JPH03175343A - 外観検査による欠陥抽出方法 - Google Patents

外観検査による欠陥抽出方法

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JPH03175343A
JPH03175343A JP2125071A JP12507190A JPH03175343A JP H03175343 A JPH03175343 A JP H03175343A JP 2125071 A JP2125071 A JP 2125071A JP 12507190 A JP12507190 A JP 12507190A JP H03175343 A JPH03175343 A JP H03175343A
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Satoshi Yamatake
聰 山竹
Mitsuru Shirasawa
満 白澤
Toshinori Inoue
敏範 井上
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、検査対象物の表面の欠け、ひび、汚れ、異物
等の外観上の欠陥部を画像処理により検査する外観検査
による欠陥抽出方法に関するものである。
【従来の技術】
従来より検査対象物を含む空間領域をTVカメラ等の画
像入力手段で撮像し、原画像の各画素の濃度を適宜しき
い値を用いて2値化し、この2値画像に基づいて欠陥部
を検出する方法が知られている(たとえば、特開昭62
−88946号公報参照)、すなわち、2値画像におい
て検査対象物とみなせる領域の内側に値の反転する部位
が存在すれば欠陥部とみなすようにしている。
【発明が解決しようとする課題】
上記従来方法では、原画像の全画面について2値画像を
得ているから、欠陥部の濃度と欠陥部の周辺の濃度とが
しきい値に対して同じ領域に含まれることがあり(たと
えば、どちらの濃度もしきい値以上になることがあり)
、欠陥部を正確に識別できないという問題があった。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、欠
陥部の判定対象となる欠陥候補の輪郭線を囲むように欠
陥候補領域を設定することにより、判定対象を限定し、
かつ、検査対象物の輪郭線の内側の濃度に基づいて欠陥
部5補領域内の各画素の濃度を2値化して欠陥候補内の
画素を他の画素から分離することにより、欠陥候補の良
否判定を精度よく行えるようにした外観検査による欠陥
抽出方法を提供しようとするものである。
【yA題を解決するための手段】
請求項1および請求項2の方法は、上記目的の達成のた
めに、検査対象物の輪郭線の内側に欠陥部の判定対象と
なる欠陥候補の輪郭線を囲む閉じた領域内を欠陥候補領
域として設定し、欠陥候補領域の近傍外側で検査対象物
の輪郭線よりも内側の濃度に基づいて基準濃度を設定し
、欠陥候補領域内の各画素の濃度を上記基準濃度に基づ
いて設定されたしきい値との大小関係によって2値化す
ることにより、欠陥候補内の画素と他の画素とを分離す
るようにしているのである。 請求項3の方法では、欠陥候補領域を、画面の縦方向と
横方向とに走る各一対の辺と、上記各辺に対してそれぞ
れ45°の角度で交差する4辺とに囲まれた六角形に設
定している。 請求項4の方法では、複数個の欠陥候補領域の近傍外側
で検査対象物の輪郭線よりも内側にそれぞれ基準値算出
ラインを設定し、異なる欠陥候補領域に対応する基準値
算出ライン同士が交差しないときには、各基準値算出ラ
インの上の各画素の濃度に基づいて基準濃度を算出し、
異なる欠陥候補領域に対応する基準値算出ライン同士が
交差するときには、交差する基準値算出ラインに囲まれ
る全領域を囲むとともに両基準値算出ラインの一部を含
むような新たな基準値算出ラインを設定し、この基準値
算出ラインの上の画素の濃度に基づいて基準濃度を特徴
する 請求項5の方法は、しきい値を、欠陥候補領域内が周囲
よりも暗い暗欠陥のときには、上記基準濃度に負のオフ
セット値を加算して設定し、欠陥候補領域内が周囲より
も明るい明欠陥のときには、上記基準濃度に正のオフセ
ット値を加算して設定するのである。 請求項6の方法では、しきい値との大小関係に基づいて
分離された欠陥候補内の画素が占める面積、および各画
素の濃度と上記しきい値との濃度差の総和である体積を
求め、上記面積と上記体積とに基づいて欠陥候補の良否
を特徴する請求項7の方法では、複数個の欠陥候補の輪
郭線同士の距離をそれぞれ求め、この距離が所定距離以
内である欠陥候補の面積および体積を合計し、合計され
た面積および体積に基づいて欠陥候補の良否を特徴する 請求項8の方法は、基準値算出ラインを多角形状に設定
し、上記基準値算出ラインの各頂点付近の画素の濃度に
基づいて各頂点の基準濃度を算出し、各画素の位置と濃
度との3次元空間において、各頂点の間の濃度勾配に近
似した基準平面を設定し、上記3次元空間において基準
