JPH09113225A - 画像処理装置および方法ならびに物体外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同心円状繰り返しパターンを有する円形物体
が不特定な位置および回転角に配置されている画像を用
いて、円形物体の外観検査を高精度に行う。 【解決手段】 モデル作成部４によって基準画像を用い
て、基準物体の周縁部を含む領域の画像である位置ずれ
補正用モデル、任意の単位パターンを含む領域の画像で
ある回転ずれ補正用モデル、検査領域の画像である検査
用モデルを予め作成しておき、検査対象画像において、
位置ずれ補正部７によって位置ずれ補正用モデル対応領
域を抽出し、この領域の位置に基づいて検査対象物体の
位置ずれ量を求めて位置ずれ補正を行い、また回転ずれ
補正部８によって回転ずれ補正用モデル対応領域を抽出
し、この領域の位置に基づいて回転ずれ量を求めて回転
ずれ補正を行い、検査実行部９によって、補正された検
査対象画像における検査領域の画像と検査用モデルとを
比較することによって外観検査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同心円状に配置さ
れた複数の特徴的な単位パターン（以下この複数の単位
パターンを、単に同心円状繰り返しパターンと称する）
を有する円形物体の画像において、画像上の位置および
回転角が不特定である前記円形物体を画像上の所定位置
かつ所定回転位置に配置する画像処理装置および方法、
ならびに前記画像を用いて前記円形物体の外観上の欠陥
の有無を検査する物体外観検査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】同心円状繰り返しパターンを有する円形
の製品（検査対象物体）の外観上の欠陥の有無を検査す
る物体外観検査装置は、基準となる欠陥の無い製品（基
準物体）の画像（モデル）を予め登録しておき、検査対
象物体の画像（検査対象画像）と、前記モデルとを比較
し（パターンマッチング処理）、その一致度によって欠
陥の有無を判定するものである。

【０００３】ところで検査対象物体を撮像するカメラ
は、通常製造ラインの製品搬出側に配置され、検査対象
物体は搬送装置上に不規則に置かれて移動してくるた
め、この検査対象物体を撮像して得られた検査対象画像
においては、検査対象物体の位置および回転角は不特定
である。

【０００４】そこで、従来の物体外観検査装置の一例と
して以下に示すものがある。

【０００５】基準物体を撮像することにより得られた基
準画像（その画角は検査対象画像と同じ）から基準物体
の画像を切り出して基準モデルとし、さらにこの基準モ
デルにおいて、基準物体を所定角刻みで回転させた各画
像を作成して回転モデルとし、これらのモデルを登録し
ておき、検査対象画像における任意の領域（その画角は
モデルと同じ）と、各モデルとのパターンマッチング処
理を順次行い、一致度がある値以上である検査対象画像
の領域とモデルの組み合わせが存在すれば、検査対象物
体の外観上の欠陥は無いものと判断する。

【０００６】尚、上記の回転モデルは、単位パターンの
個数がＮ個である場合は、±（３６０／（２Ｎ））°の
範囲で作成される。

【０００７】しかし、上記従来の物体外観検査装置にお
いては、円形物体全体である大きな画像からなる複数個
のモデル（基準モデルおよび回転モデル）を記憶しなけ
ればならないので、膨大なメモリ容量を必要とし、また
この大きなモデルを用いて検査対象画像の任意の領域と
のパターンマッチング処理を行わなければならないの
で、この処理に時間がかかり過ぎてしまい、実用的でな
いという問題があった。

【０００８】そこで、このような問題に対応した従来の
物体外観検査装置の一例として、以下に示すものがあ
る。

【０００９】基準画像において基準物体のある単位パタ
ーンを含む第一の領域と、他の単位パターンを含む第二
の領域を設定し、第一および第二の領域の画像を切り出
して、それぞれ第一および第二の補正用基準モデルと
し、第一および第二の補正用基準モデルに対してそれぞ
れ±（３６０／（２Ｎ））°の範囲で補正用回転モデル
を作成し、これらの第一および第二の補正用モデルを登
録しておき、検査対象画像の任意の領域と、第一および
第二の各補正用モデルとのパターンマッチング処理を行
うことにより、検査対象画像において、前記第一および
第二の領域の対応する領域をそれぞれ抽出し、抽出され
た二つの領域の位置関係に基づいて、検査対象物体の位
置および回転角を算出し、基準位置からの位置ずれ量お
よび基準回転角からの回転ずれ量を求め、これらのずれ
量を補正するための画像処理を検査対象画像に施す。

【００１０】このずれ量補正された検査対象画像におい
ては、同心円状繰り返しパターンは所定位置に配置さ
れ、従って検査対象物体は基準位置かつ基準回転位置に
配置されるので、検査対象物体を含む所定領域を検査領
域として予め設定しておき、また基準画像から基準物体
を含む領域の画像を切り出して検査用モデルとして登録
しておき（回転モデルは不要）、この検査用モデルとず
れ量補正された検査対象画像における検査領域の画像と
のパターンマッチング処理を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の物体外観検査装置においては、検査対象物体に
おける単位パターン個数が多い場合は、ずれ量の補正精
度が悪くなり、そのため検査対象物体の欠陥の検出精度
が悪くなるという問題があった。

【００１２】例えば、円形物体の単位パターン個数が２
０個であり、基準画像において、ある単位パターンを含
む領域を第一の領域に設定し、この第一の領域の単位パ
ターンから数えて１０個目の単位パターンを含む領域を
第二の領域に設定したとすると、検査対象画像におい
て、抽出された第一の領域に対応する領域の単位パター
ンから数えて９個目あるいは１１個目の単位パターンを
含む領域が、第二の領域に対応する領域として誤って抽
出されることがあり、算出されたずれ量に誤差が含ま
れ、そのため検査対象物体の同心円状繰り返しパターン
は所定位置に補正されない。

【００１３】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るものであり、同心円状繰り返しパターンを有する円形
物体の画像において、位置および回転角が不特定である
前記円形物体を所定位置かつ所定回転位置に高精度に配
置することができる画像処理装置および方法、ならびに
前記円形物体が不特定な位置および回転角に配置されて
いる画像を用いて、前記円形物体の外観上の欠陥の有無
を高精度に検査することができる物体外観検査装置を提
供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の請求項１記載の画像処理方法は、複数の特
徴的な単位パターンが同心円状に配置された円形物体に
関して、基準物体を撮像して得られた基準画像に基づい
て物体の基準位置および基準回転位置を算出して予め記
憶しておき、処理対象物体を撮像して得られた処理対象
画像において、前記処理対象物体を前記基準位置および
基準回転位置に配置する方法であって、前記基準画像上
に設定した、前記基準物体の周縁部を含む少なくとも一
つの位置ずれ補正用領域の位置に基づいて前記基準物体
の固有点座標を算出し、この固有点座標を前記基準位置
として記憶するとともに、前記位置ずれ補正用領域の画
像を前記基準画像から切り出し、位置ずれ補正用モデル
として予め記憶しておき、前記基準画像上に設定した、
任意の前記単位パターンを含む回転ずれ補正用領域と前
記基準位置との位置関係に基づいて前記基準物体の回転
角を算出し、この回転角を前記基準回転位置として記憶
するとともに、前記回転ずれ補正用領域の画像を前記基
準画像から切り出し、回転ずれ補正用モデルとして予め
記憶しておき、前記処理対象画像において、前記位置ず
れ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した領域
の位置に基づいて前記処理対象物体の固有点座標を算出
し、この処理対象物体の固有点座標と前記基準位置との
差から前記処理対象物体の位置ずれ量を求め、前記処理
対象画像に対して所定のスクロール処理を施すことによ
り、前記位置ずれ量を補正し、この位置ずれ補正した処
理対象画像において、前記回転ずれ補正用モデルに対応
する領域を抽出し、抽出した領域と前記基準位置との位
置関係に基づいて前記処理対象物体の回転角を算出し、
この処理対象物体の回転角と前記基準回転位置との差か
ら前記処理対象物体の回転ずれ量を求め、前記位置ずれ
補正した処理対象画像に対して所定のアフィン変換処理
を施すことにより、前記回転ずれ量を補正することを特
徴とする方法である。

