特許 7165564 画像検査装置

(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】2022-10-26

(45)【発行日】2022-11-04

(54)【発明の名称】画像検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/952 20060101AFI20221027BHJP

   G01N 21/88 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

G01N21/952

G01N21/88 J

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018213334

(22)【出願日】2018-11-13

(65)【公開番号】P2020079755

(43)【公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000006932

【氏名又は名称】リコーエレメックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾宮 匠人

【審査官】越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６２８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１０１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１０１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１０３０７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周に螺旋状の凹部または凸部を有した長尺状の検査対象物であって第一画像と第二画像とで明るい領域と暗い領域とが長手方向と交叉する方向に逆転する前記検査対象物の表面である検査対象面に前記検査対象物の長手方向に沿う第一方向の後側から光が照射された状態で撮影された前記第一画像と、前記検査対象面に前記第一方向の前側から光が照射された状態で撮影された前記第二画像を取得する画像取得部と、
前記第一画像からシェーディング補正された第一シェーディング画像を取得するとともに、前記第二画像からシェーディング補正された第二シェーディング画像を取得するシェーディング補正部と、
前記第一シェーディング画像と前記第二シェーディング画像との差分画像から異常を検出する異常検出部と、
前記差分画像から異常候補領域を検出する異常候補領域検出部と、
前記第一シェーディング画像の前記異常候補領域における輝度値の第一代表値および前記第二シェーディング画像の前記異常候補領域における輝度値の第二代表値のうち低い値を、前記異常候補領域の第一指標として算出する第一指標算出部と、
前記第一シェーディング画像の前記異常候補領域における輝度値と前記第二シェーディング画像の前記異常候補領域における輝度値との画素毎の差分値の絶対値に対する第三代表値を、前記異常候補領域の第二指標として算出する第二指標算出部と、
を備え、
前記異常検出部は、前記第一指標および前記第二指標が所定条件を満たす前記異常候補領域を、異常領域として検出する、
画像検査装置。

【請求項2】

前記異常検出部は、前記第一指標が第一閾値よりも小さいかあるいは前記第二指標が第二閾値よりも大きい前記異常候補領域を、前記異常領域として検出する、請求項１に記載の画像検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、長尺状の検査対象物を撮像した画像から当該検査対象物の異常を検出する検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－０１１４９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

画像から異常を検出する検査装置では、例えば、画像に明るさのむらが生じるなどすると、異常が検出されにくくなる。

【0005】

そこで、本開示は、例えば、より異常を検出しやすい画像検査装置を得ることを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の画像検査装置にあっては、長尺状の検査対象物の表面である検査対象面に上記検査対象物の長手方向に沿う第一方向の後側から光が照射された状態で撮影された第一画像と、上記検査対象面に上記第一方向の前側から光が照射された状態で撮影された第二画像を取得する画像取得部と、上記第一画像からシェーディング補正された第一シェーディング画像を取得するとともに、上記第二画像からシェーディング補正された第二シェーディング画像を取得するシェーディング補正部と、上記第一シェーディング画像と上記第二シェーディング画像との差分画像から異常を検出する異常検出部と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、例えば、より異常を検出しやすい画像検査装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の検査装置の例示的かつ模式的な斜視図である。

