(57)【要約】【課題】検査対象物を撮像して画像データを処理することにより良否判定をする場合に、検査対象物の不均一性の細かさと同程度以下の細線状の異物やキズや汚れ等の異常を検出し、検査対象物の良否を正確に判定する画像検査方法及び画像検査装置を提供する。【解決手段】本発明による画像検査方法は、検査対象物を検査するために撮像する画像入力ステップと、画像を回転する回転ステップと、回転した画像を各小領域の行毎あるいは列毎に加算する加算ステップと、異常な水平線分あるいは垂直線分を検出する検出ステップと、回転の元座標に戻す逆回転ステップと、線分を粒子に連結する連結ステップと、粒子の属性から検査対象物の良否を判定する判定ステップを備えている。【選択図】　　図１
2004020428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の画像データを得る画像入力ステップと、前記画像データを回転させる回転ステップと、前記回転ステップで回転した画像を各小領域について行毎あるいは列毎に加算する加算ステップと、前記加算ステップの加算結果から線分を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出した線分を前記回転ステップでの回転の元空間に戻す逆回転ステップと、前記元空間で線分を粒子として連結する連結ステップと、前記連結ステップで連結した粒子の属性により検査対象物の良否を判定する判定ステップと、を有することを特徴とする画像検査方法。
【請求項２】
前記連結ステップにおいて、前記線分を延長してから連結を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像検査方法。
【請求項３】
前記回転ステップにおいて、回転角度の数と小領域の行数あるいは列数との比が１：０．３〜１：３の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の画像検査方法。
【請求項４】
検査対象物の画像データが入力される画像入力手段と、前記画像データを回転させる回転手段と、前記回転手段で回転した画像データを各小領域の行毎あるいは列毎に加算する加算手段と、前記加算手段の加算結果から線分を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した線分を前記回転の元空間に戻す逆回転手段と、前記元空間で線分を粒子として連結する連結手段と、前記連結手段で連結した粒子の属性により検査対象物の良否を判定する判定手段とを有することを特徴とする画像検査装置。
【請求項５】
前記連結手段が、前記検出手段で検出した線分を延長してから連結を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象物を撮像して画像データを処理することにより検査対象物の良否判定をする検査方法、及び、その検査方法を実現する検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２に示すように、検査対象となる検査対象物に異物やキズや汚れ等の異常があるかどうかの判定は以下のように行われた。すなわち、検査対象を撮像して画像入力ステップ１で画像が入力され、入力された画像を２値化ステップ８で２値化して異常を粒子として抽出し、判定ステップ７において、抽出した粒子の数や大きさや色等により良否判定を行っていた。ところが、従来の方法では、検査対象物自体に細かい不均一性がある場合には、２値化の閾値の範囲を広くする必要があるために、閾値の範囲内の異物が検出できないという課題があった。
【０００３】
また、検査対象物の細かい不均一性の範囲内であっても、検査対象物の不均一性の細かさと比較して十分大きい異常については、平均値を計算することにより検出可能であるが、検査対象物の不均一性の細かさと同程度以下の細線状の異常は平均しても、面積が小さいために検出が困難という課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来困難であった検査対象物に細かい不均一性がある場合の細線状の異物やキズや汚れ等を撮像し、異物やキズや汚れを異常として検出し、検査対象物の良否を正確に判定することを可能にする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明の画像検査方法では、検査対象物を検査するために検査対象物を撮像して画像データに変換する画像入力ステップと、画像入力ステップで入力した画像を回転する回転ステップと、回転ステップで回転した画像を各小領域の行毎あるいは列毎に加算する加算ステップと、加算ステップの加算結果から異常な水平線分あるいは垂直線分を検出する検出ステップと、検出ステップで検出した線分を回転ステップでの回転の元座標に戻す逆回転ステップと、元座標に戻した線分を連結して細線状の異物に対応する粒子に連結する連結ステップと、連結ステップで連結した粒子の属性から検査対象物の良否を判定する判定ステップにより検査対象物の良否判定を行う。
