特許 6599697 画像測定装置及びその制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6599697

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】画像測定装置及びその制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20191021BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20191021BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20191021BHJP

   G06T 7/60 20170101ALI20191021BHJP

   G06T 7/13 20170101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 K

   G01B11/02 H

   G06T1/00 300

   G06T7/60 150S

   G06T7/60 250C

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-170614(P2015-170614)

(22)【出願日】2015年8月31日

(65)【公開番号】特開2017-49035(P2017-49035A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年7月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137694

【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】きさらぎ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】栗原 正紀

【審査官】 川村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１２８０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３２３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１５３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３２９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９１４２１８４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを撮像して、前記ワークの画像を取得する撮像装置と、
前記画像に基づいて前記ワークの測定を行い、測定結果を出力する演算装置と
を備え、
前記演算装置は、
前記画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、
前記複数の第１の点が前記画像に含まれる輪郭線に近付くように前記複数の第１の点を順次移動させ、移動後の前記複数の第１の点を複数の第２の点として取得し、
前記複数の第２の点に基づいて前記画像に一定の形状を有するエッジ検出ツールを設定し、
前記エッジ検出ツールを使用して、エッジ検出を行う
ことを特徴とする画像測定装置。

【請求項2】

前記エッジ検出ツールは複数の線分を備え、
前記演算装置は、前記複数の線分に沿ってエッジ検出を行う
ことを特徴とする請求項１記載の画像測定装置。

【請求項3】

ワークを撮像して、前記ワークの画像を取得する撮像装置と、
前記画像に基づいて前記ワークの測定を行い、測定結果を出力する演算装置と
を備え、
前記演算装置は、
前記画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、
前記複数の第１の点が前記画像に含まれる輪郭線に近付くように前記複数の第１の点を順次移動させ、移動後の前記複数の第１の点を複数の第２の点として取得し、
前記複数の第２の点に基づいて第１の輪郭線を算出し、
前記第１の輪郭線に沿って、前記第１の輪郭線と交差する方向に延びる線分を複数設定し、
前記複数の線分に沿ってエッジ検出を行う
ことを特徴とする画像測定装置。

【請求項4】

前記演算装置は、
ティーチングの段階で、前記領域を規定する座標、及び、前記複数の第１の点の間隔又は点数を取得し、
前記ワークの測定を行う段階で、取得した前記座標に基づいて前記画像に領域を設定し、取得した前記間隔又は点数に基づいて前記領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像測定装置。

【請求項5】

ワークを撮像して、前記ワークの画像を取得する撮像装置と、
前記画像に基づいて前記ワークの測定を行い、測定結果を出力する演算装置と
を備えた画像測定装置を制御して、前記測定結果の算出を行う画像測定装置の制御プログラムであって、
前記演算装置は、
前記画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、
前記複数の第１の点が、前記画像に含まれる輪郭線に近付くように前記複数の第１の点を順次移動させ、移動後の前記複数の第１の点を複数の第２の点として取得し、
前記複数の第２の点に基づいて前記画像に一定の形状を有するエッジ検出ツールを設定し、
前記エッジ検出ツールを使用して、エッジ検出を行う
ことを特徴とする画像測定装置の制御プログラム。

【請求項6】

ワークを撮像して、前記ワークの画像を取得する撮像装置と、
前記画像に基づいて前記ワークの測定を行い、測定結果を出力する演算装置と
を備えた画像測定装置を制御して、前記測定結果の算出を行う画像測定装置の制御プログラムであって、
前記演算装置は、
前記画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、
前記複数の第１の点が、前記画像に含まれる輪郭線に近付くように前記複数の第１の点を順次移動させ、移動後の前記複数の第１の点を複数の第２の点として取得し、
前記複数の第２の点に基づいて第１の輪郭線を算出し、
前記第１の輪郭線に沿って、前記第１の輪郭線と交差する方向に延びる線分を複数設定し、
前記複数の線分に沿ってエッジ検出を行う
ことを特徴とする画像測定装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを撮像する事によってワークを測定する画像測定装置及びその制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

