JP3038092B2 - 外観検査方法 - Google Patents
外観検査方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物の外観の欠
陥を非接触で検査する光学式の外観検査方法に関する。
陥を非接触で検査する光学式の外観検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の曲面を有する検査対象物の外観検
査方法の一例としては、特開昭５９−１８０４１３号で
提案された表面欠陥検査方法がある。この表面欠陥検査
方法では、検査対象物の同一検査対象面上に少なくとも
異なる２方向から光を照射し、照射光の検査対象物によ
る拡散反射光の光量変化から表面欠陥を検出している。
査方法の一例としては、特開昭５９−１８０４１３号で
提案された表面欠陥検査方法がある。この表面欠陥検査
方法では、検査対象物の同一検査対象面上に少なくとも
異なる２方向から光を照射し、照射光の検査対象物によ
る拡散反射光の光量変化から表面欠陥を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な外観検査方法では、検査対象面からの拡散反射光の光
量分布が均一なところは曲面状の検査対象物の中央部分
しかない。このため、カメラを真上に設置し、曲面状の
検査対象物の端部までくまなく外観検査を行うことがで
きないという問題があった。
な外観検査方法では、検査対象面からの拡散反射光の光
量分布が均一なところは曲面状の検査対象物の中央部分
しかない。このため、カメラを真上に設置し、曲面状の
検査対象物の端部までくまなく外観検査を行うことがで
きないという問題があった。
【０００４】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、曲面状の検査対象物の
端部までくまなく外観検査を行うことができる外観検査
方法を提供することにある。
あり、その目的とするところは、曲面状の検査対象物の
端部までくまなく外観検査を行うことができる外観検査
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、複数の光源を検査対象物の検
査領域の端辺から夫々等しい距離及び高さで配置し曲面
を有する検査対象物を各光源で低角度照明するとともに
照明領域内に設定される検査領域の画像を撮影し、検査
領域にマスクを設定し、このマスク内をスキャニングし
てエッジフラッグを抽出し、これらエッジフラッグ群か
らなる欠陥毎にしきい値を設定し、このしきい値以上の
微分値の総和を欠陥毎に求め、欠陥毎の微分値の総和が
第１の所定値よりも大きな欠陥数をカウントし、そのカ
ウント値が第１の所定数より多い場合、欠陥毎のエッジ
フラッグの個数が所定数より小さく、且つ微分値の総和
をエッジフラッグの個数で除した値が所定値以上の欠陥
数をカウントし、そのカウント値が第２の所定数より多
い場合、及びマスク内の微分値の総和が第２の所定値よ
りも大きい場合のいずれかに該当するとき不良と判断す
るようにしている。
記目的を達成するために、複数の光源を検査対象物の検
査領域の端辺から夫々等しい距離及び高さで配置し曲面
を有する検査対象物を各光源で低角度照明するとともに
照明領域内に設定される検査領域の画像を撮影し、検査
領域にマスクを設定し、このマスク内をスキャニングし
てエッジフラッグを抽出し、これらエッジフラッグ群か
らなる欠陥毎にしきい値を設定し、このしきい値以上の
微分値の総和を欠陥毎に求め、欠陥毎の微分値の総和が
第１の所定値よりも大きな欠陥数をカウントし、そのカ
ウント値が第１の所定数より多い場合、欠陥毎のエッジ
フラッグの個数が所定数より小さく、且つ微分値の総和
をエッジフラッグの個数で除した値が所定値以上の欠陥
数をカウントし、そのカウント値が第２の所定数より多
い場合、及びマスク内の微分値の総和が第２の所定値よ
りも大きい場合のいずれかに該当するとき不良と判断す
るようにしている。
【０００６】請求項２の発明は、上記目的を達成するた
めに、複数の光源を検査対象物の検査領域の端辺から夫
々等しい距離及び高さで配置し曲面を有する検査対象物
を各光源で低角度照明するとともに照明領域内に設定さ
れる検査領域の画像を撮影し、検査領域にマスクを設定
し、このマスク内をスキャニングしてエッジフラッグを
抽出し、これらエッジフラッグ群からなる欠陥毎にしき
い値を設定し、このしきい値以上の微分値の総和を欠陥
毎に求め、欠陥毎の微分値の総和が第１の所定値よりも
大きな欠陥数をカウントし、そのカウント値が第１の所
定数より多い場合、欠陥毎の微分値の総和が第１の所定
値よりも小さい第３の所定値よりも大きな欠陥数をカウ
ントし、そのカウント値が第３の所定数より多い場合、
及び欠陥毎の微分値の総和が第３の所定値よりも小さい
欠陥数をカウントし、そのカウント値が第４の所定数よ
り多い場合のいずれかに該当するとき不良と判断するよ
うにしている。
めに、複数の光源を検査対象物の検査領域の端辺から夫
々等しい距離及び高さで配置し曲面を有する検査対象物
を各光源で低角度照明するとともに照明領域内に設定さ
れる検査領域の画像を撮影し、検査領域にマスクを設定
し、このマスク内をスキャニングしてエッジフラッグを
抽出し、これらエッジフラッグ群からなる欠陥毎にしき
い値を設定し、このしきい値以上の微分値の総和を欠陥
毎に求め、欠陥毎の微分値の総和が第１の所定値よりも
大きな欠陥数をカウントし、そのカウント値が第１の所
定数より多い場合、欠陥毎の微分値の総和が第１の所定
値よりも小さい第３の所定値よりも大きな欠陥数をカウ