【００１５】また本発明の請求項２記載の画像処理方法
は、上記の請求項１記載の画像処理方法において、前記
回転ずれ補正用領域を含み、かつこの領域に隣接する二
つの単位パターンの隣接側半分ずつを含む、前記基準画
像上に設定したサーチ領域を予め記憶しておき、前記位
置ずれ量補正した処理対象画像における前記サーチ領域
において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する領域を
抽出することを特徴とする方法である。

【００１６】次に本発明の請求項３記載の画像処理装置
は、複数の特徴的な単位パターンが同心円状に配置され
た円形物体に関して、基準物体を撮像して得られた基準
画像に基づいて物体の基準位置および基準回転位置を算
出して予め記憶しておき、処理対象物体を撮像して得ら
れた処理対象画像において、前記処理対象物体を前記基
準位置および基準回転位置に配置するものであって、前
記基準画像上に、前記基準物体の周縁部を含む少なくと
も一つの位置ずれ補正用領域を設定し、また任意の前記
単位パターンを含む回転ずれ補正用領域を設定するため
の操作手段と、前記位置ずれ補正用領域の位置に基づい
て前記基準物体の固有点座標を前記基準位置として算出
し、また前記回転ずれ補正用領域と前記基準位置との位
置関係に基づいて前記基準物体の回転角を前記基準回転
位置として算出する基準値算出手段と、前記基準画像か
ら、前記位置ずれ補正用領域の画像を切り出すことによ
り位置ずれ補正用モデルを作成し、また前記回転ずれ補
正用領域の画像を切り出すことにより回転ずれ補正用モ
デルを作成するモデル作成手段と、前記位置ずれ補正用
モデルおよび回転ずれ補正用モデルを記憶するモデル記
憶手段と、前記基準位置および基準回転位置を記憶する
基準値記憶手段と、前記処理対象画像において、前記位
置ずれ補正用モデルに対応する領域をそれぞれ抽出し、
抽出した領域の位置に基づいて前記処理対象物体の固有
点座標を算出し、この固有点座標と前記基準位置との差
から前記処理対象物体の位置ずれ量を求める位置ずれ量
算出手段と、前記処理対象画像に対して所定のスクロー
ル処理を施すことにより、前記位置ずれ量を補正する位
置ずれ補正手段と、前記位置ずれ補正された処理対象画
像において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する領域
を抽出し、抽出した領域と前記基準位置との位置関係に
基づいて前記処理対象物体の回転角を算出し、この回転
角と前記基準回転位置との差から前記処理対象物体の回
転ずれ量を求める回転ずれ量算出手段と、前記位置ずれ
補正された処理対象画像に対して所定のアフィン変換処
理を施すことにより、前記処理対象物体の回転ずれ量を
補正する回転ずれ補正手段とを具備することを特徴とす
るものである。

【００１７】また本発明の請求項４記載の画像処理装置
は、上記の請求項３記載の画像処理装置において、前記
回転ずれ補正用領域を含み、かつこの回転ずれ補正用領
域に隣接する二つの単位パターンの隣接側半分ずつを含
むサーチ領域を前記基準画像上に設定するための前記操
作手段と、前記サーチ領域を記憶する領域記憶手段と、
前記位置ずれ補正された処理対象画像における前記サー
チ領域において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する
領域を抽出する前記回転ずれ量算出手段とを具備するこ
とを特徴とするものである。

【００１８】次に本発明の請求項５記載の物体外観検査
装置は、複数の特徴的な単位パターンが同心円状に配置
された円形物体に関して、検査対象物体の画像を、予め
記憶している基準物体の画像と比較することにより、前
記検査対象物体の外観上の欠陥の有無を検査するもので
あって、前記基準物体を撮像して得られた基準画像上
に、前記基準物体の周縁部を含む少なくとも一つの位置
ずれ補正用領域を設定し、また任意の前記単位パターン
を含む回転ずれ補正用領域を設定し、さらに前記基準物
体の全部あるいは一部を含む少なくとも一つの検査領域
を設定するための操作手段と、前記位置ずれ補正用領域
の位置に基づいて前記基準物体の固有点座標を基準位置
として算出し、また前記回転ずれ補正用領域と前記基準
位置との位置関係に基づいて前記基準物体の回転角を基
準回転位置として算出する基準値算出手段と、前記基準
画像から、前記位置ずれ補正用領域の画像を切り出すこ
とにより位置ずれ補正用モデルを作成し、また前記回転
ずれ補正用領域の画像を切り出すことにより回転ずれ補
正用モデルを作成し、さらに前記検査領域の画像を切り
出すことにより検査用モデルを作成するモデル作成手段
と、前記検査領域を記憶する領域記憶手段と、前記位置
ずれ補正用モデル、回転ずれ補正用モデル、および検査
用モデルを記憶するモデル記憶手段と、前記基準位置お
よび基準回転位置を記憶する基準値記憶手段と、前記検
査対象物体を撮像して得られた検査対象画像において、
前記位置ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽
出した領域の位置に基づいて前記検査対象物体の固有点
座標を算出し、この固有点座標と前記基準位置との差か
ら前記検査対象物体の位置ずれ量を求める位置ずれ量算
出手段と、前記検査対象画像に対して所定のスクロール
処理を施すことにより、前記位置ずれ量を補正する位置
ずれ補正手段と、前記位置ずれ補正された検査対象画像
において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する領域を
抽出し、抽出した領域と前記基準位置との位置関係に基
づいて前記検査対象物体の回転角を算出し、この回転角
と前記基準回転位置との差から前記検査対象物体の回転
ずれ量を求める回転ずれ量算出手段と、前記位置ずれ補
正された検査対象画像に対して所定のアフィン変換処理
を施すことにより、前記回転ずれ量を補正する回転ずれ
補正手段と、前記位置ずれおよび回転ずれが補正された
検査対象画像における前記検査領域の画像と、前記検査
用モデルとを比較することにより、前記検査対象物体の
外観上の欠陥の有無を検査する検査実行手段とを具備す
ることを特徴とするものである。

【００１９】また本発明の請求項６記載の物体外観検査
装置は、上記の請求項５記載の物体外観検査装置におい
て、前記回転ずれ補正用領域を含み、かつこの回転ずれ
補正用領域に隣接する二つの単位パターンの隣接側半分
ずつを含むサーチ領域を前記基準画像上に設定するため
の前記操作手段と、前記サーチ領域を記憶する前記領域
記憶手段と、前記位置ずれ補正された検査対象画像にお
ける前記サーチ領域において、前記回転ずれ補正用モデ
ルに対応する領域を抽出する前記回転ずれ量算出手段と
を具備することを特徴とするものである。

【００２０】従って本発明の請求項１記載の画像処理方
法および請求項３記載の画像処理装置によれば、操作手
段によって基準画像上に設定した、基準物体の周縁部を
含む少なくとも一つの位置ずれ補正用領域の位置に基づ
いて、基準値算出手段によって前記基準物体の固有点座
標を算出し、この固有点座標を基準位置として基準値記
憶手段に記憶するとともに、モデル作成手段によって前
記位置ずれ補正用領域の画像を基準画像から切り出すこ
とにより位置ずれ補正用モデルを作成して予めモデル記
憶手段に記憶しておき、また操作手段によって基準画像
上に設定した、任意の単位パターンを含む回転ずれ補正
用領域と、前記基準位置との位置関係に基づいて、基準
値算出手段によって基準物体の回転角を算出し、この回
転角を基準回転位置として基準値記憶手段に記憶すると
ともに、モデル作成手段によって前記回転ずれ補正用領
域の画像を基準画像から切り出すことにより回転ずれ補
正用モデルを作成して予めモデル記憶手段に記憶してお
き、位置ずれ量算出手段によって、処理対象画像におい
て、前記位置ずれ補正用モデルと対応する領域を抽出
し、抽出した領域の位置に基づいて処理対象物体の固有
点座標を算出し、この処理対象物体の固有点座標と前記
基準位置との差から処理対象物体の位置ずれ量を求め、
位置ずれ補正手段によって処理対象画像に対して所定の
スクロール処理を施すことにより、前記位置ずれ量を補
正し、回転ずれ量算出手段によって、前記位置ずれ補正
した処理対象画像において、前記回転ずれ補正用モデル
に対応する領域を抽出し、抽出した領域と前記基準位置
との位置関係に基づいて処理対象物体の回転角を算出
し、この処理対象物体の回転角と前記基準回転位置との
差から処理対象物体の回転ずれ量を求め、回転ずれ補正
手段によって前記位置ずれ補正した処理対象画像に対し
て所定のアフィン変換処理を施すことにより、前記回転
ずれ量を補正することによって、同心円状繰り返しパタ
ーンを有する円形物体の画像において、位置および回転
角が不特定である前記円形物体を所定位置かつ所定回転
位置に高精度に配置することができる。

