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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024158740
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】画像検査方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
G06T 3/053 20240101AFI20241031BHJP
【ＦＩ】
G06T3/00 715
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074229
(22)【出願日】2023-04-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-09-12
(71)【出願人】
【識別番号】505420541
【氏名又は名称】アングルトライ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104330
【弁理士】
【氏名又は名称】杉山 誠二
(72)【発明者】
【氏名】手島 昌一
(72)【発明者】
【氏名】単 宏宇
【テーマコード（参考）】
5B057
【Ｆターム（参考）】
5B057AA01
5B057BA02
5B057BA24
5B057CA01
5B057CA08
5B057CA12
5B057CA16
5B057CB01
5B057CB08
5B057CB12
5B057CB16
5B057CC03
5B057CD16
5B057CE09
5B057DA03
5B057DA04
5B057DA16
5B057DB02
5B057DB06
5B057DB09
(57)【要約】
【課題】任意の曲線部を含む画像から特定個所のみを限定的に抽出して矩形画像に変換する画像検査方法を提供する。
【解決手段】検査対象物を撮影して得られた画像を用いて検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、画像における検査対象物の所望個所に要観察部分を設定する第１ステップと、要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備える。好ましくは、取得された画素値を新たな矩形画像に整列させる第３ステップをさらに備える。
【選択図】図１
【解決手段】検査対象物を撮影して得られた画像を用いて検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、画像における検査対象物の所望個所に要観察部分を設定する第１ステップと、要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備える。好ましくは、取得された画素値を新たな矩形画像に整列させる第３ステップをさらに備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法であって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップと、
を備えることを特徴とする画像検査方法。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップと、
を備えることを特徴とする画像検査方法。
【請求項2】
取得された前記画素値が、前記要観察部分の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項１に記載された画像検査方法。
【請求項3】
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項２に記載された画像検査方法。
【請求項4】
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項２に記載された画像検査方法。
【請求項5】
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とする請求項１に記載された画像検査方法。
【請求項6】
取得された前記画素値を新たな矩形画像に整列させる第３ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載された画像検査方法。
【請求項7】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムであって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップと、
をコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップと、
をコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
【請求項8】
取得された前記画素値が、前記要観察部分の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項７に記載された画像検査プログラム。
【請求項9】
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項８に記載された画像検査プログラム。