被測定物であるワークの寸法測定や形状測定を行う測定装置として、例えば、ワークを撮像して画像を取得する撮像装置と、この画像に対して画像処理を行い、ワークの寸法測定や形状測定を行う演算装置と、を備えた画像測定装置が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２４１９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、画像測定装置を用いてワークの寸法測定や形状測定を行う場合、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出する事が出来ず、精度よく測定値を取得することが出来ない場合があった。

【0005】

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出し、寸法測定や形状測定を行うことが可能な画像測定装置及びその制御プログラムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる課題を解決すべく、本発明の一の実施の形態に係る画像測定装置は、ワークを撮像して画像を取得する撮像装置と、この画像に基づいてワークの測定を行い、測定結果を出力する演算装置とを備える。また、演算装置は、上記画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、これら複数の第１の点が上記画像に含まれる輪郭線に近付くように複数の第１の点を順次移動させ、移動後の複数の第１の点を複数の第２の点として取得し、これら複数の第２の点に基づいて測定結果を算出する。

【0007】

このような実施の形態においては、画像中から測定対象となる部分を抽出する際に行う処理に、いわゆる動的輪郭モデルの手法を取り入れている。即ち、取得した画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、これら複数の第１の点が上記画像に含まれる輪郭線に近付くように複数の第１の点を順次移動させている。従って、複数の第１の点によって囲うことが出来れば、例えば測定対象の大きさ、角度、階調、位置等が想定と異なっていた場合等にも、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出し、寸法測定や形状測定を行うことが可能となる。

【0008】

例えば、上記演算装置は、ティーチングの段階で上記領域及び複数の第１の点に関する条件を取得し、自動測定の段階で、この条件に従って測定する事が出来る。また、上記演算装置は、第２の点に基づいて画像にエッジ検出ツールを設定し、エッジ検出ツールを使用して、エッジ検出を行う事が出来る。また、上記演算装置は、第２の点に基づいて第１の輪郭線を算出し、この第１の輪郭線に沿って、この第１の輪郭線と交差する方向に延びる線分を複数設定し、これら線分に沿ってエッジ検出を行う事が出来る。

【0009】

本発明の一の実施の形態に係る画像測定装置の制御プログラムにおいては、ワークを撮像して、ワークの画像を取得する撮像装置と、この画像に基づいてワークの測定を行い、測定結果を出力する演算装置とを備えた画像測定装置を制御して、測定結果の算出を行う。また、このプログラムにおいて、演算装置は、上記画像に領域を設定し、この領域の輪郭線に沿って複数の第１の点を設定し、これら複数の第１の点が上記画像に含まれる輪郭線に近付くように複数の第１の点を順次移動させ、移動後の複数の第１の点を複数の第２の点として取得し、これら複数の第２の点に基づいて測定結果を算出する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、好適に寸法測定や形状測定を行うことが可能な画像測定装置及びその制御プログラムを提供する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る画像測定装置の全体図である。

