JPH0627037A - 欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像処理を用いて表面の欠陥を検出する欠陥
検査装置において、表面に鋭角的に変化するポイント
（エッジ）がある検査対象を検査する場合、エッジの部
分は欠陥として誤判定せず、欠陥だけを欠陥として検出
できる欠陥検査装置を得る。 【構成】 表面にエッジが存在する検査対象を検査する
場合は、非エッジ部分とエッジ部分とを区別し得る閾値
としての限度値を予め設定しておき、検査対象の入力画
像値が限度値よりも大きい時は入力画像値を限度値に置
き換えてから欠陥判定処理を行う。 【効果】 欠陥判定基準となる基準値をより小さくでき
るので、より微小な欠陥をも検出可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像処理技術を用い
て検査対象表面部分の欠陥の有無を判定する欠陥検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、例えば実開平３−３４１５５号
公報に記載された欠陥検査装置の構成を示す図である。
図において、１は信号源（カメラ）、２は信号源１から
の画像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装
置、３はディジタル信号に変換された画像値を格納する
画像メモリ、４は画像値をもとに検査対象表面部分の欠
陥の有無を判定するデータ処理装置、５は照明装置、６
は検査対象、７は検査対象６を搬送する搬送装置であ
る。

【０００３】次に動作について、図７のフローチャート
を参照しながら説明する。まず、検査対象６が照明装置
５に表面を照射され、信号源１によって検査対象６の表
面を走査し画像信号を入力する（Ｓ１）。入力した画像
信号は、Ａ／Ｄ変換装置２によってディジタル信号に変
換され（Ｓ２）、画素ごとの画像値として画像メモリ３
に格納される（Ｓ３）。画像メモリ３に格納された画素
ごとの画像値は、データ処理装置４により、隣接する画
素間で画像値の差分演算（微分処理）がなされる（Ｓ
４）。最後に、差分演算結果と予め定められた基準値と
を比較し（Ｓ５）、差分演算結果が基準値よりも大きい
時はその画素に対応する表面部分に欠陥がある不良品と
判定する（Ｓ６）。すべての画素についての差分演算結
果が基準値以下の時は欠陥のない良品と判定する（Ｓ
７）。なお、上記基準値は検出すべき欠陥だけが検出で
きる値であって、そのような欠陥をもつ検査対象のサン
プルの像を入力して定められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の欠陥検査装置は
以上のように構成されているので、検査対象表面上に鋭
角的に変化するポイント（エッジ）がある場合には、一
般的にその部分の画像値が周囲にくらべて極端に大き
く、それに従って隣接画素間の差分演算結果が大きくな
るため、欠陥でないエッジの部分を欠陥として判定する
といった問題点があった。また逆に、エッジを考慮に入
れると基準値を小さくできず、欠陥を検出できなくなる
ことがあった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、検査対象の表面上の鋭角的に変
化するポイント（エッジ）は欠陥として検出せず、欠陥
のみを検出できる装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る欠陥検査装置は、表面上に鋭角的に変化するポイント
（エッジ）がある検査対象を検査する場合には、予め欠
陥のない検査対象の画像信号をもとに非エッジ部分とエ
ッジ部分とを区別し得る閾値としての限度値を設定して
おき、入力した上記画像値が限度値より大きい時は画像
値を限度値に置き換えてから欠陥判定するようにしたも
のである。

【０００７】この発明の請求項２に係る欠陥検査装置
は、表面上に鋭角的に変化するポイント（エッジ）が存
在し、かつそれらエッジが上記表面上に設定した基準線
に対して対称の位置に分布する検査対象を検査する場合
には、上記基準線と直角の方向に走査して濃淡画像信号
を入力し、その濃度が極大となる部分の内、基準線に対
して対称の位置に分布する部分を除外してそれら部分の
間を検査範囲として欠陥判定するようにしたものであ
る。

【０００８】

【作用】この発明の請求項１に係る欠陥検査装置におい
て検査対象の画像値を入力した場合、エッジ部分の画素
の画像値が極端に大きくなっても限度値に置き換えられ
るので隣接画素間の差分演算結果は大きくならず、エッ
ジ部分は欠陥でないと判定する。

【０００９】この発明の請求項２に係る欠陥検査装置に
おいて検査対象の画像値を入力した場合、その濃度が極
大となる部分の内、基準線に対して対称に分布する部分
を除外してそれら部分の間を検査範囲として欠陥判定す
るので、真の欠陥部分のみを検出することができる。

