に示す画像検査装置１００Ｂは、ワークＷＫを一定の方向から撮像する撮像部１１と、ワークＷＫを異なる三以上の照明方向から照明するための照明部２０と、各照明部を一ずつ点灯順に点灯させるための照明制御部２６と、照明制御部２６と撮像部１１と接続されてこれらを制御する画像処理部４１Ｂを備えている。画像処理部４１Ｂと撮像部１１とは、撮像ケーブル１２を介して、また画像処理部４１Ｂと照明制御部２６とは照明ケーブル２７を介して、それぞれ接続されている。また画像処理部４１Ｂは、表示部５１と操作部６１を接続している。さらに画像処理部４１Ｂには、必要に応じて外部機器であるＰＬＣ（Programable Logic Controller）やコンピュータ等と接続することもできる。
【００５９】
撮像部１１は、照明制御部２６により各照明部を点灯させる照明タイミングにて、ワークＷＫを一定の方向から撮像することにより、照明方向の異なる複数の部分照明画像を撮像する。
【００６０】
画像処理部４１Ｂは、撮像部１１によって撮像された複数の部分照明画像同士で、対応関係にある画素毎の画素値を用いて、フォトメトリックステレオ法に基づき、照明方向を仮定した仮定照明方向におけるワークＷＫの表面のソース画像を、複数の異なる仮定照明方向毎に生成するソース画像生成手段として機能する。ソース画像生成手段は、具体的には、法線ベクトル算出部４１ａと、輪郭画像生成部４１ｂと、テクスチャ抽出画像生成部４１ｃと、検査領域特定部４１ｄと、画像処理手段演算部４１ｅと、判定部３７と、照明方向推定部４１ｇの機能を実現する。法線ベクトル算出部４１ａは、撮像部１１によって撮像された複数の部分照明画像同士で、対応関係にある画素毎の画素値を用いて、各画素のワークＷＫの表面に対する法線ベクトルｎを算出する。輪郭画像生成部４１ｂは、算出された各画素の法線ベクトルｎに対して、Ｘ方向及びＹ方向に微分処理を施し、ワークＷＫ表面の傾きの輪郭を示す輪郭画像を生成する。テクスチャ抽出画像生成部４１ｃは、照明部による照明する回数個ある、算出された各画素の法線ベクトルｎから、各画素のアルベドを算出し、アルベドから、ワークＷＫの表面の傾きの影響を除去した模様を示すテクスチャ抽出画像を生成する。検査領域特定部４１ｄは、生成された輪郭画像に対して検査対象となる検査領域の位置を特定する。画像処理手段演算部４１ｅは、特定された検査領域内の傷を検出するための画像処理を施す。判定部３７は、処理結果に基づいて、ワークＷＫ表面の傷の有無を判定する。照明方向推定部４１ｇは、ソース画像生成手段によって生成された複数の画像を基にする複数のソース画像ＳＰ（後述）から、照明部における実際の照明方向と最も整合する照明方向を検出する。
【００６１】
撮像部１１と照明部２０とは、別個の部材として配置可能としている。これによって自由度の高いレイアウトが可能となる。一例として、図１１の模式平面図及び図１２の模式側面図に示すように、ステージＳＧ上に載置されたワークＷＫの真上に、光軸を鉛直方向に向けた撮像部１１を配置する。また撮像部１１の周囲の東西南北の方位に、４個の照明部、すなわち第一照明部２１、第二照明部２２、第三照明部２３、第四照明部２４を、同一の高さに配置する。配置された撮像部１１と各照明部の位置関係は、画像検査装置１００Ｂ側で記録される。照明制御部２６により所定の照明タイミングで各照明部を順次点灯させて、共通の撮像部１１でもって、ワークＷＫを一定の方向から撮像して部分照明画像を取得する。
【００６２】
なお、撮像部１１と照明部とは、別個の部材とする構成に限らず、これらをアーム等を介して一体に構成してもよい。この場合は、予め撮像部と照明部の位置関係が固定されているため、光軸を一致させるといった調整作業を不要とできる。ただし、自由度が失われる。
（撮像部１１）
【００６３】
撮像部１１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージャ等の撮像素子が利用できる。撮像素子で被写体の画像を光電変換して画像信号を出力し、出力された画像信号を信号処理ブロックが輝度信号と色差信号とに変換して、撮像ケーブル１２で接続された画像処理部４１Ｂに出力する。
（照明部）
【００６４】
照明部２０を構成する照明要素である第一照明部２１、第二照明部２２、第三照明部２３、第四照明部２４は、ワークＷＫに対して、異なる照明方向から照明光を照射できるよう、図１１の模式平面図に示すようにワークＷＫの周囲をとり囲むように配置される。また図１２の模式側面図に示すように、各照明部は、光軸を斜め下方に向けて設置される。各照明部で照明されたワークＷＫを、共通の撮像部で撮像できるよう、撮像部の光軸と、照明部を設けた平面（仮想回転面）の中心軸とを一致させることが好ましい。また、照明部同士の間隔（中心軸からの方位角）は、３６０°を照明部の数で均等に分割して配置することが好ましい。さらに天頂角は、すべての照明部で一定とすることが好ましい。さらにまた、各照明部とワークＷＫとの距離も、一定とすること好ましい。このようにすることで、フォトメトリックステレオ処理の演算に必要な方位角や天頂角情報の入力を簡易化できる。また後述の通り、全灯画像ＭＣを撮像する際はすべての照明部を点灯した全灯状態で撮像するため、上記状態にすれば、全照明の強さを均等に弱めるだけで、ムラの少ない照明状態で撮像できる。
【００６５】
図１０の例では、照明部２０を構成する第一照明部２１、第二照明部２２、第三照明部２３、第四照明部２４の４つで構成される。各照明部は、白熱球や蛍光灯等が利用できる。特に、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の半導体発光素子は、消費電力が少なく長寿命で応答性にも優れ、好ましい。各照明部は、図１０に示すように、それぞれに対応するケーブル７１、７２、７３、７４を介して、照明分岐ユニット７５に接続され、さらにケーブル７６を介して、照明制御部２６に接続されている。照明分岐ユニットは、各照明部を照明制御部２６と接続するためのインターフェースである。具体的には、照明部から延長された照明ケーブル２７を接続するための照明接続コネクタを設けている。各照明部の照明メーブルを、照明分岐ユニットの照明接続コネクタに正しく接続することで、照明制御部２６でもって正しい順序で正しい方向から照明部を点灯でき、さらに各照明タイミングと同期させて撮像部を動作させることで、部分照明画像を撮像できる。なお、照明分岐ユニットは、図１０の例では照明制御部２６と別体に設けられているが、この構成に限られず、例えば照明制御部に照明分岐ユニットを組み込んでもよい。
【００６６】
照明部２１、２２、２３、２４の照明色は、ワークＷＫのタイプに応じて変更することもできる。例えば、細かい傷を検査したい場合には、波長が短い青色が好適である。また、着色されたワークを検査するときは、照明の色が邪魔にならないように、白色の照明を使うのが好ましい。さらに、ワークに油が付いているときには、その影響を防ぐために、赤色の照明を採用するとよい。
【００６７】
また照明部は、上述した図１０〜図１２の例では４個としているが、異なる三以上の照明方向からワークＷＫを照明できるよう、少なくとも３個あれば足りる。照明部の数を増やすと、より多くの照明方向から部分照明画像が得られるため、画像検査の精度を向上できる。例えば、北東、北西、南東、南西の方位を加えて全部で８個配置してもよい。また、照明部同士の間隔（中心軸からの方位角）は、３６０°を照明部の数で均等に分割して配置することが好ましい。さらに天頂角は、すべての照明部で一定とすることが好ましい。なお、処理すべき画像の枚数が増えることで処理量が増え、処理時間が遅くなる。本実施の形態においては、処理速度と演算処理のし易さ、精度等のバランスを考慮して、上述の通り照明部の数を４個としている。