【図2】同画像測定装置におけるワークの画像を表示した表示画面を示す。

【図3】同画像測定装置の構成を示すブロック図である。

【図4】同画像測定装置による測定方法を示すフローチャートである。

【図5】同方法における画像処理後の表示画面を示す。

【図6】同方法における初期設定後の表示画面を示す。

【図7】同方法における測定対象の輪郭の抽出中の表示画面を示す。

【図8】同方法における測定対象の輪郭の抽出後の表示画面を示す。

【図9】同方法における測定対象の重心の取得後の表示画面を示す。

【図10】従来の画像測定装置によってエッジ検出を行う際の表示画面を示す。

【図11】同エッジ検出を行う際の表示画面を示す。

【図12】同エッジ検出を行う際の表示画面を示す。

【図13】従来の画像測定装置によってパターン認識を行う際の表示画面を示す。

【図14】同パターン認識を行う際の表示画面を示す。

【図15】従来の画像測定装置によってラベリングを行う際の表示画面を示す。

【図16】同ラベリングを行う際の表示画面を示す。

【図17】本発明の第１の実施の形態に係る画像測定装置による測定方法の一例を示す表示画面を示す。

【図18】同方法において、第２の点群に間引きを行った後の表示画面を示す。

【図19】同方法において、選択された第２の点群に形状をフィッティングした場合の表示画面を示す。

【図20】本発明の第２の実施の形態に係る画像測定装置による測定方法におけるエッジ検出ツールを表示する表示画面を示す。

【図21】本発明の第３の実施の形態に係る画像測定装置による測定方法における初期設定後の表示画面を示す。

【図22】同方法における測定対象３３の輪郭の抽出後の表示画面を示す。

【図23】同方法における画像処理後の表示画面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

まず、図１を参照して、本実施の形態に係る画像測定装置の概略的な構成について説明する。

【0014】

図１に示す通り、本実施の形態に係る画像測定装置は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸を備えると共に、このＺ軸の先端にワーク３を撮像する撮像装置としてカメラ１４１が搭載された画像測定機１と、この画像測定機１と接続されたコンピュータ（以下、「ＰＣ」と呼ぶ。）２とを備えている。

【0015】

画像測定機１は、次のように構成されている。即ち、試料移動手段１１の上には、試料台１２がその上面をベース面として水平面と一致するように載置され、試料移動手段１１の両側端から立設されたアーム支持体１３ａ，１３ｂの上端でＸ軸ガイド１３ｃを支持している。試料台１２は、試料移動手段１１によってＹ軸方向に駆動される。Ｘ軸ガイド１３ｃには、撮像ユニット１４がＸ軸方向に駆動可能に支持されている。撮像ユニット１４の下端には、カメラ１４１がＺ軸方向に駆動可能に装着されている。

【0016】

尚、本実施の形態においては試料台１２上に配置されたワーク３を撮像する形式をとっているが、当然他の形式でも良く、例えば床に設置されたワークを横方向から撮像する様な形式でも良い。又、カメラ１４１としてはＣＣＤ、ＣＭＯＳ等種々のカメラを使用可能である。

【0017】

ＰＣ２は、演算装置２２と、この演算装置２２に接続された表示装置２１及び入力装置２３を備えている。演算装置２２は、内部にＣＰＵやハードディスク等の記憶装置を備えている。表示装置２１は、例えば、ディスプレイやプロジェクタ等である。入力装置２３は、測定者の操作を入力する操作入力装置であり、例えばマウスやキーボード、タッチパネル等である。

【0018】

次に、図２を参照して、表示装置２１の画面上に表示される映像について説明する。

【0019】

図２に示す通り、表示装置２１の画面上には、カメラ１４１によって取得されたワーク３の画像（以下、図中、画像（３）と表記する。）が表示されている。図２に示す例において、ワーク３は、測定対象３１を含んでいる。また、表示装置２１の画面上には、入力装置（マウス等）２３によって操作されるポインタが表示されている。

【0020】

次に、図３を参照して、本施の形態に係る演算装置２２の構成について、更に詳しく説明する。

【0021】

図３に示す通り、本実施の形態に係る画像測定装置においては、カメラ１４１がワーク３を撮像し、ワーク３の画像を取得する。また、この画像は、演算装置２２を介して、表示装置２１に転送される。また、演算装置２２は、入力装置２３の入力を介して測定者の操作を受け付け、これに応じてワーク３の測定（例えば、寸法測定や形状測定等）を行う。例えば、画像を解析することによって画像中から測定対象となる部分を抽出し、この測定対象について寸法測定や形状測定等を行い、重心等の位置に関する値や、輪郭線、幅等の形状に関する値を算出する。

【0022】

尚、測定対象となる部分の抽出は、種々の態様によって行うことが可能であるが、第１の実施の形態においては、いわゆる動的輪郭モデルの手法を取り入れた方法によって行っている。即ち、測定対象３１を囲う様に複数の第１の点を含む第１の点群を設定し（図６参照）、これら複数の第１の点を測定対象３１の輪郭線に近付くように移動させて複数の第２の点（第２の点群）を取得している（図７、図８参照）。

