(57)【要約】【課題】クリーンルームなどに浮遊する塵埃などを視認しやすくして、クリーンルーム内の塵埃管理などを確実に行うことができるようにする。【解決手段】ＣＣＤカメラ３で撮像した画像をＡ／Ｄ変換部１１でＡ／Ｄ変換して、デジタル画像データを得る。このデジタル画像データにおける隣接する領域の輝度値の差をエッジ抽出部１２で検出し、輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、エッジ部を抽出する。そして、観察対象画像のうち、非エッジ部を除いたエッジ部に対して微分演算部１３で微分処理を施して、エッジ部を強調する。【選択図】　図２
2004118335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影手段によって観察対象を撮影して観察対象画像を生成し、
前記観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差を検出し、
検出された前記隣接する領域の輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における前記隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、前記エッジ部を抽出し、
前記観察対象画像のうち、前記非エッジ部を除いた前記エッジ部に対して微分処理を施して、前記エッジ部を強調することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記微分処理を、前記観察対象画像に前記エッジ部の微分処理画像を加算もしくは減算する微分画像加減算処理によって行う、請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記微分処理を、前記隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、前記エッジ部の強調度合いを大きくする画像調整処理によって行う、請求項１または請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
撮影手段によって観察対象を撮影して観察対象画像を生成する観察対象画像生成手段と、
前記観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における前記隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、前記エッジ部を抽出するエッジ部抽出手段と、
前記観察対象画像のうち、前記非エッジ部を除いた前記エッジ部に対して微分処理を施して、前記エッジ部を強調する微分演算手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記微分演算手段が、前記観察対象画像に前記エッジ部の微分画像を加算もしくは減算する微分画像加減算手段を備える請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記微分演算手段が、前記隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、前記エッジの強調度合いを大きくする画像調整手段を備える、請求項５または請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項７】
撮影手段によって撮影された観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差を検出するステップと、
検出された前記隣接する領域の輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における前記隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、前記エッジ部を抽出するステップと、
前記観察対象画像のうち、非エッジ部を除いた前記エッジ部に対して微分処理を施すことにより、前記エッジ部を強調するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
