(57)【要約】【課題】対象物を撮像部により原画像を撮像しながら当該原画像において対象物の画像が存在する対象領域を高精度に特定する。【解決手段】対象物への照明光を多段階に切り替えながら照明光の切替毎に対象物の原画像を照明切替画像として取得する画像取得工程と、画像取得工程で取得された照明切替画像毎に、対象物の画像のエッジを強調するエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を取得する画像処理工程と、複数のエッジ強調画像を足し合わせた合成画像を生成する画像生成工程と、合成画像から対象領域を特定する領域特定工程とを備えている。【選択図】図４
2019061317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像して得られる原画像において前記対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理方法であって、
前記対象物への前記照明光を多段階に切り替えながら前記照明光の切替毎に前記対象物の原画像を照明切替画像として取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得された照明切替画像毎に、前記対象物の画像のエッジを強調するエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を取得する画像処理工程と、
前記複数のエッジ強調画像を足し合わせた合成画像を生成する画像生成工程と、
前記合成画像から前記対象領域を特定する領域特定工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理方法であって、
前記画像処理工程は、前記照明切替画像に対して平滑化処理を施した後に前記エッジ強調処理を行って前記エッジ強調画像を取得する画像処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理方法であって、
前記抽出工程は、前記合成画像に二値化処理を施して前記対象領域を特定する画像処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像処理方法であって、
前記対象物を互いに異なる撮像方向から撮像するために複数の撮像部が設けられ、
前記撮像部毎に、前記画像取得工程、前記画像処理工程、前記画像生成工程および前記領域特定工程を実行して前記撮像部により撮像される原画像において前記対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理方法。
【請求項５】
互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像して得られる原画像において前記対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理装置であって、
前記対象物への前記照明光を多段階に切り替えながら前記照明光の切替毎に前記対象物の原画像を照明切替画像として取得する画像取得部と、
前記照明切替画像毎に、前記対象物の画像のエッジを強調するエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を得る画像処理部と、
前記複数のエッジ強調画像を足し合わせた合成画像を生成する画像生成部と、
前記合成画像から前記対象領域を特定する領域特定部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
対象物を検査する検査方法であって、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像処理方法により前記対象物の画像が存在する対象領域を特定する工程と、
前記合成画像のうち前記対象領域以外の画像を排除して前記対象物の画像を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程により抽出された前記対象物の画像に基づいて前記対象物を検査する検査工程と
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】
この発明は、互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像して得られる原画像において前記対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理技術ならびに当該画像処理技術を用いて対象物を検査する検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業部品などの検査対象物（以下「ワーク」という）に傷などの欠陥が無いかどうかを検査するために、ワークを撮像して得られた原画像に含まれるワークの画像（以下「検査画像」という）を、欠陥が含まれていないワークをカメラなどの撮像部で予め撮像して取得しておいた参照画像と比較し、その差異から各種欠陥の検査を行う検査方法が従来より提案されている。この検査方法を採用する場合、原画像から検査画像を良好に抽出することが検査精度を高める上で重要となる。つまり、原画像には検査画像以外に背景画像が含まれるため、原画像のうち検査画像が存在する領域（本発明の「対象領域」に相当）を特定し、それ以外に領域の画像、つまり背景画像を原画像から排除する必要がある。