【0023】

図３に示す通り、演算装置２２は、ＣＰＵ、メモリ及びハードディスク（記憶装置２４）等に格納されたプログラムによって、下記の機能を実現する。即ち、入力処理部２２１は、入力装置２３からの入力を介して測定者の操作を受け付け、これに応じて、表示装置２１に表示されるポインタ（図２参照）の位置の算出等を行う。初期設定部２２２は、ワーク３の測定に必要な初期設定を行う。例えば、図６に示す通り、複数の第１の点を含む第１の点群を設定する。輪郭抽出部２２３は、測定対象３１の輪郭線を抽出する。例えば、図７に示す通り、複数の第１の点が、測定対象３１の輪郭線に近付くように、複数の第１の点を順次移動させ、移動後の複数の第１の点を複数の第２の点として取得する。測定結果取得部２２４は、輪郭抽出部２２３において取得された複数の第２の点（第２の点群）に基づいて、測定結果を取得する。

【0024】

次に、図４〜図９を参照して、本実施の形態に係る画像測定装置の動作について説明する。

【0025】

図４及び図５に示す通り、ステップＳ１０１においては、カメラ１４１によって取得された画像に対して、画像処理を行う。画像処理は、種々の態様において行うことが可能であるが、例えば、２値化等の方法によって画像中のコントラストを強調する事が可能である。また、例えば、画像処理においては、各種フィルタリング等を行い、画像中のノイズを低減させることも可能である。尚、画像処理は、省略する事も可能である。

【0026】

図４及び図６に示す通り、ステップＳ１０２においては、ワーク３の測定に必要な初期設定を行う。例えば、図６に示す通り、入力操作に応じて、カメラ１４１によって取得された画像に、領域Ｒ１を設定する。図６に示す例においては、領域Ｒ１を、測定対象３１を囲う様に設定する。また、この領域Ｒ１の輪郭線に沿って、複数の第１の点を含む第１の点群を設定する。

【0027】

領域Ｒ１は、種々の方法によって設定する事が可能である。図６に示す例においては、領域Ｒ１を、測定対象３１を囲う様に設定している。例えば、図６に示す通り、測定対象３１の中心付近にあるポイントｐ１をクリックする事によって領域Ｒ１の中心位置を指定し、その後、ポインタの動きに追従して領域Ｒ１の外縁を動的に変化させ、ポイントｐ２においてクリック等の操作を行うことにより、領域Ｒ１の外縁を指定する事が出来る。また、例えばポインタの軌跡が領域Ｒ１の外縁となる様にして、測定対象３１を囲うことによって領域Ｒ１を指定する事も出来る。また、一定の大きさ及び形状を有するツールによって領域Ｒ１を指定する事も出来る。また、領域Ｒ１の形状は、円、楕円、正方形、長方形又はその他の多角形等、どの様な形状でも良い。

【0028】

第１の点群は、種々の方法によって設定する事が可能である。例えば、領域Ｒ１が設定された後で、領域Ｒ１の輪郭線の長さに応じて、第１の点群の点数を調整する事が出来る。また、予め第１の点群の点数を決定する事も出来る。また、第１の点群は、輪郭Ｒ１に沿って等間隔に並べる事も出来るし、等間隔にしない事も出来る。

【0029】

また、例えば、ティーチングを利用して自動測定を行う場合等には、ティーチングの段階で、例えば上述したような条件に沿って領域Ｒ１及び第１の点群を設定し、自動測定の段階では、これと同様の条件で領域Ｒ１及び第１の点群を設定する事も可能である。

【0030】

図４、図７及び図８に示す通り、ステップＳ１０３においては、ステップＳ１０２において設定した複数の第１の点を、順次移動させる。第１の点群は、カメラ１４１によって取得された画像中の輪郭線（例えば、測定対象３１の輪郭線）に近付くように移動させる。また、図８に示す通り、ステップＳ１０３においては、移動後の複数の第１の点を、複数の第２の点（第２の点群）として取得する。

