特許 7013321 目視検査用の画像処理システム、及び、画像処理方法

(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】

(24)【登録日】2022-01-21

(45)【発行日】2022-01-31

(54)【発明の名称】目視検査用の画像処理システム、及び、画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   G06T 1/00 20060101AFI20220124BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20220124BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20220124BHJP

【ＦＩ】

G06T1/00 300

G01C3/06 110A

G01N21/84 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018093863

(22)【出願日】2018-05-15

(65)【公開番号】P2019200525

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-01-05

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】小西 孝明

(72)【発明者】

【氏名】小林 亮介

(72)【発明者】

【氏名】長井 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】長沼 潤一郎

【審査官】堀井 啓明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１３３０９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１３７７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８１７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２２５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】藤井 めぐみ Megumi FUJII，光の減衰を考慮した水中画像の色合い補正 Color Registration of Underwater Images with Consideration of Light Attenuation，映像情報メディア学会技術報告 Ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．１７ ITE Technical Report，日本，（社）映像情報メディア学会 The Institute of Image Information and Television Engineers，2006年04月03日，第30巻，pp.25-28

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｇ０１Ｎ ２１／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像機の撮像画像を色調補正する目視検査用の画像処理システムであって、
検査対象物を撮像した撮像画像を出力する撮像機と、
該撮像機の撮像範囲に光を照射する光源と、
前記撮像機と前記光源を前記検査対象物の近傍で略対向配置させたときの撮像画像に基づいて前記検査対象物の近傍での光減衰率を求める減衰率算出部と、
前記光減衰率と、前記撮像機と前記検査対象物の距離と、前記光源と前記検査対象物の距離と、光源強度と、前記検査対象物を撮像したときの撮像画像中の受光強度と、に基づいて、前記撮像画像中の前記検査対象物の各画素の色調減衰量を算出する色調減衰量算出部と、
該色調減衰量算出部が算出した各画素の色調減衰量に基づいて前記撮像画像中の前記検査対象物の各画素の色調を補正する色調補正部と、
を備えることを特徴とする目視検査用の画像処理システム。

【請求項2】

前記撮像機と前記検査対象物の距離を測定する撮像機位置測定器と、
前記光源と前記検査対象物の距離を測定する光源位置測定器と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の目視検査用の画像処理システム。

【請求項3】

前記撮像機と前記検査対象物の距離、および、前記光源と前記検査対象物の距離を、前記検査対象物を撮像した撮像画像に基づいて算出する距離算出処理部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の目視検査用の画像処理システム。

【請求項4】

前記撮像機が前記距離算出処理部による距離算出に提供する撮像画像を撮像する際に、前記光源は、２つ以上の異なる光拡がり角度を持つ光分布パターンを照射することを特徴とする、請求項３に記載の目視検査用の画像処理システム。

【請求項5】

前記光源は、２つ以上の波長の光を切り替えて照射するものであり、
前記色調補正部は、波長毎の色調補正画像を合成するものであることを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の目視検査用の画像処理システム。

【請求項6】

撮像画像を色調補正する目視検査用の画像処理方法であって、
撮像機と光源を検査対象物の近傍で略対向配置させたときの撮像画像に基づいて前記検査対象物の近傍での光減衰率を求め、
前記検査対象物に光を照射し、
前記検査対象物を撮像し、
前記光減衰率と、前記撮像機と前記検査対象物の距離と、前記光源と前記検査対象物の距離と、光源強度と、前記検査対象物を撮像したときの撮像画像中の受光強度と、に基づいて、前記撮像画像中の前記検査対象物の各画素の色調減衰量を算出し、
算出した各画素の色調減衰量に基づいて前記撮像画像中の前記検査対象物の各画素の色調を補正する、
ことを特徴とする目視検査用の画像処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物を目視検査する際に使用する画像を加工処理する画像処理装置、および、その画像処理装置で用いる画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネルや橋などの社会インフラ構造物や、発電プラントなどの建築物の健全性を検査する方法の一つとして目視検査がある。目視検査は、検査員が検査対象領域を、直接視認したり、カメラ等の撮像機が撮像した映像を間接的に視認したりして、欠陥の有無を判定するものである。検査対象領域が、高所や狭隘部分、または、液中や高温や高放射線環境等の過酷環境にあり、検査対象を直接視認することが難しい場合には、ドローン等の遠隔操作移動体に搭載した撮像機が撮像した映像を、離れた場所にいる検査員が液晶ディスプレイなどを介して間接的に視認することで目視検査を行うことが多い。

