图像检查装置的检查区域设定方法
【专利摘要】在图像检查装置中设置检查区域设定单元，该检查区域设定单元使用通过图像传感器对检查对象物的样本进行拍摄而得到的样本图像，预先设定在检查处理中使用的检查区域。检查区域设定单元根据样本图像中的各像素的颜色或亮度的信息以及样本图像中所包含的边缘的信息，对在检查区域的内侧和外侧之间的颜色或亮度的像素分离度以及检查区域的轮廓和边缘的边缘重叠度双方进行评价，由此求出检查区域的最优解。此外，检查区域设定单元根据由用户输入的平衡参数，对评价像素分离度和边缘重叠度时的权重进行调整。
【专利说明】图像检查装置的检查区域设定方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及进行基于图像的外观检查的图像检查装置。
【背景技术】
[0002]进行基于图像的外观检查的图像检查装置已被广泛利用，以实现生产线上的检查的自动化、省力化。虽然存在各种外观检查的种类和方法，但是，基本的结构是:利用图像传感器(相机)对检查对象物进行拍摄，从得到的图像中提取作为检查区域的部分，对该检查区域的部分的图像的特征进行分析、评价，由此，进行目的性的检查(例如，良/不良的判定、区分、信息取得等)。
[0003]在这种图像检查装置中，在开始检查处理之前，需要进行检查区域的设定等准备作业。在一般的装置中，准备有用于设定检查区域的专用工具，用户能够使用该工具自己设定与检查对象物和检查目的等对应的适当的检查区域。然而，以往的工具仅具有通过圆、四边形等单纯图形或它们的组合来定义检查区域的功能。因此，在检查对象物的形状复杂或特殊的情况下，有时无法准确地使检查区域与检查对象物的轮廓对应。此外，即使在能够通过单纯图形的组合来表现检查对象物的轮廓的情况下，当组合的图形的数量增多时，在检查区域的设定中会需要大量的时间和作业负担。近年来，尽量缩短安排时间(段取>9時間)以提高多品种少量生产中的效率这样的需求强烈，不希望检查区域的设定耗费劳力和时间。但是，另一方面，为了应对制品形状的复杂化和检查内容的高度化、细分化，并且为了提高检查的精度和可靠性，希望仅在应作为检查的对象的部分上准确地设定检查区域这样的需求也很强烈。
[0004]作为自动地设定检查区域的方法，以往，已知有利用二值化或色域提取的检查区域提取方法。即，是从图像中提取符合预先设定的亮度范围或色域的像素组，并将该像素组作为检查区域的方法。该方法在要提取为检查区域的部分(前景)与其以外的部分(背景)的亮度或颜色的对比度较高的情况是有效的，例如，被用于从在皮带运输机上输送的物品的图像中仅提取物品部分的处理等。如果使用该方法，则能够在某种程度上解决对应上述的复杂形状、设定作业的简单化的课题，但是，依然存在以下课题。
[0005]当在要提取为检查区域的前景部分中存在由于照明等的影响而产生阴影，或者前景部分由各种亮度或颜色构成，或者在背景中存在与前景部分接近的颜色时，通过二值化或色域提取难以准确地仅提取前景部分。最近，检查内容的高度化、细分化发展，例如仅将成型加工部件的I个切削面作为对象而进行的表面检查，或者希望仅对安装有多个部件的印刷基板上的I个部件进行检查等，大量出现背景与前景的之间几乎没有色差的情况。此夕卜，由于二值化、色域提取是按照图像的每个像素而进行的，因此，易受到噪声、照明变动的影响，有时提取出的检查区域中丢失像素，或者相反地从背景部分选择不相邻区域的像素，存在使检查精度降低的问题。
[0006]在专利文献I中，作为检查区域的设定方法，公开了根据检查对象部件的CAD数据来设定检查区域的位置和大小的方法、通过取得部件安装前和安装后的2张图像的差分来识别待检查的区域的方法等。虽然使用这些方法能够自动地设定检查区域，但是，能够应用这些方法的对象有限，缺乏通用性。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2006-58284号公报
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1:Y.Boykov and Μ.-P.Jolly: "Interactive Graph Cuts forOptimal Boundary&Region Segmentation of Objects in N-D images，，，ICCV2001，01，p.105(2001).
