JP2023068507A - パラメータ調整支援装置及びパラメータ調整支援方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の検査処理をもつ画像センサに関し、ユーザによるパラメータの調整作業を簡易化するための技術を提供する。
【解決手段】パラメータ調整支援装置が、複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目の検査処理を設定する調整対象設定部と、OK画像とNG画像とを取得する画像取得部と、N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から設定パラメータの現在の条件に従って計算された計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から設定パラメータの現在の条件に従って計算された計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の閾値と、を描画したグラフを生成するグラフ生成部と、グラフを表示装置に出力する出力部と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】パラメータ調整支援装置が、複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目の検査処理を設定する調整対象設定部と、OK画像とNG画像とを取得する画像取得部と、N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から設定パラメータの現在の条件に従って計算された計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から設定パラメータの現在の条件に従って計算された計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の閾値と、を描画したグラフを生成するグラフ生成部と、グラフを表示装置に出力する出力部と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像センサの検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するための技術に関する。
工場の製造ラインなどでは、製造物の検査を自動化ないし省力化するために、画像センサと呼ばれるシステムが多用されている(特許文献1参照)。画像センサでは、複数項目の検査処理を組み合わせて一連の検査フローが構成される。画像センサで正しい検査結果を得るためには、各検査処理で用いられるパラメータを適切に設定する必要があるが、従来は、個々の検査処理のパラメータを個別に設定するしか方法がなく、そのパラメータの調整(追い込み)の作業が簡単ではなかった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数の検査処理をもつ画像センサに関し、ユーザによるパラメータの調整作業を簡易化するための技術を提供することにある。
本開示は、画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援装置であって、前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定する調整対象設定部と、前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得する画像取得部と、前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するグラフ生成部と、前記グラフを表示装置に出力する出力部と、を備えることを特徴とするパラメータ調整支援装置を含む。
前記OK画像計測値と前記NG画像計測値と前記閾値とが、少なくとも色又は図形のいずれか一方が異なる態様で前記グラフに描画されてもよい。
前記グラフ生成部は、前記調整対象の検査処理における前記OK画像計測値と前記NG画像計測値と前記閾値の関係に基づいて、当該検査処理の前記パラメータの調整が必要か否かを判断し、その判断結果を前記グラフに描画してもよい。
前記グラフ生成部は、さらに前記閾値と前記設定パラメータのいずれの調整が必要かを
判断し、その判断結果を前記グラフに描画してもよい。
判断し、その判断結果を前記グラフに描画してもよい。
前記グラフ生成部は、前記パラメータの調整が不要、前記閾値の調整が必要、前記設定パラメータの調整が必要、の少なくとも3つの状態を判断するものであり、前記3つの状態が互いに異なる色で前記グラフに描画されてもよい。
前記出力部は、前記パラメータの調整作業を行うための調整ウィンドウを前記表示装置に出力してもよい。
前記調整ウィンドウには、各OK画像のOK画像計測値と各NG画像のNG画像計測値と前記閾値が描画された散布図が表示されてもよい。
前記調整ウィンドウは、前記散布図に描画するOK画像計測値とNG画像計測値を、前記閾値により規定されるOK範囲から外れるOK画像のOK画像計測値と、前記OK範囲に含まれるNG画像のNG画像計測値のみに切り替え可能であってもよい。
本開示は、画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援方法であって、前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定するステップと、前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得するステップと、前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するステップと、前記グラフを表示装置に出力するステップと、を含むことを特徴とするパラメータ調整支援方法を含む。