【０００３】
このように背景画像を取り除いて検査画像を抽出する画像処理が従来より提案されている。例えば特許文献１に記載の装置では、種々の撮影条件でワークを含まない背景画像を予め登録しておき、ワークを撮影して得られた原画像と、その撮影条件に対応する背景画像と比較して背景画像を排除して検査画像を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来装置では、照明の照度やカメラの絞りなどを撮影条件が変化する毎に背景材をバックとして背景画像を取得している。つまり、背景は固定されており、背景画像は静的なものである。一方、産業部品などを検査の対象物とする場合、テーブルやハンドなどによってワークは検査位置に搬送され、当該検査位置で撮像される。このようにワークの周辺で種々の周辺機械要素が作動している環境下では、背景画像は一定ではなく、動的に変化する。したがって、背景画像を予め用意しておくのではなく、検査対象であるワークを撮像した原画像からワークの画像が含まれる領域（以下「対象領域」という）を特定し、その特定された対象領域に基づいて検査画像を抽出することが望まれている。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、対象物を撮像部により原画像を撮像しながら当該原画像において対象物の画像が存在する対象領域を高精度に特定することができる画像処理技術、ならびに当該画像処理技術を用いて対象物を高精度に検査することができる検査方法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】
【０００７】
本発明の第１態様は、互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像して得られる原画像において対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理方法であって、対象物への照明光を多段階に切り替えながら照明光の切替毎に対象物の原画像を照明切替画像として取得する画像取得工程と、画像取得工程で取得された照明切替画像毎に、対象物の画像のエッジを強調するエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を取得する画像処理工程と、複数のエッジ強調画像を足し合わせた合成画像を生成する画像生成工程と、合成画像から対象領域を特定する領域特定工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の第２態様は、互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像して得られる原画像において対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理装置であって、対象物への照明光を多段階に切り替えながら照明光の切替毎に対象物の原画像を照明切替画像として取得する画像取得部と、照明切替画像毎に、対象物の画像のエッジを強調するエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を得る画像処理部と、複数のエッジ強調画像を足し合わせた合成画像を生成する画像生成部と、合成画像から対象領域を特定する領域特定部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明の第３態様は、対象物を検査する検査方法であって、上記画像処理方法により対象物の画像が存在する対象領域を特定する工程と、合成画像のうち対象領域以外の画像を排除して対象物の画像を抽出する抽出工程と、抽出工程により抽出された対象物の画像に基づいて対象物を検査する検査工程とを備えることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、照明光を切り替えながら照明切替画像が取得されるとともに、各照明切替画像に対してエッジ強調処理が行われてエッジ強調画像が取得される。このように種々の照明態様で照明光を照射しながらエッジ強調画像を得ており、それらを足し合わすことで生成される合成画像では、対象物の画像のエッジが明確となる。そして、このような特性を有する合成画像から対象領域が精度良く特定される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、対象物への照明光を多段階に切り替えながら複数の照明切替画像を取得し、各照明切替画像に対してエッジ強調処理を施したエッジ強調画像を足し合わせて生成した合成画像に基づいて対象領域を特定している。したがって、対象領域を高精度に特定することができる。また、こうして特定された対象領域を用いて対象物の画像を抽出し、当該画像に基づいて対象物を検査することで対象物を高精度に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す検査装置の本体を示す平面図である。
