(57)【要約】【課題】対象物の表面状態が変化しても欠陥を精度よく検出する。【解決手段】高周波成分除去部５４は、対象物を撮像して得られた第１対象画像と、第１参照画像とに対して高周波成分を除去して第２対象画像および第２参照画像をそれぞれ取得する。補正部５６は、第２対象画像の各画素の値と、第２参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて第１対象画像および第１参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正する。比較部５５は、第１対象画像と第１参照画像とを比較することにより、第１対象画像中の欠陥領域を検出する。これにより、対象物の表面状態が変化しても第１参照画像を変更することなく欠陥を精度よく検出することができる。【選択図】図３
2018205122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査装置であって、
対象物を撮像して得られた第１対象画像を記憶する対象画像記憶部と、
第１参照画像を記憶する参照画像記憶部と、
前記第１対象画像および前記第１参照画像から高周波成分を除去して第２対象画像および第２参照画像をそれぞれ取得する高周波成分除去部と、
前記第２対象画像の各画素の値と、前記第２参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第１対象画像および前記第１参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正し、前記第１対象画像と前記第１参照画像とを比較することにより、前記第１対象画像中の欠陥領域を検出する比較部と、
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置であって、
前記対象物上において、欠陥を検出する対象となる検査領域が、光沢を有する粗面であることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置であって、
前記検査領域が、ショットブラストまたは研削が行われた金属面であることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の検査装置であって、
前記検査領域に対応する前記第１対象画像中の検出処理領域の数が２以上であり、少なくとも２つの検出処理領域において前記高周波成分除去部による高周波成分の除去特性が異なることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検査装置であって、
前記高周波成分除去部が、各検出処理領域にフィルタを作用させることにより、前記各検出処理領域から高周波成分を除去し、
前記検査領域への照明光の光束の方向と、前記検査領域の法線の方向とのなす角が大きいほど、前記フィルタの大きさが小さいことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
検査方法であって、
ａ）対象物を撮像して第１対象画像を得る工程と、
ｂ）前記第１対象画像および第１参照画像から高周波成分を除去して第２対象画像および第２参照画像をそれぞれ取得する工程と、
ｃ）前記第２対象画像の各画素の値と、前記第２参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第１対象画像および前記第１参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正する工程と、
ｄ）前記第１対象画像と前記第１参照画像とを比較することにより、前記第１対象画像中の欠陥領域を検出する工程と、