本開示は、上記パラメータ調整支援方法の各ステップをプロセッサに実行させるためのプログラムを含む。
本発明は、上記手段の少なくとも一部を有するパラメータ調整支援装置として捉えてもよいし、同装置を具備する画像センサとして捉えてもよい。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含むパラメータ調整支援方法もしくは画像センサの制御方法、又は、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを非一時的に記録した記録媒体として捉えることもできる。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
本発明によれば、複数の検査処理をもつ画像センサに関し、ユーザによるパラメータの調整作業を簡易化することが可能である。
図1を参照して、本発明の実施形態に係る画像センサを説明する。図1は、画像センサの外観を模式的に示す図である。
画像センサ1は、例えば工場の製造ラインPLなどに設置され、画像を利用したさまざまな処理に利用される装置である。画像センサ1は、画像処理システム、視覚センサ(vision sensor)、視覚システム(vision system)などとも呼ばれる。
画像センサ1は、ハードウェア資源として、撮像装置10、画像処理装置11、表示装置12、及び入力装置13を備える。撮像装置10、表示装置12、及び入力装置13は、画像処理装置11の入出力I/Fに接続されている。なお、図1では、撮像装置10と画像処理装置11が別体構造の画像センサ1を示したが、撮像装置と画像処理装置が一体となった処理一体型の画像センサであってもよい。
撮像装置10は、照明部、レンズ部、撮像部などを備えるデバイスであり、産業用カメラとも呼ばれる。照明部は被写体(検査対象物O)を照明するデバイスであり、例えば、LED光源などで構成される。レンズ部は、被写体の光学像を撮像部に結像する光学装置であり、例えば、ピント調整、絞り、ズームなどの機能を有する光学系が用いられる。撮像部は、光電変換によって画像データを生成し出力するデバイスであり、例えば、CCDやCMOSセンサなどの撮像素子により構成される。
画像処理装置11は、主な機能として、撮像装置10からの画像データの取り込み、画像データに対する画像処理、画像処理の結果に基づく検査処理、入出力I/Fを介した外部装置とのデータ送受信、外部装置へ出力するデータの生成、外部装置から受信したデータに対する処理、撮像装置10や入出力I/Fの制御などを有する。画像処理装置11は、例えば、プロセッサ(CPU、GPUなど)、メモリ(RAM、ROMなど)、ストレージ(ハードディスク、ソリッドステートドライブなどの不揮発性の記憶装置)、入出力I/Fなどを備える画像処理用コンピュータで構成することができる。後述する画像処理装置11の機能及び処理は、ストレージに格納されたプログラムをメモリにロードし、プロセッサによって実行することにより実現可能である。ただし、画像処理装置11の機能の一部又は全部を、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA
(Field Programmable Gate Array)などで実現してもよいし、他のコンピュータやクラ
ウドサーバなどで実行してもよい。
(Field Programmable Gate Array)などで実現してもよいし、他のコンピュータやクラ
ウドサーバなどで実行してもよい。
図2は、画像処理装置11における検査機能とパラメータ調整支援機能の構成例を示す機能ブロック図である。
画像処理装置11は、画像入力部20、画像記憶部21、検査実行部22、パラメータ
記憶部23、検査処理設定部24、パラメータ調整支援部25を備える。画像入力部20は、撮像装置10から画像データを取り込む。取り込まれた画像データは画像記憶部21に格納される。検査実行部22は、画像データに対し複数項目の検査を実施し、各項目についてOK/NGの判定結果を出力する。検査の判定結果は画像データに紐付けて保存してもよい。パラメータ記憶部23には、それぞれの検査処理で用いられるパラメータの設定値が登録されている。検査実行部22は、検査処理を実行する際にパラメータ記憶部23からパラメータの設定値を参照する。検査処理設定部24は、検査実行部22で実施する検査の処理フローや、個別の検査処理で用いられるパラメータの設定を行うためのユーザインタフェイス(UI)を提供する。パラメータ調整支援部25は、ユーザがパラメータを適切な値に調整する(追い込む)作業を支援するためのツールを提供する。パラメータ調整支援部25は、画像取得部250、調整対象設定部251、グラフ生成部252、UI出力部253を有する。これらの機能の詳細は後述する。
記憶部23、検査処理設定部24、パラメータ調整支援部25を備える。画像入力部20は、撮像装置10から画像データを取り込む。取り込まれた画像データは画像記憶部21に格納される。検査実行部22は、画像データに対し複数項目の検査を実施し、各項目についてOK/NGの判定結果を出力する。検査の判定結果は画像データに紐付けて保存してもよい。パラメータ記憶部23には、それぞれの検査処理で用いられるパラメータの設定値が登録されている。検査実行部22は、検査処理を実行する際にパラメータ記憶部23からパラメータの設定値を参照する。検査処理設定部24は、検査実行部22で実施する検査の処理フローや、個別の検査処理で用いられるパラメータの設定を行うためのユーザインタフェイス(UI)を提供する。パラメータ調整支援部25は、ユーザがパラメータを適切な値に調整する(追い込む)作業を支援するためのツールを提供する。パラメータ調整支援部25は、画像取得部250、調整対象設定部251、グラフ生成部252、UI出力部253を有する。これらの機能の詳細は後述する。