【００２１】また本発明の請求項２記載の画像処理方法
および請求項４記載の画像処理装置によれば、本発明の
請求項１記載の画像処理方法および請求項３記載の画像
処理装置において、操作手段によって基準画像上に設定
した、前記回転ずれ補正用領域を含み、かつこの領域に
隣接する二つの単位パターンの隣接側半分ずつを含むサ
ーチ領域を領域記憶手段に予め記憶しておき、回転ずれ
量算出手段によって、前記位置ずれ量補正した処理対象
画像における前記サーチ領域において、前記回転ずれ補
正用モデルに対応する領域を抽出することによって、同
心円状繰り返しパターンを有する円形物体を短時間で所
定位置かつ所定回転位置に高精度に配置することができ
る。

【００２２】次に本発明の請求項５記載の物体外観検査
装置によれば、操作手段によって、基準画像上に、基準
物体の周縁部を含む少なくとも一つの位置ずれ補正用領
域を設定し、また任意の単位パターンを含む回転ずれ補
正用領域を設定し、さらに前記基準物体の全部あるいは
一部を含む少なくとも一つの検査領域を設定して、この
検査領域を領域記憶手段に予め記憶しておき、基準値算
出手段によって、前記位置ずれ補正用領域の位置に基づ
いて前記基準物体の固有点座標を基準位置として算出
し、また前記回転ずれ補正用領域と前記基準位置との位
置関係に基づいて前記基準物体の回転角を基準回転位置
として算出し、算出した基準位置および基準回転位置を
基準値記憶手段に予め記憶しておき、モデル作成手段に
よって、基準画像から、前記位置ずれ補正用領域の画像
を切り出すことにより位置ずれ補正用モデルを作成し、
また前記回転ずれ補正用領域の画像を切り出すことによ
り回転ずれ補正用モデルを作成し、さらに前記検査領域
の画像を切り出すことにより検査用モデルを作成し、作
成した位置ずれ補正用モデル、回転ずれ補正用モデル、
および検査用モデルをモデル記憶手段に予め記憶してお
き、位置ずれ量算出手段によって、検査対象画像におい
て、前記位置ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出
し、抽出した領域の位置に基づいて検査対象物体の固有
点座標を算出し、この固有点座標と前記基準位置との差
から検査対象物体の位置ずれ量を求め、位置ずれ補正手
段によって検査対象画像に対して所定のスクロール処理
を施すことにより、前記位置ずれ量を補正し、回転ずれ
量算出手段によって、前記位置ずれ補正された検査対象
画像において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する領
域を抽出し、抽出した領域と前記基準位置との位置関係
に基づいて検査対象物体の回転角を算出し、この回転角
と前記基準回転位置との差から検査対象物体の回転ずれ
量を求め、回転ずれ補正手段によって前記位置ずれ補正
された検査対象画像に対して所定のアフィン変換処理を
施すことにより、前記回転ずれ量を補正し、検査実行手
段によって、前記位置ずれおよび回転ずれが補正された
検査対象画像における前記検査領域の画像と、前記検査
用モデルとを比較することにより、検査対象物体の外観
上の欠陥の有無を検査することによって、同心円状繰り
返しパターンを有する円形物体が不特定な位置および回
転角に配置されている画像を用いて、前記円形物体の外
観上の欠陥の有無を高精度に検査することができる。

【００２３】また本発明の請求項６記載の物体外観検査
装置によれば、請求項５記載の物体外観検査装置におい
て、操作手段によって基準画像上に設定した、前記回転
ずれ補正用領域を含み、かつこの領域に隣接する二つの
単位パターンの隣接側半分ずつを含むサーチ領域を領域
記憶手段に予め記憶しておき、回転ずれ量算出手段によ
って、前記位置ずれ量補正した処理対象画像における前
記サーチ領域において、前記回転ずれ補正用モデルに対
応する領域を抽出することによって、円形物体が不特定
な位置および回転角に配置されている画像を用いて、同
心円状繰り返しパターンを有する円形物体の外観上の欠
陥の有無を短時間で高精度に検査することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の物体外観検査装置
の実施形態の構成を示すブロック図である。

【００２５】図１において、１はビデオカメラ等を有
し、同心円状繰り返しパターンを有する円形物体の外観
検査において、比較基準となる基準物体を撮像すること
により基準画像を得、また検査の対象となる検査対象物
体を撮像することにより検査対象画像を得る撮像装置で
ある。

【００２６】２は画像メモリ等を有し、基準画像および
検査対象画像を記憶するとともに、基準画像を切り出す
ことにより作成されたモデル、ずれ補正された検査対象
画像等の各種画像を記憶する画像記憶部である。

【００２７】３はキーボード、マウス等を有し、操作者
が、基準画像上において、基準物体の周縁部を含む位置
ずれ補正用モデル領域、基準物体の単位パターンの任意
の一つを含む回転ずれ補正用モデル領域、この回転ずれ
補正用モデル領域を含み、かつこの回転ずれ補正用モデ
ル領域に隣接する二つの単位パターンの隣接側半分ずつ
を含むサーチ領域、基準物体の全部あるいは一部を含む
少なくとも一つの検査領域をそれぞれ設定し、また動作
モードを指定し、さらに各種の命令を入力するための操
作部である。

【００２８】４は基準画像から、各位置ずれ補正用モデ
ル領域の画像を切り出すことにより位置ずれ補正用モデ
ルを作成し、また前記回転ずれ補正用モデル領域の画像
を切り出すことにより回転ずれ補正用モデルを作成し、
さらに前記検査領域の画像を切り出すことにより検査用
モデルを作成するモデル作成部である。

【００２９】５は位置ずれ補正用モデル領域の位置に基
づいて基準物体の固有点座標を基準位置として算出し、
また回転ずれ補正用モデル領域と基準位置との位置関係
に基づいて基準物体の回転角を基準回転位置として算出
する基準値算出部である。

【００３０】６は基準位置、基準回転位置、サーチ領
域、検査領域、検査結果等の各種データを記憶するデー
タ記憶部である。

【００３１】７は検査対象画像において、位置ずれ補正
用モデルとパターンマッチングする領域を抽出し、抽出
した領域の位置に基づいて検査対象物体の固有点座標を
算出し、この固有点座標と上記の基準位置との差から検
査対象物体の位置ずれ量を求め、検査対象画像に対して
所定のスクロール処理を施すことにより、位置ずれ量を
補正する位置ずれ補正部である。

【００３２】８は上記の位置ずれ補正された検査対象画
像上のサーチ領域において、回転ずれ補正用モデルとパ
ターンマッチングする領域を抽出し、抽出した領域と基
準位置との位置関係に基づいて検査対象物体の回転角を
算出し、この回転角と基準回転位置との差から検査対象
物体の回転ずれ量を求め、前記位置ずれ補正された検査
対象画像に対して所定のアフィン変換処理を施すことに
より、回転ずれ量を補正する回転ずれ補正部である。

