JP3584685B2

JP3584685B2 - Image processing device

Info

Publication number: JP3584685B2
Application number: JP19339997A
Authority: JP
Inventors: 肇竹川
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1125262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物を撮像して得られる画像から対象物の検査・計測等を行う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置を用いて対象物を撮像し、得られた入力画像と基準となるモデル画像とのマッチングを行って、その結果から対象物の良否を判定する画像検査装置が知られている。
【０００３】
図９は、そのような従来の画像検査装置のブロック図である。この装置は対象物７０をカメラ７１で撮像し、得られた入力画像をコントローラ７２を介して画像表示装置７３のモニタ画面７３ａに写し出す構成となっている。
【０００４】
セッティング時には、オペレータはモニタ画面７３ａを見ながら対象物７０の入力画像７０ｐがモニタ画面７３ａの視野に入るように、また入力画像７０ｐのぼやけ具合を目視観察しながらピントが合うように、対象物７０に対するカメラ７１の位置を調整していた。
【０００５】
また、オペレータはモニタ画面７３ａに写し出される入力画像７０ｐの濃度分布が最適になるようにカメラ７１の絞りや照明の輝度を調整していた。また、モニタ画面７３ａに写し出された入力画像７０ｐとコントローラ７２から出力される枠状の領域指定画像７２ｐとを見ながら、操作部７４を操作して領域指定画像７２ｐを入力画像７０ｐの所定の位置に重ね合わせ、検査対象領域を特定する操作を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の画像検査装置においては、対象物７０の入力画像７０ｐおよび領域指定画像７２ｐを画像表示装置７３のモニタ画面７３ａに表示する必要があるため、画像出力機能、グラフィック処理機能などが必要となり、システムとして高価なものにならざるを得なかった。
【０００７】
また、ピント調整を行うために、オペレータが入力画像７０ｐのぼやけ具合をモニタ画面７３ａで確認しながらカメラ７１の位置を調整する必要があるため、カメラ７１が設置されている位置と画像表示装置７３が設置されている位置とが離れている場合にはピント調整は困難であった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、画像表示装置を用いずに撮像手段の位置調整を行うことができ、かつ対象物の種類や使用環境に応じて最適な撮像条件を設定することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、レンズおよび半透過鏡を通して対象物の光学像を撮像する撮像手段と、半透過鏡およびレンズに導かれて対象物上の検査領域に検査領域画像を投影し、対象物上のモデル登録領域に登録領域画像を投影する投影手段と、レンズの周囲に設置され対象物を照明する照明手段と、撮像条件を変化させてモデル登録領域の画像を撮像して特徴量を計測し、当該計測結果から最適な画像を抽出し、当該最適な画像を撮像した撮像条件を対象物を検査するときの撮像条件として記憶するコントロール部とを備えて、モデル画像と検査領域の画像との比較により対象物の検査や計測処理を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、投影手段によって対象物上の所定領域に投影画像を投影し、この投影画像のぼやけ具合を目視観察しながら画像の輪郭がシャープになるように撮像手段の位置調整を行うことができる。また、こうして位置調整を行った後に撮像条件（例えば、撮像手段の受光時間や対象物上の照度）を変化させ、各撮像条件で撮像した画像に対して特徴量を計測し、その計測結果から最適な画像を抽出し、そのときの撮像条件を対象物を検査等する際の撮像条件として設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による画像処理装置の一実施の形態を示すブロック図で、検査や計測等の対象となる対象物１を撮像する撮像ヘッド部２と、この撮像ヘッド部２の駆動制御および撮像ヘッド部２で撮像した画像から対象物１の検査等を行うコントロール部４とを備えている。