前記微分処理として、前記観察対象画像に前記エッジ部の微分処理画像を加算もしくは減算するステップを、コンピュータに実行させる、請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記微分処理として、隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、前記エッジ部の強調度合いを大きくするステップを、コンピュータに実行させる、請求項７または請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９のうちのいずれか１項に記載のプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法および画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体素子の微細化に伴い、クリーンルームに対しては高度の塵埃管理が要求されている。このような塵埃管理を行うにあたり、クリーンルーム内の浮遊塵埃を測定するための装置として、たとえば特開平７−２２９８２６号公報に開示された浮遊塵埃測定装置がある。この装置は、レーザ光源を有しており、レーザ光源から照射されたレーザ光を被測定空間内の仮想平面上を走査させる。そして、仮想平面のうちの所定面積部分から発せられた散乱光を二次センサによって検出し、被測定空間内の微粒子の数を目視等によって直接測定するというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２２９８２６号公報（第４頁〜第５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示されている技術では、照射されたレーザ光が微細な塵埃にあたり、その散乱光から塵埃を測定しているに過ぎないものであるため、目視に供される像の鮮明度が高くないものであった。そのため、被測定空間内の微粒子は視認しやすいものとはいえず、その数を直接測定することができるものの、精度は高くないものであった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、クリーンルームなどに浮遊する塵埃などを視認しやすくして、クリーンルーム内の塵埃管理などを確実に行うことができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る画像処理方法は、撮影手段によって観察対象を撮影して観察対象画像を生成し、観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差を検出し、検出された隣接する領域の輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、エッジ部を抽出し、観察対象画像のうち、非エッジ部を除いたエッジ部に対して微分処理を施して、エッジ部を強調するものである。
【０００７】
このように、本発明に係る画像処理方法では、撮像手段によって観察対象を撮影して、観察対象画像を生成する。この観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差に基づいて、特徴部分などのエッジ部を抽出している。そして、このエッジ部のみに微分処理を施して画像を強調し、非エッジ部には、微分処理を施さないようにする。
【０００８】
ここで、たとえば塵埃を検出してこの塵埃のエッジ部を強調することにより、観察対象画像内で塵埃を強調することができる。ところが、非エッジ部にまで微分処理を施してしまうと、非エッジ部におけるノイズが微分処理によって強調されてしまい、画像全体に粒状感が生じてしまう。そこで、本発明では、エッジ部を抽出したら、そのエッジ部のみを微分処理するようにしている。こうすることにより、観察対象画像におけるエッジ部が非エッジ部に対して際立って見やすくなり、その結果としてたとえば塵埃などのエッジ部分を高い鮮明度をもって視認することができるようになる。そして、たとえばクリーンルーム内の塵埃を明瞭に視認することができるようになり、クリーンルーム内の塵埃管理を確実に行うことができるようになる。
【０００９】
ここで、微分処理を、観察対象画像にエッジ部の微分処理画像を加算もしくは減算する微分画像加減算処理によって行うのが好適である。
【００１０】
このように、観察対象画像に微分処理画像を加算もしくは減算して微分画像加減算処理を施すことにより、エッジ部の強調度合いを強くすることができる。その結果、たとえば塵埃をさらに視認しやすくすることができる。
【００１１】
また、微分処理を、隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、エッジ部の強調度合いを大きくする画像調整処理によって行うのがさらに好適である。
【００１２】
