JP2005241304A - 外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静止した状態で容器内の液体内の泡を精度良く検出することができる外観検査方法を提供することにある。
【解決手段】泡候補部の各輪郭に対して、設定した外接矩形内に検査ラインを設定し、検査ライン上の画素の特徴を各画素の微分値若しくは微分方向値を基に調べる。そしてその特徴が上述した泡の特徴を満たすか否かをチェックし、満たす場合には検査領域２２内に泡が存在すると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は容器内の液体の外観を検査する外観検査方法に関するものである。

従来、容器内の液体に対する異物を検知する検査方法として、複数の照明（２台）と複数の撮像カメラ（４台）で照明・撮像方向を切り替え、微分処理によって気泡と異物を検出する検査方法（例えば特許文献１）や、透過光と、反射光の光量を相対的に調節し、気泡を高輝度に、異物に低輝度にそれぞれ表出させることにより、異物と気泡とを輝度の相違により判別する検査方法（例えば特許文献２）、更に時系列画像の各画素最小輝度を用いて泡を除去した比較検査画像を生成し、この差分画像より異物を検出方法（例えば特許文献３）があった。
特開平９−３２５１２２号公報（図１，段落番号００２１） 特開２００１−１１６７０３号公報 特許３２９５６２８号公報

前記従来例の内、特許文献１の方法では、複数台の撮影カメラと、照明とを必要とし、装置の大型化やコスト高が避けられないという問題があった。また特許文献２の方法では、透過光の光源と、反射光の光源とを必要とするとともに照明の光量を調節する手段を必要とした。また更に特許文献３の方法では、検査対象となる液体が入った容器を回転テーブル上に載せ、容器の回転と停止とを繰り返したり、容器を移動させることで、液体内の異物を旋回させ、その旋回画像を捉えようとするものであり、容器を回転や移動させる手段が必要であった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、容器を回転させることなく、静止した状態で容器内の液体内の泡を精度良く検出することができる外観検査方法を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、外部から内部が撮像可能な透明若しくは半透明な容器に封入された液体の外観検査万法において、該容器外から液体を撮像手段で撮像し、濃淡画像として保持する撮像過程と、撮像した濃淡画像の中で、予め設定された検査領域内の各画素について微分処理して微分値画像及び微分方向値画像を生成する微分処理過程と、微分値画像の検査領域内をラスタ走査し、所定の微分値以上の値を持つ画素を探索し、この探索で抽出した画素を泡候補点とする泡候補点抽出過程と、抽出した泡候補点を始点として、周辺画素に他の泡候補点が存在する場合はこれら泡候補点を連結処理して泡の輪郭を抽出する泡候補部の輪郭抽出過程と、抽出された泡候補部の輪郭に外接する外接矩形を設定する泡外接矩形設定過程と、設定された泡外接矩形内部に縦横に検査ラインを設定し、該検査ライン上の各画像について、泡の特徴を満たすか否かを判定することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検査領域内の微分処理により、泡候補部の輪郭の内部に設定した検査ラインを設定して、その検査ライン上の各画素について、泡の特徴を満たすか否かを判定するので、単なる二値化処理などと比較して、泡の特徴に合った精度良い検出ができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、設定した縦横の検査ラインが交差する泡候補部の輪郭の数により泡部を認識することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、検査ライン上のラスタ走査による画素のカウントを行うことのみで、泡を検出することが可能であり、高速で泡の検出ができる。

請求項３の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定の閾値以上であれば泡と判定することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、泡の輪郭線の内側と外側で、微分方向値が異なる特徴を利用して、検査ライン上に異なる微分方向値の画素が複数存在すると仮定しているので、泡の特徴に基づいて精度の高い泡の検出ができる。

請求項４の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の総和をとり、その総和の値が所定の閾値以上であれば泡と判定することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、泡候補部の輪郭内部の局所的に低い微分値が存在する部分のようなノイズを除去することで、泡部の安定した検出ができる。

請求項５の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、１本の検査ライン毎の、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上である検査ラインの総和が所定の閾値以上であれば泡と判定することを特徴とする。

