JPH0452772A - 画像監視装置の画像処理方法 - Google Patents

画像監視装置の画像処理方法

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JPH0452772A
JPH0452772A JP2155702A JP15570290A JPH0452772A JP H0452772 A JPH0452772 A JP H0452772A JP 2155702 A JP2155702 A JP 2155702A JP 15570290 A JP15570290 A JP 15570290A JP H0452772 A JPH0452772 A JP H0452772A
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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、例えば製造組立工程等において、穴開は加工
物に穴が正しく開けられたか、平面基板4−にIC素子
等か正しく実装されたか等の監視を行なうための画像監
視装置に関する。
[従来の技術] 穴開は加工物に穴が正しく開けられたか等の監視(以下
、穴開は加工物等の監視の対象となるものを監視対象物
という)は、監視対象物を撮像手段で撮像して画像信号
を得、この画像信号を穴部等の特徴領域を判別できる所
定の1つの2値化レベルで2値化処理し、この2値打号
化信号を基に監視対象物の良否判定を行なっている。
また撮像手段で撮像した画像信号の出力電圧は、監視面
の照度の時間的変動や、監視対象物の濃度や表面形状の
ばらつき等により、変動するため、その変動に応し、て
、2値化1ノベルを追従させなければならないか、従来
、撮像手段からの画像信号レベルかとれたけ変化したか
をアナログ的に計算し、それを基に2値化レベルをとれ
たけ変化しなプればlよらないかを計算し、これにより
2値化レベルを調整していた。
[解決しようとする課題1 しかしなから、2値化処理は、多値処理の場合に比較し
て監視の正確さに劣るという欠点か有った。
また2値化レベルの追従をアナログ的に行うため、時間
かかかり、またその作業が手間取り、自動化にも不向き
であるという問題点があった。なお、特徴領域とその周
辺部とのコントラストを撮像手段のダイナミックレンジ
の範囲内で可能な限り大きくとり、2値化レベルの追従
がこのコントラストの範囲内であるようにすれば、2値
化レベルを一定値とすることかできるか、特徴領域とそ
の周辺部とのコントラストを大きくとることは、特徴領
域か周辺部と類似した白黒濃度の場合等、不可能な場合
が多い。
そこで本発明の目的は、2値処理でありなから多値処理
のような判断が可能であり、また2値化レベルの調整追
従を容易に行なうことかでき、従って特徴領域とその周
辺部とのコントラストか小さい場合等でも正しい2値化
処理を行なうことか可能な画像監視装置を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明の画像監視装置は、
監視対象物を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
この撮像手段からの画像信号を複数種類の2値化レベル
で2値化し2、上記複数種類の2値化レベルと同数のビ
ットからなる画素データとして出力する2値化回路と、
この2値化回路からの画素データを記憶する画像記憶手
段と、この画像記憶手段に記憶された画素データと予め
記憶してある基準画像の画素データとを比較し、画像記
憶手段に記憶された画像の監視判定を行なう判定回路と
を具備する。
上記判定回路は、上記画像記憶手段に記憶された画素デ
ータと上記基準画像の画素データとが各ピントにおいて
すべて一致している画素データ数をカウントし、このカ
ウント値に応じて上記基準画像の許容範囲を設定するも
のであることが好まし  い 。
また−Fl記判定回路は、上記画像記憶手段に記憶され
た画素データと」1記基準画像の画素データとを各ビッ
トごとに比較して、不一致の画素データ数をカラン)・
シ、このカウント値に基づいて上記2値化レベルを設定
する設定回路を含むことが好ましい。
更に上記2値化回路は、」1記画素データか異常である
か否かを検出]7、異常である場合には所定のアルゴリ
ズムによって正規の画素データに変換する変換手段を含
むことか好ましい。
[実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
まず、画像監視装置の全体構成について説明する。第1
図において、監視対象物1は穴開は加工工程(図示省略
)中にあり、照明2の下で、撮像手段3により、加工さ
れる面の撮像が行われる。
監視対象物1は搬送パレット4によって前工程5から次
工程6へ搬送ライン上を移動する。撮像は位置決め検出
センサ7により監視対象物1の位置決めを確認後、行わ
れる。撮像された検査画像は画像信号として装置本体8