【００１２】
撮像ヘッド部２およびコントロール部４はそれぞれ個別の筐体から構成されており、撮像ヘッド部２は対象物１が流れるライン上に設置され、コントロール部４はケーブルを介して撮像ヘッド部２と離間した位置に設置される。
【００１３】
撮像ヘッド部２は、対象物１の像を所定位置に結像させるレンズ２１、入射光の一部を透過し一部を反射する半透過鏡としてのハーフミラー２２、レンズ２１およびハーフミラー２２を透過した対象物１の像が結象される撮像手段としての撮像素子（例えば、２次元ＣＣＤ撮像デバイス）２３を備え、それぞれ光軸Ｌ１上にこれらの順に設置されている。
【００１４】
また、ハーフミラー２２の反射方向である光軸Ｌ２上には、対象物１の検査面１１に所定形状の像を投影させる投影手段２４が設置されている。この投影手段２４は投影用光源（例えば、発光ダイオード）２４ａとスリット板２４ｂとからなり、投影用光源２４ａから発せられた光がスリット板２４ｂに穿設したスリットを透過してハーフミラー２２で反射し、レンズ２１を通って対象物１に達するようになっている。
【００１５】
撮像素子２３およびハーフミラー２２間の距離と、スリット板２４ｂおよびハーフミラー２２間の距離とは同一距離に設定されているので、スリット板２４ｂの像が対象物１の検査面１１にピントが合った状態で結像されれば、対象物１の像が撮像素子２３の撮像面にピントが合った状態で結象されることになる。
【００１６】
レンズ２１の周囲には対象物１の検査面１１を照明する照明手段として照明用光源（例えば、発光ダイオード）２５が多数配置されている。図２はその様子を示す撮像ヘッド部２の正面図で、レンズ２１の周囲に１６個の照明用光源２５が配置された一例を示している。
【００１７】
また、撮像ヘッド部２は投影用光源２４ａを駆動制御する投影ドライバ２６、照明用光源２５を駆動制御する照明ドライバ２７、撮像素子２３で撮像した画像を同期信号の付加された映像信号としてコントロール部４に送出する撮像コントローラ２８を備えている。
【００１８】
なお、撮像素子２３と投影手段２４との位置は入れ替えてもよい。すなわち、投影手段２４を光軸Ｌ１上に、撮像素子２３を光軸Ｌ２上に配置するようにしてもよい。
【００１９】
また、半透過鏡としてハーフミラーに代えてダイクロイックミラーを用いるようにしてもよい。ハーフミラーは入射光の一部を透過し残りは反射する性質を有するので、透過光量および反射光量の双方が減少する。これに対してダイクロイックミラーは光の干渉を利用して可視光域の一部を選択的に反射し、残りは透過するので、高価ではあるが投影用光源２４の投光量や撮像素子２３の受光量の減衰を少なくすることができる。
【００２０】
次に、コントロール部４は、撮像ヘッド部２からの映像信号をディジタル画像信号に変換するアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４１を備え、Ａ／Ｄ変換器４１の出力はシステムバス４２に接続されている。
【００２１】
システムバス４２には、装置全体を制御するＣＰＵ４３、ＣＰＵ４３を作動させるプログラムデータおよび各種データが記憶された読出専用メモリ（ＲＯＭ）４４、処理中のデータを一次的に記憶する読出／書込メモリ（ＲＡＭ）４５、撮像ヘッド部２を制御するコントロール信号を出力するコントロール信号発生部４６、対象物１を検査するときの基準となるモデル画像を記憶するモデルメモリ４７、対象物１を撮像して得た入力画像を記憶する画像メモリ４８、入力画像とモデル画像との比較など各種のディジタル画像処理を実行する画像処理部４９、モデル画像の登録および対象物１の検査・計測等を指示する操作部５０、対象物１の判定結果等を出力する出力部５１が接続されている。なお、撮像画像をモニタ画面に表示するための画像表示装置は備えていない。
【００２２】
図３は、スリット板２４ｂの構成図である。スリット板２４ｂは光を遮断する平板に光を透過する複数のスリットＳＬ１〜ＳＬ５を穿設したものである。スリットＳＬ１〜ＳＬ５のうち細い帯状の４つのスリットＳＬ１〜ＳＬ４は対象物１の検査面１１の検査領域に検査領域画像を投影するためのものであり、中央の方形のスリットＳＬ５は対象物１の検査面１１のモデル登録領域に登録領域画像を投影するものである。
