JPH1114553A - 視覚欠陥検査装置における欠陥サンプルデータ出力方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 欠陥サンプルデータを自動生成出力すること
により、視覚欠陥検査装置の性能検査、検査シュミレー
ション等を容易かつ短時間で実行できるようにした視覚
欠陥検査装置における欠陥サンプルデータ出力方法およ
び装置を提供する。 【解決手段】 ＣＣＤカメラ（１０）で欠陥の含まない
被検査物（１００）を撮像することにより得られた欠陥
を含まない正常部位だけからなる正常画像情報に対して
欠陥モデル記憶部（４０）に記憶された欠陥モデル情報
を情報処理装置（２０）で合成することによって欠陥を
含む欠陥サンプルデータを人工的に生成し、これを表示
装置（３０）に表示させることで該欠陥サンプルデータ
を視覚的にユーザに提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は紙、布などの無地
のシート状物、塗装、液晶などの被検査物の欠陥を視覚
カメラを使用して検査する視覚欠陥検査装置における欠
陥サンプルデータ出力方法および装置に関し、特に、欠
陥サンプルデータを自動生成出力することにより、視覚
欠陥検査装置の性能検査、検査シュミレーション等を容
易かつ短時間で実行できるようにした視覚欠陥検査装置
における欠陥サンプルデータ出力方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の視覚欠陥検査装置として
は以下に示すような装置が知られている。

【０００３】１）欠陥の部位の輝度分布の空間的周波数
成分が正常部位のそれと異なることに着目して、視覚カ
メラからの画像データを平滑化処理し、光学的歪み補正
を行うことにより、欠陥部位と正常部位との領域を分離
する装置。

【０００４】２）欠陥の部位の輝度分布の空間的周波数
成分が正常部位のそれと異なることに着目して、視覚カ
メラからの画像データを微分処理し、欠陥部位と正常部
位との領域を分離する装置。

【０００５】３）欠陥の部位の輝度分布の空間的周波数
成分が正常部位のそれと異なることに着目して、視覚カ
メラからの画像データを微分処理の単位長さをさまざま
に変えて微分処理し、その結果を統合することにより、
欠陥部位と正常部位との領域を分離する装置。

【０００６】ところで、この種の視覚欠陥検査装置にお
いては、どの程度の淡い欠陥まで検出することができる
か等のこの装置の性能をユーザに説明するのは難しく、
また、これを視覚的に説明する手段もなかったので、こ
の装置の性能をユーザに説明する際には、実サンプルを
収集し、この実サンプルによる実機テストが行われてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装置の
性能をテストするための最適な実サンプルの収集には非
常に手間がかかり、また、最適な実サンプルの収集が困
難な場合もあるので、この実サンプルによる実機テスト
は、非常に手間がかかり、しかも最適、かつ効果的な結
果が得られるとは限らないという問題があった。

【０００８】そこで、この発明は、欠陥サンプルデータ
を自動生成出力することにより、視覚欠陥検査装置の性
能検査、検査シュミレーション等を容易かつ短時間で実
行できるようにした視覚欠陥検査装置における欠陥サン
プルデータ出力方法および装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、視覚カメラで被検査物を撮像す
ることにより得られた画像情報に基づき該被検査物の欠
陥を検査する視覚欠陥検査装置における欠陥サンプルデ
ータ出力方法において、欠陥を含まない正常部位だけか
らなる正常画像情報に所定の欠陥モデル情報を合成し、
該合成により得られた画像情報を欠陥サンプルデータと
して出力することを特徴とする。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、上記欠陥モデル情報は、所定の欠陥を含む第
１の被検査物を上記視覚カメラで撮像することにより得
られた第１の画像情報から欠陥を含まない第２の被検査
物を上記視覚カメラで撮像することにより得られた第２
の画像情報を減算することにより生成されることを特徴
とする。

