专利名称：基于色彩的彩色图像的区域分割技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及对应于颜色将彩色图像区域分割的技术。
背景技术：
作为印刷基板等的检查装置，所采用的图像检查装置是，通过比较没有缺陷的制品的彩色图像(下面也称为“参照图像”)和作为检查对象的制品的彩色图像(下面也称为“对象图像”)，来判定检查对象制品是否具有缺陷。在这样的图像检查装置中，由于判断的是在参照图像内存在的物体和对象图像内存在的物体是否对应，所以设定表示参照图像内存在的物体的颜色的多个代表颜色，并进行区域分割，将对象图像分割成与代表色对应的区域。
专利文献1为日本专利申请特开2002-259667号公报。
当用这样的区域分割方法进行对象图像的区域分割时，对象图像内存在的物体的颜色被分类为代表色的任何一个。由此、即使在检查对象中具有呈现出与代表色不同的颜色的缺陷，也有可能由于该颜色而作为没有缺陷的区域被区域分割，而无法进行缺陷的检出。这样的问题在进行彩色图像的区域分割的图像检查装置中比较显著，但是通常在存在没有设想出现在对象图像中的颜色包含于作为区域分割的对象的彩色图像中的可能性的情况下，有可能降低区域分割结果的可靠性，产生与期望的区域分割不同的分割结果。
发明内容
本发明是为了解决上述从前的问题而提出的，其目的在于在对应于彩色图像的颜色的区域分割中，提高区域分割结果的可靠性。
为了达到上述目的至少一部分，本发明的方法是一种对应于像素的颜色将对象图像进行区域分割的方法，其中该对象图像是对每个个体上产生色彩偏差的彩色物体进行摄像的彩色图像，其特征在于，包括如下工序(a)在规定的色彩空间内，在上述彩色物体具有容许范围内的颜色的情况下，设定表示上述对象图像取得的N个颜色的范围的N个实际存在色区域和上述N个实际存在色区域之外的非实际存在色区域的工序，其中，N是2或2以上的整数；(b)通过将构成对各个上述彩色物体进行摄像而得到的对象图像的对象像素的颜色分类到上述N个实际存在色区域和上述非实际存在色区域中的任一个中，从而将上述对象图像进行区域分割的工序。
根据该结构，由于能够将没有设想到会出现在对象图像中的颜色作为非实际存在色区域而进行分离，所以能够提高彩色图像的区域分割的可靠性。
也可以是上述工序(a)包括制成查寻表的工序，该查寻表将上述规定的色彩空间内的任意的颜色作为输入，而输出表示上述任意的颜色属于上述N个实际存在色区域和上述非实际存在色区域中的任意一个的值，上述工序(b)包括参照上述查寻表进行上述区域分割的工序。
根据该结构，由于通过参照查寻表可以将对象图像的各个像素的颜色进行分类，所以能够更高速的进行区域分割。
也可以是上述工序(a)包括(1)准备至少1个作为上述彩色物体的标准彩色图像的参照图像的工序；(2)从包含于上述参照图像中的多个颜色中设定N个代表色的工序(3)利用与上述规定的色彩空间内的任意的颜色和上述N个代表色之间的距离建立关联的规定的距离指标值，将上述规定的色彩空间分割成与上述N个代表色对应的N个代表色区域的工序；(4)在上述N个代表色区域内设定包括上述N个代表色的上述N个实际存在色区域，同时将上述N个实际存在色区域之外的区域设定为上述非实际存在色区域的工序。
根据该结构，由于可以根据基于参照图像所产生的代表色区域来设定实际存在色区域，所以能够更容易的进行实际存在色区域的设定。
也可以是上述工序(4)包括将构成上述参照图像的参照像素的颜色分类到上述N个代表色区域的任一个中，同时在上述N个代表色区域中将包含上述参照像素的颜色的一部分区域设定为上述N个实际存在色区域的工序。
根据该结构，由于可以基于参照像素的颜色设定实际存在色区域，所以能够更容易的进行实际存在色区域的设定。
也可以是上述工序(4)包括将与上述N个代表色之间的上述距离指标值为规定的边界值或者规定的边界值以下的N个区域作为上述N个实际存在色区域的工序。
根据该结构，由于可以将实际存在色区域设定在接近代表色的区域中，所以能够更容易的进行与代表色对应的区域分割。
也可以是上述工序(4)包括作为上述距离指标值而分别采用相互不同的多种的距离指标值，设定多种的上述N个代表色区域的工序；在上述多种的上述N个代表色区域中，将相对于相同的代表色的多种的代表色区域之间共通的区域设定为上述实际存在色区域的工序。
根据该结构，由于可以将实际存在色区域设定在接近代表色的区域中，所以能够更容易的进行与代表色对应的区域分割。
也可以是上述工序(4)包括在上述N个代表色区域的每个代表色区域中，将从上述各代表色区域中除去了上述各代表色区域和其他代表色区域之间的边界之外的区域作为上述实际存在色区域的工序。
根据该结构，由于可以根据代表色区域进行实际存在色区域的设定，所以能够更容易的进行实际存在色区域的设定。
也可以是上述工序(b)包括在上述对象像素的颜色属于上述非实际存在色区域的情况下，在表示从上述N个实际存在色区域中选择的与上述对象像素的颜色最接近的附近实际存在色区域、和上述对象像素的颜色之间的距离的指标值为规定的值或规定的值以下的情况下，将上述对象像素的颜色分类到上述附近实际存在色区域中的工序。
根据该结构，能够更加正确的进行对象像素的颜色是否属于实际存在色区域的判断。