【００６８】
また、照明部を、環状に配置された複数個の発光素子で構成することもできる。例えば環状に配置された発光素子を４つの照明ブロックに分割したリング照明としてもよい。この場合、照明制御部が、第一照明ブロックを第一照明部、第二照明ブロックを第二照明部、第三照明ブロックを第三照明部、第四照明ブロックを第四照明部として、それぞれの照明ブロックの照明タイミングを異ならせることで、４つの別個の照明部が存在するのと同様に制御できる。
【００６９】
なお、本実施例においては各照明部による部分照明光が撮像範囲内で並行光であるとの前提で処理している。部分照明光が平行光である限り、照明光の方向（例えば東西南北のいずれか）だけが問題となり、その詳細な位置、例えば照明部の光源の座標位置等は考慮する必要はない。
（照明制御部２６）
【００７０】
照明制御部２６は、三以上の照明部を一ずつ点灯順に点灯させると共に、各照明部を点灯させる照明タイミングにて、ワークＷＫを撮像部１１で一定の方向から撮像するよう、各照明部と撮像部１１を同期させるように制御する。いいかえると照明制御部２６は、照明部による照明タイミングと、撮像部１１による撮像タイミングとを同期させる。また照明制御部２６が各照明部を点灯させる点灯順は、ワークの周囲を取り囲むように配置された照明部を、時計回り、反時計回りといった順で点灯させる他、離散的な順序、例えば一つおきや交差するような順としてもよい。どのような順であっても、各照明タイミングで撮像された部分照明画像が、どの照明方向の照明にて撮像されたものであるかを把握できれば、フォトメトリックステレオ法に基づいて法線ベクトル画像を構築できる。
【００７１】
なお図１０の実施形態１では、照明制御部２６は、画像処理部４１Ｂと別体として設けられているが、この構成に限られない。例えば、画像処理部と一体化されていてもよいし、あるいは照明部に内蔵されていてもよい。
（画像処理部４１Ｂ）
【００７２】
画像処理部４１Ｂは、撮像部１１及び照明部２１、２２、２３、２４の動作を制御するとともに、撮像部１１から入力された４つの部分照明画像の画像信号Ｑ１〜Ｑ４を用いて、各画素における面の法線ベクトル画像（以下、「傾き画像」という。）を生成し、傾き画像のＸ方向及びＹ方向の第２次の傾き画像（以下、「輪郭抽出画像」という。）や、アルベド（albedo、反射率を意味する。）画像（以下、「テクスチャ抽出画像」ともいう。）を作成し、それらの画像を用いて、傷の検査や文字の検出等を行うための処理をする。なお、傷の検査や文字の検出等を行うための処理は、画像処理部４１Ｂで処理する構成に限らず、例えばＰＬＣ８１等の外部部機器側で実行させることもできる。
（フォトメトリックステレオ法の基本原理）
【００７３】
ここで、図１３Ａ〜図１３Ｄを参照しながら、フォトメトリックステレオ法の基本原理について説明する。まず、図１３Ａに示すように、未知の拡散反射面Ｓ、及び明るさと位置が既知の複数の照明（この例では第一照明部Ｌ１と第二照明部Ｌ２の２個）がある場合を想定する。例えば図１３Ｂに示すように、第一照明部Ｌ１から光を照射すると、拡散反射面Ｓの表面における拡散反射光は、（１）照明の明るさ（既知）、（２）照明の向き（既知）、（３）ワークＷＫの表面の向き（法線ベクトルｎ）、（４）ワークＷＫの表面のアルベドのパラメータのみで決定される。
【００７４】
そこで、図１３Ｂ及び図１３Ｃに示すように、複数の異なる照明方向、具体的には三以上の照明方向から照明光が投光されたときの拡散反射光からなる部分照明画像を、それぞれ撮像部で撮影する。そして図１３Ｄに示すように、３以上の部分照明画像を入力画像とすることで、未知である（３）ワークＷＫ表面の向き（法線ベクトルｎ）、（４）ワークＷＫ表面のアルベドを、以下の関係式に基づいて算出できる。
Ｉ＝ρＬＳｎ
【００７５】
上式において、
ρ：アルベド
Ｌ：照明の明るさ
Ｓ：照明方向行列
ｎ：表面の法線ベクトル
Ｉ：画像の階調値
【００７６】
上式から、照明部が３つの場合、次式で表すことができる。
【００７７】
【数１】
2018040649.tif 000003
【００７８】
また照明部が４つの場合は、次式で表すことができる。
【００７９】
【数２】
2018040649.tif 000004
（法線ベクトルｎ）
【００８０】
上式より、法線ベクトルｎは、次式で表現できる。
ｎ＝１／ρＬ・Ｓ+Ｉ
【００８１】
上式において、
Ｓ+：正方行列であれば、普通の逆行列
Ｓ+：縦長行列の逆行列は以下の式で表現されるムーアペンローズの擬似逆行列
Ｓ+＝（ＳtＳ）-1Ｓt
で求める。
（アルベド）
【００８２】
さらにアルベドρは、次式で表現できる。
ρ＝｜Ｉ｜／｜ＬＳｎ｜
（２−２．輪郭抽出画像）
【００８３】
次に、フォトメトリックステレオ法で傾き画像を生成すると共に、得られた傾き画像から傷や輪郭等のワークの表面情報を得る方法について説明する。
（傾き画像）
【００８４】
まず、傾き画像の生成方法について説明する。ワークの曲面をＳとするとき、傾き画像は次式で与えられる。
ｘ方向：δｓ／δｘ、ｙ方向：δｓ／δｙ
【００８５】
ここで傾き画像の例として、ワークとして一円玉を用いた例を図１４Ａ、図１４Ｂに示す。図１４Ａは、法線方向のＹ座標成分画像、図１４Ｂは法線方向のＸ座標成分画像である。ここでは、４つの照明方向から撮像した部分照明画像を用いて、Ｙ方向（図において垂直方向）に微分することで図１４Ａに示す傾き画像を、またＸ方向（図において水平方向）に微分することで図１４Ｂに示す傾き画像を図１４Ｂを、それぞれ得ている。
【００８６】
ここで、傷や輪郭等はワーク表面の傾きが変化する箇所なので、傾き画像をそれぞれの方向に微分する。第２次の傾き画像は、次式で与えられる。
ｘ方向：δ2ｓ／δｘ2、ｙ方向：δ2ｓ／δｙ2
（輪郭抽出画像）
【００８７】
以上から、ｘ方向、ｙ方向の傾き画像の部分δ2ｓ／δｘ2、δ2ｓ／δｙ2を合成して、ワークの輪郭や傷情報を含む輪郭抽出画像を生成する。輪郭抽出画像Ｅは、次式で与えられる。
Ｅ＝δ2ｓ／δｘ2＋δ2ｓ／δｙ2
【００８８】
上式において、Ｅは輪郭情報、Ｓはワークの曲面をそれぞれ示している。図１４Ａ、図１４Ｂから演算された輪郭抽出画像の例を、図１４Ｃに示す。輪郭抽出画像は、高い部分が白色、低い部分が黒色となるように、画像の濃淡（輝度）で高さを表現している。
（微分合成方法）
【００８９】
以上のような輪郭抽出画像の生成に際して行われる微分合成方法としては、（１）単純加算、（２）多重解像度、（３）二乗和等が挙げられる。
（１：単純加算）
【００９０】
ここで（１）の単純加算は、各画素におけるＸ，Ｙ傾き画像の微分の和である。
（２：多重解像度）
【００９１】
また（２）の多重解像度は、傾き画像を異なる縮小率で縮小した縮小傾き画像を複数作成し、それぞれの縮小傾き画像において、（１）の方法で輪郭の強さを求める。縮小率は、例えば１／１、１／２、１／４、１／８、１／１６、１／３２等とする。このようにして得られた複数の縮小輪郭画像に対して、所定の重み付けを行い、拡大処理を行い、拡大された縮小輪郭画像をすべて足し合わせたものを輪郭抽出画像とする。ここで重み付けを変更すれば、任意の太さの傷や輪郭等を抽出することが可能となる。
（３：二乗和）
【００９２】
さらに（３）の二乗和では、Ｘ，Ｙ傾き画像の微分の二乗の和を輪郭の強さとする輪郭抽出画像を作成する。なお、本実施形態においては、（２）の多重解像度を採用している。
【００９３】
