(57)【要約】【課題】環境変動に強く、パターンサーチ、自動処理領域決定、外形検査等で用いる特徴量抽出の技術の処理で使うのに適した特徴量抽出技術を提供することを課題とする。【解決手段】オペレータにより、パターンサーチ等の処理を行う対象となる特徴点の抽出すべき個数が指定される。画像処理装置は、入力画像からエッジ強度画像を生成し、さらに、エッジ強度の度数分布７０を生成する。そして、度数分布７０に基づいて、エッジ強度の高い側から指定された特徴点の個数分だけエッジ点を加算し、特徴点個数を超えない最低のエッジ強度を求め、これをエッジ強度閾値７３とする。画像処理装置は、エッジ強度閾値７３よりエッジ強度の高い点を特徴点とし特徴点抽出処理を実行する。【選択図】図６
2007141222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段により得られた入力画像中のエッジ点を抽出する画像処理装置において、
前記入力画像の各画素におけるエッジ強度を算出するエッジ強度算出手段と、
前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度データを、エッジ強度の大きさに応じて順位付けする順位付け手段と、
前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度データに基づいて、基準となる基準エッジ強度値を決定する基準エッジ強度値決定手段と、
前記エッジ点の抽出個数を決定する抽出個数決定手段と、
前記基準エッジ強度値と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定するエッジ強度閾値特定手段と、
前記入力画像の各画素において、前記エッジ強度閾値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出するエッジ点抽出手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記エッジ強度閾値特定手段は、前記基準エッジ強度値からの前記エッジ強度データの個数と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定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】
前記順位付けする手段は、前記算出する手段により算出されたエッジ強度の度数分布情報を生成するものであり、
前記エッジ強度閾値特定手段は、生成した前記度数分布情報に基づいて、前記基準エッジ強度値から前記抽出個数をカウントし、前記エッジ強度閾値を決定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】
前記画像処理装置はさらに、前記度数分布情報を表示する手段を備え、
前記抽出個数決定手段は、前記表示された前記度数分布情報上で、オペレータにより指定された抽出すべきエッジ強度の範囲に基づいて前記抽出個数を決定することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記抽出個数決定手段は、オペレータの指定により前記抽出個数を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記抽出個数決定手段は、オペレータにより指定された抽出すべきエッジ強度の範囲に基づいて前記抽出個数を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記基準エッジ強度値は、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度の最高値であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記基準エッジ強度値は、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度のエッジ強度の最高値より所定量だけ低い値であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記基準エッジ強度値は、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度の中央値であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記エッジ強度閾値特定手段は、前記基準エッジ強度値を基準としてエッジ強度の高い側または低い側のエッジ強度データの個数と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定し、
前記エッジ点抽出手段は、入力画像の各画素において、前記エッジ強度閾値と前記基準エッジ強度値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記エッジ強度閾値特定手段は、前記基準エッジ強度値を基準としてエッジ強度の高い側のエッジ強度データの個数と低い側の前記エッジ強度データの個数と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データから高い側のエッジ強度を第１エッジ強度閾値とし、低い側のエッジ強度を第２エッジ強度閾値として特定し、
前記エッジ点抽出手段は、入力画像の各画素において、前記第１エッジ強度閾値と前記第２エッジ強度閾値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする請求項１〜６、８または９のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記画像処理装置はさらに、
検出すべきパターンが含まれるパターン画像を取得する手段と、
前記パターン画像の各画素において、エッジ強度を算出する手段と、
前記パターン画像の各画素の前記エッジ強度とパターン画像のエッジ強度閾値とに基づいてエッジ点を抽出し、抽出された当該エッジ点をパターン画像のエッジ点データとして登録する手段と、
パターン画像のエッジ点データを用いて、前記入力画像のエッジ点に対してパターンサーチを行う手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記エッジ強度算出手段は、前記入力画像の各画素における、画素間の輝度の変動量に基づいて、第１の方向のエッジ強度成分と、当該第１の方向に直交する第２の方向のエッジ強度成分とを算出し、当該第１および第２のエッジ強度成分に基づいて、前記エッジ強度とエッジ角度方向とを算出し、
画像処理装置は、さらに、前記エッジ点抽出手段により抽出されたエッジ点のうち、前記エッジ角度方向に沿った前記エッジ強度の極大値以外をエッジ点から除外する細線化手段と、
前記細線化手段により選択された前記エッジ点と、当該エッジ点と特徴が類似し、且つ、当該エッジ点に隣接するエッジ点と連結する手段と、
前記エッジ点の連結数の下限を指定する手段と、
