JP2710685B2 - 外観検査による欠陥検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、検査対象物の表面の欠け、ひび、汚れ等の
外観上の欠陥部を画像処理によって自動検出するように
した外観検査による欠陥検出方法に関するものである。

【従来の技術】

従来より、検査対象物の表面に存在する欠け、ひび、
汚れ等の外観上の欠陥部を自動検出する方法として、検
査対象物を含む空間領域をITVカメラ等の画像入力手段
で撮像して作成された濃淡画像である原画像の各画素の
濃度値に基づく欠陥検出方法が知られている。たとえ
ば、欠陥部と背景とのコントラストが明確な場合には、
濃淡画像を適宜しきい値を用いて２値画像に変えるしき
い値処理を行うことによって欠陥部を背景から分離する
方法がある。 一方、欠け、ひび、汚れ等の検査対象物の表面に存在
する欠陥部は、背景とのコントラストが明確ではないこ
とが多く、画像内の場所によってコントラストが異なる
こともある。したがって、しきい値処理では大きな欠陥
部しか検出できないのであって、小さな欠陥部まで検出
する必要があるような欠陥検出方法には、しきい値処理
は不向きである。そこで、この種の欠陥検出方法には、
画素の濃度値の変化率や濃度値の最大変化の方向を求め
る微分処理が用いられている。 微分処理では、各画素の値をその画素の近傍の濃度値
の変化率である微分絶対値とした微分絶対値画像と、各
画素の値をその画素の近傍の濃度値の最大変化の方向を
表す微分方向値とした微分方向値画像とに基づいて、１
画素幅を有する線画像であるエッジ画像を求める。エッ
ジ画像を求める処理では、まず微分絶対値画像を適宜し
きい値を用いて２値画像に変える。このとき、コントラ
ストの小さい部分では微分絶対値も小さくなるから、２
値画像では欠陥部の輪郭線などの連続線となるべき部分
でも不連続線になる場合があり、不連続箇所の周辺の微
分絶対値および微分方向値を用いて不連続線を延長して
連結するように延長処理を行い、エッジ画像を生成す
る。その後、エッジ画像内の画素を順に走査することに
よってエッジを検出し、検出したエッジの周辺の微分絶
対値や微分方向値、エッジの形状などに基づいて、欠陥
部を検出するのである。

【発明が解決しようとする課題】

上述した微分処理を用いる欠陥検出方法では、エッジ
画像を生成する際に、延長処理を行うのであるが、不連
続部分の周辺での微分絶対値が小さいときには、欠陥部
の輪郭に対応するように線を延長するのが難しく、たと
えば、欠陥部がひびであるような場合には、欠陥部の輪
郭を正しく表現したエッジ画像を得るのが困難であると
いう問題があった。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、
欠陥部がひびである場合のように、欠陥部と背景とのコ
ントラストが小さく、エッジ画像に欠陥部の輪郭が正し
く反映されないような場合でも、欠陥部の形状を正しく
認識し高い検出精度で欠陥部が検出できるようにした外
観検査による欠陥検出方法を提供しようとするものであ
る。