請求項５の発明によれば、検査ライン上に複数の微分方向値を持つ場合に、泡が存在すると予測できるが、複数の検査ラインの情報を用いることにより、より精度の高い泡の検出ができる。

請求項６の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定の閾値以下の値を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項６の発明によれば、検査ライン上に複数の微分方向値及び輪郭上の濃淡データを用いることにより泡の特徴を用いた安定した泡の検出ができる。

請求項７の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以上である画素で囲まれた領域の面積が所定の閾値以上の場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項７の発明によれば、泡の特徴として、泡候補部の輪郭の濃淡値及び泡候補部の輪郭の幅が予めある程度特定できる場合に、泡を安定して検出することができる。

請求項８の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以上である画素で囲まれた領域の面積が、所定の閾値以上の値を持ち、且つ前記領域の外周囲長が所定の閾値以上の場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項８の発明によれば、泡の特徴として、輪郭部の濃淡値及び輪郭部の幅が予めある程度特定できる場合に、面積及び周囲長を併せて判定条件とすることにより、安定した泡の検出ができる。

請求項９の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以下である画素で囲まれる領域の面積が、所定の閾値以上の値を持ち、且つ前記領域の平均濃淡値が、所定の閾値以上を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項９の発明によれば、泡の特徴として、泡候補部の輪郭の濃淡値及び泡候補部の輪郭の幅が予めある程度特定できる場合に、面積及び輪郭上に存在する複数の画素の濃淡値データを用いることにより泡の安定した検出ができる。

請求項１０の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、１検査ライン毎に、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上の検査ラインについて、その検査ラインが連続する数が所定の閾値以上を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項１０の発明によれば、泡の輪郭線の内側と外側で、微分方向値が異なる特徴を利用して、検査ライン上に異なる微分方向値の画素が複数存在すると仮定しており、更に複数の検査ラインにまたがる連続性を考慮するので、泡の検出を安定して行うことができる。

請求項１１の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、１検査ライン毎に、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、前の検査ライン上に２より大きい予め設定された所定数以上の方向の微分方向値を持つ画素が存在し、次の検査ライン上に１方向か、或いは２方向の微分方向値を持つ画素しか存在しない場合に、或いは前の検査ライン上に１方向か、２方向の微分方向値を持つ画素が存在し、次の検査ライン上に前記の所定数以上の方向の微分方向値を持つ画素が存在する場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項１１の発明によれば、泡の輪郭線の内側と外側で、微分方向値が異なる特徴を利用して、検査ライン上に異なる微分方向値の画素が複数存在すると仮定しており、更に複数の検査ラインの連続性の情報を用いているので精度の高い泡の検出ができる。

請求項１２の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以上である画素で囲まれる領域の面積が、所定の閾値以上の値を持ち、且つ前記領域の平均濃淡値が、オフセットを設定した所定の閾値以上の値を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項１２の発明によれば、泡の特徴として、泡候補部の輪郭の濃淡値及び泡候補部の輪郭の幅が予めある程度特定できる場合に、面積及び輪郭上に存在する複数の画素の濃淡値データを用い、また平均濃淡値のマージンを考慮して、柔軟な泡の検出ができる。

請求項１３の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上の場合の微分方向値を持つ画素に濃淡値測定用画素を設定して境界部の濃淡差を求め、その濃淡差の値が所定値以上の画素が所定の閾値以上の値を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項１３の発明によれば、泡候補部の輪郭の両側に位置する画素間の濃淡差を測定することにより、泡候補の境界の情報をより精度良く調べることができ、安定した泡の検出が可能である。

請求項１４の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上の場合の微分方向値を持つ画素に、濃淡値測定用画素を設定して境界部の濃淡差を求め、その濃淡差の値が所定値以上の画素が、連続して存在するか否かを調べ、所定の閾値以上の画素数分連続して存在する場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項１４の発明によれば、泡候補部の輪郭の両側に位置する画素間の濃淡差を測定することにより、泡候補の境界の情報をより精度良く調べることができ、また複数の検査ラインの情報を用いて連続性を判定することにより、安定した泡の検出ができる。