前記連結数の下限未満のエッジ点を抽出すべきエッジ点から外す手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記画像処理装置はさらに、エッジ強度予備下限値を指定する手段と、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度データのうち、エッジ強度が前記予備下限値未満の画素は前記エッジ点の抽出対象から外す手段を備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記エッジ強度閾値は、入力画像の取得に応じて、前記指定された抽出個数に基づき自動的に再設定されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記画像処理装置はさらに、前記入力画像と前記入力画像から生成される前記エッジ点の画像とを表示する手段を備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１記載の画像処理装置。
【請求項１７】
撮像手段により得られた入力画像中のエッジ点を抽出する画像処理方法において、
前記入力画像の各画素におけるエッジ強度を算出し、
前記エッジ強度データを、エッジ強度の大きさに応じて順位付けし、
前記エッジ強度データに基づいて、基準となる基準エッジ強度値を決定し、
前記エッジ点の抽出個数を決定し、
前記基準エッジ強度値と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定し、
前記入力画像の各画素において、前記エッジ強度閾値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に関し、詳しくは、画像の特徴量抽出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
あらかじめパターン画像を登録しておき、処理対象画像の中からパターン画像をサーチするパターンサーチ技術は、様々な用途で用いられている。製品の検査ツールがその一例である。各種製品の製造ラインにおいて、製品の画像がカメラによって順次撮影される。そして、撮影された画像を対象として、登録されているパターン画像をサーチするのである。これにより、部品が正確な位置に形成されているか、印刷が正確な位置に形成されているか、といった検査を自動化させることが可能である。
【０００３】
パターンサーチ技術において、検出能力を上げるため、環境変動に対する変動の少ないエッジに関するデータがサーチ時に特徴量として使われる。つまり、画像の輝度値変化の大きい部分を特徴的部分として、２つの画像の特徴部を評価するのである。
【０００４】
図１２は、従来から行われているパターン検出処理のフローチャートである。まず、入力画像に対して縦方向および横方向にソーベルフィルタ等を適用させ、エッジ強度をＸ、Ｙ成分とするエッジ成分画像を生成する（ステップＳ２１）。つまり、各画素がＸ、Ｙの２つのエッジ強度を持つ画像を生成する。
【０００５】
次に、ステップＳ２１で求めたエッジ成分画像から、エッジ強度画像を作成する（ステップＳ２２）。つまり、各画素が１つのエッジ強度を持つ画像を作成する。
【０００６】
次に、ステップＳ２２で求めたエッジ強度画像の中で、オペレータによって指定されたエッジ強度閾値よりも高いエッジ強度を持つ画素を選択し、その選択された画素の集合を特徴点として決定する（ステップＳ２３）。
【０００７】
最後に、ステップＳ２３で決定した特徴点に対して、あらかじめ登録されているパターン画像をサーチして、パターンの検出を行う（ステップＳ２４）。
【０００８】
このように、入力画像の全てに対してパターン画像をサーチするのではなく、設定されたエッジ強度閾値を超えるエッジ強度をもつ画像に対してサーチ処理を行うようにしている。このような処理を行うことで、処理の高速化が図れるからである。
【０００９】
下記特許文献１は、特徴抽出技術に関するものであり、エッジ強度の閾値を用いることなく、物体の特徴抽出を行おうとするものである。
【００１０】
また、下記特許文献２は、パターンマッチング技術に関するものであり、システム側で設定した処理パラメータを表示部に表示させるとともに、オペレータがパラメータを修正できるようにした技術である。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−６９７１号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１２で示した処理を実行することにより、特徴点を絞ってパターンサーチを行うことができ、処理の高速化が可能である。しかし、従来の方法では、エッジ強度閾値が固定的に指定される方法であるため、環境の変動等により、入力画像のエッジ強度分布が変化した場合には、パターンサーチ等の検出能力が劣化するという問題がある。
【００１３】
たとえば、入力画像が、図１３で示すような画像１００である場合を考える。これは、プリント基板の画像である。プリント基板の画像１００には、プリント基板に印刷された印刷文字１０１や、プリント基板に形成された回路パターン１０２が含まれている。また、画像１００には、細かな点１０３が含まれる。点１０３は、実際にプリント基板上に存在する点（たとえば部材のキズ等）である場合もあれば、画像処理により生成された雑音である場合もある。そして、画像１００において、検出したいパターンは、「１２１」の文字であるとする。つまり、検出したいパターンは、印刷文字１０１に含まれている。
【００１４】
このような画像１００に対して、図１２で示した処理を実行し、パターンサーチを行うと以下のような問題が発生する。たとえば、工場の製造ラインで製品を撮影し、その画像に対してパターンサーチを行っているとする。まず、比較的明るい環境で製品を撮影した場合を考える。図１４は、撮影した画像のエッジ強度の度数分布１２０を示している。また、領域１０１Ａは、印刷文字１０１の画像のエッジ強度が分布する領域であり、領域１０２Ａは、回路パターン１０２の画像のエッジ強度が分布する領域である。
【００１５】
そして、エッジ強度閾値１２１が図に示すような位置に指定されているとする。エッジ強度閾値１２１よりもエッジ強度が高い点が特徴点として選択されるので、図の破線で囲まれた領域ＣＰが特徴点の領域となる。この場合、指定されたエッジ強度閾値が小さすぎるため、ステップＳ２３においては、印刷文字１０１の画像以外にも回路パターン１０２の画像が特徴点として選択されてしまうのである。サーチ対象である「１２１」という文字以外に、「ＡＢ」といった他の文字まで特徴点として選択されることは仕方ないが、エッジ強度閾値を低くしすぎて回路パターン１０２の画像まで特徴点に含まれると、サーチ速度を低下させるとともに、パターン検出能力を劣化させるため好ましくない。
【００１６】
そこで、指定するエッジ強度閾値を高くするという方法が考えられる。図１５は、図１４と同じ画像の度数分布１２０を示している。ここでは、領域１０２Ａが含まれないようにエッジ強度閾値１２２が設定されている。つまり、領域１０２Ａは、特徴点の範囲を示す領域ＣＰに含まれていない。このように、ある値までエッジ強度閾値を高くすれば、比較的エッジ強度の低い回路パターン１０２は、特徴点から外れるであろう。そして、印刷文字１０１だけが特徴点として選択される可能性はある。
【００１７】
しかし、これは、環境に依存する。たとえば、照明の変動などにより、周辺が暗くなったとする。この環境では、画像全体の輝度が低下し、エッジ成分が弱くなる。図１６は、図１４、図１５の場合と同じ被写体を、暗い環境下で撮影した画像の度数分布１２３を示している。度数分布１２３は、図１４、図１５で示した度数分布１２０より分布がエッジ強度の低い側に偏っていることが分かる。
【００１８】
