圖像處理方法和缺陷檢查方法技術(shù)

圖像處理方法和缺陷檢查方法。能夠在從被檢查物的拍攝圖像分選檢查對象區(qū)域時減輕產(chǎn)生對作業(yè)人員要求熟練的判斷等負(fù)擔(dān)且簡單地設(shè)定閾值并容易地選出檢查對象區(qū)域。圖像處理方法包括差分算出步驟，將具有相對于基準(zhǔn)直線為線對稱的第1及第2區(qū)域的單色的原圖像通過基準(zhǔn)直線劃分為第1及第2區(qū)域，對于在第1及第2區(qū)域內(nèi)相對于基準(zhǔn)直線為線對稱的位置配置的兩個原像素的各對，算出成為兩個原像素的像素值的差分的差分像素值。該方法還包括差分圖像生成步驟，配置具有差分像素值的差分像素而生成差分圖像，將具有使用第1區(qū)域內(nèi)的第1位置的原像素和第2區(qū)域內(nèi)的第2位置的原像素的對所算出的差分像素值的差分像素配置于差分圖像的第1及第2位置而生成差分圖像。

Image Processing Method and Defect Checking Method

Image processing method and defect inspection method. It can reduce the burden of skilled judgment on operators when sorting the object area from the photographed image of the object being inspected, and simply set the threshold value and easily select the object area to be inspected. The image processing method includes a differential calculation step, which divides the monochrome original image of the first and second regions with linear symmetry relative to the reference line into the first and second regions through the reference line. For each pair of the two original pixels which are arranged in the first and second regions with linear symmetry relative to the reference line, the differential pixel values of the difference of the pixel values of the two original pixels are calculated. \u3002 The method also includes a differential image generation step by configuring differential pixels with differential pixel values to generate a differential image, and by configuring differential pixels with pairs of original pixels at the first position in the first region and original pixels at the second position in the second region to the first and second positions of the differential image to generate a differential image.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
圖像處理方法和缺陷檢查方法
本專利技術(shù)涉及使用通過拍攝裝置對被檢查物的表面進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像來選出應(yīng)對被檢查物的表面進(jìn)行缺陷檢查的檢查對象區(qū)域的圖像處理方法以及使用了該圖像處理方法的缺陷檢查方法，尤其涉及對于具有線對稱性的被檢查物無論缺陷的種類如何均能夠高精度且容易地選出檢查對象區(qū)域的圖像處理方法以及使用其的缺陷檢查方法。
技術(shù)介紹
使用通過拍攝裝置對被檢查物的表面進(jìn)行拍攝而得到的拍攝圖像對被檢查物的表面檢查有無缺陷的缺陷檢查正在廣泛地進(jìn)行。申請人已經(jīng)提出了對稱為裂紋(crack)的線狀缺陷進(jìn)行檢測的缺陷檢查方法(專利文獻(xiàn)1)。在被檢查物的表面，除了上述裂紋以外還存在龜裂、缺口、印痕、標(biāo)記錯誤等多方面的缺陷。在檢測上述缺陷時，使用了對數(shù)字化的拍攝圖像進(jìn)行數(shù)字處理的圖像處理算法(圖像處理方法)。作為對被檢查物進(jìn)行拍攝的拍攝裝置，使用搭載有如CCD(Charged-coupleddevices，電荷耦合器件)或者CMOS(ComplemeNtarymetal-oxide-semicoNductor，互補(bǔ)性金屬氧化半導(dǎo)體)那樣的拍攝元件的攝像頭。