(57)【要約】【課題】画像計測の性能を向上させることができる画像処理システム、画像処理装置、および画像処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】制御装置は、発光面上に設定された複数種類の部分領域の各々が発光するように発光部を制御し、複数種類の部分領域の各々の発光に同期して対象物を撮像するようにカメラを制御する。制御装置は、複数の入力画像に基づいて生成される、発光面内の位置と、その位置から対象物に照射される光が対象物の注目部位に反射してカメラに入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報に基づいて対象物の画像計測を行なう。【選択図】図１
2019158711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像計測を行なう画像処理システムであって、
対象物を撮像する撮像部と、
前記対象物に向けられた発光面を有する発光部と、
前記発光面のうち予め設定した複数種類の部分領域の各々が発光するように、前記発光部を制御する発光制御部と、
前記複数種類の部分領域の各々の発光に同期して撮像するように、前記撮像部を制御する撮像制御部と、
前記撮像部が前記複数種類の部分領域の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像をもとに得られる、前記発光面内の位置と、当該位置から前記対象物に照射される光が当該対象物の注目部位に反射して前記撮像部に入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報を生成する生成部と、
前記生成部が生成した前記反射プロファイル情報に基づいて前記対象物の前記画像計測を行なう画像計測部とを備える、画像処理システム。
【請求項２】
前記画像計測部は、
前記対象物を撮像した画像から生成された前記反射プロファイル情報と、予め設定された反射プロファイル基準情報との類似度を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記類似度を用いて、前記対象物、または、前記注目部位の属性を判断する判定部とをさらに備える、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記反射プロファイル基準情報は、属性が既知である対象物、または、当該対象物の特定部位を撮像して得られる画像から生成される前記反射プロファイル情報である、請求項２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記反射プロファイル基準情報は、属性が互いに等しい複数の部位ごとに生成される複数の前記反射プロファイル情報を統計的に表現した情報である、請求項３に記載の、画像処理システム。
【請求項５】
前記反射プロファイル情報は、前記複数の画像の各々から得られる、当該画像内の撮像視野内の注目点に対応する輝度情報および当該画像が撮像されたときに発光している前記部分領域の当該注目点に対する相対位置に基づく情報であって、
前記相対位置に対応する２軸以上の座標系に、前記輝度情報に対応する情報を出力した表現形態により前記反射プロファイル情報を出力する出力部をさらに備え、
前記出力部は、前記反射プロファイル基準情報および前記対象物の前記反射プロファイル情報を前記座標系上に順次または同時に出力する、請求項３または請求項４に記載の画像処理システム。
【請求項６】
前記反射プロファイル基準情報は、第１属性に対応する１または複数の第１反射プロファイル基準情報と、第２属性に対応する１または複数の第２反射プロファイル基準情報とを含み、
前記判定部は、前記対象物上の複数の注目部位の各々について生成される前記反射プロファイル情報に基づいて、当該複数の注目部位の属性を注目部位ごとに分類する、請求項２〜請求項５のうちいずれか１項に記載の、画像処理システム。
【請求項７】
前記画像計測部は、前記対象物上の複数の注目部位の各々について生成される前記反射プロファイル情報の特徴量を抽出するとともに、各注目部位に対応する前記特徴量を評価することで、前記複数の注目部位の各々の属性を判断する、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項８】
対象物を撮像する撮像部と、前記対象物に向けられた発光面を有する発光部とを制御して画像計測を行なう画像処理装置であって、
前記発光面のうち予め設定した複数種類の部分領域の各々が発光するように、前記発光部を制御する発光制御部と、
前記複数種類の部分領域の発光の各々に同期して撮像するように、前記撮像部を制御する撮像制御部と、
前記撮像部が前記複数種類の部分領域の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像をもとに得られる、前記発光面内の位置と、当該位置から前記対象物に照射される光が当該対象物の注目部位に反射して前記撮像部に入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報を生成する生成部と、
前記生成部が生成した前記反射プロファイル情報に基づいて前記対象物の前記画像計測を行なう画像計測部とを備える、画像処理装置。
【請求項９】
対象物を撮像する撮像部と、前記対象物に向けられた発光面を有する発光部とを制御して画像計測を行なう画像処理装置に実行される画像処理プログラムであって、
前記発光面のうち予め設定した複数種類の部分領域の各々が発光するように、前記発光部を制御するステップと、
前記複数種類の部分領域の各々の発光に同期して撮像するように、前記撮像部を制御するステップと、
前記撮像部が前記複数種類の部分領域の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像をもとに得られる、前記発光面内の位置と、当該位置から前記対象物に照射される光が当該対象物の注目部位に反射して前記撮像部に入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報を生成するステップと、
生成された前記反射プロファイル情報に基づいて前記対象物の前記画像計測を行なうステップとを備える、画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システム、画像処理装置、および画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、対象物を照明装置からの光による照明下で撮像し、生成された画像からワークに関する情報を取得する画像処理技術が利用されている。
【０００３】
画像処理技術分野において、対象物の外観検査を行なう際の照明条件は、外観検査の精度に大きく影響を与える。例えば、特開２０１７−２２３４５８（特許文献１）には、複数の明るさ条件候補の中から、選択条件にしたがって一の明るさ条件を選択する画像処理センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２２３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の画像処理装置の一種である画像処理センサは、一の明るさ条件の下で撮像した画像を用いて画像計測を行なう。しかし、特許文献１に開示の画像処理装置は、一の明るさ条件の下で撮像した画像を用いて画像計測を行なうため、対象物の表面に設けられた傷の形など対象物の表面状態によっては、設定された一の明るさ条件下では対象物の表面状態が画像内に現れない場合がある。
【０００６】
すなわち、一の明るさ条件の下で撮像した場合に、画像計測の性能を向上させることの限界があった。
【０００７】
本発明は、上述したように、画像計測の性能を向上させることができる画像処理システム、画像処理装置、および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一例によれば、画像計測を行なう画像処理システムが提供される。画像処理システムは、対象物を撮像する撮像部と、対象物に向けられた発光面を有する発光部と、発光面のうち予め設定した複数種類の部分領域の各々が発光するように、発光部を制御する発光制御部と、複数種類の部分領域の各々の発光に同期して撮像するように、撮像部を制御する撮像制御部と、撮像部が複数種類の部分領域の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像をもとに得られる、発光面内の位置と、その位置から対象物に照射される光が対象物の注目部位に反射して撮像部に入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報を生成する生成部と、生成部が生成した反射プロファイル情報に基づいて対象物の画像計測を行なう画像計測部とを含む。
【０００９】
この開示によれば、発光面から照射された光が対象物に反射して撮像部に入る経路を通る光の度合いを、照射された発光面の位置ごと独立して得られ、その情報に基づいて対象物の画像計測を行なうため、多くの情報量に基づいた画像計測を行なうことができる。その結果、画像計測の性能を向上させることができる。
【００１０】
上述の開示において、画像計測部は、対象物を撮像した画像から生成された反射プロファイル情報と、予め設定された反射プロファイル基準情報との類似度を算出する算出部と、算出部が算出した類似度を用いて、対象物、または、注目部位の属性を判断する判定部とをさらに含んでもよい。
【００１１】
この開示によれば、対象物、または、注目部位の属性を判断することができる。
上述の開示において、反射プロファイル基準情報は、属性が既知である対象物、または、対象物の特定部位を撮像して得られる画像から生成される反射プロファイル情報であってもよい。
【００１２】
この開示によれば、計測したい属性の対象物を用意し、その反射プロファイル情報を生成するだけで反射プロファイル基準情報を設定することができる。
【００１３】
上述の開示において、反射プロファイル基準情報は、属性が互いに等しい複数の部位ごとに生成される複数の反射プロファイル情報を統計的に表現した情報であってもよい。
【００１４】
この開示によれば、反射プロファイル基準情報は一の情報ではなく、複数の情報に基づいた情報であるため、計測精度を上げることができる。
【００１５】
上述の開示において、反射プロファイル情報は、複数の画像の各々から得られる、画像内の撮像視野内の注目点に対応する輝度情報および画像が撮像されたときに発光している部分領域の注目点に対する相対位置に基づく情報であってもよい。画像処理システムは、相対位置に対応する２軸以上の座標系に、輝度情報に対応する情報を出力した表現形態により反射プロファイル情報を出力する出力部をさらに含んでもよい。出力部は、反射プロファイル基準情報および対象物の反射プロファイル情報を座標系上に順次または同時に出力してもよい。
【００１６】
この開示によれば、反射プロファイル情報と反射プロファイル基準情報とを、いずれも同じ座標系上に出力するため、２つの情報を同じ座標上で比較することができる、２つの情報を比較しやすい。
【００１７】
上述の開示において、反射プロファイル基準情報は、第１属性に対応する１または複数の第１反射プロファイル基準情報と、第２属性に対応する１または複数の第２反射プロファイル基準情報とを含んでもよい。判定部は、対象物上の複数の注目部位の各々について生成される反射プロファイル情報に基づいて、複数の注目部位の属性を注目部位ごとに分類してもよい。
【００１８】
この開示によれば、各注目部位の属性を、複数の属性のうちのいずれの属性であるかを分類することができる。
【００１９】
上述の開示において、画像計測部は、対象物上の複数の注目部位の各々について生成される反射プロファイル情報の特徴量を抽出するとともに、各注目部位に対応する特徴量を評価することで、複数の注目部位の各々の属性を判断してもよい。
【００２０】
この開示によれば、対象物上の複数の注目部位の各々について生成される反射プロファイル情報同士を比較することで画像計測を行なうため、基準とする情報を必要としない。その結果、画像計測を行なうための準備として、設計者が行なわなければならないデータ入力、登録などの作業を簡略化することができる。
【００２１】
本開示の別の一例によれば、対象物を撮像する撮像部と、対象物に向けられた発光面を有する発光部とを制御して画像計測を行なう画像処理装置が提供される。画像処理装置は、発光面のうち予め設定した複数種類の部分領域の各々が発光するように、発光部を制御する発光制御部と、複数種類の部分領域の発光の各々に同期して撮像するように、撮像部を制御する撮像制御部と、撮像部が複数種類の部分領域の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像をもとに得られる、発光面内の位置と、その位置から対象物に照射される光が対象物の注目部位に反射して撮像部に入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報を生成する生成部と、生成部が生成した反射プロファイル情報に基づいて対象物の画像計測を行なう画像計測部とを含む。
【００２２】
この開示によれば、発光面から照射された光が対象物に反射して撮像部に入る経路を通る光の度合いを、照射された発光面の位置ごと独立して得られ、その情報に基づいて対象物の画像計測を行なうため、多くの情報量に基づいた画像計測を行なうことができる。その結果、画像計測の性能を向上させることができる。
【００２３】