【００３３】９は上記の位置ずれおよび回転ずれが補正
された検査対象画像における検査領域の画像と、検査用
モデルとを比較することにより、検査対象物体の外観上
の欠陥の有無を検査する検査実行部である。

【００３４】１０はディスプレイ等を有し、基準画像、
検査対象画像、モデル等の各種の画像や、基準位置、基
準回転位置、各領域設定データ、位置ずれ量、回転ずれ
量、検査結果等の各種データを表示する表示部である。

【００３５】１１は撮像装置１、画像記憶部２、モデル
作成部４、基準値算出部５、データ記憶部６、位置ずれ
補正部７、回転ずれ補正部８、検査実行部９、および表
示部１０を統括制御する制御部である。

【００３６】尚、画像記憶部２はモデル記憶手段に該当
し、操作部３は操作手段に該当し、モデル作成部４およ
び制御部１１はモデル作成手段を構成する。

【００３７】基準値算出部５および制御部１１は基準値
算出手段を構成し、データ記憶部６は基準値記憶手段お
よび領域記憶手段に該当する。

【００３８】位置ずれ補正部７および制御部１１は位置
ずれ量算出手段および位置ずれ補正手段を構成し、回転
ずれ補正部８および制御部１１は回転ずれ量算出手段お
よび回転ずれ補正手段を構成する。

【００３９】検査実行部９および制御部１１は検査実行
手段を構成する。

【００４０】図２は物体外観検査装置において外観検査
される、同心円状繰り返しパターンを有する円形物体の
一例を示す外観図である。

【００４１】図２において、２１は上記の円形物体、２
２は円形物体２１上に形成された同心円状繰り返しパタ
ーンを示しており、２２−１等は同心円状繰り返しパタ
ーン２２の単位パターンを示している。

【００４２】次に図２に示す円形物体２１の外観上の欠
陥の有無を検査する場合の、図１に示す本発明の物体外
観検査装置の動作について説明する。

【００４３】検査実行に先だって、各モデル、基準位
置、基準回転位置、各領域のデータ設定を行う必要があ
り、まずこのデータ設定手順について説明する。

【００４４】操作者は操作部３を操作して、動作モード
としてデータ設定モードを選択する。

【００４５】図３は本発明の物体外観検査装置のデータ
設定モードにおける処理手順を示すフローチャートであ
る。

【００４６】図３のステップ３１において、操作者は操
作部３を操作して、制御部１１を介して撮像装置１を動
作させて、比較基準となる基準物体を撮像する。

【００４７】制御部１１はこの基準物体を撮像すること
により得られた基準画像を、画像記憶部２に一時的に記
憶するとともに、表示部１０に表示させる。

【００４８】次にステップ３２において操作者は、表示
部１０に表示された基準画像を見ながら操作部３を操作
して、基準画像上に、基準物体の周縁部を含むの位置ず
れ補正用モデル領域、および基準物体の単位パターンの
任意の一つを含む回転ずれ補正用モデル領域を設定す
る。

【００４９】上記の領域設定は、各領域の座標データを
キーボードから入力するか、あるいは表示された基準画
像上において各領域をマウスによってクリックすること
によって行われる。

【００５０】制御部１１は、設定された位置ずれ補正用
モデル領域および回転ずれ補正用モデル領域の対角線上
の二つの頂点座標をデータ記憶部６に一時的に記憶す
る。

【００５１】位置ずれ補正用モデル領域は、所望する位
置ずれ補正精度の応じて、一つあるいは複数個設定す
る。

【００５２】ここでは位置ずれ補正用モデル領域を二つ
設定するものとし、基準物体画像の左側または右側の周
縁部を含む領域を第一基準物体画像の位置ずれ補正用モ
デル領域として設定し、また上側または下側の周縁部を
含む領域を第二の位置ずれ補正用モデル領域として設定
する。

【００５３】このように位置ずれ補正用モデル領域の個
数を二つとする場合は、基準物体画像の左側または右側
の周縁部を含む領域と、上側または下側の周縁部を含む
領域を設定することが位置ずれ補正精度上望ましい。

【００５４】図４は上記の位置ずれ補正用モデル領域お
よび回転ずれ補正用モデル領域の設定例を示すものであ
る。

【００５５】図４において、４１は基準画像を示し、ま
た４２は基準物体の画像、４３は基準物体上の単位パタ
ーンの画像をそれぞれ示している。

【００５６】また４４は第一の位置ずれ補正用モデル領
域の設定例、４５は第二の位置ずれ補正用モデル領域の
設定例をそれぞれ示しており、４６は回転ずれ補正用モ
デル領域の設定例を示している。

【００５７】図３に戻りステップ３３において制御部１
１は、モデル作成部４を動作させて、位置ずれ補正用モ
デルおよび回転ずれ補正用モデルを作成する。

【００５８】すなわちモデル作成部４は、基準画像か
ら、第一および第二の位置ずれ補正用モデル領域の画像
を切り出すことにより、第一および第二の位置ずれ補正
用モデルを作成し、また回転ずれ補正用モデル領域の画
像を切り出すことにより回転ずれ補正用モデルを作成
し、この各位置ずれ補正用モデルおよび回転ずれ補正用
モデルを画像記憶部２に記憶する。

【００５９】続いてステップ３４において制御部１１
は、基準値算出部５を動作させて、基準位置および基準
回転位置を算出する。

【００６０】すなわち基準値算出部５は、各領域におい
てその対角線の交点座標をその領域の中心点座標とし、
第一の位置ずれ補正用モデル領域の中心点座標を
（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）、第二の位置ずれ補正用モデル領域の中
心点座標を（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）とすると、直線ｘ＝Ｘ₁ とｙ
＝Ｙ₂ の交点座標を基準物体の固有点座標として求め、
この固有点座標を基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）とする。

【００６１】上記の場合は基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）＝
（Ｘ₁ ，Ｙ₂ ）である。

【００６２】また回転ずれ補正用モデル領域の中心点座
標を（Ｘ₃ ，Ｙ₃ ）とすると、この中心点座標（Ｘ₃ ，
Ｙ₃ ）および基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）の二点を通る直線
と、直線ｙ＝Ｙ₀ とのなす角を基準物体の回転角として
求め、この回転角を基準回転位置θ₀ とし、算出した基
準位置および基準回転位置をデータ記憶部６に記憶させ
る。

【００６３】尚、基準位置としては、二つの位置ずれ補
正用モデル領域の中心点座標を端点とする線分の中点座
標を用いても良い。

【００６４】図５は上記の基準位置および基準回転位置
の算出を説明するものである。

【００６５】図５において、４１は基準画像を示し、ま
た４２は基準物体の画像を示している。

【００６６】また４４は第一の位置ずれ補正用モデル領
域、４５は第二の位置ずれ補正用モデル領域、４６は回
転ずれ補正用モデル領域をそれぞれ示している。

【００６７】第一の位置ずれ補正用モデル領域４４の中
心点座標（対角線の交点座標）は（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）、第二
の位置ずれ補正用モデル領域４５の中心点座標は
（Ｘ₂ ，Ｙ ₂ ）であり、直線ｘ＝Ｘ₁ とｙ＝Ｙ₂ の交点
座標（Ｘ₁ ，Ｙ₂ ）が基準物体の固有点座標であり、従
って基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）となる。

【００６８】また回転ずれ補正用モデル領域４６の中心
点座標は（Ｘ₃ ，Ｙ₃ ）であり、この中心点座標
（Ｘ₃ ，Ｙ₃ ）および基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）の二点を
通る直線と、直線ｙ＝Ｙ₀ とのなす角θ₀ が基準物体の
回転角であり、従って基準回転位置となる。

【００６９】次にステップ３５において操作者は、表示
部１０に表示された基準画像を見ながら操作部３を操作
して、ステップ３２で設定した回転ずれ補正用モデル領
域を含み、かつこの回転ずれ補正用モデル領域に隣接す
る二つの単位パターンの隣接側半分ずつを含むサーチ領
域を基準画像上に設定し、制御部１１は、設定されたサ
ーチ領域の対角線上の二つの頂点座標をデータ記憶部６
に記憶させる。