如何なる大きさを傷として判断するかは、ユーザの用途によって異なる。例えば、１０ピクセルに跨がったものを傷として判断する場合もあれば、１００ピクセルに跨がっている凹んだものを傷として判断する場合もある。また、急峻なエッジだけをエッジとして抽出したい場合もある。
【００９４】
傾き画像の画素数が大きいと処理上は大きな傷となるため、大きな傷を抽出したければ、傾き画像を縮小してから（１）の方法で輪郭の強さを求めてから拡大する。一方、小さな傷を抽出したければ、重み付けをせずに（１）の方法で微分合成をすればよい。
【００９５】
すなわち、重み付けは、合成するときに予め決められた重みのセットを用意しておき、縮小傾き画像を上記の全種類作成し、大きい傷を見たければ、より縮小した画像からの結果を重くし、小さい傷を見たければ、縮小を弱めた画像からの結果を重くする。
【００９６】
ここで、拡大された縮小輪郭画像をすべて足し合わせたものを輪郭抽出画像とするのは、傷は、通常、複数の周波数に跨がって検出されるため、例えば一つの周波数に限定すると、その限定した周波数で検出される傷だけを抽出してしまい、全体的にぼやけてしまうからである。
（特徴サイズ）
【００９７】
前述した重みのセットは、例えば、特徴サイズというパラメータを設けて、この値が１のときに一番細かい傷が検出でき、この値を上げていくと大きな傷が検出できるようにする。特徴サイズは各検査種別に応じた検出対象の傷や文字のサイズを設定するためのパラメータである。特徴サイズを大きくしていき、より大きな傷が検出し易い状態になったとき、ワーク表面の凸凹がより明瞭となる。そこで、特徴サイズに所定の閾値を設けて、その閾値以上になった場合を凹凸モードとして、輪郭抽出画像の特徴サイズによって、輪郭抽出モードと使い分けるようにしてもよい。
【００９８】
次に、δ2ｓ／δｘ2及びδ2ｓ／δｙ2の計算方法について説明する。この計算方法としては、（１）前進差分や、（２）中央差分等が挙げられる。
（１：前進差分）
【００９９】
前進差分においては、水平方向の傾き画像Ｇｈ、垂直方向の傾き画像Ｇｖを入力として、輪郭画像Ｅの座標（ｘ、ｙ）における画素Ｇ（ｘ，ｙ）を、次式で計算する。
【０１００】
Ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｇｈ（ｘ−１，ｙ）−Ｇｈ（ｘ，ｙ）＋Ｇｖ（ｘ，ｙ−１）−Ｇｖ（ｘ，ｙ）
【０１０１】
ここで、輪郭画像に表れる傷の情報を、模式的なプロファイルとして図１５Ａ〜図１５Ｄに示す。これらの図において、図１５Ａはワークの表面情報、図１５Ｂは傾き画像、図１５Ｃは前身差分による輪郭画像、図１５Ｄは中央差分による輪郭画像のプロファイルを、それぞれ示している。（１）の前進差分では、図１５Ａ、図１５Ｃに示すように、１ピクセル単位の傷が明瞭に見えるというメリットがある。一方で、元画像に対して０．５ピクセルずれた画像が得られてしまうというデメリットもある。
（２：中央差分）
【０１０２】
次に中央差分によるδ2ｓ／δｘ2及びδ2ｓ／δｙ2の計算方法について説明する。水平方向の傾き画像Ｇｈ、垂直方向の傾き画像Ｇｖを入力として、輪郭画像Ｅの座標（ｘ、ｙ）における画素Ｇ（ｘ，ｙ）を、次式で計算する。
【０１０３】
Ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｇｈ（ｘ−１，ｙ）−Ｇｈ（ｘ＋１，ｙ）＋Ｇｖ（ｘ，ｙ−１）−Ｇｖ（ｘ，ｙ＋１）
【０１０４】
（２）の中央差分は、図１５Ａ、図１５Ｄに示すように、座標が元画像とずれないメリットがある一方で、結果が少しぼけてしまうというデメリットもある。
（２−３．テクスチャ抽出画像）
【０１０５】
次に、フォトメトリックステレオ法で得られた傾き画像から、ワークの表面状態を除去して、文字の検出等に好適なテクスチャ抽出画像を得る方法について説明する。まず、テクスチャ情報は、ワークの表面のアルベドρから計算する。アルベドρは、次式で与えられる。
【０１０６】
ρ＝｜Ｉ｜／｜ＬＳｎ｜
【０１０７】
上式において、
ρ：アルベド
Ｌ：照明の明るさ
Ｓ：照明方向行列
ｎ：表面の法線ベクトル
Ｉ：画像の階調値
【０１０８】
なお上記ρ＝｜Ｉ｜／｜ＬＳｎ｜の式でテクスチャ抽出画像（アルベド）を１枚求めることができるが、この式で得られた法線ベクトルとＮ枚の入力画像（部分照明画像）から、テクスチャ抽出画像（アルベド）をＮ枚求めてこれを合成し、一枚のテクスチャ抽出画像（アルベド）を求めることもできる。具体的な合成の方法としては平均法、ハレーション除去法等が挙げられる。
【０１０９】
図１６Ａ〜図１６Ｃに、テクスチャ抽出画像の例を示す。これらの図において、図１６Ａは入力画像である４枚のテクスチャ抽出画像を示しており、図１６Ｂはこれらに対して平均法を適用したテクスチャ抽出画像、図１６Ｃはハレーション除去法を適用したテクスチャ抽出画像を、それぞれ示している。
（１：平均法）
【０１１０】
平均法は、画素毎にＮ個のρの平均値をその画素における画素値とするものである。図１６Ｂに示すように、全体の陰影は消えているものの、入力画像中でハレーションが生じている部分は、フォトメトリックステレオ法で消せないため、ハレーションの影響が残った画像となる。すなわち図１６Ａの４つの入力画像（部分照明画像）の内、白くなっている箇所がハレーションを起こしている箇所であり、平均法によって平均化すると、図１６Ｂに示すように、ある程度凸凹が取れて、読み易くはなるものの、若干下地に凸凹が残ってしまう。
（２：ハレーション除去法）
【０１１１】
撮像部であるカメラのダイナミックレンジの制限やワーク表面の反射性の多様性のため、上記ρ＝｜Ｉ｜／｜ＬＳｎ｜の式そのものがその適応範囲を超えているため、ρに誤差が含まれる。この誤差を補正するために、ハレーション除去法が利用できる。
【０１１２】
ハレーションが起きる箇所は照明の位置で決まるため、基本的には、４つの部分照明画像において、同じ箇所ではハレーションは起きないと考えられる。厳密にいえば、２つの方向の間ではハレーションが２カ所に跨がってしまうことがあるものの、基本的には、２つの照明でしか同じ箇所ではハレーションは生じないと言える。
【０１１３】
ハレーション除去法では、Ｎ枚の部分照明画像から計算した照明方向別テクスチャ抽出画像を合成する際に、各画素において一番画素値が高い部分照明画像、又は一番目〜Ｎ番目に画素値が高い部分照明画像はハレーションが多いと考えて、それらを除去した上で合成を行う。
【０１１４】
具体的には、本実施形態において４つの照明方向別テクスチャ抽出画像の各画素について、３番目に大きい画素値（例えばアルベドの値や輝度）を採用して合成すると、図１６Ｃの画像のようになり、ハレーションの影響を除去することができる。なお４番目に大きい画素値を採用すると、影の影響が生じるため若干暗い画像となる。逆に２番目に大きい画素値を採用すると、ハレーションの影響が若干残ってしまう。
【０１１５】
また照明部が８方向の場合は、５番目以降の画素値にはハレーションの影響は発生しないと仮定して、上から５番目の画素値を採用している。実際、発明者が行った試験によれば、５番目の画素値を採用すると、画像が最も良くなることが確認された。また６番目以降の画素値を採用すると影の影響が出てくることも判明した。
【０１１６】
なお、合成の方法や平均の取り方は、これらに限定されず、種々の方法が利用できる。例えば、上述したハレーション除去法と平均法とを組み合わせて、アルベドの値をソートして、上から特定の順番の値を採用し、例えば３番目と４番目とを平均化してもよい。
【０１１７】
次に、設定の詳細について説明する。上述の通り、輪郭抽出画像を作成する際に、特徴サイズを設定できる。輪郭抽出画像は、特徴サイズを所定値以上にすることで、ＯＣＲに適した画像とできる。
（３−２．ゲイン）
【０１１８】
