(57)【要約】【課題】幾何学的な変換処理を行うことなく、画像に表れる２次元方向のワークの傾きの補正を自動的に行うことができるようにする。【解決手段】傾き画像生成部１０１は、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像１９２を生成し、差分画像生成部１０２は、観測高さ画像１９１と傾き画像１９２との輝度の差分を画素ごとに計算することにより、観測高さ画像１９１と傾き画像１９２との差分画像を生成し、分散値計算部１０３は、差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算し、傾き補正部１０４は、差分画像の輝度ヒストグラムの分散値が所定値以下になるように傾き画像１９２の傾きを補正する。【選択図】      図１
2008241569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像を生成する傾き画像生成手段と、
ワークを観測して得られた観測高さ画像と前記傾き画像との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成する差分画像生成手段と、
前記差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算する分散値計算手段と、
前記分散値が所定値以下になるように前記傾き画像が示す傾きを補正する傾き補正手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記傾き補正手段は、前記傾き画像が示す縦方向の傾きに基づいて、前記縦方向についての前記観測高さ画像の傾きを補正するとともに、前記傾き画像が示す横方向の傾きに基づいて、前記横方向についての前記観測高さ画像の傾きを補正することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記傾き補正手段は、黄金分割法に基づいて前記傾き画像が示す傾きを補正することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ワークを支持しながら、前記縦方向または前記横方向に傾くことが可能な電動ステージと、
前記傾き補正手段にて補正された前記傾き画像が示す傾きに基づいて、前記電動ステージの傾きを制御するための指令を与えるステージ移動指令手段とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ワークの観測高さ画像を計測する３次元計測装置をさらに備え、
前記３次元計測装置は、前記傾き補正手段による補正に使われる観測高さ画像を低倍率で計測し、前記傾き補正手段による前記傾き画像が示す傾きの補正結果に基づいて、前記ワークを高倍率で観測することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項６】
縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像を生成するステップと、
ワークを観測して得られた観測高さ画像と前記傾き画像との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成するステップと、
前記差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算するステップと、
前記分散値が所定値以下になるように前記傾き画像が示す傾きを補正するステップとを備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像を生成するステップと、
ワークを観測して得られた観測高さ画像と前記傾き画像との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成するステップと、
前記差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算するステップと、
前記分散値が所定値以下になるように前記傾き画像が示す傾きを補正するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関し、特に、ワーク（物体）を撮影した画像に表れる傾きを画像処理にて補正する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
微細な構造を持つウェハや基板などのワークを検査する場合、ワークに傾きがあると、マッチングや領域判定などの精度が劣化する。
また、顕微鏡などによってワークを計測する場合、固定治具を用いたり、計測装置の寸法精度を上げたりした場合においても、レンズ倍率によっては、計測装置の視野内でワークや計測装置の微小な姿勢の変化や微小な反りなどが強調されることがある。