ントし、そのカウント値が第３の所定数より多い場合、
及び欠陥毎の微分値の総和が第３の所定値よりも小さい
欠陥数をカウントし、そのカウント値が第４の所定数よ
り多い場合のいずれかに該当するとき不良と判断するよ
うにしている。
【０００７】
【０００８】さらに、上記外観検査方法において、請求
項３に示すように、エッジフラッグ近傍の平均光量の和
から背景平均光量を求め、予め設定してある背景平均光
量と微分値の関係式から上記欠陥毎の微分値のしきい値
を決定することが好ましい。さらにまた、上記各外観検
査法法において、請求項４に示すように、検査領域内に
照明方向に沿って複数のマスクを設定して外観検査を行
うことが好ましい。
項３に示すように、エッジフラッグ近傍の平均光量の和
から背景平均光量を求め、予め設定してある背景平均光
量と微分値の関係式から上記欠陥毎の微分値のしきい値
を決定することが好ましい。さらにまた、上記各外観検
査法法において、請求項４に示すように、検査領域内に
照明方向に沿って複数のマスクを設定して外観検査を行
うことが好ましい。
【０００９】
【作用】請求項１の発明は、上述のようにして外観検査
を行うことにより、大きい欠陥、及び大きさは小さいが
尖った欠陥を検出し、その個数から定量的に不良の判断
を行う。また、マスク内の微分値の総和が第２の所定値
よりも大きいことを判断することにより、一定領域内で
の欠陥の密度でも、不良の判断を行う。よって、人の判
断に近い外観検査を行うことが可能となる。
を行うことにより、大きい欠陥、及び大きさは小さいが
尖った欠陥を検出し、その個数から定量的に不良の判断
を行う。また、マスク内の微分値の総和が第２の所定値
よりも大きいことを判断することにより、一定領域内で
の欠陥の密度でも、不良の判断を行う。よって、人の判
断に近い外観検査を行うことが可能となる。
【００１０】請求項２の発明は、上述のようにして外観
検査を行うことにより、欠陥を大きさ毎に大，中，小と
分類し、夫々の個数を個別に求めて、不良の判断を行
う。よって、欠陥を定量的に判断することが可能とな
る。 請求項３の発明は、エッジフラッグ近傍の平均光量
の和から背景平均光量を求め、予め設定してある背景平
均光量と微分値の関係式から上記欠陥毎の微分値のしき
い値を決定することにより、微分値のしきい値を背景平
均光量で補正し、マスク内での背景光量が不均一な場合
にも、欠陥の検出精度にばらつきを生じないようにす
る。
検査を行うことにより、欠陥を大きさ毎に大，中，小と
分類し、夫々の個数を個別に求めて、不良の判断を行
う。よって、欠陥を定量的に判断することが可能とな
る。 請求項３の発明は、エッジフラッグ近傍の平均光量
の和から背景平均光量を求め、予め設定してある背景平
均光量と微分値の関係式から上記欠陥毎の微分値のしき
い値を決定することにより、微分値のしきい値を背景平
均光量で補正し、マスク内での背景光量が不均一な場合
にも、欠陥の検出精度にばらつきを生じないようにす
る。
【００１１】
【００１２】請求項４の発明では、検査領域内に照明方
向に沿って複数のマスクを設定することにより、照明か
ら離れるほどに低下する光量変化に伴うマスク内の光量
の不均一性を少なくして、欠陥の検出精度にばらつきを
生じないようにする。
向に沿って複数のマスクを設定することにより、照明か
ら離れるほどに低下する光量変化に伴うマスク内の光量
の不均一性を少なくして、欠陥の検出精度にばらつきを
生じないようにする。
【００１３】
【実施例】図１に本発明の外観検査方法を実現する外観
検査装置を示す。本実施例の外観検査装置は、例えば雨
樋などの曲面を有する検査対象物３を検査するものであ
る。この外観検査装置では、図１に示すように、検査対
象物３の検査対象面３ａを照明する照明装置１と、この
照明装置１で照明された特定範囲の検査領域Ｘの画像を
撮像する画像入力装置としてカメラ２とからなる。
検査装置を示す。本実施例の外観検査装置は、例えば雨
樋などの曲面を有する検査対象物３を検査するものであ
る。この外観検査装置では、図１に示すように、検査対
象物３の検査対象面３ａを照明する照明装置１と、この
照明装置１で照明された特定範囲の検査領域Ｘの画像を
撮像する画像入力装置としてカメラ２とからなる。
【００１４】照明装置１は、複数の光源１ａからなり、
これら光源１ａを検査領域Ｘの端辺（検査対象物３の送
り方向の後方の辺）から夫々等しい位置、且つ検査対象
物３の検査対象面３ａから夫々等しい高さ位置（検査対
象面３ａの曲面に一定距離離間して沿わせた位置）に配
置してあり、各光源１ａは点灯装置４で点灯される。こ
の照明装置１及びカメラ２は支持装置５，６で夫々所定
位置に支持固定されている。
これら光源１ａを検査領域Ｘの端辺（検査対象物３の送
り方向の後方の辺）から夫々等しい位置、且つ検査対象
物３の検査対象面３ａから夫々等しい高さ位置（検査対
象面３ａの曲面に一定距離離間して沿わせた位置）に配
置してあり、各光源１ａは点灯装置４で点灯される。こ
の照明装置１及びカメラ２は支持装置５，６で夫々所定
位置に支持固定されている。
【００１５】上記光源１ａは図２に示すように設置位置
より前方に向けて照明を行い、いわゆる低角度照明を行
う。このように低角度照明を行うのは、いわゆる濃淡画
像処理により欠陥Ｙを検出するためである。例えば、図
２に示すように、欠陥Ｙが凸部である場合、欠陥Ｙの照
明装置１側の面が明るくなり、反対側の斜面が暗くなる
ので、明暗部の濃度の差から欠陥Ｙを検出可能となる。
より前方に向けて照明を行い、いわゆる低角度照明を行
う。このように低角度照明を行うのは、いわゆる濃淡画