を備えることを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象画像と参照画像とを比較することにより、対象画像から対象物の欠陥を示す欠陥領域を検出する検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より様々な分野で、対象物を示す画像である対象画像と予め準備された参照画像とを比較することにより、対象物上の欠陥を検出することが行われている。例えば、「ゆすらせ比較」と呼ばれる手法では、対象画像と参照画像との相対位置を微小に変えながら両画像の画素値を比較することにより、欠陥の検出が行われる。また、特許文献１の第４の実施の形態（図１４参照）では、参照画像および被検査画像に対してフィルタを作用させた後、参照画像および被検査画像の差分絶対値画像が求められる。差分絶対値画像は２値化される。検査領域毎の欠陥判定条件にフィルタは合わせられ、検査領域毎に検出条件が異なる２値の欠陥領域画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９８１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、対象画像と参照画像との比較により欠陥を検出する手法は、汎用的ではあるが、複数の対象物間において一部の領域の表面状態（表面形状を含む。以下同様）が僅かに異なると、対象画像においてその領域の明るさが大きく異なることがある。例えば、ショットブラストにて処理された表面の粗さが個体によって異なる場合や、ショットブラストを部分的に追加で施して表面の色味や形状が僅かに変化した場合等に、対象画像と参照画像との差分画像において偽欠陥の領域が現れる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、対象物の表面状態が変化しても欠陥を精度よく検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、検査装置であって、対象物を撮像して得られた第１対象画像を記憶する対象画像記憶部と、第１参照画像を記憶する参照画像記憶部と、前記第１対象画像および前記第１参照画像から高周波成分を除去して第２対象画像および第２参照画像をそれぞれ取得する高周波成分除去部と、前記第２対象画像の各画素の値と、前記第２参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第１対象画像および前記第１参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正し、前記第１対象画像と前記第１参照画像とを比較することにより、前記第１対象画像中の欠陥領域を検出する比較部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査装置であって、前記対象物上において、欠陥を検出する対象となる検査領域が、光沢を有する粗面である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の検査装置であって、前記検査領域が、ショットブラストまたは研削が行われた金属面である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の検査装置であって、前記検査領域に対応する前記第１対象画像中の検出処理領域の数が２以上であり、少なくとも２つの検出処理領域において前記高周波成分除去部による高周波成分の除去特性が異なる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の検査装置であって、前記高周波成分除去部が、各検出処理領域にフィルタを作用させることにより、前記各検出処理領域から高周波成分を除去し、前記検査領域への照明光の光束の方向と、前記検査領域の法線の方向とのなす角が大きいほど、前記フィルタの大きさが小さい。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、検査方法であって、ａ）対象物を撮像して第１対象画像を得る工程と、ｂ）前記第１対象画像および第１参照画像から高周波成分を除去して第２対象画像および第２参照画像をそれぞれ取得する工程と、ｃ）前記第２対象画像の各画素の値と、前記第２参照画像の対応する画素の値との比または差である相違に基づいて前記第１対象画像および前記第１参照画像の少なくとも一方の対応する画素の値を補正する工程と、ｄ）前記第１対象画像と前記第１参照画像とを比較することにより、前記第１対象画像中の欠陥領域を検出する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、対象物の表面状態が変化しても欠陥を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】検査装置の構成を示す図である。
【図２】検査装置の本体を示す平面図である。