【０００３】
さらに、被写界深度の浅い光学系によってワークを撮影する場合、ワークに傾きがあると、画像がぼけるため、必要な分解能で観察領域を撮影できなくなる。
このため、ワークを撮影した画像に表れる傾きを画像処理にて補正することで、ワークや計測装置の傾きに対して対処することが行われている。
ここで、ワークを撮影した画像に表れる傾きを画像処理にて補正する方法としては、ワークの平坦部分と想定される領域を予め人手で指定し、指定した領域の法線ベクトルを計算し、その法線ベクトルに基づいて幾何変換を行う方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、特許文献２には、エッジ抽出画像を水平方向に対して予め決められた角度ごとに回転させて得られた輝度ヒストグラムの分散値に基づいて、画像の傾き検出を行う方法が開示されている。
また、非特許文献１には、画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算することにより、コントラストやノイズなどの画像の統計情報を得る方法が開示されている。
【０００５】
また、非特許文献２には、１次元の未知の関数を最適化するパラメータの設定方法として黄金分割法、２次元の未知の関数を最適化するパラメータの設定方法として滑降シンプレックス法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２８１０４６号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８６４３号公報
【非特許文献１】ディジタル画像処理、財団法人画像情報教育新興協会、２００４、ｐｐ．７０−７６
【非特許文献２】Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｒｅｃｉｐｅｓ  ｉｎ  Ｃ、株式会社技術評論社、１９９３、ｐｐ．２８５−２９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、画像に表れるワークの傾きを画像処理にて補正するために、３次元座標変換に基づいてワークの観測データを幾何学的に変換する方法では、処理時間が膨大になることから、例えば、インラインにてワークの検査を行うような用途には適用が困難であるという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、ワークの平坦部分と想定される領域を予め人手で指定する必要があることから、ワークの形状が既知である場合にしか適用することができず、自動化も難しいという問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献２に開示された方法では、１次元方向（Ｘ軸方向）の傾きの補正にしか適用することができず、２次元方向（ＸＹ軸方向）の傾きの補正には適用することができないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、幾何学的な変換処理を行うことなく、画像に表れる２次元方向のワークの傾きの補正を自動的に行うことが可能な画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の画像処理装置によれば、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像を生成する傾き画像生成手段と、ワークを観測して得られた観測高さ画像と前記傾き画像との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成する差分画像生成手段と、前記差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算する分散値計算手段と、前記分散値が所定値以下になるように前記傾き画像が示す傾きを補正する傾き補正手段とを備えることを特徴とする。
これにより、幾何学的な変換処理を行うことなく、画像に表れる２次元方向の傾きを自動的に補正することが可能となり、ワークや計測装置が傾いている場合においても、処理時間の増大を抑制しつつ、ワークの検査精度を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２記載の画像処理装置によれば、前記傾き補正手段は、前記傾き画像が示す縦方向の傾きに基づいて、前記縦方向についての前記観測高さ画像に表れる傾きを補正するとともに、前記傾き画像が示す横方向の傾きに基づいて、前記横方向についての前記観測高さ画像に表れる傾きを補正することを特徴とする。
これにより、２次元探索問題を１次元探索問題に置き換えることが可能となり、２次元方向に傾いているワークが撮影された場合においても、処理時間の増大を抑制しつつ、画像に表れるワークの傾きを補正することができる。
【００１０】