像処理により欠陥Ｙを検出するためである。例えば、図
２に示すように、欠陥Ｙが凸部である場合、欠陥Ｙの照
明装置１側の面が明るくなり、反対側の斜面が暗くなる
ので、明暗部の濃度の差から欠陥Ｙを検出可能となる。
【００１６】以下、上記欠陥Ｙの検出方法について説明
する。本外観検査装置では、カメラ２により撮像した検
査対象物３の検査領域Ｘの画像における各画素の濃度を
Ａ／Ｄ変換部７においてデジタル信号に変換した後、前
処理部８において以下の前処理を行うことにより、Ａ／
Ｄ変換部７より得られる原画像のほかに、微分画像、微
分方向コード画像、エッジ画像を得る。
する。本外観検査装置では、カメラ２により撮像した検
査対象物３の検査領域Ｘの画像における各画素の濃度を
Ａ／Ｄ変換部７においてデジタル信号に変換した後、前
処理部８において以下の前処理を行うことにより、Ａ／
Ｄ変換部７より得られる原画像のほかに、微分画像、微
分方向コード画像、エッジ画像を得る。
【００１７】この前処理ではまず微分・稜線抽出処理を
行う。本アルゴリズムでは、画像処理の第１段階として
３×３画素の局所並列ウインドウを用いて空間微分処理
を行う。この処理の概念を図４に示す。注目する画素Ｅ
と、その画素Ｅの周囲の８画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉからなる
３×３画素の局所並列ウインドウＷを入力画像としての
原画像に設定する。ここで、Ａ〜Ｉは各画素の８ビット
濃度値である。上記画素Ｅの縦方向・横方向の濃度変化
を夫々ΔＶ，ΔＨとすると、 ΔＶ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ)−（Ｇ＋Ｈ＋Ｉ) …（１） ΔＨ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｇ)−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ) …（２） となる。この画素Ｅの微分絶対値｜ｅ｜E は、 ｜ｅ｜E ＝（ΔＶ2 ＋ΔＨ2)1/2 …（３） となる。また、画素Ｅの微分方向値∠ｅE は、 ∠ｅE ＝ｔａｎ-1（ΔＶ／ΔＨ＋π／２） …（４） となる。
行う。本アルゴリズムでは、画像処理の第１段階として
３×３画素の局所並列ウインドウを用いて空間微分処理
を行う。この処理の概念を図４に示す。注目する画素Ｅ
と、その画素Ｅの周囲の８画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉからなる
３×３画素の局所並列ウインドウＷを入力画像としての
原画像に設定する。ここで、Ａ〜Ｉは各画素の８ビット
濃度値である。上記画素Ｅの縦方向・横方向の濃度変化
を夫々ΔＶ，ΔＨとすると、 ΔＶ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ)−（Ｇ＋Ｈ＋Ｉ) …（１） ΔＨ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｇ)−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ) …（２） となる。この画素Ｅの微分絶対値｜ｅ｜E は、 ｜ｅ｜E ＝（ΔＶ2 ＋ΔＨ2)1/2 …（３） となる。また、画素Ｅの微分方向値∠ｅE は、 ∠ｅE ＝ｔａｎ-1（ΔＶ／ΔＨ＋π／２） …（４） となる。
【００１８】つまり、画素Ｅを中心とする周囲の８画素
のデータを同時に取り出し、上記演算を行い、その結果
を画素Ｅのデータとする。以上の計算を２５６×２５６
画素の全画面について行うことによって、画面内の物体
の輪郭や欠陥などの濃度変化の大きい部分と、その変化
の方向を抽出することができる。なお、（３）式の｜ｅ
｜E をすべての画素について濃度（明るさ）で表した画
像を微分画像と呼び、（４）式の∠ｅE をコード化して
表した画像を微分方向コード画像と呼ぶ。
のデータを同時に取り出し、上記演算を行い、その結果
を画素Ｅのデータとする。以上の計算を２５６×２５６
画素の全画面について行うことによって、画面内の物体
の輪郭や欠陥などの濃度変化の大きい部分と、その変化
の方向を抽出することができる。なお、（３）式の｜ｅ
｜E をすべての画素について濃度（明るさ）で表した画
像を微分画像と呼び、（４）式の∠ｅE をコード化して
表した画像を微分方向コード画像と呼ぶ。
【００１９】次に、この微分画像に対して稜線抽出処理
を行う。図５（ａ）が微分絶対値の画像の例である。こ
の画像における山の高い部分は原画像での濃度変化が大
きいことを示している。濃度変化が緩やかな部分では、
これらの山のすそ野が広がり輪郭線が太くなってしま
う。そこで、図５（ｂ）に示すように、これらの山の稜
線のみを抽出する。この処理が稜線抽出処理である。
を行う。図５（ａ）が微分絶対値の画像の例である。こ
の画像における山の高い部分は原画像での濃度変化が大
きいことを示している。濃度変化が緩やかな部分では、
これらの山のすそ野が広がり輪郭線が太くなってしま
う。そこで、図５（ｂ）に示すように、これらの山の稜
線のみを抽出する。この処理が稜線抽出処理である。
【００２０】なお、実際には各画素の微分絶対値に着目
し、周囲画素の微分絶対値よりも大きなものを稜線とす
る。ここまでの処理により、微分絶対値画像中の値の大
小にかかわらず、すべての稜線が抽出される。従って、
この稜線の中にはノイズなどによる不要な小さな山（図
５（ｂ）中ａ，ｃ）まで含まれているので、図５（ｂ）