【図３】検査装置における検査処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】検査処理において実行される対象領域の特定処理を示すフローチャートである。
【図５】上方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図６】上方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図７】上方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図８】図５ないし図７に示すエッジ強調画像から作成される合成画像および当該合成画像から抽出された検査画像を示す図である。
【図９】斜方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図１０】斜方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図１１】図９および図１０に示すエッジ強調画像から作成される合成画像および当該合成画像から抽出された検査画像を示す図である。
【図１２】側方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図１３】側方撮像部によりワークを撮像した際の照明切替画像およびエッジ強調画像の一例を示す図である。
【図１４】図１２および図１３に示すエッジ強調画像から作成される合成画像および当該合成画像から抽出された検査画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明に係る画像処理装置の一実施形態を装備する検査装置の構成を示す図である。図２は図１に示す検査装置の本体を示す平面図である。検査装置１は、例えば鍛造や鋳造などにより製造された金属製のワークＷを撮像して得られる検査画像を予め取得された参照画像とを比較することでワークＷを検査する装置である。
【００１４】
図１に示すように、検査装置１は、本体１１と、コンピュータにより構成される制御ユニット１２とを備えている。本体１１は、ステージ２と、撮像ユニット３と、光源ユニット４とを備える。ワークＷはステージ２上に載置される。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ている。
【００１５】
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、８個の斜方撮像部３２と、８個の側方撮像部３３とを備えている。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についても同様）。上方撮像部３１は、図１に示すようにステージ２の上方にてステージ２の中心から鉛直上方に延びる中心軸Ｊ１上に配置され、上方撮像部３１によりステージ２上のワークＷの上面を真上から撮像した原画像を制御ユニット１２に出力する。
【００１６】
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）、８個の斜方撮像部３２はステージ２の周囲に配置されている。８個の斜方撮像部３２は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に４５°の角度間隔（ピッチ）にて配列されている。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上のワークＷを斜め上から撮像した原画像が取得可能である。
【００１７】
本体１１を平面視した場合に、８個の側方撮像部３３も、８個の斜方撮像部３２と同様にステージ２の周囲に配置されている。８個の側方撮像部３３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に４５°の角度間隔にて配列されている。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上のワークＷを横から撮像した原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ている。
【００１８】
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に固定されている。上方光源部４１によりステージ２上のワークＷに対して真上から中心軸Ｊ１に平行な方向に沿って照明光が照射可能となっている。
【００１９】