【課題を解決するための手段】

本発明は、上記目的の達成のために、検査対象物を含
む空間領域を撮像して作成された濃淡画像である原画像
に基づいて、各画素の近傍領域内の濃度値の変化率を表
す微分絶対値を各画素に対応させた微分絶対値画像と、
各画素の近傍領域内の濃度値の最大変化の方向を複数値
で表した微分方向値を各画素に対応させ微分方向値画像
とを作成し、さらに微分絶対値画像における所定値以上
の画素を１画素幅に細線化してエッジ画像を作成するこ
とを前提にしており、以下の方法によって欠陥部の検出
を行うようにしている。 すなわち、請求項１の方法では、エッジ画像内の線上
の画素を微分方向値が一定範囲内の微分方向値ごとに分
類して複数個の部分エッジ画像を作成し、１つの部分エ
ッジ画像内について検査対象物に対応する領域内であら
かじめ設定した検査領域を走査して部分エッジ画像内の
線上の画素を欠陥候補点として検出し、欠陥候補点に隣
接する画素のうちに部分エッジ画像内の線上の画素があ
れば次の欠陥候補点とし、線上の画素がなければ欠陥候
補点の微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有す
る画素のうちで微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥
候補点とし、いずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点
が規定数以上連続して検出されたときに欠陥部が存在す
ると判定するのである。 請求項２の方法では、エッジ画像内の線上の画素を微
分方向値が一定範囲内の微分方向値ごとに分類して複数
個の部分エッジ画像を作成し、１つの部分エッジ画像内
について検査対象物に対応する領域内であらかじめ設定
した検査領域を走査して部分エッジ画像内の線上の画素
を欠陥候補点として検出し、欠陥候補点に隣接する画素
のうちに部分エッジ画像内の線上の画素があれば次の欠
陥候補点として、線上の画素がなければ欠陥候補点の微
分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有する画素の
うちで微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点と
し、いずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点が規定数
以上連続して検出されたときに、連続する欠陥候補点を
含む周辺領域を設定するとともに、その部分エッジ画像
とは微分方向値が180度異なる部分エッジ画像について
周辺領域内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出され
たときに欠陥部が存在すると判定するのである。 請求項３の方法では、エッジ画像内について検査対象
物に対応する領域内であらかじめ設定した検査領域を走
査してエッジ画像内の線上の画素を欠陥候補点として検
出し、欠陥候補点に隣接する画素のうちで、欠陥候補点
および隣接する画素のうちの最大の微分絶対値を有した
画素の微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有す
る画素を求め、この画素がエッジ画像内の線上の画素で
あれば次の欠陥候補点とし、線上の画素でなければ微分
絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点とし、エッジ
画像内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出されたと
きに欠陥部が存在すると判定するのである。 請求項４の方法では、エッジ画像内について検査対象
物に対応する領域内であらかじめ設定した検査領域を走
査してエッジ画像内の線上の画素を欠陥候補点として検
出し、欠陥候補点に隣接する画素のうちで、欠陥候補点
および隣接する画素のうちの最大の微分絶対値を有した
画素の微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有す
る画素を求め、この画素がエッジ画像内の線上の画素で
あれば次の欠陥候補点とし、線上の画素でなければ微分
絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点とし、エッジ
画像内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出されたと
きに、連続する欠陥候補点を含む周辺領域を設定すると
ともに、連続する欠陥候補点とは微分方向値が180度異
なる欠陥候補点が周辺領域内で規定数以上連続して検出
されたときに欠陥部が存在すると判定するのである。

【作用】

請求項１の方法によれば、エッジ画像を微分方向値に
よって複数個の部分エッジ画像に分割し、１つの部分エ
ッジ画像内で線上の欠陥候補点として検出し、欠陥候補
点に隣接する画素のうちの線上の画素、または欠陥候補
点の微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有しか
つ微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点とし、
いずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上
連続して検出されたときに欠陥部が存在すると判定する
ので、原画像のコントラストが小さいエッジ画像におい
て欠陥部の輪郭線などが不連続線になるような場合であ
っても線を延長する処理を施さずに微分方向値と微分絶
対値とを用いて線を追跡することができ、ひびのような
コントラストの小さい欠陥部でも精度よく検出すること
ができるのである。 請求項２の方法によれば、請求項１の方法に加えてい
ずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上連
続して検出されたときに、連続する欠陥候補点を含む周
辺領域を設定するとともに、その部分エッジ画像とは微
分方向値が180度異なる部分エッジ画像について周辺領
域内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出されたとき
に欠陥部が存在すると判定するので、請求項１の判定を
２度繰り返すことになり、とくに、ひびのように欠陥部
の輪郭線が並行して形成されている場合には検出精度が
一層高くなるのである。 請求項３の方法によれば、エッジ画像内の線上の画素
を欠陥候補点として検出し、欠陥候補点に隣接する画素
のうちで、欠陥候補点および隣接する画素のうちの最大
の微分絶対値を有した画素の微分方向値を含む一定範囲
内の微分方向値を有する画素を求め、この画素がエッジ
画像内の線上の画素であれば次の欠陥候補点とし、線上
の画素でなければ微分絶対値が最大となる画素を次の欠
陥候補点とし、エッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上
連続して検出されたときに欠陥部が存在すると判定する
ので、請求項１の方法と同様に、線を延長する処理を施
さずに線を追跡することができ、ひびのようなコントラ
ストの小さい欠陥部でも精度よく検出することができる
のである。また、請求項１の方法に比較して部分エッジ
画像を作成しないから、ハードウェアの規模が縮小化さ
れ、しかも、複数の部分エッジ画像内での走査が不要で
あるから高速な判定が期待できるものである。 請求項４の方法によれば、請求項３の方法に加えてエ
ッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出され
たときに、連続する欠陥候補点を含む周辺領域を設定す
るとともに、連続する欠陥候補点とは微分方向値が180
度異なる欠陥候補点が周辺領域内で規定数以上連続して
検出されたときに欠陥部が存在すると判定するようにし
ているので、請求項３の判定を２度繰り返すことにな
り、検出精度が一層高くなるのである。