平面を濃度方向に偏移させたしきい平面の各画素の濃度
をそれぞれその位置におけるしきい値とし、上記しきい
値に対応する位置の欠陥候補領域内の各画素の濃度を各
しきい値に基づいて2値化している。 請求項9の方法では、欠陥候補の輪郭線が閉じていると
きには、輪郭線内を欠陥候補領域とし、輪郭線が開いて
いるときには、輪郭線の端同士を直線で結んだ範囲内を
欠陥候補領域とする。
【作用】
請求項1および請求項2の方法によれば、欠陥部の判定
対象となる欠陥候補の輪郭線を囲む閉じた領域内を欠陥
候補領域として設定しているから、判定対象を限定する
ことができるのであり、しかも、検査対S、物の輪郭線
の内側で欠陥候補領域の近傍外側の濃度に基づいて設定
されたしきい値との大小関係により欠陥候補領域内の各
画素の濃度を2値化して欠陥候補内の画素を他の画素か
ら分離するから、しきい値として適切な値を設定するこ
とができ、欠陥候補内の画素と他の画素との分離が確実
に行えることになり、欠陥候補の良否判定の精度が高ま
るのである。 請求項3の方法では、欠陥候補領域を六角形に設定して
いるので、欠陥候補の輪郭線にほぼ沿う形で欠陥候補領
域を設定することができ、欠陥候補領域を簡単な形状に
設定しながらも欠陥候補の面積とほぼ同じ程度の面積に
設定できるのであって、欠陥候補領域内でのむだな演算
による演算量の増加が抑制できるのである。 請求項4の方法では、複数個の欠陥候補領域の近傍外側
で検査対象物の輪郭線よりも内側にそれぞれ基準値算出
ラインを設定し、異なる欠陥候補領域に対応する基準値
算出ライン同士が交差しないときには、各基準値算出ラ
インの上の各画素の濃度に基づいて基準濃度を算出し、
異なる欠陥候補領域に対応する基準値算出ライン同士が
交差するときには、交差する基準値算出ラインに囲まれ
る全領域を囲むとともに両基準値算出ラインの一部を含
むような新たな基準値算出ラインを設定し、この基準値
算出ラインの上の画素の濃度に基づいて基準濃度を設定
するようにしているので、複数個の欠陥候補が存在し、
各欠陥候補に対応する基準値算出ライン同士が交差して
いても、基準濃度算出ラインの一部が欠陥候補領域内を
通ることがなく、基準濃度を適切な値に設定することが
できるのである。 請求項5の方法は、しきい値を、欠陥候補領域内が周囲
よりも暗い暗欠陥のときには、上記基準濃度に負のオフ
セット値を加算して設定し、欠陥候補領域内が周囲より
も明るい明欠陥のときには、上記基準濃度に正のオフセ
ット値を加算して設定するので、しきい値を欠陥候補領
域の明るさに応じて適切な値に設定できる。 請求項6の方法では、しきい値との大小関係に基づいて
分離された欠陥候補内の画素が占める面積、および各画
素の濃度と上記しきい値との濃度差の総和である体積を
求め、上記面積と上記体積とに基づいて欠陥候補の良否
を判定するので、面積のみによって欠陥候補の良否を判
定する場合に比較して良否判定の精度が高くなるのであ
る。 請求項7の方法では、複数個の欠陥候補の輪郭線同士の
距離をそれぞれ求め、この距離が所定距離以内である欠
陥候補の面積および体積を合計し、合計された面積およ
び体積に基づいて欠陥候補の良否を判定するから、本来
1つの欠陥候補であるにもかかわらず、輪郭線を求める
際の処理によって分離されていた複数の欠陥候補を1つ
の欠陥候補として扱うことができるのであり、判定精度
の向上が期待できるのである。 請求項8の方法は、基準値算出ラインを多角形状に設定
し、上記基準値算出ラインの各頂点付近の画素の濃度に
基づいて各頂点の基準濃度を算出し、各画素の位置と濃
度との3次元空間番こお1)て、各頂点の間の濃度勾配
に近似した基準平面を設定し、上記3次元空間において
基準平面を濃度方向に偏移させたしきい平面の各画素の
濃度をそれぞれその位置におけるしきい値とし、上記し
き11に対応する位置の欠陥候補領域内の各画素の濃度
を各しきい値に基づいて2値化しているから、光源の位
置などによって欠陥候補領域に照度むら力(生じても、
照度むらの影響を除去すること力(でき、判定精度が向
上するのである。 請求項9の方法では、欠陥候補の輪郭線力τ閉じている
ときには、輪郭線内を欠陥候補領域とし、輪郭線が開い
ているときには、輪郭線の端同士を直線で結んだ範囲内
を欠陥候補領域とするので、欠陥候補領域の設定が非常
に容易になると0う効果がある。
【実施例1] 本発明では、第1図に示すように、検査対象物をテレビ
カメラ等の画像入力装置1により撮像し、各画素の濃度
をアナログ−デジタル変換部2番こおいてデジタル信号
に変換した後、前処理部3Gこおいて以下の前処理を行
うことにより、アナログ−デジタル変換部2より得られ
る原画像のは力IGこ、微分絶対値画像、微分方向値画
像、工・7ジ画像を得る。 すなわち、検査対象物を含む空間領域を撮像して得られ
る原画像P0は濃淡画像であって、第2図(a)に示す
ように、検査対象物0、欠陥xI、異物x2などを含む
画像となっている。この濃淡画像から検査対象物Oの輪
郭線等の工・ンジを抽出する処理は、「エツジは濃度変