このように、隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、エッジ部の強調度合いを大きくすることにより、エッジ部を非エッジ部からさらに際立たせることができる。その結果、エッジ部を有する塵埃などをさらに視認しやすくすることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決した本発明に係る画像処理装置は、撮影手段によって観察対象を撮影して観察対象画像を生成する観察対象画像生成手段と、観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、エッジ部を抽出するエッジ部抽出手段と、観察対象画像のうち、非エッジ部を除いたエッジ部に対して微分処理を施して、エッジ部を強調する微分演算手段と、を備えるものである。
【００１４】
ここで、微分演算手段が、観察対象画像にエッジ部の微分画像を加算もしくは減算する微分画像加減算手段を備えるのが好適であり、さらには、微分演算手段が、隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、エッジ部の強調度合いを大きくする画像調整手段を備えるのが好適である。
【００１５】
さらに、上記課題を解決した本発明に係るプログラムは、撮影手段によって撮影された観察対象画像における隣接する領域の輝度値の差を検出するステップと、検出された隣接する領域の輝度値の差が、所定のしきい値を超えた場合における隣接する領域の間をエッジ部と非エッジ部の境界として、エッジ部を抽出するステップと、観察対象画像のうち、非エッジ部を除いたエッジ部に対して微分処理を施すことにより、エッジ部を強調するステップと、をコンピュータに実行させるものである。
【００１６】
ここで、微分処理として、観察対象画像にエッジ部の微分処理画像を加算もしくは減算するステップを、コンピュータに実行させる態様とするのが好適であり、さらには、微分処理として、隣接する領域の輝度値の差が大きいほど、エッジ部の強調度合いを大きくするステップを、コンピュータに実行させる態様とするのが好適である。
【００１７】
他方、本発明のコンピュータ読取り可能な記録媒体は、上記のプログラムが記録されたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面は説明の理解を容易にするため、誇張ないし省略している部分があり、その寸法比率は必ずしも実際のそれとは一致しない。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置を含む塵埃測定装置を示す模式的構成図、図２は、本発明に係る画像処理装置のブロック構成図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る塵埃測定装置１における画像処理装置２には、撮影手段であるＣＣＤカメラ３および画像表示手段となるモニタ４が接続されている。
【００２１】
ＣＣＤカメラ３は、たとえば観察対象となる図示しないクリーンルーム内に設置され、クリーンルーム内を撮影して、撮影したアナログ画像を画像処理装置２に出力している。モニタ４には、画像処理装置２から観察対象画像であるデジタル画像データが出力されており、この観察対象画像を映し出している。そして、オペレータが、モニタ４に映し出される画像を見ながら、クリーンルームの塵埃管理を行っている。なお、本実施形態では撮像手段としてＣＣＤカメラを使用しているが、これに限定されず、ＣＭＯＳなどの固体撮像素子や撮像管などのデバイスも好適に使用することができる。
【００２２】
画像処理装置２は、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換部１１、エッジ抽出部１２および微分処理部１３を備えている。観察画像生成手段であるＡ／Ｄ変換部１１には、ＣＣＤカメラ３からアナログ画像が出力される。このアナログ画像を観察対象画像であるデジタル画像に変換して、エッジ部抽出手段であるエッジ抽出部１２に出力している。エッジ抽出部１２では、デジタル化されてＡ／Ｄ変換部１１から出力されたデジタル画像を、隣接する領域の輝度値の差に基づいて、画像内における特徴部分となる塵埃部分（エッジ部）と非特徴部分となるクリーンルーム内の非塵埃部分（非エッジ部）に分ける。
【００２３】