而且，本发明能以各种形式实现，例如，可以用彩色图像的区域分割方法以及装置、利用其区域分割结果的图像检查方法及装置、在彩色图像的区域分割中使用的查寻表的制成方法以及装置、用于实现这些各种方法或者装置的功能的计算机程序、存储有该计算机程序的存储介质、包含有该计算机程序并在运送波内具体化的数据信号等形式来实现。
图1是表示本发明的一个实施例的印刷基板检查装置的结构的说明图。
图2是表示第1实施例的前处理的步骤的流程图。
图3是表示没有缺陷的印刷基板的彩色图像的说明图。
图4是表示代表色的设定的状况的说明图。
图5是表示分割成彩色空间的代表色区域的状况的说明图。
图6是表示第1实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。
图7是表示第1实施例的实际处理的步骤的流程图。
图8是表示有缺陷的印刷基板的彩色图像的一个例子的说明图。
图9A、图9B是表示有缺陷的印刷基板图像的区域分割的状况的说明图。
图10是表示第2实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。
图11是表示第2实施例的区域分割的步骤的流程图。
图12是表示第3实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。
图13A～图13C是表示基于多个距离指标值的色彩空间的分割的状况的说明图。
图14是表示第4实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。
图15是表示第5实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。
图16是表示第6实施例的区域分割的步骤的流程图。
具体实施例方式
下面，基于实施例按照下面的顺序对用于实施本发明的最佳形式进行说明。
A.第1实施例；B.第2实施例；C.第3实施例；D.第4实施例；E.第5实施例；F.第6实施例；G.变形例。
A、第1实施例图1是表示作为本发明一个实施例的印刷基板检查装置100的结构的说明图。该印刷基板检查装置100具备用于将印刷基板PCB照明的光源20；对印刷基板PCB的图像进行摄像的摄像部30；对装置整体进行控制的计算机40。存储各种数据和计算机程序等的外部存储装置50与计算机40连接。
计算机40具有前处理部200和实际处理部300的功能。这些各个部分的功能通过计算机40执行外部存储装置50中所存储的计算机程序来实现。
前处理部200具有代表色设定部210、参照图像获取部220、实际存在色区域设定部230。实际处理部300具有对象图像获取部310、对象图像区域分割部320、输出产生部330。
图2是表示在第1实施例中由前处理部进行的图像处理(前处理)的步骤的流程图。在步骤S200中，参照图像获取部220(图1)，从摄像部30(图1)获取作为参照图像的没有缺陷的印刷基板PCB的彩色图像。而且，在有关于预先获取的图像而执行步骤S210及其以后的处理的情况下，在步骤S200中，从外部存储装置50(图1)中读取图像数据。
图3是表示在步骤S200中获取的、没有缺陷的印刷基板PCB的彩色图像的说明图。印刷基板PCB的表面包括在基板基材上涂敷了抗蚀剂的第1绿色区域G1(低辉度抗蚀剂区域)；在铜配线上涂敷抗蚀剂的第2绿色区域G2(高辉度抗蚀剂区域)；在基板基材上丝印刷了白色的文字的白色区域WH；基板基材的茶色区域BR；进行了镀金的金色区域GL。作为第1绿色区域G1的衬底的基板基材是茶色的，作为第2绿色区域G2的衬底的铜配线是铜色的，所以这2个区域G1、G2的颜色虽然有一些不同，但是两者都是绿色的这一点没有变化。因此，本实施例中，将这2个绿色区域G1、G2一并称为“绿色区域GR”。
在步骤S210(图2)中，参照图像获取部220对步骤S200中获取的参照图像进行平滑化处理(弥漫(ぼかし)处理)。在平滑化处理中，可以使用中值滤波器(median filter)、高斯过滤器，移动平均等的各种平滑化过滤器。由于通过进行这些平滑化处理，可以除去在图像数据内存在的特异的像素，所以能够得到垃圾(噪音成分)较少的图像数据。而且，还可以省略这些平滑化处理。
在步骤S220中，用户在观察计算机40的显示部中所显示的参照图像的同时，用鼠标等的指示设备来设定多种代表色。此时，代表色设定部210(图1)将代表色设定处理用的规定的对话框显示在计算机40的显示部上，并允许用户进行代表色的设定。
图4是表示代表色的设定的状况的说明图。用户将4种区域GR(G1+G2)、WH、BR、GL的称呼名(例如“抗蚀剂区域”、“丝状区域”等)输入到画面上的对话框中，此外、在参照图像上指定用于获取各个区域的代表色的采样点(以星星状表示)。采样点在各个区域内至少分别指定一个。而且，在同一个区域内指定多个采样点时，采用这些采样点的平均颜色作为该区域的代表色，但也可以将所指定的多个采样点中的至少一个点作为代表色。而且通常，代表色的数量和与代表色对应的区域的数量，分别设定为n个(n为2或其以上的整数)。
在步骤S230(图2)中，代表色设定部210将RGB色彩空间分割成分别与多个代表色对应的代表色区域。具体而言，代表色设定部210计算出表示RGB色彩空间内的颜色(下面称为“个别颜色”)和多个代表色之间的颜色的差的规定距离指标值。通过将任意的个别颜色分类到距离指标值最小的代表颜色的区域中，将RGB色彩空间分割成代表色区域。