そして、これら領域１０１Ａ、１０２Ａもエッジ強度の低い側に移動している。この場合、図１５の場合と同様に高いエッジ強度閾値１２２を指定していると、回路パターン１０２の画像だけでなく、印刷文字１０１の画像までもが特徴点から外れてしまうケースが発生する。つまり、図に示すように、領域１０１Ａまでもが特徴点の範囲である領域ＣＰに含まれないようなケースが発生する。このケースでは、文字「１２１」のパターンサーチも失敗することになる。
【００１９】
このように、従来のパターンサーチ技術では、エッジ強度閾値を低くしすぎるとパターンサーチの処理速度が低下するとともにパターン検出能力が劣化し、エッジ強度閾値を高く指定すると、明るさなどの環境に起因して、やはり、パターンサーチの検出能力が劣化するという問題があった。
【００２０】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、環境変動に強い、パターンサーチ、自動処理領域決定、外形検査等で用いる特徴量抽出技術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】
【００２１】
上記課題を解決するため、本願発明は、撮像手段により得られた入力画像に対して特徴量抽出処理を行う画像処理装置であって、前記入力画像の各画素におけるエッジ強度を算出するエッジ強度算出手段と、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度データを、エッジ強度の大きさに応じて順位付けする順位付け手段と、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度データに基づいて、基準となる基準エッジ強度値を決定する基準エッジ強度値決定手段と、前記エッジ点の抽出個数を決定する抽出個数決定手段と、前記基準エッジ強度値と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定するエッジ強度閾値特定手段と、前記入力画像の各画素において、前記エッジ強度閾値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出するエッジ点抽出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、前記エッジ強度閾値特定手段は、前記基準エッジ強度値からの前記エッジ強度データの個数と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定することを特徴とする。
【００２３】
さらに、前記順位付けする手段は、前記算出する手段により算出されたエッジ強度の度数分布情報を生成するものであり、前記エッジ強度閾値特定手段は、生成した前記度数分布情報に基づいて、前記基準エッジ強度値から前記抽出個数をカウントし、前記エッジ強度閾値を決定することを特徴とする。
【００２４】
さらにまた、前記画像処理装置はさらに、前記度数分布情報を表示する手段を備え、前記抽出個数決定手段は、前記表示された前記度数分布情報上で、オペレータにより指定された抽出すべきエッジ強度の範囲に基づいて前記抽出個数を決定することを特徴とする。
【００２５】
さらにまた、前記抽出個数決定手段は、オペレータの指定により前記抽出個数を決定することを特徴とする。
【００２６】
さらにまた、前記抽出個数決定手段は、オペレータにより指定された抽出すべきエッジ強度の範囲に基づいて前記抽出個数を決定することを特徴とする。
【００２７】
さらにまた、前記基準エッジ強度値は、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度の最高値であることを特徴とする。
【００２８】
さらにまた、前記基準エッジ強度値は、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度のエッジ強度の最高値より所定量だけ低い値であることを特徴とする。
【００２９】
さらにまた、前記基準エッジ強度値は、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度の中央値であることを特徴とする。
【００３０】
さらにまた、前記エッジ強度閾値特定手段は、前記基準エッジ強度値を基準としてエッジ強度の高い側または低い側のエッジ強度データの個数と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定し、前記エッジ点抽出手段は、入力画像の各画素において、前記エッジ強度閾値と前記基準エッジ強度値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする。
【００３１】
さらにまた、前記エッジ強度閾値特定手段は、前記基準エッジ強度値を基準としてエッジ強度の高い側のエッジ強度データの個数と低い側の前記エッジ強度データの個数と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データから高い側のエッジ強度を第１エッジ強度閾値とし、低い側のエッジ強度を第２エッジ強度閾値として特定し、前記エッジ点抽出手段は、入力画像の各画素において、前記第１エッジ強度閾値と前記第２エッジ強度閾値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする。
【００３２】
さらにまた、前記画像処理装置はさらに、検出すべきパターンが含まれるパターン画像を取得する手段と、前記パターン画像の各画素において、エッジ強度を算出する手段と、前記パターン画像の各画素の前記エッジ強度とパターン画像のエッジ強度閾値とに基づいてエッジ点を抽出し、抽出された当該エッジ点をパターン画像のエッジ点データとして登録する手段と、パターン画像のエッジ点データを用いて、前記入力画像のエッジ点に対してパターンサーチを行う手段と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
さらにまた、エッジ強度算出手段は、前記入力画像の各画素における、画素間の輝度の変動量に基づいて、第１の方向のエッジ強度成分と、当該第１の方向に直交する第２の方向のエッジ強度成分とを算出し、当該第１および第２のエッジ強度成分に基づいて、前記エッジ強度とエッジ角度方向とを算出し、画像処理装置は、さらに、前記エッジ点抽出手段により抽出されたエッジ点のうち、前記エッジ角度方向に沿った前記エッジ強度の極大値以外をエッジ点から除外する細線化手段と、前記細線化手段により選択された前記エッジ点と、当該エッジ点と特徴が類似し、且つ、当該エッジ点に隣接するエッジ点と連結する手段と、前記エッジ点の連結数の下限を指定する手段と、前記連結数の下限未満のエッジ点を抽出すべきエッジ点から外す手段と、を備えることを特徴とする。
【００３４】
さらにまた、前記画像処理装置はさらに、エッジ強度予備下限値を指定する手段と、前記エッジ強度算出手段によって求められたエッジ強度データのうち、エッジ強度が前記予備下限値未満の画素は前記エッジ点の抽出対象から外す手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
さらにまた、前記エッジ強度閾値は、入力画像の取得に応じて、前記指定された抽出個数に基づき自動的に再設定されることを特徴とする。
【００３６】
さらにまた、前記画像処理装置はさらに、前記入力画像と前記入力画像から生成される前記エッジ点の画像とを表示する手段を備えることを特徴とする。