輪郭抽出画像やテクスチャ抽出画像を作成する際には、これらの画像の生成過程において元の画像の画素値に対してゲインを乗算することができる。
【０１１９】
輪郭抽出画像を作成するときのゲインは、計算処理で算出された画素値を、０〜２５５の濃淡に分散させるときの定数をいう。例えば、傷や輪郭等が浅すぎて、傷や輪郭等を把握し難いときにこのゲインの値を上げることによって、画素値の濃淡変化が大きくなるため、傷や輪郭等が把握し易くなる。
【０１２０】
また、計算処理で算出された画素値が、０〜２５５の範囲を超えていれば、その間に収まるようにし、小さければ、０〜２５５の範囲に広げるように調節することで、傷や輪郭等が把握し易くなる。
【０１２１】
上述したハレーション除去法では、アルベドの値をソートして上から例えば３番目を採用するため、生成した画像の明るさが予測できない。このため、正反射が取り除かれた結果、予測に反して暗くなることがある。そこで、明るさを調節するために、テクスチャ抽出画像を作成する際には所定のゲインを、画素値に掛ける。
【０１２２】
なお、傾き画像の計算に際しても、画素値が０〜２５５の範囲に収まるように、同様にゲインで調節することもできる。
（３−３．ノイズ除去フィルタ）
【０１２３】
傾き画像の作成等に際しては、複数枚の画像を使って連立方程式で計算するところ、実際には差分的な計算をすることになる。この際、撮像部で撮像した画像データは、生データの時点でノイズが存在しているため、傾き画像を作成する際に、ノイズ成分が強調され、輪郭がざらざらすることがある。このようなノイズを軽減するために、ガイデットフィルタ（Guided Filter）等のノイズ除去フィルタを利用する。一般的なローパスフィルタでは、ノイズのみならず傷の情報もなまったり消えたりしてしまうことがあるが、ガイデットフィルタであれば、傾き画像を求める際にガイデッドフィルタを適用することで、エッジを維持したままノイズを除去でき、好適である。
【０１２４】
画像処理部４１Ｂは、撮像部１１によって撮像された複数の部分照明画像同士で、対応関係にある画素毎の画素値を用いて、フォトメトリックステレオ法に基づき、照明方向を仮定した仮定照明方向におけるワークＷＫの表面のソース画像を、複数の異なる仮定照明方向毎に生成するソース画像生成手段として機能する。ソース画像生成手段は、具体的には、法線ベクトル算出部４１ａと、輪郭画像生成部４１ｂと、テクスチャ抽出画像生成部４１ｃと、検査領域特定部４１ｄと、画像処理手段演算部４１ｅと、判定部３７と、照明方向推定部４１ｇの機能を実現する。法線ベクトル算出部４１ａは、撮像部１１によって撮像された複数の部分照明画像同士で、対応関係にある画素毎の画素値を用いて、各画素のワークＷＫの表面に対する法線ベクトルｎを算出する。輪郭画像生成部４１ｂは、算出された各画素の法線ベクトルｎに対して、Ｘ方向及びＹ方向に微分処理を施し、ワークＷＫ表面の傾きの輪郭を示す輪郭画像を生成する。テクスチャ抽出画像生成部４１ｃは、照明部による照明する回数個ある、算出された各画素の法線ベクトルｎから、各画素のアルベドを算出し、アルベドから、ワークＷＫの表面の傾きの影響を除去した模様を示すテクスチャ抽出画像を生成する。検査領域特定部４１ｄは、生成された輪郭画像に対して検査対象となる検査領域の位置を特定する。画像処理手段演算部４１ｅは、特定された検査領域内の傷を検出するための画像処理を施す。判定部３７は、処理結果に基づいて、ワークＷＫ表面の傷の有無を判定する。照明方向推定部４１ｇは、ソース画像生成手段によって生成された複数の画像を基にする複数のソース画像ＳＰから、照明部における実際の照明方向と最も整合する照明方向を検出する。
【０１２５】
撮像部１１と照明部とは、別個の部材として配置可能としている。これによって自由度の高いレイアウトが可能となる。一例として、ステージＳＧ上に載置されたワークＷＫの真上に、光軸を鉛直方向に向けた撮像部１１を配置する。また撮像部１１の周囲の東西南北の方位に、４個の照明部、すなわち第一照明部２１、第二照明部２２、第三照明部２３、第四照明部２４を、同一の高さに配置する。配置された撮像部１１と各照明部の位置関係は、画像検査装置１００Ｂ側で記録される。照明制御部２６により所定の照明タイミングで各照明部を順次点灯させて、共通の撮像部でもって、ワークＷＫを一定の方向から撮像して部分照明画像を取得する。
【０１２６】
なお、撮像部１１と照明部とは、別個の部材とする構成に限らず、これらをアーム等を介して一体に構成してもよい。この場合は、予め撮像部１１と照明部の位置関係が固定されているため、光軸を一致させるといった調整作業を不要とできる。ただし、自由度が失われる。
（撮像部１１）
【０１２７】
撮像部１１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージャ等の撮像素子が利用できる。撮像素子で被写体の画像を光電変換して画像信号を出力し、出力された画像信号を信号処理ブロックが輝度信号と色差信号とに変換して、撮像ケーブル１２で接続された画像処理部４１Ｂに出力する。
（照明部）
【０１２８】
照明部２１、２２、２３、２４は、ワークＷＫに対して、異なる照明方向から照明光を照射できるよう、図１に示すようにワークＷＫの周囲をとり囲むように配置される。また各照明部は、光軸を斜め下方に向けて設置される。各照明部で照明されたワークを、共通の撮像部１１で撮像できるよう、撮像部１１の光軸と、照明部を設けた平面（仮想回転面）の中心軸とを一致させることが好ましい。また、照明部同士の間隔（中心軸からの方位角）は、３６０°を照明部の数で均等に分割して配置することが好ましい。さらに天頂角は、すべての照明部で一定とすることが好ましい。さらにまた、各照明部とワークとの距離も、一定とすること好ましい。このようにすることで、フォトメトリックステレオ処理の演算に必要な方位角や天頂角情報の入力を簡易化できる。また後述の通り、全灯画像ＭＣを撮像する際はすべての照明部を点灯した全灯状態で撮像するため、上記状態にすれば、全照明の強さを均等に弱めるだけで、ムラの少ない照明状態で撮像できる。
【０１２９】
図１の例では、第一照明部２１、第二照明部２２、第三照明部２３、第四照明部２４の４つで構成される。各照明部は、白熱球や蛍光灯等が利用できる。特に、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の半導体発光素子は、消費電力が少なく長寿命で応答性にも優れ、好ましい。
【０１３０】
照明部２１、２２、２３、２４の照明色は、ワークＷＫのタイプに応じて変更することもできる。例えば、細かい傷を検査したい場合には、波長が短い青色が好適である。また、着色されたワークを検査するときは、照明の色が邪魔にならないように、白色の照明を使うのが好ましい。さらに、ワークに油が付いているときには、その影響を防ぐために、赤色の照明を採用するとよい。
【０１３１】
また照明部は、異なる三以上の照明方向からワークＷＫを照明できるよう、少なくとも３個あれば足りる。照明部の数を増やすと、より多くの照明方向から部分照明画像が得られるため、画像検査の精度を向上できる。例えば、北東、北西、南東、南西の方位を加えて全部で８個配置してもよい。また、照明部同士の間隔（中心軸からの方位角）は、３６０°を照明部の数で均等に分割して配置することが好ましい。さらに天頂角は、すべての照明部で一定とすることが好ましい。なお、処理すべき画像の枚数が増えることで処理量が増え、処理時間が遅くなる。本実施の形態においては、処理速度と演算処理のし易さ、精度等のバランスを考慮して、上述の通り照明部の数を４個としている。また、照明部を、環状に配置された複数個の発光素子で構成することもできる。さらに照明部は、円環状に配置する他、バー状に構成された照明部を矩形状に配置したり、多角形状に配置することもできる。あるいは、照明部を円や多角形の環状に配置する他、平面状に配置することもできる。例えば、多数の発光素子を平面状に配置し、点灯する照明ブロックを変化させることで、異なる照明方向を実現することもできる。このように本発明において照明部や照明方向とは、必ずしも物理的に離間された照明に限られず、一の照明部を複数に分割した照明ブロックでもって、照明を行う構成も含む意味で使用する。