【図2】図２は、実施形態の検査装置の一部を検査対象物の長手方向から見た例示的な模式図である。

【図3】図３は、実施形態の検査装置で取得される第一画像および第二画像の説明図である。

【図4】図４は、実施形態の検査装置で取得された第一画像の例示的な模式図である。

【図5】図５は、実施形態の検査装置の例示的なブロック図である。

【図6】図６は、実施形態の検査装置の制御部の例示的なブロック図である。

【図7】図７は、実施形態の検査装置の画像処理部の例示的なブロック図である。

【図8】図８は、実施形態の検査装置による異常の検出手順の例示的なフローチャートである。

【図9】図９は、実施形態の検査装置で取得された第一画像の一部の例示的な模式図である。

【図10】図１０は、実施形態の検査装置で取得された第二画像の一部の例示的な模式図である。

【図11】図１１は、実施形態の検査装置における第一シェーディング画像の例示的な模式図である。

【図12】図１２は、実施形態の検査装置における第二シェーディング画像の例示的な模式図である。

【図13】図１３は、実施形態の検査装置における図１１の第一シェーディング画像と図１２の第二シェーディング画像との差分画像の例示的な模式図である。

【図14】図１４は、実施形態の検査装置における図１１とは別の第一シェーディング画像の例示的な模式図である。

【図15】図１５は、実施形態の検査装置における図１２とは別の第二シェーディング画像の例示的な模式図である。

【図16】図１６は、実施形態の検査装置における図１４の第一シェーディング画像と図１５の第二シェーディング画像との差分画像の例示的な模式図である。

【図17】図１７は、実施形態の検査装置における複数の異常候補領域の第一指標および第二指標の分布を示す例示的なプロット図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、開示される構成および類似の構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

【0010】

図１は、検査装置１の斜視図である。図１に示される検査装置１は、検査対象物１００を撮像した画像に基づいて検査対象物１００の表面１００ａを検査する。検査対象物１００は、例えば、ホースや、チューブ、棒のような長尺状かつ円管状または円柱状の部品である。表面１００ａは、検査対象面の一例である。

【0011】

図１に示されるように、検査装置１は、複数の光源２Ｕ，２Ｄを備えている。具体的に、光源２Ｕおよび光源２Ｄは、検査対象物１００の長手方向に離間して配置されている。光源２Ｕおよび光源２Ｄは、環状、例えば円環状に、構成されている。光源２Ｕおよび光源２Ｄは、環状に配置された複数のlight emitted diode（ＬＥＤ）を有している。長尺状の検査対象物１００は、光源２Ｕおよび光源２Ｄの環内を貫通し、環状部分の軸方向に沿って延びている。また、光源２Ｕおよび光源２Ｄは、検査対象物１００の長手方向と直交する面について面対称に配置されている。検査対象物１００の長手方向は、軸方向とも称されうる。

【0012】

検査対象物１００の撮像領域Ａは、光源２Ｕと光源２Ｄとの間、例えば光源２Ｕと光源２Ｄとの中間位置に、設定されている。光源２Ｕからの光は、検査対象物１００の長手方向の一方側、図１では左側から、撮像領域Ａに照射され、光源２Ｄからの光は、長手方向の他方側、図１では右側から、撮像領域Ａに照射される。

【0013】

検査対象物１００は、検査中、搬送装置３０（図５参照）によって、長手方向（軸方向）に搬送されている。すなわち、検査装置１は、搬送装置３０によって搬送されて移動している検査対象物１００を、検査する。したがって、撮像領域Ａは、検査対象物１００の移動に伴って、検査対象物１００の長手方向に沿って移動する。なお、検査対象物１００は、光源２Ｕ側から光源２Ｄ側へ移動する。すなわち、光源２Ｕは、撮像領域Ａに対して搬送方向の後方に位置され、光源２Ｄは、撮像領域Ａに対して搬送方向の前方に位置されている。

【0014】

撮像部３（３Ｕ，３Ｄ）は、検査対象物１００の径方向外側に位置され、検査対象物１００の表面１００ａ（外面、周面、側面）の画像を取得する。すなわち、撮像領域Ａは、検査対象物１００の表面１００ａの一部である。