(検査処理の設定)
図3を参照して、検査処理設定部24のUIを利用して検査の処理フローやパラメータを設定する手順の例を説明する。
図3を参照して、検査処理設定部24のUIを利用して検査の処理フローやパラメータを設定する手順の例を説明する。
画像処理装置11には、特定の処理を実行するモジュール(以後「処理ユニット」と称する。)が複数種類用意されている。処理ユニットには、大きく分けて、検査処理に関するものと、検査処理以外の処理に関するものとがある。検査処理の処理ユニットとしては、例えば、所定の形状の領域が画像内に存在するか検査する『形状サーチ』、所定の色の領域の面積や位置を検査する『面積重心』、被写体のエッジの位置を検査する『エッジ位置』など、様々な処理ユニットが用意されている。また、検査処理以外の処理ユニットとしては、例えば、撮像装置10から撮影画像を取り込む『カメラ画像入力』、所定の色範囲を画像から抽出する『色抽出フィルタ』などが用意されている。図3に示すように、ユーザは、検査処理設定部24のUIを利用して処理ユニットを適宜組み合わせることで、実施したい検査を設定する。複数の処理ユニットを組み合わせて作成された一連の処理を「処理フロー」と称する。
検査処理の処理ユニットは、画像から抽出される特徴に基づいて所定の計測パラメータの値を計算し、その計測パラメータの値を閾値と比較して『OK』又は『NG』の判定結果を出力する、という共通の設計を有している。例えば、上述した『形状サーチ』の場合であれば、計測パラメータとして、登録モデルと画像から検出されたモデルの間の類似度(相関値)、モデルが検出された位置(XY座標)、検出されたモデルの傾き(登録モデルに対する相対角度)などが計算される。そして、類似度、位置、傾きのそれぞれについて、閾値(OK範囲を規定する閾値上限値と閾値下限値)が設定されており、類似度、位置、傾きのすべての値がOK範囲に含まれていれば『OK』、1つでもOK範囲から外れていれば『NG』という判定結果が出力される。また、『面積重心』の場合であれば、計測パラメータとして、領域の面積、領域の重心位置(XY座標)などが計算される。そして、面積、重心位置のそれぞれについて閾値が設定されており、面積と重心位置がともにOK範囲に含まれていれば『OK』、いずれかがOK範囲から外れていれば『NG』という判定結果が出力される。ここで例示した『形状サーチ』や『面積重心』は、複数種類の計測パラメータについてOK/NG判定を行う仕様、すなわち、1つの処理ユニットで複数項目の検査処理を行う仕様になっているが、1種類の計測パラメータ(1項目の検査処理)しか持たない処理ユニットも存在する。
各処理ユニットで計測パラメータとして用いられる指標は予め定義されており、これをユーザが変更することはできない。ただし、計測パラメータの値を計算する際のさまざまな条件(以後「設定パラメータ」と称する。)と、判定に用いる閾値については、ユーザが設定可能である。例えば、『形状サーチ』における設定パラメータとしては、サーチ対
象となるモデル、モデルの位置、類似度の算出で注目するモデル上の特徴点などが挙げられる。また、図3に示すように、『面積重心』における設定パラメータとしては、面積や重心を算出する領域として抽出する色の条件(色相、彩度、明度それぞれの範囲)などが挙げられる。これらの設定パラメータの設定次第で、画像から計算される計測パラメータの値は大きく変わる。また、閾値が適切に設定されているかが、OK/NGの判定精度や判定結果の信頼性に影響を与える。
象となるモデル、モデルの位置、類似度の算出で注目するモデル上の特徴点などが挙げられる。また、図3に示すように、『面積重心』における設定パラメータとしては、面積や重心を算出する領域として抽出する色の条件(色相、彩度、明度それぞれの範囲)などが挙げられる。これらの設定パラメータの設定次第で、画像から計算される計測パラメータの値は大きく変わる。また、閾値が適切に設定されているかが、OK/NGの判定精度や判定結果の信頼性に影響を与える。
したがって、ユーザは、処理ユニットを組み合わせて処理フローを作成した後、所望の検査性能(判定結果)が得られるように、各処理ユニットの設定パラメータ及び閾値を適切に設定する必要がある。しかしながら、設定パラメータや閾値を適切な値に調整する(追い込む)作業には高度なスキルやノウハウが要求される。しかも、処理フローに含まれる処理ユニットの数が多い場合や、各々の処理ユニットが多数の設定パラメータや閾値を有している場合には、それらすべてで適切な判定結果が得られるように設定パラメータや閾値をバランス良く調整することは、容易ではない。
そこで、本実施形態の画像センサ1では、パラメータ調整支援部25により、設定パラメータや閾値の調整作業を支援するためのパラメータ調整支援ツールを提供する(このパラメータ調整支援ツールが本発明に係るパラメータ調整支援装置の一例である。)。
(パラメータ調整支援ツール)
図4~図12を参照して、本実施形態のパラメータ調整支援ツールについて詳しく説明する。図4は、パラメータ調整支援ツールを利用したパラメータ調整作業の流れを示すフローチャートである。図5は、パラメータ調整支援ツールのメイン画面の例である。
図4~図12を参照して、本実施形態のパラメータ調整支援ツールについて詳しく説明する。図4は、パラメータ調整支援ツールを利用したパラメータ調整作業の流れを示すフローチャートである。図5は、パラメータ調整支援ツールのメイン画面の例である。
パラメータ調整支援ツール(以下単に「ツール」とも称する。)を起動すると、UI出力部253により図5のメイン画面が表示される(ステップS40)。メイン画面には、処理フローを構成する複数の処理ユニットのリスト50が表示されている。