【００２３】
この構成において、ライン（図示せず）上を移送されてくる対象物１を撮像して検査等をする場合、初期設定として撮像ヘッド部２のセッティングを行う。このセッティングは、図４に示すように、ライン上に停止した基準となる対象物１の検査面１１に対し、光軸Ｌ１が垂直になるように撮像ヘッド部２をセットし、検査面１１の検査領域に投影画像２４ｐが結像されるように撮像ヘッド部２の位置を上下左右に調整する。
【００２４】
次いで、投影画像２４ｐのぼやけ具合を目視観察し、画像の輪郭がシャープになるように距離Ｄを調整する。図５にその様子を示す。距離Ｄはレンズ２１の焦点距離によって定まる。こうして、オペレータは画像表示装置を用いることなく対象物１の検査面１１に投影された投影画像２４ｐのぼやけ具合を目視観察しながら撮像ヘッド部２の位置調整を行うことができる。
【００２５】
また、照明用光源２５を駆動して対象物１の検査面１１を照明しながら行うことができる。図６にその様子を示す。この例では、投影用光源２４ａの発光周波数を緑色領域とし、照明用光源２５の発光周波数を赤色領域としているので、赤色の照明光で照射された対象物１の検査面１１上に緑色の投影画像２４ｐが照射されることになり、目視観察しやすくなる。
【００２６】
次に、対象物１の検査等を行う際の基準となるモデル画像の登録を行う。これは対象物１の検査面１１に投影した登録領域画像（スリットＳＬ５による投影画像）で示されるモデル登録領域を撮像素子２２で撮像し、コントロール部４のモデルメモリ４７に記憶する処理である。
【００２７】
具体的には、基準となる対象物１を撮像素子２２で撮像し、得られた撮像信号を映像信号に変換しコントロール部４に送出する。コントロール部４では、Ａ／Ｄ変換器４１で映像信号をディジタル画像信号に変換し、画像メモリ４８に記憶する。そして、画像メモリ４８に記憶した画像の中からモデル登録領域に相当する位置の画像を読み出し、モデルメモリ４７にモデル画像として記憶する。
【００２８】
このモデル画像を登録する際に、種々の撮像条件でモデル登録領域の画像を撮像し、最適な画像をモデル画像として登録する処理を行う。すなわち、この画像処理装置は画像表示装置を備えていないため、撮像ヘッド部２で撮像した対象物１の画像をモニタ画面に写し出すことができない。このため、オペレータはモニタ画面を見ながら対象物１の種類や使用環境によって異なる入力画像の濃度分布を調整し、最適な撮像条件に設定することができない。
【００２９】
そこで、モデル登録領域の画像を撮像する際に撮像条件（例えば、撮像素子２２の受光時間や検査面１１の照度）を時系列に何段階かに変化させ、各撮像条件で撮像したモデル登録領域の画像に対して特徴量を計測し、その計測結果から最適な画像を抽出し、そのときの撮像条件を対象物１を検査等する際の撮像条件として選択するようにしている。
【００３０】
撮像条件を変化させる一例としては、図７に示すように、垂直同期信号ＶＤ（図ａ）の開始時点ｔ３より１２Ｈ（１Ｈは１水平期間）前の時点ｔ２から１Ｈ（２８．８μｓｅｃ）ずつ１２段階（最小２８．８μｓｅｃ〜最大３４５．６μｓｅｃ）で撮像素子２３の受光時間（図ｃ）を時系列に切り換え、同時に照明用光源２５の発光時間（図ｄ）も１Ｈずつ１２段階で切り換える。
【００３１】
そして、各段階で撮像した画像の特徴量を計測し、最適な特徴量を有する画像をモデル画像として抽出する。そして、そのときの受光時間および発光時間を最適な撮像条件として、対象物１の検査・計測等を行う際の撮像条件とする。
【００３２】
なお、図ｂは水平同期信号ＨＤ、図ｅは投影用光源２４ａの投影時間である。この投影時間は時点ｔ１（＜ｔ２）から時点ｔ４（＞ｔ３）までの１４Ｈの間は消灯し、その他の間は点灯する。これによって撮像素子２２が投影画像２４ｐを撮像しないようにしている。また、受光時間（図ｃ）の前後に２４．６μｓｅｃと６．５μｓｅｃのマージンを取り、受光時間が発光時間（図ｄ）より長くなるようにしている。
【００３３】
対象物１の検査面１１の照度を変化させる例としては、照明用光源２５を駆動する駆動電流値を切り換えて発光体の輝度を切り換えるようにしてもよい。あるいは複数個の照明用光源２５の中で発光させる発光体の個数を変化させるようにしてもよい。
【００３４】
