(57)【要約】【課題】検査対象に要求されるざらつきの度合いに対して、異常部分を特定する検査装置等を提供する。【解決手段】シート状の検査対象（Ｓ）を検査する検査装置１０において、斜め方向から照明された検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された検査対象の画像を取得し（Ｓ１）、取得した画像を微分フィルタで微分処理し（Ｓ２）、微分処理された画像を、所定の領域ｒ毎に区分して、所定の領域ｒ毎の統計量を算出し（Ｓ４）、各所定の領域ｒの統計量に基づき検査対象を検査する（Ｓ５）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の検査対象を検査する検査装置において、
斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得手段と、
前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分手段と、
前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出手段と、
各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査手段と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記検査手段が、各前記所定の領域の統計量が、所定の値の範囲内にある否かを判定して、前記検査対象を検査することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の検査装置において、
前記微分処理された画像に対して、クロージング処理を行うクロージング処理手段を更に備え、
前記領域統計量算出手段が、前記クロージング処理された画像を、前記所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置において、
前記統計量が、平均輝度であることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
シート状の検査対象を検査する検査方法において、
画像取得手段が、斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得ステップと、
微分手段が、前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分ステップと、
領域統計量算出手段が、前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出ステップと、
検査手段が、各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査ステップと、
を含むことを特徴とする検査方法。
【請求項６】
シート状の検査対象を検査する検査装置用のプログラムにおいて、
コンピュータを、
斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得手段、
前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分手段、
前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出手段、および、
各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査手段として機能させることを特徴とする検査装置用のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査方法、および、検査装置用のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、壁紙やフィルムなどのシート表面のざらつきを検査する方法として、接触式の他に非接触式のものがある。非接触式の方法としては、検査対象を撮像し、その画像データからざらつきなどの凹凸を検知する方法などが知られている。例えば、特許文献１には、被検査体の表面を撮像した画像データに対する濃度ヒストグラムと、多数の良品のサンプルから求めておいた各濃度ヒストグラムの平均と標準偏差それぞれの平均値を持つ正規分布に従う理論度数との差に相当する適合係数を求め、適合係数の度数分布が双峰性であれば、その谷を閾値として、被検査体の表面状態を検定する表面状態検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１５２２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術では、検査対象の画像データの濃度ヒストグラムと標準偏差とから異常の有無を判断するのみであるため、異常部分の位置を検出することができないという欠点があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、検査対象に要求されるざらつきの度合いに対して、異常部分を特定する検査装置等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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シート状の検査対象を検査する検査装置において、斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得手段と、前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分手段と、前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出手段と、各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査装置において、前記検査手段が、各前記所定の領域の統計量が、所定の値の範囲内にある否かを判定して、前記検査対象を検査することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の検査装置において、前記微分処理された