【００１１】また、請求項３の発明は、視覚カメラで被
検査物を撮像することにより得られた画像情報に基づき
該被検査物の欠陥を検査する視覚欠陥検査装置における
欠陥サンプルデータ出力装置において、欠陥を含まない
正常部位だけからなる正常画像情報を取得する正常画像
情報取得手段と、所定の欠陥モデル情報を記憶する欠陥
モデル情報記憶手段と、上記正常画像情報取得手段で出
力された正常画像情報と上記欠陥モデル情報記憶手段に
記憶された欠陥モデル情報とを合成することにより欠陥
サンプルデータを生成するサンプルデータ合成手段と、
上記サンプルデータ合成手段で合成された欠陥サンプル
データを出力するデータ出力手段と、を具備することを
特徴とする。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項３の発明
において、上記正常画像情報取得手段は、被検査物を撮
像する視覚カメラと、上記視覚カメラの撮像画像データ
を記憶する画像記憶手段と、を具備し、上記視覚カメラ
で欠陥を含まない被検査物を撮像することにより得られ
た画像データを上記正常画像情報として上記画像記憶手
段に記憶し、さらに、所定の欠陥を含む第１の被検査物
を上記視覚カメラで撮像することにより得られた第１の
画像情報および欠陥を含まない第２の被検査物を上記視
覚カメラで撮像することにより得られた第２の画像情報
を上記画像記憶手段から取得し、上記第１の画像情報お
よび上記第２の画像情報に基づき上記欠陥モデル情報を
自動生成する欠陥モデル自動生成手段、を具備すること
を特徴とする。

【００１３】また、請求項５の発明は、請求項４の発明
において、上記欠陥モデル自動生成手段は、外部からの
学習指示により起動され、上記自動生成した欠陥モデル
情報を上記欠陥モデル情報記憶手段に記憶することを特
徴とする。

【００１４】また、請求項６の発明は、請求項３の発明
において、上記欠陥モデル情報記憶手段は、相対的な輝
度パターンを格納した２次元輝度データで構成される２
次元輝度データタイプからなる欠陥モデル情報を記憶す
ることを特徴とする。

【００１５】また、請求項７の発明は、請求項３の発明
において、上記欠陥モデル情報記憶手段は、一意に輝度
パターンを決定できる複数のパラメータで構成されるパ
ラメータタタイプからなる欠陥モデル情報を記憶するこ
とを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１は、この発明に係わる視覚欠陥検査装
置における欠陥サンプルデータ出力方法および装置を適
用して構成した視覚欠陥検査システムの一実施の形態の
概略構成を示したものである。

【００１８】図１において、この実施の形態の視覚欠陥
検査システムは、被検査物１００を撮像するＣＣＤ（チ
ャージカップドデバイス）カメラ１０、欠陥モデルを記
憶するハードディスク等からなる欠陥モデル記憶装置４
０、パーソナルコンピュータ等から構成される情報処理
装置２０、情報処理装置２０による処理結果を表示出力
するＣＲＴ等からなる表示装置３０を具備して構成さ
れ、以下に示す機能を有する。

【００１９】１）ＣＣＤカメラ１０で欠陥のない被検査
物を撮像し、欠陥モデル記憶装置４０に予め登録された
欠陥モデルを参照して、欠陥のない画像データから欠陥
を持つ画像データを人工的に生成する（サンプルデータ
合成機能） ２）サンプルデータ合成機能で生成された画像データを
表示装置３０に出力することで、画像データをユーザに
視覚的に提示する（視覚的提示機能）。

【００２０】３）ＣＣＤカメラ１０で欠陥のある被検査
物と欠陥のない被検査物とを撮像し、この２つの画像デ
ータを元に欠陥モデルを自動的に生成する（欠陥モデル
自動生成機能）。

【００２１】図２は、図１に示した視覚欠陥検査システ
ムの要部をブロック図で示したものである。

【００２２】図２において、この視覚欠陥検査システム
は、画像入力装置１１、画像記憶装置１２、サンプルデ
ータ合成装置１３、欠陥モデル自動生成装置１４、欠陥
モデル記憶装置１４、データ出力装置１６を具備して構
成される。