本開示の別の一例によれば、対象物を撮像する撮像部と、対象物に向けられた発光面を有する発光部とを制御して画像計測を行なう画像処理装置に実行される画像処理プログラムが提供される。画像処理プログラムは、発光面のうち予め設定した複数種類の部分領域の各々が発光するように、発光部を制御するステップと、複数種類の部分領域の各々の発光に同期して撮像するように、撮像部を制御するステップと、撮像部が複数種類の部分領域の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像をもとに得られる、発光面内の位置と、その位置から対象物に照射される光が対象物の注目部位に反射して撮像部に入射する光の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報を生成するステップと、生成された反射プロファイル情報に基づいて対象物の画像計測を行なうステップとを含む。
【００２４】
この開示によれば、発光面から照射された光が対象物に反射して撮像部に入る経路を通る光の度合いを、照射された発光面の位置ごと独立して得られ、その情報に基づいて対象物の画像計測を行なうため、多くの情報量に基づいた画像計測を行なうことができる。その結果、画像計測の性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
画像計測の性能を向上させることができる、画像処理システム、画像処理装置、および画像処理プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態に係る画像処理システムの適用場面を模式的に示す図である。
【図２】反射プロファイル情報を模式的に示した図である。
【図３】本実施の形態に係る画像処理システムが適用される生産ラインの一例を示す模式図である。
【図４】制御装置のハードウェア構成について示す模式図である。
【図５】照明装置の一部を拡大した模式図である。
【図６】反射プロファイル情報を得るための工程の一例を示す図である。
【図７】データの取得方法を説明するための図である。
【図８】データの抽出方法を説明するための図である。
【図９】反射プロファイル情報の生成方法を説明するための図である。
【図１０】反射プロファイル情報をマッピング画像に変換する方法の一例を示す図である。
【図１１】モデル画像の生成方法を説明するための図である。
【図１２】モデル画像を用いた画像計測の一例を示す図である。
【図１３】モデル画像の登録時のユーザインターフェイス画面の一例を示す図である。
【図１４】第２画像表示領域の表示例を示す図である。
【図１５】第１画像表示領域の表示態様の変遷の一例を示す図である。
【図１６】計測結果の表示方法の一例を示す図である。
【図１７】制御装置の機能構成を示す模式図である。
【図１８】画像計測処理のフローチャートである。
【図１９】検査方法の第１の変形例について説明するための図である。
【図２０】検査方法の第１の変形例について説明するための図である。
【図２１】検査方法の第２の変形例について説明するための図である。
【図２２】照明装置とカメラと対象物との位置関係の変形例を示す図である。
【図２３】照明装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
§１  適用例
まず、図１および図２を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像処理システム１の適用場面を模式的に示す図である。図２は、反射プロファイル情報７０を模式的に示した図である。
【００２８】
本実施の形態に係る画像処理システム１は、撮像部の一例であるカメラ８と、発光部の一例である照明装置４と、画像処理システム１において実行される処理を制御する制御装置１００とを備える。また、制御装置１００は、照明装置４を制御する発光制御部１２と、カメラ８を制御する撮像制御部１４と、反射プロファイル情報を生成する生成部１８と、反射プロファイル情報に基づいて画像計測を行なう画像計測部１５とを備える。発光制御部１２、撮像制御部１４、生成部１８および画像計測部１５は、一例として、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構造を有している制御装置１００に設けられている。
【００２９】
照明装置４は、対象物Ｗに向けられた発光面４０を有する。照明装置４は、発光面４０の任意の領域を発光させることが可能であって、たとえば、有機ＥＬ（Electro  Luminescence）から成る。
【００３０】
発光制御部１２は、発光面４０上に設定された複数種類の部分領域４３の各々が発光するように照明装置４を制御する。複数種類の部分領域４３の各々は、少なくとも発光面４０内における位置が異なる。複数種類の部分領域４３の各々の大きさは、互いに共通していてもよく、また、互いに異なっていてもよい。また、複数種類の部分領域４３の各々の形状は、互いに共通していてもよく、また、互いに異なっていてもよい。また、１の部分領域４３の一部は、隣接する部分領域４３の一部と共通する領域であってもよい。
【００３１】
撮像制御部１４は、複数種類の部分領域４３の各々の発光に同期して対象物Ｗを撮像するようにカメラ８を制御する。ここで「同期して対象物Ｗを撮像する」とは、発光している部分領域４３の種類が変わる度に対象物Ｗを撮像することを意味する。
【００３２】
発光制御部１２と撮像制御部１４とが上述のように照明装置４とカメラ８とを制御することで、発光している部分領域ごとに入力画像Ｄが生成され、複数の入力画像Ｄが得られる。
【００３３】
生成部１８は、複数の入力画像Ｄをもとに反射プロファイル情報７０を生成する。反射プロファイル情報７０は、発光面４０内の位置と、その位置から対象物Ｗに照射される光が対象物Ｗの注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光の度合いとの関係を示す情報である。
【００３４】
具体的に、反射プロファイル情報７０について、図２を参照して説明する。図２に示す例では、一の種類の部分領域４３が、発光面４０上の位置（Ｘ１，Ｙ１）に設定されているものとする。位置（Ｘ１，Ｙ１）に設定されて部分領域４３を発光させたときに得られる入力画像Ｄ（Ｘ１，Ｙ１）は、位置（Ｘ１，Ｙ１）から照射された光Ｌｉが対象物Ｗに反射してカメラ８に入射する光Ｌｃによって生成される。よって、入力画像Ｄ（Ｘ１，Ｙ１）からは、発光面４０上の位置（Ｘ１，Ｙ１）から照射された光Ｌｉが対象物Ｗの注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光Ｌｃの度合いである特徴量Ｐ１が得られる。同様に、位置（Ｘ２，Ｙ２）に設定されて部分領域４３を発光させたときに得られる入力画像Ｄ（Ｘ２，Ｙ２）からは、位置（Ｘ２，Ｙ２）から照射された光Ｌｉが対象物Ｗの注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光Ｌｃの度合いである特徴量Ｐ２が得られる。
【００３５】
複数の入力画像Ｄの各々から、発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）と、特徴量Ｐとの関係が得られる。すなわち、反射プロファイル情報７０は、発光面上の位置（Ｘ，Ｙ）と、特徴量Ｐとからなる情報の集合である。図２に示す例では、発光面４０上の位置（Ｘ１，Ｙ１）〜位置（Ｘｍ，Ｙｎ）の各々について特徴量Ｐ１〜特徴量ＰＮが得られ、特徴量Ｐ１〜特徴量ＰＮの集合が反射プロファイル情報７０といえる。
【００３６】
すなわち、反射プロファイル情報７０は、発光面４０内の位置と、その位置から対象物Ｗに照射される光が対象物Ｗの注目部位Ａに反射して、その反射光がカメラ８に入射する光の度合いとの関係を示す情報であって、注目部位Ａの反射特性に関する情報である。反射特性は、注目部位Ａの表面状態の影響を大きく受けるため、反射プロファイル情報７０は、注目部位Ａの表面状態を表す情報ともいえる。
【００３７】
画像計測部１５は、反射プロファイル情報７０に基づいて、対象物Ｗの画像計測を行なう。反射プロファイル情報７０は、注目部位Ａの表面状態を表す情報である。そのため、画像計測部１５は、反射プロファイル情報７０に基づいて、注目部位Ａの表面状態を特定することができ、その結果、対象物Ｗの画像計測を行なうことができる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態に係る画像処理システム１においては、発光面４０から照射された光が対象物Ｗに反射してカメラ８に入る経路を通る光の度合いを、照射された発光面４０の位置ごと独立して得られ、その情報に基づいて対象物の画像計測を行なうため、多くの情報量に基づいた画像計測を行なうことができる。その結果、画像計測の性能を向上させることができる。
【００３９】
§２  具体例
［Ａ．画像処理システムが適用される生産ラインの一例］
次に、本実施の形態に係る画像処理システムの一例について説明する。図３は、本実施の形態に係る画像処理システム１が適用される生産ラインの一例を示す模式図である。
【００４０】
図３に示すように、本実施の形態に係る画像処理システム１は、連続的に搬入される対象物Ｗを撮影するカメラ８と、対象物Ｗを照明する照明装置４と、照明装置４およびカメラ８を制御する制御装置１００とを備える。
【００４１】
カメラ８は、主たる構成要素として、レンズや絞りなどの光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの光電変換器を含む。光電変換器は、カメラ８の撮像視野８１に含まれる光を画像信号に変換する装置である。
【００４２】
照明装置４は、ステージ３００に配置された対象物Ｗに対して光を照射する。発光面４０から照射される光の照射パターンは、制御装置１００から指示された照射パターンにしたがって任意に変更可能になっている。
【００４３】
照明装置４は透光性を有しており、典型的には、透明な有機ＥＬ照明である。照明装置４が配置されている位置を基準にカメラ８が配置されている方を上とし、対象物Ｗが配置されている方を下とすると、照明装置４は、カメラ８が照明装置４を介して照明装置４よりも下に位置するものを撮像することができる程度に透光性を有していればよい。
【００４４】
検査対象となる対象物Ｗは、移動可能なステージ３００によって、カメラ８および照明装置４が固定された検査位置まで移動する。ステージ３００は、ＰＬＣ２００（Programmable Logic Controller）に制御される。ＰＬＣ２００は、対象物Ｗを検査位置まで搬送すると、画像処理システム１による外観検査が終了するまでその場で停止するようにステージ３００を制御する。このとき、制御装置１００は、照明装置４によって対象物Ｗに光を照射しながら、カメラ８で対象物Ｗを撮影する。制御装置１００は、照明装置４から照射される光の照射パターンを変化させるように照明装置４を制御し、光の照射パターンを変化させる度にカメラ８で対象物Ｗを撮影するようにカメラ８を制御する。制御装置１００は、このようにして得られた複数枚の撮影画像を用いることで、対象物Ｗの外観を検査する。また、制御装置１００は、外観検査が終了すると、ＰＬＣ２００に検査結果を出力する。ＰＬＣ２００は、制御装置１００からの検査結果の出力に基づいて、次の対象物Ｗを検査位置まで搬送させる。
【００４５】
制御装置１００は、表示部１０２および入力部１０４と電気的に接続されている。表示部１０２は、典型的には液晶ディスプレイからなり、たとえば、ユーザに設定内容を表示する。入力部１０４は、典型的にはマウスからなり、各種の設定に関する情報を入力するために機能する。たとえば、ユーザは、表示部１０２に表示された情報に基づいて入力部１０４を操作することで、検査条件の設定に関する設定情報を入力することができる。なお、入力部１０４はマウスから構成されるとしたが、タッチパネル、キーボード、あるいは、これらを組み合わせて構成されるものであってもよい。
【００４６】
［Ｂ．制御装置のハードウェア構成の一例］
図４は、制御装置１００のハードウェア構成について示す模式図である。制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メインメモリ１２０、ハードディスク１３０、カメラインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１８０、照明Ｉ／Ｆ１４０、表示コントローラ１７２、入力Ｉ／Ｆ１７４、通信Ｉ／Ｆ１５０、外部メモリＩ／Ｆ１６０、および光学ドライブ１６４を含む。これらの各部は、バス１９０を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【００４７】
ＣＰＵ１１０は、ハードディスク１３０にインストールされた画像処理プログラム１３２および設定プログラム１３４を含むプログラム（コード）をメインメモリ１２０に展開して、これらを所定順序で実行することで、各種の演算を実施する。メインメモリ１２０は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置である。
【００４８】
ハードディスク１３０は、制御装置１００が備える内部メモリであって、不揮発性の記憶装置である。ハードディスク１３０は、画像処理プログラム１３２および設定プログラム１３４に加えて、検査条件に関する検査情報１３６を含む。なお、ハードディスク１３０に加えて、あるいは、ハードディスク１３０に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。
【００４９】
カメラＩ／Ｆ１８０は、ＣＰＵ１１０とカメラ８との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、カメラＩ／Ｆ１８０は、画像を生成するカメラ８と接続される。また、カメラＩ／Ｆ１８０は、ＣＰＵ１１０からの内部コマンドに従って、接続されているカメラ８における撮像動作を制御するコマンドを与える。
【００５０】
照明Ｉ／Ｆ１４０は、ＣＰＵ１１０と照明装置４との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、照明Ｉ／Ｆ１４０は、照明装置４と接続される。また、照明Ｉ／Ｆ１４０は、ＣＰＵ１１０からの内部コマンドに従って、接続されている照明装置４に対して、照射パターンについての指令を送信する。照明装置４は、受信した指令に基づく照射パターンの光を照射する。なお、照明装置４は、カメラ８を介して制御装置１００と接続されてもよい。また、カメラ８は、照明装置４を介して制御装置１００と接続されてもよい。