画像に対して、クロージング処理を行うクロージング処理手段を更に備え、前記領域統計量算出手段が、前記クロージング処理された画像を、前記所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置において、前記統計量が、平均輝度であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、シート状の検査対象を検査する検査方法において、画像取得手段が、斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得ステップと、微分手段が、前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分ステップと、領域統計量算出手段が、前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出ステップと、検査手段が、各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、シート状の検査対象を検査する検査装置用のプログラムにおいて、コンピュータを、斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得手段、前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分手段、前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出手段、および、各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、斜め方向から照明された検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された検査対象の画像を取得することにより、検査対象の表面の凸凹のざらつきが映えた画像を取得でき、取得した画像を微分フィルタで微分処理することによりざらつきが強調され、微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、所定の領域毎の統計量を算出し、各所定の領域の統計量に基づき検査対象を検査することにより、ざらつきの度合いを所定の領域毎の統計量で表し、領域毎に判定できるので、検査対象に要求されるざらつきの度合いに対して、異常部分を精度よく特定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る検査システムの概要構成例を示す模式図である。
【図２】図１の検査装置の概要構成の一例を示すブロック図である。
【図３】検査装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】撮影画像の一例を示す模式図である。
【図５】微分処理後の画像の一例を示す模式図である。
【図６】クロージング処理後の画像の一例を示す模式図である。
【図７】区分けした領域の一例を示す模式図である。
【図８】異常部分の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、検査システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００１５】
［１．検査システム１の構成および機能概要］
（１．１  検査システム１の構成および機能）
まず、本発明の一実施形態に係る検査システムの構成および概要機能について、図１を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る検査システムの概要構成例を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、検査システム１は、ロール３ａから巻き出されたシートＳを搬送する搬送装置３と、検査対象の一例であるシートＳを検査する検査装置１０と、シートＳの表面を撮影する撮影装置２０と、撮影のためシートＳを照明する照明装置３０と、を備えている。ここで、シート状の検査対象の一例であるシートＳの表面には、例えば、木目等の柄が印刷され、ざらつきがある。インクの自体により凹凸が形成されたり、植物の導管を模した型により凹凸が形成されたりする。
【００１８】
搬送装置３は、シートＳを巻き出すロール３ａ、検査されたシートＳを巻き取るロール３ｂと、巻き出されたシートＳをガイドするガイドロール３ｃとを有する。シートＳは、ｙ軸方向に搬送される。
【００１９】
検査装置１０は、搬送装置３、撮影装置２０、照明装置３０等に接続している。検査装置１０は、巻き出されたシートＳの位置情報を搬送装置３から取得する。検査装置１０は、撮影装置２０から画像データを取得する。検査装置１０は、照明装置３０の照明を制御する。
【００２０】
撮影装置２０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮影素子を有するカメラである。撮影装置２０は、２次元の撮影素子を有するエリアセンサ、１次元の撮影素子を有するラインセンサのどちらを使用してもよい。また、撮影装置２０は、カラーまたは白黒の画像を撮影する。
【００２１】
撮影装置２０は、光軸がシートＳの表面に対してほぼ垂直（ｚ軸方向）に向くように設置されている。
【００２２】
なお、撮影装置２０がラインセンサの場合、撮影装置２０は、シートＳの幅方向（ｘ軸方向（図示せず））をカバーできればよく、１台でも複数台でもよい。なお、撮影装置２０の台数が少ないと、ラインの方向が長いラインセンサが必要になる。
【００２３】
照明装置３０は、例えば、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子等の発光体の光源である。使用する撮影装置２０の種類に合わせて、照明装置３０のタイプが選択される。例えば、撮影装置２０がエリアセンサの場合は、照明装置３０のタイプは面照明である。撮影装置２０が、ラインセンサの場合は、直線の照明である。
【００２４】