作为在RGB色彩空间中的规定距离指标值，例如，可以利用下面的技术方案。
(1)将RGB色彩空间看作以RGB值为坐标的3维欧几里得空间时的表示个别颜色的点和表示代表色的点之间的距离(下面称为“欧几里得距离Deu”)。
(2)表示个别颜色的向量和表示代表色的向量所成的角度(下面称为“角度距离Dva”)。
(3)由这些欧几里得距离Deu和角度距离Dva求出的复合距离指标值CDI。
而且，在第1实施例中，作为规定的距离指标值采用复合距离指标值CDI。该复合距离指标值CDI可以使用欧几里得距离Deu和角度距离Dva，例如按照下面的公式(1)或者(2)求出。
CDI＝Deu+Dva…(1)CDI＝Deu×Dva …(2)图5是表示分割成色彩空间的代表色区域的状况的说明图。图5中为了图示的方便，画出了在用R成分和B成分的2个颜色成分所构成的2维色彩空间(下面称为“RB色彩空间”)中的表示代表色的点。如图4中说明的那样，在步骤S220中，设定与绿色区域GR、白色区域WH、茶色区域BR、金色区域GL的4种颜色区域对应的4种代表颜色。因此，在图5中，色彩空间被分割为与这样的4个代表颜色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL对应的4个代表色区域DR1～DR4。更具体地说，对这些代表色区域DR1～DR4进行分割，使得在各个区域内的任意的颜色和该区域的代表色之间计算出的复合距离指标值CDI比在该任意颜色和其他的代表色之间计算出的复合距离指标值CDI小。
在第1实施例中，由于预先存储了分割成色彩空间的代表色区域的分割结果，所以代表色设定部210生成在输入了表示个别颜色的RGB值(下面称为“输入点”)时输出颜色编号CN(10～40)的查寻表LUT。所生成的查寻表LUT被保存在外部存储装置50中。在本实施例中，如图5所示，颜色编号CN用二位的十进制数表示。该十位被设定为表示是4个代表色的哪一个的值(1～4)。此外，个位用作表示是否为实际存在色的标志(后面详述)。
而且为了降低查寻表LUT的容量，也可以将RGB值的多位之中的1个或其以上的下位数位省略了的值作为输入点。这时，个别颜色中仅RGB值省略了的下位数位不同的颜色，当作是同样的颜色而分配给相同的输入点。
在步骤S240(图2)中，实际存在色区域设定部230(图1)获取参照图像中出现的颜色(下面称为“实际存在色”)的分布范围。具体而言，实际存在色区域设定部230获取参照图像的各个像素(称为“参照像素”)的颜色。而且，将作为与所获取的参照像素的颜色对应的颜色编号CN的查寻表LUT输出值的个位变更为1。这样，通过改写查寻表LUT，使得颜色编号CN的个位是1的颜色范围成为实际存在色的分布范围。此外，颜色编号CN的个位是0的颜色范围是非实际存在色的分布范围。
在步骤S250中，实际存在色区域设定部230将对实际存在色的分布范围进行了膨胀处理(扩大处理)的区域作为实际存在色区域。膨胀处理例如通过下述方式进行，即针对查寻表LUT的各个输入点，在输入点的8附近的位置上具有实际存在色(对应的颜色编号CN的个位是1的颜色)的情况下，将与输入点对应的颜色编号CN的个位变更为1。通过这样的膨胀处理，可以使在没有缺陷的印刷基板PCB上存在而获取的颜色，但在参照图像中没有出现的颜色包含在实际存在色区域中。
图6是表示第1实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。与图5相同，描绘出表示RB色彩空间中的代表色的点(白圆圈)。图6的黑圆圈是表示实际存在色的点。而且，虽然实际上实际存在色在色彩空间内是很稠密地存在的，但是在图6中，为了图示容易，仅画出了实际存在色的一部分。
通过步骤S240(图2)的处理，将与代表色RCGR对应的代表色区域DR1中的实际存在色对应的颜色编号CN分别变更成11。而且，通过步骤S250(图2)的膨胀处理，设定包括代表色区域DR1中的实际存在色的实际存在色区域XR1。同样，将分别与代表色RCWH、RCBR、RCGL对应的实际存在色区域XR2、XR3、XR4(CN＝21、31、41)设定为包括代表色区域DR2、DR3、DR4中的实际存在色的区域。
图7是表示第1实施例中的由实际处理部进行的图像处理(实际处理)的步骤的流程图。在该实际处理中，与图2所示的前处理相同，对象图像获取部310(图1)获取检查对象的印刷基板PCB的彩色图像(称为“对象图像”)(S300)，进行所获取的对象图像的平滑化处理(S310)。
图8是表示在步骤S300中获取的、有缺陷的印刷基板PCB的彩色图像的一个例子的说明图。该图像与没有缺陷的印刷基板PCB的图像(图3)相比，在下述方面不同，即，在印刷基板PCB的左上部上存在抗蚀剂污染的区域G3(称为“异常点”)。在图8的例子中，由于抗蚀剂的污染导致产生的印刷基板PCB的异常点G3虽然与绿色区域G1、G2不同，但仍然是绿色。
在步骤S320(图7)中，对象图像区域分割部320(图1)将平滑化处理过的对象图像的各个像素(称为“对象像素”)，以根据查寻表LUT与对象像素的颜色建立对应的颜色编号CN进行分类。通过这样将对象像素以与对象像素的颜色对应着的颜色编号CN进行分类，将对象图像分割成为预先确定的颜色编号的数量(图6的例子中是8个)或其以下的区域。