【００３７】
また、上記課題を解決するため、本願発明は、撮像手段により得られた入力画像中のエッジ点を抽出する画像処理方法において、前記入力画像の各画素におけるエッジ強度を算出し、前記エッジ強度データを、エッジ強度の大きさに応じて順位付けし、前記エッジ強度データに基づいて、基準となる基準エッジ強度値を決定し、前記エッジ点の抽出個数を決定し、前記基準エッジ強度値と前記抽出個数とに基づいて、前記順位付けされたエッジ強度データからエッジ強度をエッジ強度閾値として特定し、前記入力画像の各画素において、前記エッジ強度閾値に基づいて抽出すべきエッジ強度を持つ画素を前記エッジ点として抽出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、パターンサーチ処理等を行う対象となる特徴点（エッジ点）が、指定された特徴点個数に基づき、入力画像のエッジ強度の度数分布に応じて決定される。エッジ強度閾値が、固定的に決定されるのではなく、エッジ強度の度数分布に応じて決定されるため、環境変動により入力画像のエッジ成分が変動した場合であっても、パターンサーチ等の検出能力を劣化させることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
｛画像処理装置の構成｝
発明の好適な実施例、特に、パターンサーチ処理について図面を用いて以下に述べる。図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置１のブロック図である。画像処理装置１は、撮像装置１０、コンソール２０、メインコントローラ３０、表示装置４０を備えている。撮像装置１０は、たとえば、ＣＣＤ撮像素子などを備えて構成される。コンソール２０は、外付けのキーボードなどが用いられるが、本体装置に設けられていてもよい。また、メインコントローラ３０は、画像処理装置１の全体制御を行うブロックであり、メモリ３１、画像処理用ＩＣ３２、ＣＰＵ３３を備えている。表示装置４０は、外付けの液晶ディスプレイなどが用いられるが、本体装置に設けられていてもよい。
【００４０】
このような構成の画像処理装置１において実行されるパターンサーチ処理の概要を説明する。画像処理装置１は、まず、検出すべき特徴を含む画像をパターン画像６１としてメモリ３１に格納する。そして、撮像装置１０を用いて、被写体を撮影し、処理対象である入力画像６２をメモリ３１に格納する。そして、メモリ３１に格納されたプログラム５０をＣＰＵ３３上で実行するとともに、画像処理用ＩＣ３２を駆動して、パターンサーチ処理を実行し、入力画像６２に含まれているパターン画像６１と一致する特徴を検出するのである。
【００４１】
図２は、画像処理用ＩＣ３２の機能ブロック図である。画像処理用ＩＣ３２は、エッジ強度画像生成部３２１、度数分布生成部３２２、エッジ強度閾値決定部３２３、パターンサーチ部３２４を備えている。これら処理部の機能については後述する。また、これら処理部は、本実施の形態においては、画像処理用ＩＣ３２の一部としているが、プログラム５０をＣＰＵ３３上で実行させることにより実現されていてもよい。
【００４２】
以上の構成を備える画像処理装置１は、たとえば、工場の製造ラインに設置され、順次搬送される製品を撮影してパターンサーチ処理を実行するのである。そして、パターン画像と一致するか否かによって製品の検査を行うようにしている。
【００４３】
｛パターンサーチ処理｝
次に、上記構成を備える画像処理装置１によるパターンサーチ処理の方法について、図３ないし図８を参照しながら説明する。
【００４４】
まず、パターンサーチ処理を行うために、サーチ対象である多値画像としてのパターン画像６１の取得を行う。図３は、プログラム５０が実行することにより、表示装置４０にパターン画像６１と、このパターン画像６１に基づいて作成されるエッジ成分画像を切り替えて表示するパターン画像取得画面５１Ａを示す図である。プログラム５０が表示装置４０に表示するユーザインタフェース画面（図３、図４、図９）には、共通して、画像表示エリア５２、操作対象選択エリア５３、パターンエッジ抽出レベル指定エリア５４、サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５が存在する。
【００４５】
図３は、操作対象として「パターン」、つまりパターンモデルを選択、設定するための画面が選択された場合を示している。この「パターン」を選択した時点では、メモリ３１にデフォルト値として記憶されている閾値、例えば１００（図示せず）が、後述するパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４のしきい値入力欄に表示され、同様に、メモリ３１にデフォルト値として記憶されている長さ下限値、例えば１０（図示せず）がパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４の長さ下限入力欄に表示される。
【００４６】
なお、パターンエッジ抽出レベル指定エリア５４のしきい値入力欄には、４０から８，０００までの値が入力可能となっているとともに、パターンエッジ抽出レベル指定エリア５４の長さ下限入力欄には、０から２００までの値が入力可能となっている。図３に示すパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４においては、上述したデフォルト値から変更された閾値として１８００が設定され、長さ下限として１０が設定されている。
【００４７】
そして、画像表示エリア５２には、パターン画像６１またはそれに基づいて作成されるエッジ強度画像が表示されている。なお、画像表示エリア５２に表示される画像は、図示しない画面上のボタンまたは初期設定条件によって、パターン画像６１または、パターン画像６１から生成されるエッジ強度画像の一方を選択可能とすることも可能である。更に、上記しきい値と長さ下限値の適切な設定を容易に行うため、パターン画像６１からエッジ強度画像への自動的な表示切替を、上述した操作対象の「パターン」を選択行為に連動した上記デフォルト値に基づき実施し、オペレータによるパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４の入力欄への数値入力行為に連動し実施すると共に、後述するパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４の入力欄への設定完了を意味するＯＫボタンの操作行為に連動し実施することが好ましい。
【００４８】
なお、上述したエッジ強度画像の作成時には、パターンエッジ抽出レベルとして閾値を設定し、これに対応したエッジ強度画像を作成する際、このしきい値以上のエッジ点を抽出すると共に、図８に基づいて後述する、極大点８０のみを抽出し、極大点近傍のテッジ点を排除する、細線化処理を自動的に施した上で、エッジ強度画像を作成、表示するようになっている。
【００４９】
図３に示すパターン画像６１内の被写体には、印刷文字１０１や回路パターン１０２などが含まれている。更に、このパターン画像６１の中で、オペレータが、矩形エリア５６によって特定し、パターンモデルとしてサーチしたい文字「１２１」が選択されている。矩形エリア５６は、いわゆるラバーバンドであり、オペレータユーザは、自由に大きさや形を変化させながら、パターンモデルとしてのサーチ対象となる図形、文字等を選択することができる。なお、パターン画像取得画面５１Ａにおいては、操作対象として「パターン」、つまりパターンモデルを選択、設定するため使用しないサーチエッジ抽出レベル指定エリア５５はグレー表示されるなどして、入力不可の状態となっている。