ユーザはまず、メイン画面の「再計測対象画像」欄51において、調整作業に利用する画像(サンプル画像)が格納されている場所を指定する(ステップS41)。「本体ロギング画像」を指定した場合は、画像記憶部21(例えば画像センサ1のRAMディスクや内部ストレージなど)に格納されている画像群が利用され、「指定フォルダ画像」を指定した場合は、外部ストレージに保存されている画像群を利用することができる。格納場所が指定されると、画像取得部250によってサンプル画像が取り込まれる。1枚のサンプル画像のみでも調整作業を行うことは可能であるが、異なる検査対象物を撮影して得られた複数のサンプル画像を調整作業に用いるとよい。また、複数のサンプル画像が、良品の画像と不良品の画像の両方を含んでいるとよく、さらに、不良品の画像の中には複数種類の不良(すなわち、NG判定の出る検査処理項目が互いに異なるもの)が含まれているとよい。バリエーションのある複数の画像を用いて複数の検査処理項目に対するパラメータ調整を同時進行的に行うことによって、適切なパラメータの追い込み作業を効率的に実施することができる。
次に、ユーザがメイン画面において「画像分類」ボタン52を押下すると、調整対象設定部251によって図6に示す画像分類ウィンドウが表示される。ユーザは、画像分類ウィンドウの「ラベル設定」タブ60にて、調整対象とする検査処理を指定し、それらにラベルを設定する作業を行う(ステップS42)。具体的には、「設定数」欄61に調整対象とする検査処理の項目数を入力する。項目数Nは例えば3~20の範囲で設定可能である。項目数Nを入力すると、N個のラベルが生成されるので、ユーザが、各ラベルに、「ラベル名」、「対象ユニット」、「計測パラメータ」を設定する。「ラベル名」は任意に設定できる。「対象ユニット」には、調整対象とする検査処理を実施する処理ユニットの
名前を指定し、「計測パラメータ」には、調整対象とする検査処理で用いられる計測パラメータの名前を指定する。図6は、「円形度」、「印字面積」、「印字有無」、「印字品質」、「印字高さ」の5個のラベルが設定された例を示している。
名前を指定し、「計測パラメータ」には、調整対象とする検査処理で用いられる計測パラメータの名前を指定する。図6は、「円形度」、「印字面積」、「印字有無」、「印字品質」、「印字高さ」の5個のラベルが設定された例を示している。
ラベル設定が終了したら、ユーザは、「ラベル付け」タブ62にて、画像にラベルを付与する作業を行う(ステップS43)。画像分類ウィンドウの「ラベル付け」タブ62を選択すると、図7に示すUIに切り替わる。「ラベル付け」タブ62のUIは、ラベル表示71、プレビューボタン72、ファイルリスト73、ラベル付与欄74を含む。ラベル表示71には、「判定ラベル」と「欠陥種ラベル」の一覧が表示される。判定ラベルは、画像の判定結果を表すラベルであり、「OK」、「NG」、「分類保留」の3種類のラベルが予め用意されている。欠陥種ラベルは、「ラベル設定」タブ60にてユーザが定義したラベルである。ファイルリスト73には、ステップS41で指定された画像のファイル名が一覧表示される。ステップS41において複数の画像が指定された場合には、ファイルリスト73に複数の画像のファイル名が表示される。プレビューボタン72を押下すると、ファイルリスト73で選択されている画像のプレビューを表示することができる。ユーザは、プレビュー画像を確認しながら、まず、判定ラベルを付与する。調整対象とするすべての検査処理においてOK判定されるべき画像には「OK」ラベル、いずれかの検査処理でNG判定されるべき画像には「NG」ラベル、OKともNGとも判断がつかない画像には「分類保留」ラベルを付与する。ラベル付与欄74には、各ラベルに対応するセルが用意されており、そのセルを押下するたびにラベルの付与と解除を切り替えることができる。「NG」ラベルを付与した画像に対しては、続いて、欠陥種ラベルの付与も行う。すなわち、どの検査処理でNG判定されるべきかという情報を画像に紐付けるのである。なお、1つの画像に対し複数の欠陥種ラベルを付与することも可能である。ラベル表示71及びラベル付与欄74では、各ラベルが互いに異なる色で表示されるとよい。これにより、各画像に付与されているラベルを視認しやすくなり、ラベル付与作業がやりやすくなると共に、間違ったラベルを付与するなどの操作ミスを防止することができる。上記の作業を行うことにより、複数枚のOK画像と複数枚のNG画像を準備することができる。
ラベル付与(すなわち、画像の分類作業)が完了し、OKボタンを押下すると、メイン画面に戻る。なお、「ラベル設定」タブ60や「ラベル付け」タブ62にて設定した内容を保存したい場合には、「データ保存」タブ63にてファイルに保存することが可能である。
次に、ユーザがメイン画面の「一括再計測実行」ボタン53を押下すると、検査実行部22が、分類された画像(ラベルを付与した画像)のそれぞれに対し、処理フローに従って複数の検査処理を実施し、各検査処理における計測パラメータの計算及び閾値判定を行う(ステップS44)。このとき、パラメータ記憶部23に格納されている設定パラメータの現在の条件値と現在の閾値とが用いられる。
ステップS44の再計測処理が完了した後、メイン画面の「データ詳細」タブ54に切り替えると、グラフ生成部252によって再計測処理の結果を示すグラフが生成され(ステップS45)、UI出力部253によってメイン画面にグラフが表示される(ステップS46)。グラフには、例えば、調整対象の検査処理(すなわち欠陥種ラベルを設定した検査処理)のそれぞれについて、「OK画像から設定パラメータの現在の条件に従って計算された計測パラメータの値」、「NG画像から設定パラメータの現在の条件に従って計算された計測パラメータの値」、「現在の閾値」が描画されているとよい。グラフの具体的な形式は問わないが、複数項目の検査処理の結果が一目で確認できる態様であるとよい。例えば、レーダーチャート、棒グラフ、折れ線グラフなどを用いることができる。