图9A、图9B是表示具有缺陷的印刷基板PCB(图8)图像的区域分割的状况的说明图。在图9A中，与图5相同，画出表示RB色彩空间的代表色的点(白圆圈)。此外，在图9A中，黑圆圈表示出现在不是异常点的部分的颜色，黑三角表示出现在异常点的颜色。
如图9A所示，出现在不是异常点的部分的颜色包含于与4个代表色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL对应的实际存在色区域XR1～XR4中。因此，与不是异常点的部分的像素的颜色建立对应的颜色编号CN成为表示属于实际存在色区域XR1～XR4的值(CN＝11、21、31、41)。另一方面，异常点的颜色由于不属于实际存在色区域，所以与异常点的像素的颜色建立对应的颜色编号CN成为表示不属于实际存在色区域的值(个位是0)。在图8的印刷基板PCB中，由于异常点的颜色G3是属于代表色区域DR1的绿色，所以异常点的像素的颜色与颜色编号CN＝10建立对应。
图9B是表示将图8的印刷基板PCB的彩色图像进行了区域分割的状况的说明图。如图9B所示，对象图像的涂敷了抗蚀剂的绿色区域GR(G1+G2)的像素都被分类到颜色编号CN＝11的区域中。同样，白色区域WH、茶色区域BR、金色区域GL的各个区域的像素也被分类到颜色编号CN＝21、31、41的各个区域中。另一方面，抗蚀剂被污染的绿色区域G3的像素被分类到与绿色区域GR不同的颜色编号为CN＝10的区域。这样，通过将对象图像的各个像素按照与像素的颜色对应的颜色编号CN进行分类，将对象图像分割成5个区域(CN＝10、11、21、31、41)。
在步骤S330(图7)中，输出产生部330(图1)进行这样被分割的各个区域的膨胀处理和收缩处理。通过进行该膨胀、收缩处理，将在分割了对象图像的各个区域中存在的针孔状的细小区域(噪音)除去。
除去噪音的区域分割结果被提供给印刷基板检查装置100(图1)的检查部(未图示)。检查部将在前处理部进行了图像处理的参照图像和区域分割结果进行比较，在两者间具有超过允许量的差异的情况下，将存在该差异的部分作为印刷基板PCB的缺陷进行检出。在图8的印刷基板PCB的例子中，将如图9B所示的区域分割结果与图3所示的参照图像进行比较。而由于在图9B的区域分割结果中存在参照图像中没有的绿色区域G3，所以判断图8的印刷基板PCB具有缺陷。
通过这样进行对象图像的区域分割，可以将彩色图像中在前处理时(代表色设定时)没有设想到会出现的颜色的区域，作为不属于实际存在色区域的颜色的区域(非实际存在色像素区域)而和属于实际存在色区域的颜色的区域(实际存在色图像区域)分离。因此，由于可以检查出在前处理时没有设想会出现的颜色而在对象图像中出现了的情况，所以可以提高彩色图像的区域分割的可靠性。
B、第2实施例图10是表示第2实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。第2实施例求出属于各个代表色区域的实际存在色的颜色成分值的最大值和最小值，将成为颜色成分值的最大值、最小值的范围内的区域设定为实际存在色区域，在这一点上与图6所示的第1实施例的实际存在色区域不同。
第2实施例的前处理，与图2的流程图所示的第1实施例的前处理相比，仅仅在步骤S230、S250的处理的内容方面不同，其他的方面与第1实施例相同。在第2实施例的步骤S230中，代表色设定部210将RGB色彩空间分割成分别对应多个代表色的代表色区域。在图10的例子中，与图5相同，在步骤S230中RGB色彩空间被分割成与4个代表色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL对应的4个代表色区域DR1～DR4。而且，第2实施例在步骤S230中没有生成和保存用于预先存储分割成代表色区域的分割结果的查寻表LUT，在这一点上与第1实施例不同。
在设定实际存在色区域的步骤S250中，实际存在色区域设定部230将实际存在色(参照图像的各个像素的颜色)分类到代表色区域的任一个中。在图10的例子中，与图6相同，实际存在色(用黑圆圈表示)被分类到分割了RB色彩空间的4个代表色区域DR1～DR4的任一个中。而且，各实际存在色属于哪一个代表色区域，可以通过对代表色区域的边界和实际存在色之间的位置关系进行评价而判断。
将实际存在色分类到代表色区域之后，实际存在色区域设定部230求出属于各个代表色区域的实际存在色的颜色成分值的最大值和最小值。而且，与各个代表色对应的实际存在色区域被设定为成为颜色成分值最大、最小值的范围内的区域。在图10的例子中，属于代表色区域DR1的实际存在色的R成分值和B成分值分别成为最大、最小值的范围内的区域，成为矩形的区域XR1a。这样，与代表色RCGR对应的实际存在色区域被设定为矩形区域XR1a。同样，与代表色RCWH、RCBR、RCGL对应的实际存在色区域分别被设定为区域XR2a、XR3a、XR4a。
这样设定的实际存在色区域XR1a～XR4a，例如作为分别与代表色区域DR1～DR4建立关联的颜色成分值的最大、最小值，而和代表色RCWH、RCBR、RCGL的颜色成分值一起存储在外部存储装置50(图1)中。