【００２３】ここで、画像入力装置１１は、ＣＣＤカメ
ラ、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器から構成さ
れる。すなわち、ＣＣＤカメラにより被検査物を撮像
し、このＣＣＤカメラから出力されるＮＴＳＣ信号（標
準テレビション映像信号）をＡ／Ｄ変換器によりデジタ
ル信号に変換する。このＡ／Ｄ変換器により変換された
デジタル信号は画像憶装置１２に画像データとして出力
される。

【００２４】なお、図２においては、画像入力装置１１
をＣＣＤカメラ、Ａ／Ｄ変換器から構成したが、この画
像入力装置１１は、外部記憶装置（ハードディスクな
ど）を使用して直接、画像記憶装置１２に画像データを
送出するように構成してもよく、被検査物に対応する画
像データをデジタル信号（画像データ）として出力する
ものであれぱ上記構成に制限されるものではない。この
画像入力装置１１は、図１に示したＣＣＤカメラ１０お
よび情報処理装置２０の一部に対応する。

【００２５】画像記憶装置１２は、ＲＡＭ（ランダムア
クセスメモリ）で構成され、画像入力装置１１から出力
された画像データを記憶保持する。すなわち、画像記憶
装置１２は、画像入力装置１１から出力された画像デー
タを記憶保持するに十分なメモリ容量を持つもので、サ
ンプルデータ出力装置１３若しくは欠陥モデル自動生成
装置１４に画像データを送出する。

【００２６】ここで、画像記憶装置１２に記憶される画
像データは、画像入力装置１１のＣＣＤカメラの１視野
分の輝度情報で構成された２次元配列データからなる。

【００２７】サンプルデータ合成装置１３は、欠陥モデ
ル記憶装置１５から欠陥モデル情報が入力されたとき、
画像記憶装置１２に格納されている欠陥のない画像デー
タを取得し、上記欠陥モデル情報を上記欠陥のない画像
データに加算することにより人工的に欠陥を持つ欠陥サ
ンプルデータを合成する。

【００２８】欠陥モデル自動生成装置１４は、外部から
学習指示がされたとき、欠陥を含んだ画像データと欠陥
を含まない画像データを画像記憶装置１２から取得し、
この取得した画像データから欠陥情報を抽出して欠陥モ
デル情報を自動生成する。この欠陥モデル自動生成装置
１４で生成された欠陥モデル情報は、欠陥モデル記憶装
置１５に送出される。

【００２９】欠陥モデル記憶装置１５は、外部記憶装置
（ハードディスク）で構成され、欠陥モデル情報を記憶
保持する。ここで、欠陥モデル記憶装置１５に保持され
る欠陥モデル情報は、複数セット用意されており、外部
から与えれれる欠陥モデル指定情報により所望の欠陥モ
デル情報を選択してサンプルデータ合成装置１３に出力
する。

【００３０】ここで、欠陥モデル記憶装置１５に記憶さ
れる欠陥モデル情報としては、 １）相対的な輝度パターンを格納した２次元輝度データ
で構成される２次元輝度データタイプからなるもの ２）一意に輝度パターンを決定できる複数のパラメータ
で構成されるパラメータタイプからなるもの がある。

【００３１】なお、この実施の形態において欠陥モデル
記憶装置１５は外部記憶装置として構成したが、デジタ
ル信号データを記憶保持できるものであればＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリィメオ
リ）などを用いても構成することができ、上記構成に制
限されるものではない。

【００３２】上記画像記憶装置１２、サンプルデータ合
成装置１３、欠陥モデル自動生成装置１４は、図１に示
した情報処理装置２０内に含まれ、欠陥モデル記憶装置
１５は、図１に示した欠陥モデル記憶装置４０に対応す
る。