【0015】

図２は、検査装置１の一部を検査対象物１００の長手方向から見た図である。撮像部３は、光学部品４を介して、撮像領域Ａの画像を取得する。光学部品４は、複数のミラー４Ｌ，４Ｒである。図２に示されるように、ミラー４Ｌ，４Ｒは、検査対象物１００の撮像部３とは反対側で、軸方向からの視線でＶ字状に配置されている。ミラー４Ｌ，４Ｒは互いに１２０°の角度、言い換えると撮像部３と検査対象物１００とを結ぶ線Ｌに対して互いに反対側に６０°となる角度、となる姿勢で、配置されている。ミラー４Ｌ，４Ｒは、いずれも、検査対象物１００の表面１００ａに面した平面状の反射面４ａを有している。反射面４ａは、検査対象物１００の径方向と略直交する面に沿って拡がっている。また、ミラー４Ｌ，４Ｒは、検査対象物１００の長手方向と直交する面に沿って帯状に延びている。このような構成では、撮像領域Ａは、検査対象物１００の表面１００ａの、ミラー４Ｌ，４Ｒに面した略半周分の領域である。なお、隣接するミラー４Ｌ，４Ｒは一体化されているが、分離されていてもよい。

【0016】

光源２Ｕ，２Ｄ、撮像部３、および光学部品４を含む検査部１０（１０Ｕ，１０Ｄ）が、検査対象物１００の長手方向（軸方向、搬送方向）に間隔をあけて複数箇所（一例として二箇所）に設けられている。これら検査部１０では、撮像部３および光学部品４の配置が異なっている。搬送方向の後側（図１の左側）に位置された検査部１０Ｕでは、図１の上側に撮像部３Ｕ（３）が位置し、下側に光学部品４が位置する。よって、検査部１０Ｕの撮像部３Ｕは、検査対象物１００の図１の下側の領域（撮像領域Ａ）の画像を取得する。一方、前側（図１の右側）に位置された検査部１０Ｄでは、図１の下側に撮像部３Ｄ（３）が位置し、上側に光学部品４が位置する。よって、検査部１０Ｄの撮像部３Ｄは、検査対象物１００の図１の上側の領域（撮像領域Ａ）の画像を取得する。すなわち、複数の撮像部３は、それぞれ、検査対象物１００の表面１００ａの相異なる領域（部位、位置）を撮像する。搬送方向または搬送方向の反対方向は、第一方向の一例である。

【0017】

撮像部３は、ラインセンサである。撮像部３は、検査対象物１００の幅方向に沿って一列に配置された複数の光電変換素子（不図示）を有している。すなわち、撮像部３は、検査対象物１００の幅方向に沿った線状の画像を取得する。ここで、画像は、画像データ、各光電変換素子に対応した画素毎の輝度値のデータ、輝度値のデータ列とも称されうる。各撮像素子では、例えば２５６階調で輝度値のデータが取得される。撮像部３は、撮像される各時刻で、１次元の画像を取得する。モノクロ（白黒）の撮像部３の場合、各撮像素子について一つの画像データが取得され、カラーの撮像部３の場合、各撮像素子について複数（例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つ）の画像データが取得される。

【0018】

図３は、検査装置１で取得される画像ＩＡ１および画像ＩＡ２の説明図である。光源２Ｕ，２Ｄによる検査対象物１００への光の照射は、交互に実行される。そして、撮像部３による撮像と、光源２Ｕ，２Ｄによる検査対象物１００への光の照射、すなわち光源２Ｕ，２Ｄの発光の切り替えとが、同期されている。図３に示されるように、撮像部３は、光源２Ｕからの光で搬送方向に対する斜め後方（後側）から照らされている際の検査対象物１００の１次元の画像ＩＬ１と、光源２Ｄからの光で搬送方向に対する斜め前方（前側）から照らされている際の検査対象物１００の１次元の画像ＩＬ２とを、交互に取得する。画像ＩＬ１は、第一画像の一例であり、第一ライン画像と称され、図３中では「１」と表記される。画像ＩＬ２は、第二画像の一例であり、第二ライン画像と称され、図３中では「２」と表記される。画像処理部２０４（図６，７参照）は、光源２Ｕからの光で照らされている際の検査対象物１００の画像ＩＬ１を取得順に並べて２次元の画像ＩＡ１を得ることができるとともに、光源２Ｄからの光で照らされている際の検査対象物１００の画像ＩＬ２を取得順に並べて２次元の画像ＩＡ２を得ることができる。画像ＩＡ１は、第一画像の一例であり、第一エリア画像とも称されうる。画像ＩＡ２は、第二画像の一例であり、第二エリア画像とも称されうる。