【００７０】次にステップ３６において操作者は、表示
部１０に表示された基準画像を見ながら操作部３を操作
して、基準物体の全部あるいは一部を含む少なくとも一
つの検査領域をそれぞれ設定し、制御部１１は、設定さ
れた検査領域領域の対角線上の二つの頂点座標をデータ
記憶部６に記憶させる。

【００７１】図６は図７のステップ３５におけるサーチ
領域の設定例、および図７のステップ３６における検査
領域の設定例を示す図である。

【００７２】図６において、４１は基準画像を示し、４
２は基準物体の画像、４３は基準物体上の単位パターン
の画像をそれぞれ示す。

【００７３】４６は回転ずれ補正用モデル領域の設定例
を示し、６１はサーチ領域の設定例を示す。

【００７４】６２は検査領域の設定例を示しており、こ
の検査領域６２は円形物体上の同心円状繰り返しパター
ンのみを外観検査の対象とする場合の検査領域の設定例
である。

【００７５】尚、６３は円形物体全体を外観検査の対象
とする場合の検査領域の設定例を示している。

【００７６】ここでは検査領域６２を設定するものとす
る。

【００７７】図３に戻り、ステップ３７において制御部
１１は、モデル作成部４を動作させて、検査用モデルを
作成させる。

【００７８】すなわちモデル作成部４は、基準画像から
各検査領域の画像をそれぞれ切り出すことにより検査用
モデルを作成し、この各検査用モデルを画像記憶部２に
記憶させる。

【００７９】以上でデータ設定モードにおける処理フロ
ーを終了する。

【００８０】次に検査実行手順について説明する。

【００８１】操作者は操作部３を操作して、検査実行モ
ードを選択し、検査実行命令を入力する。

【００８２】図７は本発明の物体外観検査装置の検査実
行モードにおける処理手順を示すフローチャートであ
る。

【００８３】図７のステップ７１において、制御部１１
は、撮像装置１を動作させて、検査対象物体を撮像して
検査対象画像を得、この検査対象画像を画像記憶部２に
一時的に記憶する。

【００８４】次にステップ７２において制御部１１は、
位置ずれ補正部７を動作させて、検査対象画像におい
て、各位置ずれ補正用モデルとパターンマッチングする
領域（位置ずれ補正用モデル対応領域）をそれぞれ抽出
する。

【００８５】図８は上記の位置ずれ補正用モデル対応領
域の抽出を説明するものである。

【００８６】図８において、８１は位置ずれ補正用モデ
ル、８２は検査対象画像を示している。

【００８７】位置ずれ補正用モデル８１は、Ｎ×Ｎ画素
の画像であるものとし、画像左上の画素を座標値（０，
０）で表し、画像右下の画素を座標値（Ｎ−１，Ｎ−
１）で表すものとする。

【００８８】また検査対象画像８２は、Ｍ×Ｍ画素の画
像（Ｍ＞Ｎ）であるものとし、画像左上の画素を座標値
（０，０）で表し、画像右下の画素を座標値（Ｍ−１，
Ｍ−１）で表すものとする。

【００８９】位置ずれ補正用モデル対応領域の抽出は、
検査対象画像８２において、Ｎ×Ｎ画素の領域を設定
し、設定された各領域の画像と位置ずれ補正用モデル８
１との相関値をそれぞれ算出し、相関値が最も高い領域
を対応領域とするものである。

【００９０】８３は座標（ａ，ｂ）および（Ｎ＋ａ−
１，Ｎ＋ｂ−１）を頂点とするＮ×Ｎ画素の領域を示し
ている。

【００９１】０≦ａ≦Ｍ−Ｎ、０≦ｂ≦Ｍ−Ｎであるか
ら、検査対象画像８２におけるＮ×Ｎ画素の領域の個数
は、（Ｍ−Ｎ＋１）×（Ｍ−Ｎ＋１）個となる。

【００９２】左上頂点座標を（ａ，ｂ）とする領域の画
像と、位置ずれ補正用モデル８１との相関値をＣ（ａ，
ｂ）とすると、相関値Ｃ（ａ，ｂ）は以下の算式によっ
て求められる。

【００９３】

【数１】 上記の（数１）においてＴ（ｘ，ｙ）は位置ずれ補正用
モデル８１の座標（ｘ，ｙ）の画素の輝度レベル、Ｉ
（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）は検査対象画像８２上に設定された
Ｎ×Ｎ画素の領域における座標（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）の画
素の輝度レベルである。

【００９４】図７に戻りステップ７３において制御部１
１は、位置ずれ補正部７を動作させて、抽出した各位置
ずれ補正用モデル対応領域の位置関係に基づいて検査対
象物体の固有点座標を算出し、この固有点座標と上記の
基準位置との差から検査対象物体の位置ずれ量を求め
る。

【００９５】検査対象物体の固有点座標は、抽出した各
位置ずれ補正用モデル対応領域の位置関係に基づいて、
図３のステップ３４に示す基準位置の算出と同様にして
算出される。

【００９６】すなわち抽出した第一の位置ずれ補正用モ
デル対応領域の中心点座標（対角線の交点座標）を（Ｘ
₁ ´，Ｙ₁ ´）、第二の位置ずれ補正用モデル対応領域
の中心点座標を（Ｘ₂ ´，Ｙ₂ ´）とすると、直線ｘ＝
Ｘ₁ ´とｙ＝Ｙ₂ ´の交点座標を求め、これを検査対象
物体の固有点座標（Ｘ₀ ´，Ｙ₀ ´）とする。この場合
は検査対象物体の固有点座標（Ｘ₀ ´，Ｙ₀ ´）＝（Ｘ
₁ ，Ｙ₂ ´）である。

【００９７】そしてこの検査対象物体の固有点座標（Ｘ
₀ ´，Ｙ₀ ´）と上記の基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）との差
ｄＸ、ｄＹを次式、 ｄＸ＝Ｘ₀ −Ｘ₀ ´ ｄＹ＝Ｙ₀ −Ｙ₀ ´ によって求め、このｄＸ、ｄＹを検査対象物体の位置ず
れ量とする。

【００９８】続いてステップ７４において制御部１１
は、位置ずれ補正部７を動作させて、検査対象画像をＸ
方向にｄＸ、Ｙ方向にｄＹだけスクロール（平行移動）
することにより、位置ずれ量を補正した検査対象画像を
得、この位置ずれ補正した検査対象画像を画像記憶部２
に一時的に記憶させる。

【００９９】図９は図７のステップ７３における位置ず
れ量の算出、およびステップ７４における位置ずれ補正
を説明するものである。

【０１００】図９において、９１は（位置ずれ補正前
の）検査対象画像、９２は位置ずれ補正された検査対象
画像を示している。

【０１０１】また９３は検査対象物体の画像を示し、９
４は第一の位置ずれ補正用モデル対応領域、９５は第二
の位置ずれ補正用モデル対応領域をそれぞれ示してい
る。

【０１０２】検査対象画像９１において、第一の位置ず
れ補正用モデル対応領域９４の中心点座標は（Ｘ₁ ´，
Ｙ₁ ´）、第二の位置ずれ補正用モデル対応領域９５の
中心点座標は（Ｘ₂ ´，Ｙ₂ ´）であり、検査対象物体
の固有点座標は（Ｘ₀ ´，Ｙ₀ ´）（＝（Ｘ₁ ´，Ｙ₂
´））である。

【０１０３】そして位置ずれ補正された検査対象画像９
２においては、検査対象物体の画像９３はＸ方向に位置
ずれ量ｄＸ、Ｙ方向に位置ずれ量ｄＹだけ平行移動して
おり、検査対象物体の固有点は基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）
にマッピングされている。

【０１０４】図７に戻りステップ７５において制御部１
１は、回転ずれ補正部８を動作させて、上記の位置ずれ
補正された検査対象画像上のサーチ領域において、回転
ずれ補正用モデルとパターンマッチングする領域（回転
ずれ補正用モデル対応領域）を抽出する。