【０００６】
また、本発明の画像検査装置は、検査対象物を検査するために検査対象物を撮像して画像データに変換する画像入力手段と、画像入力手段の出力する画像を回転する回転手段と、回転手段により回転した画像を各小領域の行毎あるいは列毎に加算する加算手段と、加算手段の出力から異常な水平線分あるいは垂直線分を検出する検出手段と、検出手段が検出した線分を回転手段での回転の元座標に戻す逆回転手段と、逆回転手段により元座標に戻した線分を連結して細線状の異物に対応する粒子に連結する連結手段と、連結手段の連結した粒子の属性から検査対象物の良否を判定する判定手段を備える構成とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による画像検査方法は、検査対象物に細かい不均一性がある場合でも、同程度以下の細かい線状の異物やキズや汚れなどの異常を正確に判定することができる。本発明の画像検査方法を図１に基づいて説明する。初めに、画像入力ステップ１で検査対象物の画像データを入力する。次に、回転ステップ２では、画像入力ステップ１で入力された画像を様々な角度に回転させる。加算ステップ３では、回転ステップ２で回転された画像を正方形あるいは長方形の各小領域について行毎あるいは列毎に加算する。
【０００８】
細線状の異常がある場合、異常の全体あるいは一部が水平あるいは垂直になる回転角度がある。その角度に回転した時に上述の各小領域について行毎あるいは列毎に加算すると、異常のある行または列の加算値のみが異常な値になる。異常な値は、検出ステップ４で良品と区別するための閾値と比較して線分として検出され、その線分が異常の一部に対応する。
【０００９】
細線状の異物の全体像を把握するために、検出ステップ４で検出された線分を逆回転ステップ５で逆回転させて、回転ステップ２での回転前の元座標に戻す。様々な角度について同様のことを行って得られた線分を元座標に戻して、連結ステップ６で連結することにより、もともと１本の細線状の異常に対応する複数の線分が１個の粒子に連結される。この粒子は、細線状の異物の全体に対応しているため、この粒子の数や大きさや色が規格の範囲内であるかどうかを判定ステップ７で判定することにより、検査対象物の良否判定が正確に行われる。
【００１０】
本発明による画像検査装置を図４に基づいて説明する。前述の画像検査方法を実現するように、検査対象物の画像入力を画像入力手段１１で行い、入力した画像を回転手段１２で様々な角度に回転させて、加算手段１３で回転した画像の正方形あるいは長方形の各小領域について行毎あるいは列毎に加算する。加算された値を検出手段１４で良品と区別するための閾値と比較して、異常の一部に対応する線分として検出する。検出手段１４で検出された線分を逆回転手段１５で逆回転させて、回転手段１２での回転前の元座標に戻す。様々な角度について同様のことを行って得られた線分を元座標に戻して連結手段１６で連結することにより、もともと１本の細線状の異常に対応する複数の線分が１個の粒子に連結される。この粒子の数や大きさや色が規格の範囲内であるかどうかを判定手段１７で判定することにより、本発明による画像検査装置は検査対象物の良否判定を正確に行う。
【００１１】
【実施例】
本発明の好適な実施例を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１において、画像入力ステップ１では、解像度１２００画素×１０００画素程度の２次元ＣＣＤを用いたカメラを使用して画像を入力したが、１次元ＣＣＤを垂直方向にスキャンしても良い。画像入力ステップ１は、ＣＭＯＳイメージセンサーなど、画像を入力して異常である細線状のキズや異物や汚れなどを捉えられるものであれば、どのような方法で画像を入力しても良い。図３（ａ）に、異常のある入力画像２１の一例の概念図を示す。この入力画像２１に、細線状の異常２２が存在している場合を説明する。
【００１３】
回転ステップ２で、０度から９０度まで反時計方向に１０度きざみで回転させることにより、図３（ｂ）に示すように画像２３を得る。ここでの回転範囲や回転方向や回転きざみは、この限りではない。
【００１４】
加算ステップ３では、図３（ｂ）に一例の概念図を示すように、回転ステップ２での各回転角度に回転させた画像２３を行方向１０画素×列方向１０画素の小領域２４に分割して、各小領域２４について行毎及び列毎に加算する。分割する小領域については、長方形でも良いし、大きさもこの限りではない。ただし、回転ステップ２での回転角度の数と小領域の行数あるいは列数との比は、１：０．３〜３程度が効果的である。