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の周囲に配置されている。８個の斜方光源部４２は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に４５°の角度間隔にて配列されている。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の出射面の中央とワークＷ（の中心）とを結ぶ線を「斜方照明軸」と呼ぶと、当該斜方光源部４２の斜方照明軸と中心軸Ｊ１とを含む面において、当該斜方照明軸と中心軸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上のワークＷに対して斜め上から当該斜方照明軸に沿って照明光が照射可能となっている。検査装置１では、斜方光源部４２は斜方撮像部３２にそれぞれ固定されている。
【００２０】
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の周囲に配置されている。８個の側方光源部４３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に４５°の角度間隔にて配列されている。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の出射面の中央とワークＷとを結ぶ線を「側方照明軸」と呼ぶと、当該側方光源部４３の側方照明軸と中心軸Ｊ１とを含む面において、当該側方照明軸と中心軸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上のワークＷに対して横から当該側方照明軸に沿って照明光が照射可能となっている。検査装置１では、側方光源部４３は側方撮像部３３にそれぞれ固定されている。
【００２１】
このように本実施形態では、１７個の光源部（＝１個の上方光源部４１＋８個の斜方光源部４２＋８個の側方光源部４３）がステージ２の周囲をドーム状に取り囲むように配設され、互いに異なる１７個の照明方向の全部または一部から照明光をワークＷに照射可能となっている。例えば、上方撮像部３１および上方光源部４１とワークＷ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とワークＷ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とワークＷ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。
【００２２】
本実施形態では、本体１１の各部を制御するとともに後で説明するようにワークＷの検査画像を参照画像とを比較してワークＷを検査を行うために制御ユニット１２が設けられている。制御ユニット１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される演算処理部５と、参照画像データ６１、後で詳述する照明切替画像データ６２、エッジ強調画像データ６３、合成画像データ６４、対象領域データ６５および検査画像データ６６などの各種データやプログラムなどを記憶する記憶部６を備えている。演算処理部５は、上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで、ワークＷへの照明光を多段階に切り替えながら複数の照明切替画像を取得し、各照明切替画像に対して平滑化処理およびエッジ強調処理を施して複数のエッジ強調画像を取得し、エッジ強調画像を足し合わせて合成画像を生成し、合成画像に基づいて対象領域を特定し、対象領域に基づいてワークＷの画像、つまり検査画像を抽出し、検査画像と参照画像を比較してワークＷを検査する。このように、演算処理部５は、画像取得部５１、画像処理部５２、画像生成部５３、対象領域特定部５４、画像抽出部５５および検査部５６として機能する。以下、ワークＷの画像を含む原画像からの対象領域の特定およびワークＷの検査について図３ないし図１４を参照しつつ説明する。
【００２３】
図３は検査装置における検査処理の流れを示すフローチャートである。また、図４は検査処理において実行される対象領域の特定処理を示すフローチャートである。まず、ステージ２上に検査対象のワークＷが載置される（ステップＳ１）。ステージ２上には、ワークＷの形状や大きさなどに適合する保持部（図示省略）が設けられており、ワークＷの主面Ｗ１を鉛直上方に向けた状態でステージ２上の所定位置にワークＷを保持する。続いて、制御ユニット１２では、操作者による入力等に基づいて、ステージ２上のワークＷに対する撮像設定情報が取得される（ステップＳ２）。ここで、撮像設定情報は、撮像ユニット３において使用する撮像部（以下、「選択撮像部」という）と、当該選択撮像部による撮影画像の取得の際に光源ユニット４において点灯する光源部とを示す。例えばワークＷを上方、斜め方向および側方の３つの撮像方向から撮像して３つの原画像を取得し、ワークＷを検査するケース（以下、「具体例」という）には、撮像設定情報は以下のような情報を含むことがある。
【００２４】
・上方撮像部３１を選択撮像部として使用するとともに、それに適した照明方向からワークＷを照明するために全ての斜方光源部４２を光源部として点灯させる、
・８個の斜方撮像部３２のうちの一の斜方撮像部３２ａ（図２参照）を選択撮像部として使用するとともに、それに適した照明方向からワークＷを照明するために斜方光源部４２の一部を光源部として点灯させる、