のように、予め定められたしきい値ＳＬによりスライス
することにより、ａ，ｃを取り除く。従って、最終的に
はｂ，ｂ’の太線のみが抽出される。
し、周囲画素の微分絶対値よりも大きなものを稜線とす
る。ここまでの処理により、微分絶対値画像中の値の大
小にかかわらず、すべての稜線が抽出される。従って、
この稜線の中にはノイズなどによる不要な小さな山（図
５（ｂ）中ａ，ｃ）まで含まれているので、図５（ｂ）
のように、予め定められたしきい値ＳＬによりスライス
することにより、ａ，ｃを取り除く。従って、最終的に
はｂ，ｂ’の太線のみが抽出される。
【００２１】上記微分・稜線抽出処理により大きい山の
稜線（以下、エッジと呼ぶ）が抽出されるが、この稜線
は図５（ｂ）に示すように不連続になりやすい。そこ
で、次にエッジ延長処理と呼ばれる処理を行い、Ａ点か
らＢ点を図５（ｂ）中の点線で示すように接続する。こ
の処理では次の評価関数ｆ（ｅj ）を算出する。 ｆ（ｅj ）＝｜ｅj ｜・ｃｏｓ（∠ｅj −∠ｅ0 ） ・ｃｏｓ（（ｊ−１）π／４−∠ｅ0 ） …（５） ここで、ｅ0 ：中心画素濃度（図４のＥ）の微分データ ｅj ：隣接画素（図４のＥを除くＡ〜Ｉ）の微分データ この評価関数の値が大きいほど、その方向のエッジを伸
ばしやすいことを意味している。
稜線（以下、エッジと呼ぶ）が抽出されるが、この稜線
は図５（ｂ）に示すように不連続になりやすい。そこ
で、次にエッジ延長処理と呼ばれる処理を行い、Ａ点か
らＢ点を図５（ｂ）中の点線で示すように接続する。こ
の処理では次の評価関数ｆ（ｅj ）を算出する。 ｆ（ｅj ）＝｜ｅj ｜・ｃｏｓ（∠ｅj −∠ｅ0 ） ・ｃｏｓ（（ｊ−１）π／４−∠ｅ0 ） …（５） ここで、ｅ0 ：中心画素濃度（図４のＥ）の微分データ ｅj ：隣接画素（図４のＥを除くＡ〜Ｉ）の微分データ この評価関数の値が大きいほど、その方向のエッジを伸
ばしやすいことを意味している。
【００２２】このエッジ延長処理では、図５（ｂ）のＡ
点を始点として隣接画像に対し、順次（５）式の評価関
数を算出し、その最大値を示す方向へ延長して行き、Ｂ
点でもともとのエッジと衝突したならば処理を止める。
このとき得られるエッジは、原画像上の明るさの変化点
を線画で表したものである。ここで、原画像から明るさ
の変化点を輪郭として抽出した線画像を、エッジ画像と
呼ぶ。
点を始点として隣接画像に対し、順次（５）式の評価関
数を算出し、その最大値を示す方向へ延長して行き、Ｂ
点でもともとのエッジと衝突したならば処理を止める。
このとき得られるエッジは、原画像上の明るさの変化点
を線画で表したものである。ここで、原画像から明るさ
の変化点を輪郭として抽出した線画像を、エッジ画像と
呼ぶ。
【００２３】以上の処理により、夫々微分画像、微分方
向コード画像、エッジ画像が得られる。これらの画像の
構成を図６を用いて説明する。図６において、４枚の画
像上のアドレスは共通とし、任意の点Ｐ（ｘ，ｙ）を設
定する。原画像ｆ1 は入力された濃淡画像で、通常８ビ
ット（２５６階調）の明るさのレベルで表される。点Ｐ
での明るさａは、 ａ＝ｆ1 （ｘ，ｙ） （０≦ａ≦２５５） とおく。
向コード画像、エッジ画像が得られる。これらの画像の
構成を図６を用いて説明する。図６において、４枚の画
像上のアドレスは共通とし、任意の点Ｐ（ｘ，ｙ）を設
定する。原画像ｆ1 は入力された濃淡画像で、通常８ビ
ット（２５６階調）の明るさのレベルで表される。点Ｐ
での明るさａは、 ａ＝ｆ1 （ｘ，ｙ） （０≦ａ≦２５５） とおく。
【００２４】微分画像ｆ2 における微分値の階調を例え
ば６ビットとすると、点Ｐでの微分値ｂは、 ｂ＝ｆ2 （ｘ，ｙ） （０≦ａ≦６３） と表される。微分方向コード画像ｆ3 における微分方向
を例えば１６方向でコード化すれば、点Ｐにおける微分
方向コードｃは、 ｃ＝ｆ3 （ｘ，ｙ） （０≦ａ≦１５） と書ける。
ば６ビットとすると、点Ｐでの微分値ｂは、 ｂ＝ｆ2 （ｘ，ｙ） （０≦ａ≦６３） と表される。微分方向コード画像ｆ3 における微分方向
を例えば１６方向でコード化すれば、点Ｐにおける微分
方向コードｃは、 ｃ＝ｆ3 （ｘ，ｙ） （０≦ａ≦１５） と書ける。
【００２５】エッジ画像ｆ4 においては、原画像上の明
るさの変化点を線画として抽出した１ビットの画像であ
るので、線画の部分が "１”，背景が "０”となってい
る。そこで、 "１”である画素をエッジフラッグと呼
び、点Ｐがエッジフラッグであるとき、 ｆ4 （ｘ，ｙ）＝１ となり、背景であるとき、 ｆ4 （ｘ，ｙ）＝０ と表される。
るさの変化点を線画として抽出した１ビットの画像であ
るので、線画の部分が "１”，背景が "０”となってい
る。そこで、 "１”である画素をエッジフラッグと呼
び、点Ｐがエッジフラッグであるとき、 ｆ4 （ｘ，ｙ）＝１ となり、背景であるとき、 ｆ4 （ｘ，ｙ）＝０ と表される。
【００２６】上述した画像処理により得た各画像を用い
て外観検査を行う方法について図７乃至図９のフローチ
ャートで以下に説明する。処理された検査画像の照度分
布は、図７（ａ）に示すように照明装置１から離れる程
に照度が低くなっている。そこで、処理領域（マスク）
内での照度の差が大きくなり過ぎないように、同図
（ｂ）に示すように検査領域Ｘを照明方向に沿って複数
に分割する形でマスクＭを設定する。つまり、照明方向
に直交する形の複数のマスクＭ1 〜Ｍ5 を照明方向に沿
って設定する。
て外観検査を行う方法について図７乃至図９のフローチ
ャートで以下に説明する。処理された検査画像の照度分
布は、図７（ａ）に示すように照明装置１から離れる程