図１に示すように、照明装置３０は、シートＳの表面の垂直方向に対して、角度φ（例えば、４５°〜８５°）傾けて設置される。シートＳは、照明装置３０により、角度φで斜め方向から照明され、ざらつきが目立つようになる。撮影装置２０の光軸は、シートＳの表面に対して垂直であるので、照明装置３０は、撮影装置２０の光軸に対して角度φ傾けた位置に設置されている。凹凸による影が写るように、撮影装置２０は、斜め方向から照明されたシートＳに対して、斜め方向と異なる方向から撮影する。
【００２５】
図１に示すように、検査装置１０は、搬送装置３、撮影装置２０および照明装置３０と、ケーブル等で接続されている。撮影装置２０は、ケーブルを介して、画像データを検査装置１０に転送する。
【００２６】
（１．２  検査装置１０の構成および機能）
次に、検査装置１０の構成および機能について、図２を用いて説明する。
【００２７】
図２は、検査装置１０の概要構成の一例を示すブロック図である。
【００２８】
図２に示すように、コンピュータである検査装置１０は、検査装置１０を制御する制御部１１と、データを記憶する記憶部１２と、撮影装置２０等と通信する通信部１３と、情報を画面表示する出力部１４と、入力を受け付ける操作部１５と、を備えている。
【００２９】
制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有する。制御部１１は、ＣＰＵが、ＲＯＭや、ＲＡＭに記憶された各種制御プログラムを読み出して、各種の画像処理を実行する。制御部１１が、検査装置１０の記憶部１２等の各部を制御する。なお、これらのプログラムを記憶した記録媒体等を制御部１１が読み出し実行してもよい。
【００３０】
記憶部１２は、例えば、ハードディスクドライブ、シリコンディスク等により構成されている。記憶部１２には、撮影した画像データ、画像処理用のフィルタ等が記憶されている。
【００３１】
また、記憶部１２には、オペレーティングシステムおよびサーバプログラム等の各種プログラムが記憶されていてもよい。なお、各種プログラムは、例えば、他のサーバ等からネットワークを介して取得されるようにしてもよいし、記録媒体に記録されてドライブ装置を介して読み込まれるようにしてもよい。
【００３２】
通信部１３は、搬送装置３、撮影装置２０、照明装置３０等との通信を制御する。
【００３３】
出力部１４は、例えば、液晶表示素子またはＥＬ（Electro Luminescence）素子等によって構成されている。
【００３４】
操作部１５は、例えばキーボードおよびマウス等によって構成されている。
【００３５】
［２．検査システムの動作］
次に、本発明の１実施形態に係る検査システムの動作について図２から図８を用いて説明する。
【００３６】
（２．１  検査システムの動作例）
まず、検査システムの動作例について、図３から図９を用いて説明する。
【００３７】
図３は、検査装置の動作例を示すフローチャートである。図４は、撮影画像の一例を示す模式図である。図５は、微分処理後の画像の一例を示す模式図である。図６は、クロージング処理後の画像の一例を示す模式図である。図７は、区分けした領域の一例を示す模式図である。図８は、異常部分の一例を示す模式図である。
【００３８】
検査システム１の搬送装置３は、ロール３ａからシートＳを所定の量を巻き出す。ロール３ａから巻き出されたシートＳは、ガイドロール３ｃを、所定の速度で通過して、ロール３ｂに巻き取られる。
【００３９】
検査装置１０は、搬送装置３からロール３ａのエンコーダのデータを取得する。
【００４０】
撮影装置２０は、ガイドロール３ｃ間で所定の速度で、搬送されている、照明装置３０に照明されたシートＳを撮影する。
【００４１】
図３に示すように、検査装置１０は、画像を取得する（ステップＳ１）。具体的には、検査装置１０の制御部１１は、撮影装置２０から、所定の速度で搬送されているシートＳの画像データを取得する。例えば、制御部１１は、図４に示すような画像の画像データを取得する。
【００４２】
撮影装置２０がラインセンサの場合、制御部１１は、線状の撮影領域を、所定の時間、通過したシートＳの画像データを取得し、２次元画像として取得する。撮影装置２０がエリアセンサの場合、所定の距離を搬送されたシートＳの画像データを取得する。なお、制御部１１は、撮影装置２０にバッファされている画像データを、所定の時間間隔で取得して、２次元画像になるように画像データを取得してもよい。
【００４３】
このように、検査装置１０は、斜め方向から照明された前記検査対象に対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影された前記検査対象の画像を取得する画像取得手段の一例として機能する。
【００４４】
次に、検査装置１０は、微分フィルタ処理を行う（ステップＳ２）。具体的には、制御部１１は、微分フィルタを用いて、取得した画像データを微分処理して、輝度の変化が大きい画素が強調された微分処理画像を生成する。例えば、制御部１１は、図４に示すような画像に対して、図５に示すような微分処理画像を生成する。画像データに微分フィルタをかけて画像からざらつき（凹凸）が抽出される。なお、微分フィルタの大きさはＭ×Ｎで、３×３のようにＭ＝Ｎでもよい。また、ノイズ除去のために平滑化フィルタと組み合わせてもよい。
【００４５】
このように、検査装置１０は、前記取得した画像を微分フィルタで微分処理する微分手段の一例として機能する。
【００４６】
次に、検査装置１０は、クロージング処理を行う（ステップＳ３）。具体的には、制御部１１は、微分処理画像を画像の各画素に対して、その近傍の画素の中で最も明るい画素と入れ替える膨張処理をＮ回行う。制御部１１は、膨張処理の後の画像の各画素に対して、近傍の画素の中で最も暗い画素の値と入れ替える収縮処理をＮ回行う。制御部１１は、膨張処理および収縮処理を数回（例えば３回）繰り返し、クロージング処理された画像を生成する。例えば、図６に示すように、クロージング処理をした画像が生成される。図６に示すように、ざらつきの度合いが高いところは、明るくなり、滑らかな部分は、暗くなる。なお、クロージング処理のフィルタのサイズは、例えば１５×１５等の任意である。
【００４７】
このように、検査装置１０は、前記微分処理された画像に対して、クロージング処理を行うクロージング処理手段の一例として機能する。
【００４８】