また、請求項３記載の画像処理装置によれば、前記傾き補正手段は、黄金分割法に基づいて前記傾き画像が示す傾きを補正することを特徴とする。
これにより、１次元の未知の関数を最適化するパラメータを設定することができ、幾何学的な変換処理を行うことなく、画像に表れる２次元方向の傾きの補正を自動的に行うことが可能となる。
【００１１】
また、請求項４記載の画像処理装置によれば、前記ワークを支持しながら、前記縦方向または前記横方向に傾くことが可能な電動ステージと、前記傾き補正手段にて補正された前記傾き画像が示す傾きに基づいて、前記電動ステージの傾きを制御するための指令を与えるステージ移動指令手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークや計測装置が傾いている場合においても、ワークが傾いていない状態でワークを計測することが可能となり、ワークの検査精度を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項５記載の画像処理装置によれば、前記ワークの観測高さ画像を計測する３次元計測装置をさらに備え、前記３次元計測装置は、前記傾き補正手段による補正に使われる観測高さ画像を低倍率で計測し、前記傾き補正手段による前記傾き画像が示す傾きの補正結果に基づいて、前記ワークを高倍率で観測することを特徴とする。
これにより、ワークを高倍率で撮影するごとに画像に表れる傾きの補正処理を行う必要がなくなり、ワークの傾きが一様に補正された状態で高分解能かつ高速にワークを観測することが可能となる。
【００１３】
また、請求項６記載の画像処理方法によれば、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像を生成するステップと、ワークを観測して得られた観測高さ画像と前記傾き画像との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成するステップと、前記差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算するステップと、前記分散値が所定値以下になるように前記傾き画像が示す傾きを補正するステップとを備えることを特徴とする。
これにより、ワークの形状が未知である場合においても、処理時間の増大を抑制しつつ、画像に表れる２次元方向の傾きを自動的に補正することが可能となり、インラインにてワークの検査を行うような用途にも適用することができる。
【００１４】
また、請求項７記載の画像処理プログラムによれば、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像を生成するステップと、ワークを観測して得られた観測高さ画像と前記傾き画像との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成するステップと、前記差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算するステップと、前記分散値が所定値以下になるように前記傾き画像が示す傾きを補正するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
これにより、既存の画像処理アルゴリズムや画像処理ソフトウェアや画像処理プロセッサに画像に表れる傾き補正機能を搭載することが可能となり、既存の検査装置や観察装置などに傾き補正処理を適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ワークを観測して得られた観測高さ画像と、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像とを比較することにより、傾き画像が示す傾きを縦方向または横方向に補正することができ、幾何学的な変換処理を行うことなく、画像に表れる２次元方向のワークの傾きを自動的に補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る画像処理装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、画像処理装置１０２０には、ワークの観測高さ画像１９１の傾き補正処理を行う傾き補正処理部１００、傾き補正処理部１００にて傾き補正された観測高さ画像１９１と参照高さ画像１０９１とのマッチング処理を行うマッチング処理部１００１およびマッチング処理部１００１によるマッチング結果に基づいてワークの異常検出処理を行う異常検出処理部１００２が設けられている。
【００１７】
そして、画像処理装置１０２０は、ワークの観測高さ画像１９１を計測する３次元計測装置１０２１、参照高さ画像１０９１を作成するＣＡＤ１０２２およびワークの観測高さ画像１９１やワークの異常検出箇所などを表示する表示装置１０２３に接続されている。