【図３】コンピュータが実現する機能構成の一部を示すブロック図である。
【図４】検査の流れを示す図である。
【図５】第１対象画像を示す図である。
【図６】第１参照画像を示す図である。
【図７】差分画像を示す図である。
【図８】第２対象画像を示す図である。
【図９】第２参照画像を示す図である。
【図１０】比画像を示す図である。
【図１１】補正後の第１参照画像を示す図である。
【図１２】差分画像を示す図である。
【図１３】第１対象画像を示す図である。
【図１４】第１参照画像を示す図である。
【図１５】差分２値画像を示す図である。
【図１６】明るい領域が変化した第１対象画像を示す図である。
【図１７】差分２値画像を示す図である。
【図１８】補正後の第１参照画像を示す図である。
【図１９】差分２値画像を示す図である。
【図２０】複数の検出処理領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る検査装置１の構成を示す図である。図２は、検査装置１の本体１１を示す平面図である。検査装置１は、表面に光沢を有する立体的な対象物９の外観を検査する装置である。対象物９は、例えば、鍛造や鋳造により形成された金属部品であり、その表面はショットブラスト等の加工により微小な凹凸を有する梨地状である。対象物９は、例えば、自在継手に用いられる各種部品（円筒形のハブの軸や外輪、ヨーク等）である。図１に示す対象物９の形状は一例に過ぎない。
【００１５】
図１に示すように、検査装置１は、本体１１と、コンピュータ１２とを備える。本体１１は、ステージ２と、ステージ回動部２１と、撮像ユニット３と、光源ユニット４とを備える。対象物９はステージ２上に載置される。ステージ回動部２１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心として対象物９をステージ２と共に所定の角度だけ回動する。中心軸Ｊ１は、ステージ２の中央を通過する。本体１１には、外部の光がステージ２上に到達することを防止する図示省略の遮光カバーが設けられ、ステージ２、撮像ユニット３および光源ユニット４は、遮光カバー内に設けられる。
【００１６】
図１および図２に示すように、撮像ユニット３は、１個の上方撮像部３１と、４個の斜方撮像部３２と、４個の側方撮像部３３とを備える。図２では、上方撮像部３１の図示を省略している（後述の上方光源部４１において同様）。上方撮像部３１は、ステージ２の上方にて中心軸Ｊ１上に配置される。上方撮像部３１によりステージ２上の対象物９を真上から撮像した画像が取得可能である。
【００１７】
図２に示すように、上側から下方を向いて本体１１を見た場合に（すなわち、本体１１を平面視した場合に）、４個の斜方撮像部３２はステージ２の周囲に配置される。４個の斜方撮像部３２は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に９０°の角度間隔（ピッチ）にて配列される。各斜方撮像部３２の撮像光軸Ｋ２と中心軸Ｊ１とを含む面において（図１参照）、撮像光軸Ｋ２と中心軸Ｊ１とがなす角度θ２は、およそ４５°である。各斜方撮像部３２によりステージ２上の対象物９を斜め上から撮像した画像が取得可能である。
【００１８】
本体１１を平面視した場合に、４個の側方撮像部３３も、４個の斜方撮像部３２と同様にステージ２の周囲に配置される。４個の側方撮像部３３は、周方向に９０°の角度間隔にて配列される。各側方撮像部３３の撮像光軸Ｋ３と中心軸Ｊ１とを含む面において、撮像光軸Ｋ３と中心軸Ｊ１とがなす角度θ３は、およそ９０°である。各側方撮像部３３によりステージ２上の対象物９を横から撮像した画像が取得可能である。上方撮像部３１、斜方撮像部３２および側方撮像部３３は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等を有し、多階調の画像が取得される。上方撮像部３１、斜方撮像部３２および側方撮像部３３は、図示省略の支持部により支持される。
【００１９】
光源ユニット４は、１個の上方光源部４１と、８個の斜方光源部４２と、８個の側方光源部４３とを備える。上方光源部４１は、中心軸Ｊ１を中心とするリング状に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が配列された光源部である。リング状の上方光源部４１は上方撮像部３１の周囲を囲むように、上方撮像部３１に固定される。上方光源部４１によりステージ２上の対象物９に対して真上から中心軸Ｊ１に平行な方向に沿って光が照射可能である。