（フォトメトリックステレオ法のパラメータ設定部）
【０１３２】
このようなフォトメトリックステレオ法では、画像処理パラメータとして、特徴サイズ、特徴サイズ余裕度、コントラスト、レベル、ノイズ除去等を設定する必要がある。このような画像処理パラメータの設定は、パラメータ設定部３２にて行う。図４に、パラメータ設定部３２の一例として、画像処理プログラムで画像処理パラメータをユーザが手動で設定するためのユーザインターフェース画面（パラメータ設定画面３２Ｂ）を示す。この図に示すパラメータ設定画面３２Ｂは、特徴サイズ設定欄３２Ｂ１、特徴サイズ余裕度設定欄３２Ｂ２、コントラスト設定欄３２Ｂ３、レベル設定欄３２Ｂ４、ノイズ除去設定欄３２Ｂ５を備える。
【０１３３】
ここで特徴サイズとは、ワークの凹凸の大きさを規定するパラメータであり、例えばワークの細かい傷を検出したい場合は小さい値を、大きい傷を強調したい場合は大きい値を設定することで、指定されたサイズの傷が強調されて凸傷は明るく、凹み傷は暗く表示される。
【０１３４】
また特徴サイズ余裕度とは、特徴サイズで規定された凹凸とは異なるサイズの凹凸も含めるためのパラメータである。
【０１３５】
さらにコントラストは、検出された凹凸を強調するためのパラメータである。
【０１３６】
さらにまたレベルは、凹凸のない部分を規定するパラメータである。レベルで指定された高さが基準面となり、レベルを基準に凹凸の明るさが規定される。この例では、０〜２５５の８ビットで表現している。例えばＯＣＲ等で凸部を検査したい場合はレベルを０に設定することで、凸状に形成された部分のみを抽出できる。逆に凹部を検査したい場合は、レベルを２５５に設定することで、窪んだ部分のみを抽出できる。
【０１３７】
最後にノイズ除去は、微小な凹凸を除去するためのパラメータである。検出された凹凸の内、ここで指定された大きさよりも小さい凹凸をノイズとして除去することで、見易さを向上させる。
（実施形態２：形状画像に対する傷検査）
【０１３８】
以上、画像検査の対象となる画像の一例として、フォトメトリックステレオ法を用いて生成した形状画像、輪郭抽出画像、テクスチャ抽出画像を得る方法を説明した。上述の通り本発明は、画像検査を行う対象となる画像を、フォトメトリックステレオ法に基づく画像に限定せず、他の画像を利用することもできる。ここでは実施形態２として、形状画像に基づいて傷の有無を検査する例を説明する。形状画像は、ワークの立体形状に関する情報を有する画像であり、フォトメトリックステレオ法や他の方法に基づいて、撮像部でワークを撮像した画像から、三次元の高さ情報を取得する。傷検査とは、単純な二値化処理によって得られた白黒画像での面積判定ではなく、周辺の濃淡レベルと比較しながら傷や汚れなどの欠陥を探す外観検査アルゴリズムである。
【０１３９】
傷検査の検出原理を以下に説明する。ここでは、傷の検出方向としてＸ方向を指定した場合を例に取って説明する。
（１）まず、検査領域内で任意サイズの小領域（セグメント）を、所定量だけ移動させながら平均濃度計測を行う。移動させる量は、セグメントのサイズを基準に決定でき、例えばセグメントサイズの１／４とする。
（２）次に、注目セグメントを含む検出方向の所定の距離（ここではＸ方向に４セグメント）内での最大濃度と最小濃度の差を計測する。この値が、注目セグメントの「傷レベル」となる。
（３）傷レベルが、予め設定されたしきい値を超えている場合、その注目セグメントは傷としてカウントされる。このカウント値は「傷量」と呼ばれる検査結果となる。
以後、領域内で注目セグメントを移動量分ずらして上記（１）〜（３）の工程を繰り返す。
【０１４０】
以上は、傷の検出方向としてＸ方向を指定した場合を説明した。傷の検出方向は、Ｙ方向やＸＹ方向で指定することもできる。ここで、傷の検出方向をＸＹの２次元方向に指定した場合の処理方法について説明する。ＸＹ方向を指定した場合は、注目セグメントを含むＸＹ方向それぞれ４セグメント、計１６セグメント内での最大濃度と最小濃度の差を計測する。
【０１４１】
傷検査によれば、ワークの形状や照明ムラなどの影響を受けず、検出すべき欠陥のみを検出できる。このような傷検査を行う画像検査装置のハードウェア構成は、上述した実施形態１とほぼ同様の構成が利用できる。また傷検査を行う画像検査装置１００Ｃの画像処理部４１Ｃを示す機能ブロック図を図１７に示す。なお、図１０と共通の部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。この図に示す画像処理部４１Ｃは、画像処理演算部４１ｅと、検査領域特定部４１ｄと、判定部３７を備える。検査領域特定部４１ｄは、画像に対して検査対象となる検査領域の位置を特定するための部材である。
【０１４２】
画像処理演算部４１ｅは、平均濃度計測部４１ｅ１と、傷レベル計測部４１ｅ２を備える。平均濃度計測部４１ｅ１は、検査領域特定部４１ｄで特定された検査領域内で、任意のサイズのセグメントを所定量移動させながら平均濃度計測を行うための部材である。傷レベル計測部４１ｅ２は、検出方向における一定距離内に含まれる各位置（注目セグメント）で、平均濃度計測部４１ｅ１で計測された平均濃度の最大濃度と最小濃度の差を傷レベルとして計測する。
【０１４３】
判定部３７は、所定の画像処理を行い、その処理結果に基づいて外観検査の判定結果を出力するための部材である。ここでは、傷レベル計測部４１ｅ２で計測された傷レベルが、予め設定されたしきい値を超えている場合、その注目セグメントは傷としてカウントされ、カウント値が「傷量」として出力される。
（傷検査のパラメータ設定部）
【０１４４】
このような傷検査を行う場合に設定すべき画像処理パラメータとしては、検出方向、方向別設定、高速モードのＯＮ／ＯＦＦ、傷レベル、設定方向、セグメントサイズ、比較間隔設定、移動量、比較セグメント間隔等が挙げられる。このような画像処理パラメータの設定は、同様にパラメータ設定部３２にて行われる。パラメータ設定部３２の一例として、画像処理プログラムで画像処理パラメータをユーザが手動で設定するためのユーザインターフェース画面（パラメータ設定画面３２Ｃ）を図５に示す。この図に示すパラメータ設定画面３２Ｃは、検出方向設定欄３２Ｃ１、方向別設定設定欄３２Ｃ２、高速モードのＯＮ／ＯＦＦ設定欄３２Ｃ３、傷レベル設定欄３２Ｃ４、設定方向設定欄３２Ｃ５、セグメントサイズ設定欄３２Ｃ６、比較間隔設定設定欄３２Ｃ７、移動量設定欄３２Ｃ８、比較セグメント間隔設定欄３２Ｃ９を備える。
【０１４５】
検出方向は、傷がどの方向に伸びているかを示すパラメータである。ここでは、ドロップダウンリストからＸＹ、Ｘ、Ｙの何れかを選択する。例えば縦方向に傷が伸びている場合は、Ｘ方向を選択することで、横方向に差分を取って傷を検出できるようになる。
【０１４６】
方向別設定は、画像処理パラメータをＸ方向やＹ方向で異なる値に設定したい場合に指定する。
【０１４７】