次に、検査装置１０は、画像を所定の領域毎に区分し、平均輝度を算出する（ステップＳ４）。具体的には、図７に示すように、制御部１１は、クロージング処理をした画像を、所定の領域ｒに分割する。制御部１１は、領域ｒに含まれる画素の値から、各領域ｒの平均輝度を統計量として算出する。なお、制御部１１は、統計量として、領域ｒに含まれ、値が所定値以上である画素の数でもよいし、この画素の数を、領域ｒの画素数で割ってもよい。ざらつきの違いが画像の輝度値の違いに変換される。
【００４９】
このように、検査装置１０は、前記微分処理された画像を、所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出手段の一例として機能する。検査装置１０は、前記クロージング処理された画像を、前記所定の領域毎に区分して、前記所定の領域毎の統計量を算出する領域統計量算出手段の一例として機能する。
【００５０】
次に、検査装置１０は、各領域ｒに対して、平均輝度が所定の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５）。平均輝度の所定の範囲は、検査対象に要求されるざらつきの度合いにより、決定される。検査対象に要求されるざらつきの度合いの上限および下限が設定され、制御部１１は、各領域ｒに対して、平均輝度が、上限の輝度以下で、かつ下限の輝度以上かを判定する。なお、より滑らかな製品が要求される場合、制御部１１は、平均輝度が所定値以下の場合であるか否か、すなわち、０から所定値の範囲である否かを判定する。なお、所定の範囲、所定値等の閾値は、予め異常のないシートＳを用いて決定される。
【００５１】
このように、検査装置１０は、各前記所定の領域の統計量に基づき前記検査対象を検査する検査手段の一例として機能する。検査装置１０は、各前記所定の領域の統計量が、所定の値の範囲内にある否かを判定して、前記検査対象を検査する検査手段の一例として機能する。
【００５２】
各領域ｒの平均輝度が所定の範囲内でない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、検査装置１０は、異常部分を抽出し、位置座標を算出する（ステップＳ６）。具体的には、制御部１１は、平均輝度が所定の範囲内でない領域ｒを異常部分として抽出し、領域ｒの位置座標（ｘ、ｙ）を算出する。位置座標（ｘ、ｙ）は、領域ｒの重心の座標、隅の座標等である。また、位置座標（ｘ、ｙ）の代わりに、領域ｒの順番でもよい。例えば、図７の図中、左上から順番に横に番号付けして、右端に行ったら、一段下の領域に移るように番号付けする。
【００５３】
なお、図８に示すように、異常部分の領域ｒを集め、連結している塊Ｒ１、Ｒ２を異常部分としてもよい。
【００５４】
制御部１１は、領域ｒの位置座標の情報はシートＳの位置に対応するので、搬送装置３からの巻き出し情報と異常がある領域ｒの位置情報とを組み合わせて、異常部分を特定するＩＤに関連付けて、記憶部１２に記憶する。
【００５５】
各領域の平均輝度が所定の範囲内である場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、または、ステップＳ６の処理の後、検査装置１０は、終了か否かを判定する（ステップＳ７）。例えば、制御部１１は、搬送装置３からのデータに基づき、搬送装置３によるシートＳの搬送が終了したか否かを判定する。また、制御部１１は、検査装置１０の電源や、プログラムの終了を判定してもよい。
【００５６】
終了でない場合（ステップＳ７；ＮＯ）、検査装置１０は、ステップＳ１に戻り、搬送されているシートＳの画像を取得する。撮影装置２０がエリアセンサの場合、シートＳが撮影装置２０の撮影領域分を通過した後に、撮影装置２０が画像を撮影して、検査装置１０に画像データを転送する。
【００５７】
終了である場合（ステップＳ７；ＹＥＳ）、検査装置１０は、検査を終了する。
【００５８】
以上、本実施形態によれば、照明装置３０により斜め方向から照明された検査対象の一例のシートＳに対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影されたシートＳの画像を取得することにより、シートＳの表面の凸凹のざらつきが映えた画像を取得でき、取得した画像を微分フィルタで微分処理することによりざらつきが強調され、微分処理された画像を、所定の領域ｒ毎に区分して、所定の領域ｒ毎の統計量を算出し、各所定の領域ｒの統計量に基づきシートＳを検査することにより、ざらつきの度合いを所定の領域ｒ毎の統計量で表し、領域ｒ毎に判定できるので、シートＳの表面に要求されるざらつきの度合いに対して、異常部分を精度よく特定できる。
【００５９】
また、照明装置３０により斜め方向から照明されたシートＳに対して、当該斜め方向と異なる方向から撮影するので、シートＳの表面のざらつき以外の絵柄や模様などを除きながら、ざらつきのみを抽出しやすくなる。
【００６０】
ざらつきの違いを画像の輝度値等の統計量の違いへと変換することができるため、絵柄等の影響を受けず、より簡便に精度よくざらつきの違いを検知することができる。
【００６１】
また、異常部分の位置座標を区分した領域の位置として特定することができる。
【００６２】
各所定の領域ｒの統計量（例えば、平均輝度）が、所定の値の範囲内にある否かを判定して、検査対象であるシートＳを検査する場合、要求されるざらつき度から外れた検査対象を特定することができる。
【００６３】
微分処理された画像に対して、クロージング処理を行い、クロージング処理された画像を、所定の領域毎に区分して、所定の領域ｒ毎の統計量を算出する場合、微分処理により凹凸の部分が強調され、クロージング処理により、ざらついたところ、すなわち、明るい画素の近傍に他の明るい画素があるとその部分がまとまり、ざらついたところと、滑らかなところとが見分けやすくなる。
【００６４】
統計量が、平均輝度である場合、平均輝度により、ざらつきの度合いを表すことができる。
【符号の説明】
【００６５】
１：検査システム
１０：検査装置
２０：撮影装置
３０：照明装置
Ｓ：シート（検査対象）
【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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