化が大きし)部分番こ対応している」という考え方を基
本にしてし)る、したがって、濃度を微分することによ
って工・ンジの抽出を行なう。微分処理は、第3図に示
すよう(こ、原画像P0を3×3画素の局所並列ウィン
ドウWに分割して行なう、つまり、注目する画素Eと、
その画素Eの周囲の8画素(8近傍)A〜D、F〜Iと
で局所並列ウィンドウWを形成し、局所並列ウィンドウ
W内の画素A〜Iの濃度の縦方向の濃度変化ΔVと横方
向の濃度変化ΔHとを次式によって求め、 ΔV=(A+B+C)−(G+H+ 1)ΔH=(A+
D+−G)−(C+F+ I)さらに、微分絶対値1e
17と微分方向値l e zとを次式によって求めるの
である。 e 1t=(AV’+Δ)(2)+7まただし、A〜I
は対応する画素の濃度を示している。上式から明らかな
ように、微分絶対値1eは、原画像の着目する画素の近
傍領域における濃度の変化率を表し、微分方向値le、
は、同近傍領域における濃度変化の方向に直交する方向
を表している0以上の演算を原画像P0の全画素につい
て行なうことにより、検査対象物0の輪郭や欠陥X1、
異物X2等が存在しているような濃度変化が大きい部分
と、その変化の方向とを抽出することができるのである
。欠陥X1や異物X2は、第2図(a)では各1個を示
しているが、さらに多数の欠陥や異物があっても同様で
ある。ここに、各画素の濃度を、微分絶対値te1.で
表現した画像を微分絶対値画像、微分方向値l e t
で表現した画像を微分方向値画像と呼ぶ。 次に細線化処理が施される。細線化処理は、微分絶対値
が大きいほど濃度変化が大きいことを表わしている点に
着目して行なわれる。すなわち、各画素の微分絶対値を
周囲の画素の微分絶対値と。 比較し、周囲の画素よりも大きくなるものを連結してい
くことにより、1画素の幅を有したエツジを抽出するの
である。第4図に示すように、各画素の位置をX−Y座
標で表わし、微分絶対値をZ軸に取った微分絶対値画像
P、を考えれば、細線化処理は、この曲面における稜線
を求めることに相当する。ここまでの処理により、微分
絶対値の大小にかかわらず、すべての稜線が抽出される
。 この段階で得られている稜線には、ノイズ等による不要
な小さな山も含まれているから、第5図に示すように、
適宜しきい値SLを設定し、このしきい値SL以上の値
のみを採用してノイズ成分を除去する。この処理で得ら
れた画像は、原画像のコントラストが不十分であるとき
や、ノイズが多いようなときには、不連続線になりやす
い、そこで、エツジ延長処理を行なう。エツジ延長処理
では、不連続線の端点から始めて、注目する画素とその
周囲の画素とを比較し、次式で表わされる評価関数f(
eJ)がもっとも大きくなる方向に線を延長し、他の線
の端点に衝突するまでこれを続ける。 f (e 、)= ここに、eoは中心画素(局所並列ウィンドウWのEに
相当する)の微分データであり、e、は隣接画素(局所
並列ウィンドウWの8近傍に相当する)の微分データで
あり、j=1.2.・・・・・・、8である。 以上の処理により、第2図(b)に示すように、原画像
において濃度変化が大きい部分をなぞるようなエツジ画
像P4が得られる。エツジ画像P、では、各線が検査対
象物O1欠陥Xl、異物X2等の輪郭線2゜〜12を表
すものとみなせる。以上の前処理により、原画像、微分
絶対値画像、微分方向コード画像、エツジ画像の4種類
の画像が得られ、各画像はそれぞれ原画像メモリ4、微
分絶対値画像メモリ5、微分方向値画像メモリ6、エツ
ジ画像メモリ7に記憶される。以下の説明では、各画像
の画素の位置をX−Y座標で表現するものとし、各画像
における画素の濃度をそれぞれf+(x、y)、f2(
x、y)、f*(x、y)、f<(x、y)とする。 原画像は、濃淡画像であって、濃度は通常8ビツトで表
されるから、各画素における濃度a(=f+(x、y)
)は、0≦a≦255となる。また、微分絶対値画像の
濃度(すなわち、微分絶対値)b(= f z(X 、
 y ))は、たとえば6ビツトで表され、0≦b≦6
3となり、微分方向値画像の濃度(すなわち、微分方向
値)c (−f )(X 、y))は、たとえば16方
向で表され、0≦C≦15となる。エツジ画像について
は、線の有無のみであるから、線となる画素は“1“、
それ以外の画素は“0”として表される。つまり、f<
(x、y)の値域は(0,11となる。なお、以下の説
明においては、濃度という用語は白の濃度を表し、濃度
値が大きいほど明るいものとする。 次に、判定部8では、第6図に示すように、エツジ画像
について、検査対象物0の輪郭線l。の内部に検査領域
Aを適宜設定する。以下の説明では、検査領域A内の2
箇所に欠陥かどうかの判定対象である欠陥候補XI I
 + X + 2が存在し、一方の欠陥候補X11は輪
郭線11.が開いており、他方の欠陥候補X、2は輪郭
線e12が閉じているものとする6検査領域Aが設定さ
れると、第7図に矢印で示すように、エツジ画像内で検
査領域A内をラスク走査することにより、f 4(X、