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]本发明正是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供如下技术，即使是在复杂形状或特殊形状的对象的情况下，或者在前景和背景的颜色难以区分的情况下，利用该技术也能够简单且高精度地设定检查区域。
[0014]用于解决问题的手段
[0015]为了达成上述目的，在本发明中，针对检查对象物的样本图像综合地评价颜色/亮度的信息和边缘的信息，从而搜索检查区域的最优解，由此，自动或半自动地设定检查区域。
[0016]具体而言，本发明的检查区域设定方法，对图像检查装置设定用于定义检查区域的检查区域定义信息，该图像检查装置从对检查对象物进行拍摄而得到的原始图像中提取作为所述检查区域的部分来作为检查区域图像，通过对所述检查区域图像进行分析来进行所述检查对象物的检查，该检查区域设定方法具有:取得步骤，由计算机取得对检查对象物的样本进行拍摄而得到的样本图像；检查区域搜索步骤，由计算机根据所述样本图像中的各像素的颜色或亮度的信息以及所述样本图像中所包含的边缘的信息，针对作为检查区域的候选解的多个候选区域，评价像素分离度和边缘重叠度双方，从而从所述多个候选区域中求出检查区域的最优解，其中，该像素分离度是各候选区域的内侧与外侧之间的颜色或亮度的分离程度，该边缘重叠度是各候选区域的轮廓与所述样本图像中的边缘的重叠程度；以及设定步骤，由计算机针对所述图像检查装置，设定用于定义在所述检查区域搜索步骤中求出的检查区域在图像内的位置和形状的检查区域定义信息。
[0017]根据该结构，由于通过使用样本图像的最优解搜索来决定检查区域的位置和形状，因此，与以往那样利用单纯图形来手动输入检查区域相比，能够大幅降低设定时间和作业负荷，并且，还能够针对复杂形状和特殊形状进行应用。此外，除了使用颜色/亮度的信息以外，还是使用边缘的信息，综合地评价检查区域的内侧与外侧之间的颜色或亮度的像素分离度和检查区域的轮廓的边缘重叠度这双方，由此，与二值化、色域提取这样的现有方法相比，能够提闻区域的提取精度。
[0018]优选的是，还具有由计算机从用户受理参数的输入的参数受理步骤，计算机每次在所述参数受理步骤中从用户受理参数的输入时，使用所输入的参数作为约束条件来执行所述检查区域搜索步骤，由此重新计算检查区域的最优解，将重新计算出的检查区域显示在显示装置中。
[0019]根据该结构，用户通过观察显示装置中所显示的检查区域，能够容易地确认是否选择了期望的区域作为检查区域。然后，在检查区域不适当的情况下，能够适当调整参数并马上在画面上确认重新计算结果，因此，能够容易地设定期望的检查区域。
[0020]优选的是，在所述参数受理步骤中，使用户输入用于调整所述像素分离度和所述边缘重叠度的平衡的平衡参数作为一个参数，在所述检查区域搜索步骤中，根据由用户输入的平衡参数，调整对所述像素分离度和所述边缘重叠度进行评价时的权重。
[0021]这样，由于用户能够调整平衡参数，因此，即使是难以实现前景和背景的自动切分的图像，也能够简单地且在短时间内设定期望的检查区域。
[0022]优选的是，在所述检查区域搜索步骤中，将评价候选区域的内侧的各像素的颜色或亮度相对于前景的代表颜色或代表亮度的前景相似性而得的值、或者评价候选区域的外侧的各像素的颜色或亮度相对于背景的代表颜色或代表亮度的背景相似性而得的值、或者综合该双方的值后得到的值，作为所述像素分离度。
[0023]根据该结构，成为如下评价:检查区域内的像素的前景相似性越高并且检查区域外的像素的背景相似性越高，则像素分离度越高。这样，决定作为前景和背景的代表的颜色/亮度，以它们为基准进行检查区域的搜索，由此能够进一步提高到达妥当的解的可能性。另外，在计算对前景相似性进行评价的值时，可以使用候选区域的内侧的全部像素，也可以仅使用一部分的像素。同样，在计算对背景相似性进行评价的值时，可以使用候选区域的外侧的全部像素，也可以仅使用一部分的像素。