【請求項10】
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項８に記載された画像検査プログラム。
【請求項11】
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とする請求項７に記載された画像検査プログラム。
【請求項12】
取得された前記画素値を新たな矩形画像に整列させるステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項７から請求項１１のうちいずれか１項に記載された画像検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検査対象物を撮影して得られた画像により検査対象物の良否判定を行う画像検査方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
工業製品における画像検査は、傷や汚れなどの欠陥検出を目的としており、一般に正常製品の画像との相違を見出す方法が実施される。
近年では、例えば正常画像や複数の欠陥画像を深層学習等に学習させ、検査対象物の画像の欠陥有無を判定する方法も多く利用されている。また、参照画像の情報のみを学習させ、対象画像の欠陥有無を検知するＭＴ法（非特許文献１参照）等の機械学習の方法も知られている。さらに、古典的な方法ではあるが、二値化した画像の正常画像に対する差分の大きさにより判定を行う方法も利用されている。本明細書では、これらの欠陥有無を判定するためのアルゴリズムの総称を「検査アルゴリズム」と呼称する。
近年では、例えば正常画像や複数の欠陥画像を深層学習等に学習させ、検査対象物の画像の欠陥有無を判定する方法も多く利用されている。また、参照画像の情報のみを学習させ、対象画像の欠陥有無を検知するＭＴ法（非特許文献１参照）等の機械学習の方法も知られている。さらに、古典的な方法ではあるが、二値化した画像の正常画像に対する差分の大きさにより判定を行う方法も利用されている。本明細書では、これらの欠陥有無を判定するためのアルゴリズムの総称を「検査アルゴリズム」と呼称する。
【0003】
画像検査の対象製品には様々なものがあるが、例えば自動車用エンジンのダイキャスト製品の画像検査は、人間による目視検査を自動化することを目的としており、目視検査と同等かそれ以上の検査精度が求められる。
ダイキャスト製品は、溶融したアルミニウムなどの素材を型に流し込み、素材の冷却後に型から取り出すことによって製造される。製品の目視検査では、バリ、欠け、又は湯じわ等の有無が検査され、欠陥の発生部位は、欠陥の種類により決まることが多い。例えば、バリはダイキャスト製品の外周等の型合わせ部で発生し、欠けはダイキャスト製品の角部や稜線部で発生する頻度が高いので、検査員はそのような個所を重点的に検査する。このように、欠陥の種類により、検査員の注目部位や判定条件が異なるのが一般的である。
画像検査は、検査員による目視検査を自動化することを目的としているので、画像検査の実施にあたっても欠陥ごとに最適な画像個所を設定し、検査アルゴリズムに渡すのが望ましい。
ダイキャスト製品は、溶融したアルミニウムなどの素材を型に流し込み、素材の冷却後に型から取り出すことによって製造される。製品の目視検査では、バリ、欠け、又は湯じわ等の有無が検査され、欠陥の発生部位は、欠陥の種類により決まることが多い。例えば、バリはダイキャスト製品の外周等の型合わせ部で発生し、欠けはダイキャスト製品の角部や稜線部で発生する頻度が高いので、検査員はそのような個所を重点的に検査する。このように、欠陥の種類により、検査員の注目部位や判定条件が異なるのが一般的である。
画像検査は、検査員による目視検査を自動化することを目的としているので、画像検査の実施にあたっても欠陥ごとに最適な画像個所を設定し、検査アルゴリズムに渡すのが望ましい。
【0004】
【非特許文献1】手島昌一他著，「マハラノビス・タグチ・システム法を適用した外観検査技術の研究」，品質工学，品質工学会，１９９７年１０月，第５巻，第５号，ｐ．３８－４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のように、製品の欠陥の種類によって、検査時に注目すべき個所が異なる。特に、検査対象物が複雑な形状を有する場合、効率的な検査を行うためには、注目個所（例えば、稜線部、外周部）に絞って検査を行うのが望ましい。しかしながら、従来の画像検査においては、検査のために撮影する画像が矩形であるため、検査画像には、注目部位以外の個所も含まれるという不都合がある（例えば、稜線部の欠けを検査しようとする場合、画像には、稜線部以外の個所や撮影対象物を載せる台なども映り込んでいる）。
【0006】
また、既存の検査アルゴリズムが矩形画像を対象とするものが大半であるため、注目個所が湾曲部等を含む場合には、このような矩形画像をそのまま利用して検査アルゴリズムが適用されるため、対象部位以外の個所も含んだ部分について検査処理が行われることになり、処理時間の増大や検査精度劣化の原因となっている。
【0007】
本発明は、このような状況下で開発されたものであって、任意の曲線部を含む画像から特定個所のみを限定的に抽出して矩形画像に変換する画像検査方法および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】