【0019】

光源２Ｕ，２Ｄからの光の切り替えの周波数、すなわち撮像部３によるライン毎の撮像の周波数は、比較的高い値（例えば６ｋＨｚ等）に設定される。よって、画像ＩＡ１，ＩＡ２を、検査対象物１００の表面１００ａ（ただし半分）を静止状態でエリアセンサ（２次元の領域を撮像する撮像部）によって撮像した画像に類似させることができる。ラインセンサは、エリアセンサより分解能が比較的高く、また応答性も比較的高い。よって、ラインセンサを用いることで、より精度の高い異常検出（検査）が可能となる場合がある。

【0020】

図４は、検査装置１で取得された画像ＩＡ１、すなわち図３の処理によって得られた画像ＩＡ１の例示的な模式図である。撮像部３Ｕは、複数のミラー４Ｌ，４Ｒを介して検査対象物１００の画像を取得するため、図４に示されるように、一つの撮像部３Ｕによって撮影された複数のライン画像ＩＬ１から得られたエリア画像ＩＡ１には、検査対象物１００の複数の画像Ｉａ，Ｉｂが含まれる。図２を参照すれば、これら画像Ｉａ，Ｉｂが、検査対象物１００の撮像部３Ｕとは反対側を、撮像部３Ｕと検査対象物１００とを結ぶ線Ｌ（図２参照）から両側に外れた位置より見た画像と等価であり、画像Ｉａおよび画像Ｉｂが、検査対象物１００の表面１００ａのそれぞれ別の場所の画像であることがわかる。なお、エリア画像ＩＡ１には、画像Ｉａと画像Ｉｂとの間に、検査対象物１００のミラー４Ｌ，４Ｒを介さない画像Ｉｎが含まれている。しかしながら、撮像部３Ｕの焦点は、画像Ｉａ，Ｉｂに対応して設定されるため、画像Ｉｎはぼけている。よって、画像Ｉｎは、異常検出には用いられない。また、これら画像Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｎの背景は、暗く設定されている。画像処理部２０４は、エリア画像ＩＡ１，ＩＡ２中の画像Ｉａについて画像処理を実行することにより、検査部１０Ｕにおいて表面１００ａの画像Ｉａが撮影された場所について異常を検出するとともに、エリア画像ＩＡ１，ＩＡ２中の画像Ｉｂについて画像処理を実行することにより、検査部１０Ｕにおいて表面１００ａの画像Ｉｂが撮影された場所について異常を検出する。そして、画像処理部２０４は、もう一つの撮像部３Ｄによって撮影されたライン画像から得られたエリア画像ＩＡ１，ＩＡ２にも、同様の画像処理を実行することにより、検査部１０Ｄにおいて表面１００ａの画像Ｉａが撮影された場所および検査部１０Ｄにおいて表面１００ａの画像Ｉｂが撮影された場所についても、異常を検出する。上述したように、検査部１０Ｕと検査部１０Ｄとで、撮像部３および光学部品４の配置が逆である。よって、画像処理部２０４は、表面１００ａの周方向に異なる４箇所について、異常を検出することができる。

【0021】

図５は、検査装置１のブロック図である。図５に示されるように、検査装置１は、例えば、central processing unit（ＣＰＵ）のような制御部２０や、read only memory（ＲＯＭ２１）、random access memory（ＲＡＭ２２）、solid state drive（ＳＳＤ２３）、光照射コントローラ２４、撮像コントローラ２５、搬送コントローラ２６、表示コントローラ２７等を備えている。なお、検査装置１は、ＳＳＤ２３に替えて、hard disk drive（ＨＤＤ）を備えてもよい。