图11是表示第2实施例的区域分割的步骤的流程图。该区域分割的步骤中，在不使用查寻表LUT进行区域分割的这一点上，与图7的第1实施例的区域分割(S320)不同。第2实施例的实际处理的其他的步骤，与图7所示的第1实施例的步骤相同。
在步骤S410中，对象图像区域分割部320(图1)计算出对象图像的颜色和多个(n个)代表色之间的复合距离指标值CDI。而且，在步骤S420中，将对象像素暂时分类到所计算出的n个复合距离指标值CDI中复合距离指标值CDI最小的代表色的区域中。通过该暂时分类，表示在实际存在色区域之外的个位是0的颜色编号CN被分配给对象像素。在图10的例子中，被分配给对象像素的颜色编号是与4个代表色对应的颜色编号CN(10、20、30、40)。而且、由于该区域的暂时分类和前处理的代表色区域的设定，采用相同的复合距离指标值CDI，所以在这里被暂时分类的代表色区域和前处理的时候的代表色区域是一致的。
在步骤S430中，对象图像区域分割部320判断对象像素的颜色是否在实际存在色区域内。具体而言，对象像素的颜色成分值是否在对象像素的颜色所属的代表色区域内的颜色成分值的最大、最小值的范围内，通过对象图像区域分割部320来判断。当判断对象像素的颜色不在实际存在色区域内时，控制向步骤S440转移。另一方面，对象像素的颜色成分值在实际存在色区域的范围内时，判断对象像素的颜色在实际存在色区域内，控制向步骤S450转移。
在步骤S440中，对象图像区域分割部320将对象像素分类到非实际存在色区域的颜色编号CN的区域。具体而言，在步骤S420中将暂时分配的颜色编号CN的个位设定为0。而且，在第2实施例的情况下，由于暂时分配的颜色编号CN的个位是0，所以在步骤S440中不进行任何处理。图10的例子中，对象像素的颜色属于代表色区域DR1时，对象像素被分类到颜色编号CN＝10的区域。同样，对象像素的颜色在实际存在色区域中属于代表色区域DR2、DR3、DR4时，对象像素被分类到颜色编号CN＝20、30、40的区域。
在步骤S450中，对象像素区域分割部320将对象像素分类到实际存在色区域的颜色编号CN的区域中。具体而言，在步骤S420中将暂时分配的颜色编号CN的个位设定为1。在图10的例子中，对象像素的颜色属于代表色区域DR1时，对象像素被分类到颜色编号CN＝11的区域。同样，对象像素的颜色属于代表色区域DR2、DR3、DR4时，对象像素被分类到颜色编号CN＝21、31、41的区域中。
这样，根据第2实施例，可以将彩色图像中在前处理时没有设想会出现的颜色的区域，作为非实际存在色区域而从实际存在色区域中分离开。因此，由于能够检查出在前处理时没有设想到会出现的颜色出现在对象图像中的情况，所以可以提高彩色图像的区域分割的可靠性。
第2实施例由于将由前处理部设定的实际存在色区域，用与代表色区域建立关联的颜色成分值的最大、最小值来表示，所以与使用查寻表LUT的第1实施例相比，能够降低存储实际存在色区域的设定的存储区域的容量。另一方面，第1实施例在实际处理时，由于不按每个对象像素进行距离指标值的计算，所以可实现实际处理的高速化。
而且，第2实施例中，虽然将把颜色成分值分类到每个代表色区域的实际存在色的颜色成分值范围作为实际存在色区域，但是实际存在色区域只要能够特定颜色成分值的范围就能够设定。例如，在不属于预先设定的实际存在色区域的颜色出现在参照像素中时，基于用户的指示选择所属的实际存在色区域，将所选择的实际存在色区域扩大也可以。这时，作为最初设定的实际存在色区域优选非常小的区域。作为这样的非常小的区域，例如可以使用仅仅包括代表色的区域。
C、第3实施例图12是表示第3实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。图12与图5相同，示出将RB色彩空间分割成与4个代表色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL对应的4个代表色区域DR1～DR4的状况。
第3实施例中，在图2的前处理的步骤中，省略了获取参照图像的颜色的分布范围的步骤S240。而在步骤S250中，实际存在色区域设定部230(图1)按每个代表色区域DR1～DR4设定与对应的代表色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL的复合距离指标值CDI的边界值(下面称为“距离边界值”)。第3实施例的实际存在色区域被设定为与代表色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL之间的复合距离指标值CDI为距离边界值或其以下的区域XR1b～XR4b。这样设定的实际存在色区域XR1b～XR4b，例如作为分别与代表色区域DR1～DR4建立关联的距离边界值，和代表色RCWH、RCBR、RCGL的颜色成分值一起被存储在外部存储装置50(图1)中。
而且，规定实际存在色区域XR1b～XR4b的距离边界值，例如可以根据代表色设定时(S220(图2))大量选择的采样点的颜色的分散和与代表色RCGR、RCWH、RCBR、RCGL的颜色相关的值(例如辉度和色彩度)来确定。此外，还可以显示用于让用户指定距离边界值的对话框，使用由用户确定的距离边界值的指定值。
