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公開番号2025144218
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043889
出願日2024-03-19
発明の名称画像検査装置
出願人株式会社キーエンス
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類G06T 7/00 20170101AFI20250925BHJP(計算;計数)
要約【課題】ROIを設定することなく対象物を撮像画像から検出する。
【解決手段】画像検査装置は、撮像ユニットと、撮像ユニットとは別体である制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、検査設定部及び検査実行部を備える。検査設定部は、学習画像から第一特徴マップを抽出し、第一特徴マップに含まれ且つ学習画像に対するウィンドウの角度が反映され且つウィンドウによって特定される位置に対応する第一特徴量を抽出する。検査実行部は、撮像画像から第三特徴マップを抽出し、第三特徴マップに含まれ且つ第一特徴量に類似する第三特徴量に対応する位置を特定し、特定した位置に基づいて候補領域を決定し、候補領域を示す画像を撮像画像に重畳したものを出力する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
撮像ユニットと、
前記撮像ユニットとは別体である制御ユニットと、
を備え、
前記撮像ユニットは、撮像視野を撮像して撮像画像を生成する撮像部を含み、
前記制御ユニットは、
機械学習モデルにより前記撮像画像から対象物を検出して検出結果を出力する検査実行部と、
前記検査実行部の設定を行う検査設定部と、を含み、
前記機械学習モデルは、入力された画像から特徴量を抽出する第一特徴抽出部と、を含み、
前記検査設定部は、
学習画像に対するウィンドウ設定を受け付け、
前記第一特徴抽出部を実行して前記学習画像から第一特徴マップを抽出し、前記第一特徴マップに含まれ且つ前記学習画像に対する前記ウィンドウの角度が反映され且つ前記ウィンドウによって特定される位置に対応する第一特徴量を抽出し、
前記検査実行部は、
前記第一特徴抽出部を実行して前記撮像画像から第三特徴マップを抽出し、前記第三特徴マップに含まれ且つ前記第一特徴量に類似する第三特徴量に対応する位置を特定し、特定した位置と前記ウィンドウ設定とに基づいて候補領域を決定し、
前記候補領域を示す画像を前記撮像画像に重畳したものを出力する、画像検査装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記検査設定部は、前記第一特徴抽出部と異なる第二特徴抽出部を実行して前記学習画像から第二特徴マップを抽出し、前記第二特徴マップに含まれ且つ前記ウィンドウによって特定される位置に対応する第二特徴量を抽出し、
前記検査実行部は、
前記第二特徴抽出部を実行して前記撮像画像から第四特徴マップを抽出し、前記第四特徴マップに含まれ且つ前記特定した位置に対応する第四特徴量が前記第二特徴量と同一のクラスに属するか否かを分類し、
前記第四特徴量が前記第二特徴量と同一のクラスに属すると分類された場合に、前記候補領域を前記対象物の検出領域とする前記検出結果を出力する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項３】
前記検査設定部は、前記第一特徴抽出部を実行して前記学習画像と前記学習画像を回転させた回転画像それぞれから前記第一特徴マップを抽出し、前記第一特徴量を抽出し、
前記第一特徴量は、前記第一特徴マップに含まれ且つ前記学習画像に対する前記ウィンドウの角度が反映され且つ前記ウィンドウによって特定される位置に対応し、又は、前記第一特徴マップに含まれ且つ前記回転画像に対する前記ウィンドウの角度が反映され且つ前記ウィンドウによって特定される位置に対応し、
前記検査実行部は、前記回転画像から抽出された前記第一特徴量に前記第三特徴量が類似する場合、前記特定した位置と前記ウィンドウ設定と前記回転画像の回転角度に関する情報とに基づいて前記候補領域を決定する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項４】
前記検査設定部は、
回転設定を受け付け、
前記回転設定がＯＮであれば、前記第一特徴抽出部を実行して前記学習画像と前記回転画像それぞれから前記第一特徴マップを抽出し、
前記回転設定がＯＦＦであれば、前記第一特徴抽出部を実行して前記学習画像から前記第一特徴マップを抽出する、請求項３に記載の画像検査装置。
【請求項５】
前記検査設定部は、
前記第一特徴マップに含まれ且つ前記ウィンドウ以外の背景位置に対応する背景特徴量を抽出し、
前記検査実行部は、
前記第三特徴量が前記第一特徴量と同一のクラスに属するか前記背景特徴量と同一のクラスに属するかを分類する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項６】
