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JPH09179985A - Inspection method and classifying method for image defect - Google Patents

Inspection method and classifying method for image defect

Info

Publication number
JPH09179985A
JPH09179985A JP7350886A JP35088695A JPH09179985A JP H09179985 A JPH09179985 A JP H09179985A JP 7350886 A JP7350886 A JP 7350886A JP 35088695 A JP35088695 A JP 35088695A JP H09179985 A JPH09179985 A JP H09179985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
image
fractal dimension
fractal
classified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7350886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terumi Kamata
照己 鎌田
Osamu Nakayama
攻 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP7350886A priority Critical patent/JPH09179985A/en
Publication of JPH09179985A publication Critical patent/JPH09179985A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decide whether or not a defect is good by applying fractal dimensions as indexes of complicatedness to a calculated singular area and setting a threshold according to its size. SOLUTION: For the manufacturing process of an industrial product for uniformly applying, for example, a photosensitive material or dye, those methods are used to automatically inspect coating unevenness of paint and a fine flaw. For example, an optical means such as a CCD camera 2 is used to input a luminance distribution image of the surface of a uniform body to be inspected to a preprocessing part 4 and multi-gradational image data obtained by digital conversion are analyzed to detect the singular part (defect part = A) of the inspected body 1. This methods have a preprocessing means 4 which extracts an unsteady area of high possibility of defect presence from the input image, a calculating means 5 for fractal dimensions in the extracted image area, and a means which can binarizes the calculated fractal dimensions on the basis of a changeable set threshold, and the defect part and nondefect part of the extracted area are decided with its binarization output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像欠並検査方法
及び画像欠陥分類方法、より詳細には、画像処理を用い
て工業製品の欠陥を行うものの内で、その製品が一様で
あることを期待され、物体中の傷や、塗料の塗ムラなど
の(画像的に)特異に変化した部分を欠陥とする生産品
の良否の判定及びその欠陥の性質の検定に関し、例え
ば、光ディスクの色素の塗布ムラ欠陥や、OPCの塗工
の欠陥の検出等の自動検査装置に適用に好適なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image defect inspection method and an image defect classification method, and more particularly, to a product that is uniform among industrial product defects using image processing. In regard to the determination of the quality of the product and the inspection of the nature of the defect, which is expected to be a defect in a part that has a (imagewise) unique change such as a scratch in an object or uneven coating of paint, for example, a dye of an optical disk The present invention is suitable for application to an automatic inspection device for detecting coating unevenness defects, OPC coating defects, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明は、CCD等の画像入力デバイス
を用いて取得した被検査製品の2次元の画像データか
ら、その製品の良否判別(欠陥検査)を行うための手段
を提供することにあるが、従来の一般的な欠陥検出方法
では、CCDで撮影した多値画像を2値化し、その面積
や周囲長,形状などで良否の判別を行っている。しかし
ながら、OPCの塗工工程の検査のように、コントラス
トの低い塗りムラの欠陥や微小突起などは、2値化の時
点でその画像情報を失うため、多値画像で処理を行って
いる。しかしながら、計算量が非常に多いため、例え
ば、OPCの塗工工程の自動検査装置では、前処理とし
て、ラプラシアンフィルタ(2次微分のハイパスフィル
タ)を用いて、高周波部分を抽出、2値化し、ラベル化
することで、多値画像での処理領域を画像の特異領域に
限定し、そのラベル領域内において多値画像の統計量で
ある標準偏差を用いて欠陥部分の良否判別を行ってい
る。
2. Description of the Related Art The present invention provides means for performing a quality judgment (defect inspection) of a product to be inspected from two-dimensional image data of the product to be inspected obtained by using an image input device such as a CCD. However, in a conventional general defect detection method, a multi-valued image taken by a CCD is binarized, and the quality is judged by its area, perimeter, shape, or the like. However, as in the inspection of the OPC coating process, defects such as uneven coating with low contrast and minute projections lose their image information at the time of binarization, and therefore they are processed with multi-valued images. However, since the amount of calculation is very large, for example, in the automatic inspection apparatus for the OPC coating process, a high-frequency portion is extracted and binarized by using a Laplacian filter (second-order differential high-pass filter) as preprocessing. By labeling, the processing area in the multi-valued image is limited to the peculiar area of the image, and the quality of the defective portion is determined using the standard deviation which is the statistic of the multi-valued image in the label area.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
な、従来の多値画像データを統計的手段を用いて解析す
る場合、その幾何学的形状や輝度変化量を評価すること
は困難であり、実際に存在する種々の欠陥に対して最適
な良否判別処理ができていない。また、良好な良否判別
を行う目的とともに、前工程への欠陥発生状況のフィー
ドバックも非常に期待されているが、この欠陥の種類の
分類は現状では難しい。
However, when the conventional multi-valued image data as described above is analyzed using statistical means, it is difficult to evaluate the geometrical shape and the amount of change in brightness. The optimum quality determination processing has not been performed for various defects that actually exist. In addition to the purpose of making a good / bad judgment, it is also highly expected to feed back the defect occurrence status to the previous process, but it is difficult at present to classify this defect type.