【００５０】
このように、パターン画像取得画面５１Ａの画像表示エリア５２に表示された画像に対して、オペレータが矩形エリア５６を利用してパターンモデルとしてのサーチ対象の画像（図形、文字等）、いわゆるエリアを選択する。また、オペレータにより、パターンエッジ抽出レベルとして閾値と長さ下限が指定される。この閾値は、どのエッジ強度レベル以上の点を対象としてパターン画像６１、より具体的には矩形エリア５６に存在するエッジ点の中で、どのエッジ強度以上のものを取得するのかを指定するものである。
【００５１】
また、「長さ」とは、閾値を超えるエッジ強度を持つ点の連続する長さを示している。「長さ下限」が指定されることにより、「長さ下限」よりも長さの短いエッジ点は、パターン画像６１の対象から外すことを示している。つまり、キズなどの点をパターン画像６１から除外するようにしている。
【００５２】
各エッジ点を連結する手法は、従来より種々の方法が知られているが、本実施例においては、その始点のエッジ点の持つベクトル方向に直交する方向を算出する。次に、その始点のエッジ点を有する画素の周辺に位置する八つの隣接する画素の中で、この直交方向に位置する隣接画素ならびにその隣接画素の左右に位置する2つの画素にエッジ点が存在するかどうかを判断する。対象となる画素が存在すると判断された場合、その対象となる画素の持つエッジ点のベクトル方向と直交する方向と、上述した始点のエッジ点の持つベクトル方向と直交する方向との類似性を評価し、類似性の高いエッジ点を始点のエッジ点と連結処理を行う。次に新たに連結されたエッジ点を始点として、上述と同様の処理を繰り返し、連結可能なエッジ点の探索を実施する。
【００５３】
また、パターン画像６１から生成されるエッジ強度画像は、例えば、パターン画像６１に対して、ソーベルフィルタを用いてパターン画像６１の横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）についてエッジ成分を算出し、このエッジ成分画像からエッジ強度画像とエッジ角度画像を生成する。つまり、各画素についてＸ方向、Ｙ方向の２方向についてエッジ成分が算出され、各画素について、この２つのエッジ成分から各画素におけるエッジ強度ならびにエッジ角度を算出し、かれらの値に基づいてエッジ強度画像とエッジ角度画像の各々が生成される。
【００５４】
このエッジ強度画像は、より具体的には、パターンエッジ抽出レベル指定エリア５４の入力欄にあるデフォルト値および入力されたしきい値によって、しきい値以上のエッジ強度を持つエッジ点のみが選択され、これらのエッジ点に基づいてエッジ強度画像が生成される。このエッジ強度画像は、パターン画像取得画面５１Ａの画像表示エリア５２に表示するため、または後述する入力画像から生成されるエッジ強度画像とのマッチングの際に使用するために、生成されることが多い。本実施例の場合は、このエッジ強度画像は、パターン画像取得画面５１Ａの画像表示エリア５２に表示すると共に、後述するサーチを行う両方に使用される。
【００５５】
但し、後述のサーチの手法は、種々の方法が知られている。例えば、このエッジ強度画像のデータを、幾何学的に表現したデータを用いてマッチングを実施してもよい。より具体的には、この幾何学的データは、抽出された各々のエッジ点の２次元的座標位置と、その位置におけるエッジ点の持つエッジ強度値ならびにベクトル方向を幾何学的に記載したものであり、このデータを後述するサーチ対象であるエッジ強度画像とマッチングさせる手法も存在する。なお、上述した各エッジ点の連結処理は、この各エッジ点が保有するベクトル方向に基づいて実施される。
【００５６】
以上の設定を行った上で、オペレータがパターン画像取得画面５１ＡのＯＫボタンを選択すると、パターン画像６１の中で、オペレータが矩形エリア５６を用いて特定したパターンモデルならびに、このパターンモデルに対応する上記幾何学的データがメモリ３１に格納される。
【００５７】
上述した最適なパターンモデルのしきい値設定は、上述したしきい値と長さ下限値の入力と、それに連動したエッジ強度画像の画像表示エリア５２への表示し、その表示内容の確認に基づくしきい値と長さ下限値の再入力を繰り返すことにより、オペレータが、これらの値を所望する値に容易に設定可能とすることができる。
【００５８】
次に、図４ないし図６を参照しつつ、サーチ時の特徴量抽出のための設定の流れを説明する。図４は、プログラム５０が実行することにより、表示装置４０に表示されたパターンサーチ画面５１Ｂを示す図である。ここでは、操作対象として「サーチ」が選択されている。また、表示画面として「入力画面」が指定されており、画像表示エリア５２には、処理対象である入力画像６２が表示されている。つまり、撮像装置１０で撮像された被写体画像が入力画像６２としてメモリ３１に格納されており、この入力画像６２が処理対象の画像として画像表示エリア５２に表示されている。より具体的には、入力画像は、撮像装置１０ならびに表示装置４０を含むメインコントローラ３０からなる画像処理装置を、製造ラインの特定の箇所に設置し、その設置箇所の持つ照明条件などの特有の環境下において撮像された画像を用いる。
【００５９】
操作対象として「サーチ」を選択した時点では、メモリ３１にデフォルト値として記憶されている閾値、例えば１００（図示せず）が、後述するサーチエッジ抽出レベル指定エリア５５のしきい値入力欄に表示され、メモリ３１にデフォルト値として記憶されている個数上限指定値、例えば８，０００(図示せず)がサーチエッジ抽出レベル指定エリア５５の個数上限指定値入力欄に表示され、同様に、メモリ３１にデフォルト値として記憶されている長さ下限指定値、例えば１０（図示せず）がサーチエッジ抽出レベル指定エリア５５の長さ下限指定値入力欄に表示される。
【００６０】
なお、サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５のしきい値入力欄には、４０から８，０００までの値が入力可能、サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５の個数上限指定値入力欄には、０から６０，０００までの値が入力可能、更にサーチエッジ抽出レベル指定エリア５５の長さ下限入力欄には、０から２００までの値が入力可能となっている。ここでは、上述のデフォルト値がオペレータによって変更され、サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５においては、抽出手法として「個数上限指定」が選択され、閾値として「５００」が設定され、「個数上限」として「５０００」が設定され、更に「長さ下限」として「５」が設定されている。
【００６１】
ここでのしきい値の意味ならびに長さ下限の意味は、上述したパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４における説明と同様なので、省略する。また、「個数上限」の意味については、後述する。なお、上述したエッジ強度画像の作成時には、サーチエッジ抽出レベルとして閾値を設定し、これに対応したエッジ強度画像を作成する際、このしきい値以上のエッジ点を抽出すると共に、図８に基づいて後述する、極大点８０のみを抽出し、極大点近傍のエッジ点を排除する、細線化処理を自動的に施した上で、エッジ強度画像を作成、表示するようになっている。