請求項１５の発明では、請求項１の発明において、設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素について、その微分方向値に基づいて追跡処理を行い、始点に戻る追跡ラインが２本以上存在する場合に、泡と判定することを特徴とする。

請求項１５の発明によれば、泡候補部の輪郭が外側と内側の２本存在することを仮定して、輪郭上の画素を追跡することにより単純な処理で泡の判定ができる。

本発明は、検査領域内の微分処理により、泡候補部の輪郭の内部に設定した検査ラインを設定して、その検査ライン上の各画素について、泡の特徴を満たすか否かを判定するので、単なる二値化処理などと比較して、泡の特徴に合った精度良い検出が可能となるという効果がある。

図６は、本発明の外観検査方法を実施する外観検査装置の概略構成を示す。この外観検査装置における、透明又は半透明の容器１に封入された液体が被検査対象であって、容器１を挟んで照明装置２と、容器１外から内部の液体を撮像する撮像手段としてＣＣＤカメラ３を配置する。ＣＣＤカメラで撮像された画像データは画像処理装置４に取り込まれ、画像処理装置４は、取り込んだ画像データを用いて各種演算処理を行うとともに、その演算処理結果を用いて判定処理した結果を画像モニタ装置５やＰＬＣなどの外部機器６に出力して、機器の制御を行う。

図７は画像処理装置４の内部構成を詳細に示したものであって、ＣＣＤカメラ３からのアナログの画像データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７と、画像を画像モニタ装置５に映し出すためにデジタル化された画像データを保持するＶＲＡＭ８と、ＶＲＡＭ８で保持された画像データをＤ／Ａ変換して画像モニタ装置５へ出力するＤ／Ａ変換器９と、主メモリ部１０と、データやプログラムを格納しているフラッシュロム１１と、演算処理を行うためのＣＰＵ等からなる演算部１２と、ＶＲＡＭ８、ＲＡＭ等からなる主メモリ部１０及び演算部１２に対してクロック等を与える信号制御部１３と、演算部１２の制御の下で外部機器６を制御するためのコマンドなどを外部機器６へ送る外部制御部１４とで構成され、主メモリ部１０は、画像データを格納する画像メモリ領域１０ａと、後述する微分画像を格納する微分画像データを格納する微分画像メモリ領域１０ｂと、微分方向画像データを格納する微分方向画像メモリ領域１０ｃと、フラッシュロム１１から読み出された画像処理プログラムやデータを格納するための画像処理プログラムメモリ領域１０ｄの各領域が設定される。

以上のように構成される外観検査装置を用い、液体よりも灰色に見え、また径が所定以下の小さい泡以外は、内部に液体と同様の明るさを持ち、且つ微分方向画像では二重になるという泡の特徴と、液体よりも灰色から黒色であって、内部には明るくないという異物の特徴とを用いて泡と異物を識別するという本発明の外観検査方法を一実施形態により説明する。

本実施形態では、図１に示すフローチャートによる手順により外観検査が進められることになる。

最初のステップＳ１では検査対象である液体が封入されている容器１をＣＣＤカメラ３で撮像するステップであって、この撮像はオペレータの操作により行われる。

この撮像によって得られた濃淡画像からなる原画像は、図２（ａ）に示すようになる。この図２（ａ）で示す原画像中、矩形部２０は容器１と背景との境界部であり、また液体中に泡や異物があると、液体に対して暗い輪郭を持つ部位２１が原画像に存在することになる。

さて画像処理装置４では、演算処理ブログラムに沿って動作する演算部１２の制御の下で、原画像データをＶＲＡＭ８に保持した上で画像モニタ装置５に原画像を表示させるとともに画像メモリ領域１０ａに格納する。

オペレータは原画像を見ながら矩形部２０内に検査領域２２を図２（ｂ）に示すように設定する。この設定は、例えば演算部１２の制御下で作られるＧＵＩ環境を利用してマウス等のポインティングデバイスを用いて画面上に設定すれば設定情報が演算部１２に取り込まれることになる。

