JP5402182B2 - 外観検査方法及び外観検査装置 - Google Patents
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Description
Ik(x,y)×MBmax/MBk・・・(1)
(ただし、Ik(x,y)は、前記第kの区画に含まれる任意座標(x,y)の画素の輝度値を表す。)
によって得られた値でそれぞれ置換して、置換画像を生成する工程と、置換画像の外縁に沿う第1の方向に平行な一連の画素からなる第1の画素列毎に該第1の画素列に含まれる一連の画素の輝度値の平均を算出すると共に、第1の方向と直交する第2の方向に平行な一連の画素からなる第2の画素列毎に該第2の画素列に含まれる一連の画素の輝度値の平均を算出することで、第1の方向及び第2の方向における置換画像の平均輝度分布を算出する工程と、置換画像に対して基準となる基準画像を平均輝度分布に基づいて生成する工程と、基準画像を用いて、撮像画像をシェーディング補正する工程とを有することを特徴とする。
Ik(x,y)×MBmax/MBk・・・(2)
(ただし、Ik(x,y)は、前記第kの区画に含まれる任意座標(x,y)の画素の輝度値を表す。)
によって得られた値でそれぞれ置換して、置換画像を生成する手段と、置換画像の外縁に沿う第1の方向に平行な一連の画素からなる第1の画素列毎に該第1の画素列に含まれる一連の画素の輝度値の平均を算出すると共に、第1の方向と直交する第2の方向に平行な一連の画素からなる第2の画素列毎に該第2の画素列に含まれる一連の画素の輝度値の平均を算出することで、第1の方向及び第2の方向における置換画像の平均輝度分布を算出する手段と、置換画像に対して基準となる基準画像を平均輝度分布に基づいて生成する手段と、基準画像を用いて、撮像画像をシェーディング補正する手段とを有することを特徴とする。
図1を参照して、本実施形態に係る外観検査装置10の構成について説明する。
次に、図2〜図12を参照して、以上の構成を有する外観検査装置10を用いた検査対象物22の外観検査処理方法について説明する。ここでは特に、検査対象物22のうち円柱面状となっている外周面22a又は内周面22bの外観検査を行う場合について説明する。なお、図2〜図6に示されるフローチャートでは、ステップをSと略記している。また、図7、図11及び図12では、それぞれ異なる検査対象物22を用いて、欠陥検出第1処理、欠陥検出第2処理及び欠陥検出第3処理を説明している。
続くステップ3では、第1補正画像生成処理が行われる。第1補正画像生成処理が開始されると、図3に示されるステップ11に進んで、撮像画像P1において輝度値が0でない連続する画素の領域を求めた後、その画素の領域に外接する長方形を求めることで、撮像画像P1における検査対象物画像P1aの外形領域A1を決定する処理を行う。このとき、決定された外形領域A1の面積(画素数)及び外形領域A1の位置する座標を算出する処理も行われる。ステップ12に進むと、ステップ11において決定された外形領域A1の面積が所定の閾値以上であるか否かを判定する。すなわち、欠陥を検出する対象である検査対象物画像P1aの面積(画素数)は、各検査対象物22において略同一であるから、外形領域A1の面積(画素数)が閾値以上であれば撮像されたものが検査対象物22であると判定してステップ13に進むが、そうでなければ撮像されたものが検査対象物22ではない(例えば、検査対象物22の破片)と判定して図2に示されるステップ8に進んで、外観検査処理を終了するようにしている。
これらの平均輝度値X,Yを求めた後、図8の(b),(c)においてそれぞれ破線で示される閾値と平均輝度値X,Yとを比較して、閾値と等しい平均輝度値X,Yを示すx座標及びy座標をそれぞれ求める。そして、このように求められた各座標を通り、各座標が存在する軸X又は軸Yに垂直な直線によって囲まれる領域を、処理領域A2に決定する。なお、外形領域A1を複数に分割し、それぞれの領域について平均輝度値を求めることで、処理領域A2を決定してもよい。
