JPH03218447A

JPH03218447A - 画像データ変換方法

Info

Publication number: JPH03218447A
Application number: JP1419490A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujimori; 藤森　一雄; Takahiro Fukui; 福井　貴弘
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-09-26

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】艮服の旦豹［産業上の利用分野］本発明は画像データ変換方法に関し、詳しくはワークの
表面に形成された線状の欠陥部を強調した画像データを
作成する画像データ変換方法に関する。

［従来の技術］従来、ワーク表面に形成された欠陥部の検査を、テレビ
カメラにより撮像して得られたワーク表面の画像データ
に基づいて行なう方法がある。このような画像データに
基づいて検査を行なう方法は、例えば、特開昭６０−１
１４７５０号公報に開示されている。画像データは、ワ
ーク表面からの反射光の強度差、即ち、輝度によるもの
であることから、欠陥部が的確に捉えられない場合があ
り、画像の鮮鋭化が求められる。この鮮鋭化１友通常、
微分，′ラプラシアン等による処理にて行なわれている
。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような微分処理等を行なうと、以下
のような問題が生じていた。

例えば、第１２図に示すように、ある太さを有する線状
の欠陥部ａを撮像し微分処理を行なうと輝度の変化率の
高い部位となる欠陥部ａのエッジ法　２本の線分ｂとし
て画像が形成される。そのため、この線分ｂから１つの
欠陥部として形状を正しく認識するために、線分ｂで囲
まれた内部の塗りつぶし、線分ｂの膨張処理による分離
した線分ｂの一体化などの種々の処理が必要とされてい
ｊ４　更に、これらの処理を実施すると、第１３図に示
すように、線状の欠陥部以外の画像も残ってしまう。同
図（ア）は内部の塗りつぶし後の画像であり、同図（イ
）は複数の点状の像が膨張処理により結合されている画
像である。従って、ワークに生じたクラック等の線状の
欠陥部だけを検出しようとすると、線状以外の欠陥部と
区別するために、更に、細線化処理　縮退処理等の複雑
な処理が必要とさね処理時間が長くなると共に、設備も
大がかりなものになってしまう。また、検査精度も余り
よいものではなく、実際の製造ラインでの製品検査に（
，１，適したものではなかった本発明の画像データ変換
方法は上記課題を解決し、ワーク表面に生じた線状の欠
陥部を的確に検出できる画像データを作成することを目
的とする。

及唄Ω構戒かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。

［課題を解決するための手段１本発明の画像データ変換方法は、第１図に例示するよう
１二ワークの原画像データを、線状の欠陥部を強調した画像
データに変換する方法であって、線状に設定された第１
領域と、該第１領域に略直交し線状に設定された第２領
域とで上記原画像データを走査しつつ、該両領域に対応
する原画像データを抽出し（Ｐ１）、基準の線状欠陥部を横断する方向の輝度分布パターンデ
ータと、上記抽出された第１領域および第２領域におけ
る原画像データとを比較して各々の一致度を算出し（Ｐ
２）、上記算比された第１領域および第２領域の一致度に基づ
いて走査位置毎に輝度データを作成し（Ｐ３）、新たな
る画像データとすること乞要旨とする。

［作用］上記構成を有する本発明の画像データ変換方法は、線状
に設定された第１領域とこれに略直行し線状に設定され
た第２領域とでワークの原画像データを走査しつつ、そ
の両領域に対応する原画像データを抽出し（Ｐ］）、抽
出された両領域における原画像データとパターンデータ
とを比較し各々の一致度を算出する（Ｐ２）。このパタ
ーンデータ｛表基準の線状欠陥部を横断する方向の輝度
分布であり、このパターンデータと第１および第２領域
から抽出された原画像データとの一致度が高ければ、基
準の線状欠陥部と類似した欠陥部の存在が分かる。従っ
て、第１，第２領域における一致度に基づいて走査位置
毎に輝度データを作成し、この輝度データを新たな画像
データとする（Ｐ３）と，ワーク表面の線状の欠陥部が
強調された画像データが得られる。

［実施例］以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明の画像データ変換方法の好適な実施例
について説明する。