に照度が低くなっている。そこで、処理領域（マスク）
内での照度の差が大きくなり過ぎないように、同図
（ｂ）に示すように検査領域Ｘを照明方向に沿って複数
に分割する形でマスクＭを設定する。つまり、照明方向
に直交する形の複数のマスクＭ1 〜Ｍ5 を照明方向に沿
って設定する。
【００２７】上記夫々のマスクＭ内をスキャニングする
ことにより上述したエッジフラッグの抽出を行う。い
ま、エッジフラッグが存在すれば、その画素のもつ微分
方向値と、垂直で１つ左側の画素の光量値を読み込む。
次に、エッジフラッグの追跡を開始する。このとき、上
記近傍の光量値、つまりはエッジフラッグである画素の
もつ微分方向値と垂直で１つ左側の画素の光量値（微分
値）を加算し、同時にエッジフラッグの追跡数をカウン
トしていく。
ことにより上述したエッジフラッグの抽出を行う。い
ま、エッジフラッグが存在すれば、その画素のもつ微分
方向値と、垂直で１つ左側の画素の光量値を読み込む。
次に、エッジフラッグの追跡を開始する。このとき、上
記近傍の光量値、つまりはエッジフラッグである画素の
もつ微分方向値と垂直で１つ左側の画素の光量値（微分
値）を加算し、同時にエッジフラッグの追跡数をカウン
トしていく。
【００２８】そして、そのエッジフラッグの追跡を完了
するか、あるいは追跡数が予め設定されている最大追跡
数を超えると、エッジフラッグの追跡を終了する。この
とき、エッジフラッグの近傍の画素の光量値の和 (Ａsu
m)を追跡した画素数（Ｎ）で除算し、背景平均光量 (Ａ
ave)を求める。そして、予め設定してある上記背景平均
光量と微分値との関係式から微分値のしきい値（Ｅth）
を求める。
するか、あるいは追跡数が予め設定されている最大追跡
数を超えると、エッジフラッグの追跡を終了する。この
とき、エッジフラッグの近傍の画素の光量値の和 (Ａsu
m)を追跡した画素数（Ｎ）で除算し、背景平均光量 (Ａ
ave)を求める。そして、予め設定してある上記背景平均
光量と微分値との関係式から微分値のしきい値（Ｅth）
を求める。
【００２９】ここで、背景平均光量と微分値との関係式
は、例えば図８（ｂ）に示す２点における光量値
（ａ1 ，ａ2 ）と微分値（ｅ1 ，ｅ2 ）を演算処理部１
０に与えることにより、次式で設定される。Ｅth＝（ｅ 2 −ｅ 1 ）／（ａ 2 −ａ 1 ）＊（Ａave −ａ
1 ）＋ｅ 1 …（６） 上記（６）式により求まったしきい値（Ｅth）以上の微
分値を持ったエッジフラッグについて微分値の総和（Ｅ
sum)を求める。この微分値の総和（Ｅsum)が欠陥毎の微
分値の総和となる。ここで、背景平均光量より欠陥毎の
微分値のしきい値を決定するのは、マスク内の背景光量
の差による欠陥の検出精度の格差を無くすように補正を
加えるためである。
は、例えば図８（ｂ）に示す２点における光量値
（ａ1 ，ａ2 ）と微分値（ｅ1 ，ｅ2 ）を演算処理部１
０に与えることにより、次式で設定される。Ｅth＝（ｅ 2 −ｅ 1 ）／（ａ 2 −ａ 1 ）＊（Ａave −ａ
1 ）＋ｅ 1 …（６） 上記（６）式により求まったしきい値（Ｅth）以上の微
分値を持ったエッジフラッグについて微分値の総和（Ｅ
sum)を求める。この微分値の総和（Ｅsum)が欠陥毎の微
分値の総和となる。ここで、背景平均光量より欠陥毎の
微分値のしきい値を決定するのは、マスク内の背景光量
の差による欠陥の検出精度の格差を無くすように補正を
加えるためである。
【００３０】次に、上記欠陥がどのような欠陥であるか
の判定を行う。まず、図９のフローチャートに示すよう
に、大きい欠陥であるかどうかを判別するために、予め
設定してあるしきい値ＴＨ1 と微分値の総和（Ｅsum)と
の比較を行う。微分値の総和がしきい値以上であれば、
大きい欠陥として判定する。上記判定で大きな欠陥では
ないと判定された場合には、次には小さい欠陥であるか
どうかの判断を行う。この場合にはエッジフラッグの画
素数（Ｎ）から欠陥の大きさを判断する。つまりは、エ
ッジフラッグの画素数（Ｎ）が所定数Ｌ2 以下であれ
ば、小さい欠陥であると判定する。
の判定を行う。まず、図９のフローチャートに示すよう
に、大きい欠陥であるかどうかを判別するために、予め
設定してあるしきい値ＴＨ1 と微分値の総和（Ｅsum)と
の比較を行う。微分値の総和がしきい値以上であれば、
大きい欠陥として判定する。上記判定で大きな欠陥では
ないと判定された場合には、次には小さい欠陥であるか
どうかの判断を行う。この場合にはエッジフラッグの画
素数（Ｎ）から欠陥の大きさを判断する。つまりは、エ
ッジフラッグの画素数（Ｎ）が所定数Ｌ2 以下であれ
ば、小さい欠陥であると判定する。
【００３１】そして上記判定で、小さい欠陥と判断され
た場合には、１画素当たりの微分値（Ｅsum ／Ｎ）が大
きい欠陥、つまりは小さいが突起状に尖った欠陥である
かどうかの判定を行う。この判定は１画素当たりの微分
値（Ｅsum ／Ｎ）が予め設定されているしきい値ＴＨ2
以上であるか否かの判断により行う。このようにして、
欠陥がどのようなものであるかの判断が下された後に
は、マスクＭ中に他のエッジフラッグが存在するか否か
を判断する。以上の動作を繰り返し、大きな欠陥、小さ
いが尖った欠陥の数を、エッジフラッグが無くなるまで
カウントしていく。ここで、大きな欠陥あるいは小さい
が尖った欠陥の数が予め設定された所定数（大きな欠陥
の場合にはＬ1 ，小さいが尖った欠陥の場合にはＬ3 ）
に達すると、不良と判断する。
た場合には、１画素当たりの微分値（Ｅsum ／Ｎ）が大
きい欠陥、つまりは小さいが突起状に尖った欠陥である