【００６２】
なお、パターンサーチ画面５１Ｂにおいては、使用しないパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４はグレー表示されるなどして、入力不可の状態となっている。上述した最適なサーチモデルのしきい値、個数上限、長さ下限値の設定は、上述した各値の入力と、それに連動したエッジ強度画像の画像表示エリア５２への表示を繰り返すことにより、よりオペレータが所望する値にすることが可能となる。
【００６３】
なお、操作対象が「パターン」の場合にデフォルト値として設定されるエッジ強度に関するしきい値と、操作対象が「サーチ」の場合にデフォルト値として設定されるエッジ強度に関するしきい値は、「サーチ」の対象として撮像される入力画像を撮像する照明等の環境が、「パターン」の対象として撮像されるパターン画像を撮像する環境に比べノイズを多く持つ可能性が高いことを考慮し、「サーチ」の場合のデフォルト値としてのしきい値が、「パターン」の場合のデフォルト値としてのしきい値と同等またはより小さい値として設定されることが好ましい。
【００６４】
また、操作対象が「パターン」の場合にデフォルト値として設定される長さ下限に関する値と、操作対象が「サーチ」の場合にデフォルト値として設定される長さ下限に関する値につても、上記しきい値と同様の理由により、「サーチ」の場合のデフォルト値としての値が、「パターン」の場合のデフォルト値としての値と同等またはより大きい値として設定されることが好ましい。
【００６５】
オペレータにより以上の設定が行われ、パターンサーチ画面５１ＢのＯＫボタンが選択されると、図５で示す処理が実行される。この処理は、主に画像処理用ＩＣ３２により実行される処理であるが、その一部がプログラム５０により実現されていてもよい。
【００６６】
まず、図２で示したエッジ強度画像生成部３２１が、メモリ３１から入力画像６２を読み込んでエッジ成分画像を生成する（ステップＳ１１）。エッジ強度画像生成部３２１は、たとえば、ソーベルフィルタを用いて入力画像６２の横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）についてエッジ成分を算出する。次に、エッジ強度画像生成部３２１は、エッジ成分画像からエッジ強度画像を生成する（ステップＳ１２）。つまり、ステップＳ１１においては、各画素についてＸ方向、Ｙ方向の２方向についてエッジ成分が算出されているが、ステップＳ１２においては、各画素について、この２つのエッジ成分から各画素におけるエッジ強度ならびにエッジ角度を算出し、より詳細には、上述したモデルパターンの画像の作成工程と同様に、エッジ強度画像とエッジ角度画像が生成される。
【００６７】
次に、度数分布生成部３２２は、オペレータにより、上記サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５のエッジ強度に関するしきい値として指定されたプリエッジ強度閾値から、パターン検出の処理対象となる可能性のある特徴点候補として指定されたしきい値以上のエッジ強度を有するエッジ点を決定する（ステップＳ１３）。プリエッジ強度閾値とは、特徴点範囲を定めるエッジ強度閾値を決定する前段階において予備的に設定されるエッジ強度の下限値である。この予備下限値は、ノイズの可能性の高いエッジ強度の小さい点を、処理当初から処理対象から除外するためのものである。
【００６８】
そして、度数分布生成部３２２は、特徴点候補としての、指定されたしきい値以上のエッジ強度を有するエッジ点を対象として図６で示すような度数分布７０を生成する（ステップＳ１４）。
【００６９】
図６に示すように、度数分布生成部３２２は、上記サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５に入力されたエッジ強度に関するしきい値である、プリエッジ強度閾値７１よりもエッジ強度の高い画素を対象として度数分布７０を生成している。つまり、この度数分布７０は、特徴点候補について生成されたものである。本実施の形態においては、サーチ対象とする特徴点の個数をユーザにより指定されるものであるが、プリエッジ強度閾値７１以上のエッジ強度を有するエッジ点のみの度数分布を用いることで、ノイズの可能性の高いエッジ強度の小さい画素を予め処理対象から除外し、度数分布の生成およびそれ以降の処理の高速化を図っている。
【００７０】
次に、エッジ強度閾値決定部３２３は、度数分布７０のエッジ強度の高い側から、各エッジ強度の度数（エッジ点の数）を加算していき、オペレータにより指定された特徴点個数（特徴点の抽出個数）を超えない、または指定された特徴点個数に達した最低のエッジ強度をエッジ強度閾値７３として決定する（ステップＳ１５）。
【００７１】
ここで、特徴点個数とは、パターンサーチ画面５１Ｂのサーチエッジ抽出レベル指定エリア５５において、「個数上限」としてオペレータにより指定された値である。つまり、エッジ強度の最高値７２から特徴点個数を加算していき、特徴点個数を超えない、または指定された特徴点個数に達した最低のエッジ強度をエッジ強度閾値７３とするのである。そして、エッジ強度閾値決定部３２３は、エッジ強度閾値７３よりも大きいエッジ強度を持つ画素を特徴点として決定する（ステップＳ１６）。したがって、図６で、破線で囲まれた領域ＣＰに含まれる点がサーチ対象とする特徴点である。
【００７２】
以上の処理が終了すると、パターンサーチ部３２４は、メモリ３１からパターン画像６１を読み込み、ステップＳ１１〜ステップＳ１６により求められた特徴点を処理対象画像に対して、としてパターン画像６１から生成され、メモリ３１に格納されているパターンモデルを用いたパターンのサーチを行うのである。パターンサーチの方法は、特に限定されるものではない。たとえば、特徴点画像上でパターン画像６１を移動させながら、画素差分値を計算し、その値が最小値となるパターン画像６１の座標位置を取得するなどの方法がとられる。また、パターン画像６１を拡大、縮小、回転させた上でマッチングさせる処理などが行われる。なお、詳細には、パターンサーチの場合、モデルパターンとしては、エッジ強度画像に加え、エッジ角度画像を用いて、入力画像６２より生成された同様のエッジ強度画像とエッジ角度画像に対してサーチを行い、より精度の高いマッチング結果を得るようにしている。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態においては、パターンサーチを行う処理対象の特徴点を決定するプロセスに特徴がある。すなわち、特徴点は、エッジ強度閾値に基づいて範囲が決定されるが、そのエッジ強度閾値が固定的に指定されるのではなく、入力画像６２のエッジ強度の分布状態に応じて決定されるのである。つまり、エッジ強度の高い側からオペレータによって指定された特徴点個数分だけエッジ点を加算することによってエッジ強度閾値が決定されるのである。
【００７４】