【0031】

複数の第１の点は、種々の方法によって移動させることが可能である。例えば、領域Ｒ１の輪郭線の長さ（第１の点同士の間隔）、滑らかさや、第１の点と測定対象３１との距離等を勘案した評価関数を設定し、この評価関数が最適値に近付く様に、複数の第１の点を徐々に移動させることが可能である。例えば、このような評価関数は、第１の点同士の間隔が短くなり、領域Ｒ１の輪郭線が滑らかになる程最適値に近付ける事が出来る。これにより、図７に示す通り、複数の第１の点が領域Ｒ１の内部に向かって徐々に移動する。また、上記評価関数は、例えば、画像中における濃度の傾きを示す項であって、色（濃度、階調）の変化（傾き）が大きい場合に上記評価関数を最適値に近付ける様なものを含める事が出来る。これにより、図８に示す通り、第１の点が測定対象３１の輪郭に到達したタイミングで、第１の点の移動を停止させ、第１の点を測定対象３１の輪郭線上に移動させる事が出来る。

【0032】

図４及び図９に示す通り、ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３において取得された複数の第２の点に基づいて、測定の結果を取得する。ステップＳ１０４においては、測定対象の重心や輪郭線、幅等、種々の値を算出することが可能である。

【0033】

測定対象の重心は、種々の方法によって算出する事が可能である。例えば、測定対象の重心は、複数の第２の点の重心を算出することによって算出する事が出来る。この場合には、例えば、ステップＳ１０３において、第２の点同士の間隔が測定対象３１の輪郭線に沿って等間隔に並べる事が出来る。また、例えば、測定対象の重心は、複数の第２の点によって規定される領域Ｒ１の重心を算出することによって算出する事も出来る。また、例えば、測定対象の重心を算出する前に、予め測定対象の輪郭線を算出しておき、この輪郭線に基づいて重心を算出する事も出来る。また、第２の点群に円形や多角形等の形状をフィッティングさせ、その結果に基づいて重心を算出する事も出来る。

【0034】

測定対象の輪郭線は、種々の方法によって算出する事が可能である。例えば、複数の第２の点を通る直線又は曲線を測定対象の輪郭線とする事も出来る。また、このようにして取得した輪郭線に基づいて、測定対象の幅等を算出する事も出来る。

【0035】

また、ステップＳ１０４においては、重心や輪郭線等の測定結果を算出する前に、複数の第２の点の一部を間引きする事も出来る。間引きに際しては、例えば、複数の第２の点のうち、測定対象との距離が一定以上であるものを排除したり、最小二乗法等を用いた異常点除去処理等を用いたりする事が考えられる。

【0036】

ここで、従来の画像測定装置においては、カメラによって取得された画像に対して、エッジ検出、パターン認識、ラベリング等の処理を行い、これによって画像中から測定対象となる部分を抽出し、寸法測定や形状測定を行う場合があった。

【0037】

例えば、図１０に示す通り、エッジ検出によって寸法測定や形状測定を行う場合、一定の形状を有するエッジ検出用のツールｔを使用する事があった。図１０に例示するエッジ検出用のツールｔは４つのボックスｂを含んでおり、各ボックスｂは想定される測定対象３１の輪郭に沿って延びる長方形の形状を有している。また、各ボックスｂには、その短手方向に延びる線分ｌが、その長手方向に沿って複数設けられている。エッジ検出においては、図１０に示す通り、各ボックスｂが測定対象３１の輪郭に重畳され、ボックスｂ内の線分ｌに沿って色（濃度、階調）の変化（傾き）の最も大きい画素がエッジ点ｅ１として取得されていた。また、これら複数のエッジ点ｅ１を通る直線又は曲線が測定対象３１の輪郭線とされていた。更に、このようにして取得された輪郭線に基づいて、測定対象３１の重心が算出されていた。

【0038】

このような態様においては、ツールｔにおけるボックスｂの位置関係が固定されている。従って、例えば図１１に示す通り、測定対象３１の大きさが想定していた大きさと異なっていた場合や、図１２に示す通り、ツールｔの位置が測定対象３１からずれてしまった場合等に、各ボックスｂを測定対象３１の輪郭に重畳させる事が出来ず、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出する事が出来ない場合があった。

【0039】

また、例えば、パターン認識によって寸法測定や形状測定を行う場合、予めサンプルとなる画像を用意しておき、この画像を元に画像中から測定対象３１を検索することによって測定対象３１の重心が算出されていた。このような態様においては、例えば図１３に示す通り、測定対象３１が傾いている場合や、図１４に示す通り、画像の階調が異なる場合等に、画像中から測定対象３１を検索することが出来ず、測定対象となる部分を適切に抽出する事が出来ない場合があった。