【００５１】
表示コントローラ１７２は、表示部１０２と接続され、ＣＰＵ１１０における処理結果などをユーザに通知する。すなわち、表示コントローラ１７２は、表示部１０２に接続され、表示部１０２での表示を制御する。
【００５２】
入力Ｉ／Ｆ１７４は、入力部１０４と接続され、ＣＰＵ１１０と入力部１０４との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、入力Ｉ／Ｆ１７４は、ユーザが入力部１０４を操作することで与えられる操作指令を受付ける。操作指令は、たとえば、検査条件を設定するための操作指令が含まれる。
【００５３】
通信Ｉ／Ｆ１５０は、ＰＬＣ２００とＣＰＵ１１０との間で各種データをやり取りする。なお、通信Ｉ／Ｆ１５０は、サーバとＣＰＵ１１０との間でデータをやり取りしてもよい。通信Ｉ／Ｆ１５０は、ＰＬＣ２００との間で各種データをやり取りするためのネットワークに対応するハードウェアを含む。
【００５４】
外部メモリＩ／Ｆ１６０は、外部メモリ６と接続され、外部メモリ６に対するデータの読み込み／書き込みの処理をする。外部メモリ６は、制御装置１００に着脱可能であって、典型的には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカードなどの不揮発性の記憶装置である。また、画像処理プログラム１３２等の各種プログラムは、ハードディスク１３０に保存されている必要はなく、制御装置１００と通信可能なサーバや、制御装置１００と直接接続可能な外部メモリ６、または、光学ディスク１６４Ａに保存されていてもよい。たとえば、外部メモリ６に制御装置１００で実行される各種プログラムおよび各種プログラムで用いられる各種パラメータが格納された状態で流通し、外部メモリＩ／Ｆ１６０は、この外部メモリ６から各種プログラムおよび各種パラメータを読み出す。あるいは、制御装置１００と通信可能に接続されたサーバなどからダウンロードしたプログラムやパラメータを制御装置１００にインストールしてもよい。また、制御装置１００は、光学ディスク１６４Ａから光学ドライブ１６４を介してプログラムやパラメータを制御装置１００にインストールしてもよい。
【００５５】
光学ドライブ１６４は、光学ディスク１６４Ａなどから、その中に格納されている各種プログラムを読み出して、ハードディスク１３０にインストールする。
【００５６】
なお、本実施の形態に係る画像処理プログラム１３２および設定プログラム１３４は、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。また、代替的に、画像処理プログラム１３２の実行により提供される機能の一部もしくは全部を専用のハードウェア回路として実装してもよい。
【００５７】
［Ｃ．照明装置４の構造］
図５は、本実施の形態に係る照明装置４の一部を拡大した模式図である。照明装置４は、マトリクス状に配置された複数の照明要素４１を含む。照明装置４は、各照明要素４１を独立に点灯させることができる。本実施の形態における照射パターンとは、複数の照明要素４１のうちの点灯させる照明要素４１により決定されるものをいう。また、本実施の形態においては、各照明要素４１からは、白色光が照射されるものとして説明し、照射パターンとは発光面４０の濃淡パターンをいうこととする。また、本実施の形態において、照明装置４は、各照明要素４１を独立して、点灯または消灯させることができる。なお、照明装置４は、各照明要素４１の発光強度を調整できるようにしてもよい。
【００５８】
各照明要素４１は、たとえば、発光領域と透明領域とを含み、発光領域を発光させることで、対象物Ｗに対する照明効果として照明要素４１全体が発光したものと近似できる。また、透明領域を備えることにより、透光性が保たれることとなる。
【００５９】
［Ｄ．画像計測方法の概要］
制御装置１００は、撮像視野８１内に設定される計測位置ｂについて得られる反射プロファイル情報７２に基づいて、計測位置ｂに対応する対象物Ｗの計測部位Ｂの状態を検査する。撮像視野８１内に設定される計測位置ｂは、ユーザが撮像視野８１の画像に対して設定する位置であってもよく、また、対象物Ｗに対して予め設定された位置であってもよい。対象物Ｗに対して予め設定された位置である場合、制御装置１００は、撮像視野８１の画像に含まれる対象物Ｗの姿勢をパターンマッチングなどの既知の方法により特定し、特定した対象物Ｗの姿勢に基づいて、対象物Ｗに対して予め設定された位置を計測位置ｂに変換してもよい。
【００６０】
反射プロファイル情報７２は、発光面４０内の位置と、その位置から対象物Ｗに照射される光が対象物Ｗの計測部位Ｂに反射して、その反射光がカメラ８に入射する光の度合いとの関係を示す情報であって、計測部位Ｂの反射特性に関する情報である。反射特性は、計測部位Ｂの表面状態に応じて変化する。そのため、反射プロファイル情報７２は、計測部位Ｂの表面状態を表す情報ともいえる。
【００６１】
以下、反射プロファイル情報７２の生成方法を説明するとともに、反射プロファイル情報７２を用いた画像計測方法について説明する。
【００６２】
［Ｅ．反射プロファイル情報７２の取得方法］
図６は、反射プロファイル情報７２を得るための工程の一例を示す図である。反射プロファイル情報７２を得るための工程は、データを取得する工程Ｐｈ１と、データを抽出する工程Ｐｈ２と、抽出したデータから反射プロファイル情報７２を生成する工程Ｐｈ３を含む。なお、以下では、対象物Ｗの注目部位Ａｒに対応する撮像視野８１内の注目位置ａｒに対応する反射プロファイル情報７２を生成するものとして説明する。
【００６３】
＜データを取得する工程Ｐｈ１＞
図７は、データの取得方法を説明するための図である。なお、図７においては、カメラ８の図示を省略している。照明装置４は、発光面４０内に設定された部分領域４３だけを発光させることができる。発光面４０は、全ての照明要素４１の集合からなる。一方、部分領域４３は、１または複数の照明要素４１からなる。つまり、部分領域４３は、全ての照明要素４１の集合に対する部分集合となっている。照明装置４は、複数の照明要素４１の各々を独立して点灯させることができるため、発光面４０上に設定される部分領域４３内に含まれるすべての照明要素４１を点灯することで、設定された部分領域４３だけを発光させることができる。なお、照明装置４は、部分領域４３に含まれる全照明要素４１を同じ発光強度で点灯させてもよく、また、互いに異なる発光強度で点灯させてもよい。
【００６４】
制御装置１００は、発光面４０上に設定された複数種類の部分領域４３の各々を点灯させるように照明装置４を制御する。複数種類の部分領域４３の各々は、少なくとも発光面４０内における位置が異なる。ここで、部分領域４３の発光面４０内における位置は、部分領域４３の中心を意味する。複数種類の部分領域４３の各々の大きさは、互いに共通していてもよく、また、互いに異なっていてもよい。また、複数種類の部分領域４３の各々の形状は、互いに共通していてもよく、また、互いに異なっていてもよい。また、１の部分領域４３の一部は、隣接する部分領域４３の一部と共通する領域であってもよい。本実施の形態において、複数種類の部分領域４３の各々の形状および大きさは互いに等しく、各部分領域４３は他の部分領域４３と重なっていないものとする。部分領域４３の大きさは、部分領域４３を発光させたときに、対象物Ｗの少なくとも一部を認識できる画像をカメラ８が撮像することができる程度の光量を確保できる大きさであればよい。ここで、照射パターンとは発光面４０の濃淡パターンをいうことから、一の部分領域４３を発光させることは、一の照射パターンで発光面４０を発光させることともいえる。また、複数種類の部分領域４３の各々は、互いに異なる照射パターンであるともいえる。
【００６５】
図７に示す例では、制御装置１００は、発光面４０上の位置（Ｘ１，Ｙ１）〜位置（Ｘｍ，Ｙｎ）の各々に部分領域４３を設定し、合計ｍ×ｎ個の部分領域４３を独立して発光させる。制御装置１００は、複数種類の部分領域４３の各々の発光に同期して撮像するように、カメラ８を制御し、合計ｍ×ｎ個の入力画像Ｄを取得する。ここで、本実施の形態においては、便宜上、発光面４０上のＸ方向を図３中の対象物Ｗの移動方向とし、Ｙ方向をＸ方向と照射方向とに直交する方向として説明する。入力画像Ｄ（Ｘ，Ｙ）は、位置（Ｘ，Ｙ）に設定された部分領域４３を発光させた状態で撮像して得られる画像を意味する。ここで、図７において、カメラ８、照明装置４、および対象物Ｗの各々の位置は、固定されている。つまり、入力画像Ｄ（Ｘ１，Ｙ１）〜入力画像Ｄ（Ｘｍ，Ｙｎ）が撮像されたときの撮像条件は、少なくとも、発光している発光面４０上の位置が異なる。
【００６６】
＜データを抽出する工程Ｐｈ２＞
図８は、データの抽出方法を説明するための図である。制御装置１００は、入力画像Ｄ（Ｘ１，Ｙ１）〜入力画像Ｄ（Ｘｍ，Ｙｎ）のうち、所定の範囲に含まれる入力画像Ｄから対象物Ｗの注目部位Ａｒに対応する部分画像Ｍを抽出する。ここで対象物Ｗの注目部位Ａｒに対応する部分画像Ｍは、入力画像Ｄ内の対象物Ｗの注目部位Ａｒのカメラ座標系内における注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）を含むように抽出された部分領域である。入力画像Ｄ（Ｘ１，Ｙ１）〜入力画像Ｄ（Ｘｍ，Ｙｎ）は、いずれも、同じ撮像視野８１の下で撮影されることで得られる。そのため、注目部位Ａｒに対応する部分画像Ｍのカメラ座標位置（ｘｒ，ｙｒ）は、入力画像Ｄ（Ｘ１，Ｙ１）〜入力画像Ｄ（Ｘｍ，Ｙｎ）の各々で共通する。
【００６７】
部分画像Ｍは、１画素から構成されるデータであってもよく、また、複数画素から構成されるデータであってもよく、少なくとも、注目部位Ａｒに対応する注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）の画素を含んでいればよい。部分画像Ｍの範囲は、好ましくは、外観の特徴が表れる程度の範囲である。なお、注目部位Ａｒは、ある特定の位置を示すものであっても、所定の範囲を示すものであってもよい。
【００６８】
所定の範囲に含まれる入力画像Ｄとは、注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）に対応する発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を基準位置とした所定範囲内に含まれる位置に設定された部分領域４３を発光させたときに得られた入力画像Ｄである。ここで基準位置とは、たとえば、原点（０，０）を意味する。注目部位Ａｒのカメラ座標系内における注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）と、対応する発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）との間には、たとえば、式（１）の関係が成立する。そのため、注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）から、対応する発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を求めることができる。
【００６９】
【数１】
2019158711.tif 000003
【００７０】
係数Ａ、Ｂは、キャリブレーションパラメータであって、カメラ８と照明装置４との位置を固定した後に、カメラ８と照明装置４との位置関係に基づいて計算によって算出するか、あるいは、キャリブレーション操作を行なうことで求めることができる。なお、式（１）は一例であって、式（１）を用いなくとも、カメラ座標系内の位置に対応する発光面４０上の位置を予め定めておいてもよい。
【００７１】
ここで、注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）に対応する発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を基準位置とした座標系をｉｊ座標とする。発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を基準位置とした所定範囲として、式（２）に示す範囲が設定されているものとする。
【００７２】
【数２】
2019158711.tif 000004
【００７３】
ｉｊ座標は、位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を基準位置（原点）としているため、式（２）に示す範囲は、式（３）に示す範囲に変換できる。
【００７４】
【数３】
2019158711.tif 000005
【００７５】
制御装置１００は、式（３）に示す範囲に含まれる入力画像Ｄ（Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ）〜入力画像Ｄ（Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ）の各々から注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）の部分画像Ｍを抽出して、部分画像Ｍ（Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ｜ｘｒ，ｙｒ）〜部分画像Ｍ（Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ｜ｘｒ，ｙｒ）を抽出する。なお、式（３）に示す範囲に含まれる入力画像Ｄだけを生成するようにしてもよい。ここで、部分画像Ｍ（Ｘ，Ｙ｜ｘｒ，ｙｒ）の括弧内のバーティカルバーの左側は、抽出元の入力画像Ｄを撮像したときに発光している発光面４０の位置（Ｘ，Ｙ）を意味する。部分画像Ｍ（Ｘ，Ｙ｜ｘｒ，ｙｒ）の括弧内のバーティカルバーの右側は、部分画像Ｍを抽出する際の目標となる入力画像Ｄ内の注目位置ａ（ｘ，ｙ）を意味する。すなわち、部分画像Ｍ（Ｘ，Ｙ｜ｘｒ，ｙｒ）は、入力画像Ｄ（Ｘ，Ｙ）内の注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）を含むように抽出された、入力画像Ｄ（Ｘ，Ｙ）の部分領域を意味する。