さてオペレータが前記ＧＵＩ環境を通じて提示される手順に沿って、まず検査領域２２内の各画素について微分処理を指示すると、演算部１２は検査領域２２内の各画素について微分処理（ステップＳ２）を行って、微分値画像及び微分方向値画像を生成し、それらの画像データを対応するメモリ領域１０ｂ、１０ｃに格納する。

ここで前記輪郭部位２１を含む１６×１６画素の領域２３内を拡大する操作を行うと、図２（ｂ）に示す原画像の領域２３内の各画素の濃淡値が図３（ａ）に示すような場合には、微分画像の各画素の微分値は図３（ｂ）に示すようになり、また微分方向画像の各画素の微分方向値は図３（ｃ）に示すようになる。尚濃淡値は２５６階調として、２２５が黒を、０が白を示す。

さて微分処理が終了すると演算部１２は、図２（ｃ）に示すように検査領域２２内のラスタ走査を行う（ステップＳ３）。このラスタ走査による処理は図示するように検査領域２２の左上端の位置から右下端までを走査して、所定の微分値以上を持つ画素を探索し（ステップＳ４）、この探索により抽出した画素を泡候補点とする（ステップＳ５）。

このラスタ走査では所定の微分値以上を持つ画素の内、輪郭の外側に位置する画素と内側に位置する画素を泡候補点として抽出する細線処理を行う。

このようにして検査領域２２内のラスタ走査が行われ、ステップＳ６でラスタ走査が終了したと判定されると、次のステップＳ７以降で、泡候補点の連結処理を行う。

つまり再度検査領域２２内のラスタ走査を開始し、先に抽出した泡候補点を探索し（ステップＳ８）、泡候補点が存在すると、泡候補点を中心としてその周囲の８画素内に他の泡候補点が存在すれば、泡の輪郭であるとして連結する処理をステップＳ９で行う。そしてステップＳ１０で検査領域２２内のラスタ走査が終了したと判定されると、ステップＳ１１へ遷移する。

ステップＳ１１では、図４に示す泡候補部の各輪郭に対して、演算部１２は、図示するような外接矩形３０を設定し、次のステップＳ１２では外接矩形３０内に図５に示すように検査ラインＬ１…Ｌｎを設定し、ステップＳ１３で設定した検査ライン上の画素の特徴を各画素（図５では○で示す）の微分値若しくは微分方向値を基に調べる。そしてその特徴が上述した泡の特徴を満たすか否かをチェックし（ステップＳ１４）、満たす場合には検査領域２２内に泡が存在すると判定し（ステップＳ１５）、満たさない場合は検査領域２２に泡が存在しないと判定する（ステップＳ１６）。つまり泡が存在しないと判定した場合、輪郭２１の起因が泡によるものではない、つまり異物によるものであると判定することができる。

そして演算部１２は、判定結果を画像モニタ装置５にて表示させるとともに、外部機器６へ判定結果に基づいた制御出力を出す。このように上述した輪郭２１が泡によるものか否かを判定することで、異物を確実に検出することができるのである。

次に前記の泡の判定処理の例について説明する。
（例１）
前記の泡候補点の連結で得られた泡候補部の輪郭は、泡の特徴から図４に示すように内側の輪郭と外側の輪郭からなる。この泡候補部の輪郭が外側と内側に現れることを利用して、本例では、泡の検出を行う。つまり検査ラインＬ１…Ｌｎを水平方向に設定した場合、図８に示すように斜線を入れている各画素の連結線で示される泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在すると、例えば検査ラインＬ５と交差する泡候補部の輪郭上の画素が４画素存在することになる。そこで演算部１２が泡を判定する場合の基準値として、予め決めた所定の検査ライン、例えばＬ５と交差する画素数を設定し、ラスタ走査において検査ラインＬ５を走査したときに交差する画素数をカウントし、このカウント値が前記基準値と一致した場合に泡と判定する。

以上のように本例では、泡の特徴を用いて、検査ライン上のラスタ走査による画素のカウントを行うことのみで、泡を検出することができるもので、高速で泡を検出することを可能としたものである。
（例２）
本例では、上述のように泡候補部の輪郭が外側と内側に現れ、また、内側と外側で微分方向値が異なるという泡の特徴を用いて、泡の検出を行う。