【0003】

このように、検査員が間接的な目視検査を行う場合は、欠陥判断しやすい視認性の高い映像を検査員に提供する必要があり、特に、検査対象領域の色調を正確に再現した映像を提供することが、欠陥の有無を適切に判断する上で重要である。例えば、検査対象領域の本来の色調に対し、特定の波長の光が減衰し撮像機に入射した場合は、映像においては特定の波長の光強度が弱く記録され、検査対象領域が本来の色調と異なる様子で液晶ディスプレイ等に表示されるため、検査員が欠陥の有無の判断を誤る可能性がある。

【0004】

このような問題を解決する技術として、例えば、特許文献１の提案がある。この文献の要約書には、「色についての知識をそれ程必要とせず、手間がかからずに色補正をして、正確な欠陥査が行える表面検査装置を提供する」ための手段として、「被検査物（半導体ウエハＷ）の表面に光を照射して被撮影画像を観察する表面検査装置であって、前記被撮影画像の色調特性を標準画像の色調特性に合わせて表示する表示部を備える」と記載されており、予め撮像した標準画像の色調特性を参照値として取得画像の色調を補正する装置について述べられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－８９４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

社会インフラ構造物や建築物を目視検査する環境では、環境中の空間媒質の状態や撮像時の照明装置、撮像装置配置等の条件が大きく変動するため、撮像した映像の色調が大きく変動する可能性がある。しかしながら、特許文献１は、同文献の要約書の図面等からも明らかなように、照明、カメラ等の配置を固定した工場内のような環境下で半導体ウエハの表面を検査するものであり、標準画像を取得したある一定条件における色調補正方法は考慮されるが、条件変動に対応した大幅な色調補正までは考慮されていない。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、その目的は、撮像条件の大きく変動しうる環境下で撮像した検査対象領域の映像を、検査員が目視検査により欠陥判定しやすい色調に補正する画像処理装置、および、画像処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の目視検査用の画像処理システムは、撮像機の撮像画像を色調補正するものであって、検査対象物を撮像した撮像画像を出力する撮像機と、該撮像機の撮像範囲に光を照射する光源と、前記撮像機と前記光源を前記検査対象物の近傍で略対向配置させたときの撮像画像に基づいて前記検査対象物の近傍での光減衰率を求める減衰率算出部と、前記光減衰率と、前記撮像機と前記検査対象物の距離と、前記光源と前記検査対象物の距離と、光源強度と、前記検査対象物を撮像したときの撮像画像中の受光強度と、に基づいて、前記撮像画像中の前記検査対象物の各画素の色調減衰量を算出する色調減衰量算出部と、該色調減衰量算出部が算出した各画素の色調減衰量に基づいて前記撮像画像中の前記検査対象物の各画素の色調を補正する色調補正部と、を備えるものとした。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、検査対象領域の映像が撮像条件の大きく変動しうる環境下で撮像された場合であっても、検査員が目視検査により欠陥判定しやすい色調に補正することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の画像処理システムの概略図。

【図2】実施例１の画像処理方法を示すフローチャート。

【図3】図２の減衰率算出処理の詳細を示すフローチャート。

【図4】実施例１の減衰率算出時の機器配置を示す斜視図。

【図5】実施例１の減衰率算出時の機器配置を示す側面図。

【図6】実施例１の減衰率算出時の撮像画像の一例を示した図。

【図7】実施例１の色調減衰量算出時の機器配置を示す斜視図。

【図8】実施例２の画像処理システムの概略図。

【図9】実施例２の画像処理方法を示すフローチャート。

【図10】実施例２の光源距離算出時の機器配置を示す斜視図。

【図11】実施例２の光源距離算出時の機器配置を示す上面図。

【図12】実施例２の光源距離算出時の撮像画像の一例を示した図。

【図13】実施例２の光源距離算出時の撮像画像の一例を示した図。

【図14】実施例２の撮像機距離算出時の機器配置を示す上面図。

【図15】実施例２の撮像機距離算出時の撮像画像の一例を示した図。

【図16】実施例２の撮像機距離算出時の機器配置を示す上面図。

【図17】実施例２の撮像機距離算出時の撮像画像の一例を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0012】