【0008】
検査アルゴリズムが受け取る画像は一般に、縦横に格子状に並んだ画素集合であり、全体として矩形である。
本発明者は、検査注目個所が任意の曲線形状を含む場合であっても、曲線に沿った要観察部分のみを取り出して矩形画像に変換することができれば、既存の検査アリゴリズムを用いて短時間に高精度で画像処理を行うことが可能となることに着想した。
画像から矩形以外の部分を取り出して矩形に変形する技術として、従来、ポーラ展開と呼ばれる方法が知られている。ポーラ展開は、対象画像から特定された円形状について、円の中心と直径を求めた後、円の中心と外周（円周）とを放射状に結ぶ多数の直線を定義し、直線状の画素を整列させて矩形に変形する方法である。ポーラ展開では、円の中心部は大きく拡大されることになるが、外周部が矩形画像になるので、検査アルゴリズムの短時間かつ高精度での適用が容易になる。
しかし、ポーラ展開では、ダイキャスト製品等の画像検査において、欠陥の発生しやすい特定個所（例えば、外周部、角部、又は稜線部）を限定的に矩形画像として抽出することはできない。
本発明者は、以下に詳述するように、任意の曲線部を含む画像から特定個所のみを限定的に抽出して矩形画像に変換する方法およびプログラムを提案する。
本発明者は、検査注目個所が任意の曲線形状を含む場合であっても、曲線に沿った要観察部分のみを取り出して矩形画像に変換することができれば、既存の検査アリゴリズムを用いて短時間に高精度で画像処理を行うことが可能となることに着想した。
画像から矩形以外の部分を取り出して矩形に変形する技術として、従来、ポーラ展開と呼ばれる方法が知られている。ポーラ展開は、対象画像から特定された円形状について、円の中心と直径を求めた後、円の中心と外周（円周）とを放射状に結ぶ多数の直線を定義し、直線状の画素を整列させて矩形に変形する方法である。ポーラ展開では、円の中心部は大きく拡大されることになるが、外周部が矩形画像になるので、検査アルゴリズムの短時間かつ高精度での適用が容易になる。
しかし、ポーラ展開では、ダイキャスト製品等の画像検査において、欠陥の発生しやすい特定個所（例えば、外周部、角部、又は稜線部）を限定的に矩形画像として抽出することはできない。
本発明者は、以下に詳述するように、任意の曲線部を含む画像から特定個所のみを限定的に抽出して矩形画像に変換する方法およびプログラムを提案する。
【0009】
請求項１に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を設定する第１ステップと、前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備えることを特徴とするものである。
【0010】
請求項２に記載された画像検査方法は、前記請求項１の画像検査方法において、取得された前記画素値が、前記要観察部分の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【0011】
請求項３に記載された画像検査方法は、前記請求項２の画像検査方法において、取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【0012】
請求項４に記載された画像検査方法は、前記請求項２の画像検査方法において、取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【0013】
請求項５に記載された画像検査方法は、前記請求項１の画像検査方法において、取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とするものである。
【0014】
請求項６に記載された画像検査方法は、前記請求項１から請求項５のいずれか1項の画像検査方法において、取得された前記画素値を新たな矩形画像に整列させる第３ステップをさらに備えることを特徴とするものである。
【0015】
請求項７に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムは、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を設定して記憶装置に格納するステップと、 前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
【0016】
請求項８に記載された画像検査プログラムは、前記請求項７の画像検査プログラムにおいて、取得された前記画素値が、前記要観察部分の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【0017】
請求項９に記載された画像検査プログラムは、前記請求項８の画像検査プログラムにおいて、取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【0018】
請求項１０に記載された画像検査プログラムは、前記請求項８の画像検査プログラムにおいて、取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【0019】
請求項１１に記載された画像検査プログラムは、前記請求項７の画像検査プログラムにおいて、取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とするものである。