【００３３】データ出力装置１６は、ＣＲＴとＤ／Ａ変
換器で構成される。すなわち、サンプルデータ合成装置
１３で人工的に作成された欠陥を含んだ画像データがこ
のデータ出力装置１６に入力されると、データ出力装置
１６は、この画像データをＤ／Ａ変換器でアナログ信号
に変換し、ＣＲＴ上に視覚的に表示する。

【００３４】ここで、このデータ出力装置１６は、図１
に示した表示装置３０および情報処理装置２０の一部か
ら構成される。

【００３５】なお、この実施の形態においては、データ
出力装置１６としてＣＲＴとＤ／Ａ変換器で構成された
ものを示したが、画像データを視覚的に出力できるも
の、あるいは記憶保持できるものであれば、例示した構
成に限定されるものではない。例えば、画像データを視
覚的に出力できるものとしては、プリンタであっても良
く、また、画像データを記憶保持するものとしては、Ｒ
ＡＭ、ハードディスク等であってももよい。

【００３６】図３および図４は、図２に示した欠陥モデ
ル記憶装置１５に記憶される欠陥モデル情報の一例を示
したもので、図３は、上述した２次元輝度データタイプ
の欠陥モデル情報の一例を示し、図４は、パラメータタ
イプの欠陥モデル情報の一例を示す。

【００３７】図３に示す２次元輝度データタイプの欠陥
モデル情報は、相対的な輝度パターンを格納した２次元
輝度データで構成されるもので、図３においては、サイ
ズ６×６画素の中心部が周辺部より輝度で−８程度暗い
欠陥を示している。

【００３８】また、図４に示すパラメータタイプの欠陥
モデル情報は、その直径と輝度差でパラメータ化された
円状の欠陥を示している。

【００３９】図５は、図２に示したサンプルデータ合成
装置１３におけるサンプルデータ合成処理、すなわち画
像記憶装置１２に格納されている欠陥のない画像データ
を取得し、欠陥モデル記憶装置１５から入力された欠陥
モデル情報をこの欠陥のない画像データに加算すること
により人工的に欠陥を持つ欠陥サンプルデータを合成す
る処理の具体例を示したものである。

【００４０】今、画像記憶装置１２に格納されている欠
陥のない画像データをＡ、欠陥モデル記憶装置１５から
入力された欠陥モデル情報をＢとすると、サンプルデー
タ合成装置１３では図５に示すような画像データＡと画
像データＢの加算処理、すなわち画像データＡの座標
（１，２）の位置に画像データＢを加算することによ
り、座標（１，２）の位置に欠陥部位Ｃ−１を有する欠
陥サンプルデータＣが生成される。

【００４１】なお、図５の処理においては、欠陥モデル
記憶装置１５に記憶される欠陥モデル情報が２次元輝度
データタイプの場合について示したが、欠陥モデル記憶
装置１５に記憶される欠陥モデル情報がパラメータタイ
プである場合は、このパラメータタイプの欠陥モデル情
報を２次元輝度データタイプに変換した後、上記図５に
示した処理が行われることになる。

【００４２】図６は、図２に示した欠陥モデル自動生成
装置１４における欠陥モデル情報の自動生成処理の具体
例を示したものである。この実施の形態においては、欠
陥を含んだ被検査物の画像データと、欠陥を含まない被
検査物の画像データとを画像記憶装置１２に記憶させ、
その差分から２次元輝度データタイプの欠陥モデル情報
を生成する。

【００４３】今、画像記憶装置１２に記憶された欠陥を
含んだ被検査物の画像データをＰ、欠陥を含まない被検
査物の画像データをＱとすると、欠陥モデル自動生成装
置１４では、上記欠陥を含んだ被検査物の画像データＰ
および欠陥を含まない被検査物の画像データＱを画像記
憶装置１２から取得して、図６に示す演算処理、すなわ
ち画像データＰから画像データＱを減算することにより
欠陥モデル情報Ｒを生成する。この画像データＱからは
非０の矩形領域が切り出され、これが欠陥モデル情報と
して抽出される。