【００２０】
本体１１を平面視した場合に、８個の斜方光源部４２はステージ２の周囲に配置される。８個の斜方光源部４２は、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各斜方光源部４２は、中心軸Ｊ１を中心とする円周の接線方向に伸びるバー状に複数のＬＥＤが配列された光源部である。各斜方光源部４２の出射面の中央と対象物９（の中心）とを結ぶ線を「照明軸」と呼ぶと、当該斜方光源部４２の照明軸と中心軸Ｊ１とを含む面において、当該照明軸と中心軸Ｊ１とがなす角度は、およそ４５°である。各斜方光源部４２では、ステージ２上の対象物９に対して斜め上から当該照明軸に沿って光が照射可能である。検査装置１では、８個の斜方光源部４２のうち４個の斜方光源部４２は４個の斜方撮像部３２にそれぞれ固定され、残りの４個の斜方光源部４２は、図示省略の支持部により支持される。
【００２１】
本体１１を平面視した場合に、８個の側方光源部４３はステージ２の周囲に配置される。８個の側方光源部４３は、周方向に４５°の角度間隔にて配列される。各側方光源部４３は、中心軸Ｊ１を中心とする円周の接線方向に伸びるバー状に複数のＬＥＤが配列された光源部である。斜方光源部４２と同様に、各側方光源部４３の出射面の中央と対象物９とを結ぶ線を「照明軸」と呼ぶと、当該側方光源部４３の照明軸と中心軸Ｊ１とを含む面において、当該照明軸と中心軸Ｊ１とがなす角度は、およそ９０°である。各側方光源部４３では、ステージ２上の対象物９に対して横から当該照明軸に沿って光が照射可能である。検査装置１では、８個の側方光源部４３のうち４個の側方光源部４３は４個の側方撮像部３３にそれぞれ固定され、残りの４個の側方光源部４３は、図示省略の支持部により支持される。
【００２２】
例えば、上方撮像部３１および上方光源部４１と対象物９との間の距離は、約５５ｃｍ（センチメートル）である。また、斜方撮像部３２および斜方光源部４２と対象物９との間の距離は約５０ｃｍであり、側方撮像部３３および側方光源部４３と対象物９との間の距離は約４０ｃｍである。上方光源部４１、斜方光源部４２および側方光源部４３では、ＬＥＤ以外の種類の光源が用いられてよい。
【００２３】
図３は、コンピュータ１２が実現する機能構成の一部を示すブロック図である。コンピュータ１２は、検査部５を含む。検査部５は、対象画像記憶部５１と、参照画像記憶部５２と、位置合わせ部５３と、高周波成分除去部５４と、比較部５５とを備える。対象画像記憶部５１は、撮像ユニット３の撮像部による撮像により得られた対象物９の画像（以下、「対象画像」という。）を記憶する。これにより、対処画像が準備される。参照画像記憶部５２は、対象画像と同じ撮像部により取得された、欠陥の無い対象物９の画像（以下、「参照画像」という。）を記憶する。正確には、対象画像記憶部５１は対象画像のデータを記憶し、参照画像記憶部５２は参照画像のデータを記憶する。以下の説明において、画像に対する処理は、正確には、画像のデータに対する演算処理である。
【００２４】
位置合わせ部５３は、対象画像と参照画像との位置合わせを行う。位置合わせ部５３による対象画像と参照画像との位置合わせには様々な手法が採用されてよい。例えば、対象画像と参照画像とを様々な相対位置で重ね合わせ、これらの画像の画素値の差分絶対値の総和が最小となる位置が、位置合わせ後の両画像の相対位置として求められてよい。なお、対象物９の配置の精度が高い場合は、対象画像と参照画像との位置合わせは省略可能である。
【００２５】
高周波成分除去部５４は、対象画像および参照画像から空間周波数の高周波成分を除去する。例えば、高周波成分除去部５４は、対象画像および参照画像にサイズが大きい平均値フィルタ、中央値フィルタ、平滑化フィルタ等の高周波成分を除去するフィルタを作用させる。すなわち、注目画素を中心とする一定の範囲内の画素値の平均値、中央値、重み付け平均値等が当該注目画素の画素値に置き換えられる。これらのフィルタの大きさは、想定される欠陥が表れる領域よりも大きく、例えば、縦横の大きさが、欠陥領域の大きさの３倍以上であり、好ましくは５倍以上である。高周波成分除去部５４はフーリエ変換を利用するものであってもよい。この場合、例えば、高周波成分除去部５４は、画像をフーリエ変換し、高周波成分を除去してから逆フーリエ変換を行う。