へ送られる。監視による良否判定結果は端子9から次工
程6等へ出力される。監視条件等の設定はキータブレッ
ト10で行われる。なお、装置本体8には、撮像手段3
で撮像した画像信号、さらにそれを2値化した画像信号
等を表示可能なCRT8aが設けである。
次に、装置本体8内の制御部のブロック構成を第7図を
用いて説明する。
ROM21には監視領域の良否判定等、CPU22を動
作させるためのプログラムが記憶されている。
RAM23には監視領域の良否判定の際の許容値等のデ
ータが記憶されている。監視領域の良否判定の際の許容
値等の条件は、オペレータがCRT8a等を見ながら、
キーバッド10等より入力し、i / o制御回路24
を介してRAM23に記憶される。
CPU22はROM21の指令およびRAM23のデー
タ及び後述のカウンタ35の結果に基づき、監視領域の
良否判定等を行なう。
撮像手段3からの画像信号は2値打号化回路30(後述
)により異なる3つの2値化レベルにより2値化され、
また誤った2値化符号は訂正され、基準画像の2値化符
号はフレームメモリ32に、検査画像の2値化符号はフ
レームメモリ31に蓄えられる。なおフレームメモリ3
1.32はそれぞれ3ビツトの構成となっている。フレ
ームメモリ31.32の記憶内容は表示回路33を介し
てCRTlllHに表示される。
フレームメモリ31.フレームメモリ32に蓄えられた
データは判定回路34(後述)で各画素ごとに一致また
は不一致の判定がなされ、その結果がカウンタQO〜Q
3にカウントされる。
次に監視判定の詳細及び2値化レベルの妥当性の判断及
び修正の詳細を第2.3,4,5.6図を用いて説明す
る。
第2図の監視領域Sにおいて平板上に長穴z2゜それよ
り深い穴z3およびさらにそれより深い穴z4からなる
特徴領域があり、特徴領域22〜24を平面領域zl上
の1つの穴として判別したいとする。このとき、走査線
y上の画像信号Wは第3図のようになったとする。すな
わち特徴領域22、z3.z4で白黒濃度が異なってお
り、撮像手段3からの出力値がそれぞれ異なっている。
このとき特徴領域22〜z4を平面領域zl上の1つの
穴として判別するために最適の2値化レベルvOを設定
する。また他の2値化レベルv1及びv2をVOの位置
よりΔV1だけ下の位置、及びΔv2だけ上の位置に設
けておく。なお2値化レベルv1及びv2は特徴領域z
2.z3.z4を1つの穴とし゛て検出できるレベル範
囲外に設けておく。
画像信号Wを2値打号化するための回路は第4図のよう
になっている。画像信号Wは2値化レベルVl、VO,
V2のそれぞれで2値化されて2値化符号ql、QO,
Q2を得る。次にこれらの論理信号はORゲート回路へ
入力され、Ql、QO1q2の論理和をとってパターン
符号PIとしており、q01q2の論理和をとってパタ
ーン符号POとしており、q2の符号をそのままパター
ン符号P2としている。これにより、ノイズ等による誤
った2値化符号の訂正が行われている。すなわち、第5
図に示すように、いずれかの2値化レベルで符号1とな
ったとき、即ちいずれかの2値化レベルを画像信号Wが
超えたと判断されたとき、それより下の位置にある2値
化レベルではたとえ、符号0となっていても符号1に訂
正されるようになっている。これによりノイズ等の影響
による2値化の誤りが訂正される。2値打号化及び訂正
は監視領域S上の全走査線上で行われ、これにより得ら
れた全画素におけるハミング距離1のパターン符号PO
,,PI 、P2はフレームメモリ31に3ビツトのパ
ターンとして記憶される。なお正規のパターンの組み合
わせは4通りであるため、2ビツトあれば記憶させるこ
とができるが、3ビツトで記憶させることにより、後述
のカウンタによる計算等がより容易となる。従って一般
にn個の2値化レベルを設けたときフレームメモリ31
はnビットにより構成することが好ましい。
次に判定回路34について説明する。
まず正常状態の監視対象物を撮像して2値符号化回路3
0て得たパターン符号PO*、  PL *P2 をフ
レームメモリ32(こJ己憶させる。そして監視対象物
1を撮像して同様にして、パターン符号PO,PI、P
2にしてフレームメモリ31に記憶させる。そして第6
図に示すように、AND、NOR,排他的論理和の回路
により、基準信号Ps  と検査符号psとにおいて3
ビツトとも一致した場合QO21ビットにおいて符号が
異なっている場合Ql、2ビットにおいて符号が異なっ
ている場合Q2,3ビットとも符号が異なっている場合
Q3に出力する。そして、それらの出力はカウンタ35
によりカウントされる(第7図)。
CPU22はカウンタ35のカウント値により良否判定
を行う。即ちすべての画素においてQOてあった場合は
、監視対象物1は良となるが、ノイズ等の影響があるた
めに、許容範囲を設けておき、QOO数か許容範囲内で
あれば良、許容範囲外であれば不良の判定を行う。なお
、Q2.Q3の出現を検出して、これらが一定度数以上
の場合、不良の判定を行ってもよい。基準データ及び検