【実施例１】 第１図に示すように、検査対象物１の表面に光源２か
らの光が照射される。光源２は、点灯用電源３の出力に
よって点灯し、検査対象物１の表面に光軸が斜交するよ
うに配置される。検査対象物１の表面は、中心線が検査
対象物１の表面に対して略直交するように配置されたIT
Vカメラ等の画像入力装置４により撮像される。画像入
力装置４の出力は、アナログ−ディジタル変換部５にお
いてディジタル信号に変換され、各画素の濃度がディジ
タル値となった原画像が得られる。したがって、原画像
内では検査対象物１の表面に対する凹凸である欠陥部15
が濃度の相違による陰影として表現されるのである。 すなわち、原画像P₀は濃淡画像であって、第２図
（ａ）に示すように、検査対象物１や欠陥部15に対応す
る像O,Xを含む画像となっている（以下では、画像内の
検査対象物１および欠陥部15の像O,Xを、検査対象物
Ｏ、欠陥部Ｘとして説明する。）原画像P₀から検査対象
物Ｏや欠陥部Ｘの輪郭線等のエッジを抽出する処理は、
「エッジは濃度変化が大きい部分に対応している」とい
う考え方を基本にしている。したがって、まず原画像P₀
を空間微分部６に入力し、原画像P₀の各画素の濃度値に
対する空間微分を行う。空間微分を行うには、第３図
（ａ）に示すように、まず原画像P₀の中に３×３画素よ
りなる局所並列ウインドウＷを設定する。すなわち、第
３図（ｂ）に示すように、局所並列ウインドウＷの中心
の画素Ｅを注目する画素とし、画素Ｅに隣接する８画素
（以後、８近傍と呼称する）Ａ〜D,F〜Ｉに基づいて局
所並列ウインドウＷの中の画素Ａ〜Ｉの濃度の縦方向の
濃度変化ΔＶと横方向の濃度変化ΔＨとを次式によって
求め、 ΔＶ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−（Ｇ＋Ｈ＋Ｉ） ΔＨ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｇ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ） さらに、微分絶対値abs（Ｅ）と微分方向値dir（Ｅ）
とを次式によって求める。 ただし、Ａ〜Ｉは対応する画素の濃度を示している。
上式から明らかなように、微分絶対値abs（Ｅ）は、原
画像P₀の着目する画素Ｅの近傍領域における濃度値の変
化率を表し、微分方向値dir（Ｅ）は、同近傍領域にお
ける濃度値の最大変化の方向に直交する方向、すなわ
ち、エッジに平行な方向を表している。局所並列ウイン
ドウＷを第３図（ａ）に矢視するように左から右に移動
し、また上から下に移動させて、原画像P₀値の全画素に
ついて上記演算を行なうことにより、検査対象物Ｏや欠
陥部Ｘの輪郭線を含む可能性のある濃度変化が大きい部
分と変化の方向とを抽出することができるのである。各
画素ｐの濃度を、微分絶対値abs（ｐ）で表現した画像
を微分絶対値画像、微分方向値dir（ｐ）で表現した画
像を微分方向値画像と呼ぶ。ここでは、微分絶対値画像
の濃度は64階調であり、微分方向値画像は16方向である
ものとする。微分絶対値画像および微分方向値画像は、
それぞれ微分絶対値画像フレームメモリ11、微分方向値
画像フレームメモり12に格納される。 一方、エッジ画像を得るために、微分絶対値画像を２
値化部７に入力し、適宜しきい値を用いて２値化して微
分絶対値の大きい部分を取り出す。さらに、微分絶対値
画像より得た２値画像を細線化部８に入力して１画素幅
を有した線画像に変える。 以上の処理により、第２図（ｂ）に示すように、原画
像P₀において濃度変化が大きい部分をなぞるような線
（以下、エッジと呼称する）エッジ画像P₄が得られる。
ここに、原画像P₀のコントラストが不十分であるときや
ノイズが多いようなときには、不連続なエッジが生成さ
れやすい。そこで、細線化部８で得られたエッジ画像P₄
を、微分方向値とともに微分方向値２値化部９に入力
し、エッジ画像P₄の中のエッジ上の各画素の微分方向値
に基づいてエッジ画像P₄を16分類する。すなわち、微分
方向値は16方向で表現されるから、微分方向値が一定範
囲内の画素同士をまとめた16個の部分エッジ画像を生成
して、各部分エッジ画像をそれぞれ部分エッジ画像フレ
ームメモリ13₁〜13₁₆に格納するのである。 以上の処理によって、微分絶対値画像、微分方向コー
ド画像、部分エッジ画像が、それぞれ微分絶対値画像フ
レームメモリ11、微分方向値画像フレームメモリ12、部
分エッジ画像フレームメモリ13₁〜13₁₆に格納され、各
フレームメモリ11,12,13₁〜13₁₆に格納された画像に基
づいて、欠陥部の存否が判定処理部10において判定され
る。 部分エッジ画像を求めるまでの処理と、判定処理部10
における処理とをまとめて第４図に示す。判定処理部10
では、部分エッジ画像において検査対象物Ｏの中であら
かじめ設定された検査領域内の各画素を順に走査し、エ
ッジを検出する。たとえば、部分エッジ画像の中でエッ
ジが“1"、他の部分が“0"で表現されているとすれば、
走査によって“1"である画素の有無を検出するのであ
る。エッジが検出されると、その点を欠陥候補点とし、
判定処理部10に内蔵された個数カウンタを１にセットす
る（ｊ＝１）。次に、欠陥候補点の８近傍の画素がエッ
ジかどうかを判定する。この判定によって、以下のよう
に場合分けされる。 エッジが存在する場合 エッジとして検出された画素を次の欠陥候補点とし、
個数カウンタの値を１だけ増加させる。 エッジが存在しない場合 a.8近傍に今探索している部分エッジ画像の持つ微分方
向値と同じ微分方向値を持つ画素が存在するならば、そ
のうよな画素のうち微分絶対値が最大になる画素を次の
欠陥候補点とし、個数カウンタの値を１だけ増加させ
る。 b.8近傍に今探索している部分エッジ画像の持つ微分方
向値と同じ微分方向値を持つ画素が存在しないならば、
検査領域内の画素の走査を続ける。次のエッジを検出す
ると個数カウンタを１にセットする。 以上のような処理によって個数カウンタの値が規定数
以上になれば、検査領域内に欠陥部が存在すると判定す
るのである。一方、１つの部分エッジ画像について、個
数カウンタの値が規定数以上になることがない場合に
は、次の部分エッジ画像についても同様の処理を行い、
すべてのエッジ画像について個数カウンタの値が規定数
以上になることがなかった場合には、検査領域内には欠
陥部が存在しないと判定するのである。 すなわち、ひびのような欠陥部では、微分方向値が一
定範囲内の微分方向値を持つ画素が連続すると考えられ
るから、エッジが不連続になっている部分でも８近傍に
微分方向値が一定範囲内の画素が存在すれば、エッジの
一部であるとみなし、１つの部分エッジ画像内でエッジ
とみなせる画素数が規定数以上連続して存在していれ
ば、欠陥があると判定するのである。その結果、従来は
コントラストの小さい部分での欠陥部の検出が困難であ
ったのに対して、本実施例ではコントラストが小さい部
分でも微分方向値によって欠陥部を検出することがで
き、従来よりも検出精度が高まるのである。