[0024]优选的是，在所述检查区域搜索步骤中，以如下的方式调整对所述像素分离度和所述边缘重叠度进行评价时的权重:前景的代表颜色或代表亮度与背景的代表颜色或代表亮度之间的差异越大，所述像素分离度的权重就越大，所述差异越小，所述边缘重叠度的权重就越大。
[0025]在该结构中，并非由用户调整上述的平衡参数，而是自动地调整为适当的值。由此，在没有用户的辅助的状态下，也能够提高到达妥当的解的可能性。
[0026]在所述参数受理步骤中，如果能够使用户输入前景或背景或它们双方的代表颜色或代表亮度作为一个参数，则能够更进一步提高到达妥当的解的可能性。
[0027]此时，优选的是，在所述参数受理步骤中，将所述样本图像显示在显示装置中，使用户在所述显示的样本图像上指定要作为前景或背景的部分，取得所述指定的部分的颜色或亮度作为所述代表颜色或代表亮度。根据该结构，能够简单地并且准确无误地指定代表颜色和代表亮度。
[0028]作为参数，除了上述参数以外，还可以提供任何可能影响到检查区域的最优解搜索的参数。例如，提供表示与检查区域的形状、大小、在图像内的位置、纹理、拓扑、相邻要素、内包要素等有关的特征的信息作为参数，以除了像素分离度和边缘重叠度以外，还使检查区域的特征和通过这些参数而提供的特征之间的类似程度也提高的方式，进行检查区域的解搜索即可。这样，通过将检查区域的各种特征作为约束条件，能够进一步提高到达妥当的解的可能性。
[0029]假定仅通过参数的调整无法到达期望的检查区域、或者参数的试行错误耗费时间的情况，因此，优选具有检查区域修正步骤:将在所述检查区域搜索步骤中求出的检查区域显示在显示装置中，根据从用户输入的修正指示来修正检查区域的形状。这样，由于能够修正检查区域的形状，因此，能够通过用户的支援来补充在计算机的自动提取中较难的部分，结果是，能够简单地且在短时间内得到最适当的检查区域。
[0030]考虑各种用于修正检查区域的操作系统。例如，也可以通过贝塞尔(Bezier)曲线或样条曲线的轨迹对检查区域的轮廓的全部或一部分进行近似，并使用户修正所述轨迹。由此，能够简单地将检查区域的轮廓修正为期望的形状。此外，还优选使用户描绘自由曲线、并对所述自由曲线和检查区域进行合成以使所述自由曲线成为检查区域的轮廓的一部分的操作系统，或者使用户指定检查区域的轮廓的一部分的区间、并将所指定的区间的轮廓置换为直线或圆弧的操作系统，或者将由用户指定的像素追加到检查区域或将该像素从检查区域中除外的操作系统。
[0031]另外，能够获得具有上述手段中的至少任意一个手段的图像检查装置作为本发明，还能够获得具有与上述检查区域设定相关的手段中的至少任意一个手段的图像检查装置用的检查区域设定装置作为本发明。此外，还能够获得执行上述处理中的至少任意一个处理的图像检查方法或检查区域设定方法、或者用于使计算机执行该方法的程序和记录该程序的存储介质作为本发明。
[0032]发明的效果
[0033]根据本发明，即使在复杂形状、特殊形状的对象的情况下或者前景和背景的颜色难以区分的情况下，也能够简单且高精度地设定检查区域。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是示意地示出图像检查装置的结构的图。
[0035]图2是示出检查处理的流程的流程图。
[0036]图3是用于说明检查处理中的检查区域的提取过程的图。
[0037]图4是示出使用设定工具103来设定检查区域的处理的流程的流程图。
[0038]图5是示出检查区域设定画面的一例的图。
[0039]图6是示出通过参数调整来设定检查区域的过程的一例的图。
[0040]图7是说明轮廓修正工具的动作例的图。
[0041]图8是说明轮廓描绘工具的动作例的图。
[0042]图9是说明圆弧变换工具的动作例的图。
[0043]图10是说明直线变换工具的动作例的图。
[0044]图11是说明绘制工具的动作例的图。
【具体实施方式】