【0022】

光照射コントローラ２４は、制御部２０からの制御信号に基づいて、光源２Ｕ，２Ｄの発光および消光（発光停止）を制御する。なお、開閉を切り替えて光の透過と遮断とを切り替えるシャッター等の可変装置が設けられた場合には、光照射コントローラ２４は、当該可変装置の動作を制御する。撮像コントローラ２５は、制御部２０からの制御信号に基づいて、撮像部３による撮像を制御する。搬送コントローラ２６は、制御部２０から受けた制御信号に基づいて、搬送装置３０を制御し、検査対象物１００の搬送、例えば、搬送の開始や、停止、速度等を、制御する。表示コントローラ２７は、制御部２０からの制御信号に基づいて、表示装置４０を制御する。また、制御部２０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ２１やＳＳＤ２３等にインストールされたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ２２は、制御部２０がプログラムを実行して種々の演算処理を実行する際に用いられる各種データを一時的に記憶する。なお、図５に示されるハードウエアの構成はあくまで一例であって、例えばチップやパッケージにする等、種々に変形して実施することが可能である。また、各種演算処理は、並列処理することが可能であり、制御部２０等は、並列処理が可能なハードウエア構成とすることが可能である。

【0023】

図６は、制御部２０のブロック図であり、図７は、画像処理部２０４のブロック図である。制御部２０および画像処理部２０４は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働によって、検査装置１の少なくとも一部として機能（動作）する。

【0024】

図６に示されるように、制御部２０は、光照射制御部２０１や、撮像制御部２０２、搬送制御部２０３、画像処理部２０４、表示制御部２０５等として機能する。光照射制御部２０１は、光照射コントローラ２４を制御する。撮像制御部２０２は、撮像コントローラ２５を制御する。搬送制御部２０３は、搬送コントローラ２６を制御する。画像処理部２０４は、撮像部３が取得した画像データを画像処理する。この画像処理部２０４による画像処理によって、検査対象物１００の異常が検出される。よって、画像処理部２０４は、異常検出部の一例である。表示制御部２０５は、表示装置４０を制御する。表示装置４０は、例えば、liquid crystal display（ＬＣＤ）や、organic electroluminescent display（ＯＥＬＤ）等である。

【0025】

図７に示されるように、画像処理部２０４は、画像取得部２０４ａ、シェーディング補正部２０４ｂ、差分画像取得部２０４ｃ、異常候補領域検出部２０４ｄ、指標算出部２０４ｅ、および異常検出部２０４ｆを有している。

【0026】

ここで、検査装置１が、外周に螺旋状の凹部または凸部を有した検査対象物１００の表面１００ａの検査を実行する手順について説明する。図８は、検査装置１による異常の検出手順のフローチャートである。螺旋状の凹部または凸部は、例えば、溝や、突起、段差等であり、これらは、例えば、テープや、リボン、ワイヤのような螺旋状の巻回物を有している場合に、形成されやすい。巻回物は、例えば、長手方向に一定のピッチで巻かれる。巻回物には、外周に露出するものと、露出しないものとがある。巻回物が外周に露出せず、外壁（壁部）の内部に巻回物が設けられた場合にあっては、当該巻回物を覆う部分が螺旋状に突出する。

【0027】

画像処理部２０４は、まず、画像取得部２０４ａとして機能し、画像ＩＡ１，ＩＡ２を取得する（図８のＳ１０）。

【0028】

図９は、画像ＩＡ１中の画像Ｉａを示し、図１０は、画像ＩＡ２中の画像Ｉａを示している。図９の画像ＩＡ１では、画像Ｉａの幅方向の一方（図９における右側）が明るく、図１０の画像ＩＡ２では、画像Ｉａの幅方向の他方（図９における左側）が明るい。このように、外周に螺旋状の凹部または凸部を有した検査対象物１００の画像ＩＡ１，ＩＡ２内では、当該螺旋形状に起因した場所による輝度の変化（輝度のむら）が生じ、さらに、長手方向における光の照射方向の逆転により、画像ＩＡ１，ＩＡ２内における明るい場所が短手方向に逆転する、という現象が生じる。