・８個の側方撮像部３３のうちの一の側方撮像部３３ａ（図２参照）を選択撮像部として使用するとともに、それに適した照明方向からワークＷを照明するために側方光源部４３の一部を光源部として点灯させる、
なお、使用する撮像部の種類や数、ならびに光源部の点灯態様はこれに限定されるものではなく、ワークＷの種類などによって適宜変更してもよいことは言うまでもない。
【００２５】
ワークＷに対する撮像設定情報が取得されると、上記撮像設定情報に基づくワークＷの撮像および検査に先立って、演算処理部５は対象領域の特定処理を実行する（ステップＳ３）。まず、演算処理部５は選択撮像部（上記具体例では、上方撮像部３１、斜方撮像部３２ａおよび側方撮像部３３ａが該当）のうち対象領域の特定を完了していない一の選択撮像部を決定する（ステップＳ３１）。また、演算処理部５はステップＳ３１で決定された選択撮像部でワークＷを撮像する際に点灯する光源部（以下「点灯光源部」という）および複数の点灯パターンを設定する（ステップＳ３２）。なお、点灯パターンについては後で具体例を用いて説明するが、これらの点灯パターンを切り替えることで複数の照明態様でワークＷを照明可能となっている。
【００２６】
演算処理部５は複数の点灯パターンのうちの一の点灯パターンに切り替え、所望の点灯光源部を選択的に点灯させた状態で上記選択撮像部により撮像されたワークＷの原画像を照明切替画像として取得し、その画像データ（照明切替画像データ６２）を記憶部６に格納する（ステップＳ３３）。それに続いて、演算処理部５は照明切替画像データ６２に対して平滑化処理を実行して当該画像に含まれるノイズ成分を除去した後でワークＷの画像のエッジを強調するエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を取得し、その画像データ（エッジ強調画像データ６３）を記憶部６に格納する（ステップＳ３４）。これらの画像取得工程（ステップＳ３３）および画像処理工程（ステップＳ３４）は、全点灯パターンについて完了したと演算処理部５により判断される（ステップＳ３５で「ＹＥＳ」）まで繰り返される。この繰り返し動作によって、複数の照明態様で照明光をワークＷに照射しながら照明態様毎のエッジ強調画像が得られる。
【００２７】
次のステップＳ３６では、こうして得られた複数のエッジ強調画像を演算処理部５が足し合わせて合成画像を生成し、合成画像データ６４を記憶部６に格納する（画像生成工程）。さらに、演算処理部５は合成画像に対して二値化処理を施してステップＳ３１で決定された選択撮像部で撮像されたワークＷの原画像のうちワークＷの画像が存在する対象領域（後で説明する図８、図１１および図１４中の符号ＯＲ）を特定する（ステップＳ３７：領域特定工程）。そして、演算処理部５は選択撮像部の全てについて対象領域の特定を行ったか否かを判定し（ステップＳ３８）、全部完了していないと判定する間、ステップＳ３１に戻って上記一連の処理（＝画像取得工程＋画像処理工程＋画像生成工程＋領域特定工程）を繰り返して選択撮像部毎に対象領域を特定し、対象領域データ６５を記憶部６に格納する。
【００２８】
ここで、上記対象領域の特定処理の理解をさらに深めるために、上記具体例に基づいて対象領域の特定処理を具体的に説明する。上記具体例では、１７個の撮像部のうち上方撮像部３１、斜方撮像部３２ａ、側方撮像部３３ａの３つが選択撮像部として選択される。
【００２９】
ステップＳ３１で上方撮像部３１が「一の選択撮像部」に決定された際には、図５ないし図７に示すように、８個の斜方光源部４２の全部が点灯光源部として選択され、各斜方光源部４２を１個ずつ点灯させる合計８つの点灯パターン（Ａ−１）〜（Ａ−８）が設定される（ステップＳ３２）。なお、これらの図面（および後で説明する図９、図１０、図１２および図１３）においては、点灯される光源部４２を明示するために、ドットを付している。そして、点灯パターン（Ａ−１）に切り替えられると、点灯光源部４２ａのみが点灯する照明態様で照明切替画像ＳＧ（Ａ−１）が取得される（ステップＳ３３）。そして、照明切替画像ＳＧ（Ａ−１）に対する平滑化処理およびエッジ強調処理によってエッジ強調画像ＥＧ（Ａ−１）が取得される（ステップＳ３４）。また、点灯パターン（Ａ−２）〜（Ａ−８）に順次切り替えられる毎に上記と同様にしてエッジ強調画像ＥＧ（Ａ−２）〜ＥＧ（Ａ−８）が取得される。こうして取得された８個のエッジ強調画像ＥＧ（Ａ−１）〜ＥＧ（Ａ−８）を足し合わせることで、図８の上段に示すような合成画像が生成される（ステップＳ３６）。この合成画像に対して二値化処理を加えることで図８の下段に示すように境界線ＢＬで囲まれた対象領域ＯＲが決定される（ステップＳ３７）。なお、図８の下段に示す画像は次に説明する抽出処理によって得られる検査画像を示している。
【００３０】