【実施例２】 本実施例は、実施例１における欠陥部の判定条件にさ
らに制限を加えるようにしたものであって、原画像では
第２図（ａ）のような欠陥部Ｘが、エッジ画像では第２
図（ｂ）のような２本のエッジe₁，e₂になり、かつ両エ
ッジe₁，e₂における平行部分の微分方向値が互いに180
度異なることを利用しているのである。 すなわち、第５図に示すように、実施例１と同様にし
て１つの部分エッジ画像について、エッジとみなせる画
素が規定数以上連続して存在しているかどうかを判定す
る。ただし、エッジとみなせる画素を検出するたびに、
その画素の位置（画面上の座標をXY座標で表現するとす
れば、（x_n，y_n）となる）を記憶する。 次に、エッジとみなせる画素が規定数以上連続してい
た部分エッジ画像について記憶した画素を含む周辺領域
を設定し、微分方向値が180度異なる部分エッジ画像に
ついて、上記周辺領域内での走査を行いエッジの存否を
検出する。エッジが検出されれば、実施例１と同様にし
てエッジとみなせる画素が規定数以上連続して存在して
いるかどうかを調べ、この条件を満たせば欠陥部が存在
すると判定する。一方、この部分エッジ画像について、
エッジとみなせる画素が規定数未満であれば、元の部分
エッジ画像に戻り、検査領域内での走査を続ける。 以上の処理をすべての部分エッジ画像について行い、
いずれについても欠陥部の存在が認められない場合に
は、欠陥部が存在しないものとみなすのである。