なお、観測高さ画像１９１は、２次元方向（縦方向および横方向）にワークを走査しながら計測された高さデータを画素ごとに輝度に変換した画像である。そして、観測高さ画像１９１では、ワークの高さが高い部分の輝度は高く、ワークの高さが低い部分の輝度は低く設定することができる。
【００１８】
また、参照高さ画像１０９１はＣＡＤ１０２２にて作成してもよいし、３次元計測装置１０２１による実測データをそのまま使用してもよい。
ここで、画像処理装置１０２０には、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像１９２を生成する傾き画像生成部１０１、ワークを観測して得られた観測高さ画像１９１と傾き画像１９２との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像を生成する差分画像生成部１０２、差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算する分散値計算部１０３および分散値計算部１０３にて計算された分散値が所定値以下になるように傾き画像１９２の傾きを補正する傾き補正部１０４が設けられている。
【００１９】
そして、傾き補正部１０４は、縦方向の傾きを示す傾き画像１９２の傾きに基づいて、縦方向についての観測高さ画像１９１の傾きを補正するとともに、横方向の傾きを示す傾き画像１９２の傾きに基づいて、横方向についての観測高さ画像１９１の傾きを補正することができる。また、傾き補正部１０４は、傾き画像１９２で示される傾きを補正する場合、黄金分割法に基づいて１次元の未知の関数を最適化するパラメータを設定することができる。
【００２０】
そして、３次元計測装置１０２１はワークの観測高さ画像１９１を計測すると、画像処理装置１０２０に出力する。そして、画像処理装置１０２０が観測高さ画像１９１を受け取ると、傾き画像生成部１０１は、縦方向または横方向の傾きを示す傾き画像１９２を生成し、差分画像生成部１０２に出力する。そして、差分画像生成部１０２は、傾き画像１９２を差分画像生成部１０２から受け取ると、観測高さ画像１９１と傾き画像１９２との輝度の差分を画素ごとに計算することにより、観測高さ画像１９１と傾き画像１９２との差分画像を生成し、分散値計算部１０３に出力する。そして、分散値計算部１０３は、差分画像を差分画像生成部１０２から受け取ると、差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を計算し、傾き補正部１０４に出力する。そして、傾き補正部１０４は、差分画像の輝度ヒストグラムの分散値を分散値計算部１０３から受け取ると、差分画像の輝度ヒストグラムの分散値が所定値以下になるように傾き画像１９２で示される傾きを補正する。
【００２１】
そして、傾き補正部１０４は、傾き画像１９２で示される傾きが補正されると、その補正結果に基づいて観測高さ画像１９１に表れるワークの傾きを補正し、マッチング処理部１００１に出力する。そして、マッチング処理部１００１は、傾き補正処理部１００にて傾き補正された観測高さ画像１９１を受け取ると、その観測高さ画像１９１と参照高さ画像１０９１とのマッチング処理を行い、そのマッチング処理結果を異常検出処理部１００２に出力する。そして、異常検出処理部１００２は、マッチング処理部１００１によるマッチング結果に基づいてワークの異常検出処理を行い、その異常検出箇所を表示装置１０２３に表示させることができる。
これにより、幾何学的な変換処理を行うことなく、観測高さ画像１９１に表れるワークの傾きを自動的に補正することが可能となり、ワークや計測装置が傾いている場合においても、処理時間の増大を抑制しつつ、ワークの検査精度を向上させることができる。
【００２２】
以下、図１の画像処理装置１０２０における画像に表れる傾き補正方法についてより詳細に説明する。
図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係る画像に表れる傾き補正の対象となるワークの一例を示す斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のワークを上方から撮影した傾きのない観測高さ画像を示す図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の観測高さ画像の輝度ヒストグラムを示す図、図２（ｄ）は、図２（ａ）のワークを上方から撮影した傾きのある観測高さ画像を示す図、図２（ｅ）は、図２（ｄ）の観測高さ画像の輝度ヒストグラムを示す図である。
【００２３】
図２において、図２（ａ）のワーク１１２４が３次元計測装置１０２１にて上方から撮影されたものとする。この場合、観測高さ画像１９１では、図２（ｂ）および図２（ｄ）に示すように、ワーク１１２４の高さが高い部分の輝度は高く、ワーク１１２４の高さが低い部分の輝度は低くなっている。