【００１０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。検査対象の像を濃淡画像信号として入力し、その
画像信号をディジタル信号に変換してデータ処理する動
作原理は従来と同様であるので、構成は図６と同様であ
る。図１はこの発明の一実施例によってエッジ部分の画
像限度値を設定するための処理を示すフローチャート、
図２は図１において設定された限度値を用いて、エッジ
のある検査対象を検査する処理を示すフローチャートで
ある。また、図３は処理される画像データの変化を説明
する図である。

【００１１】次に動作について説明する。まず、欠陥の
ない検査対象からエッジ部分の限度値を求める処理につ
いて、図１を参照しながら述べる。欠陥のない検査対象
を搬送装置７に配置し（Ｔ１）、検査対象の表面の画像
信号を入力する（Ｔ２）。入力した画像信号はＡ／Ｄ変
換装置２によってディジタル信号に変換され（Ｔ３）、
画像データとして画像メモリ３に格納される（Ｔ４）。
格納された画像データについて、濃淡画像値を入力した
値の範囲で最低値から１ずつ順次上昇させ、各濃淡画像
値において２値化処理を行う（Ｔ５）。２値化処理によ
ってその時の濃淡画像値よりも大きい画像値をもつ画素
は”１”、小さい画像値をもつ画素は”０”となるが、
エッジの部分の画素だけが”１”となりその他の画素
は”０”となる濃淡画像値の閾値、極力その下限値を求
め、その値を限度値として記憶する（Ｔ６）。この限度
値は、後述する図２（Ｔ１０，Ｔ１１）の処理により欠
陥検査において入力画像値のうち非欠陥部分の上限値と
なる。

【００１２】次に、エッジのある検査対象を検査する処
理について、図２を参照しながら説明する。検査対象の
表面の画像信号を入力し（Ｔ７）、入力された画像信号
はＡ／Ｄ変換装置２によってディジタル信号に変換され
（Ｔ８）、画像データとして画像メモリ３に格納される
（Ｔ９）。格納された各画素の画像データを予め設定し
ている限度値と比較し（Ｔ１０）、画像データの方が大
きい場合は限度値に置き換える（Ｔ１１）。画像データ
の方が小さい場合または等しい場合は限度値に置き換え
る必要はない。限度値に置き換える処理を施された画像
データに対して、従来と同様、隣接する画素間で微分処
理を行い（Ｔ１２）、微分値と基準値とを比較して（Ｔ
１３）、微分値の方が大きい画素があれば不良品と判定
する（Ｔ１４）。また、すべての画素について微分値の
方が小さい場合は良品と判定する（Ｔ１５）。

【００１３】以上の動作による画像データの変化を図３
を用いて示す。図３（ａ）に示すように、カット面のあ
る円筒状の検査対象６を本装置で検査した場合を想定す
る。カット面があるため表面にエッジが存在している。
このとき図３（ｂ）に示す直線上の画像信号は、図３
（ｃ）に示すようにエッジの部分の画像値が極端に大き
くなり、欠陥の部分の画像値は他の部分と微妙に違って
いるだけである。従来であれば入力した画像値をそのま
ま微分処理するため、その結果、図３（ｄ）に示すよう
にエッジの部分の微分値が大きくなる。この場合、欠陥
を検出できるように基準値を設定すればエッジも欠陥と
判定されてしまうとともに、エッジを検出しないように
基準値を大きくすれば欠陥をも検出できなくなる。それ
に対して、本発明の実施例１においては、欠陥のない検
査対象の入力画像をもとに非エッジ部分とエッジ部分と
を区別する閾値の特にその下限値である限度値を求め、
それより大きい画像値であれば限度値に置き換える処理
を施すため、図３（ｅ）に示すようにエッジの部分が他
の部分と平滑化される。このように平滑化された画像デ
ータをもとに微分処理された結果、図３（ｆ）に示すよ
うに欠陥のある部分の微分値だけが大きくなり、基準値
との比較によって欠陥の部分だけが欠陥として検出する
ことができる。しかも、基準値をさらに小さく設定する
ことも可能で、より微小な欠陥でも検出することができ
る。

【００１４】実施例２．次に、この発明の実施例２を図
について説明する。図４はエッジのある検査対象を検査
する処理を示すフローチャート、図５は処理される画像
データの変化を説明する図である。この実施例では、検
査対象に存在するエッジが図５（ｂ）に示すように、基
準線に対して対称な位置に分布している。