3/)= 1となる画素を検出しフラグ点とする。この
フラグ点を始点として、8近傍についてf4(X、y)
−1となる画素を抽出しながら輪郭me、、の追跡を行
う、ここに、第8図に示すように輪郭線/IIが開いて
いるときには、始点Pが輪郭線ll+の端点になること
があるが、そのような場合には1方向にのみ追跡し、始
点Pが輪郭li1..の端点でなければ両方向に追跡す
る。こうして輪郭線111を追跡することにより、輪郭
w1111の上の全画素の座標がわかるから、X座標お
よびX座標の最大値と最小値とをそれぞれ求める。X座
標およびX座標の最大値と最小値とを求める方法として
は、輪郭線ll+を追跡して全座標をバッファに格納し
た後に求める方法と、全座標を格納することなく輪郭線
ll+の追跡中に座標の大小関係を比較しながら求める
方法とがある。 以上のようにして、輪郭線1.のX座標およびX座標の
最大値X m * w + Y a・・と最小値X・・
・・Y・・・とを求めることができれば、第9図に示す
ように、輪郭線I11に外接する四角形の欠陥候補領域
Bを設定することができる。こうして欠陥候補領域Bを
設定した後、第10図に示すように、欠陥候補領域Bの
数画素(n画素)だけ外側に基準値算出ラインLを設定
する。基準値算出ラインLは、検査対象物Oの輪郭線1
0の内側に設定する。 次に、基準値算出ラインLの上の全画素の濃度を原画像
より求めてバッファに格納し、バッファ内の濃度を用い
て基準濃度C9を設定する。基準濃度CSは、バッファ
内の濃度の平均値、メジアン、モード、あるいは、上下
数個ずつデータを捨てた後の平均値のいずれかの値とし
、どの値を用いるかは画像の状態に応じて決定する。こ
うして得られた基準濃度Csにオフセット値dを加算し
、しきい値S L 1 (= c g+ d )を設定
する。オフセット値dは、欠陥候補Xllが周囲よりも
低濃度である暗欠陥のときには負の値とし、周囲よりも
高濃度である明欠陥のときには正の値とする。暗欠陥の
場合には、しきい値SLIよりも濃度f、(x。 y)が小さい(すなわち、f +(x、y)  SL 
1 <0となる)画素を欠陥候補点とし、欠陥候補点を
見付けるたびに、面積カウンタに1を加算して、欠陥候
補点が占める総面積に対応した値CAを求める。また同
時に、欠陥候補点における濃度f 、(xy)としきい
値SLIとの差(SL]、  f+(x、y))を求め
、体積カウンタに加算して、欠陥候補点における濃度と
しきい値SLIとの濃度差の総和に対応した値Cvを求
める。ここに、値CAは原画像における欠陥候補の総面
積に相当するから面積と呼び、/iir画像において濃
度を深さとみなした3次元空間を考えれば、値CVは原
画像における欠陥候補の総体積に相当するから体積と呼
ぶことにする。 以上のようにして、欠陥候補領域Bの中に存在する欠陥
候補点の面積OAと体積Cvとを求めたことにより、面
積CAと体積Cvとによって、欠陥候補Xl+の良否が
判定できる。すなわち、面積Cあの大小によって良否の
一次判定を行い、面積CAが所定の範囲内であるときに
は、体積CVによって二次判定を行えばよいのである。 たとえば、次のように面積CAに対する所定の基準値a
、b(a>b)を設定し、体積CVに対しても所定の基
準値Cを設定する。 ■ CA > a ■ a≧cA>b かつCv>c のいずれかの条件を満たすときには、不良と判定し欠陥
候補X、を欠陥であると判定する。また、それ以外のと
きには良品と判定するのである。 欠陥候補X、1が明欠陥のときには、上述したようにオ
フセット値dを正の値とし、fl(x、y)SLI>O
となる画素を、欠陥候補点とする。また、各欠陥候補点
の体積は、fl(X、3/)−3LIとして求める。良
否の判定条件は、暗欠陥と同様である。 以上のようにして欠陥候補Xl+の良否を判定した後、
検査領域A内でのラスク走査を続け、次の欠陥候補X1
2についても同様の処理を行い、良否を判定する。ここ
に、1つの欠陥候補X、の良否判定の後に、次の欠陥候
補−X+2を探索しているが、1つの欠陥候補X11に
対する基準値算出ラインLの設定後、次の欠陥候補X1
□を探索し、すべての欠陥候補に対する基準値算出ライ
ンLを設定した後に、良否判定を行うようにしてもよい
。 上述のように、欠陥候補X + + 、 X +□の輪
郭線1e12に外接する欠陥候補領域Bを設定すること
により、欠陥候補Xz、X、2の輪郭線’ll+112
が閉じていなくても欠陥候補X + + 、 X 1□
の良否判定を行うことができるのである。また、欠陥候
補領域Bを囲む基準値算出ラインLを設定し、基準値算
出ラインB内の各画素の濃度に基づいて欠陥候補領域B
内の画素の濃度を2値化しているから、欠陥候補X11
.X12の輪郭線111+l+2に不要な線が連続して
いても2値化によって良否判定の際には無視されること
になり、判定の精度が高くなるのである。 ところで、欠陥候補領域Bの設定には、エツジ画像を用
いる代わりに微分2値画像を用いることもできる。微分