高速モードは、処理の高速化のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのパラメータである。高速モードをＯＮとした場合は、画像処理パラメータとして選択できる値が限られるものの（例えば４の倍数など）、内部処理の高速化が図られる。
【０１４８】
傷レベルは、傷として判定する周囲画素の平均濃度との差を規定するパラメータであり、例えば図５のように１０を指定すると、周囲画素の平均濃度との差が１０未満の画素は傷として判定されず、１０以上の画素は傷として判定される。
【０１４９】
設定方向は、方向別設定と連動し、方向別設定がＯＦＦの場合は、検出方向で設定された方向に共通で（図５の例ではＸＹ共通）以下の画像処理パラメータが設定される。方向別設定がＯＮの場合は、方向毎に以下の画像処理パラメータを個別に設定することになる。
【０１５０】
セグメントサイズは、傷の大きさに応じて規定するパラメータである。例えば図５の例ではセグメントサイズとして１６を指定しており、検査対象の形状画像のある部位の周囲で１６×１６の領域を取り、これを４分割して領域毎の差分を取り、傷の量を決定する。このようにセグメントサイズは、傷を検出する領域の大きさを規定するパラメータであり、フォトメトリックステレオ法における特徴サイズと同様、ワークのサイズに関するパラメータを成す。
【０１５１】
比較間隔設定は、マニュアル又は自動を選択する。
【０１５２】
移動量は、比較間隔を指定した画素（ここでは４ピクセル）毎に移動させる。
【０１５３】
比較セグメント間隔は、濃度差を比較するセグメントの間隔を規定する。（画像処理パラメータの設定方法）
【０１５４】
以上のような画像検査を行うには、従来より、画像処理のパラメータを検査内容に応じて適切に設定する必要がある。ここで、例えばフォトメトリックステレオ法に基づく画像処理を利用する場合は、図４のイメージ図に示すように、多くの画像処理パラメータが存在する上、各画像処理パラメータの名称のみからでは、どのようなパラメータであって、これを調整することで画像のどの部分がどのように変化するのかといったことを具体的に予想することが容易でなかった。すなわち図４の例では、画像処理パラメータとして、特徴サイズ、特徴サイズ余裕度、コントラスト、レベル、ノイズ除去が挙げられており、各パラメータに対して、ユーザに数値を入力させたり、チェックボックスやドロップダウンメニューで選択肢から選択させることが一般に行われている。しかしながら、このような多数列挙された画像処理パラメータのいずれを、どのように設定すれば所望の画像検査結果が得られるかを知ることは容易でない。例えば初心者ユーザであれば、特徴サイズや特徴サイズ余裕度について、直ちに習熟することは容易でない。
【０１５５】
同様に、傷検査を利用する場合の傷検出条件設定パラメータとしては、図５のイメージ図に示すような項目が挙げられる。ここでは、検出方向、方向別設定、高速モードのＯＮ／ＯＦＦ、傷レベル、設定方向、セグメントサイズ、比較間隔設定、移動量、比較セグメント間隔等が挙げられる。このように多数のパラメータを、従来よりユーザは図５のようなパラメータ設定画面３２Ｃから、一つづつ設定を行っている。この作業は極めて煩雑であり、各パラメータの意味や他のパラメータとの関係を十分に理解していないと、所望の画像処理結果を得ることは容易でない。
【０１５６】
このように従来の画像処理パラメータの設定方法では、ユーザが自ら各画像処理パラメータを変化させ、検査に適した値かどうかを逐一確認する必要があるため、検査に適した画像処理パラメータの導出を煩雑化させる要因になっていた。また、各画像処理パラメータの画像処理における意味や、処理後画像に対する影響、検査用途毎の画像処理パラメータの設定ノウハウなどを知っているか否かで、設定導出の難易度が変わるため、検査に適した設定を導出する難易度が、設定を行うユーザの知識や技術、経験に依存してしまう。
【０１５７】
そこで本実施の形態においては、画像処理のパラメータを設定する際に、検査用途を選択させ、さらにパラメータを変化させた複数枚画像から検査に適した画像を選択させる手順を繰り返すことで、検査に適した設定パラメータの導出を容易に行うことができる。この様子を、図６のフローチャート及び図７、図８、図９のユーザインターフェース画面に基づいて説明する。ここでは、ある画像処理を実行するための画像処理パラメータとして第一パラメータａ、第二パラメータｂを設定する場合を考える。第一パラメータａとしては、画像処理の方向に関するパラメータが挙げられる。また第二パラメータｂとしては、ワークのサイズに関するパラメータが挙げられる。
【０１５８】
ここで、ワークのサイズに関するパラメータとは、検出対象となる傷などの大きさを規定するパラメータであって、ここで設定されたパラメータと対応する大きさの対象が検出されるように、いかえると画像処理が行われた処理後画像において、企図した外観検査に際して必要となる形状や高さ等の情報が損なわれないように、画像処理パラメータが設定される。例えば、大きな傷を検出したい場合は、フォトメトリックステレオ法に基づき生成される形状画像の有する形状情報等が、大きな傷を抽出できる特徴量乃至情報を維持していること、逆にいえば小さな傷に関しては情報が不要となるので、これらに関する特徴量が失われるように、形状情報等の精度が調整される。また、小さい傷を検出したい場合は逆に、処理後画像が小さい傷に関して特徴量や情報を保持しつつ、大きな傷に関しては無視するように、画像処理パラメータが調整される。
【０１５９】
まず図６のフローチャート中、ステップＳ６１において、検査対象の画像を取得する。例えば、検査対象のワークに対して照明部でもって照明光を照射し、撮像部１１で多値画像を取得する。
【０１６０】
次にステップＳ６２において、ユーザに実施したい検査用途を選択させる。ここでは、検査種別選択部３１を用いる。検査種別選択部３１の一形態として、検査種別選択画面３１Ｂのユーザインターフェースの一例を図７に示す。このように検査種別選択画面３１Ｂにおいて、画像処理の代表的な検査用途を複数提示して、この内からユーザが行いたい検査を選択させる。ここでは、選択可能な検査用途として、傷検査３１Ｂ１、有無検査３１Ｂ２、ＯＣＲ（凹文字）３１Ｂ３、ＯＣＲ（凸文字）３１Ｂ４、「その他」３１Ｂ５の何れかを選択可能としている。
【０１６１】
次にステップＳ６３において、画像処理パラメータの値を検査用途に適した値に決定する。ここでは、選択された検査種別に応じて、第一パラメータａがパラメータ設定部３２により設定される。例えば第一パラメータａとして、検出対象のワークの内で高さ判定の基準となる基準面の階調値（レベル）を、０〜２５５のいずれか設定することを考える。この場合において、図７の検査種別選択画面３１ＢにおいてＯＣＲ（凸文字）３１Ｂ４が選択されると、パラメータ設定部３２はレベルを０に設定する。またＯＣＲ（凹文字）３１Ｂ３が選択された場合は、レベルを２５５に設定する。また傷検査の場合はレベルを１２８に、有無検査３１Ｂ２の場合はレベルを０に、それぞれ設定する。なお、「その他」３１Ｂ５が選択された場合については、後述する。
【０１６２】
次にステップＳ６４において、未決定の画像処理パラメータを変化させ、画像処理を適用した処理後画像を複数枚、パラメータ候補一覧画像群として表示させる。ここでは、パラメータ設定部３２が、第二パラメータｂを複数の異なる候補値に変化させて画像処理を適用した処理後画像を画像生成部３４で生成し、表示部５１に表示させる。第二パラメータｂの種別や変化幅は、予め設定しておく。各第二パラメータｂ毎に生成された処理後画像は、表示部５１上に並べて、第二パラメータ候補一覧画像群として一覧表示される。このような第二パラメータ候補一覧画像群５２の例を図８に示す。ここでは、第二パラメータとして特徴サイズを変化させた処理後画像ＴＩを３行×３列の計９枚、表示させている。この例では、「特徴サイズ」以外の画像処理パラメータをデフォルト値に固定し、「特徴サイズ」を２、４、８、１２、１６、２４、３２、６４、１２８に変化させて処理後画像ＴＩを生成する。ここで各処理後画像ＴＩ同士は、ワークを撮像した同じ領域を常に表示することになる。また、必要に応じて画像の拡大、縮小やスクロールを可能としてもよい。この場合、各処理後画像ＴＩ同士が比較し易くなるよう、画像表示範囲の拡大・縮小・スクロール操作はすべての画像に対して共通して適用されることが好ましい。