[0045]以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0046]以下说明的实施方式涉及进行基于图像的外观检查的图像检查装置，具体而言，涉及用于支援对图像检查装置设定检查区域的作业的检查区域设定装置。该图像检查装置适合用于在FA的生产线等中自动或半自动地对大量物品连续进行检查的用途等。虽然与作为检查对象的物品的种类无关，但是，在本实施方式的图像检查装置中，为了从由图像传感器进行摄像而得到的原始图像中提取预先决定的检查区域并进行检查，以原始图像中的检查区域的位置、形状是固定的为前提。虽然存在各种外观检查的目的和检查项目，但是，本实施方式的检查区域设定装置对哪种检查都能够适合应用。另外，在本实施方式中，以图像检查装置的一个功能(设定工具)的方式安装了检查区域设定装置，但是，也可以采用将图像检查装置和检查区域设定装置分开的结构。
[0047]<第I实施方式>
[0048](图像检查装置)
[0049]图1示意地示出图像检查装置的结构。该图像检查装置I是对在输送路上输送的检查对象物2进行外观检查的系统。
[0050]如图1所示，图像检查装置I由装置主体10、图像传感器11、显示装置12、存储装置13、输入装置14等硬件构成。图像传感器11是用于将彩色或单色的静态图像或者动态图像取入装置主体10的设备，例如能够适合用于数字相机。其中，在用于检测可见光像以外的特殊图像(X线图像、热图像等)的情况下，使用与这种图像对应的传感器即可。显示装置12是用于显示由图像传感器11取入的图像、检查结果、以及与检查处理或设定处理相关的GUI画面的设备，例如能够使用液晶显示器等。存储装置13是用于存储图像检查装置I在检查处理中参照的各种设定信息(检查区域定义信息、检查逻辑等)、和检查结果等的设备，例如能够利用HDD、SSD、闪存、网络存储等。输入装置14是用户为了对装置主体10输入指示而进行操作的设备，例如能够利用鼠标、键盘、触摸面板、专用控制台等。
[0051]装置主体10在硬件上能够由具有CPU(中央运算处理装置)、主存储装置(RAM)、辅助存储装置(ROM、HDD、SSD等)的计算机构成，在功能上具有检查处理部101、检查区域提取部102、设定工具103。检查处理部101和检查区域提取部102是与检查处理相关的功能，设定工具103是支援检查处理所需要的设定信息的用户进行的设定作业的功能。这些功能是通过将辅助存储装置或存储装置13中存储的计算机.程序下载到主存储装置中并由CPU执行而实现的。另外，图1仅是示出装置结构的一例，也可以将图像传感器11、显示装置12、存储装置13、输入装置14的全部或一部分与装置主体10 —体化。另外，装置主体10可以由个人计算机或平板式终端那样的计算机构成，或者，也能够由专用芯片或机载计算机等构成。
[0052](检查处理)
[0053]参照图2和图3来说明与图像检查装置I的检查处理相关的动作。图2是示出检查处理的流程的流程图，图3是用于说明检查处理中的检查区域的提取过程的图。这里，为了便于说明，以便携电话的壳体部件的面板面的检查(瑕疵、颜色不均匀的检测)为例来说明检查处理的流程。
[0054]在步骤S20中，通过图像传感器11对检查对象物2进行拍摄，将图像数据取入到装置主体10。此处，根据需要将所取入的图像(原始图像)显示在显示装置12中。图3的上段示出原始图像的一例。在原始图像的中央处映出作为检查对象的壳体部件2，在其左右映出在输送路上的相邻的壳体部件的一部分。
[0055]在步骤S21中，检查区域提取部102从存储装置13中读入必要的设定信息。在设定信息中至少包含检查区域定义信息和检查逻辑。检查区域定义信息是对要从原始图像中提取的检查区域的位置、形状进行定义的信息。检查区域定义信息的形式是任意的，例如能够使用在检查区域的内侧和外侧改变了标签的位掩码(bitmask)、或者用贝塞尔曲线或样条曲线表现检查区域的轮廓的矢量数据等。检查逻辑是对检查处理的内容进行定义的信息，例如是检查中使用的特征量的种类，判定方法、特征量提取或判定处理中使用的参数和阈值等。