そして、ワーク１１２４に傾きのない図２（ｂ）の観測高さ画像１９１では、図２（ｃ）に示すように、輝度ヒストグラムのピークが特定の輝度において急峻となるとともに、輝度の分布の範囲も狭いことが判る。
【００２４】
一方、ワーク１１２４に傾きのある図２（ｄ）の観測高さ画像１９１では、図２（ｅ）に示すように、輝度ヒストグラムの輝度の分布が平坦となる上に、分布の範囲も広いことが判る。
この結果、ワーク１１２４の傾きが小さくなるほど、輝度ヒストグラムの分散値は小さな値をとる傾向にあることが判る。
【００２５】
図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係るｘ方向とｙ方向の双方の傾きを示す傾き画像の一例を示す図、図３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るｙ方向のみの傾きを示す傾き画像の一例を示す図、図３（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るｘ方向のみの傾きを示す傾き画像の一例を示す図である。
図３において、傾き画像１９２では、ｘ方向（横方向）とｙ方向（縦方向）の双方の傾きを示す場合、その傾き方向に沿って輝度が一様に変化し、ｘ方向（横方向）の傾きを示す場合、横方向に沿って輝度が一様に変化し、ｙ方向（縦方向）の傾きを示す場合、縦方向に沿って輝度が一様に変化する。
【００２６】
図４は、本発明の一実施形態に係る画像に表れる傾き補正処理の一例を示すフローチャートである。
図４において、傾き補正処理Ｓ１００において、傾き候補の設定処理Ｓ１０１では、傾き画像１９２の縦方向および横方向の傾きの係数を設定する。例えば、傾き画像１９２の縦方向の傾きを表す係数をα、傾き画像１９２の横方向の傾きを表す係数をβとすることができる。また、係数αが正であれば、ワーク１１２４の上方が低く、ワーク１１２４の下方が高い状態を示すことができる。一方、係数αが負であれば、ワーク１１２４の上方が高く、ワーク１１２４の下方が低い状態を示すことができる。また、係数βが正であれば、ワーク１１２４の左側が低く、ワーク１１２４の右側が高い状態を示すことができる。一方、係数βが負であれば、ワーク１１２４の左側が高く、ワーク１１２４の右側が低い状態を示すことができる。
【００２７】
さらに、係数α、βの絶対値が０ならば、ワーク１１２４に傾きがなく、係数α、βの絶対値が大きくなるに従ってよりワーク１１２４の大きな傾きを示すことができる。
次に、傾き画像生成処理Ｓ１０２では、傾き候補の設定処理Ｓ１０１で設定された係数α、βに基づいて、ワークの傾きのみを表す傾き画像１９２を生成する。
ここで、高さをＨ、幅をＷとした時の傾き画像１９２の各点（ｘ、ｙ）は以下の関係を満たすものとする。
０≦ｘ≦Ｗ、０≦ｙ≦Ｈ                                        ・・・（１）
そして、傾き画像１９２の各点（ｘ、ｙ）における輝度ｄ（ｘ、ｙ）は、以下の式を満たすように設定することができる。
ｄ（ｘ、ｙ）＝α・ｙ＋β・ｘ＋γ                              ・・・（２）
ただし、γは輝度ｄ（ｘ、ｙ）を非負値に保つためのオフセットであり、以下の式で与えることができる。
γ＝−ｍｉｎ（０、α・Ｈ）−ｍｉｎ（０、β・Ｗ）              ・・・（３）
【００２８】
次に、差分画像生成処理Ｓ１０３では、観測高さ画像１９１と傾き画像１９２との輝度の差分が画素ごとにとられた差分画像１９３を生成する。
ここで、各点（ｘ、ｙ）における差分画像１９３の輝度ｄ３（ｘ、ｙ）は、観測高さ画像１９１の各点（ｘ、ｙ）における輝度をｄ１（ｘ、ｙ）、傾き画像１９２の各点（ｘ、ｙ）における輝度をｄ２（ｘ、ｙ）とすると、以下の式で与えることができる。
ｄ３（ｘ、ｙ）＝ｍａｘ（０、ｄ１（ｘ、ｙ）−ｄ２（ｘ、ｙ）＋ｄ２（ｘ０、ｙ０））
・・・（４）
ただし、（ｘ０、ｙ０）は、傾き補正によって輝度が変化しない点を表す。例えば、画像中心点（Ｗ／２、Ｈ／２）を輝度が変化しない点とした場合、（ｘ０、ｙ０）は、以下の式で与えることができる。
ｘ０＝Ｗ／２、ｙ０＝Ｈ／２                                    ・・・（５）
【００２９】
次に、ヒストグラム分散値計算処理Ｓ１０４では、差分画像１９３の輝度ヒストグラムを生成し、その輝度ヒストグラムの分散値１８１を計算し、傾き候補の設定処理Ｓ１０１にフィードバックする。ここで、ワーク１１２４が観測高さ画像１９１の視野サイズに対して十分に平面的であり、かつワーク１１２４の傾きが比較的小さい場合、観測高さ画像１９１においてワーク１１２４の傾きが少ない、すなわちワーク１１２４が水平であるほど、差分画像１９３の輝度ヒストグラムの分散値１８１は小さくなり、ワーク１１２４の傾きが急になるほど、差分画像１９３の輝度ヒストグラムの分散値１８１は大きくなる。