【0020】
請求項１２に記載された画像検査プログラムは、前記請求項７から請求項１１のいずれか1項の画像検査プログラムにおいて、取得された前記画素値を新たな矩形画像に整列させるステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0021】
本発明の画像検査方法およびプログラムによれば、任意の曲線部を含む画像から特定個所のみを限定的に抽出して矩形画像に変換することができるので、既存の検査アリゴリズムを用いて短時間に高精度で画像処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施形態に係る画像検査方法のフロー図である。
【図3】製品の要観察部分を示した図である。
【図8】要観察部分のすべての画素について第２ステップを実行した結果を示した図である。
【図12】接線を求める別の手法を示した図である。
【図14】本発明の画像検査方法によって得られた結果を示した種々の図である。
【図15】第２ステップにおいて垂直線の代わりに矩形を設定する手法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
次に、図面を参照して、ダイキャスト製品（以下「製品」という）の画像検査を例として、本発明の好ましい実施の形態に係る画像検査方法について説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る画像検査方法のフロー図である。
【0024】
図２（ａ）は、製品１０の撮影画像を示した図である。撮影画像の背景は通常、黒色であり、本例では製品１０の上方に照明があるため、背景を濃いグレー表示、製品１０の上面を白色表示、製品１０の側面を薄いグレー表示とする。製品の製造に際して、高圧力で互いに締め付けられた雄型と雌型（いずれも図示せず）が上方と下方にそれぞれ用意される。雄型と雌型との間の空間に溶融した素材が流し込まれ、素材の冷却後に、硬化した素材を型から取り出すことによって、製品１０が得られる。そのため、型合わせ部１０ａが僅かに現れる。
【0025】
図２（ｂ）は、製品１０の製造時に発生するバリ１２、稜線部１０ｂの欠け１４、平面部の湯じわ１６を示した図である。これらの欠陥のうち、バリ１２は雄型と雌型の締め付け圧力が不足したり、雄型及び／又は雌型が熱変形したりした場合に型合わせ部１０ａで発生し易い。また、欠け１４は、製品１０の稜線部１０ｂや角部１０ｃで発生し易く、流し込まれる溶融素材（以下「湯」という）の注入圧力が不足した場合等に発生する。さらに、湯じわ１６は、本来平面であるべき個所に凹凸が形成される欠陥であり、湯の流れが淀む個所（例えば、湯が型に流れ込むゲート付近、複数のゲートから型の内部に流し込まれた湯の合流個所）に発生し易い。
【0026】
いま、図２（ａ）の撮影画像が得られ、手前に見える稜線部１０ｂにおける欠け１４の有無検査をする場合を考える。まず、画像の中から稜線部１０ｂ付近の領域（図３の破線部）のみに注目し、この領域を矩形画像にする手順を説明する。
【0027】
（第１ステップ）
まず第１ステップとして、図４（ａ）に示されるように、担当技術者が検査すべきと考える稜線部１０ｂ付近の個所に、要観察部分Ａを直線及び／又は曲線により設定する。設定する方法は、画像にマウスやタッチペン等で直接描く等、任意の方法でよい。
まず第１ステップとして、図４（ａ）に示されるように、担当技術者が検査すべきと考える稜線部１０ｂ付近の個所に、要観察部分Ａを直線及び／又は曲線により設定する。設定する方法は、画像にマウスやタッチペン等で直接描く等、任意の方法でよい。
【0028】
図４（ｂ）には、このようにして設定された要観察部分Ａが示されている。要観察部分Ａは、連続した画素の集合であり、本例では全体として下方に凸の湾曲形状を有している。要観察部分Ａの左上端部を原点とする直交座標を考える。画像データでは、左上端部を原点とし、右方向をＸ軸の正、下方向をＹ軸の正とするのが一般的であることを考慮したものである。
【0029】
以降の図面の説明のため、記号を定義する。
画素番号：ｉ（本例では、ｉ＝0～63；Ｘ＝62に縦に2画素あるため）
全画素数：Ｎ（本例では、Ｎ＝64）
画素の座標：（Ｘi，Ｙi）
移動平均パラメータ：ｐ
画素番号：ｉ（本例では、ｉ＝0～63；Ｘ＝62に縦に2画素あるため）
全画素数：Ｎ（本例では、Ｎ＝64）
画素の座標：（Ｘi，Ｙi）
移動平均パラメータ：ｐ
【0030】
移動平均パラメータｐは、後述する新たな座標値を計算するためのパラメータであり、注目する画素番号ｉについての移動平均は、下式で与えられる。
Ｘ´＝（Ｘi－p＋Ｘi－p＋1＋・・・＋Ｘi＋Ｘi＋1＋・・・＋Ｘi＋p）/（2p＋1）
Ｙ´＝（Ｙi－p＋Ｙi－p＋1＋・・・＋Ｙi＋Ｙi＋1＋・・・＋Ｙi＋p）/（2p＋1）
すなわち、要観察部分Ａ上の注目する画素番号ｉにおいて、当該画素の両側ｐ×2個と画素番号ｉ自身の座標の平均座標を求める。
Ｘ´＝（Ｘi－p＋Ｘi－p＋1＋・・・＋Ｘi＋Ｘi＋1＋・・・＋Ｘi＋p）/（2p＋1）
Ｙ´＝（Ｙi－p＋Ｙi－p＋1＋・・・＋Ｙi＋Ｙi＋1＋・・・＋Ｙi＋p）/（2p＋1）
すなわち、要観察部分Ａ上の注目する画素番号ｉにおいて、当該画素の両側ｐ×2個と画素番号ｉ自身の座標の平均座標を求める。
【0031】
（第２ステップ）