[0056]在步骤S22中，检查区域提取部102根据检查区域定义信息从原始图像中提取作为检查区域的部分。图3的中段示出将由检查区域定义信息所定义的检查区域(由交叉阴影示出)30重叠于原始图像上的状况。可知，检查区域30正好重叠在壳体部件2的面板面上。图3的下段示出从原始图像中提取出检查区域30的部分的图像(检查区域图像31)的状况。在检查区域图像31中，删除了在壳体部件2的周围映出的输送轨迹和相邻的部件。此外，还删除了被排除在表面检查的对象部位以外的铰链部分20和按钮部分21。将这样得到的检查区域图像31交给检查处理部101。
[0057]在步骤S23中，检查处理部101按照检查逻辑从检查区域图像31中提取必要的特征量。在本例中，提取检查区域图像31的各像素的颜色及其平均值，作为用于进行表面的瑕疵、颜色不均匀的检查的特征量。
[0058]在步骤S24中，检查处理部101按照检查逻辑来判定瑕疵、颜色不均匀的有无。例如，在检测到相对于步骤S23中得到的平均值的色差超过阈值的像素组的情况下，能够将该像素组判定为瑕疵或颜色不均匀。
[0059]在步骤S25中，检查处理部101将检查结果显示在显示装置12中，并记录在存储装置13中。以上，对I个检查对象物2的检查处理完成。在生产线中，与将检查对象物2输送到图像传感器11的视场角内的定时同步地，重复图2的步骤S20?S25的处理。
[0060]在外观检查中，希望不会过量或不足而仅切出要作为检查的对象的像素作为检查区域图像31。这是因为，当在检查区域图像31中包含背景部分或多于余部分(图3的例中为铰链部分20和按钮部分21)时，该像素成为噪声，可能会使检查精度降低，相反，如果检查区域图像31小于要设为检查的对象的范围，则可能会产生检查的遗漏。因此，在本实施方式的图像检查装置I中，准备了设定工具103，以简单的生成用于切出准确的检查区域图像的检查区域定义信息。
[0061](检查区域的设定处理)
[0062]参照图4和图5来说明设定工具103的功能和动作。图4是示出使用设定工具103来设定检查区域的处理的流程的流程图，图5是示出检查区域设定画面的一例的图。
[0063]在启动设定工具103后，在显示装置12中显示图5的设定画面。在该设定画面中设有图像窗口 50、图像取入按钮51、前景指定按钮52、背景指定按钮53、优先度调整滑块54、确定按钮55。能够利用输入装置14来进行按钮的选择和滑块的移动等操作。另外，该设定画面毕竟仅是一例，可以使用任何的UI，只要能够进行以下说明的参数输入和检查区域的确认等即可。
[0064]在按下图像取入按钮51后，设定工具103通过图像传感器11对检查对象物的样本进行拍摄(步骤S40)。使用良品的检查对象物(在上述的例中为壳体部件)作为样本，在与实际的检查处理的情况相同的状态(图像传感器11和样本的相对位置、照明等)下拍摄即可。将得到的样本图像数据取入装置主体10。另外，在事先拍摄的样本图像存在于装置主体10的辅助存储装置或存储装置13中的情况下，设定工具103也可以从辅助存储装置或存储装置13中读入样本图像的数据。[0065]如图5所示，将在步骤S40中取得的样本图像显示在设定画面的图像窗口 50中(步骤S41)。
[0066]在步骤S42中，用户输入前景和背景的代表颜色(单色图像的情况下为代表亮度)。前景是指要提取为检查区域的部分，背景是指检查区域以外的部分。在输入前景的代表颜色的情况下，用户在按下设定画面的前景指定按钮52并设为前景指定模式后，在图像窗口 50中显示的样本图像上指定要作为前景的部分。关于此处的指定，目的是选出前景的代表颜色，因此，在图5的例中，适当地选择壳体部件的面板面的一部分像素或像素组即可。如果是在前景中包含有图案、阴影、颜色大幅不同的部分等的情况下，优选以尽量能够网罗这些颜色的方式选择像素组。在输入背景的代表颜色的情况下，在按下背景指定按钮53并切换到背景指定模式后，进行同样的操作。另外，前景和背景的代表颜色的输入不是必须的。可以仅输入前景和背景中的任意一方，在代表颜色已知的情况下，或者在能够根据样本图像的颜色分布等自动地计算代表颜色的情况下，也可以省略步骤S42。