【実施例３】 本実施例では、第６図に示すように、細線化部８の出
力として得られたエッジ画像をエッジ画像フレームメモ
リ14に格納し、微分絶対値画像フレームメモリ11、微分
方向値画像フレームメモリ12、エッジ画像フレームメモ
リ14の内容に基づいて判定処理部10での処理を行うよう
にしている。 検査対象物Ｏに対して検査領域があらかじめ設定して
あり、エッジ画像に対して検査領域内での走査を行うこ
とによりエッジを検出する。第７図に示すように、エッ
ジを検出するとその点を欠陥候補点とし、８近傍を含め
た９画素のうちで微分絶対値が最大になる画素の微分方
向値を求める。また、個数カウンタを１にセットする。
次に、欠陥候補点の８近傍について、以下のような処理
を行う。 求めた微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有
した画素が検出された場合 a.検出された画素のうちエッジである画素があれば、エ
ッジである画素を次の欠陥候補点として個数カウンタの
値を１だけ増加させる。 b.検出された画素のうちにエッジである画素がなけれ
ば、検出された画素のうちで微分絶対値が最大である画
素を次の欠陥候補点として個数カウンタの値を１だけ増
加させる。 求めた微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有
する画素が検出されない場合 検査領域内での走査を継続する。 以上のような処理によって個数カウンタの値が規定数
以上になれば、検査領域内に欠陥歩が存在すると判定す
る。また、検査領域内を走査が終了しても個数カウンタ
の値が規定数未満であれば、欠陥部は存在しないと判定
する。要するに、同じ微分方向値を有する画素が規定数
以上連続して存在している場合に、欠陥部が存在してい
ると判定するのである。

【実施例４】 本実施例では、実施例３における欠陥部の判定条件に
さらに制限を加えるようにしたものであって、実施例２
と同様に、エッジ画像において隣接して並行する２本の
エッジe₁，e₂における平行部分の微分方向値が互いに18
0度異なることを利用している。 すなわち、第８図に示すように、実施例３と同様にし
てエッジ画像について欠陥候補点となる画素が規定数以
上連続して存在しているかどうかを判定する。ただし、
欠陥候補点となる画素を検出するたびに、その画素の位
置（画面上の座標をXY座標で表現するとすれば、（x_n，
y_n）となる）を記憶する。欠陥候補点となる画素が規定
数未満であるときには、それまでに記憶した画素の位置
を消去して、次のエッジが検出されるまで走査を続け
る。 欠陥候補点となる画素が規定数以上連続している部分
が検出されると、その部分について記憶している画素の
位置を含むように周辺領域を設定し、周辺領域内を走査
して微分方向値が180度異なるエッジの存否を検出す
る。エッジが検出されれば、実施例３と同様にして欠陥
候補点となる画素が規定数以上連続して存在しいるかど
うを調べ、この条件を満たせば欠陥部が存在すると判定
する。一方、欠陥候補点となる画素が規定数未満であれ
ば、検査領域内での走査を続ける。検査領域内の終端に
達しても欠陥部の存在が認められないときには、欠陥部
が存在しないものとみなすのである。