【００１５】カメラ１は図５（ａ）（ｂ）に示すよう
に、検査対象の表面を基準線と直角の方向（Ｘ）に走査
して画像信号を入力する（Ｕ１）。入力された画像信号
はＡ／Ｄ変換装置２によってディジタル信号に変換され
（Ｕ２）、画像データとして画像メモリ３に格納される
（Ｕ３）。格納された画像データについて、カメラで走
査する各ライン毎に濃度値が極大となる画素（ピクセ
ル）を２点捜し、この画素を表面形状が鋭角的に変化す
るポイントとして特定し、このピクセルの中心を算出し
結ぶことにより画像対称の基準線とする（Ｕ４）。

【００１６】上記処理について算出された基準線を対称
として存在する２つのブロックの画像を除外して両画像
間の範囲で微分処理を行い（Ｕ５）、微分値と基準値と
を比較して（Ｕ６）、微分値の方が大きい画素があれば
不良品と判定する（Ｕ７）。また、すべての画素につい
て微分値の方が小さい場合は良品と判定する（Ｕ８）。

【００１７】図５（ｃ）〜（ｆ）は以上の処理で得られ
た画像データを示す。即ち、図５（ｃ）はカメラにより
入力された画像信号であるが、基準線と対称の位置にエ
ッジ部分に相当する大きな極大値の部分が存在し、これ
をそのまま微分処理すると、図５（ｄ）に示す出力波形
となり、欠陥の部分の変化量（微分値）よりカット面の
エッジの部分の変化量の方が高くなるため本当の欠陥で
はなくカット面のエッジの部分が欠陥として抽出される
ことになる。

【００１８】これに対し、この発明の実施例２において
は、図５（ｅ）に示すように、この対称に分布する極大
値の部分を除外してそれらの間の部分を検査範囲として
微分処理を行うので、図５（ｆ）に示すように、真に欠
陥の部分のみが抽出される。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば検査対象の表面の非エッジ部分とエッジ部分とを区
別し得る閾値としての限度値を設定し、画像値が限度値
よりも大きい場合は限度値に置き換えるように構成した
ので、また、請求項２に係る発明によればエッジ部分の
画像値が基準線を対称とする極大値で現れるのでこれら
極大値部分を除外してその間を検査範囲とするよう構成
したので、エッジを欠陥として誤判定することなく欠陥
を正確に判定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によってエッジ部分の画像
限度値を設定するための処理を示すフローチャートであ
る。

【図２】この発明の実施例１によって、エッジのある検
査対象を検査する処理を示すフローチャートである。

【図３】図２に示す処理による画像データの変化を説明
する図である。

【図４】この発明の実施例２によって、エッジのある検
査対象を検査する処理を示すフローチャートである。

【図５】図４に示す処理による画像データの変化を説明
する図である。

【図６】従来の欠陥検査装置の構成を示す図である。

【図７】従来の欠陥検査装置による検査処理を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 信号源（カメラ） ２ Ａ／Ｄ変換装置 ３ 画像メモリ ４ データ処理装置 ５ 光源 ６ 検査対象 ７ 搬送装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象の像を濃淡画像信号として入力
   し各画素の画像値として格納する手段と、各画素に対し
   て周囲の画像値との変化分を演算する手段とを備え、算
   出された上記変化分が予め定められた基準値より大きい
   時、その画素に対応する検査対象の表面部分に欠陥があ
   ると判定する欠陥検査装置において、 表面上に鋭角的に変化するポイント（エッジ）がある検
   査対象を検査する場合には、予め欠陥のない検査対象の
   画像信号をもとに、非エッジ部分とエッジ部分とを区別
   し得る閾値としての限度値を設定しておき、入力した上
   記画像値が限度値より大きい時は画像値を限度値に置き
   換えてから欠陥判定することを特徴とする欠陥検査装
   置。
2. 【請求項２】 検査対象の像を濃淡画像信号として入力
   し各画素の画像値として格納する手段と、各画素に対し
   て周囲の画像値との変化分を演算する手段とを備え、算
   出された上記変化分が予め定められた基準値より大きい
   時、その画素に対応する検査対象の表面部分に欠陥があ
   ると判定する欠陥検査装置において、 表面上に鋭角的に変化するポイント（エッジ）が存在
   し、かつそれらエッジが上記表面上に設定した基準線に
   対して対称の位置に分布する検査対象を検査する場合に
   は、上記基準線と直角の方向に走査して濃淡画像信号を
   入力し、その濃度が極大となる部分の内、基準線に対し
   て対称の位置に分布する部分を除外してそれら部分の間
   を検査範囲として欠陥判定することを特徴とする欠陥検
   査装置。