かどうかの判定を行う。この判定は１画素当たりの微分
値（Ｅsum ／Ｎ）が予め設定されているしきい値ＴＨ2
以上であるか否かの判断により行う。このようにして、
欠陥がどのようなものであるかの判断が下された後に
は、マスクＭ中に他のエッジフラッグが存在するか否か
を判断する。以上の動作を繰り返し、大きな欠陥、小さ
いが尖った欠陥の数を、エッジフラッグが無くなるまで
カウントしていく。ここで、大きな欠陥あるいは小さい
が尖った欠陥の数が予め設定された所定数（大きな欠陥
の場合にはＬ1 ，小さいが尖った欠陥の場合にはＬ3 ）
に達すると、不良と判断する。
【００３２】なお、上記大きい欠陥のカウント数が予め
設定してある所定数Ｌ1 に満たない場合、エッジフラッ
グの画素数（Ｎ）が所定数Ｌ2 以上である（中程度の欠
陥である）場合、１画素当たりの微分値（Ｅsum ／Ｎ）
が予め設定されているしきい値ＴＨ2 に満たない（小さ
く且つなだらかな欠陥である）場合、及び小さいが突起
状となった欠陥の数が所定数Ｌ3 に満たない場合にも、
微分値の総和（Ｅsum)を加算する（加算値はＳＵＭ）。
この微分値の総和（Ｅsum)は各欠陥毎に加算され、マス
ク内のエッジフラッグが無くなった時点で、加算値ＳＵ
Ｍを予め設定されているしきい値ＴＨ3 と比較し、しき
い値ＴＨ3 よりも大きい場合には不良と判定する。これ
は、一定領域内での欠陥の密度でも、不良の判断を行う
ことになり、人の判断に近い外観検査を行うことができ
る。そして、最終的には加算値ＳＵＭが予め設定されて
いるしきい値ＴＨ3 に満たない場合だけが良品であると
判定される。
設定してある所定数Ｌ1 に満たない場合、エッジフラッ
グの画素数（Ｎ）が所定数Ｌ2 以上である（中程度の欠
陥である）場合、１画素当たりの微分値（Ｅsum ／Ｎ）
が予め設定されているしきい値ＴＨ2 に満たない（小さ
く且つなだらかな欠陥である）場合、及び小さいが突起
状となった欠陥の数が所定数Ｌ3 に満たない場合にも、
微分値の総和（Ｅsum)を加算する（加算値はＳＵＭ）。
この微分値の総和（Ｅsum)は各欠陥毎に加算され、マス
ク内のエッジフラッグが無くなった時点で、加算値ＳＵ
Ｍを予め設定されているしきい値ＴＨ3 と比較し、しき
い値ＴＨ3 よりも大きい場合には不良と判定する。これ
は、一定領域内での欠陥の密度でも、不良の判断を行う
ことになり、人の判断に近い外観検査を行うことができ
る。そして、最終的には加算値ＳＵＭが予め設定されて
いるしきい値ＴＨ3 に満たない場合だけが良品であると
判定される。
【００３３】（実施例２）図１０に本発明の他の実施例
を示す。本実施例の場合には微分値の総和（Ｅsum)を求
めるまでの処理は実施例１の場合と同じであり（図８
（ａ）の処理を行う）、本実施例の場合には、大、中、
小の欠陥を区別する。つまり、微分値の総和（Ｅsum)を
しきい値ＴＨ1 と比較することにより、大きい欠陥であ
るか否かの判別を行い、中程度の欠陥の判別は予め設定
されたしきい値ＴＨ4 と比較し、中程度の欠陥と、小さ
い欠陥とを区別する。そして、夫々の欠陥の個数Ｃ1 〜
Ｃ3 をカウントする。
を示す。本実施例の場合には微分値の総和（Ｅsum)を求
めるまでの処理は実施例１の場合と同じであり（図８
（ａ）の処理を行う）、本実施例の場合には、大、中、
小の欠陥を区別する。つまり、微分値の総和（Ｅsum)を
しきい値ＴＨ1 と比較することにより、大きい欠陥であ
るか否かの判別を行い、中程度の欠陥の判別は予め設定
されたしきい値ＴＨ4 と比較し、中程度の欠陥と、小さ
い欠陥とを区別する。そして、夫々の欠陥の個数Ｃ1 〜
Ｃ3 をカウントする。
【００３４】その後、再びマスク内のスキャニングに戻
り、エッジフラッグを探索する。以上の動作を繰り返す
ことにより、各欠陥の個数Ｃ1 〜Ｃ3 が所定値（Ｌ1 ，
Ｌ3，Ｌ4 ）に達すると、不良と判定する。そして、マ
スク内にエッジフラッグが存在しなくなったとき、処理
を終了する。このとき、各欠陥の個数Ｃ1 〜Ｃ3 が所定
値（Ｌ1 ，Ｌ3 ，Ｌ4 ）に達しないとき、その検査対象
物３は良品と判定される。
り、エッジフラッグを探索する。以上の動作を繰り返す
ことにより、各欠陥の個数Ｃ1 〜Ｃ3 が所定値（Ｌ1 ，
Ｌ3，Ｌ4 ）に達すると、不良と判定する。そして、マ
スク内にエッジフラッグが存在しなくなったとき、処理
を終了する。このとき、各欠陥の個数Ｃ1 〜Ｃ3 が所定
値（Ｌ1 ，Ｌ3 ，Ｌ4 ）に達しないとき、その検査対象
物３は良品と判定される。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の発明では上述のように、複数
の光源を検査対象物の検査領域の端辺から夫々等しい距
離及び高さで配置し曲面を有する検査対象物を各光源で
低角度照明するとともに照明領域内に設定される検査領
域の画像を撮影し、検査領域にマスクを設定し、このマ
スク内をスキャニングしてエッジフラッグを抽出し、こ
れらエッジフラッグ群からなる欠陥毎にしきい値を設定
し、このしきい値以上の微分値の総和を欠陥毎に求め、
欠陥毎の微分値の総和が第１の所定値よりも大きな欠陥
数をカウントし、そのカウント値が第１の所定数より多
い場合、欠陥毎のエッジフラッグの個数が所定数より小
さく、且つ微分値の総和をエッジフラッグの個数で除し
た値が所定値以上の欠陥数をカウントし、そのカウント
値が第２の所定数より多い場合、及びマスク内の微分値
の総和が第２の所定値よりも大きい場合のいずれかに該
当するとき不良と判断しているので、大きい欠陥、及び
大きさは小さいが尖った欠陥を検出し、その個数から定