図１から図７を用いて、本発明の実施例１に係る画像処理システムおよび画像処理方法を説明する。

【0013】

図１は、実施例１の画像処理システムを検査対象領域１とともに示した概略図である。ここに示す検査対象領域１は検査員が目視検査を行う社会インフラ構造物や建築物の表面であり、また、本実施例の画像処理システムは、主に、検査対象物の検査対象領域１の一部を撮像範囲２ａとする撮像機２と、検査対象領域１の一部を照射範囲３ａとする光源３と、撮像機２の撮像画像２ｃを目視検査し易い色調に補正する画像処理装置４と、色調補正された補正画像２ｄを検査員に提供する表示装置５と、から構成されたものである。また、撮像機２には前方障害物までの距離を測定する撮像機位置測定器２ｂが取り付けられており、光源３にも前方障害物までの距離を測定する光源位置測定器３ｂが取り付けられている。これらの位置測定器は、例えばレーザー距離計であるが、前方障害物との距離を測定できるものであれば他種のセンサを用いても良い。

【0014】

撮像機２と光源３は、画像処理装置４の指令に従って検査対象領域１の近傍を自由に移動する遠隔操作移動体に搭載されている。この遠隔操作移動体は、例えば、検査対象領域１が高所にあればドローンであり、検査対象領域１が水中にあれば潜水艇である。以下では、別々の移動体に撮像機２と光源３を分けて搭載した構成を例に説明するが、一台の移動体が備える二本の可動アームの夫々に撮像機２と光源３を設置し、両可動アームを個々に制御することによって両者の配置を個別に制御できるようにしても良い。

【0015】

画像処理装置４は、撮像機２、撮像機位置測定器２ｂ、光源位置測定器３ｂの出力信号を受信し、それらに基づいて撮像機２の撮像画像２ｃに本実施例の画像処理を施すものであり、その実現のため、減衰率算出部４ａ、記憶部４ｂ、色調算出画像取得部４ｃ、色調減衰量算出部４ｄ、色調算出部４ｅ、画像色調補正部４ｆ、を有している。なお、画像処理装置４は、具体的には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置（記憶部４ｂ）、および、通信装置などのハードウェアを備えたパソコンなどの計算機であり、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、上述した各機能を実現するものであるが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。

【0016】

次に、図２から図７を用いて、画像処理装置４で実行される画像処理の詳細を、各処理の実行主体を明らかにしながら説明する。
＜減衰率算出部４ａによるステップＳ２の処理＞
図２は、本実施例の画像処理装置４で実施する画像処理方法のフローチャートである。目視検査用の画像処理を開始すると（ステップＳ１）、先ず、減衰率算出部４ａは、色調補正を行うための基礎データである、距離あたりの光の減衰量（減衰率Ａ）を算出し、算出した減衰率Ａと光源強度を記憶部４ｂに記憶する（ステップＳ２）。

【0017】

図３は、ステップＳ２の詳細を説明するフローチャートである。減衰率算出部４ａが減衰率算出処理（ステップＳ２）を開始すると、先ず、撮像機２を搭載した移動体と光源３を搭載した移動体を、減衰率Ａを算出するための基準位置に移動させる（ステップＳ２１）。そして、両移動体が基準位置に到達すると（ステップＳ２２）、その位置での撮像機２の撮像画像２ｃを取得し（ステップＳ２３）、光源３の光源強度（光源発光量Ｌ）も取得しておく（ステップＳ２４）。そして、取得した光源強度（光源発光量Ｌ）、撮像画像２ｃ中の光源３の明るさ（撮像機受光量Ｂ）、および、基準位置における撮像機２と光源３の距離Ｄに基づいて、距離あたりの光の減衰量（減衰率Ａ）を算出する。

【0018】

次に、図４から図６を用いて、ステップＳ２における減衰率Ａの算出方法をより詳細に説明する。図４は、減衰率算出位置（基準位置）に到達した撮像機２と光源３が略対向しているステップＳ２２時の状態を示す斜視図であり、このときの撮像機２と光源３の間隔を距離Ｄとしている。なお、減衰率Ａを算出するステップＳ２は、検査対象領域１の撮像画像２ｃを目視検査し易い色調に補正するための基礎データを取得する処理であるため、ステップＳ２２の減衰率算出位置（基準位置）は、検査対象領域１の近傍と同質の環境下である必要がある。ここで、「同質の環境」とは、例えば、検査対象領域１の近傍の空間媒質の種別（空気、真水、海水）、圧力、温度、媒質密度、粒子密度、粒子径、等の諸条件が略同質である環境であり、具体的には、検査対象領域１が濁った水中にある場合は、同程度に濁った水中の環境、より望ましくは、検査対象領域１の近傍の環境である。