【００２６】
比較部５５は、補正部５６を含む。補正部５６は対象画像または参照画像を補正する。比較部５５は、補正後の両画像を比較して欠陥検出画像を取得する。コンピュータ１２は、検査装置１の全体制御を行う制御部としての役割も担う。
【００２７】
図４は、検査装置１による対象物９の検査の流れを示す図である。まず、ステージ２上に検査対象である対象物９が載置される（ステップＳ１１）。ステージ２上には、例えば位置合わせ用の複数のピンが設けられており、対象物９の予め定められた部位を当該複数のピンに当接させることにより、ステージ２上の所定位置に対象物９が（理想的には）所定の向きにて配置される。
【００２８】
次に、コンピュータ１２の制御により、点灯する光源部を変更して照明状態を変更しながら、選択された撮像部にて撮像が行われる（ステップＳ１２）。実際には、１つの照明状態で複数の撮像部にて撮像が行われる。これにより、様々な照明状態において様々な方向から対象物９を捉えた多数の対象画像が取得される。
【００２９】
撮像された対象画像のデータは、対象画像記憶部５１に記憶される。参照画像記憶部５２には、既述のように、各撮像画像に対応する参照画像のデータが準備されている。参照画像は、撮像画像と同様の照明状態下での欠陥の存在しない対象物９を示す。参照画像のデータは、欠陥の存在しない対象物９を撮像することにより取得されてもよく、多数の対象物９の画像の平均画像のデータとして取得されてもよい。対象画像のデータは、対象物９の設計データから作成されてもよい。対象画像および参照画像は多階調の画像である。
【００３０】
対象画像が取得されると、位置合わせ部５３は、対象画像と参照画像との位置合わせを行う（ステップＳ１３）。これにより、対象画像の各画素に対応する参照画像の画素が決定される。なお、対象画像と参照画像との倍率が異なる場合は、対象画像または参照画像の拡大または縮小が行われてもよい。対象画像と参照画像との位置合わせが不要な場合は、ステップＳ１３は省略されてよい。
【００３１】
高周波成分除去部５４は、対象画像および参照画像から高周波成分を除去する（ステップＳ１４）。以下、高周波成分を除去する前の対象画像および参照画像をそれぞれ「第１対象画像」および「第１参照画像」といい、高周波成分を除去した後の対象画像および参照画像をそれぞれ「第２対象画像」および「第２参照画像」という。
【００３２】
比較部５５には、第１対象画像、第１参照画像、第２対象画像および第２参照画像のデータが入力される。補正部５６は、第２参照画像の各画素の値を第２対象画像の対応する画素の値で除算し、比を対応する画素の値として有する比画像を生成する。補正部５６は、第１参照画像の各画素の値に比画像の対応する画素の値を乗算することにより、第１参照画像を補正する（ステップＳ１５）。
【００３３】
比較部５５は第１対象画像の各画素の値と、補正後の第１参照画像の対応する画素の値との差分絶対値を求め、当該差分絶対値を対応する画素の値として有する差分絶対値画像を取得する。差分絶対値画像は予め定められた閾値で２値化され、２値の欠陥検出画像が取得される（ステップＳ１６）。例えば、差分絶対値が閾値以上である画素の値が「１」とされ、他の画素の値は「０」とされ、欠陥検出画像では、欠陥領域が画素値「１」の領域として示される。
【００３４】
第１対象画像と補正なしの第１参照画像との差分絶対値画像を取得する場合と、ステップＳ１４ないしＳ１６との相違を、図５ないし図１２を参照して説明する。これらの図では、第１対象画像および第１参照画像を単純化している。
【００３５】
図５は５×５画素の第１対象画像８１１を示す図である。各ボックスは画素を示し、ボックス内の値は画素値を示す。太線８３は３×３画素の欠陥検出の処理の対象となる検出処理領域を示す。第１対象画像８１１では中央の画素に対象物９上の欠陥が表れているものとする。また、第１対象画像８１１では、全体に空間的に緩やかな輝度値の変化、すなわち、画素値の変化があるものとしている。「空間的に緩やかな変化」とは、画像中の位置の変化に対して画素値が緩やかに変化することを意味する。図６は５×５画素の第１参照画像８２１を図５と同様に示す。第１参照画像８２１の画素値は全て「３０」である。図７は第１対象画像８１１と第１参照画像８２１との差分絶対値画像８４１を示す図である。