2値画像は、原画像を微分く微分法は上述した方法には
限定されない)した後、適宜しきい値によって2値化し
た画像であって、背景との境界線が必ず閉じた図形にな
るという性質を有している。したがって、検査領域A内
でラスク走査によって背景との境界線を求め、この境界
線を追跡すればエツジ画像における輪郭線の追跡とほぼ
同様の処理をしたことになる。背景との境界線の追跡を
行った後は、境界線のX座標およびX座標における最大
値と最小値とをそれぞれ求めて、欠陥候補領域Bを設定
することができるのである。その後の処理はエツジ画像
を用いた場合と同じである。 【実施例2】 実施例1では、欠陥候補Xz、X、2の輪郭線1l12
に外接する四角形として欠陥候補領域Bを設定していた
が、欠陥候補領域Bを外接四角形とすると、欠陥候補X
、、、X、2の輪郭線111+l+2で囲まれる面積よ
りも欠陥候補領域Bの面積のほうが、かなり広くなって
しまう、すなわち、欠陥候補領域B内には欠陥候補X、
、、X、2以外の部分が多く含まれているのであり、欠
陥候補X 1+ 、 X +□の形状によってはむだな
演算が多くなることがある。 また、欠陥候補X、、、X、、が複数存在しているとき
には、一つの欠陥候補領域が他の欠陥候補領域に重なり
、判定精度が下がることもある。 本実施例は、実施例1の欠点を補うものであって、第1
1図(、)および第12Q?1(a)に示すように、欠
陥候補領域Bを実施例1の場合よりも狭めるように、四
角形の各辺に対して45°で交差し、かつ欠陥候補X1
の輪郭線11に接する直線を設定しているのである。 このような直線を設定する方法としては、たとえば、次
の方法がある。すなわち、まず実施例1と同様にして輪
郭線11のX座標およびX座標の最大値X II @ 
It l Y * a 11と最小値X s ln *
 Y m r nとを求め、輪郭線11に外接する四角
形を設定する。この四角形の各頂点について、頂点から
始めてX方向(Y方向でもよい)に1画素ずつ探索開始
点を移動し、探索開始点から45°の方向に探索を行う
ようにする。すなわち、1つの探索開始点から探索を開
始して輪郭線IIの上の画素を検出せずに四角形の他辺
に達したときには、探索開始点をX方向(Y方向でもよ
い)に1画素ずらして次の探索を行い、探索中に輪郭線
11の上の画素を検出したときに、この探索線を四角形
の各辺に対して45°で交差し、かつ輪郭線りに接する
直線とみなす。 以上の手順を四角形の各頂点について実行すれば、四角
形の各辺に対して45°で交差するような直線を設定す
ることができ、六角形の欠陥候補領域Bを設定すること
ができるのである。その結果、実施例1に比較すれば、
欠陥候補領域Bを狭めることができる。欠陥候補領域B
を設定した後は実施例1と同様の処理を行い、第11図
(b)および第12図(b)に示すように、欠陥候補類
@Bの外側に基準値算出ラインLを設定し、欠陥候補領
域Bの良否判定を行うのである。 本実施例の方法によれば、欠陥候補領域Bの面積が小さ
くなるから、良否判定の際の演算量が少なくなり、また
、複数の欠陥候補が存在している場合でも、一つの欠陥
候補に対応、する欠陥候補領域Bが他の欠陥候補に重な
る確率が大幅に減少し、正確な良否判定が期待できるの
である。また、上記手順は、計算式を用いずにへ角形の
欠陥候補領域Bを設定することができ、かつ、輪郭線e
lが閉じていない場合でも利用できるのである。 なお、本実施例の応用として欠陥候補領域Bを四角形や
へ角形以外の多角形に設定することも可能であるが、六
角形以上の多角形にしても実用上の効果はほとんどかわ
らず、演算量が増加するのであまり得策ではない。
【実施例3】 ところで、第13図に示すように、複数の欠陥候補X、
、、X、2が存在するときに、一方の欠陥候補X、、、
X、2の基準値算出ラインL l l * L l 2
が他方の欠陥候補X1llXI2の上を通ることがある
。この場合、基準濃度c3として適切な値が得られない
ことになる。 そこで、本実施例では、基準値算出ラインLL+2同士
が交差するかどうかを判定しくこれには、両基準値算出
ラインL + + + L l 2の頂点の座標を比較
すればよい)、交差している場合には、両基準値算出ラ
インL、、、L、□の各辺のうちで交差していない辺を
延長することによって得られる四角形を基準値算出ライ
ンLとする。こうして得た基準値算出ラインLは、他の
基準値算出ラインに交差することがなく、この基準値算
出ラインLの上の各画素の濃度に基づいて基準濃度C8
を適切な値に設定することができる。以後の処理は実施
例1と同様になる。
【実施例4】 上記各実施例では、欠陥候補領域Bを、欠陥候補Xz’
、X)zの輪郭線Ll+f12に外接する多角形として
設定していたが、本実施例では、欠陥候補領域Bを以下
のようにして設定している。 すなわち、輪郭線’ll+l+2が閉じているときには
、輪郭線111,112の中を欠陥候補領域Bとし、輪
郭線111+l12が開いているときには、第14図に