【０１０５】上記の回転ずれ補正用モデル対応領域の抽
出は、ステップ７２に示す位置ずれ補正用モデル対応領
域の抽出と同様の方法で行う。

【０１０６】続いてステップ７６において制御部１１
は、回転ずれ補正部８を動作させて、抽出した回転ずれ
補正用モデル対応領域と基準位置との位置関係に基づい
て検査対象物体の回転角を算出し、この回転角と基準回
転位置との差から検査対象物体の回転ずれ量を求める。

【０１０７】すなわち抽出した回転ずれ補正用モデル対
応領域の中心点座標（対角線の交点座標）を（Ｘ₃ ´，
Ｙ₃ ´）とすると、この中心点座標（Ｘ₃ ，Ｙ₃ ）およ
び上記の基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）の二点を通る直線と、
直線ｙ＝Ｙ₀ とのなす角を検査対象物体の回転角θ₀ ´
として求め、この検査対象物体の回転角θ₀ ´と上記の
基準回転位置θ₀ との差θを次式、θ＝θ₀ −θ₀ ´に
よって求め、このθを検査対象物体の回転ずれ量とす
る。

【０１０８】続いてステップ７７において制御部１１
は、回転ずれ補正部８を動作させて、位置ずれ補正済み
の検査対象画像に対して、基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）を中
心としてθだけ回転させるアフィン変換処理を施すこと
により、位置ずれ量および回転ずれ量を補正した検査対
象画像を得、この位置ずれおよび回転ずれ補正した検査
対象画像を画像記憶部２に一時的に記憶させる。

【０１０９】位置ずれ補正された検査対象画像（アフィ
ン変換処理前の検査対象画像）における任意の画素の座
標を（Ｘ，Ｙ）とし、この座標（Ｘ，Ｙ）の画素のアフ
ィン変換処理後の座標を（Ｕ，Ｖ）とすると、上記のア
フィン変換処理は次式によって示される。

【０１１０】

【数２】 図１０は図７のステップ７６における回転ずれ量の算
出、およびステップ７７における回転ずれ補正を説明す
るものである。

【０１１１】図１０において、１０１は位置ずれ補正さ
れた（回転ずれ補正前の）検査対象画像、１０２は位置
ずれおよび回転ずれ補正された検査対象画像を示してい
る。

【０１１２】また１０３は検査対象物体の画像、１０４
は検査対象物体の単位パターンの画像をそれぞれ示し、
１０５は回転ずれ補正用モデル対応領域を示している。

【０１１３】位置ずれ補正された検査対象画像１０１に
おいて、回転ずれ補正用モデル対応領域１０５の中心点
座標は（Ｘ₃ ´，Ｙ₃ ´）であり、この中心点座標（Ｘ
₃ ，Ｙ₃ ）および基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）の二点を通る
直線と、直線ｙ＝Ｙ₀ とのなす角である検査対象物体の
回転角はθ₀ ´である。

【０１１４】そして位置ずれおよび回転ずれ補正された
検査対象画像１０２においては、検査対象物体の画像１
０３は、基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）を中心として回転ずれ
量θだけ回転しており、検査対象物体の回転角はθ₀ と
なり、検査対象物体は基準回転位置θ₀ にマッピングさ
れている。

【０１１５】図７に戻りステップ７８において制御部１
１は、検査実行部９を動作させて、上記の位置ずれおよ
び回転ずれ補正された検査対象画像における検査領域の
画像と、検査用モデルとを比較することにより、検査対
象物体の外観上の欠陥の有無を検査する。

【０１１６】上記の検査対象物体の外観検査の一例を図
１１を用いて説明する。

【０１１７】図１１は円形物体の同心円状繰り返しパタ
ーンのみを検査対象とした場合のものである。

【０１１８】図１１において、１１１は第一〜第六の各
検査用モデル、１１２は位置ずれおよび回転ずれ補正さ
れた検査対象画像を示しており、１１３は各検査用モデ
ル１１１に対応して設定された第一〜第六の各検査領域
を示している。

【０１１９】検査用モデル１１１と検査領域１１３の画
角は等しく、Ｎ´×Ｎ´画素の画像であるものとする。

【０１２０】各検査用モデル１１１の左上頂点座標を
（０，０）とし、右下頂点画素を（Ｎ´−１，Ｎ´−
１）とする。

【０１２１】また各検査領域１１３の画像の左上頂点座
標を（Ａ_k ，Ｂ_k ）とし、画像の右下頂点座標を（Ｎ´
＋Ａ_k −１，Ｎ´＋Ｂ_k −１）とする。ここでｋは検査
領域の番号を示す変数であり、１，２…６のいずれかの
値をとる。

【０１２２】検査対象物体の外観検査は、検査用モデル
１１１−１と検査領域１１３−１の画像のように、対応
する検査用モデル１１１と検査領域１１３の画像の相関
値を算出し、この相関値が予め設定されている基準値以
上であるか否かを判定するものであり、算出された相関
値が基準値以上であれば、その検査領域に表示されてい
る同心円状繰り返しパタ−ンには外観上の欠陥が無いも
のと判断される。

【０１２３】第ｋの検査用モデルと第ｋの検査領域の画
像の相関値をＣ（ｋ）（ｋ＝１，２…６）とすると、相
関値Ｃ（ｋ）は、（数１）と同様にして、以下の算式に
よって求められる。

【０１２４】

【数３】 上記の（数３）においてＴ_k （ｘ，ｙ）は第ｋの検査用
モデルの座標（ｘ，ｙ）の画素の輝度レベル、Ｉ_k （ｘ
＋Ａ_k ，ｙ＋Ｂ_k ）は第ｋの検査領域における座標（ｘ
＋Ａ_k ，ｙ＋Ｂ_k ）の画素の輝度レベルである。