【００７６】
（キャリブレーション方法）
ここで、撮像視野８１内の位置（ｘ，ｙ）と発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）との対応関係を求めるキャリブレーション方法の一例について説明する。
【００７７】
制御装置１００は、部分領域４３を前記発光面４０上の異なる位置に順次設定して発光させるとともに、順次発光に対応して撮像視野８１の画像を順次生成するように、カメラ８を制御する。検査位置には、キャリブレーション用のターゲットプレートと呼ばれる基準対象物を設置してキャリブレーションを行なってもよく、あるいは、検査対象の対象物Ｗを設置して行ってもよい。
【００７８】
制御装置１００は、順次点灯に応じて得られた複数の画像に含まれる複数の画素の各々から輝度値を抽出する。制御装置１００は、複数の画像内の（ｘ，ｙ）に位置する画素の輝度値を互いに比較し、最も輝度値の高い画素を特定する。制御装置１００は、特定した画素に対応する画像を取得した際に部分領域４３が設定された位置（Ｘ，Ｙ）と、当該画素の画像内の位置（ｘ，ｙ）とを対応付ける。制御装置１００は、取得した画像内のすべての画素に対して、同じ処理を行なうことで、カメラ座標系と照明座標系との対応関係を得ることができる。カメラ座標系と照明座標系との対応関係を線形近似させることで、キャリブレーションパラメータを算出してもよい。なお、画素ごとに行なうとしたが、複数の画素を一の単位として、複数の画素ごとに上記処理を行なってもよい。
【００７９】
キャリブレーションが上述のように行なわれるため、注目位置ａに対応する発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）から照射される光は、注目位置ａに入射する光のうち、注目位置ａに反射してカメラ８に入射する光量がもっとも高い光であるといえる。
【００８０】
＜抽出したデータから反射プロファイル情報７２を生成する工程Ｐｈ３＞
図９は、反射プロファイル情報７２の生成方法を説明するための図である。制御装置１００は、部分画像Ｍ（Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ｜ｘｒ，ｙｒ）〜部分画像Ｍ（Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ｜ｘｒ，ｙｒ）の各々から、特徴量ｐを抽出する。特徴量ｐは、発光面４０上に設定された部分領域４３から注目部位Ａに入射する光がこの注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光の強度を示す値であって、たとえば、輝度値、または輝度値を規格化したものを含む。また、特徴量ｐは、部分画像Ｍに対して空間フィルタなどの前処理を行なった後に得られる情報であってもよい。ここで、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘ，Ｙ）は、部分画像Ｍ（Ｘ，Ｙ｜ｘ，ｙ）から抽出された特徴量であることを意味する。
【００８１】
本実施の形態においては、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ）〜特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ）の集合が反射プロファイル情報７２である。すなわち、制御装置１００は、部分画像Ｍ（Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ｜ｘ，ｙ）〜部分画像Ｍ（Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ｜ｘ，ｙ）から特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ）〜特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ）を抽出することで反射プロファイル情報７２を生成する。
【００８２】
ここで、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘ，Ｙ）の括弧内のバーティカルバーの左側は、注目部位Ａの撮像視野８１内での位置である注目位置ａ（ｘ，ｙ）を意味する。特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘ，Ｙ）の括弧内のバーティカルバーの右側は、発光面４０上のいずれの位置（Ｘ，Ｙ）を発光させたときに得られた特徴量ｐであるかを意味する。すなわち、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘ，Ｙ）は、注目部位Ａ（注目位置ａ（ｘ，ｙ））に入射する光のうち、発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）から入射する光に基づく値である。
【００８３】
ＸＹ座標をｉｊ座標に変換すると、特徴量ｐ（ｘｒ，ｙｒ｜Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ）〜特徴量ｐ（ｘｒ，ｙｒ｜Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ）は、特徴量ｐ（ａｒ｜−ｗ，−ｗ）〜特徴量ｐ（ａｒ｜ｗ，ｗ）と表現することができる。特徴量ｐ（ａｒ｜−ｗ，−ｗ）とは、注目部位Ａｒに入射する光のうち、注目位置ａｒ（ｘｒ，ｙｒ）に対応する発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を基準位置としたｉｊ座標内の位置（−ｗ、−ｗ）から入射する光に基づく値である。
【００８４】
ここで、入力画像Ｄ（Ｘ，Ｙ）は、発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）に設定された部分領域４３から照射されて注目部位Ａに反射した光のうち、カメラ８に入射する光によって生成される。また、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘ，Ｙ）は、発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）から対象物Ｗに入射する光が注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光の強度を示す値である。すなわち、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘ，Ｙ）は、位置（Ｘ，Ｙ）から照射された光が注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光の度合いを示す情報といえる。よって、特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘｒ−ｗ，Ｙｒ−ｗ）〜特徴量ｐ（ｘ，ｙ｜Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ＋ｗ）の集合によって構成された反射プロファイル情報７２は、照射位置である発光面４０内の位置（Ｘ，Ｙ）と、その照射位置から照射された光が注目部位Ａに反射してカメラ８に入射する光の度合いとの関係を示す情報といえる。
【００８５】
また、反射プロファイル情報７２は、発光面４０上のＸＹ座標ではなく、注目位置ａと対応関係にある発光面４０上の位置を基準位置としたｉｊ座標で表現される。注目位置ａと対応関係にある発光面４０上の位置を基準位置としたｉｊ座標は、注目部位Ａに対する相対位置に対応する座標ともいえる。反射プロファイル情報７２がｉｊ座標で表現されるため、発光面４０と注目部位Ａとの位置関係の変化を反映させた反射プロファイル情報７２を取得することができる。その結果、発光面４０と注目部位Ａとの位置関係に関わらず、注目部位Ａごとに得られる反射プロファイル情報７２を互いに同じ次元で比較することができる。
【００８６】
また、反射プロファイル情報７２に含まれる特徴量ｐの範囲は式（２）に示す範囲に設定されているため、注目部位Ａごとに得られる反射プロファイル情報７２は、互いに、同じ範囲の情報である。その結果、制御装置１００は、注目部位Ａごとに得られる反射プロファイル情報７２を互いに直接比較することができる。
【００８７】
［Ｆ．画像計測方法の概要］
反射プロファイル情報７２に基づいて実行される画像計測方法を説明する。本実施の形態においては、属性ごとに予め登録されている反射プロファイル基準情報８０に基づいて、計測位置ｂの属性を検査する。ここで、属性とは、対象物の状態を示すものである。属性は、単に欠陥があるか否かによって分類されてもよく、また、傷があるのか否か、あるいは汚れているか否かなどより詳細に分類されてもよい。また、反射プロファイル基準情報８０は、画像計測を行なう際のレファレンスとなる情報である。
【００８８】
具体的には、制御装置１００は、反射プロファイル情報７２と反射プロファイル基準情報８０との類似度Ｓを算出し、類似度Ｓに基づいて、反射プロファイル基準情報８０が示す属性に、反射プロファイル情報７２に対応する注目部位Ａである計測部位Ｂが分類されるか否かを判断する。
【００８９】
［Ｇ．類似度Ｓの算出方法の流れ］
制御装置１００は、反射プロファイル情報７２と反射プロファイル基準情報８０との類似度Ｓを算出する。具体的には、反射プロファイル基準情報８０の一例であるモデル画像８１０と、反射プロファイル情報７２をｉｊ座標にマッピングした表現形態で示されるマッピング画像５４０とを既知のパターンマッチングにより比較することで、類似度Ｓは算出される。
【００９０】
＜反射プロファイル情報７２のマッピング画像５４０への変換＞
図１０は、反射プロファイル情報７２をマッピング画像５４０に変換する方法の一例を示す図である。図１０に示す例において、制御装置１００は、計測位置ｂｒ（ｘｒ，ｙｒ）に対応する発光面４０上の位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を基準位置とした座標系をｉｊ座標に、特徴量ｐをマッピングすることでマッピング画像５４０を生成する。ここで、計測位置ｂｒとは、計測部位Ｂｒの撮像視野８１内の位置であって、注目位置ａに対応する。マッピング画像５４０は、特徴量ｐの大きさに応じた濃淡度合いで示された濃淡値５６を、ｉｊ座標にマッピングした画像である。たとえば、特徴量ｐ（bｒ｜−ｗ，−ｗ）の大きさに応じた濃淡値５６（ｂｒ｜−ｗ，−ｗ）は、ｉｊ座標の位置（−ｗ，−ｗ）にマッピングされる。制御装置１００は、特徴量ｐ（ｂｒ｜−ｗ，−ｗ）〜特徴量ｐ（ｂｒ｜ｗ，ｗ）の各々を濃淡値５６に変換して、濃淡値５６（ｂｒ｜−ｗ，−ｗ）〜濃淡値５６（ｂｒ｜ｗ，ｗ）を得る。制御装置１００は、濃淡値５６（ｂｒ｜−ｗ，−ｗ）〜濃淡値５６（ｂｒ｜ｗ，ｗ）の各々をｉｊ座標にマッピングすることで、マッピング画像５４０を生成する。なお、図１０においては、濃淡値５６がマッピングされていく様子を分かり易くするために、濃淡値５６を所定の面積を有する画像として示しているものとする（図１１〜図１４、図１６、図１９、および図２０においても同様）。
【００９１】
＜モデル画像８１０の生成方法＞
モデル画像８１０は、属性が予め既知の特定部位Ｂｋに対する反射プロファイル情報７２をマッピング画像５４０に変換した画像である。なお、特定部位Ｂｋは、属性が予め既知の注目部位Ａである。
【００９２】
たとえば、傷が設けられた対象物Ｗを撮像して得られる画像内の、傷が設けられた特定部位Ｂｋに対応する特定位置ｂｋの反射プロファイル情報７２を上記方法により取得して、上記方法によりマッピング画像５４０に変換することでモデル画像８１０を生成する。
【００９３】
図１１は、モデル画像８１０の生成方法を説明するための図である。なお、以下では、特定部位Ｂｋの画像内の位置を特定位置ｂｋと称する。また、特定部位Ｂｋを含む対象物Ｗを、基準対象物Ｗｋとも称する。
【００９４】
図１１に示す例では、基準対象物Ｗｋの第１特定部位Ｂｋ１に傷が、第２特定部位Ｂｋ２に打痕が、第３特定部位Ｂｋ３に汚れが、第４特定部位Ｂｋ４に凹みがそれぞれ設けられているものとする。
【００９５】
制御装置１００は、図６〜図１０に示したマッピング画像５４０を取得する方法と同じ方法で、第１特定部位Ｂｋ１〜第４特定部位Ｂｋ４に対応する第１特定位置ｂｋ１〜第４特定位置ｂｋ４の各々について、マッピング画像５４０を取得する。部分画像Ｍの抽出範囲は、好ましくは、第１特定位置ｂｋ１〜第４特定位置ｂｋ４の各々で互いに等しい。
【００９６】
制御装置１００は、第１特定位置ｂｋ１〜第４特定位置ｂｋ４の各々について得られたマッピング画像５４０を、各特定位置ｂｋに設けられた欠陥のモデル画像８１０として記憶する。たとえば、第１特定位置ｂｋ１のマッピング画像５４０は、傷のモデル画像８１０として記憶される。
【００９７】
モデル画像８１０は、たとえば、記憶部の一例であるハードディスク１３０に検査情報１３６として記憶される。なお、記憶部は、制御装置１００と通信可能なサーバや、制御装置１００と直接接続可能な外部メモリ６、または、光学ディスク１６４Ａなどであってもよい。
【００９８】
また、図１１に示す例は、一の属性に対して、一のモデル画像８１０を対応させて保存する。すなわち、一の属性に対して、一の反射プロファイル基準情報８０を対応させて保存する。たとえば、共通する属性を示す複数の特定部位Ｂｋの各々について反射プロファイル情報７２を取得し、複数の反射プロファイル情報７２の各々を共通する属性の反射プロファイル基準情報８０として対応させてもよい。すなわち、一の属性に対して、複数の反射プロファイル基準情報８０を対応させてもよい。
【００９９】