【発明の効果】

上述したように、請求項１の方法によれば、エッジ画
像を微分方向値によって複数個の部分エッジ画像に分割
し、１つの部分エッジ画像内で線上の点を欠陥候補点と
して検出し、欠陥候補点に隣接する画素のうちの線上の
画素、または欠陥候補点の微分方向値を含む一定範囲内
の微分方向値を有しかつ微分絶対値が最大となる画素を
次の欠陥候補点とし、いずれかの部分エッジ画像内での
欠陥候補点が規定数以上連続して検出されたときに欠陥
部が存在すると判定するので、原画像のコントラストが
小さくエッジ画像において欠陥部の輪郭線などの不連続
線になるような場合であっても微分方向値と微分絶対値
とを用いて線を追跡することができ、ひびのようなコン
トラストの小さい欠陥部でも精度よく検出することがで
きるという利点がある。 請求項２の方法によれば、請求項１の方法に加えてい
ずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上連
続して検出されたときに、連続する欠陥候補点を含む周
辺領域を設定するとともに、その部分エッジ画像とは微
分方向値が180度異なる部分エッジ画像について周辺領
域内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出されたとき
に欠陥部が存在すると判定するので、請求項１の判定を
２度繰り返すことになり、とくに、ひびのように欠陥部
の輪郭線が並行して形成されている場合には検出精度が
一層高くなるという効果を奏するのである。 請求項３の方法によれば、エッジ画像内の線上の画素
を欠陥候補点として検出し、欠陥候補点に隣接する画素
のうちで、欠陥候補点および隣接する画素のうちの最大
の微分絶対値を有した画素の微分方向値を含む一定範囲
内の微分方向値を有する画素を求め、この画素がエッジ
画像内の線上の画素であれば次の欠陥候補点とし、線上
の画素でなければ微分絶対値が最大となる画素を次の欠
陥候補点とし、エッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上
連続して検出されたときに欠陥部が存在すると判定する
ので、請求項１の方法と同様に、線を追跡することがで
き、ひびのようなコントラストの小さい欠陥部でも精度
よく検出することができるのである。また、請求項１の
方法に比較して部分エッジ画像を作成しないから、ハー
ドウェアの規模が縮小化され、しかも、複数の部分エッ
ジを走査する必要がないから高速な判定が期待できると
いう利点がある。 請求項４の方法によれば、請求項３の方法に加えてエ
ッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出され
たときに、連続する欠陥候補点を含む周辺領域を設定す
るとともに、連続する欠陥候補点とは微分方向値が180
度異なる欠陥候補点が周辺領域内で規定数以上連続して
検出されたときに欠陥部が存在すると判定するようにし
ているので、請求項３の判定を２度繰り返すことにな
り、検出精度が一層高くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１および実施例２の方法に対応
する構成のブロック図、第２図（ａ）（ｂ）はそれぞれ
同上における原画像、原画像に対応するエッジ画像の一
例を示す説明図、第３図（ａ）（ｂ）は同上における局
所並列ウインドウを示す説明図、第４図は実施例１の動
作説明図、第５図は本発明の実施例２の動作説明図、第
６図は本発明の実施例３および実施例４の方法に対応す
る構成のブロック図、第７図は同上の実施例３の動作説
明図、第８図は本発明の実施例４を示す動作説明図であ
る。 １…検査対象物、２…光源、３…点灯用電源、４…画像
入力装置、５…アナログ−ディジタル変換部、６…空間
微分部、７…２値化部、８…細線化部、９…微分方向値
２値化部、10…判定処理部、11…微分絶対値画像フレー
ムメモリ、12…微分方向値画像フレームメモリ、13₁〜1
3₁₆…部分エッジ画像フレームメモリ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−134548（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−133885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−120002（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−242382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−126455（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−126437（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253639（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物を含む空間領域を撮像して作成
   された濃淡画像である原画像に基づいて、各画素の近傍
   領域内の濃度値の変化率を表す微分絶対値を各画素に対
   応させた微分絶対値画像と、各画素の近傍領域内の濃度
   値の最大変化の方向を複数値で表した微分方向値を各画
   素に対応させた微分方向値画像とを作成し、さらに微分
   絶対値画像における所定値以上の画素を１画素幅に細線
   化してエッジ画像を作成し、エッジ画像内の線上の画素
   を微分方向値が一定範囲内の微分方向値ごとに分類して