MBmax=max(MB1,MB2,・・・,MBK)・・・(6)
(max(引数1,引数2,・・・)は、引数1、引数2、・・・の中で最大の引数を返す関数を表す。)
なお、本実施形態では、区画B5が最も明るくなっていることから(図9の(a)参照)、平均輝度値MB5が最高値MBmaxとなる(MBmax=MB5)。
Ik(x,y)×MBmax/MBk・・・(7)
によって得られた値でそれぞれ置換する処理を全ての区画B1〜BKにおいて行い、置換画像Prを生成する。ここで、上記の式(6)より、MBmax/MBk≧1であるから、上記の式(7)は、区画Bkに含まれる各画素の輝度値Ik(x,y)を、係数MBmax/MBkによって増幅することを意味する。なお、一例として、上記の式(7)による演算前の輝度値の分布の様子を図9の(b)に示し、上記の式(7)による演算後の輝度値の分布の様子を図9の(c)に示した。図9の(b),(c)に示されるように、区画B2,B8では平均輝度値MB2,MB8が小さいため、係数MBmax/MBkによって上記の式(7)の演算後における輝度値が大きく増幅されているのに対して、区画B5では平均輝度値MB5が最高値MBmaxとなっているので、上記の式(7)の演算後における輝度値は演算前と同じ値となっている。
図2に戻り、ステップ4に進むと、欠陥検出第1処理が行われる。この欠陥検出第1処理では、例えば検査対象物22のクラックや検査対象物22に付着した異物による欠陥を検出している。欠陥検出第1処理が開始されると、図4に示されるステップ21に進んで、処理領域A2において第1補正画像P3をソーベルフィルタによって処理し、第1補正画像P3中における濃淡変化(エッジ部分)を検出する処理を行う。具体的には、第1補正画像P3における所定の画素とその画素の周囲における隣接画素とで、下記の式(9)による演算を第1補正画像P3の全ての画素について行う。これにより、第1補正画像P3における各画素の輝度値I´の変化量E1が求められ、濃淡変化が生じている箇所でエッジの検出が行われたソーベル処理画像P4が生成される(図10の(a)参照)。
図2に戻り、ステップ5に進むと、欠陥検出第2処理が行われる。この欠陥検出第1処理では、例えば検査対象物22の欠けによる欠陥を検出している。欠陥検出第2処理が開始されると、図5に示されるステップ31に進んで、処理領域A2において第1補正画像P8(図11の(a)参照)を微分フィルタによって処理し、第1補正画像P8中における濃淡変化(エッジ部分)を検出する処理を行う。具体的には、第1補正画像P8における所定の画素とその画素の周囲における隣接画素とで、下記の式(11)による演算を第1補正画像P8の全ての画素について行う。これにより、第1補正画像P8における各画素の輝度値I´の変化量E2が求められ、濃淡変化が生じている箇所でエッジの検出が行われた微分処理画像P9が生成される(図11の(b)参照)。
図2に戻り、ステップ6に進むと、欠陥検出第3処理が行われる。この欠陥検出第1処理では、例えば検査対象物22の剥離による欠陥を検出している。欠陥検出第3処理が開始されると、図6に示されるステップ41に進んで、処理領域A2における検査対象物画像P13aを所定の閾値によって2値化処理し、その閾値以上の輝度値である画素を白、その閾値より小さな輝度値である画素を黒として表示した2値化画像P14を生成する(図12の(b)参照)。そして、ステップ42に進むと、2値化画像P14のラベリング処理を行い、2値化画像P14において白で表示される画素が連結している連結領域を特定する。また、ステップ42では、特定された連結領域の数、各連結領域の面積(画素数)及び処理領域A2における各連結領域の位置を検出する処理を行う。
13…撮像画像、P1a,P13a…検査対象物画像、Pr…置換画像、P2…マスタ画像、P3,P8…第1補正画像、P4…ソーベル処理画像、P5…第2補正画像、P9…微分処理画像、P10…第3補正画像。
Claims (4)
- 検査対象物の外観検査を行うための外観検査方法であって、
