JP2018205108A

JP2018205108A - 製品の欠陥検出方法

Info

Publication number: JP2018205108A
Application number: JP2017110622A
Authority: JP
Inventors: 布施　直紀; Naoki Fuse; 直紀布施; 湯藤　隆夫; Takao Yuto; 隆夫湯藤; 浩典崎; Hironori Saki; 弘樹大田; Hiroki Ota
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Mitsubishi Space Software Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Mitsubishi Space Software Co Ltd
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2018-12-27

Abstract

【課題】非線形位置合せを使用して製品の欠陥を正確かつ迅速に検出することが可能な製品の欠陥検出方法を提供する。【解決手段】無欠陥の正常製品を複数撮影してこれら撮影画像を非線形位置合せによって合成し、合成画像中で輝度が上限値より高い領域と輝度が下限値より低い領域をマスキングした基準画像を作成し、当該基準画像と、正常製品と同種の、検査対象製品を撮影して得られた検査画像とを非線形位置合せによって比較してその差分画像より検査対象製品の欠陥の有無を検出する【選択図】図３

Description

本発明は製品の欠陥検出方法に関し、特にＣＣＤカメラ等の画像を使用した製品欠陥の検出に好適に使用できる方法に関するものである。

ＣＣＤカメラ等でライン上を移動する製品の欠陥を検出する場合、検出領域に到来した製品の位置決め誤差や製品の個体差等に起因して、欠陥検出が正確にできないという問題があった。なお、特許文献１には、良品とされる画像群に基づいて、検査対象物の欠陥部分を検出するための欠陥閾値および良否判定を行うための判定閾値を設定するようにした外観検査装置が提案されている。

特開２０１３−１４２５５８

そこで本発明は、検出領域に到来した製品の位置決め誤差や製品の個体差等によらずに、製品の欠陥を正確に検出することが可能な製品の欠陥検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、無欠陥の正常製品を複数撮影してこれら撮影画像を非線形位置合せしたのち合成し、合成画像中で輝度が上限値より高い領域と輝度が下限値より低い領域をマスキングした基準画像を作成し、当該基準画像と、正常製品と同種の、検査対象製品を撮影して得られた検査画像とを非線形位置合せによって比較してその差分画像より検査対象製品の欠陥の有無を検出する。

本第１発明によれば、正常製品を複数撮影し合成した合成画像の中で、輝度が上限値と下限値を越える領域をマスキングによって排除して基準画像を作成しているから、適正な基準画像に基づいて正確かつ迅速に製品欠陥を検出することができる。

本第２発明では、前記上限値と下限値の間の輝度を示す領域のうち、相対的に輝度が低い領域についてさらに前記撮影画像の位置合せを行って前記基準画像とする。

本第２発明によれば、さらに適正な基準画像が得られるから、当該基準画像に基づいてさらに正確かつ迅速な製品欠陥の検出が可能になる。

以上のように、本発明の製品の欠陥検出方法によれば、非線形位置合せを使用して製品の欠陥を正確かつ迅速に検出することができる。

本発明方法を実施する欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。クライアントＰＣで実行される処理のフローチャートである。基準画像作成行程のフローチャートである。正常製品の撮影画像を示す図である。合成画像中の輝度が上限値より高い領域を示す図である。合成画像中の輝度が下限値より低い領域を示す図である。別角度で撮影された撮影画像の一例を示す図である。基準画像の輝度の判定閾値を説明する図である。基準画像の輝度の判定閾値を説明する図である。基準画像の輝度の判定閾値を説明する図である。

図１には本発明方法を実施する欠陥検出装置の構成を示す。欠陥検出装置は画像保存装置１および判定装置２で構成されている。ライン上を移動する製品（図示略）は所定の検査領域で一時的に停止させられ、ＣＣＤ１で撮影される。撮影された画像は画像保存装置２の画像保存サーバ２１に蓄積される。当該保存サーバ２１には画像確認用のモニタ２２が付設されている。

撮影画像は判定装置３を構成するクライアントＰＣ３１に送られてＲＡＷ画像に変換される。クライアントＰＣ３１にはモニタ３２、データベース用サーバ３３および外部記憶装置（ＮＡＳ）３４が接続されている。以下、クライアントＰＣ３１で実行される処理を図２のフローチャートに従って説明する。