【００３０】
このため、傾き候補の設定処理Ｓ１０１では、ヒストグラム分散値計算処理Ｓ１０４にて計算された分散値１８１がなるべく小さくなるように傾き画像１９２の係数α、βを修正し、終了判定処理Ｓ１１１において、分散値１８１が所定値以下になるまで以上の処理を繰り返す。例えば、第ｍステップで設定された傾き画像１９２の係数α、βをそれぞれα（ｍ）、β（ｍ）とすると、第１ステップから第ｍステップで設定された傾き画像１９２の係数α、βと、ストグラム分散値計算処理Ｓ１０４で計算された分散値１８１に基づいて、第ｍ＋１ステップにおけるα（ｍ＋１）、β（ｍ＋１）を求めることができる。
【００３１】
なお、２次元の未知の関数を最適化するパラメータの設定方法として滑降シンプレックス法を用いることができる。また、１次元の未知の関数を最適化するパラメータの設定方法として黄金分割法を用いることができる。
また、終了判定処理Ｓ１１１では、分散値１８１が所定値以下になった時に処理を終了するようにしてもよいし、予め決められた回数だけＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行した場合に処理を終了するようにしてもよい。また、黄金分割法を用いる場合には、分割区間が十分に狭まった時に処理を終了するようにしてもよい。
次に、傾き補正画像出力処理Ｓ１０５では、終了判定処理Ｓ１１１で処理が終了した時点における差分画像１９３を出力する。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態に係る画像に表れる傾き補正処理のその他の例を示すフローチャートである。
図５において、縦方向傾き補正処理Ｓ２０１では、図４の傾き候補の設定処理Ｓ１０１において、傾き画像１９２の縦方向の傾きを表す係数αのみを設定し、図４のＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１１１の処理を実行することにより、黄金分割法によって係数αのみの最適化を行う。
【００３３】
次に、横方向傾き補正処理Ｓ２０２では、図４の傾き候補の設定処理Ｓ１０１において、傾き画像１９２の横方向の傾きを表す係数βのみを設定し、図４のＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１１１の処理を実行することにより、黄金分割法によって係数βのみの最適化を行う。
これにより、２次元探索問題を１次元探索問題に置き換えることが可能となり、２次元方向に画像が傾いている場合においても、処理時間の増大を抑制しつつ、画像に表れる傾きを補正することができる。
なお、縦方向傾き補正処理Ｓ２０１と横方向傾き補正処理Ｓ２０２との実行順序を入れ替えても良い。
【００３４】
図６は、本発明の第２実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、画像処理装置１１２２には、ワーク１１２４の観測高さ画像１９１の傾き補正処理を行う傾き補正処理部１００および傾き補正処理部１００にて算出された傾き候補１１８１に基づいて、電動ステージ１１２１の傾きを制御するための指令を与えるステージ移動指令部１１０１が設けられている。
そして、画像処理装置１１２２は、ワークの観測高さ画像１９１を計測する３次元計測装置１０２１およびワーク１１２４を移動させる電動ステージ１１２１に接続されている。
【００３５】
図７は、図６の画像処理装置が３次元計測装置に適用されたシステム構成を示す斜視図である。
図７において、計算機１１２５には、図６の画像処理装置１１２２が設けられ、計算機１１２５はステージ制御ユニット１１２３を介して電動ステージ１１２１に接続され、電動ステージ１１２１上には、ワーク１１２４の観測高さ画像１９１を計測する３次元計測装置１０２１が配置されている。なお、電動ステージ１１２１は、ワーク１１２４を支持しながら、縦方向および横方向に傾くことができるように構成されている。
【００３６】
そして、傾き補正処理部１００は、図４の処理において差分画像１９３の輝度ヒストグラムの分散値１８１がなるべく小さくなるように傾き画像１９２の係数α、βを算出すると、その傾き画像１９２の係数α、βを傾き候補１１８１としてステージ移動指令部１１０１に出力する。
そして、ステージ移動指令部１１０１は、傾き補正処理部１００から傾き候補１１８１を受け取ると、傾き候補１１８１に基づいて電動ステージ１１２１の傾きを制御するための指令を電動ステージ１１２１に与える。
【００３７】
そして、電動ステージ１１２１は、傾き候補１１８１に対応した角度だけ縦方向または横方向に傾くように動作することにより、ワーク１１２４や３次元計測装置１０２１が傾いている場合においても、ワーク１１２４が傾いていない状態でワーク１１２４を計測することが可能となり、ワーク１１２４の検査精度を向上させることができる。