前記学習画像は第一学習画像であり、
前記ウィンドウは第一ウィンドウであり、
前記検査設定部は、
前記第一学習画像とは異なる第二学習画像に対する第二ウィンドウ設定を受け付け、
前記候補領域を示す画像を前記撮像画像に重畳したものが出力されている状態で、前記撮像画像を前記第二学習画像として設定でき、前記候補領域を前記第二ウィンドウとして設定でき、
前記特徴抽出部を実行して前記第二学習画像から第五特徴マップを抽出し、前記第五特徴マップに含まれ且つ前記第二ウィンドウによって特定される位置に対応する第五特徴量を抽出し、
前記検査実行部は、前記第三特徴量が前記第一特徴量と同一のクラスに属するか前記第五特徴量と同一のクラスに属するかを分類する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項７】
前記検査実行部は、前記候補領域が無かった場合に前記候補領域が無かったことを示す画像を前記撮像画像に重畳したものを出力する、請求項１に記載の画像検査装置。
【請求項８】
前記撮像ユニットは、前記撮像ユニットと撮像対象との距離が所定以下の場合に、前記撮像ユニットのピントを前記撮像対象に合わせることが可能な拡大レンズアタッチメントを装着することができる、請求項１に記載の画像検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像検査装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の良否判定の条件を設定するツールである「学習ツール」を備える画像検査装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６４１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
「学習ツール」の検査対象領域（ＲＯＩ：Region of Interest）の位置及び角度が撮像視野に対して固定されている場合、検査対象画像に映っている対象物がＲＯＩから外れていると、対象物の良否判定が行えない。
【０００５】
上記の問題点を解決するために、例えば画像検査装置は、特許文献１に開示される「位置補正ツール」を備える。「位置補正ツール」により、撮像視野内に基準位置及び基準角度が設定され、基準位置及び基準角度に応じてＲＯＩの位置及び角度が撮像視野に対して調整される。
【０００６】
しかしながら、「位置補正ツール」の基準位置及び基準角度を設定するために適した視覚的特徴が検査対象画像に含まれていなければ、「位置補正ツール」による適切な調整が困難である。特に、撮像ユニットと制御ユニットとが別体である分離型画像検査装置は、撮像ユニットと制御ユニットとが一体である一体型画像検査装置と比較して、撮像ユニットを含む筐体の小型化が容易であるため、撮像ユニットと対象物とが近接するような位置に設置されやすい。撮像ユニットと対象物とが近接すると、「位置補正ツール」の基準位置及び基準角度を設定するために適した視覚的特徴が検査対象画像に含まれない可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、ＲＯＩを設定することなく対象物を撮像画像から検出することができる画像検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像検査装置は、撮像ユニットと、前記撮像ユニットとは別体である制御ユニットと、を備える。前記撮像ユニットは、撮像視野を撮像して撮像画像を生成する撮像部を含む。前記制御ユニットは、機械学習モデルにより前記撮像画像から対象物を検出して検出結果を出力する検査実行部と、前記検査実行部の設定を行う検査設定部と、を含む。前記機械学習モデルは、入力された画像から特徴量を抽出する第一特徴抽出部と、を含む。前記検査設定部は、学習画像に対するウィンドウ設定を受け付け、前記第一特徴抽出部を実行して前記学習画像から第一特徴マップを抽出し、前記第一特徴マップに含まれ且つ前記学習画像に対する前記ウィンドウの角度が反映され且つ前記ウィンドウによって特定される位置に対応する第一特徴量を抽出する。前記検査実行部は、前記第一特徴抽出部を実行して前記撮像画像から第三特徴マップを抽出し、前記第三特徴マップに含まれ且つ前記第一特徴量に類似する第三特徴量に対応する位置を特定し、特定した位置と前記ウィンドウ設定とに基づいて候補領域を決定し、前記候補領域を示す画像を前記撮像画像に重畳したものを出力する。
【０００９】
なお、その他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く発明を実施するための形態及びこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像検査装置であれば、ＲＯＩを設定することなく対象物を撮像画像から検出することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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