図8にレーダーチャート表示の一例を示す。レーダーチャートのそれぞれの軸は、欠陥
種ラベルを設定した検査処理に対応している。例えば図6のように「円形度」、「印字面積」、「印字有無」、「印字品質」、「印字高さ」の5つの欠陥種ラベルを設定した場合であれば、図8に示すようにレーダーチャートは五角形となる。
種ラベルを設定した検査処理に対応している。例えば図6のように「円形度」、「印字面積」、「印字有無」、「印字品質」、「印字高さ」の5つの欠陥種ラベルを設定した場合であれば、図8に示すようにレーダーチャートは五角形となる。
レーダーチャートの各軸には、「OK最大値」、「OK平均値」、「OK最小値」、「NG最大値」、「NG平均値」、「NG最小値」、「閾値上限値」、「閾値下限値」の8つの点が描画される。OK最大値、OK平均値、OK最小値は、それぞれ、複数のOK画像からそれぞれ計算された計測パラメータの値の最大値、平均値、最小値を表す。また、NG最大値、NG平均値、NG最小値は、それぞれ、複数のNG画像からそれぞれ計算された計測パラメータの値の最大値、平均値、最小値を表す。このように「OK最大値」、「OK平均値」、「OK最小値」、「NG最大値」、「NG平均値」、「NG最小値」、「閾値上限値」、「閾値下限値」の8つの点を検査処理毎(軸毎)に関連付けて描画したグラフをユーザに提示することによって、各検査処理における計測パラメータの傾向や閾値との関係の理解を容易化することができる。ここで、OK画像から計算された計測パラメータの値(OK最大値、OK平均値、OK最小値)とNG画像から計算された計測パラメータの値(NG最大値、NG平均値、NG最小値)と閾値(閾値上限値、閾値下限値)とが、少なくとも色又は図形のいずれか一方が異なる態様で描画されるとよい。また、最大値と平均値と最小値とを、少なくとも色又は図形のいずれか一方が異なる態様で描画してもよい。このような表示態様を採ることにより、OK、NG、閾値を視覚的に区別しやすくなる。
レーダーチャートの各軸のスケールは、上記8つの値のなかの最小値と最大値を用いて規格化するとよい。すなわち、8つの値のなかの最小値と最大値が、レーダーチャートの各軸の両端(チャートの中心と最外端)ないしその近傍にくるように、スケールが調整されるとよい。これにより、8つの点のプロット位置が可及的に拡がるため、視認性(見やすさ)が向上する。
レーダーチャートの各軸には、欠陥種ラベルの「ラベル名」と「設定調整の状態」が表示される。設定調整の状態は、「設定完了」と「閾値調整が必要」と「設定調整が必要」の3パターンがある。グラフ生成部252は、OK画像から計算された計測パラメータの値(以下単に「OK画像計測値」とも称する。)とNG画像から計算された計測パラメータの値(以下単に「NG画像計測値」とも称する。)と閾値の関係に基づいて、設定調整の状態を判断する。図8の例では、設定調整の状態を色アイコンで表している(例えば、緑色:設定完了、黄色:閾値調整が必要、赤色:設定調整が必要)。
ここで、「設定完了」は、OK画像計測値とNG画像計測値が分離しており、且つ、閾値がOK画像計測値とNG画像計測値の間に設定されている、という状態である。この状態が得られていれば、当該検査処理において適切なOK/NG判定が実施されると期待できるため、当該計測パラメータに関する設定パラメータ及び閾値の設定は完了(調整不要)と判断してよい。図8の例では、「円形度」、「印字品質」、「印字有無」の3つが「設定完了」状態にある。
「閾値調整が必要」は、OK画像計測値とNG画像計測値が分離しているが、閾値がOK画像計測値とNG画像計測値の間に設定されていない、という状態である。図8の例では、「印字高さ」が「閾値調整が必要」状態にある。この場合は、閾値がOK画像計測値とNG画像計測値の間にくるように閾値を調整することで、「設定完了」状態になる。
「設定調整が必要」は、OK画像計測値とNG画像計測値が分離していない、という状態である。この場合は、閾値の調整だけでは解決しないため、設定パラメータの調整が必要となる。図8の例では、「印字面積」が「設定調整が必要」状態にある。
このように設定調整の状態をグラフと共に表示することで、ユーザは、調整対象として選んだ複数の検査処理に関し、パラメータの設定が適切なもの(調整不要なもの)とパラメータの調整が必要なものの見分け、さらにパラメータの調整が必要なものに関しては、閾値を調整すれば足りるのか設定パラメータを調整しなければならないのかの判断が即座に且つ間違いなく出来る。また、グラフには、「設定調整の状態」の判定結果(色アイコン)だけでなく、OK画像計測値、NG画像計測値、及び閾値の間の数値的な関係があわせて表示されている。したがって、「設定調整の状態」の判定根拠(エビデンス)を容易に確認でき、ユーザの納得性を高めることができる。また、ユーザは、OK画像計測値、NG画像計測値、及び閾値の間の数値的な関係から、閾値や設定パラメータをどのように或いはどの程度調整すればよいのかを把握することができるので、後のパラメータ調整作業を効率的に行うことが可能となる。1枚の画像だけでなく複数のOK画像と複数のNG画像を用いて「OK最大値」、「OK平均値」、「OK最小値」、「NG最大値」、「NG平均値」、「NG最小値」をグラフに示すことができるので、ユーザは複数の画像に対するパラメータの調整状況を全体的に把握でき、パラメータ調整作業を効率的に行うことが可能となる。
「閾値調整が必要」又は「設定調整が必要」と判定された検査処理(ラベル)が残っている場合(ステップS47のNO)、ユーザは、当該検査処理の閾値の調整作業や設定パラメータの調整作業を行う(ステップS48)。