【０１６３】
なお第二パラメータとしては、ワークのサイズに関するパラメータとして、特徴サイズの他、セグメントサイズを変化させてもよい。あるいは第二パラメータとして、検出対象の傷（文字）のサイズやゲインの変化幅を変化させてもよい。さらにこのような第二パラメータを変化させる際に、検査種別選択部３１で選択された検査種別に基づいて変化させるよう構成することもできる。さらにパラメータ設定部３２が画像処理パラメータを変化させる際には、画像処理パラメータの幅やピッチを変化させるよう構成できる。この例では、第二パラメータを変化させる際、画像のコントラストを、検査種別選択部３１で選択された検査種別に基づいて変化させている。
【０１６４】
この状態で、ステップＳ６５において、処理後画像ＴＩ中から検査に適したものをユーザに選択させる。ここでは、ユーザが画像選択部３６を用いて、表示部上に表示された第二パラメータ候補一覧画像群５２から、所望の処理後画像ＴＩを選択することができる。画像選択部３６は、ユーザによる操作を受け付ける部材であり、例えばタッチパネルやマウス、キーボード、コンソール等を操作して、所望の処理後画像ＴＩを指定する。ここで、現在ユーザにより選択されている処理後画像ＴＩがどの画像であるかを判別しやすいようなインジケータを付加することが好ましい。図８の例では、選択された処理後画像ＴＩを枠５３で囲むように表示させている。
【０１６５】
選択が終了すると、図８の画面の右下に設けられた「次へ」ボタン５４を押下する。これによりステップＳ６６において、第二パラメータの値が決定される。ここでは、ユーザに選択された処理後画像ＴＩに設定された第二パラメータの候補値が特定されて、パラメータ設定部３２がこの候補値を第二パラメータとして設定する。
【０１６６】
さらにステップＳ６７において、全ての画像処理パラメータの値が決定されかを判定し、未だの場合はステップＳ６４に戻り、上記処理を繰り返す。例えば第一パラメータａと第二パラメータｂの２つのみを設定する場合は、処理を終了する。
（第三パラメータ）
【０１６７】
一方、これに加えて第三パラメータｃも設定する場合は、ステップＳ６７からステップＳ６４に戻り、未決定の画像処理パラメータ、ここでは第三パラメータｃの値を複数の異なる候補値に変化させ、画像処理を適用した処理後画像を複数枚表示させる。ここでは、既に第一パラメータａと第二パラメータｂは決定されているため、第三パラメータｃのみをパラメータ設定部３２で複数の異なる候補値に変化させて処理後画像を画像生成部３４で生成し、表示部上に第三パラメータ候補一覧画像群として表示させる。例えば図８の画面において「次へ」ボタン５４を押下すると、図９の第三パラメータ候補一覧画像群５５が表示される。このように、「次へ」ボタン５４は、第二パラメータの選択実行と、第三パラメータの選択画面への切り替えを同時に実行する機能を奏している。
【０１６８】
第三パラメータとしては、例えば検出対象を強調処理するための画像処理パラメータが挙げられる。例えばコントラスト、ノイズ除去のような、検出対象のワークを強調して、見たい部分を浮き立たせて、見たくない対象を低減したり弱めるようなパラメータが好適に選択される。ここでは、第三パラメータｃとしてコントラストを設定する。第三パラメータ（コントラスト）の値は、検査種別選択部３１で選択された検査種別に基づいて変化させる。例えば、検査用途として傷検査が選択された場合、コントラストを１、２、４に変化させる。一方、有無検査３１Ｂ２が選択された場合は、コントラストを２、４、６に変化させる。またＯＣＲ（凹文字）３１Ｂ３が選択された場合、コントラストを２、４、６に変化させる。さらにＯＣＲ（凸文字）３１Ｂ４が選択された場合、コントラストを２、４、６に変化させる。
【０１６９】
加えて、図９の例では第四パラメータとしてノイズ除去も変化させている。ここでは、コントラストを３種類に変化させた各画像に対して、ノイズ除去を０、５、１０、１５、２０の５種類に変化させて、計１５枚の処理後画像を生成している。図９の表示例では、処理後画像ＴＩの表示は、一画面で３行×３列の９枚を表示させており、表示されていない処理後画像ＴＩは、画面の左右に設けられたスクロールボタン５６を押下することで表示させることが可能となる。
【０１７０】
以下同様に、ステップＳ６５において、処理後画像ＴＩ中から検査に適したものをユーザに選択させ、「完了」ボタン５７を押下すると、ステップＳ６６に進み、選択された処理後画像ＴＩに設定された第三パラメータの候補値を第三パラメータとして決定する。さらにステップＳ６７において、全ての画像処理パラメータの値が決定されかを判定し、未決定の画像処理パラメータが存在する場合はステップＳ６４に戻って上記処理を繰り返す。このように本発明は、設定可能な画像処理パラメータの数を２に限定せず、３以上とすることもできる。
【０１７１】
なお、第一パラメータａ、第二パラメータｂ、第三パラメータｃを設定する場合は、上述した初回のステップＳ６４において、第二パラメータｂを複数の異なる候補値に変化させて処理後画像を生成する際、第三パラメータｃをデフォルト値に固定しておく。
【０１７２】
以上のようにして全ての画像処理パラメータの値が決定されると、処理を終了する。この方式であれば、既に得られた画像のイメージをユーザが視覚的に把握できるため、検査用途に応じた画像を結果から選択できる。
【０１７３】
なお、以上の方式では、複数の画像処理パラメータの内、いずれか一を変化させて処理後画像を生成し一覧表示させている。これに限らず、複数の画像処理パラメータを同時に変化させて、処理後画像を一覧表示させてもよい。この場合、画像処理パラメータの候補値の数を同じにする場合は、処理後画像の数が多くなる。このため、同じ表示部でパラメータ候補一覧画像群を表示させる場合は、一枚あたりの処理後画像の大きさを小さくする。この場合、視認性が低下するため、例えばカーソルを任意の処理後画像に重ねると、該当部分が拡大されて表示されるようにしてもよい。例えば拡大鏡のサブウィンドウ内に拡大された処理後画像が表示されようにする。またタッチパネルの場合は、ユーザが指を任意の処理後画像上になぞることで、同様に部分的に拡大された画像を表示させるようにしてもよい。あるいは、パラメータ候補一覧画像群の画面をスクロールさせて全体を表示させたり、画面自体を切り替えるようにしてもよい。または、画像処理パラメータの候補値の数を少なくすることで、パラメータ候補一覧画像群に含まれる処理後画像の数が増えることを抑制してもよい。
【０１７４】