以下、Ａ／Ｄ変換部が画像処理装置に内蔵された実施形態について説明しているが、これに限定されるものではなく、Ａ／Ｄ変換部は画像処理装置の内部に配置されていてもよく、また外部に配置されていてもよい。また、Ａ／Ｄ変換部はカメラの内部に配置されていてもよく、また外部に配置されていてもよい。Ａ／Ｄ変換部をカメラ内部に内蔵したデジタルカメラ等を好適に使用することができる。
【００２４】
微分演算手段である微分処理部１３では、デジタル画像において抽出されたエッジ部にのみ微分処理を施す。この微分処理を施すことにより、デジタル画像における塵埃部分と非塵埃部分とをより明確に区分して表示することができる。本実施形態では、微分処理部１３には、微分画像を原画像に加算もしくは減算する図示しない微分画像加減算手段が設けられている。さらに、微分処理部１３には、隣接する領域の輝度が大きいほど、エッジ部の強調度合いを大きくする図示しない画像調整手段が設けられている。
【００２５】
ここで、たとえば上記したエッジ抽出を行うことなくデジタル画像の全体に一律に微分処理を施した場合、塵埃部分は強調されるので、塵埃部分と非塵埃部分に区別をつけやすくすることは一応できる。ところが、非塵埃部分にも微分処理が施されることから、デジタル画像上において非塵埃部分がノイズ成分として強調されてしまう。よって、微分処理後の画像に粒状感が生じて粗い画像となってしまう。このような粒状感を少なくするべく、画像上のノイズ成分を除去するために微分処理とともに平滑化処理を行うこともあるが、平滑化処理を行うと、画像情報の欠落などの問題が生じることがある。
【００２６】
これに対して、本実施形態に係る画像処理装置２においては、エッジ抽出を行うことにより、エッジ部と非エッジ部とを区分し、エッジ部のみに微分処理を施している。このため、微分処理を行いたい部分であるエッジ部のみに微分処理を行い、微分処理を行いたくない部分である非エッジ部には微分処理を行わないようにしている。したがって、非エッジ部における粒状感の発生を少なくし、クリーンルーム内の塵埃等のエッジ部を明瞭にすることができるので、塵埃の視認性を良好にすることができる。
【００２７】
エッジ部の抽出を行うにあたり、エッジとノイズ（非エッジ部）とを区別する必要があるが、両者はそれぞれ次のように定義することができる。エッジとは、ある程度の大きさ（数画素以上）をもった輝度の連続的な変化をいい、ノイズとは、一画素単位もしくは数画素の（ランダムな）輝度変化をいう。このような定義に基づいて、エッジ部の抽出を行うことができる。したがって、ある程度以上（数画素以上）の大きさをもった輝度の変化部のみを微分処理すればよい。このためには、まず大域的にエッジ検出を行い、エッジ部として検出された部分にのみ微分処理を施すのである。このような処理を施すことにより、ノイズ成分の増幅を好適に抑制することができる。
【００２８】
次に、本実施形態に係る画像処理方法のさらに具体的な手順について、さらに図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る画像処理装置を用いた画像処理方法の手順を示すフローチャートである。
【００２９】
図１に示すＣＣＤカメラで観察対象となるクリーンルーム内を撮像したら、アナログ画像が画像処理装置２におけるＡ／Ｄ変換部１１に出力される。Ａ／Ｄ変換部１１では、出力されたアナログ画像をデジタル画像に変換する（Ｓ１）。変換されたデジタル画像は、エッジ抽出部１２に出力される。エッジ抽出部１２では、隣接する領域の輝度値の差に基づいて塵埃部分のエッジ部を抽出し（Ｓ２）、抽出されたエッジ部から、塵埃部分と非塵埃部分とを区別する。
【００３０】
ここで、エッジ部の抽出方法について説明する。図４（ａ）に示すように、デジタル画像における領域Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３に着目する。本実施形態では、これらの各領域Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は、それぞれＣＣＤカメラ３の１画素によって形成されている。いま、画素Ａ１を対象画素、対象画素Ａ１の横方向に隣接している画素Ｂ１を隣接画素とする。また、対象画素Ａ１の上下に隣接して位置する画素Ａ２，Ａ３を対象画素近傍画素とし、隣接画素Ｂ１の上下に隣接して位置する画素Ｂ２，Ｂ３を隣接画素近傍画素とする。対象画素Ａ１が隣接画素Ｂ１に対してエッジ部として抽出されるか否かを判断するため、次の（１）式を利用することができる。
｜（Ａｖｒ）Ａ−（Ａｖｒ）Ｂ｜＞Ｘ・・・（１）
ただし、（Ａｖｒ）Ａ：画素Ａ１〜Ａ３の各輝度の平均値
（Ａｖｒ）Ｂ：画素Ｂ１〜Ｂ３の各輝度の平均値
Ｘ：しきい値
【００３１】