計測する特徴量としては、例えば濃度ヒストグラムを使って濃度分散値Ｖを求め、この濃度分散値Ｖが最大となる画像を選択する。濃度分散値Ｖはある領域の画像に対して各画素の濃度値ｉ（ｉ＝０〜２５５）と画素数Ｐｉを求め、全画素数をＮとし、濃度平均値をμとした場合に、次の式から求まる値である。濃度分散値Ｖが最大となる画像は、他の画像に比べてコントラストが高い最適な画像となる。
【００３５】
【数１】

こうして撮像ヘッド部２のセッティング、最適な撮像条件の設定、モデル画像の登録といった初期設定が終了すると、ラインを起動し、ライン上を移送されてくる対象物１の検査・計測等を開始する。
【００３６】
対象物１が到来すると対象物１の検査面１１の検査領域を設定した撮像条件で撮像素子２２を撮像し、撮像コントローラ２８からコントロール部４に映像信号として出力する。コントロール部４では、映像信号をＡ／Ｄ変換器４１でディジタル画像信号に変換し、画像メモリ４８に記憶する。
【００３７】
次いで、画像メモリ４８に記憶した画像中の検査領域画像と、モデルメモリ４７に記憶されているモデル画像とを比較し、対象物１の検査・計測処理を行う。比較方法としては、モデル画像を検査領域の画像に対して１画素ずつずらしながら端から端までを順次比較し、一致点を検索する２値化サーチまたはグレイサーチを行う。
【００３８】
図８はその様子を示し、アルファベットＡ，Ｂ，Ｃが描かれた検査領域画像２４ｑをアルファベットＡの描かれたモデル画像２４ｒによって左上端部から右下端部に至るまでサーチし、アルファベットＡの有無を検査する例である。各位置毎に正規化相関演算を行い、相関値が基準値を越えた位置にモデル画像と同一の画像、すなわちアルファベットＡの画像があることを示している。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置によれば、画像表示装置を用いることなく、対象物に投影される投影画像を目視観察しながら撮像手段の位置を調整することができ、かつ撮像条件を自動的に変化させ各撮像条件で撮像した画像の中から最適な画像を抽出し、そのときの撮像条件で対象物を検査等する際の撮像条件とするので、画像表示装置を用いることなく、対象物の種類や使用環境によって異なる入力画像の濃度分布に適した撮像条件で対象物の検査等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】レンズと照明用光源との位置関係を示す正面図である。
【図３】スリット板の構成図である。
【図４】対象物と撮像ヘッド部との位置関係を示す斜視図である。
【図５】対象物に投影された投影手段の画像を示す説明図である。
【図６】投影用光源の投光色と照明用光源の照明色とを異ならせて対象物の検査面を照射している様子を示す説明図である。
【図７】撮像素子の受光時間および照明用光源の発光時間を変化させる様子を示すタイミング図である。
【図８】検査領域画像をモデル画像によってサーチする様子を示す説明図である。
【図９】従来の画像検査装置のブロック図である。
【符号の説明】
１対象物
２撮像ヘッド部
４コントロール部
２１レンズ
２２ハーフミラー
２３撮像素子
２４投影手段
２４ａ投影用光源
２４ｂスリット板
２４ｐ投影画像
２４ｑ検査領域画像
２４ｒモデル画像
２５照明用光源
２６投影ドライバ
２７照明ドライバ
２８撮像コントローラ
４１Ａ／Ｄ変換器
４６コントロール信号発生部
４７モデルメモリ
４８画像メモリ
４９画像処理部
Ｌ１，Ｌ２光軸
ＳＬ１〜ＳＬ５スリット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus that performs inspection and measurement of an object from an image obtained by imaging the object.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image inspection apparatus which images an object using an imaging apparatus, performs matching between an obtained input image and a reference model image, and determines the quality of the object based on the result.