當(dāng)在拍攝時從被檢查物發(fā)出的光輸入至上述拍攝元件時，光的強(qiáng)弱被變換成電信號的強(qiáng)弱并被進(jìn)行數(shù)字化、被記錄為數(shù)字圖像。(1)數(shù)字圖像在此，對數(shù)字圖像進(jìn)行說明。將構(gòu)成圖像的最小要素稱為像素，數(shù)字圖像由二維地排列的像素構(gòu)成。各像素作為顏色信息，獨(dú)立地具有組合了0和1的以二進(jìn)制表示的數(shù)值，該數(shù)值表示從被檢查物發(fā)出的光的強(qiáng)度和/或被檢查物的表面的顏色。將各像素所具有的數(shù)值稱為像素值，圖像例如分為彩色圖像、灰度等級圖像等種類。在彩色圖像中，1個像素的顏色由作為構(gòu)成該像素的分量的R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三原色的分量比率來決定。因而，在彩色圖像中表示1個像素的像素值時，多使用將RGB要素分別用8位來表示的24位(＝8位×3色)。相對于彩色圖像，將由白黑的濃淡來表現(xiàn)的圖像稱為灰度等級圖像?；叶鹊燃増D像用8位表示1個像素的像素值，不包括顏色信息而僅包括亮度信息。暗像素具有低(小)的像素值，亮像素具有高(大)的像素值。將這樣的明暗的等級的數(shù)稱為灰階。灰階根據(jù)分配給1個像素的信息量而發(fā)生變化。在此，將信息量的單位稱為位數(shù)，位數(shù)越大則灰階會越大。具體而言，使位數(shù)為N時的灰階數(shù)成為2N。例如由于上述灰度等級圖像的位數(shù)為8位，因此灰階數(shù)成為28＝256。并且，由于灰階數(shù)為256，因此，灰度等級圖像中的像素值的最小值為與漆黑對應(yīng)的0，最大值為與純白對應(yīng)的255。另外，在彩色圖像中，多將顏色分解為上述R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的三原色，對各顏色用相同的灰階數(shù)來表現(xiàn)亮度。這與從彩色圖像生成3個灰度等級圖像即單色圖像是等效的。在將上述的灰度等級圖像的灰階數(shù)256(8位)適用于RGB各色時，如上所述，彩色圖像的位數(shù)成為8位×3色＝24位。該情況下的灰階數(shù)成為224＝16777216，能夠通過該灰階數(shù)用數(shù)字圖像表現(xiàn)所有的顏色。以24位表現(xiàn)彩色圖像的顏色，在用人的眼睛觀察時，會感覺到極為自然的顏色。因此，將以24位表現(xiàn)的彩色圖像稱為全彩色圖像。從彩色圖像生成單色圖像的方法，不限定于如上述那樣將彩色圖像分解為R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三原色而生成3個單色圖像。此外也有從彩色圖像生成1個單色圖像的方法。作為該一例，有使用作為電視的播放標(biāo)準(zhǔn)而為人所知的NTSC信號的方法。作為在得到NTSC信號的前階段所使用的分量信號，有YIQ信號，該YIQ信號的Y分量為輝度值。現(xiàn)在，考慮將彩色圖像的信號即R信號、G信號、B信號各自的像素值即ER、EG、EB與系數(shù)相乘并進(jìn)行求和，生成作為新的像素值的輝度值Y。此時，已知適用使用了NTSC系數(shù)的加權(quán)平均，以使得最接近人的眼睛所能看到的輝度。具體而言，進(jìn)行Y＝0.299ER+0.687EG+0.114EB的運(yùn)算，來生成輝度值Y。但是，在上述那樣檢測圖像的缺陷時，使用了對數(shù)字化了的拍攝圖像進(jìn)行數(shù)字處理的圖像處理算法。采用該圖像處理算法，無非就是對上述像素值進(jìn)行運(yùn)算。并且，通過對運(yùn)算方法下功夫，能夠基于運(yùn)算結(jié)果選出圖像中存在的成為缺陷檢查的對象的區(qū)域。對運(yùn)算方法下了工夫以便具有這樣的選出作用的圖像處理算法，作為現(xiàn)有技術(shù)被廣泛地使用。(2)現(xiàn)有技術(shù)的圖像處理算法使用圖32至圖37對現(xiàn)有技術(shù)的圖像處理算法進(jìn)行說明。此外，在以下的說明中，將成為進(jìn)行表面的缺陷檢查的對象的被檢查物主要記載為工件。另外，將上述圖像中存在的成為缺陷檢查的對象的區(qū)域記載為檢查對象區(qū)域。同時，將不成為缺陷檢查的對象的區(qū)域即檢查對象區(qū)域以外的區(qū)域記載為排除區(qū)域。在進(jìn)行工件表面的缺陷檢查時，使用拍攝裝置對工件進(jìn)行拍攝而得到拍攝圖像，并對該拍攝圖像適用圖像處理算法。在此，使所得到的拍攝圖像為灰度等級圖像。關(guān)于拍攝方法，在工件為例如6面體那樣的立體形狀的情況下，將工件載置于水平地設(shè)置的臺上，使用在與工件的各面相對向的位置配置的拍攝裝置對各面進(jìn)行拍攝。另外，在工件為由紙或者形成為薄板狀的木材和/樹脂制成的平面形狀的情況下，將工件載置于水平地設(shè)置的臺上，使用配置于臺的上側(cè)的拍攝裝置對工件的上表面進(jìn)行拍攝。此外，在以下的說明中，為了簡單，附圖中的工件的形狀、被標(biāo)記于工件表面的記號、工件表面所存在的缺陷的形狀等，使用圓、橢圓、長方形、正方形等單純的圖形作為示意圖來表示。圖32(a)是使用拍攝裝置對作為合格品的工件(合格品工件)WG1的1個面進(jìn)行拍攝而得到的合格品圖像PG1，對背景B1和工件WG1進(jìn)行了拍攝。工件WG1具有長方形的外形，在其表面標(biāo)記有圓形的記號MG1。