つまり、例えば図９に示すように検査ラインＬ５を水平方向に設定した場合、泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在すると、検査ラインＬ５と交差する泡候補部の輪郭上に存在する画素の微分方向値は、図示例では６，２，８，４の４種類がある。そこで演算部１２は例えば検査ラインＬ５と交差する画素の微分方向値の種別数をカウントし、予め設定しておいた所定の閾値（例えば４）以上であると、泡が存在すると判定するのである。

以上のように本例では、泡の輪郭線の内側と外側で、微分方向値が異なる特徴を利用して、検査ライン上に異なる微分方向値の画素が複数存在すると仮定しているので、泡の特徴に基づいて精度の高い泡の検出を可能としたものである。
（例３）
本例では、図１０に示すように泡候補部の輪郭Ｘ１，Ｘ２の内側に、泡候補部の輪郭Ｘ１，Ｘ２より濃淡差は小さいが、光量のムラαなどにより、濃淡差が発生し、微分値がある程度の大きさを持つ部分が現れる可能性があるという泡の特徴を用いたものである。

つまり本例の場合、設定した検査ラインＬ１…Ｌｎ上でラスタ走査する際に、演算部１２は図１０で示す検査ラインＬ上で、前記ムラαの微分値よりも大きな予め設定している所定値を越えている画素の数をカウントするとともに、ラスタ走査終了後、カウント値の総和と、予め設定している所定の閾値とを比較し、総和が閾値以上の場合に泡と判定するのである。

以上のように本例では、泡候補部の輪郭内部の局所的に低い微分値が存在する部分のようなノイズ（光量ムラ）を除去することで、泡の安定した検出を可能としたものである。
（例４）
本例では、例２と同様に泡の特徴として、輪郭線が外側と内側に現れ、且つ内側と外側で微分方向値が異なること利用して、泡の検出を行う。

つまり図９において、検査ラインＬ１…Ｌｎを水平方向に設定した場合、図示するように、泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在し、その微分方向値が複数種存在すると、この検査ライン上に泡が存在することが予測できる。

そして例２では検査ラインＬ５についてのみ利用したが、例えば検査ラインＬ６においてもＬ５と同様に4種類の微分方向値を持つすると、４種類の微分方向値を持つ条件を満たす検査ラインが複数存在することになる。

そこで本例では、演算部１２が例えば4種類の微分方向値を持つ検査ライン数をカウントして、そのカウント値が予め設定してある閾値以上である場合、泡が存在すると判定するのである。

以上のように本例では、検査ライン上に複数の微分方向値を持つ場合に泡が存在すると予測できる点と、複数の検査ラインの情報を用いることにより、より精度の高い泡の検出を可能としたものである。
（例５）
本例でも、泡の特徴として、例２，例４と同様に、輪郭線が外側と内側に現れ、また内側と外側で微分方向値が異なるという泡の特徴を利用して、泡の検出を行う。

つまり、検査ラインＬ１…Ｌｎを水平方向に設定した場合、図９に示すように、泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在すると、例２で説明したように例えば検査ラインＬ５と交差する泡候補部の輪郭上に存在する画素の微分方向値が、６，２，８，４の４種類存在する。

そして微分方向値が６と２及び８と４の間の画素の濃淡値を測定した場合、検査ラインＬ５上の画素Ａ〜Ｄ（図９参照）の濃淡値は図１１に示すように画素Ａ，Ｂ間及びＣ，Ｄ間の濃淡値が所定値以下となる（輪郭部は暗くなる）。

而して本例では、前記の特徴を生かすために、演算部１２が微分方向値の濃淡値を測定し、その測定値と、予め設定してある所定の閾値とを比較することにより、測定値が閾値以下の場合に泡と判定する。