査画像のデータか3ビツトの画素データであり、3ビツ
トとも一致した画素数か所定許容範囲内にあるか否かに
より良否を判定するため、監視の精度を向上させること
かできる。
次にカウンタ35のカウント結果により2値化レヘルの
妥当性の判断及び修正を行うことかできる。例えば第3
図において表面領域zlの部分の画素数は予め決まって
いるために、この数を数えておき、この数と同数の画素
が01となったときは、画像信号Wが全体として上昇し
て表面領域21の部分の出力電圧が2値化レベルv2を
超えたことかわかる。そこで基準画像における表面領域
z1の部分の出力電圧と2値化レベル■2との電圧差を
予め#1っておき、上記数のQlがカウントされたとき
は上記電圧差たけ2値化レベルV2゜vo、viを上昇
さぜ、この新たな2値化レベルにより判定を行う。また
表面領域z1の部分及び特徴領域z2の部分を合わせた
画素数かQlとなったときは第3図におけるz2の出力
電圧の部分か■0を超えたことがわかるために(領域z
2の部分の出力電圧が■0を超えたときは領域z1の部
分の出力電圧はv2を超えているとする。なおZ3はv
lを超えていないとする)、基準画像における領域z2
の部分の出力電圧と2値化レベルVOとの電圧差を予め
測っておき、上記電圧差だけ2値化レベル全体をそのま
ま上昇させ、この新たな2値化レベルにより判定を行う
。更に領域23の出力電圧と領域Z2の出力電圧の電圧
差が2値化レベルV2とVOとの差より大きいとき、領
域z3の電圧がVOを超せば領域z2の部分ではV2を
超す。したがってこのとき領域z3と領域z2の部分の
画素ではQ2が得られ、領域z3の電圧と2値化レベル
VOとの電圧差を予めSっでおけば、上記数のQ2が得
られたとき上記電圧差たけ2値化レベル全体を上昇させ
て、これにより新たな判定を行う。
一般に2値化レベルの妥当性の判断及び修正は以下のよ
うにして行うこともできる。複数(nとする)の24m
化レベルの隣り合う2値化レベル間の電圧差が、特徴領
域とその周辺の領域との電圧差あるいは特徴領域におけ
る異なった電圧の部分間(例えば第3図におけるz2.
z3.z4)の電圧差に対して小さくなるように複数の
2値化レベルを設定した場合には、例えば画像信号全体
が上昇してそのうちの1画素においてmの2値化レベル
をまたいた場合、画像信号の他の部分でもm又はその前
後の数の2値化レベルをまたぐ。従ってこの場合カウン
タ(この場合は第4図、第6図。
第7図の回路においてパターン符号はn個、カウンタは
n+1個とする)はmビットにおいて符号違いの時にカ
ウントされるカウンタ又はその前後数のビットにおいて
符号違いのときにカウントされるカウンタにおいて最も
カウント数が大きくなる。従って最もカウント数か大き
くなったカウンタを検出して、そのカウンタかm の符
号違いのカウンタであれば、m の2値化レベルをまた
いだ電圧差だけ、n本の2値化レベル全体を上昇させる
。そして、再びこの2硫化レベルにより判定を行い、1
ビツトにおける判定違いを検出するカウンタ(Ql)等
で所定のカウント数が検出される場合は、2値化レベル
全体を上下に微小移動させて全ビットにおいて符号が一
致した場合にカウントされるカウンタ(Q(1)のカウ
ント数が所定値以上になるようにする。そして新たな判
定はこの新しく設定された2値化レベルにより行われる
更に2値化レベルの妥当性の判断及び修正は以下のよう
にして行ってもよい。
第2.3,4.6図において、QOが最大度数の場合は
現行2値化レベルVO,Vl、V2は妥当なものとして
変更しない。次にQlが最大度数の場合は2値化レベル
をVo±Δv、v1±ΔV。
V2±ΔVへ変更する。ここにQlにおいて基準画像が
符号1であり検査画像が符号0に変化しているピントが
多い場合は、画像全体が上昇したと判断されるために、
十の符号をとり、逆に基準画像か符号0であり検査画像
が符号1に変化しているビットが多い場合は、−の符号
をとる。またΔv−(ΔV1+ΔV2 >/2°、  
(c=1.2.3゜・)で求める。Cの値をいくつにと
るがは画像信号のグラフ形状及び2値化レベルの設定位
置等により定める。次にQ2が最大度数の場合は2値化
レベルをVO+2ΔV、Vl +2ΔV、V2 +2Δ
Vへ変更する。+、−の符号のとりがたはQlの場合と
同様とし、ΔVの値はQlの値とする。
同様にしてQ3が最大度数の場合は2値化レベルをVO
±3ΔV、Vl±3Δv v2±3Δ■へ変更する。こ
のようにして新しい2値化レベルか設定されると、再び
この2値化・レベルにより判定を行い、QOが最大度数
になったことを確認し、この後新たな判定はこの新しく
設定された2値化レベルにより行う。この2値化レベル
の修正方法において+、−のいずれのレベル変化方向を
とるかは論理回路で実現してもよい。なおこの2値化レ
ヘルの修正方法では3つの2値化レベルヲ設定した場合
についての説明であるか、2値化レベルを一般にn個設
定した場合においても同様にして実施することができる