[0003]
FIG. 9 is a block diagram of such a conventional image inspection apparatus. This device has a configuration in which an image of an object 70 is captured by a camera 71 and the obtained input image is displayed on a monitor screen 73 a of an image display device 73 via a controller 72.
[0004]
At the time of setting, the operator sets the target object 70 so that the input image 70p of the target object 70 enters the field of view of the monitor screen 73a while watching the monitor screen 73a, and focuses while visually observing the degree of blurring of the input image 70p. The position of the camera 71 with respect to was adjusted.
[0005]
Further, the operator has adjusted the aperture of the camera 71 and the brightness of the illumination so that the density distribution of the input image 70p displayed on the monitor screen 73a is optimal. The user operates the operation unit 74 to move the area specifying image 72p to a predetermined position of the input image 70p while viewing the input image 70p projected on the monitor screen 73a and the frame-shaped area specifying image 72p output from the controller 72. And the operation of specifying the inspection target area was performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional image inspection apparatus, since it is necessary to display the input image 70p of the object 70 and the area designation image 72p on the monitor screen 73a of the image display device 73, an image output function, a graphic processing function, and the like are required. However, the system had to be expensive.
[0007]
In addition, since the operator needs to adjust the position of the camera 71 while checking the degree of blurring of the input image 70p on the monitor screen 73a in order to perform focus adjustment, the position where the camera 71 is installed and the image display device 73 Focus adjustment was difficult when the camera was far from the position where the camera was installed.
[0008]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and can adjust the position of an imaging unit without using an image display device. It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus capable of setting various imaging conditions.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An image processing apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures an optical image of an object through a lens and a semi-transmissive mirror, and an inspection area image projected on an inspection area on the object guided by the semi-transmissive mirror and the lens, and a projection means for projecting the registration area image image model registration area of Butsujo an illuminating means for illuminating the installed objects around the lens, the feature amount by capturing an image of a model registration area by changing the imaging condition And a control unit that extracts an optimal image from the measurement result, and stores an imaging condition for capturing the optimal image as an imaging condition when inspecting a target object . The inspection and measurement processing of the object is performed by comparing with an image .
[0010]
According to the present invention, a projection image is projected on a predetermined area on a target object by a projection unit, and the position of the imaging unit is adjusted so that the outline of the image becomes sharp while visually observing the degree of blurring of the projection image. Can be. After performing the position adjustment in this manner, the imaging conditions (for example, the light receiving time of the imaging unit and the illuminance on the object) are changed, and the feature amount is measured for the image captured under each imaging condition. An optimal image can be extracted, and the imaging conditions at that time can be set as imaging conditions for inspecting an object or the like.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. The imaging head unit 2 captures an image of an object 1 to be inspected, measured, and the like. A control unit 4 for inspecting the object 1 from an image captured by the imaging head unit 2;
[0012]
The imaging head unit 2 and the control unit 4 are each formed of a separate casing. The imaging head unit 2 is installed on a line through which the object 1 flows, and the control unit 4 is separated from the imaging head unit 2 via a cable. It is installed in the position where it was done.
[0013]
The imaging head unit 2 includes a lens 21 that forms an image of the object 1 at a predetermined position, a half mirror 22 as a semi-transmissive mirror that transmits part of incident light and reflects part of the light, and a lens 21 and a half mirror 22. An image pickup device (for example, a two-dimensional CCD image pickup device) 23 is provided as an image pickup means for forming an image of the transmitted object 1 and is arranged on the optical axis L1 in that order.