【００４４】上記構成からなるこの実施の形態の視覚欠
陥検査装置における欠陥サンプルデータ出力装置を採用
することにより、この種の視覚欠陥検査装置の特定の製
造ラインの検査工程への導入の可否を検討する際に、製
造ラインの品質管理担当者等がこの視覚欠陥検査装置の
導入の可否を容易に判断することが可能になる。

【００４５】すなわち、この視覚欠陥検査装置の欠陥モ
デル情報として、この視覚欠陥検査装置の検出可能な欠
陥を予め登録させておく。ここで、この視覚欠陥検査装
置の検出可能な欠陥は、この視覚欠陥検査装置の欠陥検
出アルゴリズムをシュミレーションすること、あるいは
机上での論理的な計算により算出可能である。

【００４６】そして、通常製造ラインから容易に入手で
きる欠陥のない被検査物の画像データにこの視覚欠陥検
査装置の検出可能な欠陥を合成すれば、擬似的に欠陥の
ある被検査物の画像データを生成でき、この画像データ
を表示装置で視覚的に表示することによって、欠陥のあ
る被検査物を収集することなしに、製造ラインの品質管
理担当者等がこの視覚欠陥検査装置の導入の可否を容易
に判断することが可能になる。

【００４７】さらに、この実施の形態によれば、欠陥の
ある画像データを欠陥検査装置の欠陥検出アルゴリズム
で処理するなどして、欠陥のある検査物を収集すること
なく、アルゴリズムの有効性を検証することも可能にな
る。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
欠陥を含まない正常部位だけからなる正常画像情報に所
定の欠陥モデル情報を合成し、該合成により得られた画
像情報を欠陥サンプルデータとして出力するように構成
したので、以下に示すような効果を奏する。

【００４９】１）正常部位だけからなる画像データか
ら、人工的に欠陥部位を含んだサンプルデータを様々に
出力し、実際の欠陥の画像を再現することにより、実サ
ンプルを用いなくても欠陥検査に要求される性能を明確
にすることができ、実サンプルを収集する期間、コス
ト、手間を削減することができる。

【００５０】２）更に、上記作成した人工的な欠陥部位
を含んだサンプルデータを欠陥検査装置で合否判定する
ことにより、欠陥検査装置が要求性能を満足するかどう
か検証することができ、実サンプルによる実機テストを
省き、欠陥検査装置の導入可否を迅速に決定できる。

【００５１】３）欠陥モデル記憶装置に検出可能な欠陥
を記憶させておけば、欠陥検査装置の導入のための商談
等において、視覚的、且つ容易に欠陥検査装置の性能を
説明できる。

【００５２】４）実際の欠陥を含んだ画像データから欠
陥モデルを自動生成し、欠陥モデル記憶装置に追加して
蓄えることにより、欠陥モデル記憶装置に欠陥を手入力
する手間が省け、しかも様々な欠陥のサンプルデータを
人口的に作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる視覚欠陥検査装置における欠
陥サンプルデータ出力方法および装置を適用して構成し
た視覚欠陥検査システムの一実施の形態の概略構成を示
したシステム構成図。