[0067]在步骤S43中，设定工具103根据在步骤S42中指定的前景/背景的代表颜色，将样本图像分离为前景和背景(segmentation,分割)，将其前景部分选择为检查区域。在本实施方式中，除了使用样本图像的各像素的颜色信息以外，还使用样本图像中所包含的边缘的信息，针对作为检查区域的候选解的多个候选区域，对在前景和背景之间(即候选区域的内侧与外侧的间)的颜色的分离程度(将其称为像素分离度)以及前景和背景的边界(即候选区域的轮廓)与样本图像中的边缘的重叠的程度(将其称为边缘重叠度)的双方综合地进行评价，搜索使像素分离度和边缘重叠度双方提高的最优解。后面详细说明检查区域的计算方法。
[0068]在步骤S44中，将在步骤S43中计算出的检查区域显示在设定画面的图像窗口 50中。用户通过观察在设定画面中显示的检查区域，能够确认是否选择了期望的区域作为检查区域。此时，优选在样本图像上覆盖显示检查区域，因为这样能够使检查对象物与检查区域之间的比较变得容易。
[0069]然后，设定工具103等待来自用户的输入(步骤S45)。在按下了确定按钮55的情况下，设定工具103针对当前的检查区域生成检查区域定义信息并将其存储在存储装置13中(步骤S46)。另一方面，在画面显示的检查区域不适当的情况下，用户能够操作前景指定按钮52、背景指定按钮53、优先度调整滑块54来调整参数(步骤S47)。如果重新指定前景或背景的代表颜色，则会影响前述的像素分离度的评价。此外，如果通过优先度调整滑块54变更颜色信息和边缘信息之间的优先度，则能够改变对前述的像素分离度和边缘重叠度进行评价时的平衡(权重)。设定工具103在从用户受理了参数的输入(变更)后，使用该新的参数作为约束条件来重新计算检查区域的最优解，对重新计算后的检查区域进行画面显示(步骤S47 — S43、S44)。通过这样的功能，能够一边对参数进行适当调整，一边重复检查区域的计算，直到得到期望的结果。
[0070]图6示出通过参数调整设定检查区域的过程的一例。在上段示出通过最初的计算得到的检查区域30。在最初的计算结果中，壳体部件的铰链部分20和按钮部分21也包含在检查区域30中，但是，这里，由于目的是要检查检测面板面的瑕疵、颜色不均匀，因此希望从检查区域中排除铰链部分20和按钮部分21 (参照图3)。因此，首先，用户按下背景指定按钮53并切换到背景指定模式，将样本图像中的按钮部分21的颜色追加指定为背景的代表颜色。由此，如中段所示的图像例那样，按钮部分21从检查区域30中被排除。接着，关于铰链部分20，由于与面板面之间的颜色差异较小，因此通过平衡参数的调整进行处理。即，着眼于铰链部分20与面板面之间的段差中产生的边缘，通过优先度调整滑块54提高边缘信息的优先度。由此，如下段所示的图像例那样，在铰链部分20与部件表面之间的边缘上设定检查区域30的轮廓，形成期望的检查区域30。
[0071](检查区域的计算)
[0072]说明图4的步骤S43的检查区域的计算方法。
[0073]如前所述，在本实施方式的设定工具103中，对前景和背景之间的像素分离度以及前景和背景的边界的边缘重叠度的双方综合地进行评价，由此从检查区域的候选解中求出最优解。能够将该计算转化为将如下的目的函数最小化(或者最大化)的最优化问题，其中，该目的函数包括对基于颜色信息的像素分离度进行评价的函数和对基于边缘信息的边缘重叠度进行评价的函数。以下，使用图形切割算法来说明解决检查区域的最优化问题的方法。另外，由于图形切割算法是公知的方法(参照非专利文献I)，因此，在本说明书中，省略图形切割算法的基本概念的说明，下面以本实施方式中特有的部分为中心进行说明。
[0074]在图形切割算法中，如下式那样定义能量函数作为目的函数，在给出I时求出使能量E最小化的解L。在本例中，I是样本图像，L是表示是前景还是背景的标签(即检查区域)。