示すように、端点同士を直線Sで結ぶことにより、輪郭
線’11+’+2を閉じて輪郭線111 + 112の
中を欠陥候補領域Bとするのである。以後は、基準値算
出ラインLを実施例1と同様に設定した後、実施例1と
同様に処理を行えばよい。 こうして欠陥候補領域Bを設定すれば、欠陥候補領域B
を多角形とする場合に比較して、欠陥候補領域Bに欠陥
候補Xll、X12以外の領域がほとんど含まれなくな
り、演算量の減少が期待できるのである。
【実施例5】 本実施例では、第15図に示すように、複数の欠陥候補
X l l〜X 15が存在している場合であって、い
くつかの欠陥候補X l l〜×1.が比較的近接して
存在している場合に有効な処理を例示する。 すなわち、各欠陥候補X、1〜XI5の輪郭線l〜Z1
5の上の各画素の座標に基づいて、輪郭線l〜L、の間
の最短距離dl 2 + dl 3 + dl 4 +
・・・・・・、d、5をそれぞれ求める。ここに、最短
路Md1Jは、対の欠陥候補X It 、 X 1 h
の間の距離を示す。こうして得られた最短路Nd1Jが
、あらかじめ設定されているしきい値d IIL、より
も小さい(d、r<dst、)ときには、一対の欠陥候
補X、、、X、、を連続しているとみなすのである。連
続しているとみなされた欠陥候補X I L 、 X 
14については、面積CAおよび体積CVをそれぞれ加
算した値を、全体の面積および体積として良否判定に用
いる。 たとえば、第15図において、欠陥候補X、1〜X+4
が連続しているとみなされたとすれば、各欠陥候補X、
l〜X14ごとに設定されたしきい値によって求めた各
欠陥候補X、l〜x14の面ffcA、〜CA4、およ
び各欠陥候補Xll〜X 14の体積CVl〜Cv4を
それぞれ加算して、連続するとみなされている部分全体
の面積C10および体積Cvoを求める。 すなわち、次式のようになる。 CAo = CA l + CA 2 + CAff+
 CA 4Cv a ” Cv + + CV 2 +
 Cv s + Cv 4以後は、CA:=CA0、C
v:=Cvoとして実施例1と同様の処理を行うことに
より、良否判定が行えるのである。独立しているとみな
される欠陥候補X1.については、実施例1と同様に良
否判定が行われる。
【実施例6】 上記各実施例では、欠陥候補領域B内の画素の濃度を2
値化するためのしきい値を、欠陥候補領域Bの外周を囲
むように設定した基準値算出ラインLの上の画素の濃度
に基づく基準濃度c8により求めていたが、検査対象物
に照射する光源の位置などによって、基準値算出ライン
Lの範囲内でも照度にむらが生じることがある。このよ
うなむらがある場合には、基準濃度C,を一定値に固定
すると、本来は同濃度であるべき画素が異なる濃度にな
り、良否判定の精度に影響が生じる。 そこで、本実施例では、第16図に示すように、基準値
算出ラインLの角部分にそれぞれ基準値算出領域り、〜
D、を設定し、各基準値算出領域り。 〜D、の中の各画素の濃度より求めた各基準値算出領域
り、〜D、の基準濃度をそれぞれ基準値算出ラインLの
各頂点の濃度とし、画素のxY座標と濃度との3次元空
間において、これら4点に基づいて基準平面を設定する
。すなわち、最小二乗法等により、これら4点からの距
離の和がもっとも小さくなるような基準平面を設定する
のである。 この基準平面に対して基準濃度c6と同様にオフセット
値を加算して基準平面を上記3次元空間でシフトさせ、
しきい値に相当するしきい平面を設定する。一般に、光
源による照度のむらは−様な変化をするから、上記3次
元空間において基準平面を設定すれば、むらの変化の傾
向、すなわち、濃度勾配に対応することができるのであ
る。 以上のようにして設定されたしきい平面上の各点と同じ
XY座標を有する原画像上の各画素にっいて濃度差に応
じて濃度を2値化すれば、照度むらの影響を除去するこ
とができ、良否判定が正確に行えるのである。
【発明の効果】
上述したように、請求項1および請求項2の方法によれ
ば、欠陥部の判定対象となる欠陥候補の輪郭線を囲む閉
じた領域内を欠陥候補領域として設定しているから、判
定対象を限定することができるのであり、しかも、検査
対象物の輪郭線の内側で欠陥候補領域の近傍外側の濃度
に基づいて設定されたしきい値との大小関係により欠陥
候補領域内の各画素の濃度を2値化して欠陥候補内の画
素を他の画素から分離するから、しきい値として適切な
値を設定することができ、欠陥候補内の画素と他の画素
との分離が確実に行えることになり、欠陥候補の良否判
定の精度が高まるという利点がある。 請求項3の方法では、欠陥候補領域を六角形に設定して
いるので、欠陥候補の輪郭線にほぼ沿う形で欠陥候補領
域を設定することができ、欠陥候補領域を簡単な形状に
設定しながらも欠陥候補の面積とほぼ同じ程度の面積に
設定できるのであって、欠陥候補領域内でのむだな演算
による演算量の増加が抑制できるという効果を奏する。 請求項4の方法では、複数個の欠陥候補領域の近傍外側
で検査対象物の輪郭線よりも内側にそれぞれ基準値算出