図１において破線で囲んだ第２ステップについて説明する。図５（ａ）には、図４（ｂ）において一点鎖線で示した領域５ａの拡大図が示されている。最初に、画素＜イ＞に注目する。画素＜イ＞の座標は、（31,21）である。移動平均パラメータｐを2とすると、隣接する2個ずつの画素を含めた座標は、図５（ｂ）に示す通りである。すなわち、画素＜イ＞の座標平均値は（31,20.6）となり、その位置を図５（ａ）において〇印＜ロ＞で示す。
図１において破線で囲んだ第２ステップについて説明する。図５（ａ）には、図４（ｂ）において一点鎖線で示した領域５ａの拡大図が示されている。最初に、画素＜イ＞に注目する。画素＜イ＞の座標は、（31,21）である。移動平均パラメータｐを2とすると、隣接する2個ずつの画素を含めた座標は、図５（ｂ）に示す通りである。すなわち、画素＜イ＞の座標平均値は（31,20.6）となり、その位置を図５（ａ）において〇印＜ロ＞で示す。
【0032】
次に、画素＜イ＞の右隣に位置する画素＜ハ＞に注目する。画素＜ハ＞の座標は（32,21）である。画素＜イ＞の場合と同様にして、画素＜ハ＞の座標平均値（32,20.8）を求め、その位置を図５（ｃ）において〇印＜ニ＞で示す。そして、＜ロ＞の中心と＜ニ＞の中心を結ぶ直線＜ホ＞を設定する（図5（ｄ））。直線＜ホ＞は、画素＜イ＞における要観察部分Ａの接線とみなすことができる。なお、隣接する画素（＜イ＞と＜ハ＞）の中心ではなく、隣接する画素の座標平均値（＜ロ＞と＜ニ＞）の中心を結んだのは、できるだけ自然な接線を求めるためである。
【0033】
次に、図６（ａ）に示されるように、画素＜イ＞の中心から、直線＜ホ＞とほぼ垂直方向に延びた長さＬの直線＜へ＞を設定する。直線＜へ＞を画素で示したのが、図６（ｂ）である。直線＜へ＞は、本図の例では画素＜イ＞を入れて９個の画素を含む集合である（図６（ｂ））。なお、図６（ａ）に示される例では、直線＜へ＞が画素＜イ＞の下側（斜め下方）に設定されているが、直線＜へ＞の設定方向は、矩形画像を得ようとする方向となる。すなわち、本例では、検査対象が製品１０の稜線部１０ｂであり、図４（ｂ）の要観察部分Ａの下側に位置する部分の矩形画像を得ようとしているので、直線＜へ＞は、画素＜イ＞の上側ではなく、下側に設定される。
【0034】
画素＜イ＞の右隣に位置する画素＜ハ＞についても、画素＜イ＞について直線＜へ＞を求めたのと同様にして、直線＜チ＞及び直線＜チ＞とほぼ垂直方向に延びた長さＬの直線＜リ＞を設定する（図７（ａ））。より詳細に説明すると、画素＜ハ＞の座標平均値から新たな座標を求め、〇印＜ニ＞で示す。次に、画素＜ハ＞の右隣に位置する画素＜ヌ＞の座標平均値から新たな座標を求め、〇印＜ト＞で示す。そして、＜ニ＞の中心と＜ト＞の中心を結ぶ直線＜チ＞、および画素＜ハ＞の中心から直線＜チ＞とほぼ垂直方向に延びた長さＬの直線＜リ＞を設定する。直線＜リ＞は、直線＜へ＞と同様に、画素＜ハ＞を入れて９個の画素を含む集合である（図７（ｂ））。
【0035】
画素＜イ＞および画素＜ハ＞について実行した上述の処理を、要観察部分Ａのすべての画素について行う。このようにして、要観察部分Ａの画素が持つ輝度情報（以下「画素値」という）が取得される。図８に、その結果が示されている。図８では、求められた長さＬの直線のみが表示されている。なお、要観察部分Ａのうち両端に位置するｐ＝２個の画素については、移動平均座標を計算できないため、長さＬの直線は求められていない。
【0036】
（第３ステップ）
次に、第３ステップとして、長さＬの直線を含む画素を矩形に整列させる。図６（ｃ）は、画素＜イ＞について求めた長さＬ（ここでは画素数９個）の直線＜へ＞を含む画素を整列させた図であり、図７（ｃ）は、画素＜ハ＞について求めた長さＬ（同様に画素数９個）の直線＜リ＞を含む画素を整列させた図である。ここで、「整列させる」とは、画素を一列に並べ替えることを意味する。このようにして、画素＜イ＞および画素＜ハ＞について求めた斜め方向に延びる直線を、それぞれ＜ル＞および＜ヲ＞のように一列の縦の画素に並び替えることができる。＜ル＞と＜ヲ＞を並べると、横×縦の画素数が２×９の画像となる。
次に、第３ステップとして、長さＬの直線を含む画素を矩形に整列させる。図６（ｃ）は、画素＜イ＞について求めた長さＬ（ここでは画素数９個）の直線＜へ＞を含む画素を整列させた図であり、図７（ｃ）は、画素＜ハ＞について求めた長さＬ（同様に画素数９個）の直線＜リ＞を含む画素を整列させた図である。ここで、「整列させる」とは、画素を一列に並べ替えることを意味する。このようにして、画素＜イ＞および画素＜ハ＞について求めた斜め方向に延びる直線を、それぞれ＜ル＞および＜ヲ＞のように一列の縦の画素に並び替えることができる。＜ル＞と＜ヲ＞を並べると、横×縦の画素数が２×９の画像となる。
【0037】
図９（ａ）は、長さＬの直線の全てを整列させた状態を示した図、図９（ｂ）は、これらを画素として図示した図である。要観察部分Ａが、Ｎ個の画素で描かれており、本例では、移動平均パラメータｐ＝２としたので、横方向に（Ｎ－４）本の長さＬの画像データとなる。
【0038】
以上の処理により、図３において破線で示した領域が矩形画像に変換された。例えば、図２の稜線部１０ｂが正常な場合には、図１０（ａ）のような矩形画像になるが、図２の稜線部１０ｂに欠け１４がある場合には、図１０（ｂ）のような画像になる。
【0039】