【０１２５】このように上記の実施形態によれば、操作
部３によって、基準画像上に、基準物体の周縁部を含む
少なくとも一つの位置ずれ補正用領域、任意の単位パタ
ーンを含む回転ずれ補正用領域、この回転ずれ補正用領
域を含み、かつこの領域に隣接する二つの単位パターン
の隣接側半分ずつを含むサーチ領域、および基準物体の
全部あるいは一部を含む少なくとも一つの検査領域を設
定して、このサーチ領域および検査領域をデータ記憶部
６に予め記憶しておき、基準値算出部５によって、前記
位置ずれ補正用領域の位置に基づいて物体の基準位置を
算出し、また前記回転ずれ補正用領域と前記基準位置と
の位置関係に基づいて物体の基準回転位置を算出し、こ
の基準位置および基準回転位置をデータ記憶部６に予め
記憶しておき、モデル作成部４によって、基準画像か
ら、前記位置ずれ補正用領域の画像、前記回転ずれ補正
用領域の画像、および前記検査領域の画像をそれぞれ切
り出すことにより、位置ずれ補正用モデル、回転ずれ補
正用モデル、および検査用モデルを作成し、作成した各
モデルを画像記憶部２に予め記憶しておき、位置ずれ補
正部７によって、検査対象画像において、前記位置ずれ
補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した領域の
位置に基づいて検査対象物体の固有点座標を算出し、こ
の固有点座標と前記基準位置との差から検査対象物体の
位置ずれ量を求め、検査対象画像に対して所定のスクロ
ール処理を施すことにより、前記位置ずれ量を補正し、
回転ずれ補正部８によって、前記位置ずれ補正された検
査対象画像における前記サーチ領域において、前記回転
ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した領
域と前記基準位置との位置関係に基づいて検査対象物体
の回転角を算出し、この回転角と前記基準回転位置との
差から検査対象物体の回転ずれ量を求め、前記位置ずれ
補正された検査対象画像に対して所定のアフィン変換処
理を施すことにより、前記回転ずれ量を補正し、検査実
行部９によって、前記位置ずれおよび回転ずれが補正さ
れた検査対象画像における前記検査領域の画像と、前記
検査用モデルとを比較することにより、検査対象物体の
外観上の欠陥の有無を検査することによって、同心円状
繰り返しパターンを有する円形物体が不特定な位置およ
び回転角に配置されている画像を用いて、前記円形物体
の外観上の欠陥の有無を短時間で高精度に検査すること
ができる。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の画像処理方法および請求項３記載の画像処理装置に
よれば、操作手段によって設定された位置ずれ補正用領
域の位置に基づいて、基準値算出手段によって物体の基
準位置を算出し、この基準位置を基準値記憶手段に記憶
するとともに、モデル作成手段によって前記位置ずれ補
正用領域の画像を基準画像から切り出すことにより位置
ずれ補正用モデルを作成して予めモデル記憶手段に記憶
しておき、また操作手段によって設定された回転ずれ補
正用領域と前記基準位置との位置関係に基づいて、基準
値算出手段によって物体の基準回転位置を算出し、この
基準回転位置を基準値記憶手段に記憶するとともに、モ
デル作成手段によって前記回転ずれ補正用領域の画像を
基準画像から切り出すことにより回転ずれ補正用モデル
を作成して予めモデル記憶手段に記憶しておき、位置ず
れ量算出手段によって、処理対象画像において、前記位
置ずれ補正用モデルと対応する領域を抽出し、抽出した
領域の位置に基づいて処理対象物体の固有点座標を算出
し、この処理対象物体の固有点座標と前記基準位置との
差から処理対象物体の位置ずれ量を求め、位置ずれ補正
手段によって処理対象画像に対して所定のスクロール処
理を施すことにより、前記位置ずれ量を補正し、回転ず
れ量算出手段によって、前記位置ずれ補正した処理対象
画像において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する領
域を抽出し、抽出した領域と前記基準位置との位置関係
に基づいて処理対象物体の回転角を算出し、この処理対
象物体の回転角と前記基準回転位置との差から処理対象
物体の回転ずれ量を求め、回転ずれ補正手段によって前
記位置ずれ補正した処理対象画像に対して所定のアフィ
ン変換処理を施すことにより、前記回転ずれ量を補正す
ることによって、同心円状繰り返しパターンを有する円
形物体の画像において、位置および回転角が不特定であ
る前記円形物体を所定位置かつ所定回転位置に高精度に
配置することができるという効果を有する。

【０１２７】また本発明の請求項２記載の画像処理方法
および請求項４記載の画像処理装置によれば、本発明の
請求項１記載の画像処理方法および請求項３記載の画像
処理装置において、操作手段によって基準画像上に設定
した、前記回転ずれ補正用領域を含み、かつこの領域に
隣接する二つの単位パターンの隣接側半分ずつを含むサ
ーチ領域を領域記憶手段に予め記憶しておき、回転ずれ
量算出手段によって、前記位置ずれ量補正した処理対象
画像における前記サーチ領域において、前記回転ずれ補
正用モデルに対応する領域を抽出することによって、同
心円状繰り返しパターンを有する円形物体を短時間で所
定位置かつ所定回転位置に高精度に配置することができ
るという効果を有する。

【０１２８】次に本発明の請求項５記載の物体外観検査
装置によれば、操作手段によって、基準画像上に、位置
ずれ補正用領域、回転ずれ補正用領域、および検査領域
を設定し、前記検査領域を領域記憶手段に予め記憶して
おき、基準値算出手段によって、前記位置ずれ補正用領
域の位置に基づいて物体の基準位置を算出し、また前記
回転ずれ補正用領域と前記基準位置との位置関係に基づ
いて物体の基準回転位置を算出し、算出した基準位置お
よび基準回転位置を基準値記憶手段に予め記憶してお
き、モデル作成手段によって、基準画像から、前記位置
ずれ補正用領域の画像、前記回転ずれ補正用領域の画
像、および前記検査領域の画像をそれぞれ切り出すこと
により、位置ずれ補正用モデル、回転ずれ補正用モデ
ル、および検査用モデルを作成し、作成した各モデルを
モデル記憶手段に予め記憶しておき、位置ずれ量算出手
段によって、検査対象画像において、前記位置ずれ補正
用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した領域の位置
に基づいて検査対象物体の固有点座標を算出し、この固
有点座標と前記基準位置との差から検査対象物体の位置
ずれ量を求め、位置ずれ補正手段によって検査対象画像
に対して所定のスクロール処理を施すことにより、前記
位置ずれ量を補正し、回転ずれ量算出手段によって、前
記位置ずれ補正された検査対象画像において、前記回転
ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した領
域と前記基準位置との位置関係に基づいて検査対象物体
の回転角を算出し、この回転角と前記基準回転位置との
差から検査対象物体の回転ずれ量を求め、回転ずれ補正
手段によって前記位置ずれ補正された検査対象画像に対
して所定のアフィン変換処理を施すことにより、前記回
転ずれ量を補正し、検査実行手段によって、前記位置ず
れおよび回転ずれが補正された検査対象画像における前
記検査領域の画像と、前記検査用モデルとを比較するこ
とにより、検査対象物体の外観上の欠陥の有無を検査す
ることによって、同心円状繰り返しパターンを有する円
形物体が不特定な位置および回転角に配置されている画
像を用いて、前記円形物体の外観上の欠陥の有無を高精
度に検査することができるという効果を有する。

【０１２９】また本発明の請求項６記載の物体外観検査
装置によれば、請求項５記載の物体外観検査装置におい
て、操作手段によって基準画像上に設定した、前記回転
ずれ補正用領域を含み、かつこの領域に隣接する二つの
単位パターンの隣接側半分ずつを含むサーチ領域を領域
記憶手段に予め記憶しておき、回転ずれ量算出手段によ
って、前記位置ずれ量補正した処理対象画像における前
記サーチ領域において、前記回転ずれ補正用モデルに対
応する領域を抽出することによって、円形物体が不特定
な位置および回転角に配置されている画像を用いて、同
心円状繰り返しパターンを有する円形物体の外観上の欠
陥の有無を短時間で高精度に検査することができるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の物体外観検査装置の実施形態の構成を
示すブロック図である。