ラインを設定し、異なる欠陥候補領域に対応する基準値
算出ライン同士が交差しないときには、各基準値算出ラ
インの上の各画素の濃度に基づいて基準濃度を算出し、
異なる欠陥候補領域に対応する基準値算出ライン同士が
交差するときには、交差する基準値算出ラインに囲まれ
る全領域を囲むとともに両基準値算出ラインの一部を含
むような新たな基準値算出ラインを設定し、この基準値
算出ラインの上の画素の濃度に基づいて基準濃度を設定
するようにしているので、複数個の欠陥候補が存在し、
各欠陥候補に対応する基準値算出ライン同士が交差して
いても、基準濃度算出ラインの一部が欠陥候補領域内を
通ることがなく、基準濃度を適切な値に設定することが
できるという利点を有する。 請求項らの方法は、しきい値を、欠陥候補領域内が周囲
よりも暗い暗欠陥のときには、上記基準濃度に負のオフ
セット値を加算して設定し、欠陥候補領域内が周囲より
も明るい明欠陥のときには、上記基準濃度に正のオフセ
ット値を加算して設定するので、しきい値を欠陥候補領
域の明るさに応じて適切な値に設定できるという利点を
有するのである。 請求項6の方法では、しきい値との大小関係に基づいて
分離された欠陥候補内の画素が占める面積、および各画
素の濃度と上記しきい値との濃度差の総和である体積を
求め、上記面積と上記体積とに基づいて欠陥候補の良否
を判定するので、面積のみによって欠陥候補の良否を判
定する場合に比較して良否判定の精度が高くなるという
効果がある。 請求項7の方法では、複数個の欠陥候補の輪郭線同士の
距離をそれぞれ求め、この距離が所定距離以内である欠
陥候補の面積および体積を合計し、合計された面積およ
び体積に基づいて欠陥候補の良否を判定するから、本来
1つの欠陥候補であるにもかかわらず、輪郭線を求める
際の処理によって分離されていた複数の欠陥候補を1つ
の欠陥候補として扱うことができるのであり、判定精度
の向上が期待できるという利点を有する。 請求項8の方法は、基準値算出ラインを多角形状に設定
し、上記基準値算出ラインの各頂点付近の画素の濃度に
基づいて各頂点の基準濃度を算出し、各画素の位置と濃
度との3次元空間において、各頂点の間の濃度勾配に近
似した基準平面を設定し、上゛記3次元空間において基
準平面を濃度方向に偏移させたしきい平面の各画素の濃
度をそれぞれその位置におけるしきい値とし、上記しき
い値に対応する位置の欠陥候補領域内の各画素の濃度を
各しきい値に基づいて2値化しているから、光源の位置
などによって欠陥候補領域に照度むらが生じても、照度
むらの影響を除去することができ、判定精度が向上する
のである。 請求項9の方法では、欠陥候補の輪郭線が閉じていると
きには、輪郭線内を欠陥候補領域とし、輪郭線が開いて
いるときには、輪郭線の端同士を直線で結んだ範囲内を
欠陥候補領域とするので、欠陥候補領域の設定が非常に
容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1の方法に対応する処理回路の
ブロック図、第2図(1)(b)はそれぞれ本発明にお
ける原画像、エツジ画像の一例を示す説明図、第3図は
同上における局所並列ウィンドウを示す説明図、第4図
は同上における微分絶対値画像を示す説明図、第5図は
同上において微分絶対値画像からエツジ画像を得る段階
でのノイズ除去を行う処理の説明図、第6図は同上にお
いて検査対象物の輪郭線と検査領域との関係を示す動作
説明図、第7図は同上において検査領域内での欠陥候補
の探索動作を示す動作説明図、第8図は同上において欠
陥候補の輪郭線とフラグ点との関係を示す動作説明図、
第9図は同上における欠陥候補と欠陥候補領域との関係
を示す動作説明図、第10図は同上における欠陥候補領
域と基準値算出ラインとの関係を示す動作説明図、第1
1図および第12図は本発明の実施例2における欠陥候
補領域の設定方法を示す動作説明図、第13図は本発明
の実施例3における基準値算出ラインの設定方法を示す
動作説明図、第14図は本発明の実施例4における欠陥
候補領域の設定方法を示す動作説明図、第15図は本発
明の実施例5を示す動作説明図、第16図は本発明の実
施例6を示す動作説明図である。 A・・・検査領域、B・・・欠陥候補領域、lo〜12
.IZI2・・・輪郭線、L +’ L + + 、 
L +□・・・基準値算出ライン、0・・・検査対象物
、Xl・・・欠陥、X2・・・異物、XX12・・・欠
陥候補。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)画像入力手段により検査対象物を含む空間領域を
    撮像した後、画像入力手段により得られた原画像の各画
    素の濃度の変化に基づいて検査対象物の輪郭線を含むエ
    ッジ画像を設定し、原画像とエッジ画像とに基づいて検
    査対象物の輪郭線の内側に存在する欠け、ひび、汚れ等
    の欠陥部を抽出する外観検査による欠陥抽出方法におい
    て、検査対象物の輪郭線の内側に欠陥部の判定対象とな