なお、上記の実施の形態では、基準となるエッジ強度値として、度数分布の中のエッジ最大強度値を採用し、このエッジ最大強度値からエッジ値の低い側に抽出個数をカウントした。しかし、この基準となる基準エッジ強度値は、例えば、しきい値以上のエッジ点からなる度数分布の平均エッジ値またはしきい値側からカウントして特定の割合に位置するエッジ点を自動的に基準エッジ強度値として、この値からエッジ強度の高い側または低い側に抽出個数をカウントしてもよいが、基準エッジ強度値を中心として上下に均等にカウントすることがより好ましい。もちろんこの場合、上下へのカウント数をオペレータに指定させてもよい。また、上記基準エッジ強度値は、算出された度数分布を表すグラフを表示装置上に表示し、そのグラフ上でオペレータが任意にエッジ強度値を指定する手法を採用してもよい。
【００７５】
これにより、たとえば、撮影環境が暗く、入力画像６２のエッジ強度の分布が小さい場合にも、従来のような問題は発生しない。図７は、図６と同じ被写体を、暗い環境で撮影した場合の度数分布７０を示している。エッジ強度の分布が図６に比べて全体的に左側に移動していることが分かる。ここで、もし、図１６を用いて説明したように、従来の方法をとれば、サーチ対象となる印刷文字１０１までが特徴点から外れてしまうことになる。つまり、図６で設定されているエッジ強度閾値７３と同じエッジ強度閾値を図７で示した度数分布７０に適用させると、印刷文字１０１のエッジ強度領域１０１Ａまでもが、特徴点の領域ＣＰからはみ出してしまう。
【００７６】
ところが、本実施の形態においては、オペレータにより指定された特徴点個数によってエッジ強度閾値７３が決定される。つまり、図７に示すように、エッジ強度の高い特徴点の数が少ないので、必然的に、エッジ強度閾値７３が図６の場合と比べて小さい値になり、印刷文字１０１のエッジ強度領域１０１Ａが、特徴点の範囲ＣＰに含まれるようになっている。このように、環境変動により全体的にエッジ強度が低くなった画像に対しても、パターンサーチの検出能力が落ちることはない。
【００７７】
以上説明した実施の形態においては、オペレータによって指定された特徴点個数によりエッジ強度閾値を決定し、このエッジ強度閾値と同等または、よりもエッジ強度の高い画素を特徴点としているが、エッジ強度の極大点の近傍点については、処理の対象から外すようにしてもよい。つまり、図８に示すように、あるエッジについては、エッジ強度が極大となる点集合８０と、その極大点の近傍に位置する点集合８１が存在する。
【００７８】
言い換えれば、ある画素のエッジ点に対しては、そのエッジ点の持つエッジ角度方向に隣接する画素についても同様にエッジ点を持つ場合が多い。この場合、しきい値以上のこれらのエッジ点全てを度数分布に加えた場合、真の輪郭を示すエッジ点を抽出したい際のノイズとなる可能性がある。このため、指定されたしきい値以上の全てのエッジ点を抽出したの後、度数分布を作成する前に、一般的に知られる細線化処理を施し、その結果、極大点である点集合８０のみを度数分布に含める対象として、点集合８１については、度数分布に含めないようにすることが好ましい。
【００７９】
また、上記の実施の形態においては、オペレータにより特徴点個数を指定させ、エッジ強度の最高値から特徴点個数をカウントして、エッジ強度閾値を算出するようにした。しかし、特徴点個数を加算する基準値は、必ずしもエッジ強度の最高値でなくともよい。たとえば、エッジ強度の最高値よりある値だけエッジ強度値の低い値（オフセット最高値）から特徴点個数を加算してもよい。あるいは、エッジ強度の上位１％であるとか２％であるとか一部を除外して特徴点個数をカウントしてもよい。また、これらの値をオペレータにより指定可能としてもよいし、あらかじめデフォルトで設定された値を利用してもよい。
【００８０】
｛ヒストグラム表示｝
上記のように、本実施の形態においては、エッジ強度の分布状態に応じてエッジ強度閾値が決定される。ここで、さらに、エッジ強度閾値を最適に決定するための方法について説明する。
【００８１】
図５のステップＳ１４において、度数分布生成部３２２により度数分布が生成されるが、本実施例では、この度数分布は、表示装置上にグラフとして表示していない。しかしながら、図６に示すようなヒストグラムを表示装置４０に表示させることにより、指定されたしきい値以上のエッジ強度値を有するエッジ点で構成されるエッジ強度の度数分布状態を視覚的に示すヒストグラムと、オペレータによって指定されたプリエッジ強度閾値７１と、オペレータによって指定された特徴点個数によって決定されたエッジ強度閾値７３とを表示装置４０に表示させることも可能のである。
【００８２】
これにより、オペレータは、入力画像６２から生成されたエッジ強度画像の状態と、それに対応して設定されたパラメータの関係を知ることができる。これを参照することにより、オペレータは処理を続行してもよいし、再設定操作を行ってもよい。また、指定されたしきい値以上のエッジ強度を有するエッジ点からなる度数分布状態を視覚的に示すヒストグラムを表示装置上に表示し、活用する別の方法としては、表示されるヒストグラム上で、直接的に特定のエッジ強度値を指定することにより、この指定されたエッジ強度値以上のエッジ点を最終的に指定したエッジ点とする手法がある。この場合、画面上で指定されたエッジ強度値以上のエッジ点をカウントし、エッジ個数上限値として自動的に設定するようになる。また、上述した基準エッジ強度値ならびに、それに対する上限値または下限値を画面上で設定するようにしてもよい。
【００８３】
｛連結数指定｝
次に、連結数指定について説明する。ここでは、「長さ下限」を指定する実施の形態について説明する。
【００８４】
図９は、パターンサーチ画面５１Ｂにおいて、長さ下限が指定されている図を示している。ここでは、長さ下限として「２０」が設定されている。これは、特徴点の条件として、エッジ強度閾値の他に、連結数を含めるものである。たとえば、長さ下限が「２０」であるとは、エッジ強度閾値を超える点が２０以上連結されて、初めて特徴点に含めるという条件である。
【００８５】
したがって、パターンサーチ画面５１Ｂにおいて、長さ下限が指定されている場合には、図５で示したステップＳ１６において特徴点を決定する際に、長さ下限に満たないエッジ点が除外される。
【００８６】
このように、特徴点の連結数を設定することにより、パターンサーチの対象に含めるべきでない小さい点や、キズ、画像処理上の雑音などを特徴点から除外することが可能である。これにより、処理速度の向上とパターンサーチの検出能力を向上させることが可能である。
【００８７】
｛自動設定｝
上記の実施の形態では、オペレータにより特徴点個数が指定されることにより、エッジ強度の分布に応じたエッジ強度閾値が決定される。この方法を、さらに応用させ、画像処理装置１が、各パラメータを自動設定するようにしてもよい。
【００８８】
たとえば、画像処理用ＩＣ３２において、入力画像６２の度数分布が生成されると、エッジ強度の分布状況から特徴点個数を自動設定するのである。そして、これにより、自動的にエッジ強度閾値が決定され、パターンサーチが実行される。自動設定アルゴリズムとしては、たとえば、パターン画像６１のエッジ強度平均値から特徴点個数を決定するなどの方法がある。
【００８９】
｛変形例｝
次に、本発明の変形例について説明する。上記の実施の形態においては、オペレータにより特徴点個数が指定され、エッジ強度の高いものから指定された特徴点個数分だけエッジ点を加算し、エッジ強度閾値を求めるようにした。これに対して、図１０は、特徴点に含めるエッジ強度の上限値についてもオペレータにより指定可能とするものである。
【００９０】