前記検査対象物を撮像して検査対象物画像を含む撮像画像を取得する工程と、
前記撮像画像において外観検査処理を行う対象となる処理領域を決定する工程と、
前記処理領域内に設定されると共に前記処理領域を区分する第1〜第K(Kは2以上の自然数)の区画のうち、前記第k(kは1〜Kの自然数)の区画に含まれる各画素の輝度値の平均値である第kの平均輝度値MBkを算出する工程と、
前記第1〜第Kの平均輝度値のうち最も大きい値を最高値MBmaxとして選択する工程と、
前記第kの区画に含まれる各画素の輝度値を、下記の式(1)
Ik(x,y)×MBmax/MBk・・・(1)
(ただし、Ik(x,y)は、前記第kの区画に含まれる任意座標(x,y)の画素の輝度値を表す。)
によって得られた値でそれぞれ置換して、置換画像を生成する工程と、
前記置換画像の外縁に沿う第1の方向に平行な一連の画素からなる第1の画素列毎に該第1の画素列に含まれる前記一連の画素の輝度値の平均を算出すると共に、前記第1の方向と直交する第2の方向に平行な一連の画素からなる第2の画素列毎に該第2の画素列に含まれる前記一連の画素の輝度値の平均を算出することで、前記第1の方向及び前記第2の方向における前記置換画像の平均輝度分布を算出する工程と、
前記置換画像に対して基準となる基準画像を前記平均輝度分布に基づいて生成する工程と、
前記基準画像を用いて、前記撮像画像をシェーディング補正する工程とを有することを特徴とする外観検査方法。 - 前記区画は、前記処理領域内の前記検査対象物画像のうち輝度値の変化が大きい方向に沿って並ぶように設定されていることを特徴とする、請求項1に記載された外観検査方法。
- 検査対象物の外観検査を行うための外観検査装置であって、
前記検査対象物を照明する照明手段と、
前記照明手段によって照明された前記検査対象物を撮像して、検査対象物画像を含む撮像画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記撮像画像において外観検査処理を行う対象となる処理領域を決定する手段と、
前記処理領域内に設定されると共に前記処理領域を区分する第1〜第K(Kは2以上の自然数)の区画のうち、前記第k(kは1〜Kの自然数)の区画に含まれる各画素の輝度値の平均値である第kの平均輝度値MBkを算出する手段と、
前記第1〜第Kの平均輝度値のうち最も大きい値を最高値MBmaxとして選択する手段と、
前記第kの区画に含まれる各画素の輝度値を、下記の式(2)
Ik(x,y)×MBmax/MBk・・・(2)
(ただし、Ik(x,y)は、前記第kの区画に含まれる任意座標(x,y)の画素の輝度値を表す。)
によって得られた値でそれぞれ置換して、置換画像を生成する手段と、
前記置換画像の外縁に沿う第1の方向に平行な一連の画素からなる第1の画素列毎に該第1の画素列に含まれる前記一連の画素の輝度値の平均を算出すると共に、前記第1の方向と直交する第2の方向に平行な一連の画素からなる第2の画素列毎に該第2の画素列に含まれる前記一連の画素の輝度値の平均を算出することで、前記第1の方向及び前記第2の方向における前記置換画像の平均輝度分布を算出する手段と、
前記置換画像に対して基準となる基準画像を前記平均輝度分布に基づいて生成する手段と、
前記基準画像を用いて、前記撮像画像をシェーディング補正する手段とを備えることを特徴とする外観検査装置。 - 前記区画は、前記処理領域内の前記検査対象物画像のうち輝度値の変化が大きい方向に沿って並ぶように設定されていることを特徴とする、請求項3に記載された外観検査装置。
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JP2009095962A Active JP5402182B2 (ja) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | 外観検査方法及び外観検査装置 |
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