【0040】

また、例えば、ラベリングによって寸法測定や形状測定を行う場合、カメラ１４１によって取得された画像を二値化し、同色の画素が上下方向や左右方向に連続する部分を、それぞれ同一の領域としていた。また、これら領域にそれぞれ異なる番号を割り振り、これら領域毎に重心の位置や輪郭線等を算出していた。

【0041】

このような態様においては、例えば、図１５に示す通り、測定対象３１に異なるパターン３２が重畳されていた場合等に、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出する事が出来ない場合があった。即ち、図１５に示す通り、測定対象３１に異なるパターン３２が重畳されていると、画像を二値化した時点で、図１６に示す通り、測定対象３１が複数の部分に分断され、これら複数の部分に異なる番号が割り振られてしまう場合があった。例えば、このような場合に重心の位置を算出しようとすると、図１６に示す通り、分断された領域のうちの一つについての重心の位置が算出されてしまい、測定対象３１の重心位置を好適に算出できない場合があった。尚、図１６には、番号“８”が割り振られた領域についての重心が算出されてしまった場合を例示している。

【0042】

このような場合に対し、第１の実施の形態においては、測定対象３１を囲う様に複数の第１の点を設定し（図６参照）、これら複数の第１の点を測定対象３１の輪郭線に近付くように移動させて複数の第２の点を取得し（図７、図８参照）、これら複数の第２の点に基づいて寸法測定や形状測定等の測定を行っている（図９参照）。従って、複数の第１の点によって囲うことが出来れば、測定対象３１の大きさが異なる場合（図１１参照）、測定対象３１が傾いている場合（図１３参照）、画像の階調が異なる場合（図１４参照）等にも、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出し、寸法測定や形状測定等の測定を行うことが可能である。また、測定対象３１を複数の第１の点によって囲う場合、測定対象３１の輪郭に上記ボックスｂを重畳させる場合よりも、大まかな位置合わせによって測定を行うことが可能であるため、図１２に示した様なツールｔを用いる場合よりも、上述したような位置ずれの問題を生じにくい。また、例えば、図１６を参照して説明した通り、二値化によって測定対象３１が複数の部分に分断されてしまった場合であっても、図１７に示す通り、これら複数の部分を複数の第１の点によって囲うことにより、画像中から測定対象となる部分を適切に抽出し、測定を行うことが可能である。

【0043】

また、例えば、図１６を参照して説明した通り、測定対象３１が複数の部分に分断されてしまった場合等には、複数の第２の点の一部を間引きすることによって、より高精度な測定を行うことが可能である。例えば、図１８に示す例においては、測定対象３１との距離が一定以上である複数の非選択点１が排除されている。また、図１８に示す例においては、最小二乗法等を用いた異常点除去処理によって、非選択点２が排除されている。これにより、複数の第２の点のうちの選択点に基づいて測定対象３１の輪郭線を検出する事が可能である。また、図１９に示す通り、これら選択点に円形や多角形等の形状をフィッティングさせることにより、測定対象３１の重心を検出する事が可能である。

【0044】

［第２の実施の形態］
次に、図２０を参照し、本発明の第２の実施の形態に係る画像測定装置について説明する。尚、以下の説明において、第１の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

【0045】

本実施の形態に係る画像測定装置は、基本的には第１の実施の形態と同様に構成されているが、次の点において第１の実施の形態と異なっている。即ち、本実施の形態においては、ステップＳ１０４において第２の点群に基づいて測定対象の重心や輪郭線等を算出した後、更にエッジ検出を行う。エッジ検出は、種々の態様において行う事が可能であるが、図２０に示す例においては、算出された重心や輪郭線に基づいて、測定対象３１にエッジ検出ツールｔを設定し、このエッジ検出ツールｔを用いて測定を行っている。