以上のように本例では、 検査ライン上の微分方向値及び泡候補部の輪郭上に存在する画素の濃淡値のデータを用いることにより、泡の特徴を用いた安定した泡の検出ができるようにしたものである。
（例６）
本例は、演算部５は例５における濃淡値が所定値以下の画素の数をカウントする処理を行う。この処理は、検査ラインＬ５以外で、検査ライン上の画素の微分方向値が4種類以上ある他の検査ライン（図９ではＬ６）においても濃淡値を測定して所定値以下の画素数をカウントする処理を行う。そしてこのように処理を行った複数の検査ラインにおける画素数の総和をとることにより、つまり前記所定値以下の画素で囲まれた領域の面積値とする、
そしてこの面積値を予め設定してある閾値と比較し、面積値が閾値以上ある場合に泡と判定するのである。

以上のように本例では、泡候補部の輪郭の濃淡値及び泡候補部の輪郭の幅が予めある程度特定できる場合に、泡を安定して検出することを可能としたものである。
（例７）
本例では、例６で説明した領域を図１２に示すように演算部１２が領域Ｙとして抽出して、この抽出した領域Ｙ内の面積及びその領域Ｙの外周囲長を測定する処理を行い、これら測定値が、予め設定しているそれぞれの閾値以上の場合に泡が存在すると判定するのである。

以上のように本例では、泡の特徴として、泡候補部の輪郭の濃淡値及び幅が予めある程度特定できる場合に、微分方向値の濃淡値の測定値が所定値以下の画素で囲まれる領域Ｙの面積と、その領域Ｙの外周囲長とを併せて判定条件とすることにより、安定した泡の検出を可能としたものである。
（例８）
例７では、泡判定の条件に上述した領域Ｙの面積と、その外周囲長を用いたが、本例では、外周囲長の代わりに領域Ｙ、つまり図１１のＡ画素−Ｂ画素と、Ｃ画素−画素Ｄ間の平均濃淡値を求め、その平均濃淡値が予め設定した閾値以下の場合に泡の輪郭であると判定する。

以上のように本例では、泡候補輪郭部の濃淡値及び泡候補部の輪郭の幅が予めある程度特定できる場合に面積及び輪郭上に存在する複数の画素の濃淡値データを用いることにより泡の安定した検出を可能としたものである。
（例９）
上述したように図９で示す如く、泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在すると、例えば検査ラインＬ５と交差する泡候補部の輪郭上に存在する画素の微分方向値が、６，２，８，４の４種類存在する。この種別数が予め設定しておいた閾値（例えば４）以上であるとして、泡が存在すると判定するのが例２であった。

これに対して本例では、演算部１２が検査ライン５の前後の検査ラインＬ４，Ｌ６，Ｌ７についても同様に処理を行って、泡の存在と判定した検査ラインの連続する数をカウントし、そのカウント値が予め設定した閾値（例えば４）以上あると、泡が存在すると判定するのである。

以上のように本例では、泡の輪郭線の内側と外側で、微分方向値が異なる特徴を利用して、検査ライン上に異なる微分方向値の画素が複数存在すると仮定しており、また、複数の検査ラインにまたがる連続性を考慮することで、泡の検出を安定して行うことを可能としたものである。
（例１０）
上述したように図９で示す如く、泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在すると、例えば検査ラインＬ５では交差する泡候補部の輪郭上に存在する画素の微分方向値が、６，２，８，４の４種類存在する。この種別数が予め設定しておいた閾値（例えば４）以上であるとして、泡が存在すると判定するのが例２であった。

一方図９において、例えば検査ラインＬ１では画素の微分方向値が、６，５，４の３種類存在するが、次の検査ラインＬ２では６，４の２種類しか存在しない。また検査ラインＬ１０では８，２の２種類しか存在しないが、次の検査ライン１１では８，１，２の３種類が存在する。

本例ではこのような検査ラインの連続性のデータを用いて泡の判定を行うもので、演算部１２は、例えば前の検査ラインで微分方向値の種類が１種類若しくは２種類しか存在しないが、次の検査ラインでは微分方向値の種類が例えば３種類以上存在する場合、又は前の検査ラインで微分方向値の種類が３種類以上存在して、次に検査ラインでは１種類若しくは２種類しか存在しない場合の何れかの条件が満足されていると、泡が存在すると判定するのである。