【0019】

撮像機２と光源３が基準位置に到達すると、減衰率算出部４ａは、両者間の距離Ｄを測定する。この測定は、撮像機位置測定器２ｂまたは光源位置測定器３ｂによって相方までの距離を距離Ｄとするものであっても良いし、減衰率算出部４ａが規定距離を隔てるように撮像機２と光源３を搭載した各移動体に指令を出している場合は、その規定距離を距離Ｄとしても良い。また、撮像機２の撮像画像２ｃに基づいて距離Ｄを算出しても良い。

【0020】

ここで、図５、図６を用いて、撮像機２の撮像画像２ｃから距離Ｄを算出する方法を説明する。図５は、基準位置に到達した撮像機２と光源３の側面図であり、図中のｆは光源出射端における光束幅、θは光源の広がり角である。また、図６は、基準位置における撮像機２の撮像画像２ｃと、その撮像画像２ｃ中の光源入射領域３ｃを示す図であり、図中のＲは光源入射領域３ｃの実空間における入射領域幅である。なお、図５、図６の例では、光源３の光束形状を円形としたが、光束幅ｆ、広がり角θ、入射領域幅Ｒが求まる形状であれば他の光束形状であっても良く、例えば矩形であっても良い。

【0021】

このとき、距離Ｄは（式１）で表される。

【0022】

【数1】

【0023】

また、減衰率算出部４ａは、撮像画像２ｃ中の光源入射領域３ｃに対応する画素領域の輝度値に基づいて撮像機受光量Ｂを算出する。そして、以上の処理により取得した、距離Ｄ、光源発光量Ｌ、撮像機受光量Ｂに基づいて、検査対象領域１の近傍と略同質の環境である基準位置における光の減衰率Ａを求める。なお、減衰率Ａは、（式２）で表される。

【0024】

【数2】

【0025】

以上より、減衰率Ａが求められ、減衰率データとして記憶部４ｂに記憶される。
＜色調算出画像取得部４ｃによるステップＳ３～Ｓ６の処理＞
ステップＳ２で減衰率Ａと光源強度（光源発光量Ｌ）を取得すると、色調算出画像取得部４ｃは、撮像機２と光源３を搭載した両移動体に検査対象領域１の近傍への移動を指令する。そして、撮像機２が検査対象領域１を撮像できる位置に移動し、また、光源３が撮像範囲２ａに光を照射できる位置に移動すると（ステップＳ４）、撮像機位置測定器２ｂと光源位置測定器３ｂを用いて、撮像機２から検査対象領域１までの距離Ｄ_１と、光源３から検査対象領域１までの距離Ｄ_２を測定するとともに（ステップＳ５）、撮像機２と光源３を制御して光が照射された検査対象領域１の画像を撮像する（ステップＳ６）。
＜色調減衰量算出部４ｄ等によるステップＳ７～Ｓ９の処理＞
その後、色調減衰量算出部４ｄは、上述の処理により取得した、減衰率データ（減衰率Ａ）、光源強度データ（光源発光量Ｌ）、距離データ（距離Ｄ_１、距離Ｄ_２）、撮像画像データ（撮像画像２ｃ）を用いて、色調減衰量を算出し（ステップＳ７）、色調算出部４ｅでは、色調減衰率に基づいて色調情報を算出する（ステップＳ８）。さらに、画像色調補正部４ｆでは、色調情報を用いて撮像画像２ｃの色調を補正し、補正画像２ｄを生成する（ステップＳ９）。

【0026】

次に、図７に示す状況を例に、ステップＳ７～Ｓ９の処理の詳細を説明する。ステップＳ６を終えた時点で、本実施例の画像処理装置４は、減衰率データ（減衰率Ａ）、光源強度データ（光源発光量Ｌ）、距離データ（距離Ｄ_１、距離Ｄ_２）、撮像画像データ（撮像画像２ｃ）を取得済みである。この場合、現在の撮像画像データ２ｃから求めた現在の撮像機受光量Ｂ’、および、既知の、光源発光光量Ｌ、距離Ｄ_１、Ｄ_２、減衰率Ａに基づいて、検査対象表面の色調によって決まる、分光反射率特性による光量減衰量ＬＤを算出することができる。検査対象表面の色調による光量減衰量ＬＤは、撮像画像２ｃの画素ごとに計算され、（式３）で表される。