【0004】一方、画像の複雑性の尺度として最近注目
されているものに、フラクタル次元がある。上記対象物
のように基本的に一様な画像においては欠陥部分のみが
非常に複雑な輝度の挙動変化があり、欠陥部分はそのフ
ラクタル次元が非欠陥部分に対して大きくなる。フラク
タル次元は、そのものだけで欠陥の判別を行える場合も
あるが、実際には標準偏差などの従来の検出系と併用す
ることで、より大きな効果(高精度な欠陥検出及び分
類)をあげることが可能であると考えられる。
On the other hand, a fractal dimension has recently received attention as a measure of image complexity. In a basically uniform image like the above-mentioned object, only the defective portion has a very complicated change in luminance behavior, and the fractal dimension of the defective portion becomes larger than that of the non-defective portion. In some cases, the fractal dimension can be used to identify defects by itself, but in practice, it can be used in combination with a conventional detection system such as standard deviation to achieve a greater effect (high-precision defect detection and classification). It is considered possible.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、例え
ば感光体や色素を一様に塗布することを目的とする工業
製品の製造工程において、塗料の塗りムラや微小な傷の
検査を自動的に行うために、例えば、CCDカメラなど
の光学的な手段を用いて一様な被検査物表面の輝度分布
画像を入力し、デジタル変換することにより取得した多
階調の画像データを解析し、被検査物の特異部分(欠陥
部分)の検出を行う外観欠陥検査方法において、欠陥の
存在の可能性の高い非定常領域を入力画像から抽出する
前処理手段と、その抽出画像領域内のフラクタル次元の
算出手段と、算出されたフラクタル次元を設定変更可能
な閾値で2値化可能な手段を持ち、その2値化出力によ
り抽出領域の欠陥部分と非欠陥部分を判別することを特
徴とし、もって、複雑さの指標であるフラクタル次元
を、例えば、前記手段のような方法で算出された特異領
域に適用し、その大きさにより閾値を設定することによ
り、欠陥の良否判別を行うようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, for example, in a manufacturing process of an industrial product for the purpose of uniformly applying a photoconductor or a dye, an inspection of coating unevenness and minute scratches is performed. In order to perform automatically, for example, by inputting a uniform luminance distribution image of the surface of the object to be inspected by using an optical means such as a CCD camera, the multi-gradation image data obtained by digital conversion is analyzed. In the appearance defect inspection method for detecting a peculiar portion (defect portion) of the inspection object, a pre-processing unit for extracting a non-steady region having a high possibility of existence of a defect from the input image, and the extracted image region within the extracted image region. The present invention is characterized in that it has a fractal dimension calculating means and a means for binarizing the calculated fractal dimension with a threshold value capable of changing the setting, and discriminates a defective portion and a non-defective portion of the extraction region by the binarized output. So, The fractal dimension, which is an index of roughness, is applied to a singular area calculated by a method such as that described above, and a threshold is set according to the size of the singular area, so that the quality of defects can be determined. is there.