第3实施例中，区域分割和图11所示的第2实施例同样进行。这时，步骤S324中的对象像素的颜色是否在实际存在色区域内的判断，根据对象像素的颜色所属的代表色区域的代表色和对象像素的颜色的复合距离指标值CDI指标是否在规定值或其以内来判断。
这样，根据第3实施例，也可以将彩色图像中在前处理时没有设想出现的颜色的区域，作为非实际存在色区域而从实际存在色区域中分离开。因此，由于能够检查出前处理时没有设想到出现的颜色出现在对象图像中的情况，所以可提高彩色图像的区域分割的可靠性。
第3实施例与第2实施例相同，由于将由前处理部设定的实际存在色区域，用与代表色区域建立关联的距离边界值表示，所以与使用查寻表LUT的第1实施例相比，能够降低存储实际存在色区域的设定的存储区域的容量。另一方面，第2实施例中，由于实际存在色区域是基于参照图像的颜色的分布范围而设定的，所以与第3实施例相比，实际存在色区域的设定更为容易。
而且，第3实施例中省略了前处理的步骤S240(图2)，并独立于参照像素的颜色的分布范围而设定实际存在色区域XR1b～XR4b，但是实际存在色区域设定部230还可以设定距离边界值，使得在步骤S240中获取参照像素的颜色，并将所有的参照像素的颜色归属于实际存在色区域XR1b～XR4b的任一个。
D、第4实施例图13A～图13C以及图14是表示第4实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。第4实施例中，实际存在色区域采用复合距离指标值CDI和与复合距离指标值CDI不同的距离指标值来进行设定。而且，第4实施例中，实际存在色区域与第3实施例相同，独立于参照像素的颜色的分布范围而进行设定。因此，图2的前处理的步骤中，省略了获取参照图像的颜色的分布范围的步骤S240。
在第4实施例中，实际存在色区域设定部230(图1)，在图2所示的前处理的步骤S230中，将复合距离指标值CDI、角度距离Dva、欧几里得距离Deu作为距离指标值，将RGB色彩空间分割成代表色区域。图13A与图5相同，表示出RB色彩空间基于复合距离指标值CDI而被分割成4个代表色区域DR1～DR4的状况。此外，图13B、图13C是表示RB色彩空间基于角度距离Dva以及欧几里得距离Deu，分别被分割成代表色区域DR1a～DR4a和代表色区域DR1b～DR4b的状况。
图14是表示利用经过这样的3通分割的色彩空间，设定实际存在色区域的状况。第4实施例中，实际存在色区域设定部230，在图2所示的前处理的步骤中，将相对于代表色RCGR而3种代表色区域DR1、DR1a、DR1b共通的区域XR1c设定为实际存在色区域。对于其他的代表色RCWH、RCBR、RCGL也一样。而且，由于预先存储这样设定的实际存在色区域XR1c～XR4c和分割成代表色区域DR1～DR4的分割结果，实际存在色区域设定部230生成输出适当的分配给每个颜色的颜色编号CN的查寻表LUT，并存储在外部存储装置50(图1)中。
在第4实施例的实际处理中，与第1实施例的实际处理相同，通过查寻表LUT，使用与对象像素的颜色建立对应的颜色编号CN来对对象像素进行分类，从而对象像素区域分割部320(图1)进行对象图像的区域的分割。
根据第4实施例，也可以将彩色图像中在前处理时没有设想会出现的颜色的区域，作为非实际存在色区域而从实际存在色区域中分离开。因此，由于能够检查出前处理时没有设想到会出现的颜色出现在对象图像中的情况，所以可提高彩色图像的区域分割的可靠性。
而且，在第4实施例中，作为用于设定实际存在色区域的多个距离指标值，采用复合距离指标值CDI、角度距离Dva、以及欧几里得距离Deu的3个距离指标值，但是通常，可以采用与颜色彼此之间的距离相关联的2个或其以上的任意多个距离指标值。
E、第5实施例图15是表示第5实施例的实际存在色区域的设定的状况的说明图。第5实施例的实际存在色区域被设定为在与图5所示的第1实施例相同而被分割的代表色区域DR1～DR4中除去了代表色区域相互连接的区域之外的区域XR1d～XR4d。
这样的实际存在色区域XR1d～XR4d，可以通过对代表色区域DR1～DR4分别进行收缩处理来获得。具体而言，与第1实施例相同，将色彩空间分割成代表色区域DR1～DR4，生成用于保持该分割结果的查寻表LUT。而且，对所生成的查寻表LUT的代表色区域DR1～DR4分别进行收缩处理。通过该收缩处理，从代表色区域DR1中生成实际存在色区域XR1d。同样，从代表色区域DR2～DR4中，获取实际存在色区域XR2d～XR4d。
该收缩处理，例如可以通过特定查寻表LUT的输入点的多个颜色成分中的2个颜色成分来进行。在固定了除所特定的颜色成分之外的颜色成分的情况下，在由所特定的颜色成分构成的2维色彩空间中出现的代表色区域形成2维图像。分别对所特定的颜色成分之外的颜色成分的所取得的颜色成分值，相对于表示代表色区域的2维图像进行公知的收缩处理，从而可以进行代表色区域的收缩处理。
第5实施例的实际处理，也与第1实施例的实际处理相同，对象图像区域分割部320(图1)利用根据查寻表LUT而与对象像素的颜色建立对应的颜色编号CN对对象像素进行分类，从而进行对象图像的区域的分割。
根据第5实施例，也可以将彩色图像中在前处理时没有设想会出现的颜色的区域，作为非实际存在色区域而从实际存在色区域中分离开。因此，由于能够检查出前处理时没有设想到会出现的颜色出现在对象图像中的情况，所以可提高彩色图像的区域分割的可靠性。