[0014]
A projection unit 24 that projects an image of a predetermined shape on the inspection surface 11 of the object 1 is provided on the optical axis L2 that is the reflection direction of the half mirror 22. The projection means 24 comprises a projection light source (for example, a light emitting diode) 24a and a slit plate 24b, and the light emitted from the projection light source 24a passes through a slit formed in the slit plate 24b and is reflected by the half mirror 22. Then, the light reaches the object 1 through the lens 21.
[0015]
Since the distance between the imaging element 23 and the half mirror 22 and the distance between the slit plate 24b and the half mirror 22 are set to the same distance, the image of the slit plate 24b is focused on the inspection surface 11 of the object 1. If the image is formed in such a state, the image of the object 1 is formed in a state where the image is focused on the imaging surface of the imaging element 23.
[0016]
Around the lens 21, a number of illumination light sources (for example, light emitting diodes) 25 are arranged as illumination means for illuminating the inspection surface 11 of the object 1. FIG. 2 is a front view of the imaging head unit 2 showing this state, and shows an example in which 16 illumination light sources 25 are arranged around a lens 21.
[0017]
Further, the imaging head unit 2 includes a projection driver 26 for driving and controlling the projection light source 24a, an illumination driver 27 for driving and controlling the illumination light source 25, and an image captured by the imaging device 23 as a video signal to which a synchronization signal is added. 4 is provided.
[0018]
Note that the positions of the image sensor 23 and the projection unit 24 may be interchanged. That is, the projection unit 24 may be arranged on the optical axis L1, and the imaging device 23 may be arranged on the optical axis L2.
[0019]
Further, a dichroic mirror may be used instead of the half mirror as the semi-transmissive mirror. Since the half mirror has the property of transmitting part of incident light and reflecting the rest, both the amount of transmitted light and the amount of reflected light are reduced. On the other hand, the dichroic mirror selectively reflects a part of the visible light region by utilizing light interference and transmits the rest, so that although it is expensive, the projection light amount of the projection light source 24 and the light reception of the image sensor 23 are expensive. The amount of attenuation can be reduced.
[0020]
Next, the control unit 4 includes an analog / digital (A / D) converter 41 for converting a video signal from the imaging head unit 2 into a digital image signal, and an output of the A / D converter 41 is sent to a system bus 42. It is connected.
[0021]
The system bus 42 includes a CPU 43 for controlling the entire apparatus, a read-only memory (ROM) 44 for storing program data for operating the CPU 43 and various data, and a read / write memory (ROM) for temporarily storing data being processed. RAM) 45, a control signal generator 46 that outputs a control signal for controlling the imaging head unit 2, a model memory 47 that stores a model image serving as a reference when inspecting the object 1, and an image of the object 1 obtained by imaging. An image memory 48 for storing the input image obtained, an image processing unit 49 for executing various digital image processing such as a comparison between the input image and the model image, and an operation unit for instructing registration of the model image and inspection / measurement of the object 1. 50, an output unit 51 for outputting the determination result of the object 1 and the like are connected. Note that no image display device for displaying a captured image on a monitor screen is provided.
[0022]
FIG. 3 is a configuration diagram of the slit plate 24b. The slit plate 24b is formed by drilling a plurality of slits SL1 to SL5 that transmit light on a flat plate that blocks light. Of the slits SL1 to SL5, the four thin strip-shaped slits SL1 to SL4 are for projecting an inspection area image on the inspection area of the inspection surface 11 of the object 1, and the central square slit SL5 is The registration area image is projected on the model registration area of the inspection surface 11.
[0023]
In this configuration, when performing an inspection or the like by imaging the target object 1 transferred on a line (not shown), the setting of the imaging head unit 2 is performed as an initial setting. In this setting, as shown in FIG. 4, the imaging head unit 2 is set so that the optical axis L1 is perpendicular to the inspection surface 11 of the reference target 1 stopped on the line. The position of the imaging head unit 2 is adjusted vertically and horizontally so that the projection image 24p is formed on the inspection area.