【0006】請求項2の発明は、請求項1の画像欠陥検
査方法において、フラクタル次元の算出時にフラクタル
次元の算出の基本量を、例えば、極小,小,中間,比較
的大きいものというように複数のフラクタル次元を特徴
量とし、更に、検出し分類する欠陥の種類ごとにそれぞ
れのフラクタル次元のデータベースをもった記憶手段を
持ち、そのデータベースと算出フラクタル次元とを比較
して欠陥の種類を推定する手段とを持つことにより、該
当画像領域の欠陥の種類を推定し分類を行うことを特徴
とし、もって、画像からフラクタル次元を算出する時の
基本単位を変化させることで、同一の算出処理系で欠陥
の複雑さごとに分類を行うようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the image defect inspection method according to the first aspect, a plurality of basic amounts for calculating the fractal dimension, such as a minimum, a small, an intermediate, and a relatively large amount, are used when calculating the fractal dimension. The feature quantity is the fractal dimension of the fractal dimension, and the storage means has a fractal dimension database for each type of defect to be detected and classified, and the defect type is estimated by comparing the database with the calculated fractal dimension. By having a means, the type of defects in the corresponding image area is estimated and classified, and by changing the basic unit when calculating the fractal dimension from the image, the same calculation processing system can be used. Classification is performed according to the complexity of defects.

【0007】請求項3の発明は、請求項1の画像欠陥検
査方法において、少なくとも、画像のX或いはY方向の
輝度成分に関するフラクタル次元を含む複数のフラクタ
ル次元算出手段を持ち、更に、検出し分類する欠陥の種
類ごとに、算出方法とフラクタル次元のデータベースを
もった記憶手段を持ち、そのデータベースと算出フラク
タル次元とを比較して欠陥の種類を推定する手段とを持
つことにより、該当画像領域の欠陥の種類を推定し分類
を行うことを特徴とし、もって、画像からフラクタル次
元を算出する際に、その算出方法を複数備えることによ
り、欠陥の形状挙動によって変化を生じることを利用し
て、欠陥の形状で分類を行うようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the image defect inspection method according to the first aspect, there is provided a plurality of fractal dimension calculating means including at least a fractal dimension relating to a luminance component in the X or Y direction of the image, and further detecting and classifying. For each defect type to be provided, a storage method having a calculation method and a fractal dimension database is provided, and by having a means for estimating the defect type by comparing the database and the calculated fractal dimension, the corresponding image area The feature is that the type of defect is estimated and classified, and therefore, when calculating the fractal dimension from an image, by providing a plurality of calculation methods, it is possible to use the fact that a change occurs depending on the shape behavior of the defect. The shape is used for classification.

【0008】請求項4の発明は、請求項2及び3の発明
を組み合わせた、複数のフラクタル算出手段及びデータ
ベースを持つことにより、より高精度な欠陥の分類を行
うことを特徴とし、もって、請求項2及び3を組み合わ
せることによって、複雑さ及び形状によった、より高精
度の欠陥の分類を行うようにしたものである。
The invention according to claim 4 is characterized in that it has a plurality of fractal calculating means and a database, which combine the inventions according to claims 2 and 3, and thereby classifies defects with higher accuracy. By combining the terms 2 and 3, it is possible to perform more accurate defect classification according to complexity and shape.

【0009】請求項5の発明は、請求項2又は3又は4
において、あらかじめ分類しておいた各種欠陥の算出手
段ごとの各フラクタル次元を教師データとしてニューラ
ルネットワークを構成することにより、欠陥の種類を分
類することを特徴とし、もって、請求項2又は3又は4
の発明において、各フラクタル次元を各欠陥のモデルに
よって学習させたニューラルネットワークの入力とし、
その出力によって欠陥を分類するようにしたものであ
る。
The invention of claim 5 is the invention of claim 2 or 3 or 4
In claim 2, the defect types are classified by constructing a neural network using each fractal dimension for each defect calculation means that has been classified in advance as teacher data, and thus the defect types are classified.
In the invention of, each fractal dimension is an input of a neural network trained by a model of each defect,
The defect is classified according to the output.