上記（１）式が成り立つ場合には、画素Ａ１がエッジ部と判断されて抽出される。一方、（１）式が成り立たない場合には、画素Ａ１はエッジ部でないと判断される。このエッジ抽出を行う際には、適宜しきい値Ｘを選択する（Ｓ３）。しきい値を適宜選択することにより、塵埃部分と非塵埃部分とをより的確に区別することができる。
【００３２】
エッジ部であるか否かの判断をするにあたり、対象画素と隣接画素との関係は、図４（ａ）に示すパターンに限定されるものではなく、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すパターンとすることもできる。図４（ｂ）に示すパターンでは、対象画素Ａ１に対して、上方に隣接する画素Ｂ１を隣接画素とし、対象画素Ａ１の左右に隣接する画素Ａ２，Ａ３をそれぞれ対象画素近傍画素とし、隣接画素Ｂ２の左右に隣接する画素Ｂ２，Ｂ３をそれぞれ隣接画素近傍画素としている。図４（ｃ）に示すパターンでは、対象画素Ａ１に対して、上下左右に隣接する画素Ａ２〜Ａ５をそれぞれ対象画素近傍画素とし、対象画素Ａ１の四隅にそれぞれ隅部が接する画素Ｂ１〜Ｂ４を隣接画素近傍画素とする。この態様では、具体的に隣接画素が決定されるものではないが、隣接画素近傍画素Ｂ１〜Ｂ４のうち、任意の１の画素を隣接画素とし、他の画素を隣接画素近傍画素として処理することにより上記（１）式に基づく計算を行うことができる。さらに、図４（ｄ）に示すパターンでは、対象画素Ａ１に対して、上下に隣接する画素Ｂ１〜Ｂ４をそれぞれ隣接画素近傍画素と考えることもできる。この態様では、対象画素近傍画素は設定されていない。また。隣接画素近傍画素については、具体的に決定されず、隣接画素近傍画素Ｂ１〜Ｂ４のうち、任意の１の画素を隣接画素とし、他の画素を隣接画素近傍画素として処理する。対象画素と隣接画素との関係は、これらの図４（ａ）〜（ｄ）に挙げた以外のパターンとすることももちろん可能である。
【００３３】
このようにして、画素Ａ１がエッジ部であるか否かを判断したら、デジタル画像の全体において、図４（ａ）〜（ｄ）に示すパターンなどを単独もしくは併用することによって、デジタル画像の全体における画像内のエッジ検出を行う。
【００３４】
こうして、エッジ検出を行ったら、検出されたエッジ部に微分処理を施すが、この微分処理を施す前に、微分係数を決定するため、対象画素および対象画素近傍画素の輝度の平均値と隣接画素および隣接画素近傍画素の輝度の平均値との差に基づく傾斜配分を行う。傾斜配分の方法としては、あらかじめ設定した微分係数に対して、対象画素および対象画素近傍の輝度の平均値と隣接画素および隣接画素近傍画素の輝度の平均値との差が大きい場合には、微分係数を増加させる。
逆に、対象画素および対象画素近傍画素の輝度の平均値と隣接画素および隣接画素近傍画素の輝度の平均値との差が小さい場合には、微分係数を減少させる。また、このように微分係数に対して傾斜配分を行うことにより、輝度の差が大きい場合には、より大きな強調効果を発揮する一方で、輝度値の差が小さい場合には、ノイズの発生を好適に抑制することができる。
【００３５】
また、傾斜配分の方法としては、あらかじめ設定した微分係数に対して、対象画素の輝度値と隣接画素の輝度値の差が大きい場合には、微分係数を増加させることも可能である。逆に、対象画素の輝度値と隣接画素の輝度値の差が小さい場合には、微分係数を減少させることも可能である。この場合、平均輝度値を求める必要がなく、より簡易に傾斜配分を行うことが可能である。このように微分係数に対して傾斜配分を行うことにより、輝度の差が大きい場合には、より大きな強調効果を発揮する一方で、輝度値の差が小さい場合には、ノイズの発生を好適に抑制することができる。
【００３６】
こうして、微分係数の傾斜配分を決定したら、微分演算を行って塵埃部分の強調を行う。微分処理は、たとえば以下のようにして行われる。水平方向に隣接する画素のうち、微分処理前の対象画素（原画素）をＰ（ｉ）、隣接画素をＰ（ｉ−１）とし、微分処理後の対象画素（処理画素）をＱ（ｉ）とする。このとき、微分処理は、次の（２）式で表すことができる。
【００３７】
Ｑ（ｉ）＝ν×（α×（−Ｐ（ｉ−１）＋Ｐ（ｉ））＋θ×Ｐ（ｉ））／γ・・・（２）
ただし、γ＝β−α（β＝αのときγ＝１）
θ＝β−α
【００３８】
上記（２）式において、（−Ｐ（ｉ−１）＋Ｐ（ｉ））が微分画素を示しており、Ｐ（ｉ）が原画素を示している。この（２）式を用いることにより、原画素に微分画素を加算して、画像として強調画像を得ることができる。そして、塵埃部分のエッジ部のみにこの微分処理を施し、他の部分には微分処理を施さないようにしてエッジ部を強調した強調画像を得ることができる。クリーンルーム内における特徴部分となる塵埃の画像が、他の部分に対して強調された画像を得ることができ、塵埃を明瞭に視認することができるようになる。