図9を参照して、「閾値調整が必要」な場合の操作を説明する。図8のレーダーチャートに表示されているラベル名(例えば「印字高さ」)を選択(押下)すると、UI出力部253によって、当該ラベルに関するパラメータを調整するための調整ウィンドウが表示される(図9)。
散布図90とヒストグラム91は、選択したラベルに関する、OK画像計測値とNG画像計測値の分布の詳細を示している。散布図90の横軸は個々の画像(画像No.)に対応し、縦軸は計測値(画像から計算された計測パラメータの値)に対応する。ヒストグラム91の横軸は度数(画像の数)であり、縦軸は散布図90の縦軸と共通である。ここで、散布図90では、OK画像の群とNG画像の群が分かれるように横軸における画像の並びを決めるとよい(図9の例では、最初にOK画像を並べ、後半にNG画像を並べており、なおかつ、OK画像群とNG画像群の境界を示すラインを描画している。)。また、縦軸のスケールは、計測値の最小値と最大値が程よく分離するように調整するとよい。また、散布図90及びヒストグラム91において、OK画像とNG画像の間で描画色を異ならせるとよい。このような工夫により、OK画像計測値の分布や傾向、NG画像計測値の分布や傾向を把握しやすくなる。
散布図90の下側のテキストボックス92B,92Uには、閾値(下限)と閾値(上限)の現在の設定値が表示されている。また、散布図90とヒストグラム91には、閾値(下限)と閾値(上限)を示すライン93B,93Uが描画される。
図9を見て分かるように、OK画像計測値とNG画像計測値はよく分離しているにもかかわらず、OK画像計測値とNG画像計測値の両方ともが、閾値(下限)と閾値(上限)で規定されるOK範囲の間に入ってしまっている。このような場合、ユーザは、テキストボックス92B,92Uの値を変更するか、ライン93B,93Uをドラッグして移動することにより、閾値を調整することができる。図9の例では、閾値(上限)をOK画像計測値とNG画像計測値の間にくるよう修正することで、適切な判定結果が得られるようになる。なお、閾値の調整を自動で行うことも可能である。「自動調整」ボタン94を押下すると、OK画像計測値とNG画像計測値に基づいて適切な閾値が自動計算される。閾値
の決定アルゴリズムは任意である。例えば、OK画像計測値の代表値(平均値、中間値、最小値、最大値など)とNG画像計測値の代表値(平均値、中間値、最小値、最大値など)のちょうど中間となるように閾値を決定してもよい。あるいは、判別分析法などの閾値決定アルゴリズムを利用してもよい。
の決定アルゴリズムは任意である。例えば、OK画像計測値の代表値(平均値、中間値、最小値、最大値など)とNG画像計測値の代表値(平均値、中間値、最小値、最大値など)のちょうど中間となるように閾値を決定してもよい。あるいは、判別分析法などの閾値決定アルゴリズムを利用してもよい。
なお、図9では、十数枚の画像の例を示しているが、実際の運用では、数百や数千というオーダーの画像を用いてパラメータ調整を行うことも想定される。画像の数が膨大になると、散布図90やヒストグラム91の視認性の低下を招き、誤判定が生じている画像を見落としてしまったり、閾値の適切な配置を見誤ったりするおそれがある。このような場合には、「誤判定画像で設定調整」ボタン95が有用である。このボタン95を押下すると、画像の母集団のなかから、誤判定が発生している画像(すなわち、計測値がOK範囲から外れているOK画像と、計測値がOK範囲に入っているNG画像)のみが抽出され、抽出された誤判定画像の情報のみが散布図90及びヒストグラム91に表示される。このような表示に切り替えることにより、複数の画像に対する計測値を見ながら、個々の画像に対する計測値の状況を確認でき、問題箇所が明確となるため、効率的かつ適切なパラメータ調整が可能となる。
ユーザは、散布図90上のプロット点を選択するか、再計測画像欄96において画像No.を入力することにより、画像を1つ選択することができる。画像の選択が行われると、その選択画像の計測値が散布図90に表示される。また、選択画像に対して各処理ユニットの検査処理(再計測)が実行され、そのOK/NG判定結果が処理ユニットリスト97に表示されるとともに、調整対象となっている処理ユニットの判定結果と計測値が詳細表示欄98に表示される。このような機能を利用することにより、個々の画像に対する計測値や判定結果の確認が容易にできる。
図10を参照して、「設定調整が必要」な場合の操作を説明する。図10は、図8のレーダーチャートにおいて「印字面積」ラベルを選択した場合に表示される調整ウィンドウの例である。
散布図90及びヒストグラム91をみると、OK画像計測値とNG画像計測値が分離しておらず、閾値の調整だけでは解決しないことが分かる。このような場合、似たような計測値が得られてしまっているOK画像とNG画像の群に注目するか、OK画像の中で他と大きく異なる計測値が得られている画像に注目して、設定パラメータの調整を行うとよい。図10の例でいえば、No.12のOK画像が、No.15のNG画像と同じ計測値であり、かつ、他のOK画像に比べて明らかに計測値が小さい。したがって、No.12のOK画像に対応するパラメータ調整を行うのが近道であると判断できる。
そこで、ユーザは、散布図90上でNo.12のOK画像を選択するか、再計測画像欄96に「12」を入力し、No.12の画像を選択する。現在の条件では、該当する処理ユニット「面積重心」の判定結果に「NG」が表示され、「面積:0.0000」という計測値が表示される。散布図90をみると他のOK画像では面積の計測値が概ね10000程度であることから、面積を計算するための設定パラメータに問題があると推測できる。