【図２】物体外観検査装置において外観検査される、同
心円状繰り返しパターンを有する円形物体の一例を示す
外観図である。

【図３】本発明の物体外観検査装置のデータ設定モード
における処理手順を示すフローチャートである。

【図４】図３のステップ３２における位置ずれ補正用モ
デル領域および回転ずれ補正用モデル領域の設定例を示
す図である。

【図５】図３のステップ３４における基準位置および基
準回転位置の算出を示す説明図である。

【図６】図３のステップ３５におけるサーチ領域の設定
例、およびステップ３６における検査領域の設定例を示
す図である。

【図７】本発明の物体外観検査装置の検査実行モードに
おける処理手順を示すフローチャートである。

【図８】図７のステップ７２における位置ずれ補正用モ
デル対応領域の抽出を示す説明図である。

【図９】図７のステップ７３における位置ずれ量の算
出、およびステップ７４における位置ずれ補正を示す説
明図である。

【図１０】図７のステップ７６における回転ずれ量の算
出、およびステップ７７における回転ずれ補正を示す説
明図である。

【図１１】図７に戻りステップ７８における検査対象物
体の外観検査の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 撮像装置 ２ 画像記憶部 ３ 操作部 ４ モデル作成部 ５ 基準値算出部 ６ データ記憶部 ７ 位置ずれ補正部 ８ 回転ずれ補正部 ９ 検査実行部 １０ 表示部 １１ 制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の特徴的な単位パターンが同心円状
   に配置された円形物体に関して、基準物体を撮像して得
   られた基準画像に基づいて物体の基準位置および基準回
   転位置を算出して予め記憶しておき、処理対象物体を撮
   像して得られた処理対象画像において、前記処理対象物
   体を前記基準位置および基準回転位置に配置する画像処
   理方法であって、 前記基準画像上に設定した、前記基準物体の周縁部を含
   む少なくとも一つの位置ずれ補正用領域の位置に基づい
   て前記基準物体の固有点座標を算出し、この固有点座標
   を前記基準位置として記憶するとともに、前記位置ずれ
   補正用領域の画像を前記基準画像から切り出し、位置ず
   れ補正用モデルとして予め記憶しておき、 前記基準画像上に設定した、任意の前記単位パターンを
   含む回転ずれ補正用領域と前記基準位置との位置関係に
   基づいて前記基準物体の回転角を算出し、この回転角を
   前記基準回転位置として記憶するとともに、前記回転ず
   れ補正用領域の画像を前記基準画像から切り出し、回転
   ずれ補正用モデルとして予め記憶しておき、 前記処理対象画像において、前記位置ずれ補正用モデル
   に対応する領域を抽出し、抽出した領域の位置に基づい
   て前記処理対象物体の固有点座標を算出し、 この処理対象物体の固有点座標と前記基準位置との差か
   ら前記処理対象物体の位置ずれ量を求め、 前記処理対象画像に対して所定のスクロール処理を施す
   ことにより、前記位置ずれ量を補正し、 この位置ずれ補正した処理対象画像において、前記回転
   ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した領
   域と前記基準位置との位置関係に基づいて前記処理対象
   物体の回転角を算出し、 この処理対象物体の回転角と前記基準回転位置との差か
   ら前記処理対象物体の回転ずれ量を求め、 前記位置ずれ補正した処理対象画像に対して所定のアフ
   ィン変換処理を施すことにより、前記回転ずれ量を補正
   することを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 前記回転ずれ補正用領域を含み、かつこ
   の領域に隣接する二つの単位パターンの隣接側半分ずつ
   を含む、前記基準画像上に設定したサーチ領域を予め記
   憶しておき、 前記位置ずれ量補正した処理対象画像における前記サー
   チ領域において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する
   領域を抽出することを特徴とする請求項１記載の画像処
   理方法。
3. 【請求項３】 複数の特徴的な単位パターンが同心円状
   に配置された円形物体に関して、基準物体を撮像して得
   られた基準画像に基づいて物体の基準位置および基準回
   転位置を算出して予め記憶しておき、処理対象物体を撮
   像して得られた処理対象画像において、前記処理対象物
   体を前記基準位置および基準回転位置に配置する画像処
   理装置であって、 前記基準画像上に、前記基準物体の周縁部を含む少なく
   とも一つの位置ずれ補正用領域を設定し、また任意の前
   記単位パターンを含む回転ずれ補正用領域を設定するた
   めの操作手段と、 前記位置ずれ補正用領域の位置に基づいて前記基準物体
   の固有点座標を前記基準位置として算出し、また前記回
   転ずれ補正用領域と前記基準位置との位置関係に基づい
   て前記基準物体の回転角を前記基準回転位置として算出
   する基準値算出手段と、 前記基準画像から、前記位置ずれ補正用領域の画像を切
   り出すことにより位置ずれ補正用モデルを作成し、また
   前記回転ずれ補正用領域の画像を切り出すことにより回
   転ずれ補正用モデルを作成するモデル作成手段と、 前記位置ずれ補正用モデルおよび回転ずれ補正用モデル
   を記憶するモデル記憶手段と、 前記基準位置および基準回転位置を記憶する基準値記憶
   手段と、 前記処理対象画像において、前記位置ずれ補正用モデル
   に対応する領域をそれぞれ抽出し、抽出した領域の位置
   に基づいて前記処理対象物体の固有点座標を算出し、こ
   の固有点座標と前記基準位置との差から前記処理対象物
   体の位置ずれ量を求める位置ずれ量算出手段と、 前記処理対象画像に対して所定のスクロール処理を施す
   ことにより、前記位置ずれ量を補正する位置ずれ補正手
   段と、 前記位置ずれ補正された処理対象画像において、前記回
   転ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した
   領域と前記基準位置との位置関係に基づいて前記処理対
   象物体の回転角を算出し、この回転角と前記基準回転位
   置との差から前記処理対象物体の回転ずれ量を求める回
   転ずれ量算出手段と、 前記位置ずれ補正された処理対象画像に対して所定のア
   フィン変換処理を施すことにより、前記処理対象物体の
   回転ずれ量を補正する回転ずれ補正手段とを具備するこ
   とを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記回転ずれ補正用領域を含み、かつこ
   の回転ずれ補正用領域に隣接する二つの単位パターンの
   隣接側半分ずつを含むサーチ領域を前記基準画像上に設
   定するための前記操作手段と、 前記サーチ領域を記憶する領域記憶手段と、 前記位置ずれ補正された処理対象画像における前記サー
   チ領域において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する
   領域を抽出する前記回転ずれ量算出手段とを具備するこ
   とを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 複数の特徴的な単位パターンが同心円状
   に配置された円形物体に関して、検査対象物体の画像
   を、予め記憶している基準物体の画像と比較することに
   より、前記検査対象物体の外観上の欠陥の有無を検査す
   る物体外観検査装置であって、 前記基準物体を撮像して得られた基準画像上に、前記基
   準物体の周縁部を含む少なくとも一つの位置ずれ補正用
   領域を設定し、また任意の前記単位パターンを含む回転
   ずれ補正用領域を設定し、さらに前記基準物体の全部あ
   るいは一部を含む少なくとも一つの検査領域を設定する
   ための操作手段と、 前記位置ずれ補正用領域の位置に基づいて前記基準物体
   の固有点座標を基準位置として算出し、また前記回転ず
   れ補正用領域と前記基準位置との位置関係に基づいて前
   記基準物体の回転角を基準回転位置として算出する基準
   値算出手段と、 前記基準画像から、前記位置ずれ補正用領域の画像を切
   り出すことにより位置ずれ補正用モデルを作成し、また
   前記回転ずれ補正用領域の画像を切り出すことにより回
   転ずれ補正用モデルを作成し、さらに前記検査領域の画
   像を切り出すことにより検査用モデルを作成するモデル
   作成手段と、 前記検査領域を記憶する領域記憶手段と、 前記位置ずれ補正用モデル、回転ずれ補正用モデル、お
   よび検査用モデルを記憶するモデル記憶手段と、 前記基準位置および基準回転位置を記憶する基準値記憶
   手段と、 前記検査対象物体を撮像して得られた検査対象画像にお
   いて、前記位置ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出
   し、抽出した領域の位置に基づいて前記検査対象物体の
   固有点座標を算出し、この固有点座標と前記基準位置と
   の差から前記検査対象物体の位置ずれ量を求める位置ず
   れ量算出手段と、 前記検査対象画像に対して所定のスクロール処理を施す
   ことにより、前記位置ずれ量を補正する位置ずれ補正手
   段と、 前記位置ずれ補正された検査対象画像において、前記回
   転ずれ補正用モデルに対応する領域を抽出し、抽出した
   領域と前記基準位置との位置関係に基づいて前記検査対
   象物体の回転角を算出し、この回転角と前記基準回転位
   置との差から前記検査対象物体の回転ずれ量を求める回
   転ずれ量算出手段と、 前記位置ずれ補正された検査対象画像に対して所定のア
   フィン変換処理を施すことにより、前記回転ずれ量を補
   正する回転ずれ補正手段と、 前記位置ずれおよび回転ずれが補正された検査対象画像
   における前記検査領域の画像と、前記検査用モデルとを
   比較することにより、前記検査対象物体の外観上の欠陥
   の有無を検査する検査実行手段とを具備することを特徴
   とする物体外観検査装置。
6. 【請求項６】 前記回転ずれ補正用領域を含み、かつこ
   の回転ずれ補正用領域に隣接する二つの単位パターンの
   隣接側半分ずつを含むサーチ領域を前記基準画像上に設
   定するための前記操作手段と、 前記サーチ領域を記憶する前記領域記憶手段と、 前記位置ずれ補正された検査対象画像における前記サー
   チ領域において、前記回転ずれ補正用モデルに対応する
   領域を抽出する前記回転ずれ量算出手段とを具備するこ
   とを特徴とする請求項５記載の物体外観検査装置。