【００３６】
ここで、図５および図６にて中央の画素を欠陥領域として検出するには、差分絶対値画像８４１に対する閾値を「１０」に設定する必要があるが、この場合、図７にて平行斜線にて示すように、検出処理領域８３の全体が欠陥領域として検出される。
【００３７】
一方、ステップＳ１４ないしＳ１６の工程の場合、ステップＳ１４にて３×３画素の移動平均フィルタが用いられたとすると、第１対象画像８１１から図８に示す第２対象画像８１２が取得され、第１参照画像８２１から図９に示す第２参照画像８２２が取得される。ステップＳ１５では、第２対象画像８１２の各画素の値が第２参照画像８２２の対応する画素の値で除算され、両画像の画素値の比を対応する画素の値として有する図１０に示す比画像８５が取得される。さらに、第１参照画像８２１の各画素の値に比画像８５の対応する画素の値が乗算され、図１１に示す補正後の第１参照画像８２１が取得される。
【００３８】
ステップＳ１６では、図１２に示すように、第１対象画像８１１の各画素の値と補正後の第１参照画像８２１の対応する画素の値との差分絶対値を対応する画素の値として有する差分絶対値画像８６１が取得される。ここで、閾値が「１０」の場合、検出処理領域８３のうち、平行斜線を付す中央の画素のみが欠陥領域として取得される。また、適切な検出が可能な閾値の範囲は、５〜２１と広がる。ステップＳ１４ないしＳ１６により、差分絶対値画像８６１において、欠陥に対応する画素が周囲の画素から浮き上がるように現れる。その結果、対象物９の表面状態が変化して第１対象画像８１１において空間的に緩やかに明るさが変化したり、全体の色味が変化した場合であっても、欠陥を精度よく検出することが実現される。既述のように、ここでの「表面状態」には「表面形状」が含まれる。換言すれば、対象画像または参照画像が、部分的または全体的に緩やかに変化したとしても、緩やかな変化による差を極力なくすことで過検出を抑制し、真の細かな欠陥を検出することができる。特に、第１参照画像８２１を変更することなく欠陥を精度よく検出することができる。
【００３９】
上記例では、第２対象画像８１２の各画素の値を第２参照画像８２２の対応する画素の値で除算しているが、第２参照画像８２２の各画素の値が第２対象画像８１２の対応する画素の値で除算されてもよい。この場合、第１対象画像８１１の各画素の値に比画像の対応する画素の値が乗算され、第１対象画像８１１が補正される。ステップＳ１５の補正は、第１対象画像８１１または第１参照画像８２１の画素値を低周波レベルで合わせ込む処理である。
【００４０】
次に、図１３ないし図１９を参照して検査装置１による欠陥検出の特徴について具体的に説明する。図１３は第１対象画像８１１の一例を示す図である。第１対象画像８１１は対象物９を表す。対象物９上には欠陥９１が存在する。図１３では、第１対象画像８１１のうち、対象物９および欠陥９１を表す部分に符号９，９１をそれぞれ付している。以下の図においても同様である。照明の関係上、欠陥９１の周囲は、第１対象画像８１１中において空間的に緩やかに明るい領域７１１となっているものとする。図１４は第１参照画像８２１の一例を示す図である。第１参照画像８２１では欠陥は表れない。第１参照画像８２１においても空間的に緩やかに明るい領域７２１が表れるものとする。
【００４１】
図１３および図１４の例では、画像全体に対して処理が行われるため、画像全体が１つの検出処理領域であると捉えられてよい。画像の一部がマスクされて検出処理領域から除外されてもよい。
【００４２】
対象物９は、鍛造にて形成された金属部品であり、表面にショットブラストが施されている。対象物９の表面は、艶消しの金属光沢を有する。両画像中の明るい領域７１１，７２１が一致する場合、図１５に示すように、単純な差分絶対値画像を２値化した差分２値画像８４２では、欠陥９１のみに対応する欠陥領域７３が表れる。一方、対象物９が、例えば、その表面の全体または一部にショットブラストが再度施されたものである場合、表面の粗さや形状が元の形状から僅かに変化している。対象物９が鏡面でない艶消しの金属光沢を有する場合、照明状態が一定であっても、ショットブラストの再処理により明るい領域の大きさや位置が変化する。
【００４３】