設定パラメータの修正を行うには、処理ユニットリスト97内の処理ユニットを選択(押下)すればよい。例えば、「面積重心」を選択すると、図11に示すように、面積重心の設定パラメータを設定するための設定ウィンドウが表示される。設定ウィンドウ右側のプレビューに何も表示されていないことから、現在の色指定設定(色相、彩度、明度)では、領域の抽出に失敗していることがわかる。そこで、ユーザは、プレビューを確認しながら、検査したい領域がちょうど抽出されるように色相、彩度、明度の範囲を調整する。
図11の下段は、明度の上限値を255に変更したことで、領域が抽出できるようになったことを示している。設定パラメータの調整が完了したら、「OKボタン」を押下して、設定ウィンドウを閉じる。
図11の下段は、明度の上限値を255に変更したことで、領域が抽出できるようになったことを示している。設定パラメータの調整が完了したら、「OKボタン」を押下して、設定ウィンドウを閉じる。
図12に示すように、再び調整ウィンドウに戻り、「一括再計測実行」ボタン99を押下すると、調整後の設定パラメータを用いて計測パラメータが再計算される。図12の例では、画像No.12の計測値が9631となり、他のOK画像と同等の値が得られるようになったことが分かる。この状態であれば、OK画像計測値とNG画像計測値とを分離するような閾値の設定が可能である。よって、続けて、閾値の調整も行い、調整作業を完了する。
以上述べた手順で、「閾値調整が必要」なラベルと「設定調整が必要」なラベルのすべてについてパラメータの調整を行った上で、メイン画面の「一括再計測実行」ボタン53を押し、レーダーチャートの更新を行う。図13のように、すべてのラベルの状態が「設定完了」になっていれば、パラメータの調整作業は完了である(図4のステップS47のYES)。
上記実施形態は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、レーダーチャートを例示したが、棒グラフや折れ線グラフなどを用いてもよい。またレーダーチャート等にOK画像計測値やNG画像計測値の代表値(最大値、平均値、最小値)をプロットするのではなく、個別の計測値をすべてプロットしてもよい。また、上記実施形態で例示したUIやパラメータはあくまで一例であり、適宜変形しても構わない。また、上記実施形態では、調整対象とする検査処理をユーザ自身が選択する方法を採用したが、パラメータ調整支援ツールが調整対象とする検査処理を自動で選択(設定)したり、調整対象とすべき検査処理をユーザにレコメンドしたりしてもよい。例えば、処理フローに含まれる複数の検査処理のうち、NG判定の画像数が多いものから順にN項目の検査処理を調査対象(又はレコメンド対象)として選んでもよい。あるいは、調整対象とする検査処理が予め決められていてもよい。
<付記>
1.画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援装置であって、
前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、
前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、
前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定する調整対象設定部と、
前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得する画像取得部と、
前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するグラフ生成部と、
前記グラフを表示装置に出力する出力部と、
を備えることを特徴とするパラメータ調整支援装置。
1.画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援装置であって、
前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、
前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、
前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定する調整対象設定部と、
前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得する画像取得部と、
前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するグラフ生成部と、
前記グラフを表示装置に出力する出力部と、
を備えることを特徴とするパラメータ調整支援装置。
2.画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援方法であって、
前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、
前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、
前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定するステップと、
前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得するステップと、
前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するステップと、
前記グラフを表示装置に出力するステップと、
を含むことを特徴とするパラメータ調整支援方法。
前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、
前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、
前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定するステップと、