また、反射プロファイル基準情報８０は、一の反射プロファイル情報７２から得られる情報としたが、複数の反射プロファイル情報７２を統計的に表現した情報であってもよい。たとえば、共通する属性を示す複数の特定部位Ｂｋの各々について反射プロファイル情報７２を取得し、取得した複数の反射プロファイル情報の統計値を反射プロファイル基準情報８０としてもよい。
【０１００】
＜類似度Ｓの算出＞
制御装置１００は、生成したマッピング画像５４０と、モデル画像８１０とを比較し、マッピング画像５４０とモデル画像８１０との類似度Ｓを算出する。類似度Ｓの算出は、パターンマッチングにより行なわれる。類似度Ｓは、たとえば、マッピング画像５４０のモデル画像８１０との相関値であってもよい。相関値は、たとえば、正規化相互相関を用いて算出される。また、類似度Ｓは、たとえば、マッピング画像５４０およびモデル画像８１０の各々に対して空間フィルタなどの前処理を行った後に得られる情報同士の一致度であってもよい。
【０１０１】
［Ｈ．モデル画像８１０を用いた画像計測］
図１２は、モデル画像８１０を用いた画像計測の一例を示す図である。たとえば、計測位置ｂ１〜計測位置ｂ４が予め設定されているとする。制御装置１００は、計測位置ｂ１〜計測位置ｂ４の各々のマッピング画像５４０を生成し、第１マッピング画像５４１〜第４マッピング画像５４４を取得する。ここで、第１マッピング画像５４１は計測位置ｂ１に対するマッピング画像５４０を意味し、同様に第２マッピング画像５４２は計測位置ｂ２、第３マッピング画像５４３は計測位置ｂ３、第４マッピング画像５４４は計測位置ｂ４、のマッピング画像５４０をそれぞれ意味する。
【０１０２】
また、検査情報１３６として、第１モデル画像８１１と、第２モデル画像８１２がハードディスク１３０などの記憶部に記憶されているものとする。第１モデル画像８１１は、傷を示すモデル画像８１０であって、第２モデル画像８１２は、打痕を示すモデル画像８１０であるとする。
【０１０３】
計測位置ｂ１〜計測位置ｂ４の各々の第１マッピング画像５４１〜第４マッピング画像５４４と、第１モデル画像８１１および第２モデル画像８１２とを比較し、各マッピング画像５４０の各モデル画像８１０との類似度Ｓを算出する。制御装置１００は、算出した類似度Ｓが予め定められた閾値を超えるか否かに基づいて計測位置ｂ１〜計測位置ｂ４に対応する計測部位Ｂ１〜計測部位Ｂ４の属性を判断する。たとえば、制御装置１００は、第１マッピング画像５４１の第１モデル画像８１１に対する類似度Ｓ１｜１に基づいて、計測位置ｂ１に対応する計測部位Ｂ１に傷があるか否かを判断し、第１マッピング画像５４１の第２モデル画像８１２に対する類似度Ｓ１｜２に基づいて、計測部位Ｂ１に凹みがあるか否かを判断する。制御装置１００は、たとえば、算出した類似度Ｓが予め定められた閾値よりも高い場合に、マッピング画像５４０とモデル画像８１０とが類似していると判断し、マッピング画像５４０に対応する計測部位Ｂが、モデル画像８１０に対応する属性に分類されると判定する。
【０１０４】
図１２に示す例では、第１マッピング画像５４１および第３マッピング画像５４３は、類似度Ｓ（Ｓ１｜１，Ｓ１｜２，Ｓ３｜１，Ｓ３｜２）に基づいて、いずれも、第１モデル画像８１１および第２モデル画像８１２のいずれにも類似していないと判断され、計測部位Ｂ１および計測部位Ｂ３には傷も打痕もないと判定されているものとする。一方、第２マッピング画像５４２は、類似度Ｓ（Ｓ２｜１，Ｓ２｜２）に基づいて、第１モデル画像８１１と類似しており、第２モデル画像８１２とは類似していないと判断され、計測部位Ｂ２には傷があり、打痕はないと判定されたものとする。同様に、第４マッピング画像５４４は、類似度Ｓ（Ｓ４｜１，Ｓ４｜２）に基づいて、第２モデル画像８１２と類似しており、第１モデル画像８１１とは類似していないと判断され、計測部位Ｂ４には打痕があり、傷はないと判定されたものとする。
【０１０５】
このように、制御装置１００は、計測部位Ｂに対応する計測位置ｂごとに得られる複数のマッピング画像５４０の各々について、モデル画像８１０との類似度Ｓを求める。制御装置１００は、算出した類似度Ｓに基づいて、画像計測を行なう。マッピング画像５４０を計測位置ｂごとに得られるため、制御装置１００は、欠陥があるか否かだけでなく、欠陥の種類と、欠陥の位置とを特定することができる。
【０１０６】
なお、図１２に示す例では、計測部位Ｂが予め定められているものとしたが、計測部位Ｂをすべて設定することで、対象物Ｗの表面全体を計測できるように、計測部位Ｂを設定してもよい。
【０１０７】
［Ｉ．モデル画像８１０の登録方法］
モデル画像８１０を生成する際の特定位置ｂｋは、予め設定されていてもよく、また、ユーザによって指定されてもよい。たとえば、対象物Ｗを撮像して得られる画像から、ユーザが目視で所定の属性に分類される特定部位Ｂｋを画像から指定し、指定した位置を特定位置ｂｋとしてもよい。また、特定位置ｂｋのマッピング画像５４０をモデル画像８１０として登録する際に、ユーザが、対象物Ｗを撮像して得られる画像から属性を特定して、特定した属性とモデル画像８１０とを対応付けて記憶させてもよい。なお、以下では、モデル画像８１０を記憶部に記憶させることを、モデル画像８１０の登録ともいう。
【０１０８】
図１３は、モデル画像８１０の登録時のユーザインターフェイス画面６００の一例を示す図である。図１３に示すユーザインターフェイス画面６００は、登録タブ６１０が選択されることで、表示部１０２に表示される。なお、図１３においては、登録タブ６１０以外のタブを省略しているものの、他に、カメラ８に対する設定を行なうための「カメラ設定」タブや、取得した画像データに対し実行する処理内容を設定するための「画像処理設定」タブなどの他の設定に関するタブを設けてもよい。
【０１０９】
ユーザインターフェイス画面６００は、第１画像表示領域６２０と、第１表示設定領域６３０と、第２画像表示領域６４０と、第２表示設定領域６５０と、登録先選択領域６６０と、表示画像選択領域６７０と、指示領域６８０とを含む。
【０１１０】
第１画像表示領域６２０は、カメラ８が撮像した画像を表示する領域である。ユーザは、入力部１０４の一例であるマウスなどを操作して、第１画像表示領域６２０に表示された画像から、目視で特定部位Ｂｋに対応する特定位置ｂｋを特定して選択する。図１３においては、選択された特定位置ｂｋを示す選択領域６２２が第１画像表示領域６２０に表示される。なお、特定部位Ｂｋは、ある特定の位置を示すものであっても、所定の範囲を示すものであってもよい。すなわち、特定部位Ｂｋに対応する特定位置ｂｋは１画素から構成されるものであっても、複数画素から構成されるものであってもよい。なお、選択領域６２２は、特定位置ｂｋの範囲に対応した形状であることが好ましい。たとえば、選択領域６２２は、特定位置ｂｋが１画素から構成される場合は、選択領域６２２は点で示され、特定位置ｂｋが複数画素から構成される場合は、選択領域６２２は所定の範囲の領域で示される。なお、特定部位Ｂｋは特定部位Ｂｋの表面状態による反射特性が反射プロファイル情報７２に反映される程度の範囲を示すものであることが好ましい。
【０１１１】
特定位置ｂｋが選択された状態で、指示領域６８０の取得ボタン６８２が選択されると、選択領域６２２が示す位置のマッピング画像５４０を制御装置１００が生成する。このとき、第２表示設定領域６５０において、取得値表示タブ６５２が選択されている場合に、第２画像表示領域６４０に、制御装置１００が生成した選択領域６２２が示す特定位置ｂｋのマッピング画像５４０が表示される。
【０１１２】
第２画像表示領域６４０は、マッピング画像５４０を表示する領域である。第２表示設定領域６５０は、第２画像表示領域６４０に表示するマッピング画像５４０の種類を設定するための領域である。取得値表示タブ６５２は、第１画像表示領域６２０の選択領域６２２が示す位置のマッピング画像５４０を第２画像表示領域６４０に表示するためのタブである。モデル表示タブ６５４は、表示画像選択領域６７０において選択されているモデル画像８１０を第２画像表示領域６４０に表示するためのタブである。
【０１１３】
なお、取得値表示タブ６５２と、モデル表示タブ６５４とを両方選択することができる構成であってもよく、取得値表示タブ６５２およびモデル表示タブ６５４の両方が選択されると、マッピング画像５４０とモデル画像８１０とが互いに異なる態様で第２画像表示領域６４０に表示されるようにしてもよい。また、ユーザインターフェイス画面６００は、第１画像表示領域６２０において選択されている特定位置ｂｋのマッピング画像５４０を表示する領域と、表示画像選択領域６７０において選択されているモデル画像８１０を表示する領域とを備えてもよい。
【０１１４】
登録先選択領域６６０は、第２画像表示領域６４０に表示されているマッピング画像５４０をモデル画像８１０として登録する場合の登録先と、当該モデル画像８１０が示す属性である計測結果を登録するために用いる領域である。たとえば、ユーザがマウスなどの入力部１０４からモデルタブ６６２を選択するとプルダウンメニューが表示部１０２に表示され、第２画像表示領域６４０に表示されているマッピング画像５４０を登録するときの登録先を、ユーザはプルダウンメニューの中から選択することができる。また、ユーザがカテゴリタブ６６４を選択するとプルダウンメニューが表示部１０２に表示され、第２画像表示領域６４０に表示されているマッピング画像５４０を登録するときのカテゴリを、ユーザはプルダウンメニューの中から選択することができる。カテゴリとは、計測結果を示す情報であって、特定部位Ｂｋの属性を示す情報である。登録先とカテゴリとが選択された状態で、登録ボタン６８６が操作されると、第２画像表示領域６４０に表示されているマッピング画像５４０が選択されたカテゴリのモデル画像８１０として保存される。なお、カテゴリタブ６６４を選択した時に表示されるプルダウンメニュー内のカテゴリの名称を変更することができる構成であってもよい。
【０１１５】
表示画像選択領域６７０は、第２画像表示領域６４０に表示するモデル画像８１０を選択するための領域である。たとえば、ユーザがマウスなどの入力部１０４からカテゴリタブ５７２を選択するとプルダウンメニューが表示部１０２に表示され、第２画像表示領域６４０に表示させたいモデル画像８１０のカテゴリをユーザはプルダウンメニューの中から選択することができる。選択されたカテゴリに対して一のモデル画像８１０しか登録されていない場合は、モデルタブ５７４は選択できないものの、選択されたカテゴリに対して複数のモデル画像８１０が登録されている場合は、モデルタブ５７４を選択することができる。モデルタブ５７４が選択されると、第２画像表示領域６４０に表示させたいモデル画像８１０をユーザはプルダウンメニューの中から選択することができる。
【０１１６】
指示領域６８０は、取得ボタン６８２、分類ボタン６８４、登録ボタン６８６、および戻るボタン６８８を含む。
【０１１７】
取得ボタン６８２は、選択領域６２２が示す位置のマッピング画像５４０を取得するためのボタンである。取得ボタン６８２が操作されると、選択領域６２２が示す位置のマッピング画像５４０を制御装置１００が生成する。このとき、第２表示設定領域６５０の取得値表示タブ６５２が選択されていれば、第２画像表示領域６４０に生成された選択領域６２２が示す位置のマッピング画像５４０が表示される。
【０１１８】
登録ボタン６８６は、第２画像表示領域６４０に表示されているマッピング画像５４０を登録先選択領域６６０に示された条件でモデル画像８１０として登録するためのボタンである。登録ボタン６８６が操作されると、第２画像表示領域６４０に表示されているマッピング画像５４０が、登録先選択領域６６０において選択されているカテゴリのモデル画像８１０として、登録先選択領域６６０において選択されている登録先に保存される。戻るボタン６８８が選択された場合、たとえば、ユーザインターフェイス画面６００が表示部１０２から消去される。
【０１１９】
分類ボタン６８４は、第１画像表示領域６２０に表示されている画像に対して画像計測を行なった場合に得られる結果を取得するためのボタンである。たとえば、分類ボタン６８４が操作されると、画像計測が行われ、撮像視野８１内に位置する対象物Ｗに対する画像計測結果が得られる。この時、第１表示設定領域６３０において、分類結果表示タブ６３２が選択されている場合、得られた画像計測結果が第１画像表示領域６２０に反映される。
【０１２０】
撮像視野８１内に位置する対象物Ｗに対する画像計測は、撮像視野８１内の全ての位置についてマッピング画像５４０が生成され、マッピング画像５４０に基づいて登録されているモデル画像８１０との類似度Ｓに基づいて各位置に対応する対象物Ｗ上の部位（表面）がモデル画像８１０に対応する属性に分類されるか否かが判断されることにより行われる。撮像視野８１内の全ての位置は、撮像視野８１内の各画素位置であってもよく、また、複数画素から構成される領域であってもよい。また、撮像視野８１内の全領域を計測対象としなくとも、少なくとも、対象物Ｗが位置する領域を計測対象とすればよい。また、ユーザによって、計測する範囲を指定できるような構成であってもよい。
【０１２１】
図１４は、第２画像表示領域６４０の表示例を示す図である。図１４には、ユーザインターフェイス画面６００の第２画像表示領域６４０だけを代表して示している。また、図１４においては、一例として、ユーザが、傷があると特定した特定部位Ｂｋに対応する特定位置ｂｋのマッピング画像５４０をモデル画像８１０として登録する場合を考える。
【０１２２】
図１４（ａ）においては、特定位置ｂｋのマッピング画像５４０が第２画像表示領域６４０に表示されているものとする。図１４（ａ）が表示されている状態で、表示画像選択領域６７０において傷のカテゴリに分類されているモデル画像８１０を選択して、モデル表示タブ６５４を選択すると、第２画像表示領域６４０の表示が図１４（ｂ）に示す表示に切り替わる。具体的には、すでに登録されている傷を示すモデル画像８１０が第２画像表示領域６４０に表示される。
【０１２３】
また、図１４（ｂ）に示した状態で取得値表示タブ６５２が選択されると、第２画像表示領域６４０の表示は、図１４（ａ）に示す表示に切り替わる。