【００１５】
さらに、検出ステップ４では、加算ステップ３で加算した行毎及び列毎の合計値の中に異常な値があれば、対応する行または列を異常な線分２５として検出する。異常であるかないかの判定は、同一小領域２４の平均値に行あるいは列の画素数を掛けて、行毎または列毎に合計した値との差が規格の範囲内かどうかで行った。異常の判定方法については、この限りでなく、予め行毎に加算した値を画素数で割って平均値にしておいても良い。他の方法でも小領域２４にある異常な縦線分や横線分２５を検出できるものであれば、どのような方法でも良い。
【００１６】
逆回転ステップ５では、図３（ｃ）に一例の概念図を示すように、検出ステップ４で検出した線分２５を回転ステップで回転させる前の元座標に変換する。変換の方法は、異常線分２５の始点と終点の座標を、回転ステップの回転前の元座標に戻した後に再び線分２６に結ぶことにより、線分を逆回転させた。線分の逆回転は、この限りでなく、どのような方法で逆回転させても良い。
【００１７】
この回転ステップから逆回転ステップまでを前述の様々な角度について行う。角度ごとに各ステップをおこなっても良いし、ある角度で回転ステップから逆回転ステップまでを行ってから次の角度で同様のことを繰り返しても良いし、パイプライン的に同時に処理しても良い。
【００１８】
連結ステップ６では、図３（ｄ）に概念的に示すように、逆回転ステップで元座標に戻された異常な線分２６を連結して異常に対応した粒子２７にする。連結の方法は画像データの論理和により連結したが、この限りではない。この連結により、元々１本の細線状の異常２２に対応する線分２６が複数の場合に、１個の粒子２７に連結される。もともと異常が短く線分２６が１本である場合は、そのままで１個の粒子となる。
【００１９】
回転ステップ２での回転角度の数が少なく、加算ステップ３での小領域の大きさが小さい場合には、１本の細線状の異常２２に対応する複数の線分２６が１個の粒子に連結されない場合がある。これを回避するためには、連結ステップ６で連結する前に、線分２６をある比率を延長しておけばよい。連結後にクロスした線分は、クロスした部分より長い部分を除去する処理を加えると、より正確な判定ができる。
【００２０】
判定ステップ７では、連結ステップ６で連結した粒子２７の大きさや長さや異常線分の数を規格値と比較して、良否判定した。良否判定の方法はこの限りでなく、連結ステップ６で連結した粒子２７の大きさと検出ステップ４で異常線分２５を検出した時の異常の程度との積を規格値と比較するようにした方がより正確な判定ができるなど、連結ステップ６で得られた粒子から良否判定できるものであればどのような方法でも良い。
【００２１】
以上に説明した画像検査方法を実現するように、本発明による画像検査装置では、図４に示すように、検査対象物の撮像による画像入力を画像入力手段１１で行い。入力した画像を回転手段１２で様々な角度に回転さて、加算手段１３で回転した画像の正方形あるいは長方形の各小領域について行毎あるいは列毎に加算する。加算された値を検出手段１４で良品と区別するための閾値と比較して異常の一部に対応する線分として検出する。検出手段１４で検出された線分を逆回転手段１５で逆回転させて、回転手段１２での回転前の元座標に戻す。様々な角度について同様のことを行って得られた線分を元座標に戻して連結手段１６で連結することにより、もともと１本の細線状の異常に対応する複数の線分が１個の粒子に連結される。この粒子の属性から規格の範囲内であるかどうかを判定手段１７で判定することにより、本発明による画像検査装置は検査対象物の良否判定を正確に行う。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による画像検査方法あるいは画像検査装置では、従来の２値化して異常を粒子として抽出する方法では困難であった検査対象物に不均一性がありなおかつ微妙な濃さの細線状の異常がある場合でも、正確に良否判定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像検査方法のフロー図である。
【図２】図２は、従来の画像検査方法のフロー図である。
【図３】本発明による異常抽出の一連の方法を示す概念図である。
【図４】本発明よる画像検査装置の構成図である。
【符号の説明】
１　画像入力ステップ
２　回転ステップ
３　加算ステップ
４　検出ステップ
５　逆回転ステップ
６　連結ステップ
７　判定ステップ
【図１】
2004020428.tif 000003
【図２】
2004020428.tif 000004
【図３】
2004020428.tif 000005
【図４】
2004020428.tif 000006