特許ウォッチ

公開番号2025035866
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023143176
出願日2023-09-04
発明の名称画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G01N 21/88 20060101AFI20250307BHJP(測定;試験)
要約【課題】撮像画像に基づいて検査対象物体の表面検査を行う技術において、検査対象物体が複雑な立体形状又は特別な表面特性のような特徴を有する場合における欠陥の検出精度を向上させる。
【解決手段】照明方向を切り替えながら撮像された、検査対象物体についての複数の撮像画像を取得する。複数の撮像画像から生成された検査対象物体の各位置の法線方向を示す法線画像に基づいて、検査対象物体の表面形状を検査する第1の検査を行う。第1の検査とは異なる、複数の撮像画像に基づいて検査対象物体の表面形状を検査する第2の検査を行う。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
照明方向を切り替えながら撮像された、検査対象物体についての複数の撮像画像を取得する取得手段と、
前記複数の撮像画像から生成された前記検査対象物体の各位置の法線方向を示す法線画像に基づいて、前記検査対象物体の表面形状を検査する第１の検査を行う第１の検査手段と、
前記第１の検査とは異なる、前記複数の撮像画像に基づいて前記検査対象物体の表面形状を検査する第２の検査を行う第２の検査手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記第１の検査手段は、前記法線画像に対するフィルタ処理により前記検査対象物体の表面形状についての欠陥を検出することを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２の検査手段は、前記法線画像を用いずに、複数の撮像画像のそれぞれ、又は前記複数の撮像画像の合成画像に基づいて前記検査対象物体の表面形状を検査することを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第２の検査手段は、前記複数の撮像画像のそれぞれ、又は前記複数の撮像画像の合成画像に対するフィルタ処理により前記検査対象物体の表面形状についての欠陥を検出することを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記検査対象物体の表面のうち所定の特徴を有する領域を判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記所定の特徴を有する領域は、影領域と表面反射領域とのうちの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記撮像画像のうち所定の範囲に含まれる画素値を有する領域を判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記複数の撮像画像のうちの少なくとも１つにおいて前記領域内の画素の画素値が前記所定の範囲に含まれることを特徴とする、請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１の検査の対象となる領域と、前記第２の検査の対象となる領域と、のそれぞれを判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記検査対象物体の表面のうち所定の特徴を有さない領域は前記第１の検査の対象となる領域であり、前記所定の特徴を有する領域は前記第２の検査の対象となる領域であり、前記所定の特徴を有する領域は影領域と表面反射領域とのうちの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項９に記載の画像処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関し、特に検査対象物体の欠陥を検出するための画像処理技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
検査対象物体の画像に基づいて、物体表面（検査面）の欠陥を検出する技術が知られている。このような技術は、工業製品の外観検査に応用されている。例えば特許文献１には、検査対象物体の表面勾配を計測し、計測結果に基づいて対象物体の良否を判定することが記載されている。表面勾配の計測は、複数の照明のそれぞれを順次転送させながらカメラによって撮像された複数の画像に基づいて行われる。具体的には、照度差ステレオ法を用いて表面勾配を計算する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－２４０５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法を用いる場合、検査対象物体の形状及び表面特性により、欠陥の検出精度が低下することがある。例えば、検査対象物体が凹部を有する場合、検査面の一部に光が当たらないことがある。この場合、撮像画像中に黒い影領域が発生する。また、照度差ステレオ法は、検査面がランバート面であることを前提として用いられる。しかしながら、検査面は光沢を有することがある。この場合、検査面の一部からの表面反射光の影響で、撮像画像中に白い表面反射領域が発生するかもしれない。これらの影領域及び表面反射領域は、表面勾配（又は法線）の推定精度低下を招く可能性があり、この場合欠陥の検出精度が低下する。
【０００５】
本発明は、撮像画像に基づいて検査対象物体の表面検査を行う技術において、検査対象物体が複雑な立体形状又は特別な表面特性のような特徴を有する場合における欠陥の検出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
照明方向を切り替えながら撮像された、検査対象物体についての複数の撮像画像を取得する取得手段と、
前記複数の撮像画像から生成された前記検査対象物体の各位置の法線方向を示す法線画像に基づいて、前記検査対象物体の表面形状を検査する第１の検査を行う第１の検査手段と、
前記第１の検査とは異なる、前記複数の撮像画像に基づいて前記検査対象物体の表面形状を検査する第２の検査を行う第２の検査手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
撮像画像に基づいて検査対象物体の表面検査を行う技術において、検査対象物体が複雑な立体形状又は特別な表面特性のような特徴を有する場合における欠陥の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係る検査システムの概略構成例を示すブロック図。
一実施形態に係る撮像装置及び画像処理装置の構成例を示す図。
検査対象物体の撮像について説明する概念図。
一実施形態に係る画像処理装置の機能構成例を示すブロック図。
一実施形態に係る画像処理方法の処理の流れを示すフローチャート。
表面反射領域及び影領域の候補領域を抽出する処理のフローチャート。
表面反射領域及び影領域を判定する処理のフローチャート。
表面反射領域及び影領域の検出結果例を示す図。
検査のために用いるフィルタの例を示す図。
法線画像を用いた欠陥検出の結果例を示す図。
反射画像を用いた欠陥検出の結果例を示す図。
一実施形態に係る画像処理方法の処理の流れを示すフローチャート。
検査のために用いるユーザインタフェースの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る検査システムの概略構成を示すブロック図である。この検査システムは、撮像装置１０１及び画像処理装置１０２を有する。一実施形態に係る画像処理装置１０２は、照明方向を切り替えながら撮像された、検査対象物体についての複数の撮像画像を用いて、検査対象物体の形状を検査する。撮像装置１０１は、このような複数の撮像画像を撮像することができる。以下の例に示す撮像装置１０１は、検査対象物体を別々のタイミングで異なる方向から照明しながら撮像することにより、複数の撮像画像を撮像する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許