【００３９】
こうして形成された強調画像は、図１に示すモニタ４に表示される。クリーンルームの管理者は、そのモニタ４の画面を目視することにより、クリーンルーム内に生じている塵埃の状況を的確に把握することができる。したがって、クリーンルーム内の塵埃の管理を確実に行うことができるようになる。
【００４０】
なお、上記（２）式を用いた説明では、水平画素の演算について説明しているが、垂直方向に隣接する画素についても同様の式によって演算処理することができる。また、１次微分のみならず、２次微分を行う態様とすることもできる。また、オフセットや輝度値の乗除による明度変更などを行うこともできる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４２】
本実施形態に係る微分処理装置では、上記第１の実施形態に比較して、微分処理部１３による処理工程が異なるのみで、ハード構成としては図１に示すものを用いることができる。また、画像処理装置２としても、第１の実施形態と同様に、図１に示すＡ／Ｄ変換部１１、エッジ抽出部１２、および微分処理部１３を有するものが用いられる。ここで、本実施形態では、微分処理部１３には、微分画像を原画像から減算する図示しない微分画像減算手段が設けられている。
【００４３】
次に、本実施形態に係る微分処理方法について説明すると、上記第１の実施形態では、微分処理を行う際、原画像に微分画像を加算して強調画像を得るようにしているが、本実施形態では、原画像から微分画像を減算する処理を行う。
【００４４】
減算に供する微分画像は、上記第１の実施形態で示した態様と同様にして得ることができる。もちろん、このときに上記第１の実施形態で示した傾斜配分を適用することもできる。ここで、得られた微分画像は、特徴部分のエッジ部が正もしくは負の大きな輝度値を有することになるので、微分画像を原画像から減算する際には、エッジ部での変化量（減算量もしくは加算量）が多くなる。一方、非エッジ部では、微分値は正もしくは負の微小な輝度値を有するので、微分画像を原画像から減算する際には、非エッジ部での輝度差を打ち消すことによってノイズを好適に抑制することになる。したがって、微分画像を原画像から減算することによってエッジ部では反転強調効果を、非エッジ部では平滑化と同様の効果を同時に得ることができる。この点に着目し、非エッジ部では原画像の輝度分布を保持したまま微小ノイズを抑制し、エッジ部のみを反転強調させると、輝点として現されていたエッジ部分が暗点となり、暗点として現されていたエッジ部分が輝点となって現されることになる。
【００４５】
対象物周辺の輝度の偏り（コントラストが貧弱）がある場合、通常のコントラスト改善方法では効果が低い（コントラストを得られない）ことがある。そのような場合、エッジ部を反転させ暗点化もしくは輝点化させることにより、大きなコントラストを得ることが可能である。
【００４６】
上記第１の実施形態で示した画像処理などでは、コントラストの改善が目的とされ、輝点をより明るく、暗点をより暗くするようにしている。これに対して、本実施形態に係る画像処理装置では、輝点を暗点として現し、暗点を輝点として現しているので、コントラストの改善のみでは視認が困難であった画像の視認性の向上を図ることができる。このように、原画像から微分画像を減算することにより、エッジ部のみが反転強調され、原画像のもつ輝度分布の大半は保持される。したがって、画像全体に対して明暗反転を行ったときとは視認性が異なる画像を得ることができる。
【００４７】
本実施形態に係る画像処理装置では、エッジ部分を反転させて、コントラストの改善のみでは視認が困難であった画像の視認性を向上させるものである。そのような画像処理装置の用途としては、たとえば肌に形成された毛穴の観察などを挙げることができる。肌に形成された毛穴は、周辺部よりも暗いため、コントラスト強調するとより暗くなってしまい、その観察は困難となってしまう。本実施形態に係る画像処理装置を用いた場合には、原画像の情報を保持しつつ、毛穴を抽出してその視認性を向上させることができる。
【００４８】
また、防犯・防衛・監視用途において、赤外線暗視カメラが多用されているが、このような場合、暗点の輝度化は不審物発見や監視に効果的であるということができる。すなわち、対象物のみ反転され、画像中の視認性が向上するからである。