以上のように本例では、泡の輪郭線の内側と外側で、微分方向値が異なる特徴を利用して、検査ライン上に異なる微分方向値の画素が複数存在すると仮定しており、更に複数の検査ラインの連続性の情報を用いていることで、精度の高い泡の検出を可能としたものである。
（例１１）
例８では平均濃淡値が所定の閾値以上あれば泡と判定しているが、本例では、演算部１２の制御の下で、閾値にオフセットを設定できるようにし、演算部１２がこのオフセットを設定した閾値と、例８と同様に求めた平均濃淡値とを比較して平均濃淡値が閾値以上の場合に泡と判定するのである。

以上のように本例では、輪郭部の濃淡値及び輪郭部の幅が予めある程度特定できる場合に面積及び輪郭上に存在する複数の画素の平均濃淡値を用い、また平均濃淡値のマージンを考慮した閾値を用いることで、柔軟な泡の検出を可能としたものである。
（例１２）
上述したように図９で示すように検査ラインＬ１…Ｌｎを水平方向に設定した場合、泡候補部の輪郭が内側、外側の両側に存在すると、例えば検査ラインＬ５と交差する泡候補部の輪郭上に存在する画素の微分方向値が、６，５，４の４種類存在する。

本例では、演算部１２が例えば、図１３に示すように検査ラインＬ５上の微分方向値が６の画素の両側に濃淡測定用画素（Ｏ部の内部が斜線の画素）ａ１，ａ２を設定して、画素ａ１，ａ２問の濃淡差を測定し、その絶対値が予め設定している閾値以上の場合に、泡が存在すると判定する。

以上のように本例では、泡候補部の輪郭の両側に位置する画素間の濃淡差を測定することにより、泡候補の境界の情報をより精度良く調べることができ、安定した泡の検出を可能としたものである。
（例１３）
例１２では、１本の検査ライン、例えばＬ５に濃淡測定用画素ａ１、ａ２を設定して、その画素ａ１，２間の濃淡差を測定し、その絶対値が予め設定した閾値以上の場合が泡が存在すると判定していたが、本例では、演算部１２は、例えば検査ラインＬ５で泡の存在の判定した上で、次に検査ライン、例えばＬ６についても図１３に示すように同様に濃淡測定用画素ｂ１，ｂ２を設定して、その画素ｂ１，ｂ２間の濃淡差を測定し、その濃淡差が所定の閾値以上の場合、泡が存在する判定する処理を行い、この処理後、泡と判定された検査ラインが連続している場合に、最終的に泡の存在を判定するのである。

以上のように本例では、泡候補部の輪郭の両側に位置する画素間の濃淡差を測定することにより、泡候補の境界の情報をより精度良く調べることができ、また複数の検査ラインの情報を用いて連続性を判定することにより、安定した泡の検出を可能としているものである。
（例１４）
本例は、泡候補部の輪郭が外側と内側とに現れ、また内側と外側の方向値が異なるという泡の特徴とを利用するもので、検査ラインを水平方向に設定した場合、図１４に示すように、演算部１２によりラスタ走査を行うときに泡候補部の輪郭の画素を始点Ｉから順に矢印で示すように追跡処理して、終点IIを経由して始点Ｉに戻ってくるような場合、その追跡線が外側と内側に２本存在する場合（場合によってはノイズなどの影響で３本以上存在する可能性もある）、泡が存在すると判定する。

以上のように本例によれば、泡候補部の輪郭が外側と内側の２本存在することを仮定して、輪郭上の画素を追跡することにより単純な処理で泡の判定を可能としたものである。

本発明の一実施形態の基本処理のフローチャートである。 （ａ）は同上を用いる外観検査装置のＣＣＤカメラで撮影した原画像例図、（ｂ）は検査領域を設定時の画像例図、（ｃ）は設定された検査領域に対するラスタ走査の状態図である。 （ａ）は同上の泡部位の各画素の濃度値を示す拡大図、（ｂ）は同上の泡部位の各画素の微分値を示す拡大図、（ｃ）は同上の泡部位の各画素の微分方向値を示す拡大図である。 同上の泡候補部の輪郭を示す拡大図である。 同上の検査ラインの設定説明図である。 同上に用いる外観検査装置の構成図である。 同上に用いる外観検査装置の画像処理装置の構成図である。 同上に用いる泡判定方法の例１の説明図である。 同上に用いる泡判定方法の例２、例４、例５、例６、例９、例１０の説明図である。 同上に用いる泡判定方法の例３の説明図である。 同上に用いる泡判定方法の例５、例８の説明図である。 同上に用いる泡判定方法の例７の説明図である。 同上に用いる泡判定方法の例１２、例１３の説明図である。 同上に用いる泡判定方法の例１４の説明図である。