[0024]
Next, the degree of blurring of the projected image 24p is visually observed, and the distance D is adjusted so that the outline of the image becomes sharp. FIG. 5 shows this state. The distance D is determined by the focal length of the lens 21. Thus, the operator can adjust the position of the imaging head unit 2 while visually observing the degree of blurring of the projection image 24p projected on the inspection surface 11 of the object 1 without using the image display device.
[0025]
Further, it can be performed while driving the illumination light source 25 to illuminate the inspection surface 11 of the object 1. FIG. 6 shows this state. In this example, since the emission frequency of the projection light source 24a is in the green region and the emission frequency of the illumination light source 25 is in the red region, a green projection is performed on the inspection surface 11 of the object 1 irradiated with the red illumination light. Since the image 24p is irradiated, visual observation becomes easy.
[0026]
Next, registration of a model image as a reference when performing inspection or the like of the object 1 is performed. This is a process in which a model registration area indicated by a registration area image (projected image by the slit SL5) projected on the inspection surface 11 of the object 1 is imaged by the image sensor 22 and stored in the model memory 47 of the control unit 4.
[0027]
More specifically, the object 1 serving as a reference is imaged by the image sensor 22, the obtained image signal is converted into a video signal, and transmitted to the control unit 4. In the control unit 4, the A / D converter 41 converts the video signal into a digital image signal and stores the digital image signal in the image memory 48. Then, an image at a position corresponding to the model registration area is read out of the images stored in the image memory 48 and stored in the model memory 47 as a model image.
[0028]
When registering the model image, a process of capturing an image of the model registration area under various imaging conditions and registering an optimal image as a model image is performed. That is, since the image processing apparatus does not include the image display device, the image of the object 1 captured by the imaging head unit 2 cannot be displayed on the monitor screen. For this reason, the operator cannot adjust the density distribution of the input image that differs depending on the type of the target object 1 or the use environment while looking at the monitor screen, and cannot set the optimum imaging conditions.
[0029]
Therefore, when capturing an image of the model registration area, the imaging conditions (for example, the light receiving time of the image sensor 22 and the illuminance of the inspection surface 11) are changed in several steps in time series, and the model registration area captured under each imaging condition is changed. The feature amount is measured for the image (1), an optimal image is extracted from the measurement result, and the imaging condition at that time is selected as the imaging condition when inspecting the object 1 or the like.
[0030]
As an example of changing the imaging condition, as shown in FIG. 7, each 1H (28.8 μsec) from the time t2 12H (1H is one horizontal period) before the start time t3 of the vertical synchronization signal VD (FIG. The light receiving time (FIG. C) of the image sensor 23 is switched in a time series in steps (minimum 28.8 μsec to maximum 345.6 μsec), and at the same time, the light emission time of the illumination light source 25 (FIG. D) is switched in 12 steps of 1H.
[0031]
Then, the feature amount of the image captured at each stage is measured, and an image having the optimum feature amount is extracted as a model image. Then, the light receiving time and the light emitting time at that time are set as the optimum imaging conditions, and are used as the imaging conditions when the inspection / measurement of the object 1 is performed.
[0032]
FIG. B shows the horizontal synchronization signal HD, and FIG. E shows the projection time of the projection light source 24a. During this projection time, the light is turned off during 14H from the time point t1 (<t2) to the time point t4 (> t3), and is turned on during other times. This prevents the image sensor 22 from capturing the projected image 24p. Also, a margin of 24.6 μsec and 6.5 μsec is provided before and after the light receiving time (FIG. C), so that the light receiving time is longer than the light emitting time (FIG. D).
[0033]
As an example of changing the illuminance of the inspection surface 11 of the object 1, the drive current value for driving the illumination light source 25 may be switched to switch the luminance of the luminous body. Alternatively, the number of light emitters that emit light among the plurality of illumination light sources 25 may be changed.