第２図は、その実施例方法がなされる画像データ変換装
置の概略構成図である。本画像データ変換装置は、コン
ベアＣに載置され検査対象となるワークＷを撮像するテ
レビカメラ１と、テレビカメラ１の出力する映像信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３と、画像デ
ータを記憶するビデオＲＡＭ５と、算術論理演算回路と
して構成される周知のＣＰＵ７，ＲＯＭ９，ＲＡＭＩＩ
と、表示手段としてのＣＲＴ１３と、画像データをＣＲ
Ｔ１　３に出力するＣＲＴＣ１５と、外部機器と情報の
授受包行なう外部機器インタフェース１７とから構成さ
れる。尚、Ａ／Ｄコンバータ３，ビデオＲＡＭ５，ＣＰ
ＩＪ７，ＲＯＭ９，ＲＡＭＩ１，ＣＲＴＣ１５，　外部
インタフェース１７はバス１９により相互に接続されて
いる。

次に、画像データ変換装置が実行する画像データ変換処
理について説明する。第３図（戯画像デ一夕変換ルーチ
ンを示すフローチャートであり、このルーチンは、ワー
クＷがコンベアＣにより所定位置に搬送されてから起動
する。

まず、テレビカメラ１が出力する画像データをＡ／Ｄコ
ンバータ３を介してビデオＲＡＭ５に取り込む（ステッ
プ］００）。従って、このビデオＲＡＭ５の所定領域に
は、ワークＷの原画像（例えば、画素数６４０Ｘ４００
）に対応した画像データ（以下、この画像データが変換
前であることから原画像データと呼ぶ）が格納される。

次１こ、ワークＷの原画像から、第４図に示すように十
字型に領域が設定された十字フィルタ２１内に対応する
位置の原画像データを抽出する（ステップ１１０）。

この十字フィルタ２１は、縦・横各々９つの画素（交差
する中心の画素は共通）におけるデータを抽出できるよ
うに領域が設定されたものである。

ステップ１１０の処理は、この十字フィルタ２１内にお
ける原画像データ（輝度データ）を、第５図に示すよう
に画面Ａ左上の位置から抽出する処理である。第６図は
、この処理により抽出された原画像データＤ１を示す。

十字フィルタ２１の交差部２３におけるデータは、Ｘｍ
，ｎであり、交差部２３の上方におけるデータは順に、
Ｘ　ｍ，　ｎ−１，　　Ｘｍ，　ｎ−２，　　Ｘ　ｍ，
　ｎ−３，　　Ｘ　ｍ，　ｎ−４であり、交差部の下方
におけるデータは順に、Ｘ　ｍ，　ｎ＋１，　　Ｘ　ｍ
，　ｎ＋２，　　Ｘ　ｍ，　ｎ＋３，　Ｘｍ，ｎ＋４で
ある。同様に、横方向におけるデータは左から順に、Ｘ
ｍ−４，ｎ，　　Ｘｍ−３，ｎ，　　Ｘｍ−２，ｎ，　
　Ｘｍ−１，ｎ，　　Ｘｍ，ｎ　（交差部２３のデータ
）　Ｆ　　Ｘｍ＋１，ｎ，Ｘｍ＋２，ｎ，　　Ｘｍ＋３
，ｎ，　　Ｘｍ＋４，ｎである。

ステップ１１０の処理が終了すると、抽出された原画像
データＤ１とパターンデータＤｏ（後述する第８図に示
す）との一致度を算出する（ステップ１２０）。ここで
、まずパターンデータＤｏについての説明をする。

パターンデータＤＯは、予め基準としての所定の線状の
欠陥部（以下、基準欠陥部と呼ぶ）を撮像し、その基準
欠陥部を垂直に横断する方向に捉えた輝度分布から作成
される。基準欠陥部乞垂直に横断する方向に走査して得
られた各サンプリング点での信号レベル（輝度を表す）
を第７図に示す。尚、サンプリング点は、撮像画面の一
画素に対応する。パターンデータＤＯは、このサンプリ
ングした９つの輝度データを、十字フィルタ２１の縦お
よび横に各々位置付けて、第８図に示すように作成され
る。輝度データが最大値をとるサンプリング点の輝度デ
ータを十字フィルタ２１の交差部２３におけるデータと
し、隣合うサンプリング点の輝度データを上下左右に順
次位置づけて作成する。こうしで作成されたパターンデ
ータＥ左から横方向にＹ−４．０，　　Ｙ−３．０，　
　Ｙ−２．０，　　Ｙ−１．０，Ｙ０，０，　　ＹＯ，
ｌ，　　Ｙ０，２，　　Ｙ０，３，　　Ｙ０，４の輝度
データを有し、同様に縦方向には上からＹ０，４，　　
Ｙ０，３，Ｙ０，２，　　Ｙ０，１，　　ＹＯ，Ｏ，　
　ＹＯ，−１，　　ＹＯ，−２，　　ＹＯ，−３，ＹＯ
，−４の輝度データを有する。尚、本実施例では、パタ
ーンデータＤＯを構成する各輝度データは横方向と縦方
向とを同一の値としたが、基準欠陥部の撮像位置を９０
度ずらした位置においても同様のサンプリングを行ない
、縦方向と横方向との輝度データを別々に求めて作成し
たものでもよく、二の場合には、一層正確なパターンデ
ータＤＯとなる。