【0027】

【数3】

【0028】

すなわち、光量減衰量ＬＤは、光源強度（光源発光量Ｌ）と撮像機受光量（現在の撮像機受光量Ｂ’）の差から、更に、距離由来の減衰量（Ａ・（Ｄ_１＋Ｄ_２））を差し引いた値となる。検査対象表面の色調による光量減衰量ＬＤは、検査対象表面の色調情報によって決まる分光反射特性により一意に決まるものであり、この値から、検査対象領域の表面の色調情報を算出する。以上の方法により、撮像画像２ｃ中の検査対象領域表面の各画素について、各々本来の色調が算出される。なお、ここでは、特定の１波長の光による減衰率を求める方法について述べているが、複数の波長の光を切り替えて各々の減衰率を求め、次に示す撮像画像色調補正ステップＳ１３において合成して補正しても良い。例えば、光の３原色である赤、緑、青に対応する３つの波長の光を切り替える光源３を備え、それぞれの減衰率Ａ_Ｒ、Ａ_Ｇ、Ａ_Ｂを求めて合成することで、色調を補正した補正画像２ｄを得るものとしても良い。このとき、光の波長選択は、目的とする画像が得られるように複数波長で自由に選択することができ、また、可視波長範囲に限らない。また、光源の切替方法について、複数の波長が切り替えられる手段であれば良く、例えば複数の光源を用いても良いし、波長フィルタを用いて切り替えるなど、目的とする波長が切り替えられる手段であればこれに限らない。

【0029】

ステップＳ７～ステップＳ９が終了し、検査対象領域の一部の撮像および撮像画像２ｃの補正処理が完了すると、全領域検査完了判定ステップＳ１４において、計画した全ての検査領域の撮像が完了したかどうかを判定する。そして、他にも検査対象領域が残っている場合は、再びステップＳ３に戻り、次の検査対象領域１の近傍まで撮像機２と光源３を移動させてから（ステップＳ３、Ｓ４）、当該の検査対象領域１での画像取得から色調補正までの処理を実行する。すべての検査対象領域１の撮像等が完了した場合は、ステップＳ１１に進み、目視検査用の画像処理を終了する。

【0030】

以上の画像処理方法によって得られた補正画像２ｄは、画像処理装置４から表示装置５に送られ、欠陥判定に用いる検査画像として表示される。このようにして表示装置５に表示された補正画像２ｄは、検査対象領域１の撮像環境の相違に拘わらず、目視検査し易い色調に補正されているため、検査員は異なる環境下の検査対象領域１を目視検査する際も、安定した欠陥判定を実現することが可能となる。

【実施例2】

【0031】

次に、図８から図１８を用いて、本発明の実施例２の画像処理システムおよび画像処理方法を説明する。なお、実施例１との共通点は重複説明を省略するものとする。

【0032】

実施例１の画像処理システムでは、撮像機位置測定器２ｂと光源位置測定器３ｂを利用して距離Ｄ_１、Ｄ_２を測定したが、本実施例では、これらの位置測定器を省略した代わりに、撮像画像２ｃを利用して距離Ｄ_１、Ｄ_２に相当する距離を算出するステップを設けたものである。

【0033】

図８は、本実施例の画像処理システムを検査対象構造物とともに示す概略図である。ここに示すように、本実施例の画像処理装置４は、実施例１の図１と比較し、距離算出画像取得部４ｇ、照明距離算出部４ｈ、撮像距離算出部４ｉ、光源切替部４ｊを追加したものである。

【0034】

また、図９は、本実施例の画像処理方法のフローチャートである。この画像処理方法は、実施例１の図２と比較し、位置測定器を利用して距離測定するステップＳ５に代え、撮像画像２ｃに基づいて距離を検出するための、距離算出画像取得ステップＳ５ａ、距離算出ステップＳ５ｂ、光源切替ステップＳ５ｃを設けたものである。以下、図１０から図１７を用いながら、ステップ５ａ～５ｃの詳細を説明する。
＜ステップＳ５ａ＞
ステップＳ５ａでは、先ず、距離算出画像取得部４ｇからの指令により、光源３から、図１０の斜視図に示す、二本の光束からなる構造化照明パターン３ｄを照射する。この構造化照明パターン３ｄは、図１１の上面図に示すように、一方が水平方向の光束幅ＬＷ_１の平行光であり、他方が水平方向の光束幅ＬＷ_２、広がり角θ_２の広がり光である。なお、ここでは、説明簡略化のため、構造化照明パターン３ｄの一方を平行光としたが、双方を広がり角の異なる広がり光としても良い。