【００４９】
また、コンクリートなどのヒビ割れなどを好適に観察することができる。コンクリートや皮製品などのさまざまなものにヒビ割れが生じるが、このヒビ割れ部には光の反射がないので、コントラスト改善のような画像処理をした場合には、黒くなってしまうことが多い。このような場合に、本実施形態に係る画像処理装置を用いてヒビ割れ部をエッジ部として抽出し、反転強調することにより、ヒビ割れ部分を白く光らせることができる。これによって、ヒビ割れの確認が容易となる。特に、皮製品などは黒いものも多いので、この場合には反転強調の効果はさらに大きいものである。
【００５０】
さらには、塗装面の傷検査などの、擦り傷などによる表面のわずかな光沢の変化を見る場合にも好適に用いることができる。また、タイヤや複写機のドラム、トナーなどといった黒地の黒欠陥観察などを挙げることもできる。黒地の黒欠陥は、低コントラストであり視認性が低いが、このような対象物に対して反転強調を行った場合には、欠陥部が輝点となるので、その視認性を大幅に向上させることができる。
【００５１】
さらに、指紋や脂汚れ観察に対しても好適に用いることができる。金属表面において人の脂汚れは黒っぽい汚れとなるので、反転強調によりこれらの汚れを白く表示させることによって視認性を向上させることができる。
【００５２】
あるいは、粒子解析などに好適に用いることができる。たとえば、煤煙で汚れた煙突中の粒子などを観測する場合、反転強調により対象粒子を背景に浮かび上がらせることができる。背景と対象物の輝度差があまりない場合、反転強調によって視認性は大幅に向上する。その他、濃い色の床について黒色の汚れなどを観察する場合には、反転強調によって汚れを白く床から浮かび上がらせることが可能である。また、タイヤ痕のようなものの検出に対しても好適に利用することができる。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態に係る塵埃測定装置では、画像処理を専用に行う画像処理装置２を用いていたが、たとえば図５に示す塵埃測定装置とすることもできる。この塵埃測定装置２０は、いわゆるハンディカメラ仕様とされており、本体部２１を備えている。本体部２１の先端には、レンズ２２が取り付けられており、このレンズ２２を介してクリーンルーム内などを撮像することができる。また、本体部２１の内部には、図示しない画像処理装置が設けられている。この画像処理装置は、上記各実施形態において説明したものと同一の機能を有するものである。さらに、本体部２１の側面には、モニタ２３が取り付けられている。レンズ２２を介して撮影され、画像処理装置によって画像処理装置によって画像処理された画像が表示される。
【００５４】
また、本体部２１の後端部には、接眼レンズ２４が設けられている。塵埃測定装置２０の使用者は、この接眼レンズ２４を覗き込むことにより、レンズ２２を介してクリーンルーム内などを直接視認することができるようになっている。そして、本体部２１の下端部には、グリップ２５が取り付けられている。使用者は、グリップ２５を握って塵埃測定装置２０を利用することができる。
【００５５】
かかる構成の塵埃測定装置２０では、たとえばクリーンルームの管理を行う塵埃測定装置２０の使用者が、グリップ２５を握りながら、あるときには接眼レンズ２４を介して、またあるときにはモニタ２５をみながらクリーンルーム内などを観察することができる。そのため、たとえばクリーンルーム内を局所的に観察したい場合など、塵埃測定装置２０をもって移動しながら観察することを容易に行うことができる。
【００５６】
あるいは、図６に示す態様とすることもできる。図６に示す塵埃測定装置３０は、カメラ３１、画像入力ボード３２、パーソナルコンピュータ３３、およびモニタ３４を備えている。カメラ３１は、上記第１の実施形態で用いたものと同一であり、たとえばクリーンルーム内のアナログ画像を撮影するものである。カメラ３１は、画像入力ボード３２に接続されており、画像入力ボード３２はパーソナルコンピュータ３３に接続されている。そして、カメラ３１で撮影された画像は、画像入力ボード３２を介してパーソナルコンピュータ３３に出力される。
【００５７】
パーソナルコンピュータ３３は、図示しないメモリを有しており、このメモリには、上記各実施形態で用いられる画像処理装置２におけるＡ／Ｄ変換部１１、エッジ抽出部１２、および微分処理部１３とそれぞれ同等の処理を行うプログラムが書き込まれている。そして、画像入力ボード３２を介して入力されたアナログ画像をデジタル画像に変換して、上記各実施形態と同様の画像処理を行っている。画像処理されて形成された画像は、モニタ３４に出力されて、モニタ３４に表示される。