図１１（ａ）は、製品１０の外周部におけるバリ１２の有無を検査するため、製品１０の真上から撮影した画像を示した図である。上述の欠け１４の有無の検査の場合と同様に、担当技術者が検査すべきと考える個所に要観察部分を設定し、矩形画像に変換することによって、バリ１２がある場合には、図１１（ｂ）のような画像を得ることができる。
【0040】
製品１０における湯じわ１６の有無についても、同様にして、矩形画像に変換することによって、迅速かつ容易に欠陥の有無を検査することができる。
【0041】
以上の実施形態の説明では、要観察部分Ａの接線にほぼ垂直な所定長さの直線を得るために、要観察部分Ａから求めた移動平均座標を用いたが、他の適当な方法を用いて、所定長さの直線を得てもよい。
【0042】
例えば、注目する画素＜イ＞のｐ個（ここでは2個）両隣の画素の中心を結んで直線＜ホ´＞を求め、直線＜ホ´＞とほぼ垂直方向に延びた直線を設定して、所定長さの直線としてもよい（図１２参照）。
【0043】
また、例えば、設定された要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、元の要観察部分と平行移動後の要観察部分の対応する画素間を結ぶことにより、所定長さの直線としてもよい（図１３（ａ））。この方法は、要観察部分の湾曲度が小さい場合に有効である。要観察部分の湾曲度が大きく、要観察部分の両端角度が１８０度以上となる場合（図１３（ｂ））には、適用できない。
【0044】
図１４は、本発明の画像検査方法によって得られた結果を示した種々の図である。すなわち、図１４（ａ）には、下方に凸の曲線の外側に垂直線が描かれたケース、図１４（ｂ）には、任意の曲線に対して多数の垂直線を引き、垂直線上の画素値を得ることができるケースが示され、図１４（ｃ）および図１４（ｄ）には、ひし形の輪郭線の内側と外側にそれぞれ垂直線が描かれたケースが示されている。
【0045】
また、以上の実施形態では、第２ステップにおいて、要観察部分Ａの接線にほぼ垂直方向に延びた所定長さの直線を得る手法について説明されているが、このような直線を得る代わりに、矩形を得る手法でもよい。図１５に示される例では、５画素×長さＬの矩形を、１画素分重複しながら描かれている。
【0046】
画素を整列させる第３ステップを用いず、第１ステップと第２ステップのみで本発明の画像検査方法を実施してもよい。既存の検査アルゴリズムの大半が矩形画像について検査を行うように構成されており、そのような場合には、第３ステップが有用であるが、矩形画像にしなくとも検査を行うことができる検査アルゴリズムを用いる場合には、第３ステップを実施する必要性に乏しいからである。
【0047】
本発明の画像検査方法を適用するにあたり、撮影された正常画像や検査対象画像に位置ずれが生ずることがあるが、そのような場合には、公知の方法を用いて位置ずれの補正を行うのがよい。公知の方法としては、例えば、検査対象物に位置補正の基準点となるマークを予め設定しておく方法、画像間の輝度の相関を求め、相関が最大となるように位置補正を行う方法がある。
【0048】
（画像検査プログラム）
次に、コンピュータに上述のステップ（第１ステップ～第３ステップ）を実行させるためのプログラムについて説明する。本プログラムが実行されるコンピュータは、バスによって相互に接続されたＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、ハードディスク等の記憶装置、キーボード、マウス、タッチペン等の入力装置、表示装置、及び出力装置（いずれも図示せず）を有する一般的な形式のものでよいし、或いはマイクロチップ形式の処理装置等でもよい。
次に、コンピュータに上述のステップ（第１ステップ～第３ステップ）を実行させるためのプログラムについて説明する。本プログラムが実行されるコンピュータは、バスによって相互に接続されたＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、ハードディスク等の記憶装置、キーボード、マウス、タッチペン等の入力装置、表示装置、及び出力装置（いずれも図示せず）を有する一般的な形式のものでよいし、或いはマイクロチップ形式の処理装置等でもよい。
【0049】
まず、入力装置によって入力された要観察部分がメモリに格納される。次いで、メモリに格納された要観察部分を構成する連続する画素のうち隣り合う２つの画素（例えば、図５（ｃ）における画素＜イ＞と＜ハ＞）の座標平均値がＣＰＵにおいて計算され、メモリに格納される。このようにして計算された座標平均値の中心を結ぶ直線（例えば、図５（ｃ）における直線＜ホ＞）が設定され、メモリに格納される。次いで、画素＜イ＞の中心から、直線＜ホ＞とほぼ垂直方向に延びた長さＬの直線＜へ＞が設定され、メモリに格納される。
【0050】
要観察部分を構成する連続する画素の全てについて、上述の処理が繰り返され、要観察部分の画素値が取得される。得られた長さＬの直線がメモリに格納される。
【0051】
このようにして得られた長さＬの直線を表す画素の全てが矩形に整列され、メモリに格納される。最後に、得られたデータが、出力装置等から、検査アルゴリズムに入力される。
【0052】
上述の実施形態では、ほぼ垂直方向に延びた長さＬの直線を得るのに、座標平均値が用いられているが、画像検査方法の場合と同様に、予め設定された間隔の画素を利用してもよいし、要観察部分を所定距離だけ平行移動させる手法を利用してもよい。また、不要であれば、画素を矩形に整列させるステップを用いなくともよい。