[0034]
As the feature quantity to be measured, for example, a density variance value V is obtained using a density histogram, and an image having the maximum density variance value V is selected. The density variance value V is obtained by calculating the density value i (i = 0 to 255) and the number of pixels Pi of each pixel for an image in a certain area, and when the total number of pixels is N and the average density value is μ, Is a value obtained from the equation. The image having the maximum density variance value V is an optimal image having a higher contrast than other images.
[0035]
(Equation 1)

When the initial settings such as the setting of the imaging head unit 2, the setting of the optimal imaging conditions, and the registration of the model image are completed, the line is started, and the inspection / measurement of the object 1 transferred on the line is started.
[0036]
When the object 1 arrives, the imaging device 22 captures an image under the imaging conditions in which the inspection area of the inspection surface 11 of the object 1 is set, and outputs the image signal from the imaging controller 28 to the control unit 4 as a video signal. In the control unit 4, the video signal is converted into a digital image signal by the A / D converter 41 and stored in the image memory 48.
[0037]
Next, the inspection area image in the image stored in the image memory 48 is compared with the model image stored in the model memory 47, and the inspection and measurement processing of the object 1 is performed. As a comparison method, a binary search or a gray search for sequentially comparing the model image from the end to the end while shifting the model image by one pixel with respect to the image in the inspection area, and searching for a matching point is performed.
[0038]
FIG. 8 shows this state. The inspection area image 24q in which the alphabets A, B, and C are drawn is searched from the upper left end to the lower right end by the model image 24r in which the alphabet A is drawn. This is an example of checking. A normalized correlation operation is performed for each position, indicating that there is an image identical to the model image, that is, an image of the alphabet A, at a position where the correlation value exceeds the reference value.
[0039]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the image processing apparatus of this invention, without using an image display apparatus, the position of an imaging means can be adjusted, visually observing the projection image projected on a target object, and an imaging condition is changed automatically. Then, an optimal image is extracted from the images captured under the respective imaging conditions, and the imaging conditions at the time of inspecting the object under the imaging conditions at that time are used. Therefore, the type of the object can be determined without using an image display device. Inspection of a target object or the like can be performed under imaging conditions suitable for the density distribution of an input image that differs depending on the usage environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a positional relationship between a lens and an illumination light source.
FIG. 3 is a configuration diagram of a slit plate.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a positional relationship between an object and an imaging head unit.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an image of a projection unit projected on an object.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state in which an inspection surface of an object is illuminated by differentiating a projection color of a projection light source and an illumination color of an illumination light source.
FIG. 7 is a timing chart showing how the light receiving time of the image sensor and the light emitting time of the illumination light source are changed.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a state in which an inspection area image is searched for using a model image.
FIG. 9 is a block diagram of a conventional image inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 object 2 imaging head unit 4 control unit 21 lens 22 half mirror 23 imaging element 24 projection means 24a projection light source 24b slit plate 24p projection image 24q inspection area image 24r model image 25 illumination light source 26 projection driver 27 illumination driver 28 imaging Controller 41 A / D converter 46 Control signal generation unit 47 Model memory 48 Image memory 49 Image processing units L1 and L2 Optical axes SL1 to SL5 Slit

Claims

Imaging means for capturing an optical image of an object through a lens and a semi-transmissive mirror;
A projection means for the guided to the semi-transmissive mirror and the lens projects the inspection area image in the inspection area of the object Butsujo, projecting the registration area image image model registration area on the object,
Illumination means installed around the lens to illuminate the object,
Changing the imaging condition, capturing an image of the model registration area to measure the feature amount, extracting the optimal image from the measurement result, and setting the imaging condition for capturing the optimal image when inspecting the object. A control unit for storing as imaging conditions;
An image processing apparatus comprising: performing inspection and measurement processing of an object by comparing a model image with an image of an inspection area .

2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition to be changed is a light receiving time of the imaging unit.

2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition to be changed is a light emission time of a lighting unit.

2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition to be changed is a luminance of the illumination unit.

2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition to be changed is the number of light emitters of the illumination unit.