特許7188670IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

機械学習を用いた情報処理に関し、特に、機械学習を用いた画像検査方法および画像検査装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

テンプレートマッチングを行う従来の画像検査には、検査精度が低いという問題がある。その原因として、被検査画像における欠陥の発生態様は無数にあるにもかかわらず、テンプレートマッチングでは被検査画像を限られた数のテンプレート画像とだけ比較することが挙げられる。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の第1の局面は、機械学習を用いた画像検査方法であって、 教師画像と被検査画像を2値化する2値化ステップと、 2値化後の前記教師画像から第1方向に長い複数の第1短冊画像を抽出し、2値化後の前記被検査画像から前記第1方向に長い複数の第2短冊画像を抽出する短冊画像抽出ステップと、 前記第1短冊画像を前記第1方向に並ぶ複数の第1部分画像に分割し、前記第1部分画像を並び順に従いリカレ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

第1または第13の局面によれば、教師画像を複数の第1短冊画像に分割し、第1短冊画像を複数の第1部分画像に分割し、第1部分画像を並び順にリカレントニューラルネットワーク(Recurrent Neural Network:以下、RNNという)に与えることにより、教師画像の変化パターンをRNNに学習させることができる。その後に、被検査画像を複数の第2短冊画像に分割し、第2短冊画像を複数の第2部分画像に分割し、第2部分画像を並び順に学習済みのRNNに与えることにより、被検査画像が教師画像と同様の変化パターンを有するか否かを判別して、被検査画像の良否を判別することができる。また、短冊画像を用いて学習と判別を行うことにより、演算量を削減しながら検査精度を高くすることができる。また、RNNの学習が完了した後に、学習済みのRNNを用いて画像検査を高速に行うことができる。また、第2短冊画像の良否の判別結果に基づき、被検査画像における欠陥の位置を特定することができる。また、製造装置の不良に起因して、被検査画像に第1方向に連続する微小欠陥が発生した場合に、この微小欠陥を検出することができる。したがって、高精度かつ容易に実行でき、製造装置の不良に起因する微小欠陥も検出できる画像検査方法または画像検査装置を提供することができる。

第2の局面によれば、短冊画像を複数の部分画像に分割し、得られた部分画像を一端側から順に第1RNNに与え、他端側から順に第2RNNに与えることにより、2個のRNNを用いて2種類の学習と判別を行い、検査精度を高くすることができる。

第3の局面によれば、教師画像と被検査画像を第1方向に長い短冊画像に分割して学習と判別を行うと共に、教師画像と被検査画像を第2方向に長い短冊画像に分割して学習と判別を行うことにより、検査精度を高くすることができる。また、製造装置の不良に起因して、被検査画像に第1方向に連続した微小欠陥が発生する場合だけでなく、被検査画像に第2方向に連続する微小欠陥が発生した場合にも、これらの微小欠陥を検出することができる。

第4の局面によれば、第1方向に長い短冊画像を複数の部分画像に分割し、得られた部分画像を一端側から順に第1RNNに与え、他端側から順に第2RNNに与えると共に、第2方向に長い短冊画像を複数の部分画像に分割し、得られた部分画像を一端側から順に第3RNNに与え、部分画像を他端側から順に第4RNNに与えることにより、4個のRNNを用いて4種類の学習と判別を行い、検査精度を高くすることができる。

第5の局面によれば、対象画像に含まれる各画素について、所定範囲内の画素の画素値の統計量を閾値と比較することにより、対象画像の特定の部分だけを考慮して、ノイズ耐性を高くしながら対象画像を2値化することができる。

第6の局面によれば、対象画像から短手方向に重複する短冊画像を抽出することにより、短冊画像の良否の判別結果に基づき、被検査画像における欠陥の位置を高い精度で特定することができる。

第7の局面によれば、対象画像から互いに重複しない短冊画像を抽出することにより、演算量を削減し、学習と判別を高速に行うことができる。

第8の局面によれば、教師画像と被検査画像がカラー画像である場合に、これらの画像をグレースケール変換することにより、学習と判別を効果的に行うことができる。

第9の局面によれば、教師画像と被検査画像が2次元状に繰り返し構造を有する画像である場合に、画像検査を高精度かつ容易に実行し、製造装置の不良に起因する微小欠陥も検出することができる。

第10の局面によれば、教師画像と被検査画像がサーマルヘッドを用いて市松模様を印刷した結果を撮影した画像である場合に、画像検査を高精度かつ容易に実行し、サーマルヘッドの欠陥の有無を判別することができる。

第11の局面によれば、教師画像と被検査画像が市松模様を表示する液晶パネルの表示画面を撮影した画像である場合に、画像検査を高精度かつ容易に実行し、液晶パネルの欠陥の有無を判別することができる。

第12の局面によれば、教師画像と被検査画像が多連充填機の各ノズルからの単位時間あたりの充填量を示す画像である場合に、画像検査を高精度かつ容易に実行し、多連充填機のノズルの欠陥の有無を判別することができる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 本発明の第1の画像検査装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示す画像検査装置に入力される被検査画像を示す図である。
【図3】 図1に示す画像検査装置に入力される被検査画像を示す図である。
【図4】 図1に示す画像検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】 図1に示す画像検査装置における短冊画像の抽出方法を示す図である。
【図6】 図1に示す画像検査装置のRNN部の詳細を示すブロック図である。
【図7】 図1に示す画像検査装置のRNN部の動作を説明するための図である。
【図8】 本発明の第2の画像検査装置の構成を示すブロック図である。
【図9】 図8に示す画像検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図10】 図8に示す画像検査装置における短冊画像の抽出方法を示す図である。
【図11】 図8に示す画像検査装置のRNN部の詳細を示すブロック図である。
【図12】 図8に示す画像検査装置のRNN部の動作を説明するための図である。
【図13】 本発明の第3の画像検査装置に入力される被検査画像を示す図である。
【図14】 本発明の第3の画像検査装置における短冊画像の抽出方法を示す図である。

代表図 図1本件の代表的な図

10、20…画像検査装置 11、21…2値化部 12、22…短冊画像抽出部 13、23…RNN部 14、24…画像判別部 25…グレースケール変換部 131、231…フォワードRNN 132、232…バックワードRNN 133、233…出力連結部 134、234…全結合層 135、235…パラメータ制御部

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