次に、抽出された原画像データＤ１とパターンデータＤ
Ｏとの一致度の算出について説明する。

原画像データＤ１とパターンデータＤＯとの横方向の一
致度をｇｌ　　（ｍ，　　ｎ）とすると、となり、原画
像データとパターンデータとの縦方向の一致度をｇ２　
（ｍ，　　ｎ）とすると、となる。即ち、抽出した十字
フィルタ２］内の原画像データＤ１とパターンデータＤ
Ｏとを座標位置に対応させて乗算した合計値を、パター
ンデタＤＯの各座標位置におけるデータの２乗の合計値
で除した値を一致度としており、この一致度ｇｌ　　（
ｍ，　　ｎ）あるいはｇ２（ｍ，ｎ）の値が１に近い場
合（上一致度が高く、値］から遠ざかるほど一致度は低
いものとなる。

ステップ１２０の処理が終了すると、算出された一致度
ｇｌ　　（ｍ，　　ｎ），　　ｇ２　（ｍ，　　ｎ）か
ら、輝度データを算出する処理を行なう（ステップ］３
０）。この処理は、一致度が値１に近いものほど輝度の
大きな（明るしり輝度データに変換する処理であり、以
下のようになされる。尚、以下の説明では、算出された
一致度ｇｌ　　（ｍ，　　ｎ），　　ｇ２　（ｍ，　　
ｎ）を単に一致度×として説明する。

この変換は、例えば、ビデオＲＡＭ５の１画素当りの輝
度分解能が８ビット、即ち、２５６階調であるとして、
第９図に示すような、一次関数の変換テーブルＴ１を用
いて行なう。輝度Ｇの値沫一致度Ｘが値１以下の場合に
は、Ｇ＝２５５ｘとして算出し、一致度×が値１を超える場合には、Ｇ＝−２　５　５　ｘ＋５　１　０として算出する。また、一致度Ｘが値２を超える場合に
はＧ＝Ｏとする。尚、輝度Ｇは、ステップ１２０におい
て、算出された縦・横２つの一致度×に対して各々算出
される。そして、大きな値をとる側の輝度Ｇを、十字フ
ィルタ２１の交差部２３の座標位置の１画素分の画像デ
ータＧ（ｍ，ｎ）とする。

また、本実施例で（友一次関数の変換テーブルＴ１を採
用したが、第１０図に示すような、常用対数関数を用い
た変換テーブルＴ２を採用してもよい。この場合、輝度
Ｇの値は、一致度×が値１以下の場合には、Ｇ＝２５５　ｌ　ｏｇ　（１０ｘ）として算出し、一致度Ｘが値１を超える場合には、Ｇ＝−２５５ｌｏｇ　（１０ｘ）＋５１２として算出す
る（×〉２の場合はＧ＝０）。

ステップ１３０の処理が終了すると、求められた画像デ
ータＧ　（ｍ，　　ｎ）を、ビデオＲＡＭ５に書き込む
処理を行なう（ステップ１４０）。尚、この画像データ
Ｇ（ｍ，ｎ）は、ステップ１００にて原画像データが書
き込まれたビデオＲＡＭ５の記憶領域とは別に設けられ
た記憶領域に書き込まれる。続いて、ワークＷ表面が撮
像された１画面分の画像データＧ　（ｍ，　　ｎ）の書
き込みが終了したか否かを判断する（ステップ１５０）
。　「ＮＯ」と判断した場合には、十字フィルタ２１を
１画素分走査させてステップ１２０の処理に戻る（ステ
ップ１６０）。即ち、ワークＷ表面が撮像された１画面
分の画像データＧ　（ｍ，　　ｎ）の書き込みが終了す
るまで、十字フィルタ２１を走査することにより原画像
データＤ１の抽出位置を変更して、ステップ］］０〜１
４０の処理を繰り返すのである。