    る欠陥候補の輪郭線を囲む閉じた領域内を欠陥候補領域
    として設定し、欠陥候補領域の近傍外側で検査対象物の
    輪郭線よりも内側の濃度に基づいて基準濃度を設定し、
    欠陥候補領域内の各画素の濃度を上記基準濃度に基づい
    て設定されたしきい値との大小関係によって2値化する
    ことにより、欠陥候補内の画素と他の画素とを分離する
    ことを特徴とする外観検査による欠陥抽出方法。
  2. (2)画像入力手段により検査対象物を含む空間領域を
    撮像した後、画像入力手段により得られた原画像の各画
    素の濃度の変化に基づいて検査対象物の輪郭線を含む微
    分2値画像を設定し、原画像と微分2値画像とに基づい
    て検査対象物の輪郭線の内側に存在する欠け、ひび、汚
    れ等の欠陥部を抽出する外観検査による欠陥抽出方法に
    おいて、検査対象物の輪郭線の内側に欠陥部の判定対象
    となる欠陥候補の輪郭線を囲む閉じた領域内を欠陥候補
    領域として設定し、欠陥候補領域の近傍外側で検査対象
    物の輪郭線よりも内側の濃度に基づいて基準濃度を設定
    し、欠陥候補領域内の各画素の濃度を上記基準濃度に基
    づいて設定されたしきい値との大小関係によって2値化
    することにより、欠陥候補内の画素と他の画素とを分離
    することを特徴とする外観検査による欠陥抽出方法。
  3. (3)上記欠陥候補領域は、画面の縦方向と横方向とに
    走る各一対の辺と、上記各辺に対してそれぞれ45゜の
    角度で交差する4辺とに囲まれた八角形に設定されて成
    ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の外
    観検査による欠陥抽出方法。
  4. (4)複数個の欠陥候補領域の近傍外側で検査対象物の
    輪郭線よりも内側にそれぞれ基準値算出ラインを設定し
    、異なる欠陥候補領域に対応する基準値算出ライン同士
    が交差しないときには、各基準値算出ラインの上の各画
    素の濃度に基づいて基準濃度を算出し、異なる欠陥候補
    領域に対応する基準値算出ライン同士が交差するときに
    は、交差する基準値算出ラインに囲まれる全領域を囲む
    とともに両基準値算出ラインの一部を含むような新たな
    基準値算出ラインを設定し、この基準値算出ラインの上
    の画素の濃度に基づいて基準濃度を設定することを特徴
    とする請求項1または請求項2に記載の外観検査による
    欠陥抽出方法。
  5. (5)上記しきい値は、欠陥候補領域内が周囲よりも暗
    い暗欠陥のときには、上記基準濃度に負のオフセット値
    を加算して設定され、欠陥候補領域内が周囲よりも明る
    い明欠陥のときには、上記基準濃度に正のオフセット値
    を加算して設定されることを特徴とする請求項1または
    請求項2に記載の外観検査による欠陥抽出方法。
  6. (6)しきい値との大小関係に基づいて分離された欠陥
    候補内の画素が占める面積、および各画素の濃度と上記
    しきい値との濃度差の総和である体積を求め、上記面積
    と上記体積とに基づいて欠陥候補の良否を判定すること
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の外観検査
    による欠陥抽出方法。
  7. (7)複数個の欠陥候補の輪郭線同士の距離をそれぞれ
    求め、この距離が所定距離以内である欠陥候補の面積お
    よび体積を合計し、合計された面積および体積に基づい
    て欠陥候補の良否を判定することを特徴とする請求項6
    記載の外観検査による欠陥抽出方法。
  8. (8)基準値算出ラインを多角形状に設定し、上記基準
    値算出ラインの各頂点付近の画素の濃度に基づいて各頂
    点の基準濃度を算出し、各画素の位置と濃度との3次元
    空間において、各頂点の間の濃度勾配に近似した基準平
    面を設定し、上記3次元空間において基準平面を濃度方
    向に偏移させたしきい平面の各画素の濃度をそれぞれそ
    の位置におけるしきい値とし、上記しきい値に対応する
    位置の欠陥候補領域内の各画素の濃度を各しきい値に基
    づいて2値化することを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の外観検査による欠陥抽出方法。
  9. (9)欠陥候補の輪郭線が閉じているときには、輪郭線
    内を欠陥候補領域とし、輪郭線が開いているときには、
    輪郭線の端同士を直線で結んだ範囲内を欠陥候補領域と
    することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
    外観検査による欠陥抽出方法。
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