また、ステップＳ３１で斜方撮像部３２ａ（図２参照）が「一の選択撮像部」に決定された際には、図９および図１０に示すように、８個の斜方光源部４２のうちの斜方光源部４２ｂ〜４２ｆ、４２ｈの５個が点灯光源部として選択され、各斜方光源部４２ｃ〜４２ｅ、４２ｈを１個ずつ点灯させる４つの点灯パターン（Ｂ−１）〜（Ｂ−４）と、５個の斜方光源部４２ｂ〜４２ｆを同時点灯させる点灯パターン（Ｂ−５）との合計５つの点灯パターンが設定される（ステップＳ３２）。そして、点灯パターン（Ｂ−１）に切り替えられると、点灯光源部４２ｈのみが点灯する照明態様で照明切替画像ＳＧ（Ｂ−１）が取得される（ステップＳ３３）。そして、照明切替画像ＳＧ（Ｂ−１）に対する平滑化処理およびエッジ強調処理によってエッジ強調画像ＥＧ（Ｂ−１）が取得される（ステップＳ３４）。また、点灯パターン（Ｂ−２）〜（Ｂ−５）に順次切り替えられる毎に上記と同様にしてエッジ強調画像ＥＧ（Ｂ−２）〜ＥＧ（Ｂ−５）が取得される。こうして取得された６個のエッジ強調画像ＥＧ（Ｂ−１）〜ＥＧ（Ｂ−５）を足し合わせることで、図１１の上段に示すような合成画像が生成される（ステップＳ３６）。この合成画像に対して二値化処理を加えることで図１１の下段に示すように境界線ＢＬで囲まれた対象領域ＯＲが決定される（ステップＳ３７）。なお、図１１の下段に示す画像は次に説明する抽出処理によって得られる検査画像を示している。
【００３１】
さらに、ステップＳ３１で斜方撮像部３３ａ（図２参照）が「一の選択撮像部」に決定された際には、図１２および図１３に示すように、８個の側方光源部４３のうちの側方光源部４３ｂ〜４３ｆの５個が点灯光源部として選択され、各側方光源部４３ｃ〜４３ｅを１個ずつ点灯させる３つの点灯パターン（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）と、５個の側方光源部４３ｂ〜４３ｆを同時点灯させる点灯パターン（Ｃ−４）との合計４つの点灯パターンが設定される（ステップＳ３２）。そして、点灯パターン（Ｃ−１）に切り替えられると、側方光源部４３ｄのみが点灯する照明態様で照明切替画像ＳＧ（Ｃ−１）が取得される（ステップＳ３３）。そして、照明切替画像ＳＧ（Ｃ−１）に対する平滑化処理およびエッジ強調処理によってエッジ強調画像ＥＧ（Ｃ−１）が取得される（ステップＳ３４）。また、点灯パターン（Ｃ−２）〜（Ｃ−４）に順次切り替えられる毎に上記と同様にしてエッジ強調画像ＥＧ（Ｃ−２）〜ＥＧ（Ｃ−４）が取得される。こうして取得された４個のエッジ強調画像ＥＧ（Ｃ−１）〜ＥＧ（Ｃ−４）を足し合わせることで、図１４の上段に示すような合成画像が生成される（ステップＳ３６）。この合成画像に対して二値化処理を加えることで図１４の下段に示すように境界線ＢＬで囲まれた対象領域ＯＲが決定される（ステップＳ３７）。なお、図１４の下段に示す画像は次に説明する抽出処理によって得られる検査画像を示している。
【００３２】
次に、図３に戻って説明を続ける。対象領域ＯＲ図８、図１１、図１４参照）の特定が完了すると、演算処理部５は合成画像データ６４および対象領域データ６５を記憶部６から読み出し、それらに基づいて検査画像を合成画像から抽出する（ステップＳ４：抽出工程）。すなわち、合成画像のうち対象領域ＯＲ以外の画像が背景画像として面積閾値で排除されてワークＷの画像、つまり検査画像が抽出され（図８、図１１、図１４の下段参照）、検査画像データ６６が記憶部６に格納される。そして、演算処理部５は予め記憶部６に記憶されているワークＷの参照画像のデータ、つまり参照画像データ６１を記憶部６から読み出す（ステップＳ５：読出工程）。この参照画像は傷などの欠陥のないワークＷを撮像設定情報に基づいて撮像して得られる撮影画像であり、検査前に取得され、記憶部６に記憶されている。最後に、演算処理部５は検査画像と参照画像を比較してワークＷに傷などの欠陥が存在するか否かを検査する（ステップＳ６：検査工程）。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、照明光を切り替えながら照明切替画像を取得するとともに、各照明切替画像に対してエッジ強調処理を行ってエッジ強調画像を取得し、さらにそれらのエッジ強調画像を足し合わせて合成画像を生成している。したがって、合成画像においてワークＷのエッジが明確となり、それからワークＷの画像（検査画像）が存在する対象領域を精度良く特定することができる。しかも、こうして特定された対象領域を用いて検査画像を抽出しているので、ワークＷを高精度に検査することができる。
【００３４】
上記実施形態では、ワークＷが本発明の「対象物」の一例に相当している。また、演算処理部５が本発明の「画像処理装置」として機能している。
【００３５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば本実施形態では、全選択撮像部について対象領域の特定が完了した後で上記抽出工程、読出工程および検査工程を行っているが、抽出工程、読出工程および検査工程の実行タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば選択撮像部毎に対象領域の特定と抽出工程とを連続して行ってもよい。また、選択撮像部毎に対象領域の特定、抽出工程、読出工程および検査工程を行ってもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、１７個の撮像部のうち３つの撮像部３１、斜方撮像部３２ａ側方撮像部３３ａを選択撮像部として選択する検査装置に本発明を適用しているが、選択撮像部の種類や個数などはこれに限定されるものではない。