前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得するステップと、
前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するステップと、
前記グラフを表示装置に出力するステップと、
を含むことを特徴とするパラメータ調整支援方法。
1:画像センサ
10:撮像装置
11:画像処理装置
12:表示装置
13:入力装置
10:撮像装置
11:画像処理装置
12:表示装置
13:入力装置
Claims (10)
- 画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援装置であって、
前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、
前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、
前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定する調整対象設定部と、
前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得する画像取得部と、
前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するグラフ生成部と、
前記グラフを表示装置に出力する出力部と、
を備えることを特徴とするパラメータ調整支援装置。 - 前記OK画像計測値と前記NG画像計測値と前記閾値とが、少なくとも色又は図形のいずれか一方が異なる態様で前記グラフに描画される
ことを特徴とする請求項1に記載のパラメータ調整支援装置。 - 前記グラフ生成部は、前記調整対象の検査処理における前記OK画像計測値と前記NG画像計測値と前記閾値の関係に基づいて、当該検査処理の前記パラメータの調整が必要か否かを判断し、その判断結果を前記グラフに描画する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパラメータ調整支援装置。 - 前記グラフ生成部は、さらに前記閾値と前記設定パラメータのいずれの調整が必要かを判断し、その判断結果を前記グラフに描画する
ことを特徴とする請求項3に記載のパラメータ調整支援装置。 - 前記グラフ生成部は、前記パラメータの調整が不要、前記閾値の調整が必要、前記設定パラメータの調整が必要、の少なくとも3つの状態を判断するものであり、
前記3つの状態が互いに異なる色で前記グラフに描画される
ことを特徴とする請求項4に記載のパラメータ調整支援装置。 - 前記出力部は、前記パラメータの調整作業を行うための調整ウィンドウを前記表示装置に出力する
ことを特徴とする請求項1~5のうちいずれか1項に記載のパラメータ調整支援装置。 - 前記調整ウィンドウには、各OK画像のOK画像計測値と各NG画像のNG画像計測値と前記閾値が描画された散布図が表示される
ことを特徴とする請求項6に記載のパラメータ調整支援装置。 - 前記調整ウィンドウは、前記散布図に描画するOK画像計測値とNG画像計測値を、前記閾値により規定されるOK範囲から外れるOK画像のOK画像計測値と、前記OK範囲に含まれるNG画像のNG画像計測値のみに切り替え可能である
ことを特徴とする請求項7に記載のパラメータ調整支援装置。 - 画像に対して複数の検査処理を実行可能な画像センサに関し、各検査処理で用いられるパラメータの調整を支援するためのパラメータ調整支援方法であって、
前記検査処理は、画像から所定の計測パラメータの値を計算し、前記計測パラメータの値を閾値と比較してOK又はNGの判定結果を出力するものであり、
前記パラメータは、前記計測パラメータの値を計算する際の条件を規定する設定パラメータと、前記閾値とを含むものであり、
前記複数の検査処理のうちから調整対象とするN項目(Nは2以上の整数)の検査処理を設定するステップと、
前記N項目の検査処理のすべてにおいてOK判定が得られるべきOK画像と、前記N項目の検査処理のうち少なくともいずれかの検査処理においてNG判定が得られるべきNG画像とを取得するステップと、
前記N項目の検査処理のそれぞれについて、OK画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるOK画像計測値と、当該検査処理のNG画像から前記設定パラメータの現在の条件に従って計算された前記計測パラメータの値であるNG画像計測値と、現在の前記閾値と、を描画したグラフを生成するステップと、
前記グラフを表示装置に出力するステップと、
を含むことを特徴とするパラメータ調整支援方法。 - 請求項9に記載のパラメータ調整支援方法の各ステップをプロセッサに実行させるためのプログラム。
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KR1020220132911A KR20230063859A (ko) | 2021-11-02 | 2022-10-17 | 파라미터 조정 지원 장치 및 파라미터 조정 지원 방법 |
CN202211301374.8A CN116074646A (zh) | 2021-11-02 | 2022-10-24 | 参数调整辅助装置以及参数调整辅助方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021179676A JP2023068507A (ja) | 2021-11-02 | 2021-11-02 | パラメータ調整支援装置及びパラメータ調整支援方法 |
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