量的に不良の判断を行うことができる。また、マスク内
の微分値の総和が第２の所定値よりも大きいことを判断
するため、一定領域内での欠陥の密度でも、不良の判断
を行うことができ、人の判断に近い外観検査を行うこと
ができる。
の光源を検査対象物の検査領域の端辺から夫々等しい距
離及び高さで配置し曲面を有する検査対象物を各光源で
低角度照明するとともに照明領域内に設定される検査領
域の画像を撮影し、検査領域にマスクを設定し、このマ
スク内をスキャニングしてエッジフラッグを抽出し、こ
れらエッジフラッグ群からなる欠陥毎にしきい値を設定
し、このしきい値以上の微分値の総和を欠陥毎に求め、
欠陥毎の微分値の総和が第１の所定値よりも大きな欠陥
数をカウントし、そのカウント値が第１の所定数より多
い場合、欠陥毎のエッジフラッグの個数が所定数より小
さく、且つ微分値の総和をエッジフラッグの個数で除し
た値が所定値以上の欠陥数をカウントし、そのカウント
値が第２の所定数より多い場合、及びマスク内の微分値
の総和が第２の所定値よりも大きい場合のいずれかに該
当するとき不良と判断しているので、大きい欠陥、及び
大きさは小さいが尖った欠陥を検出し、その個数から定
量的に不良の判断を行うことができる。また、マスク内
の微分値の総和が第２の所定値よりも大きいことを判断
するため、一定領域内での欠陥の密度でも、不良の判断
を行うことができ、人の判断に近い外観検査を行うこと
ができる。
【００３６】請求項２の発明では、複数の光源を検査対
象物の検査領域の端辺から夫々等しい距離及び高さで配
置し曲面を有する検査対象物を各光源で低角度照明する
とともに照明領域内に設定される検査領域の画像を撮影
し、検査領域にマスクを設定し、このマスク内をスキャ
ニングしてエッジフラッグを抽出し、これらエッジフラ
ッグ群からなる欠陥毎にしきい値を設定し、このしきい
値以上の微分値の総和を欠陥毎に求め、欠陥毎の微分値
の総和が第１の所定値よりも大きな欠陥数をカウント
し、そのカウント値が第１の所定数より多い場合、欠陥
毎の微分値の総和が第１の所定値よりも小さい第３の所
定値よりも大きな欠陥数をカウントし、そのカウント値
が第３の所定数より多い場合、及び欠陥毎の微分値の総
和が第３の所定値よりも小さい欠陥数をカウントし、そ
のカウント値が第４の所定数より多い場合のいずれかに
該当するとき不良と判断しているので、欠陥を大きさ毎
に大，中，小と分類し、夫々の個数を個別に求めて、不
良の判断を行うことができ、欠陥を定量的に判断するこ
とができる。
象物の検査領域の端辺から夫々等しい距離及び高さで配
置し曲面を有する検査対象物を各光源で低角度照明する
とともに照明領域内に設定される検査領域の画像を撮影
し、検査領域にマスクを設定し、このマスク内をスキャ
ニングしてエッジフラッグを抽出し、これらエッジフラ
ッグ群からなる欠陥毎にしきい値を設定し、このしきい
値以上の微分値の総和を欠陥毎に求め、欠陥毎の微分値
の総和が第１の所定値よりも大きな欠陥数をカウント
し、そのカウント値が第１の所定数より多い場合、欠陥
毎の微分値の総和が第１の所定値よりも小さい第３の所
定値よりも大きな欠陥数をカウントし、そのカウント値
が第３の所定数より多い場合、及び欠陥毎の微分値の総
和が第３の所定値よりも小さい欠陥数をカウントし、そ
のカウント値が第４の所定数より多い場合のいずれかに
該当するとき不良と判断しているので、欠陥を大きさ毎
に大，中，小と分類し、夫々の個数を個別に求めて、不
良の判断を行うことができ、欠陥を定量的に判断するこ
とができる。
【００３７】請求項３の発明では、エッジフラッグ近傍
の平均光量の和から背景平均光量を求め、予め設定して
ある背景平均光量と微分値の関係式から上記欠陥毎の微
分値のしきい値を決定しているので、微分値のしきい値
を背景平均光量で補正することができ、マスク内での背
景光量が不均一な場合にも、欠陥の検出精度にばらつき
がでない利点がある。
の平均光量の和から背景平均光量を求め、予め設定して
ある背景平均光量と微分値の関係式から上記欠陥毎の微
分値のしきい値を決定しているので、微分値のしきい値
を背景平均光量で補正することができ、マスク内での背
景光量が不均一な場合にも、欠陥の検出精度にばらつき
がでない利点がある。
【００３８】請求項４の発明では、検査領域内に照明方
向に沿って複数のマスクを設定して外観検査を行ってい
るので、照明から離れるほどに低下する光量変化に伴う
マスク内の光量の不均一性が少なくなり、欠陥の検出精
度にばらつきがでない利点がある。
向に沿って複数のマスクを設定して外観検査を行ってい
るので、照明から離れるほどに低下する光量変化に伴う
マスク内の光量の不均一性が少なくなり、欠陥の検出精
度にばらつきがでない利点がある。
【００３９】
【図１】本発明の一実施例の外観検査装置の斜視図であ
る。
る。
【図２】同上における検査対象物の照明方法の説明図で
ある。
ある。
【図３】同上の方法を用いる画像処理装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】同上の装置における第１段階としての空間微分
処理の説明図である。
処理の説明図である。
【図５】同上の稜線抽出・エッジ延長処理の説明図であ
る。
る。
【図６】同上で取り扱う画像を示す説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は検査領域の照明状態の説明
図、及びマスクの設定方法の説明図である。