上述の手順により監視領域Sの良否の判定及び2値化レ
ヘルの妥当性の判断を行い、2値化レベルの位置が妥当
でない場合は2値化レベルの位置が修正され、この新た
な位置に設定された2値化レベルにより、監視領域Sの
良否判定が行われ、これにより、常に最適の2値化レベ
ルで処理が行われる。
上記実施例では1つの監視領域Sについて説明したか、
撮像手段の画像中に特徴領域が分散しており、監視領域
をそれに対応して複数箇所設定した場合はそれぞれの監
視領域ごとに本発明を実施することができる。
また本発明において2値打号化された画像データをマル
チカラー等の手法によりCRTga上に表示すれば、検
査画像の特徴を人間の視覚により捉えることができ、よ
り的確な監視を行うことができる。
[効果] 本発明は画像データを複数種類の2値化レベルで2値化
し、複数の画素データとし、これを基に画像の監視判定
を行うため、より正確な監視を行うことができ、また2
値処理でありながら論理演算により多値処理に近い判断
が可能となり、画像メモリを多値処理のように必要とし
ない。
また検査画像と基準画像との複数ビットからなる画像デ
ータを比較して、不一致の画素データ数をカウントし、
このカウント値に基づいて2値化レベルを設定する設定
回路を設けることにより、デンタル的に新たな2値化レ
ベルを設定でき、照度の変動、監視対象物の濃度や表面
形状の個別ばらつき等による画像信号の変動に対して、
実時間に変動追従させることができ、自動化も容易とな
る。また特徴領域とその周辺部とのコントラストが小さ
い場合でも2値化レベルを実時間に容易に追従させるこ
とかできるため、正しい2値化処理を行うことができる
更に2値化回路に、2値化符号が異常が否がを検出して
異常である場合には所定のアルゴリズムによって正規の
画素データに変換する変換手段を設けることにより、ノ
イズ等の影響を排除して正しい2値化符号を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は画像監視装置で監視対象物を監視し7ている様
子を示す外観斜視図、 第2図は撮像手段で撮像した観測画像の一例を示す説明
図、 第3図は第2図の観測画像の一走査線y上の画像信号、
及びその画像信号を2値化するための3つの2値化レベ
ルを示すグラフ、 第41〈は第3図の2値化処理およびその訂正を行う2
値打号化回路の構成を示す回路図、第5図は第4図にお
いて誤りと見なされた2値化符号と、それが訂正された
符号との関係を示す説明図、 第6図は検査画像の判定を行なう判定回路の構成を示す
回路図、 第7図は画像監視装置全体の構成を示すブロック図であ
る。 1  ・監視対象物、 3・ ・撮像手段、 30・・2値打号化回路、 3132・ ・フ1ノ−ムメモリ、 第 図 第 図 判定回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)監視対象物を撮像し、画像信号を出力する撮像手
    段と、 この撮像手段からの画像信号を複数種類の2値化レベル
    で2値化し、上記複数種類の2値化レベルと同数のビッ
    トからなる画素データとして出力する2値化回路と、 この2値化回路からの画素データを記憶する画像記憶手
    段と、 この画像記憶手段に記憶された画素データと予め記憶し
    てある基準画像の画素データとを比較し、上記画像記憶
    手段に記憶された画像の監視判定を行なう判定回路と、 を具備することを特徴とする画像監視装置。
  2. (2)上記判定回路は、上記画像記憶手段に記憶された
    画素データと上記基準画像の画素データとが各ビットに
    おいてすべて一致している画素データ数をカウントし、
    このカウント値に応じて上記基準画像の許容範囲を設定
    するものである ことを特徴とする請求項1記載の画像監視装置。
  3. (3)上記判定回路は、上記画像記憶手段に記憶された
    画素データと上記基準画像の画素データとを各ビットご
    とに比較して、不一致の画素データ数をカウントし、こ
    のカウント値に基づいて上記2値化レベルを設定する設
    定回路を含む ことを特徴とする請求項1または2記載の画像監視装置
  4. (4)上記2値化回路は、上記画素データが異常である
    か否かを検出し、異常である場合には所定のアルゴリズ
    ムによって正規の画素データに変換する変換手段を含む ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像
    監視装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59109185A (ja) * 1982-12-15 1984-06-23 Sumitomo Chem Co Ltd l−4−シクロペンテノン類の製造法
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