つまり、図４で示した例では、オペレータは、閾値（プリエッジ強度閾値７１）と、特徴点の個数上限（特徴点個数）とを設定可能としているが、これに加えて、エッジ強度の上限値７４を設定可能とするのである。そして、エッジ強度閾値決定部３２３は、エッジ強度の最高値から指定された特徴点個数を加算するのではなく、指定された上限値７４から特徴点個数を加算し、エッジ強度閾値７５を求めるのである。そして、エッジ強度閾値７５と上限値７４で囲まれる領域ＣＰを特徴点としてパターンサーチを行うのである。
【００９１】
この方法によっても、同様に、照明の影響などで度数分布が変化した場合にも、エッジ強度閾値７５が可変に設定され、パターンサーチの検出能力を劣化させることはない。また、上限値７４を指定可能とすることで、極端にエッジ強度の高い特異点などを処理対象から除外することができる。オフセット最高値から特徴点個数を加算して、エッジ強度閾値を算出する方法であるとも言える。
【００９２】
別の変形例について図１１を用いて説明する。これは、パターン画像６１のエッジ強度平均値７６を算出し、このエッジ強度平均値７６に基づいてエッジ強度の上限閾値７７と下限閾値７８を算出しようとするものである。この場合にも、オペレータは、図４で示した場合と同様に、閾値（プリエッジ強度閾値７１）と、特徴点の個数上限（特徴点個数）とを設定する。
【００９３】
そして、エッジ強度閾値決定部３２３は、エッジ強度平均値７６を中央値として、オペレータユーザによって指定された特徴点個数を上限側、下限側に分割して加算していき（たとえば、特徴点個数を２等分して上限側、下限側に加算していく）、上限閾値７７と下限閾値７８を算出するのである。そして、上限閾値７７と下限閾値７８で囲まれる領域ＣＰを特徴点としてパターンサーチを行うのである。
【００９４】
この方法によれば、パターン画像６１のエッジ強度分布に近い領域でパターンサーチを実行することが可能であり、効率的にパターン画像６１をマッチングさせることができる。なお、上述した実施例においては、プログラム５０が表示装置４０に表示するユーザインタフェース画面（図３、図４、図９）には、共通して、画像表示エリア５２、操作対象選択エリア５３、パターンエッジ抽出レベル指定エリア５４、サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５が存在するのを前提に説明をした。
【００９５】
しかしこのユーザインタフェース画面は、操作対象別、つまりパターン画像とサーチの対象である入力画像の各々に対して、別々に表示するようにしてもよい。この場合、パターン画像用のユーザインタフェース画面としては、パターン画像６１とそれに対応するエッジ画像を表示する画像表示エリア５２、ならびにパターンエッジ抽出レベル指定エリア５４が表示されればよく、一方、入力画像用のユーザインタフェース画面としては、入力画像６２とそれに対応するエッジ画像を表示する画像表示エリア５２ならびに、サーチエッジ抽出レベル指定エリア５５が表示されればよいことは言うまでもない。
【００９６】
｛第二の実施例｝
上記第一の実施例は、「パターン」を選択した場合は、そのエッジ強度画像を求めるパタメータとして、エッジ強度値に対する「しきい値」と、エッジ点を連結した長さの下限値としての「長さ下限」を設け、「サーチ」を選択した場合は、そのエッジ強度画像を求めるパタメータとして、エッジ強度値に対する「しきい値」と、エッジ点のエッジ最大強度値からエッジ強度の低い側に指定された個数カウントするための「個数上限」ならびに「長さ下限」を設けている。これに対して、この第二の実施例では、「パターン」、「サーチ」のいずれを選択した場合にも、各々独立して、下記の二つのモードから一つのモードをオペレータが選択できるようになっている。
【００９７】
第一のモードは、エッジ強度値に対する「しきい値」を活用するモードで、これを選択すると、自動的に「長さ下限」も設定可能となるようになっている。この際、画面に表示されている、活用しない「個数上限」の入力欄はグレーアウトしており、入力できなくなっている。また、「しきい値」と「長さ下限」の設定の考え方や具体的な手法については、上述した第一の実施例と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００９８】
第二のモードは、度数分布におけるエッジ最大値からエッジ強度の低い側に指定された個数カウントするための「個数上限」を活用するモードで、これを選択すると、自動的に「しきい値」ならびに「長さ下限」も設定可能となるようになっている。「個数下限」、「しきい値」ならびに「長さ下限」の設定の考え方や具体的な手法については、上述した第一の実施例と同様なので、詳細な説明は省略する。更に、各入力用パラメータに対しても、第一の実施例で説明したような、デフォルト値が設定されている。
【００９９】
この第二の実施例の特徴は、「パターン」ならびに「サーチ」に対応して撮像される画像がどのような環境下で撮像されても適切に対応とするとともに、最適な環境下の場合、上述したパラメータを簡易に設定できることの両立を狙ったものである。
【０１００】
つまり、「パターン」の画像は一般的に適切な照明環境下で撮像されるため、その際は、第一のモードを採用し、簡易に適切なエッジ強度画像を取得できると共に、どうしても適切な環境下での「パターン」の画像の撮像ができない場合に対応するため、第二のモードを採用できるようにしている。同様に、「サーチ」の画像の撮像についても、いずれに環境にも対応できるため、第一と第二のモードを選択可能としている。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態をパターンサーチ処理を例に説明したが、本発明に係る特徴量抽出処理は、他にも、自動処理領域決定、外形検査等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施の形態に係る画像処理装置のブロック図である。
【図２】画像処理用ＩＣのブロック図である。
【図３】パターン画像特徴量抽出用設定入力画面を示す図である。
【図４】サーチ画像特徴量抽出用設定入力画面を示す図である。
【図５】パターン検出処理のフローチャートである。
【図６】明るい環境で撮影された被写体の度数分布を示す図である。
【図７】暗い環境で撮影された被写体の度数分布を示す図である。
【図８】エッジ極大点と近傍点を示す図である。
【図９】パターンサーチ画面を示す図である。
【図１０】エッジ強度の上限値を指定する実施の形態における度数分布を示す図である。
【図１１】パターン画像のエッジ強度平均値からエッジ強度の範囲を決定する実施の形態における度数分布を示す図である。
【図１２】従来のパターン検出処理のフローチャートである。
【図１３】プリント基板の画像を示す図である。
【図１４】エッジ強度閾値が低く設定された場合の従来の問題点を示す図である。
【図１５】エッジ強度閾値を高く設定することにより従来の問題を１つの側面において解決している図である。
【図１６】エッジ強度閾値が高く設定された場合の従来の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１    画像処理装置
６１  パターン画像
６２  入力画像
３２１  エッジ強度画像生成部
３２２  度数分布生成部
３２３  エッジ強度閾値決定部
３２４  パターンサーチ部
【図１】
2007141222.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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