図、及びマスクの設定方法の説明図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は同上の外観検査方法の前段処
理の示すフローチャート、及びしきい値の設定方法の説
明図である。
理の示すフローチャート、及びしきい値の設定方法の説
明図である。
【図９】外観検査方法の後段処理を示すフローチャート
である。
である。
【図１０】他の実施例の外観検査方法の後段処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
１ 照明装置 １ａ 光源 ２ カメラ ３ 検査対象物 Ｘ 検査領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/91
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の光源を検査対象物の検査領域の端
辺から夫々等しい距離及び高さで配置し曲面を有する検
査対象物を各光源で低角度照明するとともに照明領域内
に設定される検査領域の画像を撮影し、検査領域にマス
クを設定し、このマスク内をスキャニングしてエッジフ
ラッグを抽出し、これらエッジフラッグ群からなる欠陥
毎にしきい値を設定し、このしきい値以上の微分値の総
和を欠陥毎に求め、欠陥毎の微分値の総和が第１の所定
値よりも大きな欠陥数をカウントし、そのカウント値が
第１の所定数より多い場合、欠陥毎のエッジフラッグの
個数が所定数より小さく、且つ微分値の総和をエッジフ
ラッグの個数で除した値が所定値以上の欠陥数をカウン
トし、そのカウント値が第２の所定数より多い場合、及
びマスク内の微分値の総和が第２の所定値よりも大きい
場合のいずれかに該当するとき不良と判断する外観検査
方法。 - 【請求項２】 複数の光源を検査対象物の検査領域の端
辺から夫々等しい距離及び高さで配置し曲面を有する検
査対象物を各光源で低角度照明するとともに照明領域内
に設定される検査領域の画像を撮影し、検査領域にマス
クを設定し、このマスク内をスキャニングしてエッジフ
ラッグを抽出し、これらエッジフラッグ群からなる欠陥
毎にしきい値を設定し、このしきい値以上の微分値の総
和を欠陥毎に求め、欠陥毎の微分値の総和が第１の所定
値よりも大きな欠陥数をカウントし、そのカウント値が
第１の所定数より多い場合、欠陥毎の微分値の総和が第
１の所定値よりも小さい第３の所定値よりも大きな欠陥
数をカウントし、そのカウント値が第３の所定数より多
い場合、及び欠陥毎の微分値の総和が第３の所定値より
も小さい欠陥数をカウントし、そのカウント値が第４の
所定数より多い場合のいずれかに該当するとき不良と判
断する外観検査方法。 - 【請求項３】 エッジフラッグ近傍の平均光量の和から
背景平均光量を求め、予め設定してある背景平均光量と
微分値の関係式から上記欠陥毎の微分値のしきい値を決
定して成ることを特徴とする請求項１または請求項２の
いずれかに記載の外観検査方法。 - 【請求項４】 検査領域内に照明方向に沿って複数のマ
スクを設定して外観検査を行って成ることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の外観検査方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4333975A JP3038092B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 外観検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4333975A JP3038092B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 外観検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06180221A JPH06180221A (ja) | 1994-06-28 |
| JP3038092B2 true JP3038092B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=18272088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4333975A Expired - Lifetime JP3038092B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 外観検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038092B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5690088B2 (ja) * | 2010-07-13 | 2015-03-25 | 株式会社メック | 欠陥検査装置、欠陥検査システム、および欠陥検査方法 |
| JP6086362B2 (ja) * | 2012-12-03 | 2017-03-01 | シーシーエス株式会社 | 検査システム及び検査用照明装置 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4333975A patent/JP3038092B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06180221A (ja) | 1994-06-28 |
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