図１６は、再処理により明るい領域７１１が変化した第１対象画像８１１を例示する図である。図１６の第１対象画像８１１と図１４の第１参照画像８２１との差分絶対値画像を単純に取得して２値化を行うと、図１７に示すように、差分２値画像８４２には広い欠陥領域７３が表れる。その結果、欠陥９１の存在領域は欠陥領域７３に含まれてしまい、欠陥９１の検出は困難となる。
【００４４】
図１８は、検査装置１のステップＳ１４，Ｓ１５により補正された第１参照画像８２１を例示する図である。低周波成分の除去に利用される実際のフィルタの一辺は１０画素以上であり、フィルタは、既述のように欠陥が表れる領域の幅および高さよりもそれぞれ少なくとも数倍大きい。ステップＳ１４，Ｓ１５により、第１参照画像８２１の低周波成分が第１対象画像８１１の低周波成分に合わせ込まれる。図１８に示すように、第１参照画像８２１における明るい領域７２１は、第１対象画像８１１の明るい領域７１１にほぼ一致する。その結果、第１対象画像８１１と補正後の第１参照画像８２１との差分画像を２値化することにより、図１９に示すように、欠陥が適切な欠陥領域７３として表れる欠陥検出画像８６２が取得される（ステップＳ１６）。
【００４５】
ステップＳ１６では、いわゆる、ゆすらせ比較が採用されてもよい。ゆすらせ比較では、位置合わせ後の相対位置から第１対象画像８１１または補正後の第１参照画像８２１を８方向のそれぞれに所定の画素数（例えば、１画素）だけ移動し、移動後の第１対象画像８１１と補正後の第１参照画像８２１との差分絶対値画像が求められる。そして、複数の（ここでは、９個の）差分絶対値画像において、同じ位置の画素の値の最小値が特定され、当該位置に当該最小値を付与した画像が、ゆすらせ比較処理の結果画像として取得される。
【００４６】
結果画像は、所定の閾値で２値化され、欠陥領域を示す２値の欠陥検出画像が取得される。なお、ゆすらせ比較処理により得られる結果画像は、上記の複数の差分絶対値画像から導かれるものであればよく、例えば、複数の差分絶対値画像のうち画素の値の和が最小の差分絶対値画像がそのまま欠陥検出画像として採用されてもよい。
【００４７】
検査装置１による検査は、対象物９上の検査の対象となる検査領域の形状や法線の向きの僅かな変化で対象画像中の対応する領域の明暗が大きく変化する場合や、多数の対象物９を処理した場合に、最初に処理した対象物９と最後に処理した対象物９の表面状態が異なる場合に適している。このような検査領域の例として、ショットブラストまたは研削が行われた金属面を挙げることができる。典型的な例としては、鍛造等のプレス加工後に粗面加工された面である。
【００４８】
ショットブラストの場合、多数の対象物を加工すると投射材の径が変化して対象物の表面状態が若干変化するが、検査装置１を用いることにより、第１参照画像８２１を変更することなく検査を行うことができる。研削においても、多数の対象物を加工すると砥石の状態が変化して対象物の表面状態が若干変化するが、検査装置１を用いることにより、第１参照画像８２１を変更することなく検査を行うことができる。
【００４９】
また、対象物９上の欠陥をショットブラストや研削の再処理にて修正する場合、対象物９の形状や色味が部分的に変わってしまい、そのまま比較すると多くの偽欠陥が検出される場合がある。新たな第１参照画像８２１を準備することも不可能ではないが、再処理物を分けて検査すると手間が生じる。これに対し、検査装置１を用いることにより、再処理が行われた対象物９に対して、第１参照画像８２１を変更することなく検査を行うことができる。
【００５０】
対象物９は金属製品には限定されない。検査領域が光沢を有する粗面である対象物９であれば、検査装置１は対象物９の検査に適する。対象物９は、表面が艶消し状、あるいは、梨地状であることが好ましい。対象物９の材料は金属以外に、樹脂、セラミック、セメント、石膏等の様々なものであってよい。
【００５１】
図２０は、高周波成分除去部５４の機能の他の例を説明するための図である。図２０の第１対象画像８１１には２つの検出処理領域８３１，８３２が設定される。図示を省略するが、第１参照画像８２１にも同様の検出処理領域８３１，８３２が設定される。高周波成分除去部５４により第１対象画像８１１および第１参照画像８２１の検出処理領域８３１に作用させるフィルタと、第１対象画像８１１および第１参照画像８２１の検出処理領域８３２に作用させるフィルタとは異なる。検出処理領域の数、すなわち、対象物９上の検査領域の数は３以上であってもよい。一般的に表現すれば、検査領域に対応する検出処理領域の数は２以上であり、少なくとも２つの検出処理領域において高周波成分除去部５４による高周波成分の除去特性が異なる。これにより、検査領域に応じて適切な欠陥検出を行うことができる。第１対象画像８１１中の検出処理領域は対象物９上の検査領域に一致する必要はなく、検査領域（正確には、検査領域に対応する画像中の領域）を含む領域でもよく、部分的に重なる領域でもよい。