【0053】
なお、上述の例では、データがメモリに格納されるものとして説明したが、データ量が多い場合には、ハードディスク等の大容量記憶装置に格納される。
【0054】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0055】
例えば、上述の実施形態では、ダイキャスト製品の画像検査に関連して説明されているが、半導体パターンの検査等、外観検査を必要とするあらゆる検査に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【0056】
１０ 製品
１０ａ 型合わせ部
１０ｂ 稜線部
１０ｃ 角部
１２ バリ
１４ 欠け
１６ 湯じわ
Ａ 要観察部分
１０ａ 型合わせ部
１０ｂ 稜線部
１０ｃ 角部
１２ バリ
１４ 欠け
１６ 湯じわ
Ａ 要観察部分
【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】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法であって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップと、
を備えることを特徴とする画像検査方法。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップと、
を備えることを特徴とする画像検査方法。
【請求項2】
取得された前記画素値が、前記要観察部分の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項１に記載された画像検査方法。
【請求項3】
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項２に記載された画像検査方法。
【請求項4】
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項２に記載された画像検査方法。
【請求項5】
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とする請求項１に記載された画像検査方法。
【請求項6】
取得された前記画素値を新たな矩形画像に整列させる第３ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載された画像検査方法。
【請求項7】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムであって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップと、
をコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップと、
をコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
【請求項8】
取得された前記画素値が、前記要観察部分の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項７に記載された画像検査プログラム。
【請求項9】
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項８に記載された画像検査プログラム。
【請求項10】
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とする請求項８に記載された画像検査プログラム。
【請求項11】
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とする請求項７に記載された画像検査プログラム。
【請求項12】
取得された前記画素値を新たな矩形画像に整列させるステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項７から請求項１１のうちいずれか１項に記載された画像検査プログラム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
請求項１に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備えることを特徴とするものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
請求項７に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムは、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、 前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
【手続補正書】
【提出日】2023-07-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法であって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする画像検査方法。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とする画像検査方法。