F、第6实施例图16是表示第6实施例的区域分割的步骤的流程图。与图11所示的第2实施例的区域分割的步骤相比，在下述点上不同，即，在步骤S430和步骤S440之间增加了2个步骤S432、S434。
在第6实施例中，在步骤S430判断对象像素的颜色不在实际存在色区域内时，控制向步骤S432转移。在步骤S432中，由对象图像区域分割部320(图1)来选择与对象像素的颜色最接近的实际存在色区域(附近实际存在色区域)。从而计算出对象像素的颜色和附近实际存在色区域之间的最短的复合距离指标值CDI(最短距离)。而且，作为附近实际存在色区域，例如可以选择与多个实际存在色区域分别对应的代表色和对象像素的颜色之间的复合距离指标值CDI最小的实际存在色区域。
在步骤S434中，对象图像区域分割部320基于在步骤S432中求出的最短距离来判断对象像素的颜色是否属于实际存在色区域。最短距离比规定的值大时，判断对象像素的颜色在实际存在色区域之外，控制向步骤S440转移。另一方面，最短距离为规定的值或其以下时，判断对象像素的颜色在实际存在色区域之内，控制向步骤S450转移。而且，用于判断是否属于实际存在色区域的规定的值，例如可以使用以对相同的印刷基板PCB摄像而获得的多个图像之间出现的复合距离指标值表示的颜色的变动幅度。
这样，第6实施例中，由于可以抑制图像的获取时产生的颜色的变化的影响，能更加正确的判断对象像素的颜色是否属于实际存在色区域。
而且、在第6实施例中，是在第2实施例中增加了基于对象像素的颜色和附近实际存在色区域之间的最短距离来判断是否为实际存在色区域的步骤，该步骤也可以适用于其他的实施例的情况。
此外，第6实施例中，作为对象像素的颜色和附近实际存在色区域之间的最短距离，使用复合距离指标值CDI，但是通常，还可以使用与颜色彼此之间的距离建立关联的任意的距离指标值。这时，作为最短距离，例如也可以采用角度距离Dva和欧几里得距离Deu。
G、变形例而且，本发明不限于上述实施例和实施形式，在不脱离其宗旨的范围内能以各种形式来实施，例如还可以进行如下这样的变形。
G1、变形例1虽然在第2以及第3实施例中，没有使用查寻表LUT进行区域分割，但是也可以与第1实施例相同，使用查寻表LUT进行区域分割。这时，在前处理的阶段，判断输入点分别是否进入到实际存在色区域中。而且可以在输入点处于实际存在色区域内时，将查寻表LUT的输出值设定为实际存在色区域的颜色编号(CN的个位为1)，在输入点处于实际存在色区域之外时，将查寻表LUT的输出值设定为表示在实际存在色区域之外的情况的颜色编号(CN的个位为0)。
G2、变形例2在上述各个实施例中，虽然对非实际存在色区域的颜色也分配了代表色区域的颜色编号CN，但是也可以对非实际存在色区域的所有的颜色都分配表示是非实际存在色的相同的颜色编号CN。即使这样，也可以将彩色图像中在前处理时没有设想到会出现的颜色的区域，作为非实际存在色区域从实际存在色图像区域中分离。
G3、变形例3上述各个实施例中，能够使用颜色编号CN的个位来表示是否是实际存在色区域，但是也可以通过除此之外的各种方法来表示是否是实际存在色区域。例如可以通过表现出颜色编号CN的数位列的一部分的数位列的开、关(ON、OFF)来表示，此外，还可以用不同于颜色编号而保持的标志位的开、关(ON、OFF)来表示。
G4、变形例4在上述各个实施例中，作为色彩空间使用了RGB的3维色彩空间，但是作为色彩空间还可以利用除此之外的各种空间。例如可以利用L*a*b*空间等的其他的3维色彩空间、仅用2个基本颜色规定的2维色彩空间等。即，本发明可以适用于一般利用2维或其以上的色彩空间的情况。
G5、变形例5在上述各个实施例中，利用代表色以及代表色区域来决定实际存在色区域，但是也可以不用代表色以及代表色区域来设定实际存在色区域。这样的实际存在色区域，例如可以向用户显示用于指定包含于实际存在色区域中的颜色的色板，根据来自用户的指示来进行设定。这时，可以省略实际存在色区域的设定中的距离指标值的使用。
G6、变形例6在上述各个实施例中，印刷基板检查装置100(图1)的检查部，通过将区域分割了对象图像的区域分割结果和参照图像进行比较，来检查出印刷基板PCB的缺陷，但是通常，印刷基板PCB的缺陷可以根据对象图像的区域分割结果而检查出来。检查部例如在对象图像的区域分割结果表示在对象图像中存在非实际存在色区域的情况时，判断印刷基板PCB具有缺陷。
G7、变形例7虽然在上述各个实施例中，本发明的彩色图像的区域分割技术适用于印刷基板的检查，但是本发明的彩色图像的区域分割技术，也可以适用于缺陷表现为检查对象物表面的颜色变化的任意的检查对象物体的检查。本发明还可以适用于利用对检查对象物进行摄像而得到的彩色图像来检查出半导体晶片、玻璃基板、薄膜、印刷物等的检查对象物的缺陷的图像检查装置和图像检查方法。
权利要求