【0029】

発明者らの鋭意研究により、表面１００ａに生じた凹凸不良には、画像ＩＡ１と画像ＩＡ２とで明るさに差が生じるため、画像ＩＡ１と画像ＩＡ２との差分画像において輝度差が比較的大きい領域として検出できるものがあることが、判明した。しかしながら、画像ＩＡ１，画像ＩＡ２において、上述したような表面１００ａの螺旋形状に伴う輝度のむらが生じている場合、差分画像において、当該螺旋形状に起因する輝度差が生じるため、輝度差が比較的大きい領域が、凹凸不良に起因するものなのか、螺旋形状に起因するものなのか、を判別することができず、異常検出の精度が低下してしまう虞がある。

【0030】

そこで、発明者らは鋭意研究を重ねた結果、画像ＩＡ１，ＩＡ２にそれぞれシェーディング補正を施すことにより、画像ＩＡ１，ＩＡ２における螺旋形状に伴う輝度のむらを減らすことができ、シェーディング補正された画像ＩＡ１’，ＩＡ２’（図１１，１２）およびそれらの差分画像ＩＳ（図１３）においては、螺旋形状に起因した輝度差の影響を低減できるという知見を得た。なお、以下では、シェーディング補正された画像ＩＡ１’をシェーディング画像ＩＡ１’と称し、シェーディング補正された画像ＩＡ２’をシェーディング画像ＩＡ２’と称する。シェーディング画像ＩＡ１’は、第一シェーディング画像の一例であり、シェーディング画像ＩＡ２’は、第二シェーディング画像の一例である。

【0031】

よって、画像処理部２０４は、図８のＳ１０の後、シェーディング補正部２０４ｂとして機能し、画像ＩＡ１，ＩＡ２に、それぞれ、シェーディング補正を施す（図８のＳ１１）。Ｓ１１におけるシェーディングのパラメータは適宜に調整されうる。

【0032】

図１１は、シェーディング画像ＩＡ１’中の画像Ｉａであり、図１２は、シェーディング画像ＩＡ２’中の画像Ｉａである。図１１を図９と比較し、図１２を図１０と比較し、かつ図１１と図１２とを比較することにより、画像ＩＡ１，ＩＡ２のそれぞれにシェーディング補正を施すことによって、螺旋形状に伴う輝度のむらを低減できることがわかる。

【0033】

次に、画像処理部２０４は、図８のＳ１１の後、差分画像取得部２０４ｃとして機能し、シェーディング画像ＩＡ１’とシェーディング画像ＩＡ２’との差分画像ＩＳを取得する（図８のＳ１２）。シェーディング画像ＩＡ１’とシェーディング画像ＩＡ２’との差分画像は、差分の絶対値の画像であり、以下ではこれをシェーディング差分画像ＩＳと称する。シェーディング差分画像ＩＳは、差分画像の一例である。

【0034】

図１３は、シェーディング差分画像ＩＳにおける画像Ｉａである。図１３から、シェーディング差分画像ＩＳ中には、破線で囲まれた領域Ｄ１内に、凹凸不良に対応した他の部位よりも差分の絶対値が大きい部位Ｉｄ１があり、当該部位Ｉｄを凹凸不良として検出できることがわかる。

【0035】

このような異常を検出するため、画像処理部２０４は、図８のＳ１２の後、異常候補領域検出部２１ｄとして機能し、例えば、シェーディング差分画像ＩＳに対して、二値化、グルーピング、およびラベリングを実行し、差分絶対値が差分閾値（二値化閾値）以上である互いに隣接した複数の画素で構成された領域であって、当該領域の面積（画素数）が面積閾値（画素数閾値）以上であるラベリングされた領域を、異常候補領域として検出する（図８のＳ１３）。