【０１２４】
このように、実測したマッピング画像５４０と、すでに登録されているモデル画像８１０とを同じ第２画像表示領域６４０上で比較することができる。そのため、実測したマッピング画像５４０が、登録されているモデル画像８１０と類似しているか否かを、実際に目で確認することができる。
【０１２５】
図１５は、第１画像表示領域６２０の表示態様の変遷の一例を示す図である。たとえば、図１５（ａ）に示すように、第１画像表示領域６２０に表示された対象物Ｗの外観画像から、ユーザは、欠陥のある箇所を選択した状態で、取得ボタン６８２を押すと、第２画像表示領域６４０に欠陥が設けられた部分のマッピング画像５４０が表示される。ユーザは、選択した箇所に設けられた欠陥の種類を第１画像表示領域６２０に表示された外観画像から特定し、登録先選択領域６６０のカテゴリタブ６６４を操作して選択した箇所のマッピング画像５４０を特定した欠陥の種類のモデル画像８１０として登録する。
【０１２６】
たとえば、図１５（ａ）に示す例では、傷の設けられた位置を選択し、その位置のマッピング画像５４０を傷のモデル画像８１０として登録しているものとする。モデル画像８１０を登録するために登録ボタン６８６を操作したのち、分類ボタン６８４を操作すると、登録したモデル画像８１０に基づいて画像計測が行われる。このとき、分類結果表示タブ６３２を選択した状態にしておくと、図１５（ｂ）に示すように、登録したモデル画像８１０が示すカテゴリに分類される領域の表示態様が異なる態様で表示される。また、このとき、複数のカテゴリのモデル画像８１０が登録されている場合、カテゴリの種類ごとに異なる表示態様で領域が表示される。
【０１２７】
図１５（ｂ）に示す例では、傷および汚れに対応するモデル画像がそれぞれ登録されているものとする。この状態で、分類ボタン６８４が操作されると、傷があると判断された位置には、マスク画像６２４Ａが重ねて表示され、汚れがあると判断された位置にはマスク画像６２４Ｂが重ねて表示される。ユーザは、第１画像表示領域６２０に表示されたマスク画像６２４Ａとマスク画像６２４Ｂとが表示された位置の外観画像を確認することで、分類が正しく行われているかを容易に認識することができる。分類が正しく行われていない場合、分類が正しく行われていない位置のマッピング画像５４０を新たにモデル画像８１０に登録すればよい。これにより、分類の精度を上げることができる。
【０１２８】
［Ｊ．画像計測結果の表示方法の一例］
図１６は、計測結果の表示方法の一例を示す図である。制御装置１００は、撮像視野８１内の全ての位置についてマッピング画像５４０を生成し、マッピング画像５４０に基づいて登録されているモデル画像８１０との類似度Ｓに基づいて各位置に対応する対象物Ｗ上の部位（表面）がモデル画像８１０に対応する属性（カテゴリ）に分類されるか否かを判断する。撮像視野８１内の全ての位置は、撮像視野８１内の各画素位置であってもよく、また、複数画素から構成される領域であってもよい。また、撮像視野８１内の全領域を計測対象としなくとも、少なくとも、対象物Ｗが位置する領域を計測対象とすればよい。また、ユーザによって、計測する範囲を指定できるような構成であってもよい。
【０１２９】
たとえば、画像計測結果の表示は、撮像視野を示す第１画像を表示する撮像領域７１０と、実際に生成されたマッピング画像５４０を表示する結果表示領域７２０と、モデル画像８１０を表示する基準情報表示領域７３０とを含み、これらは、画像計測を行なった後に表示部１０２に表示される。
【０１３０】
制御装置１００は、複数の計測位置ｂのうち、属性の共通する計測位置ｂを示すことが可能である。たとえば、制御装置１００は、属性の共通する計測位置ｂを同じ態様で示す。図１６に示す例では、撮像領域７１０に属性の共通する計測位置ｂがマスク画像７１２Ａ〜マスク画像７１２Ｄによって示されている。すなわち、撮像領域７１０には、カメラ８が取得する画像に計測結果を反映して表示する。
【０１３１】
また、制御装置１００は、計測位置ｂの反射プロファイル情報７２と、反射プロファイル基準情報８０とを同時または順次に出力することができる。具体的には、ユーザが、入力部１０４を介して撮像領域７１０に表示された撮像視野８１から特定の属性を有すると判断された計測位置ｂｎを選択すると、結果表示領域７２０に計測位置ｂｎのマッピング画像５４０を表示するとともに、基準情報表示領域７３０に特定の属性に対応するモデル画像８１０を表示する。なお、基準情報表示領域７３０の表示を複数のモデル画像８１０の中から選択できるようにしてもよい。また、基準情報表示領域７３０の表示内容の選択と、結果表示領域７２０の表示内容の選択とを独立して設定できるようにしてもよい。
【０１３２】
［Ｋ．機能構成］
図１７は、制御装置１００の機能構成を示す模式図である。制御装置１００は、画像処理プログラム１３２を実行することで、図１７に示す各構成を制御して、画像計測を行う。
【０１３３】
制御装置１００は、制御装置１００は、たとえば、発光制御部１２と、撮像制御部１４と、検出部１１と、抽出部１６と、マッピング画像生成部１７と、画像計測部１５とを備える。
【０１３４】
検出部１１は、所定の検査位置まで対象物Ｗが搬送されたことを示す信号（検査開始信号）がＰＬＣ２００から通知されたことを検出する。検出部１１は、検査開始信号を検出すると、画像計測を行なうために用いる入力画像Ｄを取得するための工程Ｐｈ１を実行するため、発光制御部１２および撮像制御部に指示する（取得指示）。発光制御部１２と、撮像制御部１４とが、工程Ｐｈ１を実行するための取得部として機能する。
【０１３５】
発光制御部１２は、取得指示に従い、発光面４０上に設定された複数の部分領域４３を順次発光させるように照明装置４を制御する。
【０１３６】
撮像制御部１４は、部分領域４３の順次発光に対応して撮像視野８１の画像を順次生成するようにカメラ８を制御する。撮像制御部１４は、カメラ８が生成した入力画像Ｄと、入力画像Ｄが撮影されたときに発光していた部分領域４３の発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）とを対応付けて、記憶部の一種であるメインメモリ１２０に保存する。
【０１３７】
検出部１１は、入力画像Ｄがメインメモリ１２０に保存されると、抽出部１６に抽出指示を出す。抽出部１６は、検査情報１３６に含まれる計測位置ｂの情報に基づいて、メインメモリ１２０に保存されている複数の入力画像Ｄの各々から、計測位置ｂに対応する部分画像Ｍを抽出し、部分画像セットＮを生成する。計測位置ｂが複数設定されて場合、設定されている計測位置ｂの数だけ、部分画像セットＮを生成する。また、検査情報１３６には、キャリブレーション情報が含まれ、抽出部１６は、計測位置ｂごとに用いる入力画像Ｄの範囲を決定する。具体的には、計測位置ｂに対応する発光面４０上の位置（Ｘ，Ｙ）を基準とした所定範囲内に設定された部分領域４３が発光した状態で生成された入力画像Ｄから部分画像Ｍを抽出する。
【０１３８】
抽出部１６は、設定されている計測位置ｂの全てに対して部分画像セットＮを生成すると、マッピング画像生成部１７に反射プロファイル情報７２であるマッピング画像５４０を生成することを指示する（生成指示）。マッピング画像生成部１７は、部分画像セットＮごとにマッピング画像５４０を生成する。すなわち、マッピング画像生成部１７は、反射プロファイル情報７２をマッピング画像５４０という表現形態に変換する変換部として機能する。
【０１３９】
すなわち、抽出部１６およびマッピング画像生成部１７が、複数の入力画像Ｄから反射プロファイル情報７４を生成する生成部として機能する。
【０１４０】
画像計測部１５は、算出部１５２および判定部１５４を含む。算出部１５２は、生成されたマッピング画像５４０ごとに、検査情報１３６に含まれるモデル画像８１０との類似度Ｓを算出する。判定部１５４は、算出された類似度Ｓに基づいて、マッピング画像５４０に対応する計測部位Ｂがモデル画像８１０の示す属性に分類されるか否かを判定する。判定部１５４は、得られた判定結果を表示部１０２に表示してもよく、あるいは、ＰＬＣ２００に判定結果を画像計測結果として送信してもよい。
【０１４１】
制御装置１００は、登録部１３を備えてもよい。検出部１１は、入力部１０４がユーザの登録操作を受け付けたことに基づいて、登録部１３に登録指示をする。登録部１３は、生成部１８が生成したマッピング画像５４０を登録操作により入力されたカテゴリのモデル画像８１０として登録する。ここで、生成部１８が生成したマッピング画像５４０とは、たとえば、図１３の取得ボタン６８２が操作されたことで生成されるマッピング画像５４０などである。たとえば、制御装置１００は、設定プログラム１３４を実行することで、図１７に示す各構成を制御して、登録に関する処理を実行する。
【０１４２】
制御装置１００は、出力部１９を備えてもよい。検出部１１は、入力部１０４がユーザの表示切替操作を受け付けたことに基づいて、出力部１９に出力指示をする。出力部１９は、表示切替操作の内容に基づいて、表示部１０２の表示を切り替える。たとえば、モデル画像８１０や、計測位置ｂのマッピング画像５４０を表示する。すなわち、図１３〜図１５に示すモデル登録時の表示や、図１６に示す画像計測時の表示を出力部１９は制御する。
【０１４３】
［Ｌ．フローチャート］
図１８は、画像計測処理のフローチャートである。画像計測処理は、ＣＰＵ１１０が、画像処理プログラム１３２を実行することによって実現される処理である。画像計測処理は、所定の検査位置まで対象物Ｗが搬送されたことを示す信号（検査開始信号）がＰＬＣ２００から通知されるたびに実行される。
【０１４４】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ１１０は、発光面４０上にすべての部分領域４３を設定したか否かを判断する。すべての部分領域４３とは、予め設定されている複数種類の部分領域４３のすべてを意味する。たとえば、発光面４０上の異なる位置に設定されている各部分領域４３が、設定されている全ての位置に設定されたか否かを、ＣＰＵ１１０は判断する。複数種類の部分領域４３は、複数種類の部分領域４３のすべてを発光した場合に、予め定められた範囲の発光面４０上の範囲が発光されるように設定されればよい。予め定められた範囲は、対象物Ｗの大きさや、撮像視野８１などによって任意に設定される範囲である。発光面４０上に設定されていない部分領域４３があると判定した場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、ＣＰＵ１１０は処理をステップＳ１２に切り換える。
【０１４５】
ステップＳ１２において、部分領域４３を発光面４０上に設定して、設定された部分領域４３を発光させる。
【０１４６】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ１１０は、カメラ８に、入力画像Ｄを生成させる。ＣＰＵ１１０は、ステップＳ１１においてＹＥＳと判定するまで、ステップＳ１２とステップＳ１３とを繰り返す。これにより、ＣＰＵ１１０は、複数種類の部分領域４３の各々を発光させることができるとともに、複数種類の部分領域４３の各々の発光に同期して入力画像Ｄを生成することができる。
【０１４７】
発光面４０上のすべての位置に部分領域４３が設定されたと判定した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は処理をステップＳ１４に切り換える。
【０１４８】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ１１０は、すべての計測位置ｂについての部分画像Ｍが抽出されたか否かを判定する。すべての計測位置ｂについての部分画像Ｍが抽出されたと判定した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は処理を終了する。部分画像Ｍが抽出されていない計測位置ｂがあると判定した場合（ステップＳ１４においてNO）、ＣＰＵ１１０は処理をステップＳ１５に切り換える。
【０１４９】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ１１０は、一の計測位置ｂについて部分画像Ｍを抽出する。具体的には、ＣＰＵ１１０は、計測位置ｂの位置に対応する発光面上の位置（Ｘ，Ｙ）を基準位置として、予め定められた範囲内に含まれる位置に設定された部分領域４３を発光した時に生成された入力画像Ｄから部分画像Ｍを抽出する。
【０１５０】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ１１０は、マッピング画像５４０を生成する。具体的には、ＣＰＵ１１０は、部分画像Ｍが示す特徴量ｐを、各部分画像Ｍの抽出元の入力画像Ｄを生成する時に発光させた部分領域４３の位置に対応付けてマッピングすることでマッピング画像５４０を生成する。
【０１５１】
すなわち、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ１５とステップＳ１６とを行なうことで、複数の入力画像Ｄから反射プロファイル情報７４であるマッピング画像５４０を生成する。
【０１５２】
ステップＳ１７において、ＣＰＵ１１０は、モデル画像８１０とマッピング画像５４０との類似度を算出する。
【０１５３】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ１１０は、類似度に基づいて計測位置ｂの状態がモデル画像８１０の示す計測結果が示す状態であるか否かを判断する。たとえば、ＣＰＵ１１０は、予め定められた閾値を基準に判断する。
【０１５４】
ステップＳ１９において、ＣＰＵ１１０は、すべてのカテゴリについて判断がされたか否かを判定する。判断がされていないカテゴリがあると判定された場合（ステップＳ１９において、ＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、すべてのカテゴリについて判断がされたと判定するまで（ステップＳ１９において、ＹＥＳ）、ステップＳ１６とステップＳ１７とを繰り返す。