【0035】

このような構造化照明パターン３ｄを用いる場合、撮像機２の撮像画像２ｃには、光源３と検査対象領域１の距離に応じて見え方が変化する構造化照明パターン３ｄが記録される。例えば、検査対象領域１が図１１の検査対象領域１_Ａの位置にある場合、撮像機２の撮像画像２ｃには図１２に示す構造化照明パターン３ｄが撮像され、検査対象領域１が図１１の検査対象領域１_Ｂの位置にある場合、撮像機２の撮像画像２ｃには図１３に示す構造化照明パターン３ｄが撮像される。すなわち、一方の光束幅Ｗ_１は距離に拘わらず一定であるが、他方の光束幅Ｗ_２は距離に比例することが分かる。
＜ステップＳ５ｂ＞
このような性質を利用して、ステップ５ｂでは、照明距離算出部４ｈは、撮像画像２ｃに基づいて、図１１に示す、光源３から検査対象領域１の中心位置までの距離Ｄ_３を、（式４）により算出する。なお、Ｗ_１、Ｗ_２は検査対象領域１に照射された各光束の実際の幅である。

【0036】

【数4】

【0037】

これにより、光源３から検査対象領域１までの距離Ｄ_３を算出する。また、このときの構造化照明パターン３ｄの高さ方向の広がり角をθ_３とすると、図１１に示す光源３の配置角度φ_２は、（式５）により算出する。

【0038】

【数5】

【0039】

次に、撮像距離算出部４ｉによる、撮像機２から検査対象領域１までの距離Ｄ_４の算出方法を、図１４から図１７を用いて説明する。

【0040】

図１４の上面図に示すように、撮像機２が検査対象領域１と正対している場合、撮像機２からは図１５に示す撮像画像２ｃが得られる。このとき、撮像距離Ｄ_４は、撮像機焦点距離Ｆを用いて、（式６）により算出する。

【0041】

【数6】

【0042】

また、図１６の上面図に示すように、撮像機２が検査対象領域１に対してφ_３の角度を持つ場合、撮像機２からは図１７に示す撮像画像２ｃが得られる。このとき、撮像距離Ｄ_４は、（式７）により算出し、φ_３は、（式８）により算出する。

【0043】

【数7】

【0044】

【数8】

【0045】

これにより、位置測定器を省略した構成であっても、撮像画像２ｃに基づいて、撮像機２から検査対象領域１までの距離Ｄ_４、および、光源３から検査対象領域１までの距離Ｄ_３を求めることができる。
＜ステップＳ５ｃ＞
次に、ステップＳ５ｃについて説明する。ステップＳ５ａ以降で光源３が照射した構造化照明パターン３ｄは、撮像範囲２ａの全体を照射するものではなく、検査用の画像を撮像するには適さないものである。そのため、光源切替部４ｊからの指令に従って、検査用の撮像画像２ｃを取得するステップＳ６の前に、光源３の照射パターンを撮像範囲２ａ全体を照射可能なものに切り替える。なお、切り替える照明パターンは、全撮像範囲を照射するように複数のパターンを切り替えても良く、例えば、構造化照明パターン３ｄにおいて照射されていない領域を補間するようなパターンを投影しても良い。その場合、構造化照明パターン３ｄの照射時に撮像した画像と、光源切替後に撮像した画像を、合成して撮像画像２ｃを生成しても良い。

【0046】

以上で説明した本実施例の構成によれば、位置測定器を省略した構成であっても、撮像画像２ｃに基づいて、撮像機２から検査対象領域１までの距離Ｄ_４、および、光源３から検査対象領域１までの距離Ｄ_３を求めることができ、これらを用いて、実施例１と同様に、目視検査による欠陥検出に適した色調補正を施した補正画像２ｄを生成することができ、検査員は表示装置を介して安定した欠陥判定を実施することが可能となる。

【符号の説明】

【0047】

１ 検査対象領域、
２ 撮像機、
２ａ 撮像範囲、
２ｂ 撮像機位置測定器、
２ｃ 撮像画像、
２ｄ 補正画像、
３ 光源、
３ａ 照射範囲、
３ｂ 光源位置測定器、
３ｃ 光源入射領域、
３ｄ 構造化照明パターン、
４ 画像処理装置、
４ａ 減衰率算出部、
４ｂ 記憶部、
４ｃ 色調算出画像取得部、
４ｄ 色調減衰量算出部、
４ｅ 色調算出部、
４ｆ 画像色調補正部、
４ｇ 距離算出画像取得部、
４ｈ 照明距離算出部、
４ｉ 撮像距離算出部、
４ｊ 光源切替部、
５ 表示装置

【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】