   複数個の部分エッジ画像を作成し、１つの部分エッジ画
   像内について検査対象物に対応する領域内であらかじめ
   設定した検査領域を走査して部分エッジ画像内の線上の
   画素を欠陥候補点として検出し、欠陥候補点に隣接する
   画素のうちに部分エッジ画像内の線上の画素があれば次
   の欠陥候補点とし、線上の画素がなければ欠陥候補点の
   微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有する画素
   のうちで微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点
   とし、いずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点が規定
   数以上連続して検出されたときに欠陥部が存在すると判
   定することを特徴とする外観検査による欠陥検出方法。
2. 【請求項２】検査対象物を含む空間領域を撮像して作成
   された濃淡画像である原画像に基づいて、各画素の近傍
   領域内の濃度値の変化率を表す微分絶対値を各画素に対
   応させた微分絶対値画像と、各画素の近傍領域内の濃度
   値の最大変化の方向を複数値で表した微分方向値を各画
   素に対応させた微分方向値画像とを作成し、さらに微分
   絶対値画像における所定値以上の画素を１画素幅に細線
   化してエッジ画像を作成し、エッジ画像内の線上の画素
   を微分方向値が一定範囲内の微分方向値ごとに分類して
   複数個の部分エッジ画像を作成し、１つの部分エッジ画
   像内について検査対象物に対応する領域内であらかじめ
   設定した検査領域を走査して部分エッジ画像内の線上の
   画素を欠陥候補点として検出し、欠陥候補点に隣接する
   画素のうちに部分エッジ画像内の線上の画素があれば次
   の欠陥候補点とし、線上の画素がなければ欠陥候補点の
   微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を有する画素
   のうちで微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点
   とし、いずれかの部分エッジ画像内で欠陥候補点が規定
   数以上連続して検出されたときに、連続する欠陥候補点
   を含む周辺領域を設定するとともに、その部分エッジ画
   像とは微分方向値が180度異なる部分エッジ画像につい
   て周辺領域内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出さ
   れたときに欠陥部が存在すると判定することを特徴とす
   る外観検査による欠陥検出方法。
3. 【請求項３】検査対象物を含む空間領域を撮像して作成
   された濃淡画像である原画像に基づいて、各画素の近傍
   領域内の濃度値の変化率を表す微分絶対値を各画素に対
   応させた微分絶対値画像と、各画素の近傍領域内の濃度
   値の最大変化の方向を複数値で表した微分方向値を各画
   素に対応させた微分方向値画像とを作成し、さらに微分
   絶対値画像における所定値以上の画素を１画素幅に細線
   化してエッジ画像を作成し、エッジ画像内について検査
   対象物に対応する領域内であらかじめ設定した検査領域
   を走査してエッジ画像内の線上の画素を欠陥候補点とし
   て検出し、欠陥候補点に隣接する画素のうちで、欠陥候
   補点および隣接する画素のうちの最大の微分絶対値を有
   した画素の微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を
   有する画素を求め、この画素がエッジ画像内の線上の画
   素であれば次の欠陥候補点とし、線上の画素でなければ
   微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点とし、エ
   ッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出され
   たときに欠陥部が存在すると判定することを特徴とする
   外観検査による欠陥検出方法。
4. 【請求項４】検査対象物を含む空間領域を撮像して作成
   された濃淡画像である原画像に基づいて、各画素の近傍
   領域内の濃度値の変化率を表す微分絶対値を各画素に対
   応させた微分絶対値画像と、各画素の近傍領域内の濃度
   値の最大変化の方向を複数値で表した微分方向値を各画
   素に対応させた微分方向値画像とを作成し、さらに微分
   絶対値画像における所定値以上の画素を１画素幅に細線
   化してエッジ画像を作成し、エッジ画像内について検査
   対象物に対応する領域内であらかじめ設定した検査領域
   を走査してエッジ画像内の線上の画素を欠陥候補点とし
   て検出し、欠陥候補点に隣接する画素のうちで、欠陥候
   補点および隣接する画素のうちの最大の微分絶対値を有
   した画素の微分方向値を含む一定範囲内の微分方向値を
   有する画素を求め、この画素がエッジ画像内の線上の画
   素であれば次の欠陥候補点とし、線上の画素でなければ
   微分絶対値が最大となる画素を次の欠陥候補点とし、エ
   ッジ画像内で欠陥候補点が規定数以上連続して検出され
   たときに、連続する欠陥候補点を含む周辺領域を設定す
   るとともに、連続する欠陥候補点とは微分方向値が180
   度異なる欠陥候補点が周辺領域内で規定数以上連続して
   検出されたときに欠陥部が存在すると判定することを特
   徴とする外観検査による欠陥検出方法。