なお、電動ステージ１１２１によってワーク１１２４の傾きを補正した後、３次元計測装置１０２１にてワーク１１２４の観測高さ画像１９１を再度計測し、その観測高さ画像１９１に基づいて図４の処理を再度行うようにしてもよい。
【００３８】
また、ワーク１１２４の傾きがワーク１１２４全体に対して一様である場合、傾き補正処理部１００は３次元計測装置１０２のある視野について画像に表れる傾き補正を一度だけ行い、その視野について得られた傾き補正結果をその視野外に対しても適用するようにしてもよい。例えば、３次元計測装置１０２１は、ワーク１１２４の観測高さ画像１９１を低倍率で計測し、その低倍率で計測された観測高さ画像１９１の傾きの補正結果に基づいて、ワーク１１２４を高倍率で計測するようにしてもよい。
【００３９】
これにより、ワーク１１２４を高倍率で撮影するごとに画像に表れるワーク１１２４の傾きの補正処理を行う必要がなくなり、ワーク１１２４の傾きが一様に補正された状態で高分解能かつ高速にワーク１１２４を観測することが可能となる。
なお、傾き画像生成部１０１、差分画像生成部１０２、分散値計算部１０３および傾き補正部１０４は、これらの手段で行われる処理を遂行させる命令が記述されたプログラムをコンピュータに実行させることにより実現することができる。
【００４０】
そして、このプログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶しておけば、コンピュータに記憶媒体を装着し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、傾き画像生成部１０１、差分画像生成部１０２、分散値計算部１０３および傾き補正部１０４で行われる処理を実現することができる。
また、傾き画像生成部１０１、差分画像生成部１０２、分散値計算部１０３および傾き補正部１０４で行われる処理を遂行させる命令が記述されたプログラムをコンピュータに実行させる場合、スタンドアロン型コンピュータで実行させるようにしてもよく、ネットワークに接続された複数のコンピュータに分散処理させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係る画像に表れる傾き補正の対象となるワークの一例を示す斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のワークを上方から撮影した傾きのない観測高さ画像を示す図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の観測高さ画像の輝度ヒストグラムを示す図、図２（ｄ）は、図２（ａ）のワークを上方から撮影した傾きのある観測高さ画像を示す図、図２（ｅ）は、図２（ｄ）の観測高さ画像の輝度ヒストグラムを示す図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係るｘ方向とｙ方向の双方の傾きを示す傾き画像の一例を示す図、図３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るｙ方向のみの傾きを示す傾き画像の一例を示す図、図３（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るｘ方向のみの傾きを示す傾き画像の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像に表れる傾き補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像に表れる傾き補正処理のその他の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６の画像処理装置が３次元計測装置に適用されたシステム構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  傾き補正処理部
１０１  傾き画像生成部
１０２  差分画像生成部
１０３  分散値計算部
１０４  傾き補正部
１９１  観測高さ画像
１９２  傾き画像
１００１  マッチング処理部
１００２  異常検出処理部
１０２０、１１２２  画像処理装置
１０２１  ３次元計測装置
１０２２  ＣＡＤ
１０２３  表示装置
１０９１  参照高さ画像
１１０１  ステージ移動指令部
１１２１  電動ステージ
１１２３  ステージ制御ユニット
１１２４  ワーク
１１２５  計算機
１１８１  傾き候補
【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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