【０１５５】
すべてのカテゴリについて判断がされたと判定すると（ステップＳ１９において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２０に切り替える。
【０１５６】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ１１０は、計測位置ｂの計測結果を出力する。ＣＰＵ１１０は、すべての計測位置ｂについての部分画像Ｍが抽出されたと判定する（ステップＳ１４においてＹＥＳ）まで、ステップＳ１５〜ステップＳ１８を繰り返す。すなわち、ステップＳ１５〜ステップＳ１８を繰り返すことにより、ＣＰＵ１１０は、反射プロファイル情報７４に基づく画像計測を行なう。
【０１５７】
［Ｍ．検査方法の第１の変形例］
本実施の形態において、反射プロファイル基準情報８０の一例として反射プロファイル情報７２をマッピング画像５４０に変換したモデル画像８１０を示した。すなわち、本実施の形態において、反射プロファイル基準情報８０を反射プロファイル情報７２と直接比較できる表現形態で表されるものを例に挙げたが、反射プロファイル基準情報８０は、反射プロファイル情報７２と直接比較できる表現形態で表される情報に限られない。
【０１５８】
たとえば、共通する属性を示す複数の特定部位Ｂｋの各々について反射プロファイル情報７２を取得し、取得した複数の反射プロファイル情報の統計値を反射プロファイル基準情報８０としてもよい。統計値は、たとえば、共通する属性を示す複数の特定部位Ｂｋの各々について得られた複数の反射プロファイル情報に共通する特徴であってもよい。制御装置１００は、抽出した特徴を計測位置ｂの反射プロファイル情報７２が備えるか否かに基づいて画像計測を行なってもよい。
【０１５９】
図１９および図２０は、検査方法の第１の変形例について説明するための図である。たとえば、図１９および図２０に示す例では、金属表面に均一に加工を施す場合に、加工が施されていない箇所が所定範囲を超える場合に、欠陥ありと判断される。
【０１６０】
たとえば、ヘアライン加工が施されている部位については、光の反射方向が特定の範囲に散らばるため、図１９に示すような基準位置に対して偏りをもった像がマッピング画像５４０に現れる。これに対して、加工が施されていない平らな部位については、光は一方向に反射されるため、基準位置付近にピークを持つ偏りのない像がマッピング画像に現れる。すなわち、ヘアライン加工が施されているという属性に対応する反射プロファイル情報７２の特徴は、基準位置に対して偏りをもった像がマッピング画像５４０に現れることである。
【０１６１】
たとえば、図２０に示す例では、制御装置１００は、撮像視野８１内の計測位置ｂ１〜ｂｎにおける反射プロファイル情報７２（ｂ１）〜反射プロファイル情報７２（ｂｎ）を取得する。制御装置１００は、反射プロファイル情報７２（ｂ１）〜反射プロファイル情報７２（ｂｎ）の各々に対して、上記特徴を備えるか否かを判定し、特徴を備えない計測位置ｂを抽出して、その面積を求める。制御装置１００は、求めた面積が予め定められた閾値以上であれば、不良品、すなわち、加工が均一に施されていないと判断する。
【０１６２】
特徴を備えているか否か、すなわち、ヘアライン加工が施されているか否かは、次のような方法で判断する。制御装置１００は、反射プロファイル情報７２（ｂ１）〜反射プロファイル情報７２（ｂｎ）からマッピング画像５４０の一例である２値画像５４６（ｂ１）〜２値画像５４６（ｂｎ）を生成する。制御装置１００は、２値画像５４６に示された像５４８の主軸角と扁平率とを、像５４８に対して楕円近似をすることで算出する。具体的には、制御装置１００は、２値画像５４６（ｂ１）〜２値画像５４６（ｂｎ）の各々に示された像５４８（ｂ１）〜像５４８（ｂｎ）の各々に対して楕円近似をし、楕円の主軸角と扁平率とを算出する。制御装置１００は、算出した扁平率が閾値以上であれば、特徴を備えている、すなわち、加工が施されていると判断する。なお、主軸角を利用することで、ヘアライン加工の方向を検査することもできる。
【０１６３】
このように、第１の変形例においては、特定の属性を有する特定部位Ｂｋの反射プロファイル情報の特徴を規定し、この特徴を反射プロファイル基準情報８０とする。そして、反射プロファイル基準情報８０で規定された特徴を有しているか否かに基づいて、特定の属性を有する部位であるか否かが判定される。すなわち、本実施の形態においては、反射プロファイル基準情報８０として、反射プロファイル情報７２と直接比較できる表現形態で保存している例を示したが、反射プロファイル基準情報８０は反射プロファイル情報７２と直接比較できる表現形態に限られない。
【０１６４】
［Ｎ．検査方法の第２の変形例］
本実施の形態および第１の変形例においては、いずれも、属性が既知の特定部位Ｂｋの反射プロファイル情報である反射プロファイル基準情報８０に基づいて画像計測が行なわれる例を示した。すなわち、反射プロファイル基準情報８０を利用して、画像計測を行なう例を示した。なお、反射プロファイル基準情報８０を利用しなくともよい。
【０１６５】
第２の変形例における検査方法は、反射プロファイル基準情報８０を利用しない方法である。たとえば、制御装置１００は、撮像視野８１内の各計測位置ｂから得られる反射プロファイル情報７２同士を比較し、他の反射プロファイル情報７２とは異なる反射プロファイル情報７２を抽出し、抽出した反射プロファイル情報７２を示す計測位置ｂの面積を算出することで画像計測を行なってもよい。このような検査方法によっては、たとえば、対象物の表面形状が均一であるか否かの検査を行なうことができる。
【０１６６】
図２１は、検査方法の第２の変形例について説明するための図である。制御装置１００は、撮像視野８１内のすべての計測位置ｂについて反射プロファイル情報７２を取得する。図２１に示す例では、計測位置ｂ１〜計測位置ｂｎが設定されているものとする。制御装置１００は、計測位置ｂ１〜計測位置ｂｎの各々について反射プロファイル情報７２を生成することで、反射プロファイル情報７２（ｂ１）〜反射プロファイル情報７２（ｂｎ）を取得する。
【０１６７】
制御装置１００は、反射プロファイル情報７２（ｂ１）〜反射プロファイル情報７２（ｂｎ）の各々を直接比較することができるように、反射プロファイル情報を規格化した反射特性値Ｒを算出して、反射特性値Ｒ１〜反射特性値Ｒｎを得る。反射特性値Ｒは、たとえば、図２１に示すマッピング画像５４０に現れる像の形状が類似していれば近い値となり、類似していなければ離れた値となるような値である。
【０１６８】
制御装置１００は、反射特性値Ｒ１〜反射特性値Ｒｎの中から、ハズレ値を抽出する。図２１に示す例では、たとえば、反射特性値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃが他の反射特性値から外れた値（ハズレ値）として抽出されたものとする。制御装置１００は、反射特性値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃに対応する計測位置ｂａ，ｂｂ，ｂｃの数をカウントする。ここで、計測位置ｂａ，ｂｂ，ｂｃの数をカウントして得られるカウント値を算出することは、異常な反射特性を示す部位についての、画像上における「面積」を求めていることに相当する。
【０１６９】
［Ｏ．照明装置とカメラと対象物との位置関係の変形例］
本実施の形態においては、カメラ８と対象物Ｗとの間に照明装置４が配置されている例を示した。なお、照明装置４とカメラ８と対象物Ｗとの位置関係は同軸上に限るものではなく、照明装置４からの光が対象物Ｗに照射され、カメラ８の撮像視野８１に対象物Ｗの少なくとも一部が含まれるような位置関係であればよい。
【０１７０】
図２２は、照明装置４とカメラ８と対象物Ｗとの位置関係の変形例を示す図である。たとえば、カメラ８の光軸上に照明装置４を配置しなくともよい。図２２に示す例では、カメラ８の光軸上に照明装置４が配置されていないため、照明装置４として、透過性を有しないものを採用することができる。
【０１７１】
［Ｐ．照明装置の変形例］
本実施の形態においては、照明装置４の一例として透明な有機ＥＬ照明を例に挙げた。なお、カメラ８と対象物Ｗとの間に照明装置４を配置する場合、照明装置４は、少なくとも撮像時の視野を遮らないような形状および、視野を遮らないような光学特性のうち少なくともいずれか一方を有していればよい。たとえば、一部に開口部が設けられた照明装置４や、一部が同軸落射照明で構成された照明装置４などであってもよい。図２３は、照明装置の変形例を示す図である。変形例の照明装置４００は、一部が同軸落射照明４１０で構成されており、他の部分は、透光性を有しない照明４２０で構成されている。
【０１７２】
［Ｑ．部分領域４３の設定方法の変形例］
本実施の形態においては、各部分領域４３は他の部分領域４３と重ならないように設定されるものとした。なお、各部分領域４３はその一部を他の部分領域４３と重なるように設定されてもよい。たとえば、各部分領域４３を他の部分領域４３と重なるように設定することで、反射プロファイル情報の分解能を下げることなく、一の部分領域４３を発光させたときの光量を確保することができる。
【０１７３】
また、各照明要素４１の発光強度を調整可能であって、各部分領域４３を他の部分領域４３と重なるように設定する場合に、照明装置４は、部分領域４３の境界から中央に向かうに従って照明要素４１の発光強度が大きくなるように部分領域４３を発光させてもよい。この場合、部分領域の濃淡パターンは、ガウス分布のような形となる。このようにすることで、部分領域４３を均等に発光させた場合に比べて、反射プロファイル情報の分解能を下げることなく、一の部分領域４３を発光させたときの光量をさらに上げることができる。
【０１７４】
［Ｒ．注目部位Ａが特定の範囲を示す場合の反射プロファイル情報の生成方法］
本実施の形態において、計測部位Ｂや特定部位Ｂｋである注目部位Ａは特定の位置を示すものであって、注目部位Ａに対応する注目位置ａは１点を示す情報であるとした。なお、注目部位Ａは、特定の範囲を示す情報であってもよく、この場合に、注目位置ａは特定の範囲に対応する画像内のある範囲を示す、範囲ａ’であってもよい。この場合、注目部位Ａの反射プロファイル情報は、たとえば、範囲ａに含まれる複数の注目位置ａの各々について得られる反射プロファイル情報に基づいて生成してもよい。たとえば、注目部位Ａの反射プロファイル情報は、複数の注目位置ａの各々について得られる反射プロファイル情報を規格化した情報であってもよく、また、各反射プロファイル情報をｉｊ座標にマッピングしたときに得られる複数のマッピング画像を合成したような表現形態で表される情報であってもよい。また、部分画像Ｍの範囲を範囲ａに対応させた範囲とすることで、注目部位Ａの反射プロファイル情報を取得してもよい。
【０１７５】
［Ｓ．その他の変形例］
本実施の形態において、反射プロファイル情報７２は、計測位置ｂと対応関係にある発光面４０上の位置を基準位置としたｉｊ座標で表現されるものとしたが、発光面４０上のＸＹ座標で表現されるものであってもよい。
【０１７６】
本実施の形態において、画像計測を行なう際に、反射プロファイル情報７２をマッピング画像５４０に変換し、マッピング画像５４０に基づいて画像計測を行なった。属性が既知の対象物から収集した多数の反射プロファイル情報７２である学習データに対して、その分布を表現するパラメータ（例えば、平均、分散、共分散など）を算出して反射プロファイル基準情報８０を構成し、計測時に得た反射プロファイル情報７２に対して、反射プロファイル基準情報８０から設計される識別器、またはニューラルネットワークを用いて類似度Ｓを求めてもよい。ここで、識別器としては、マハラノビス距離、部分空間法、サポートベクタマシン等を用いて良い。
【０１７７】
［Ｔ．作用・効果］
以上のように、制御装置１００は、反射プロファイル情報７２という計測部位Ｂの反射特性を示す情報に基づいて画像計測を行なう。反射プロファイル情報７２は、複数種類の部分領域４３の各々を発光させた状態でカメラ８が撮像して得られる入力画像Ｄに基づいて生成される。つまり、発光面から照射された光が対象物に反射して撮像部に入る経路を通る光の度合いを、照射された発光面の位置ごと独立して得られ、その情報に基づいて対象物の画像計測を行なうため、多くの情報量に基づいた画像計測を行なうことができる。その結果、画像計測の性能を向上させることができる。さらに、画像計測において、対象物の種類に応じた照明条件を設定する必要がなく、撮像条件の決定に要する労力を軽減することができる。
【０１７８】
また、制御装置１００は、反射プロファイル基準情報８０と反射プロファイル情報７２との類似度Ｓを算出する。算出した類似度Ｓに基づいて計測部位Ｂの属性が判定される。画像計測において、計測部位Ｂの属性まで判定することができる。
【０１７９】
また、反射プロファイル基準情報８０は、属性が既知である基準対象物Ｗｋの特定部位Ｂｋの反射プロファイル情報である。そのため、計測したい内容に応じた基準対象物Ｗｋを用意し、その基準対象物Ｗｋの特定部位Ｂｋの反射プロファイル情報７２を取得してするだけで反射プロファイル基準情報８０を設定できる。
【０１８０】
また、反射プロファイル基準情報８０は、複数の反射プロファイル情報７２を統計的に表現した情報であってもよい。つまり、反射プロファイル基準情報８０は一の情報ではなく、複数の情報に基づいた情報であるため、計測精度を上げることができる。
【０１８１】
また、ユーザが、入力部１０４を介して撮像領域７１０に表示された撮像視野８１から特定の属性を有すると判断された計測位置ｂｎを選択すると、結果表示領域７２０に計測位置ｂｎのマッピング画像５４０を表示するとともに、基準情報表示領域７３０に特定の属性に対応するモデル画像８１０を表示する。マッピング画像５４０およびモデル画像８１０はいずれも、ｉｊ座標にマッピングされた画像である。そのため、ユーザは、反射プロファイル情報と反射プロファイル基準情報とを同じ座標系で表現することができ、かつ、その２つの情報を同時に表示することができるため、計測結果に対する説明性が担保される。