【００５２】
「高周波成分の除去特性が異なる」とは、例えば、高周波成分を除去するフィルタの大きさが異なる、高周波成分を除去するフィルタに設定される値が異なる、高周波成分を除去する演算上の変数の値が異なる等を意味する。なお、高周波成分は完全に除去される必要は無く、高周波成分の除去には、高周波成分の低減が含まれるものとする。
【００５３】
高周波成分除去フィルタは、欠陥による第１対象画像８１１中の明暗は除去するが、対象物９の正常な形状に起因する明暗は可能な限り残すものが好ましい。通常、照明光が対象物９上の検査領域に斜めに入射するほど、第１対象画像８１１や第１参照画像８２１において検出処理領域の明暗が顕著になる。したがって、検査領域への照明光の光束の方向と、検査領域の法線の方向とのなす角が大きいほど、高周波成分除去フィルタの大きさが小さいことが好ましい。
【００５４】
なお、照明光の光束の方向と検査領域の法線の方向とのなす角（以下、「入射角」という。）は正確に求められる必要はない。一の検査領域と他の検査領域との関係で照明光の入射角の大小関係が決定可能であれば、様々な方法で入射角が求められてよい。例えば、照明光の光束の方向は、検査領域に対して光源が位置する方向や、光束の平均的な方向として定められてよい。検査領域の法線の方向は、検査領域の中央における法線の方向や検査領域の法線の平均的な方向として定められてよい。
【００５５】
補正部５６では、第２対象画像８１２の各画素の値と、第２参照画像８２２の対応する画素の値との「比」に代えて、「差」が利用されてもよい。この場合、第１対象画像８１１または第１参照画像８２１の対応する画素の値から当該差が加算または減算される。差を利用する場合においても、補正後の第１対象画像８１１と第１参照画像８２１との差分画像では、低周波成分が除去されるため、欠陥が明りょうに表れる。さらには、補正部５６では、諸条件を考慮して修正された「比」が用いられてもよく、修正された「差」が用いられてもよい。「比」や「差」を利用する補正方法も乗除算や加減算には限定されず、さらに複雑な演算が行われてもよい。
【００５６】
すなわち、比較部５５は、第２対象画像８１２の各画素の値と、第２参照画像８２２の対応する画素の値と比や差である「相違」に基づいて第１対象画像８１１および第１参照画像８２１の少なくとも一方の対応する画素の値を補正し、第１対象画像８１１と第１参照画像８２１とを比較することにより、第１対象画像８１１中の欠陥領域を検出する。より正確には、両画像の比較の際に、上記「相違」に基づいて低周波レベルで一方の画像の画素の値を他方の画像の対応する画素の値に合わせる補正が行われる。
【００５７】
上記検査装置１では様々な変形が可能である。
【００５８】
検査装置１の構造は上記実施の形態にて示したものには限定されない。光源部の数は１つでもよく、周囲が明るい場合、光源部は設けられなくてもよい。撮像部の数も１つでもよい。光源部および撮像部の数や配置は様々に変更されてよい。
【００５９】
第１対象画像８１１および第１参照画像８２１は、モノクロ画像でもカラー画像でもよい。対象物９は、立体的である必要はなく、板状またはフィルム状でもよい。
【００６０】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００６１】
１    検査装置
９    対象物
５１    対象画像記憶部
５２    参照画像記憶部
５４    高周波成分除去部
５５    比較部
７３    欠陥領域
８３，８３１，８３２    検出処理領域
８１１    第１対象画像
８１２    第２対象画像
８２１    第１参照画像
８２２    第２参照画像
Ｓ１２，Ｓ１４〜Ｓ１６    ステップ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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