【0036】

ところで、図１４は、シェーディング画像ＩＡ１’中の画像Ｉｂであり、図１５は、シェーディング画像ＩＡ２’中の画像Ｉｂであり、図１６は、図１４のシェーディング画像ＩＡ１’と、図１５のシェーディング画像ＩＡ２’とから得られたシェーディング差分画像ＩＳ中の画像Ｉｂである。図１４～１６中には、それぞれ、破線で囲まれた領域Ｄ２内に、マーキング（レーザーマーキング）に対応した他の部位よりも差分の絶対値が大きい部位Ｉｄ２があり、当該部位Ｉｄ２をマーキングとして検出できることがわかる。しかしながら、マーキングは、異常では無いため、凹凸不良とは区別して検出されるのが便利である。また、汚れも、マーキングと同様に検出されるが、汚れは凹凸不良とは対応が異なるため、凹凸不良とは区別して検出されるのが便利である。

【0037】

そこで、発明者らは鋭意研究を重ねた結果、レーザーマーキングや汚れに基づく異常候補領域と凹凸不良に基づく異常候補領域とを、二つの特徴によって区別可能であるという知見を得た。

【0038】

図１７は、異常候補領域毎の二つの特徴を示すプロット図である。図１７において、横軸は、Ｓ１３で検出された異常候補領域におけるシェーディング画像ＩＡ１’中の輝度値の平均値、およびＳ１３で検出された異常候補領域におけるシェーディング画像ＩＡ２’中の輝度値の平均値のうち、低い方の値Ｘである。ここに、異常候補領域におけるシェーディング画像ＩＡ１’中の輝度値の平均値は、第一代表値の一例であり、異常候補領域におけるシェーディング画像ＩＡ２’中の輝度値の平均値は、第二代表値の一例である。なお、第一代表値および第二代表値は、平均値には限定されない。値Ｘは、第一指標の一例である。

【0039】

また、図１７において、縦軸は、Ｓ１３で検出された異常候補領域におけるシェーディング差分画像ＩＳ中の各画素の輝度値（差分絶対値）の平均値（代表値）Ｙである。シェーディング差分画像ＩＳ中の各画素の輝度値の平均値Ｙは、第三代表値および第二指標の一例である。第三代表値は、平均値には限定されない。例えば、第一代表値、第二代表値、および第三代表値は、いずれも中央値のような平均値とは異なる代表値であってもよい。

【0040】

発明者らは、多数のサンプルを解析することにより、マーキングまたは汚れとしての異常候補領域（図１７中の黒丸）は、Ｘ＞Ｔｈ１かつＹ＜Ｔｈ２となり、凹凸不良としての異常候補領域（図１７中の白丸）は、Ｘ≦Ｔｈ１またはＹ≧Ｔｈ１となることを、見出した。閾値Ｔｈ１は、第一閾値の一例であり、閾値Ｔｈ２は、第二閾値の一例である。

【0041】

このような区別を実行するため、画像処理部２０４は、図８のＳ１３の後、指標算出部２０４ｅとして機能し、上述した値Ｘおよび平均値Ｙを算出する（図８のＳ１４）。そして、画像処理部２０４は、異常検出部２０４ｆとして機能し、値Ｘと閾値Ｔｈ１との比較、および平均値Ｙと閾値Ｔｈ２との比較に基づいて、マーキングまたは汚れとしての異常候補領域とは区別して、凹凸不良としての異常候補領域を、異常として検出する（図８のＳ１５）。指標算出部２０４ｅは、第一指標算出部の一例であり、第二指標算出部の一例でもある。