【００５８】
このように、専用の画像処理装置を用いることなく、汎用のパーソナルコンピュータに所定のプログラムを書き込んだものを利用する態様とすることもできる。また、この態様のように、パーソナルコンピュータ３３のメモリに所定のプログラムが書き込まれている態様ではなく、図７に示すＣＤ−ＲＯＭ４０などの記憶媒体を利用する態様とすることもできる。このＣＤ−ＲＯＭ４０には、上記各実施形態で利用されるＡ／Ｄ変換部１１、エッジ抽出部１２、および微分処理部１３とそれぞれ同等の処理を行うプログラムが書き込まれている。また、パーソナルコンピュータ３３には図示しないＣＤドライブが設けられており、このＣＤドライブにＣＤ−ＲＯＭ４０を挿入して、パーソナルコンピュータ３３で画像処理を行う態様とすることもできる。もちろん、記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭのほか、フロッピーディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、半導体記憶装置などを利用することもできる。
【００５９】
また、上記実施形態に係る画像処理装置は、クリーンルーム内の塵埃の測定を行う塵埃測定装置に利用する態様について説明したが、他の装置に利用することもできる。それらの例を挙げると、流れの可視化として、上記実施形態で示したクリーンルーム内の埃観察、液体中粒子の流動観察、あるいは風洞実験などを挙げることができる。また、傷検査として、ウエハ表面の割れ、ヒビや傷検出、また、赤外透過像によるウエハ内部欠陥検出、金属の傷やクラック検出、切削面評価、コンクリート等のヒビ割れ検出、強調などが挙げられる。さらに、埃や汚れ確認として、ハウスダスト、カビ、ダニの観察、指紋、タイヤ痕検出などが挙げられる。また、干渉縞の観察として、干渉縞の観察、表面結晶形状の観察などを挙げることができ、美容として肌表面観察、しみやしわの検出などを挙げることができる。画像強調およびノイズ除去としてＸ線画像などのコントラスト改善および量子化ノイズの抑制、Ｘ線や赤外線透過画像強調による内部異物検査などを挙げることができる。また、表面強調として、塗装表面の異物観察、塗装欠陥検査および塗装前表面観察、シミ、ムラの観察など各種外観検査を挙げることができ、細胞観察として細胞の形状および細胞数の計測しやすさの向上などを挙げることができる。そして、ピンホール検査としてピンホール、アワ、ハジキ、スルーホールなどの観察を挙げることができ、突起やへこみ観察としてウエハへこみの観察などを挙げることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、クリーンルームなどに浮遊する塵埃などを視認しやすくして、クリーンルーム内の塵埃管理などを確実に行うことができるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る画像処理装置を含む塵埃測定装置を示す模式的構成図である。
【図２】画像処理装置のブロック構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像処理装置を用いた画像処理方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）とも、対象画素と隣接画素の配置関係の例を示す図である。
【図５】他の例に係る塵埃測定装置の模式的構成図である。
【図６】さらに他の例に係る塵埃測定装置の模式的構成図である。
【図７】コンピュータ読取り可能な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ）を示す図である。
【符号の説明】
１…塵埃測定装置、２…画像処理装置、３…ＣＣＤカメラ、４…モニタ、１１…Ａ／Ｄ変換部、１２…エッジ抽出部、１３…微分処理部、２０…塵埃測定装置、２１…本体部、２２…レンズ、２３…モニタ、２４…接眼レンズ、２５…グリップ、２５…モニタ、３０…塵埃測定装置、３１…カメラ、３２…画像入力ボード、３３…パーソナルコンピュータ、３４…モニタ、Ａ１…画素（対象画素）、Ａ２〜Ａ４…画素（対象画素近傍画素）、Ｂ１…隣接画素、Ｂ２〜Ｂ４…隣接画素近傍画素。
【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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