【0046】

エッジ検出ツールｔは、種々の方法によって設定する事が可能である。例えば、第２の点群に基づいて算出した輪郭線から、エッジ検出ツールｔの形状を選択する事が出来る。例えば、エッジ検出ツールｔとしては、図２０に示す様な正方形状のものの他に、円状のもの等、他の形状を有するエッジ検出ツールを使用する事も可能である。また、例えば、第２の点群に基づいて算出した輪郭線から、エッジ検出ツールｔにおけるボックスｂ同士の距離や、ボックスｂの大きさ、角度等を調整する事も出来る。

【0047】

エッジ検出ツールｔを用いた測定は、種々の態様において行う事が可能であるが、図２０に示す通り、各ボックスｂに、その短手方向に延びる線分ｌを、その長手方向に沿って複数設定し、これら複数の線分ｌに沿って色（濃度、階調）の変化（傾き）の最も大きい画素をエッジ点ｅ１として取得し、これを測定対象３１の輪郭線とする事が出来る。また、このようにして取得した輪郭線に基づいて、測定対象３１の重心を算出する事も出来る。

【0048】

尚、エッジ検出は、例えば図２０に示す様なエッジ検出ツールｔを使用せずに、エッジトレースによって行う事も可能である。このような場合には、例えば、第２の点群に基づいて算出した輪郭線上に、この輪郭線と交差する方向に延びる線分を、輪郭線に沿って複数設定し、これら複数の線分に沿ってエッジ点を取得し、これを測定対象３１の輪郭線とする事も出来る。

【0049】

本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様にステップＳ１０４において測定対象の重心や輪郭線等を算出している。従って、第１の実施の形態と同様に、測定対象となる部分を画像中から適切に抽出する事が出来る。また、本実施の形態においては、この抽出された測定箇所にエッジ検出を行っているため、更に好適に測定を行う事が可能となる。

【0050】

例えば、本実施の形態においては、第２の点群に基づいて輪郭線が算出された後、更に細かい間隔でエッジ点群を取得する事が可能であるため、測定対象３１の輪郭線をより詳細に測定する事が可能である。また、例えば、大きさの異なる複数の測定対象を測定する場合、測定対象の大きさに応じて第２の点同士の間隔がばらついてしまっても、サンプリングの間隔を一定にそろえることが可能である。

【0051】

また、上述の通り、本実施の形態においては、第２の点群に基づいて算出した輪郭線からエッジ検出ツールｔの形状を選択したり、エッジトレースを行ったりする事も出来る。これにより、複数の異なる形状や大きさを有する測定対象に対して精密な測定を行う事が可能であり、ティーチングの省力化や柔軟な測定の実現を図ることが可能である。

【0052】

［第３の実施の形態］
次に、図２１〜図２３を参照し、本発明の第３の実施の形態に係る画像測定装置について説明する。尚、以下の説明において、第１の実施の形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

【0053】

本実施の形態に係る画像測定装置は、基本的には第１の実施の形態と同様に構成されているが、次の点において第１の実施の形態と異なっている。即ち、本実施の形態においては、図２１に示す通り、二値化した画像に対して、測定対象３３を囲う様に複数の第１の点を設定し、図２２に示す通り、これら複数の第１の点を移動させて、測定対象３３の輪郭に沿って並ぶ第２の点群を取得する。また、図２３に示す通り、測定対象３３の輪郭の外部を、測定対象３３の輪郭の内部と同じ色（濃度、階調）に塗りつぶし、再度複数の第１の点を移動させて、貫通孔３４の輪郭に沿って並ぶ点群を取得する。

【0054】

［その他の実施の形態］
本発明は、カメラ１４１がＺ軸方向に駆動可能に構成され、Ｚ軸方向の座標を測定可能な三次元画像測定機を使用する場合の他、二次元画像測定機や、画像測定機能を有する顕微鏡を使用する場合にも適用可能である。

【符号の説明】

【0055】

１…画像測定機、２…コンピュータ（ＰＣ）、３…ワーク、１１…試料移動手段、１２…試料台、１３ａ、ｂ…アーム支持体、１３ｃ…Ｘ軸ガイド、１４…撮像ユニット、表示装置２１、演算装置２２、入力装置２３、１４１…カメラ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】