【0042】

なお、Ｓ１５においては、Ｘ＞Ｔｈ１かつＹ＜Ｔｈ２となるマーキングまたは汚れとしての異常候補領域と、Ｘ≦Ｔｈ１またはＹ≧Ｔｈ２となる凹凸不良としての異常候補領域とが区別されたが、これには限定されない。例えば、図１７中に示す判別関数Ｆ（Ｘ）＝ａ・Ｘ＋ｂに対するＹの大小によって、区別されてもよい。この場合、Ｆ（Ｘ）＜Ｙとなる異常候補領域は、マーキングまたは汚れとしての異常候補領域であり、Ｆ（Ｘ）≧Ｙとなる異常候補領域は、凹凸不良としての異常候補領域であると、区別されうる。また、例えば、値Ｘおよび平均値Ｙが図１７中の楕円のような破線の閉ループＬｃ内となる異常候補領域がマーキングまたは汚れとしての異常候補領域であり、値Ｘおよび平均値Ｙが閉ループＬｃ上または閉ループＬｃ外となる異常候補領域が凹凸不良としての異常候補領域であると区別されてもよい。すなわち、Ｓ１５においては、異常検出部２０４ｆは、第一指標および第二指標が所定条件を満たす異常候補領域を、異常領域として検出する。

【0043】

以上、説明したように、本実施形態では、異常検出部２０４ｆは、シェーディング画像ＩＡ１’（第一シェーディング画像）とシェーディング画像ＩＡ２’（第二シェーディング画像）とのシェーディング差分画像ＩＳ（差分画像）から異常を検出する。これにより、例えば、画像中の場所による輝度のむらを低減あるいは排除することができるので、より精度良く不良（異常）を検出することができる。

【0044】

また、検査対象物１００は、外周に螺旋状の凹部または凸部を有した長尺状の検査対象物１００であって画像ＩＡ１（第一画像）と画像ＩＡ２（第二画像）とで明るい領域と暗い領域とが長手方向と交叉する方向（短手方向）に逆転する検査対象物１００である。上述したように、異常検出部２０４ｆがシェーディング差分画像ＩＳから異常を検出することにより、画像ＩＡ１および画像ＩＡ２に生じる螺旋形状に伴う輝度のむらに基づく誤検出を、抑制することができる。

【0045】

また、異常検出部２０４ｆは、値Ｘ（第一指標）および平均値Ｙ（第二指標）が所定条件を満たす異常候補領域を、異常領域として検出する。また、異常検出部２０４ｆは、検出された異常候補領域のうち、値Ｘが閾値Ｔｈ１（第一閾値）よりも小さいかあるいは平均値Ｙが閾値Ｔｈ２（第二閾値）よりも大きい異常候補領域を、異常領域として検出する。これにより、マーキングまたは汚れと区別して、凹凸異常を検出することができる。

【0046】

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、検査対象物は、長尺状部品以外であってもよい。また、検査装置は、上述した異常以外の異常を画像処理で検出することができる。また、検査装置は、静止状態で取得された画像に対して検査を実行してもよい。また、光学部品はミラー以外（例えば、レンズ、プリズム等）であってもよい。また、画像中に検査対象物の三つ以上の部位が含まれてもよい。また、撮像部は、幅方向と交叉する方向（斜め方向）に延びた線状の画像を取得してもよい。また、撮像部は、三つ以上設けられてもよい。また、判別関数は１次関数には限定されない。

【符号の説明】

【0047】

１…検査装置（画像検査装置）、２０４ａ…画像取得部、２０４ｂ…シェーディング補正部、２０４ｄ…異常候補領域検出部、２０４ｅ…指標算出部（第一指標算出部、第二指標算出部）、２０４ｆ…異常検出部、１００…検査対象物、１００ａ…表面（検査対象面）、ＩＡ１…画像（第一画像）、ＩＡ２…画像（第二画像）、ＩＡ１’…シェーディング画像（第一シェーディング画像）、ＩＡ２’…シェーディング画像（第二シェーディング画像）、ＩＳ…シェーディング差分画像（差分画像）、Ｔｈ１…閾値（第一閾値）、Ｔｈ２…閾値（第二閾値）。

【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】