工件WG1的對角線的交點(diǎn)與記號MG1的中心位置大致一致。圖33(a)是使用拍攝裝置對在表面具有缺陷的工件、即作為不合格品的工件(不合格品工件)WD1的1個面進(jìn)行拍攝而得到的不合格品圖像PD1。合格品圖像PG1與不合格品圖像PD1的差異在于，不合格品圖像PD1的工件WD1內(nèi)存在缺陷D1、而且記號MD1內(nèi)存在缺陷D2這點(diǎn)。在此，圖32(a)的合格品圖像PG1和圖33(a)的不合格品圖像PD1均為灰度等級的數(shù)字圖像。并且，在合格品圖像PG1和不合格品圖像PD1中通過目視對各區(qū)域的顏色進(jìn)行比較，成為如下。合格品圖像PG1和不合格品圖像PD1均是背景B1為黑色、工件WG1和WD1為濃灰度、記號MG1和MD1為白色。另外，在不合格品圖像PD1中，工件WD1的缺陷D1為淡灰度，記號MD1上的缺陷D2也是淡灰度。不過，即便同樣為淡灰度，缺陷D2與缺陷D1相比略濃。上述的比較是作業(yè)人員目視觀察圖33(a)的不合格品圖像PD1所得的結(jié)果，實(shí)際的不合格品圖像PD1如上述那樣作為數(shù)字圖像記錄于拍攝裝置內(nèi)。關(guān)于該所記錄的數(shù)字圖像，當(dāng)使用區(qū)域的名稱用不等式來表示上述各區(qū)域的像素值的大小關(guān)系時，成為背景B1＜工件WD1＜缺陷D2＜缺陷D1＜記號MD1(1)。在此，上述各區(qū)域均由多個像素構(gòu)成。并且，構(gòu)成同一區(qū)域的多個像素所具有的像素值獨(dú)立地具有不同的值。但是，在以下的說明中為了簡單，使構(gòu)成同一區(qū)域的多個像素為全部具有相同的像素值。該(1)所示的像素值的大小關(guān)系意味著：在目視觀察圖33(a)所示的不合格品圖像PD1時，與工件WD1的正常部分相比，該缺陷D1看起來明亮(帶白色)。同樣地意味著本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種圖像處理方法，其特征在于，包括：差分算出步驟，將具有相對于基準(zhǔn)直線為線對稱的第1區(qū)域及第2區(qū)域的單色的原圖像，通過所述基準(zhǔn)直線劃分為所述第1區(qū)域及所述第2區(qū)域，關(guān)于在所述第1區(qū)域及所述第2區(qū)域內(nèi)配置于相對于所述基準(zhǔn)直線為線對稱的位置的兩個原像素的各對，算出成為所述兩個原像素的像素值的差分的差分像素值；和差分圖像生成步驟，是配置具有所述差分像素值的差分像素來生成差分圖像的差分圖像生成步驟，將具有使用所述第1區(qū)域內(nèi)的第1位置的原像素和所述第2區(qū)域內(nèi)的第2位置的原像素的對所算出的所述差分像素值的差分像素配置于所述差分圖像的所述第1位置及所述第2位置來生成所述差分圖像。

【技術(shù)特征摘要】
2017.06.28 JP 2017-1266741.一種圖像處理方法，其特征在于，包括：差分算出步驟，將具有相對于基準(zhǔn)直線為線對稱的第1區(qū)域及第2區(qū)域的單色的原圖像，通過所述基準(zhǔn)直線劃分為所述第1區(qū)域及所述第2區(qū)域，關(guān)于在所述第1區(qū)域及所述第2區(qū)域內(nèi)配置于相對于所述基準(zhǔn)直線為線對稱的位置的兩個原像素的各對，算出成為所述兩個原像素的像素值的差分的差分像素值；和差分圖像生成步驟，是配置具有所述差分像素值的差分像素來生成差分圖像的差分圖像生成步驟，將具有使用所述第1區(qū)域內(nèi)的第1位置的原像素和所述第2區(qū)域內(nèi)的第2位置的原像素的對所算出的所述差分像素值的差分像素配置于所述差分圖像的所述第1位置及所述第2位置來生成所述差分圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)直線是將所述原圖像劃分為包含相等數(shù)量的原像素的上半部分的所述第1區(qū)域和下半部分的所述第2區(qū)域的第1直線。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)直線是將所述原圖像劃分為包含相等數(shù)量的原像素的左半部分的所述第1區(qū)域和右半部分的所述第2區(qū)域的第2直線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于，在所述差分圖像生成步驟中，從同一所述原圖像生成第1差分圖像和與所述第1差分圖像不同的第2差分圖像來作為所述差分圖像，所述圖像處理方法還包括：檢查區(qū)域選出步驟，使用所述第1差分圖像和所述第2差分圖像，選出所述原圖像中的檢查對象區(qū)域。5.一種缺陷檢查方法，是使用權(quán)利要求1所述的圖像處理方法對被檢查物進(jìn)行缺陷檢查的缺陷檢查方法，其特征在于，具備：閾值設(shè)定模式和檢查執(zhí)行模式，所述閾值設(shè)定模式包括：第1步驟，使從拍攝已知是合格品的多個被檢查物而得到的拍攝圖像生成的單色圖像為第1原圖像，從所生成的多個第1原圖像使用所述圖像處理方法來生成多個合格品差分圖像；和第2步驟，使從拍攝已知是不合格品的多個被檢查物而得到的拍攝圖像生成的單色圖像為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：加藤嗣，梅崎太造，
申請(專利權(quán))人：東京威爾斯股份有限公司，梅崎太造，
類型：發(fā)明
國別省市：日本,JP