【請求項2】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法であって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とする画像検査方法。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とする画像検査方法。
【請求項3】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法であって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とする画像検査方法。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とする画像検査方法。
【請求項4】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムであって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
【請求項5】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムであって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とするコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とするコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
【請求項6】
検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムであって、
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とするコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、
前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、
取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とするコンピュータに実行させるための画像検査プログラム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
請求項１に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
請求項２に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、 前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
請求項３に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査方法は、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定する第１ステップと、 前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得する第２ステップとを備え、取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とするものである。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
請求項４に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムは、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、取得された前記画素値が、前記画素の移動平均によって描かれる仮想曲線の接線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
請求項５に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムは、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、取得された前記画素値が、前記画素のうち予め設定された間隔の画素を結ぶ直線と垂直方向に設定されることを特徴とするものである。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
請求項６に記載された、検査対象物を撮影して得られた画像を用いて前記検査対象物の良否判定を行う画像検査プログラムは、前記画像における前記検査対象物の所望個所に要観察部分を直線及び／又は曲線により設定して記憶装置に格納するステップと、前記要観察部分を構成する連続する画素の各々から、所定方向に延びた所定長さの直線状又は矩形状の画素値を取得して記憶装置に格納するステップとを備え、取得された前記画素値が、前記要観察部分を所定距離だけ平行移動させ、前記平行移動の前後の対応する画素間を結ぶことによって設定されることを特徴とするものである。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】