【0010】請求項6の発明は、請求項2乃至5のいず
れかの発明で分類推定した欠陥ごとに、その欠陥度合を
顕著に表すフラクタル次元の値を用いて良否判別を行う
ことを特徴とし、もって、請求項2又は3又は4のデー
タベースで、もしくは請求項5のニュートラルネットワ
ークで分類推定した欠陥種類により、良否判別のパラメ
ータを動的に変更することで、より高精度の欠陥の判定
を行うようにしたものである。
The invention of claim 6 is characterized in that, for each of the defects classified and estimated by the invention of any one of claims 2 to 5, the quality judgment is performed by using the value of the fractal dimension which significantly represents the defect degree. Therefore, by dynamically changing the pass / fail judgment parameter according to the defect type classified and estimated in the database according to claim 2 or 3 or 4 or in the neutral network according to claim 5, more accurate defect determination can be performed. It's something that you do.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明による画像検陥検
査方法が想定しているシステムの全体構成の一例を示す
図で、図中、1は欠陥Aを有する被検査物、2は該被検
査物1の表面を撮影するカメラ、3はカメラ2によって
撮影された画像をA/D変換して輝度の多値画像を形成
し、フレームメモリに保持するA/D変換及びメモリ
部、4は画像の特異領域Bを抽出する前処理部、5は抽
出領域内の特徴量を算出する特徴量算出部、6は算出さ
れた特徴量から被検査物の良否を判定する良否判定部
で、これら特徴量算出部5及び良否判定部6がフラクタ
ル次元適用部分である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a system assumed by an image defect inspection method according to the present invention, in which 1 is an inspection object having a defect A, and 2 is A camera 3 for photographing the surface of the object 1 to be inspected, an A / D conversion of the image photographed by the camera 2 to form a multi-valued image of luminance, and an A / D conversion and memory unit for holding in a frame memory, Reference numeral 4 is a pre-processing unit for extracting the peculiar region B of the image, 5 is a feature amount calculation unit for calculating the feature amount in the extraction region, and 6 is a pass / fail determination unit for determining pass / fail of the inspection object from the calculated feature amount. The feature amount calculation unit 5 and the quality determination unit 6 are the fractal dimension application unit.

【0012】前記前処理手段4は、現在汎用の画像処理
装置で構成することができるが、それ以降のフラクタル
次元の算出及びその値による良否判定は専用のハードウ
ェアかソフトウェアでの処理となる。また、フラクタル
次元の算出手段は複数並列に持つものもある。
The pre-processing means 4 can be constituted by a general-purpose image processing apparatus at present, but the subsequent calculation of the fractal dimension and the pass / fail judgment based on the value thereof are performed by dedicated hardware or software. Further, some fractal dimension calculating means may be provided in parallel.

【0013】図2は、前処理部4で抽出された画像の例
を示し、その輝度情報をZ軸に、位置情報をXY軸にと
ると、図2に示したように表すことができる。これは、
3次元的に表すことになるため、以降、この輝度のなす
3次元表面を画像表面と呼ぶ。この画像表面のフラクタ
ル次元Dは、同様にして前処理手段から抽出された別の
領域において、その値をとると、図3に示すように、欠
陥を含む領域においては、Dの値は大きくなる傾向を持
つ。このDの大小を基に閾値Tをとると、製品の良否を
判別することが可能となる(請求項1)。この判別の際
の閾値は、前もって欠陥データからの検査装置のオペレ
ータが設定しておくものとする。
FIG. 2 shows an example of the image extracted by the pre-processing unit 4. When the luminance information is taken as the Z axis and the position information is taken as the XY axes, it can be expressed as shown in FIG. this is,
Since it is expressed three-dimensionally, the three-dimensional surface formed by this brightness is hereinafter referred to as an image surface. If this fractal dimension D of the image surface is taken in another region similarly extracted from the preprocessing means, as shown in FIG. 3, the value of D becomes large in the region including the defect. Have a tendency. If the threshold value T is taken based on the magnitude of this D, it is possible to determine the quality of the product (claim 1). The threshold value for this determination is set in advance by the operator of the inspection device based on the defect data.

【0014】次に具体的にフラクタル次元算出の例につ
いて説明する。抽出画像表面のXYの中央は、ほぼ欠陥
の中心に位置するので、図4に示すように、この空間点
を中心点として、半径rの円の中に入っている点をN
(r)とすると、相関次元νは、rが十分に小さい極限
として、
Next, a specific example of fractal dimension calculation will be described. Since the center of XY on the surface of the extracted image is located almost at the center of the defect, as shown in FIG. 4, the point inside the circle of radius r with this spatial point as the central point is N
Assuming (r), the correlation dimension ν is defined as a limit where r is sufficiently small.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】で定義されるので(例えば、カオスの中の
秩序,135〜139ページ,商業図書,相沢洋二訳,
参照)、rを変化した時にN(r)とrについては上式
の両辺に対数をとって、プロッシすると、図5に示すよ
うに、直線傾向を示す。これを最小2乗法を用いてその
傾きを求めることにより、その傾きは相関次元を表す。
この相関次元はフラクタル次元の一表現形態であり、こ
の傾きの大きな領域程、その領域内は、画像が複雑であ
り、欠陥であると判別される(請求項1)。
As defined by (for example, Order in Chaos, pages 135-139, commercial books, translated by Yoji Aizawa,
(See FIG. 5), when r is changed, N (r) and r take logarithms on both sides of the above formula, and when the prosthesis is taken, a linear tendency is shown as shown in FIG. The slope is obtained by using the least squares method, and the slope represents the correlation dimension.
This correlation dimension is one form of expression of fractal dimension, and the larger the inclination, the more complicated the image in the area and the more the defect is determined (claim 1).