[0075][式I]
【权利要求】
1.一种检查区域设定方法，对图像检查装置设定用于定义检查区域的检查区域定义信息，该图像检查装置从对检查对象物进行拍摄而得到的原始图像中提取作为所述检查区域的部分来作为检查区域图像，通过对所述检查区域图像进行分析来进行所述检查对象物的检查，该检查区域设定方法的特征在于，其具有: 取得步骤，由计算机取得对检查对象物的样本进行拍摄而得到的样本图像； 检查区域搜索步骤，由计算机根据所述样本图像中的各像素的颜色或亮度的信息以及所述样本图像中所包含的边缘的信息，针对作为检查区域的候选解的多个候选区域，评价像素分离度和边缘重叠度双方，从而从所述多个候选区域中求出检查区域的最优解，其中，该像素分离度是各候选区域的内侧与外侧之间的颜色或亮度的分离程度，该边缘重叠度是各候选区域的轮廓与所述样本图像中的边缘的重叠程度；以及 设定步骤，由计算机针对所述图像检查装置，设定用于定义在所述检查区域搜索步骤中求出的检查区域在图像内的位置和形状的检查区域定义信息。
2.根据权利要求1所述的检查区域设定方法，其特征在于， 所述检查区域设定方法还具有由计算机从用户受理参数的输入的参数受理步骤， 计算机每次在所述参数受理步骤中从用户受理参数的输入时，使用所输入的参数作为约束条件来执行所述检查区域搜索步骤，由此重新计算检查区域的最优解，将重新计算出的检查区域显示在显示 装置中。
3.根据权利要求2所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述参数受理步骤中，使用户输入用于调整所述像素分离度和所述边缘重叠度的平衡的平衡参数作为一个参数， 在所述检查区域搜索步骤中，根据由用户输入的平衡参数，调整对所述像素分离度和所述边缘重叠度进行评价时的权重。
4.根据权利要求2或3所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述检查区域搜索步骤中，将评价候选区域的内侧的各像素的颜色或亮度相对于前景的代表颜色或代表亮度的前景相似性而得的值、或者评价候选区域的外侧的各像素的颜色或亮度相对于背景的代表颜色或代表亮度的背景相似性而得的值、或者综合该双方的值后得到的值，作为所述像素分离度。
5.根据权利要求4所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述检查区域搜索步骤中，以如下的方式调整对所述像素分离度和所述边缘重叠度进行评价时的权重:前景的代表颜色或代表亮度与背景的代表颜色或代表亮度之间的差异越大，则所述像素分离度的权重就越大，所述差异越小，则所述边缘重叠度的权重就越大。
6.根据权利要求4或5所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述参数受理步骤中，使用户输入前景或背景或它们双方的代表颜色或代表亮度作为一个参数。
7.根据权利要求6所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述参数受理步骤中，将所述样本图像显示在显示装置中，使用户在所述显示的样本图像上指定要作为前景或背景的部分，取得所述指定的部分的颜色或亮度作为所述代表颜色或代表亮度。
8.根据权利要求2~7中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于，在所述参数受理步骤中，使用户输入表示与检查区域的形状有关的特征的形状信息作为一个参数， 在所述检查区域搜索步骤中，以除了所述像素分离度和所述边缘重叠度以外，还使得检查区域的形状和由所述形状信息表示的形状之间的类似程度提高的方式，求出检查区域的最优解。
9.根据权利要求2~8中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述参数受理步骤中，使用户输入表示与检查区域的大小有关的特征的大小信息作为一个参数， 在所述检查区域搜索步骤中，以除了所述像素分离度和所述边缘重叠度以外，还使得检查区域的大小与由所述大小信息表示的大小之间的类似程度提高的方式，求出检查区域的最优解。