図２のステップ１０１でＲＡＷ画像ファイルを読み込み、ステップ１０２では各製品のＲＡＷ画像について非線形位置合せ画像を生成する。非線形位置合せ画像を生成するに際しては例えば、検査対象の各製品のＲＡＷ画像（検査画像）にテンプレート関心領域（ＲＯＩ）を設定するとともに、これと同種の無欠陥の正常製品を予め撮影して得られたＲＡＷ画像（基準画像）に探索関心領域（ＲＯＩ）を設定する。

この場合、探索ＲＯＩはテンプレートＲＯＩより大きく設定され、テンプレートＲＯＩを探索ＲＯＩ内で移動させつつ両領域の相互相関値を計算する。そして相互相関値が最大となる領域が互いに対応する領域であるとして非線形位置合せを行う。この操作は例えば特開２００５−１７６４０２号公報に説明されている公知の方法である。

ここで、本実施形態における上記基準画像の作成方法を図３のフローチャートを参照しつつ以下に説明する。最初に、複数（多ければ多いほど良いが例えば１００）の無欠陥の正常製品を撮影し、これら撮影画像Ｄ１，Ｄ２，…Ｄn-1，Ｄn（図４）を非線形位置合わせによって合成する（ステップ２０１）。合成画像中で輝度が上限値より高い領域（図５のＸ領域）については、ハレーション等によって白抜けした検査不感帯としてマスキングする（ステップ２０２，２０４）。また、合成画像中で輝度が下限値より低い領域（図６のＹ領域）も検査不感帯としてマスキングする（ステップ２０３，２０４）。

そして、本実施形態では、輝度の下限値と上限値の間にさらに判定閾値を設定し、当該判定閾値よりも輝度が低い領域（図６のＺ領域）についてはミクロ的な線形位置合せあるいは非線形位置合せを行った後にこれを基準画像として採用する（ステップ２０５，２０６，２０７）。なお、このような領域が生じる原因は、多数の撮影画像を合成する際に互いに位置ずれを生じるからである。一方、判定閾値以上の輝度を有する残る領域についてはそのまま基準画像として採用する。

なお、図８、図９、図１０に示すように、基準画像の輝度で１００％を最大として３０％〜７５％を閾値範囲とし、その上限値を７５％、下限値を３０％として、Ｘ領域、Ｙ領域、Ｚ領域を特定する。具体的には、輝度が上限値より高い領域（図５のＸ領域）は図８のＸ領域に該当し、輝度が下限値より低い領域（図６のＹ領域）は図９のＹ領域に該当する。輝度の下限値と上限値の間にさらに判定閾値を設定して、当該判定閾値よりも輝度が低い領域（図６のＺ領域）は図９のＺ領域に該当する。そして、図１０は図８と図９を合成したものである。また、図９では基準画像の輝度において、１００％を最大として輝度の下限値と上限値の間にさらに判定閾値を設定した場合の上限値を７５％、下限値を５０％とし、図６のＺ領域は下限値５０％以下となっている。

なお、ステップ２０４でマスキングされた領域については、当該領域を別角度から撮影した撮影画像（図７）について上記ステップ２０１〜２０７を行って基準画像を作成する。図２のステップ１０３では、以上の処理で生成された基準画像を使用して欠陥検出を行う。この欠陥検出は、ステップ１０２で得られた非線形位置合せ画像について基準画像との差分画像（非線形位置合せ差分画像）を算出し生成するものである。差分画像の生成に当たっては、背景輝度の補正を行ったのち、所定のスレッショールド値で二値化する。そして二値化された画像中に残った図形のピクセル数を解析し、ピクセル数が所定値以上の場合に上記図形を欠陥と判定する。

１…ＣＣＤ、２…画像保存装置、３…判定装置、３１…クライアントＰＣ。

Claims

無欠陥の正常製品を複数撮影してこれら撮影画像を非線形位置合せしたのち合成し、合成画像中で輝度が上限値より高い領域と輝度が下限値より低い領域をマスキングした基準画像を作成し、当該基準画像と、正常製品と同種の、検査対象製品を撮影して得られた検査画像とを非線形位置合せによって比較してその差分画像より検査対象製品の欠陥の有無を検出することを特徴とする製品の欠陥検出方法。
前記上限値と下限値の間の輝度を示す領域のうち、相対的に輝度が低い領域についてさらに前記撮影画像の位置合せを行って前記基準画像とする請求項１に記載の製品の欠陥検出方法。