Claims (15)

1. 外部から内部が撮像可能な透明若しくは半透明な容器に封入された液体の外観検査万法において、該容器外から液体を撮像手段で撮像し、濃淡画像として保持する撮像過程と、撮像した濃淡画像の中で、予め設定された検査領域内の各画素について微分処理して微分値画像及び微分方向値画像を生成する微分処理過程と、微分値画像の検査領域内をラスタ走査し、所定の微分値以上の値を持つ画素を探索し、この探索で抽出した画素を泡候補点とする泡候補点抽出過程と、抽出した泡候補点を始点として、周辺画素に他の泡候補点が存在する場合はこれら泡候補点を連結処理して泡の輪郭を抽出する泡候補部の輪郭抽出過程と、抽出された泡候補部の輪郭に外接する外接矩形を設定する泡外接矩形設定過程と、設定された泡外接矩形内部に縦横に検査ラインを設定し、該検査ライン上の各画像について、泡の特徴を満たすか否かを判定することを特徴とする外観検査方法。
2. 設定した縦横の検査ラインが交差する泡候補部の輪郭の数により泡部を認識することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
3. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定の閾値以上であれば泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
4. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の総和をとり、その総和の値が所定の閾値以上であれば泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
5. 設定した検査ライン上の画素で、１本の検査ライン毎の、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上である検査ラインの総和が所定の閾値以上であれば泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
6. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定の閾値以下の値を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
7. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以上である画素で囲まれた領域の面積が所定の閾値以上の場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
8. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以上である画素で囲まれた領域の面積が所定の閾値以上で、且つ所定の閾値以上の値を持ち、且つ前記領域の外周囲長が所定の閾値以上の場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
9. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以下である画素で囲まれる領域の面積が、所定の閾値以上の値を持ち、且つ前記領域の平均濃淡値が、所定の閾値以上を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
10. 設定した検査ライン上の画素で、１検査ライン毎に、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上の検査ラインについて、その検査ラインが連続する数が所定の閾値以上を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
11. 設定した検査ライン上の画素で、１検査ライン毎に、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、前の検査ライン上に２より大きい予め設定された所定数以上の方向の微分方向値を持つ画素が存在し、次の検査ライン上に１方向か、或いは２方向の微分方向値を持つ画素しか存在しない場合に、或いは前の検査ライン上に１方向か、２方向の微分方向値を持つ画素が存在し、次の検査ライン上に前記の所定数以上の方向の微分方向値を持つ画素が存在する場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
12. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとるとともに、その微分方向値を持つ画素間の濃淡値を測定し、その測定値が所定値以上である画素で囲まれる領域の面積が、所定の閾値以上の値を持ち、且つ前記領域の平均濃淡値が、オフセットを設定した所定の閾値以上の値を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
13. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上の場合の微分方向値を持つ画素に濃淡値測定用画素を設定して境界部の濃淡差を求め、その濃淡差の値が所定値以上の画素が所定の閾値以上の値を持つ場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
14. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素の微分方向値の種別数をとり、その種別数の値が所定値以上の場合の微分方向値を持つ画素に、濃淡値測定用画素を設定して境界部の濃淡差を求め、その濃淡差の値が所定値以上の画素が、連続して存在するか否かを調べ、所定の閾値以上の画素数分連続して存在する場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
15. 設定した検査ライン上の画素で、所定の微分値以上の値を持つ画素について、その微分方向値に基づいて追跡処理を行い、始点に戻る追跡ラインが２本以上存在する場合に、泡と判定することを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
    

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