1.一种对应于像素的颜色将对象图像进行区域分割的方法，其中该对象图像是对每个个体上产生色彩偏差的彩色物体进行摄像的彩色图像，其特征在于，包括如下工序(a)在规定的色彩空间内，在上述彩色物体具有容许范围内的颜色的情况下，设定表示上述对象图像取得的N个颜色的范围的N个实际存在色区域和上述N个实际存在色区域之外的非实际存在色区域的工序，其中，N是2或2以上的整数；(b)通过将构成对各个上述彩色物体进行摄像而得到的对象图像的对象像素的颜色分类到上述N个实际存在色区域和上述非实际存在色区域中的任一个中，从而将上述对象图像进行区域分割的工序。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述工序(a)包括制成查寻表的工序，该查寻表将上述规定的色彩空间内的任意的颜色作为输入，而输出表示上述任意的颜色属于上述N个实际存在色区域和上述非实际存在色区域中的任意一个的值；上述工序(b)包括参照上述查寻表进行上述区域分割的工序。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，上述工序(a)包括如下工序(1)准备至少1个作为上述彩色物体的标准彩色图像的参照图像的工序；(2)从包含于上述参照图像中的多个颜色中设定N个代表色的工序；(3)利用与上述规定的色彩空间内的任意的颜色和上述N个代表色之间的距离建立关联的规定的距离指标值，将上述规定的色彩空间分割成与上述N个代表色对应的N个代表色区域的工序；(4)在上述N个代表色区域内设定包括上述N个代表色的上述N个实际存在色区域，同时将上述N个实际存在色区域之外的区域设定为上述非实际存在色区域的工序。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，上述工序(4)包括将构成上述参照图像的参照像素的颜色分类到上述N个代表色区域的任一个中，同时在上述N个代表色区域中将包含上述参照像素的颜色的一部分区域设定为上述N个实际存在色区域的工序。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，上述工序(4)包括将与上述N个代表色之间的上述距离指标值为规定的边界值或者规定的边界值以下的N个区域作为上述N个实际存在色区域的工序。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，上述工序(4)包括作为上述距离指标值而分别采用相互不同的多种的距离指标值，设定多种的上述N个代表色区域的工序；在上述多种的上述N个代表色区域中，将相对于相同的代表色的多种的代表色区域之间共通的区域设定为上述实际存在色区域的工序。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，上述工序(4)包括在上述N个代表色区域的每个代表色区域中，将从上述各代表色区域中除去了上述各代表色区域和其他代表色区域之间的边界之外的区域作为上述实际存在色区域的工序。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，上述工序(b)包括在上述对象像素的颜色属于上述非实际存在色区域的情况下，在表示从上述N个实际存在色区域中选择的与上述对象像素的颜色最接近的附近实际存在色区域、和上述对象像素的颜色之间的距离的指标值为规定的值或规定的值以下的情况下，将上述对象像素的颜色分类到上述附近实际存在色区域中的工序。
9.一种对应于像素的颜色将对象图像进行区域分割的装置，其中该对象图像是对每个个体上产生色彩偏差的彩色物体进行摄像的彩色图像，其特征在于，具有实际存在色区域设定部，其在规定的色彩空间内，在上述彩色物体具有容许范围内的颜色的情况下，设定表示上述对象图像取得的N个颜色的范围的N个实际存在色区域和上述N个实际存在色区域之外的非实际存在色区域，其中，N是2或2以上的整数；区域分割部，其通过将构成对各个上述彩色物体进行摄像而得到的对象图像的对象像素的颜色分类到上述N个实际存在色区域和上述非实际存在色区域中的任一个中，从而将上述对象图像进行区域分割。
10.一种检查出作为检查对象物的表面颜色的变化而表现出的缺陷的方法，其特征在于，包括如下工序对上述检查对象物进行摄像，获取作为彩色图像的对象图像的工序；权利要求1所述的工序(a)以及工序(b)；基于上述对象图像的区域分割的结果，检查出上述检查对象物的缺陷的工序。
11.一种检查出作为检查对象物的表面颜色的变化而表现出的缺陷的装置，其特征在于，包括对象图像获取部，其对上述检查对象物进行摄像，获取作为彩色图像的对象图像；权利要求9所述的实际存在色区域设定部以及区域分割部；检查部，其基于上述对象图像的区域分割的结果，检查出上述检查对象物的缺陷。
全文摘要
本发明涉及一种基于色彩的彩色图像的区域分割技术，在对应于彩色图像的颜色的区域分割中，提高区域分割结果的可靠性。在规定的色彩空间内，设定表示对彩色物体进行摄像而得到的彩色图像取得的颜色范围的实际存在色区域(XR1～XR4)、和实际存在色区域之外的非实际存在色区域。而且，通过将对由于个体不同而产生色彩偏差的各个彩色物体进行摄像而得到的对象图像的像素的颜色分类到实际存在色区域(XR1～XR4)和上述非实际存在色区域中的任一个中，从而进行对象图像的区域分割。
文档编号G06K9/64GK1719455SQ200510068798
公开日2006年1月11日 申请日期2005年5月11日 优先权日2004年7月9日
发明者今村淳志, 永田泰史 申请人:大日本网目版制造株式会社