10.根据权利要求2~9中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述参数受理步骤中，使用户输入表示与检查区域在图像内的位置有关的特征的位置信息作为一个参数， 在所述检查区域搜索步骤中，以除了所述像素分离度和所述边缘重叠度以外，还使得检查区域在样本图像内的位置与由所述位置信息表示的位置之间的类似程度提高的方式，求出检查区域的最优解。
11.根据权利要求2~10中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述参数受理步骤中，使用户输入表示与检查区域内的图像的纹理有关的特征的纹理信息作为一个参数， 在所述检查区域搜索步骤中，以除了所述像素分离度和所述边缘重叠度以外，还使得检查区域内的图像的纹理与由所述纹理信息表示的纹理之间的类似程度提高的方式，求出检查区域的最优解。
12.根据权利要求1~11中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于， 所述检查区域设定方法还具有检查区域修正步骤，在检查区域修正步骤中，计算机将在所述检查区域搜索步骤中求出的检查区域显示在显示装置中，按照由用户输入的修正指示来修正检查区域的形状。
13.根据权利要求12所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述检查区域修正步骤中，通过贝塞尔曲线或样条曲线的轨迹对检查区域的轮廓的全部或一部分进行近似，并使用户修正所述轨迹。
14.根据权利要求12或13所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述检查区域修正步骤中，使用户描绘自由曲线，合成所述自由曲线和检查区域，以使得所述自由曲线成为检查区域的轮廓的一部分。
15.根据权利要求12~14中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述检查区域修正步骤中，使用户指定检查区域的轮廓的一部分区间，将所指定的区间的轮廓置换为直线或圆弧。
16.根据权利要求12~15中的任意一项所述的检查区域设定方法，其特征在于， 在所述检查区域修正步骤中，将由用户指定的像素追加到检查区域中或者从检查区域中排除。
17.一种程序，其特征在于，该程序使计算机执行权利要求1~16中的任意一项所述的检查区域设定方法的各步骤。
18.—种检查区域设定装置，其对图像检查装置设定用于定义检查区域的检查区域定义信息，该图像检查装置从对检查对象物进行拍摄而得到的原始图像中提取作为所述检查区域的部分来作为检查区域图像，通过对所述检查区域图像进行分析来进行所述检查对象物的检查，该检查区域设定装置的特征在于，其具有: 取得单元，其取得对检查对象物的样本进行拍摄而得到的样本图像； 检查区域搜索单元，其根据所述样本图像中的各像素的颜色或亮度的信息以及所述样本图像中所包含的边缘的信息，针对作为检查区域的候选解的多个候选区域，评价像素分离度和边缘重叠度双方，从而从所述多个候选区域中求出检查区域的最优解，其中，该像素分离度是各候选区域的内侧与外侧之间的颜色或亮度的分离程度，该边缘重叠度是各候选区域的轮廓与所述样本图像中的边缘的重叠程度；以及 设定单元，其 针对所述图像检查装置，设定用于定义由所述检查区域搜索单元求出的检查区域在图像内的位置和形状的检查区域定义信息。
【文档编号】G01N21/88GK103988069SQ201280061701
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2012年1月5日
【发明者】湊善久, 柳川由纪子 申请人:欧姆龙 株式会社