ステップ１５０の判断がｒＹＥＳＪとなると、ビデオＲ
ＡＭ５に記憶された一画面分の画像データＧ　（ｍ，　
　ｎ）をＣＲＴＣ１５を介してＣＲＴ　１３に出力しく
ステップ１７０）、本画像データ変換ルーチンを終了す
る。

以上説明した画像データ変換装置（上　ワークＷ表面を
撮像して得られた原画像データを、十字フィルタ２１に
より抽出してパターンデータＤｏとの一致度を算出し、
この一致度に基づいて画像デ一タＧ　（ｍ，　　ｎ）を
求めている。そして、このパターンデータＤＯは、線状
の基準欠陥部を撮像して得られた輝度データから作成し
たものであることから、ワークＷ表面にクラック等の線
状の欠陥が生じている場合は、その部位をＣＲＴ１　３
に明るく映し出し、線状の欠陥部を強調して表示する。

また、十字フィルタ２１の形状から、縦槙　　斜めの何
れの方向に形成された線状欠陥部であっても、その欠陥
部は強調して表示される。従って、この画像データ変換
装置により、ワークＷ表面の線状欠陥部の検査を容易に
行なうことができる。

また、ワークＷ表面に形成された線状でない凹凸部や付
着した汚れ等１表　欠陥部として認識されないことから
、目的とする線状欠陥部のみが強調さ托従来のような複
雑な画像処理を行なう必要がなＬ〜従って、製造ライン
における製品の検査に法大がかりな装置を必要とせず、
短時間にしかも精度良く行なうことができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に何等限定されるものではなく、例えば、計
算速度を速くするために、一致度ｇｌ　　（ｍ，　　ｎ
），　　ｇ２　（ｍ，　　ｎ）を以下のように算出して
もよい。

４この場合は、第１１図に示すような変換テーブルＴ３を
用いればよい。また、十字フィルタ２１の画素数を増減
することも可能であり（縦，横方向に各々９〜１５が最
適である）、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

発明の効果以上詳述したように、本発明の画像データ変換方法によ
れば、ワークの原画像データを、第１，第２領域とから
抽出してパターンデータとの一致度を算出し、この一致
度に基づいて画像データを求めている。そして、このパ
ターンデータ｛上基準の線状欠陥部から作成したもので
あることから、ワーク表面にクラック等の線状の欠陥が
生じている場合は、その部位は輝度の差異により強調し
て表示されるという優れた効果を奏する。また、第１領
域と第２領域とは、略直交して設定されることから、紘
槙　　斜めの何れの方向に形成された線状欠陥部であっ
ても、その欠陥部は強調して捉えられる。しかも、ワー
ク表面に形成された線状でない凹凸部や付着した汚れ等
１上　欠陥部として認識されないことから、目的とする
線状欠陥部のみが強調さ札従来のような複雑な画像処理
を行なう必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するフローチャート
、第２図は画像データ変換装置の概略構成図Ｊ第３図は
画像データ変換ルーチンを示すフローチャニト、第４図
は十字フィルタの構成図、第５図は十字フィルタの走査
を示す説明図、第６図は抽出された原画像データの構成
図、第７図は基準欠陥部を撮像して得られた輝度を表す
グラフ、第８図はパターンデータの構成図、第９．１０
，１１図は一致度を輝度に変換するテーブルを表すグラ
フ、第１２．１３図は従来からの処理による画像を示す
説明図である。１・・・テレビカメラ　　５・・・ビデオＲＡＭ７・・
・ＣＰＵ　　　　　　９・・・ＲＯＭ１１・・・ＲＡＭ
　　　　　１３・・・ＣＲＴ２］・・・十字フィルタＤ１・・・原画像データ　Ｄ２・・・パターンデータＴ
ｌ，　　Ｔ２，　　Ｔ３・・・変換テーブルＷ・・・ワ
ーク

Claims

【特許請求の範囲】１　ワークの原画像データを、線状の欠陥部を強調した
画像データに変換する方法であつて、線状に設定された
第１領域と、該第１領域に略直交し線状に設定された第
２領域とで上記原画像データを走査しつつ、該両領域に
対応する原画像データを抽出し、基準の線状欠陥部を横断する方向の輝度分布パターンデ
ータと、上記抽出された第１領域および第２領域におけ
る原画像データとを比較して各々の一致度を算出し、上記算出された第１領域および第２領域の一致度に基づ
いて走査位置毎に輝度データを作成し、新たなる画像デ
ータとする画像データ変換方法。