また、本発明を１７個の撮像部と１７個の光源部とを備えた検査装置に適用しているが、撮像部や光源部の個数や装置の種類は上記実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像する撮像ユニットを備えた装置全般に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、互いに異なる複数の照明方向の全部または一部から照明光が照射された対象物を撮像して得られる原画像において前記対象物の画像が存在する対象領域を特定する画像処理技術全般ならびに当該画像処理技術を用いて対象物を検査する検査方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…検査装置
５…演算処理部（画像処理装置）
３１…上方撮像部
３２…斜方撮像部
３３…側方撮像部
４１…上方光源部
４２…斜方光源部
４３…側方光源部
５１…画像取得部
５２…画像処理部
５３…画像生成部
５４…対象領域特定部
５５…画像抽出部
５６…検査部
ＯＧ…対象領域
ＳＧ…照明切替画像
Ｗ…ワーク（対象物）
【図１】
2019061317.tif 000003
【図２】
2019061317.tif 000004
【図３】
2019061317.tif 000005
【図４】
2019061317.tif 000006
【図５】
2019061317.tif 000007
【図６】
2019061317.tif 000008
【図７】
2019061317.tif 000009
【図８】
2019061317.tif 000010
【図９】
2019061317.tif 000011
【図１０】
2019061317.tif 000012
【図１１】
2019061317.tif 000013
【図１２】
2019061317.tif 000014
【図１３】
2019061317.tif 000015
【図１４】
2019061317.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月10日(2018.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理方法であって、
前記領域特定工程は、前記合成画像に二値化処理を施して前記対象領域を特定する画像処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本実施形態では、本体１１の各部を制御するとともに後で説明するようにワークＷの検査画像を参照画像とを比較してワークＷの検査を行うために制御ユニット１２が設けられている。制御ユニット１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される演算処理部５と、参照画像データ６１、後で詳述する照明切替画像データ６２、エッジ強調画像データ６３、合成画像データ６４、対象領域データ６５および検査画像データ６６などの各種データやプログラムなどを記憶する記憶部６を備えている。演算処理部５は、上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで、ワークＷへの照明光を多段階に切り替えながら複数の照明切替画像を取得し、各照明切替画像に対して平滑化処理およびエッジ強調処理を施して複数のエッジ強調画像を取得し、エッジ強調画像を足し合わせて合成画像を生成し、合成画像に基づいて対象領域を特定し、対象領域に基づいてワークＷの画像、つまり検査画像を抽出し、検査画像と参照画像を比較してワークＷを検査する。このように、演算処理部５は、画像取得部５１、画像処理部５２、画像生成部５３、対象領域特定部５４、画像抽出部５５および検査部５６として機能する。以下、ワークＷの画像を含む原画像からの対象領域の特定およびワークＷの検査について図３ないし図１４を参照しつつ説明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
次に、図３に戻って説明を続ける。対象領域ＯＲ（図８、図１１、図１４参照）の特定が完了すると、演算処理部５は合成画像データ６４および対象領域データ６５を記憶部６から読み出し、それらに基づいて検査画像を合成画像から抽出する（ステップＳ４：抽出工程）。すなわち、合成画像のうち対象領域ＯＲ以外の画像が背景画像として面積閾値で排除されてワークＷの画像、つまり検査画像が抽出され（図８、図１１、図１４の下段参照）、検査画像データ６６が記憶部６に格納される。そして、演算処理部５は予め記憶部６に記憶されているワークＷの参照画像のデータ、つまり参照画像データ６１を記憶部６から読み出す（ステップＳ５：読出工程）。この参照画像は傷などの欠陥のないワークＷを撮像設定情報に基づいて撮像して得られる撮影画像であり、検査前に取得され、記憶部６に記憶されている。最後に、演算処理部５は検査画像と参照画像を比較してワークＷに傷などの欠陥が存在するか否かを検査する（ステップＳ６：検査工程）。