ここで、複数のパラメータを同時に変化させてパラメータ候補一覧画像群を表示させる例を、図７の検査種別選択画面３１Ｂで「その他」３１Ｂ５が選択された場合で説明する。ここでは、第一パラメータとしてレベル、第二パラメータとして特徴サイズ、第三パラメータとしてコントラストを設定するものとし、この内の第一パラメータ（レベル）と第三パラメータ（コントラスト）を同時に変化させる。まず第二パラメータ（特徴サイズ）を既定値、例えば既にステップＳ６６で決定されている場合はその値に固定しつつ、一方で第一パラメータ（レベル）を０、１２８、２５５に変化させた３枚の処理後画像を表示させる。さらに、第一パラメータ（レベル）毎に第三パラメータ（コントラスト）も変化させる。例えば、第一パラメータ（レベル）が１２８の場合は、第三パラメータ（コントラスト）を１、２、４に変化させる。また第一パラメータ（レベル）が０、２５５の場合は、第三パラメータ（コントラスト）を２、４、６に変化させる。このようにして、計９種類の画像を生成し、第一及び第三パラメータ候補一覧画像群を表示させ、この中から検査に適した処理後画像をユーザに選択させる。これにより、選択された処理後画像の第一パラメータ（レベル）及び第三パラメータ（コントラスト）が、それぞれ決定される。
（傷検査パラメータの設定例）
【０１７５】
以上は、フォトメトリックステレオ方式による画像検査における画像処理パラメータを設定する方法について説明した。次に、傷検査による画像処理パラメータを設定する方法について、説明する。ここでは、傷検査における画像処理パラメータとして、第一パラメータ「検出方向」、第二パラメータ「セグメントサイズ」、第三パラメータ「傷レベル」を、それぞれ決定する手順を説明する。
【０１７６】
まず、検査内容を選択させる。ここでは、「しみ、汚れ検出」、「打痕検出」、「線傷検出」の中から、ユーザが実施したい検査を選択させる。ここでユーザにより選択された検査種別に応じて、画像処理パラメータと、画像処理パラメータの変化幅を決定する。例えば、「しみ、汚れ検出」が選択された場合は、第一パラメータ「検出方向」をＸＹ方向に決定し、また第二パラメータ「セグメントサイズ」の候補値として、１２、１６、２０、２４、２８、３２、３６、４０、４４に変化させる。
【０１７７】
一方、検査種別として「打痕検出」が選択された場合は、第一パラメータ「検出方向」をＸＹ方向に決定し、さらに第二パラメータ「セグメントサイズ」の候補値として、４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２、３６に変化させる。
【０１７８】
また、検査種別として「線傷検出」が選択された場合のみ、さらに「画像選択（検出方向）」の選択を受け付ける工程を追加する。ここでは、「検出方向」として、Ｘ方向、Ｙ方向、ＸＹ方向、円周方向、半径方向に変化させた５枚の処理後画像を表示させて、検査に適した画像をユーザに選択させる。この選択によって、選ばれた処理後画像に設定された「検出方向」の候補値に決定される。さらに、第二パラメータ「セグメントサイズ」の候補値を、４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２、３６に変化させる。
【０１７９】
次に、第一パラメータ「検出方向」を決定された値に固定しつつ、第二パラメータ「セグメントサイズ」を、上記で決定された候補値に変化させた９枚の処理後画像を表示させ、検査に適した処理後画像をユーザに選択させる。選択された処理後画像に設定された候補値が、第二パラメータ「セグメントサイズ」として決定される。
【０１８０】
このようにして、第一パラメータ「検出方向」と第二パラメータ「セグメントサイズ」を決定された値にパラメータ設定部３２で固定し、第三パラメータ「傷レベル」の候補値を、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５に変化させた処理後画像を、パラメータ候補一覧画像群として表示させ、この内から検査に適した処理後画像をユーザに選択させる。これによって、第三パラメータ「傷レベル」が選択された処理後画像に応じて決定される。このようにして、傷検査の画像処理パラメータも同様に、画像処理パラメータを変化させて得られた処理後画像という結果から選択できるので、ユーザが所望する画像イメージに沿った値に画像処理パラメータを設定でき、従来面倒であった画像処理パラメータの設定作業を簡素化できる。
【０１８１】
すなわち従来の設定方法では、ユーザが自ら各画像処理パラメータを変化させる必要があり、設定導出が煩雑という問題があった。これに対し本実施形態に係る画像検査方法によれば、画像処理パラメータを変化させた処理後画像をユーザが選択していくことで、各画像処理パラメータを順次決定していくため、ユーザが自ら画像処理パラメータを変化させる必要はなく、簡単に設定を導出できる。すなわち従来の方法では、各パラメータの画像処理における意味や、検査用途毎の画像処理パラメータの設定ノウハウをユーザが知っているか否かで、設定難易度が変わるという問題があったところ、本実施形態によれば、表示された画像を選択するだけで設定できるため、ユーザは各パラメータの意味を意識することなく設定を行うことができる。いわば、得られた処理後画像という結果から設定を行わせることで、所望の画像を得る条件を簡単に設定できるという優れた特長を実現したものである。また本実施形態によれば、まず検査用途を選択させた上で、検査用途に適したパラメータ設定を自動で行うため、ユーザの知識や経験、技術に依存せず、誰でも検査に適した設定を導出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明の画像検査装置、画像検査方法、画像検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、フォトメトリックステレオを用いた検査装置やデジタイザに好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１８３】
１００、１００Ｂ、１００Ｃ…画像検査装置
１１…撮像部
１２…撮像ケーブル
２０…照明部
２１…第一照明部；２２…第二照明部；２３…第三照明部；２４…第四照明部
２６…照明制御部
２７…照明ケーブル
２８…画像入力部
３１…検査種別選択部；３１Ｂ…検査種別選択画面；３１Ｂ１…傷検査；３１Ｂ２…有無検査；３１Ｂ３…ＯＣＲ（凹文字）；３１Ｂ４…ＯＣＲ（凸文字）；３１Ｂ５…その他；
３２…パラメータ設定部；３２Ｂ、３２Ｃ…パラメータ設定画面
３２Ｂ１…特徴サイズ設定欄；３２Ｂ２…特徴サイズ余裕度設定欄；３２Ｂ３…コントラスト設定欄；３２Ｂ４…レベル設定欄；３２Ｂ５…ノイズ除去設定欄
３２Ｃ１…検出方向設定欄；３２Ｃ２…方向別設定設定欄；３２Ｃ３…高速モードのＯＮ／ＯＦＦ設定欄；３２Ｃ４…傷レベル設定欄；３２Ｃ５…設定方向設定欄；３２Ｃ６…セグメントサイズ設定欄；３２Ｃ７…比較間隔設定設定欄；３２Ｃ８…移動量設定欄；３２Ｃ９…比較セグメント間隔設定欄
３３…パラメータ微調整部
３４…画像生成部
３５…画像推奨部
３６…画像選択部
３７…判定部
４１、４１Ｂ、４１Ｃ…画像処理部；４１ａ…法線ベクトル算出部；４１ｂ…輪郭画像生成部
４１ｃ…テクスチャ抽出画像生成部；４１ｄ…検査領域特定部
４１ｅ…画像処理演算部；
４１ｅ１…平均濃度計測部；４１ｅ２…傷レベル計測部；４１ｇ…照明方向推定部
４３…制御回路
４４…ＲＡＭ
４５…記憶手段
４６…入力手段
４７…出力手段
４８…補助記憶手段
４９…通信手段
５１…表示部
６１…操作部
５２…第二パラメータ候補一覧画像群
５３…枠
５４…「次へ」ボタン
５５…第三パラメータ候補一覧画像群
５６…スクロールボタン
５７…「完了」ボタン
７１、７２、７３、７４、７６…ケーブル
８１…外部制御機器
ＷＫ…ワーク
ＳＧ…ステージ
Ｌ１…第一照明部；Ｌ２…第二照明部
Ｓ…拡散反射面
ＴＩ…処理後画像
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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