【０１８２】
また、モデル画像として、第１モデル画像８１１および第２モデル画像８１２を含み、計測位置ｂ１〜計測位置ｂ４の各々の第１マッピング画像５４１〜第４マッピング画像５４４と、第１モデル画像８１１および第２モデル画像８１２とを比較することで、計測位置ｂ１〜計測位置ｂ４に対応する計測部位Ｂ１〜計測部位Ｂ４の属性を分類することができる。そのため、各計測部位Ｂの属性を、複数の属性のうちのいずれの属性であるかを分類することができる。
【０１８３】
たとえば、欠陥検査を行なうような場合に、欠陥の有無だけでなく、欠陥の種類と、その欠陥の位置とを画像計測により特定することができる。
【０１８４】
第２の変形例における検査方法においては、反射プロファイル基準情報８０を利用せずに、撮像視野８１内の各計測位置ｂから得られる反射プロファイル情報７２同士を比較することで、各計測位置ｂの属性を判断する。反射プロファイル基準情報８０を用意しなくともよいため、検査を開始するための準備として、設計者が行なわなければならないデータ入力、登録などの作業を簡略化することができる。
【０１８５】
［Ｕ．付記］
以上のように、本実施の形態は以下のような開示を含む。
【０１８６】
（構成１）
画像計測を行なう画像処理システム（１）であって、
対象物（Ｗ）を撮像する撮像部（８）と、
前記対象物（Ｗ）に向けられた発光面（４０）を有する発光部（４）と、
前記発光面（４０）のうち予め設定した複数種類の部分領域（４３）の各々が発光するように、前記発光部（４）を制御する発光制御部（１２）と、
前記複数種類の部分領域（４３）の各々の発光に同期して撮像するように、前記撮像部（８）を制御する撮像制御部（１４）と、
前記撮像部（８）が前記複数種類の部分領域（４３）の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像（Ｄ）をもとに得られる、前記発光面（４０）内の位置（Ｘ，Ｙ、ｉ，ｊ）と、当該位置から前記対象物（Ｗ）に照射される光（Ｌｉ）が当該対象物（Ｗ）の注目部位（Ａ，Ｂ，Ｂｋ）に反射して前記撮像部（８）に入射する光（Ｌｃ）の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報（７０，７２）を生成する生成部（１８，１６，１７）と、
前記生成部（１８，１６，１７）が生成した前記反射プロファイル情報（７０，７２）に基づいて前記対象物（Ｗ）の前記画像計測を行なう画像計測部（１５）とを備える、画像処理システム。
【０１８７】
（構成２）
前記画像計測部（１５）は、
前記対象物（１５）を撮像した画像（Ｄ）から生成された前記反射プロファイル情報（７２，５４０）と、予め設定された反射プロファイル基準情報（８０，８１０）との類似度（Ｓ）を算出する算出部（１５２）と、
前記算出部（１５２）が算出した前記類似度（Ｓ）を用いて、前記対象物（Ｗ）、または、前記注目部位（Ｂ）の属性を判断する判定部（１５４）とをさらに備える、構成１に記載の画像処理システム。
【０１８８】
（構成３）
前記反射プロファイル基準情報（８０，８１０）は、属性が既知である対象物（Ｗｋ）、または、当該対象物の特定部位（Ｂｋ）を撮像して得られる画像（Ｄ）から生成される前記反射プロファイル情報（７２，５４０）である、構成２に記載の画像処理システム。
【０１８９】
（構成４）
前記反射プロファイル基準情報（８０）は、属性が互いに等しい複数の部位ごとに生成される複数の前記反射プロファイル情報を統計的に表現した情報である、構成３に記載の、画像処理システム。
【０１９０】
（構成５）
前記反射プロファイル情報（７２）は、前記複数の画像（Ｄ）の各々から得られる、当該画像（Ｄ）内の撮像視野内の注目点（ａ）に対応する輝度情報（ｐ）および当該画像が撮像されたときに発光している前記部分領域（４３）の当該注目点（ａ）に対する相対位置（ｉ，ｊ）に基づく情報であって、
前記相対位置（ｉ，ｊ）に対応する２軸以上の座標系に、前記輝度情報に対応する情報（５６）を出力した表現形態により前記反射プロファイル情報（７２）を出力する出力部（１９）をさらに備え、
前記出力部（１９）は、前記反射プロファイル基準情報（８１０）および前記対象物の前記反射プロファイル情報（５４０）を前記座標系上に順次または同時に出力する（７２０，７３０）、構成３または構成４に記載の画像処理システム。
【０１９１】
（構成６）
前記反射プロファイル基準情報（８１０）は、第１属性に対応する１または複数の第１反射プロファイル基準情報（８１１）と、第２属性に対応する１または複数の第２反射プロファイル基準情報（８１２）とを含み、
前記判定部（１５４）は、前記対象物（Ｗ）上の複数の注目部位（Ｂ１〜Ｂｎ）の各々について生成される前記反射プロファイル情報（７２，５４０）に基づいて、当該複数の注目部位の属性を注目部位ごとに分類する、構成２〜構成５のうちいずれか１項に記載の、画像処理システム。
【０１９２】
（構成７）
前記画像計測部（１５４）は、前記対象物上の複数の注目部位の各々について生成される前記反射プロファイル情報（７２）の特徴量（Ｒ）を抽出するとともに、各注目部位に対応する前記特徴量を評価することで、前記複数の注目部位の各々の属性を判断する、構成１に記載の画像処理システム。
【０１９３】
（構成８）
対象物（Ｗ）を撮像する撮像部（８）と、前記対象物（Ｗ）に向けられた発光面（４０）を有する発光部（４）とを制御して画像計測を行なう画像処理装置（１００）に実行される画像処理プログラム（１３２）であって、
前記発光面（４０）のうち予め設定した複数種類の部分領域（４３）の各々が発光するように、前記発光部（４）を制御するステップ（Ｓ１１，Ｓ１２）と、
前記複数種類の部分領域（４３）の各々の発光に同期して撮像するように、前記撮像部（８）を制御するステップ（Ｓ１３）と、
前記撮像部（８）が前記複数種類の部分領域（４３）の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像（Ｄ）をもとに得られる、前記発光面（４０）内の位置（Ｘ，Ｙ、ｉ，ｊ）と、当該位置から前記対象物（Ｗ）に照射される光（Ｌｉ）が当該対象物（Ｗ）の注目部位（Ａ，Ｂ，Ｂｋ）に反射して前記撮像部（８）に入射する光（Ｌｃ）の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報（７０，７２）を生成するステップ（Ｓ１５，Ｓ１６）と、
生成された前記反射プロファイル情報（７０，７２）に基づいて前記対象物（Ｗ）の前記画像計測を行なうステップ（Ｓ１７，Ｓ１８）とを備える、画像処理プログラム。
【０１９４】
（構成９）
対象物（Ｗ）を撮像する撮像部（８）と、前記対象物（Ｗ）に向けられた発光面（４０）を有する発光部（４）とを制御して画像計測を行なう画像処理装置（１００）であって、
前記発光面（４０）のうち予め設定した複数種類の部分領域（４３）の各々が発光するように、前記発光部（４）を制御する発光制御部（１２）と、
前記複数種類の部分領域（４３）の発光の各々に同期して撮像するように、前記撮像部（８）を制御する撮像制御部（１４）と、
前記撮像部（８）が前記複数種類の部分領域（４３）の各々の発光に同期させて撮像した複数の画像（Ｄ）をもとに得られる、前記発光面（４０）内の位置（Ｘ，Ｙ、ｉ，ｊ）と、当該位置から前記対象物（Ｗ）に照射される光（Ｌｉ）が当該対象物（Ｗ）の注目部位（Ａ，Ｂ，Ｂｋ）に反射して前記撮像部（８）に入射する光（Ｌｃ）の度合いとの関係を示す反射プロファイル情報（７０，７２）を生成する生成部（１８，１６，１７）と、
前記生成部（１８，１６，１７）が生成した前記反射プロファイル情報（７０，７２）に基づいて前記対象物（Ｗ）の前記画像計測を行なう画像計測部（１５）とを備える、画像処理装置。
【０１９５】
（構成１０）
対象物（Ｗ）の外観画像を用いて画像計測を行なう画像処理システム（１）であって、
前記対象物（Ｗ）を撮像する撮像部（８）と、
前記撮像部（８）と前記対象物（Ｗ）までの間に配置されるとともに、前記対象物に向けられた発光面（４０）を有する発光部（４）と、
予め定められた大きさの単位部分領域（４３）を前記発光面（４０）上の異なる位置（X，Y）に順次設定して発光させるように、前記発光部（４）を制御する発光制御部（１２）と、
前記単位部分領域（４３）の順次発光に対応して撮像視野（８１）の画像である入力画像（Ｄ）を順次生成するように、前記撮像部（８）を制御する撮像制御部（１４）と、
前記撮像視野（８１）に設定される１または複数の計測位置（ｂ）の各々について、順次生成された前記入力画像（Ｄ）の少なくとも一部から、当該計測位置（ｂ）に対応する部分画像（Ｍ）をそれぞれ抽出する抽出部（１６）と、
前記抽出部（１６）により抽出された各々の部分画像（Ｍ）が示す特徴量（ｐ）を、各部分画像（Ｍ）の抽出元の入力画像（Ｄ）を生成する時に発光させた前記単位部分領域（４３）の位置（Ｘ，Ｙ、ｉ，ｊ）に対応付けてマッピングしたマッピング画像（５４０）を、前記計測位置（ｂ）ごとに生成する生成部（１７）と、
計測結果が既知である領域（ｂｋ）を撮像した画像から生成された前記マッピング画像（５４０）であるモデル画像（８１０）と、前記計測位置（ｂ）ごとの前記マッピング画像（５４０）との類似度（Ｓ）を算出することで、前記対象物（Ｗ）の各計測位置（ｂ）が前記既知の計測結果に相当する状態であるか否かを判断する画像計測部（１５）とを備える、画像処理システム。
【０１９６】
（構成１１）
前記計測位置ごとの前記マッピング画像（５４０）は、前記計測位置（ｘ，ｙ）と対応関係にある前記発光面上の位置（Ｘ，Ｙ）を基準位置として生成される、構成１０に記載の画像処理システム。
【０１９７】
（構成１２）
前記生成部（１７）は、前記順次生成された入力画像（Ｄ）のうち、前記基準位置（Ｘ，Ｙ）を中心とした予め定められた範囲（Ｘｒ−ｗ≦Ｘ≦Ｘｒ＋ｗ，Ｙｒ−ｗ≦Ｙ≦Ｙｒ＋ｗ）内に含まれる位置に設定された前記単位部分領域（４３）を発光した時に生成された入力画像（Ｄ）から抽出された前記部分画像（Ｍ）を用いて、前記マッピング画像（５４０）を生成する、構成１１に記載の画像処理システム。
【０１９８】
（構成１３）
前記モデル画像（８１０）は、第１計測結果に対応する第１モデル画像（８１１）と、第２計測結果に対応する第２モデル画像（８１２）とを含み、
前記画像計測部（１５）は、
前記マッピング画像（５４０）の前記第１モデル画像（８１１）に対する第１類似度（Ｓ１｜１）に基づいて、前記計測位置（ｂ１）が前記第１計測結果に相当する状態であるか否かを判断し、
前記マッピング画像（５４０）の前記第２モデル画像（８１２）に対する第２類似度（Ｓ１｜２）に基づいて、前記計測位置（ｂ１）が前記第２計測結果に相当する状態であるか否かを判断する、構成１０〜構成１２のうちいずれか１に記載の画像処理システム。
【０１９９】
（構成１４）
計測結果が予め既知である基準計測位置（ｂｋ）に対する前記マッピング画像（８１０）を、当該計測結果のモデル画像（８１０）として登録する登録部（１３）を備える、構成１０〜構成１３のうちいずれか１に記載の画像処理システム。
【０２００】
（構成１５）
ユーザによる入力を受け付ける入力部（１０４）と、
前記撮像部（８）により撮像された撮像視野の画像を表示する表示部（１０２）とをさらに備え、
前記生成部（１８）は、前記入力部（１０２）により受け付けられた前記表示部に表示された前記撮像視野の画像に対する位置の指定（６２２）に基づいて、指定された当該位置から抽出される前記部分画像（Ｍ）に基づいて前記マッピング画像（５４０）を生成し、
前記登録部（１３）は、前記生成部が生成した指定された前記位置（６２２）から抽出される前記部分画像（Ｍ）に基づく前記マッピング画像（５４０，６４０）を、前記入力部が受け付けた計測結果（６６４）のモデル画像（８１０）として登録する（６８６）、構成１４に記載の画像処理システム。
【０２０１】
今回開示された各実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された発明は、可能な限り、単独でも、組合わせても、実施することが意図される。
【符号の説明】
【０２０２】
１  画像処理システム、４，４００  照明装置、６  外部メモリ、８  カメラ、１１  検出部、１２  発光制御部、１３  登録部、１４  撮像制御部、１５  画像計測部、１６  抽出部、１７  マッピング画像生成部、１８  生成部、１９  出力部、４０  発光面、４１  照明要素、４３  部分領域、５６  濃淡値、７０，７２，７４  反射プロファイル情報、８０  反射プロファイル基準情報、８１  撮像視野、１００  制御装置、１０２  表示部、１０４  入力部、１１０  ＣＰＵ、１２０  メインメモリ、１３０  ハードディスク、１３２  画像処理プログラム、１３４  設定プログラム、１３６  検査情報、１４０  照明Ｉ／Ｆ、１５２  算出部、１５４  判定部、１６０  外部メモリＩ／Ｆ、１６４  光学ドライブ、１６４Ａ  光学ディスク、１７２  表示コントローラ、１７４  入力Ｉ／Ｆ、１８０  カメラＩ／Ｆ、１９０  バス、２００  ＰＬＣ、３００  ステージ、５４０  マッピング画像、６００  ユーザインターフェイス画面、６２０  第１画像表示領域、６３０  第１表示設定領域、６４０  第２画像表示領域、６５０  第２表示設定領域、６６０  登録先選択領域、６７０  表示画像選択領域、６８０  指示領域、７１０  撮像領域、７２０  結果表示領域、７３０  基準情報表示領域、８１０  モデル画像、Ａ  注目部位、Ｂ  計測部位、Ｂｋ  特定部位、Ｄ  入力画像、Ｍ  部分画像、Ｎ  部分画像セット、Ｐ，ｐ  特徴量、Ｒ  反射特性値、Ｓ  類似度、Ｗ  対象物、Ｗｋ  基準対象物、ａ  注目位置、ｂｋ  特定位置、ｂ  計測位置。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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