【図２】図１に示した視覚欠陥検査システムの要部を示
すブロック図。

【図３】図２に示した欠陥モデル記憶装置に記憶される
２次元輝度データタイプの欠陥モデル情報の一例を示し
た図。

【図４】図２に示した欠陥モデル記憶装置に記憶される
パラメータタイプの欠陥モデル情報の一例を示した図。

【図５】図２に示したサンプルデータ合成装置における
サンプルデータ合成処理の具体例を示した図。

【図６】図２に示した欠陥モデル自動生成装置における
欠陥モデル情報の自動生成処理の具体例を示した図。

【符号の説明】

１０ ＣＣＤカメラ １１ 画像入力装置 １２ 画像記憶装置 １３ サンプルデータ合成装置 １４ 欠陥モデル自動生成装置 １５ 欠陥モデル記憶装置 １６ データ出力装置 ２０ 情報処理装置 ３０ 表示装置 ４０ 欠陥モデル記憶装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 視覚カメラで被検査物を撮像することに
   より得られた画像情報に基づき該被検査物の欠陥を検査
   する視覚欠陥検査装置における欠陥サンプルデータ出力
   方法において、 欠陥を含まない正常部位だけからなる正常画像情報に所
   定の欠陥モデル情報を合成し、 該合成により得られた画像情報を欠陥サンプルデータと
   して出力することを特徴とする視覚欠陥検査装置におけ
   る欠陥サンプルデータ出力方法。
2. 【請求項２】 上記欠陥モデル情報は、 所定の欠陥を含む第１の被検査物を上記視覚カメラで撮
   像することにより得られた第１の画像情報から欠陥を含
   まない第２の被検査物を上記視覚カメラで撮像すること
   により得られた第２の画像情報を減算することにより生
   成されることを特徴とする請求項１記載の視覚欠陥検査
   装置における欠陥サンプルデータ出力方法。
3. 【請求項３】 視覚カメラで被検査物を撮像することに
   より得られた画像情報に基づき該被検査物の欠陥を検査
   する視覚欠陥検査装置における欠陥サンプルデータ出力
   装置において、 欠陥を含まない正常部位だけからなる正常画像情報を取
   得する正常画像情報取得手段と、 所定の欠陥モデル情報を記憶する欠陥モデル情報記憶手
   段と、 上記正常画像情報取得手段で出力された正常画像情報と
   上記欠陥モデル情報記憶手段に記憶された欠陥モデル情
   報とを合成することにより欠陥サンプルデータを生成す
   るサンプルデータ合成手段と、 上記サンプルデータ合成手段で合成された欠陥サンプル
   データを出力するデータ出力手段と、 を具備することを特徴とする視覚欠陥検査装置における
   欠陥サンプルデータ出力装置。
4. 【請求項４】 上記正常画像情報取得手段は、 被検査物を撮像する視覚カメラと、 上記視覚カメラの撮像画像データを記憶する画像記憶手
   段と、 を具備し、 上記視覚カメラで欠陥を含まない被検査物を撮像するこ
   とにより得られた画像データを上記正常画像情報として
   上記画像記憶手段に記憶し、 さらに、所定の欠陥を含む第１の被検査物を上記視覚カ
   メラで撮像することにより得られた第１の画像情報およ
   び欠陥を含まない第２の被検査物を上記視覚カメラで撮
   像することにより得られた第２の画像情報を上記画像記
   憶手段から取得し、上記第１の画像情報および上記第２
   の画像情報に基づき上記欠陥モデル情報を自動生成する
   欠陥モデル自動生成手段、 を具備することを特徴とする請求項３記載の視覚欠陥検
   査装置における欠陥サンプルデータ出力装置。
5. 【請求項５】 上記欠陥モデル自動生成手段は、 外部からの学習指示により起動され、上記自動生成した
   欠陥モデル情報を上記欠陥モデル情報記憶手段に記憶す
   ることを特徴とする請求項４記載の視覚欠陥検査装置に
   おける欠陥サンプルデータ出力装置。
6. 【請求項６】 上記欠陥モデル情報記憶手段は、 相対的な輝度パターンを格納した２次元輝度データで構
   成される２次元輝度データタイプからなる欠陥モデルを
   記憶することを特徴とする請求項３記載の視覚欠陥検査
   装置における欠陥サンプルデータ出力装置。
7. 【請求項７】 上記欠陥モデル情報記憶手段は、 一意に輝度パターンを決定できる複数のパラメータで構
   成されるパラメータタタイプからなる欠陥モデルを記憶
   することを特徴とする請求項３記載の視覚欠陥検査装置
   における欠陥サンプルデータ出力装置。