【0017】ここで、画像欠陥部分は有限領域なので、
半径rが大きくなる程その中に含まれる画像のDは小さ
くなる。これは、図5で、rが大きくなるほど、傾きが
小さくなることからわかる。この傾きの変化の度合は、
欠陥によって異なるため、rが極小領域での傾き、中間
での傾き、比較的大きなところでの傾きをそれぞれ求め
て、事前に典型的な欠陥画像を用いてデータベース化
し、そのデータベースと実際の入力画像の抽出領域の該
当フラクタル次元を比較することによって、各種の欠陥
の分類を精度よく行うことができる(請求項2)。これ
は、同じ算出機構を用いて、多種のフラクタル次元の算
出が可能であるため、実装が比較的容易である。
Since the image defect portion is a finite area,
The larger the radius r, the smaller D of the image contained therein. This can be seen from the fact that in FIG. 5, the inclination becomes smaller as r becomes larger. The degree of change in this slope is
Since it depends on the defect, r is obtained as a slope in a minimum region, a slope in the middle, and a slope at a relatively large position, and a database is prepared in advance using typical defect images. By comparing the corresponding fractal dimensions of the extraction areas, it is possible to accurately classify various defects (claim 2). This is relatively easy to implement because various fractal dimensions can be calculated using the same calculation mechanism.

【0018】更に、図6に示すように、中心点を通るX
方向、もしくは、Y方向の線分をそれぞれに2次元のフ
ラクタル次元を求めると、それぞれは、X方向,Y方向
の複雑さを表す。これは、各種欠陥のX方向、もしく
は、Y方向のフラクタル次元と、更に、請求項1の発明
の例のような、相似次元に関するデータベースをもち、
そのデータベースと比較することによって、欠陥の種類
を分類できる。これは、X,Y方向に限らず、欠陥のな
す画像表面の形状の特徴によって、多種のフラクタル次
元の算出手段を持つことによって、より高精度な欠陥の
識別が可能となる(請求項3)。これは、異なる複数の
算出機構をもつので、請求項2の方法に比べて処理系は
複雑になる。このような異なる処理系においても、それ
ぞれのフラクタル次元の算出時に請求項2のような、傾
きの変化の度合も含めて、データベース化することによ
って、より高精度な欠陥の分類を行うことが可能となる
(請求項4)。
Further, as shown in FIG. 6, X passing through the center point
When the two-dimensional fractal dimension is obtained for each line segment in the direction or the Y direction, each represents the complexity in the X direction and the Y direction. This has a fractal dimension of various defects in the X direction or the Y direction and a database of similar dimensions as in the example of the invention of claim 1,
By comparing with the database, the defect type can be classified. This is not limited to the X and Y directions, and it is possible to identify the defect with higher accuracy by having various fractal dimension calculating means depending on the shape feature of the image surface of the defect (claim 3). . Since this has a plurality of different calculation mechanisms, the processing system becomes more complicated than the method of claim 2. Even in such a different processing system, when the fractal dimension is calculated, the degree of inclination change as in claim 2 is included in the database to enable more accurate defect classification. (Claim 4).

【0019】請求項2,3,4の発明で、データベース
化した画像のフラクタル次元という特徴量の個数の増加
や、欠陥の分類によってその比較と同定は非常に難しく
なる。このため、バックプロパゲーション型のニューラ
ルネットワークを用いる。出力に欠陥の種類、入力に各
フラクタル次元をとり、その教師データとして分類する
欠陥のモデルを用いて学習を行う。こうして学習したニ
ューラルネットワークに入力画像の各フラクタル次元を
入力して欠陥の分類を行う(請求項5)。
According to the second, third, and fourth aspects of the invention, the comparison and identification become very difficult due to an increase in the number of feature quantities called fractal dimension of the image in the database and classification of defects. Therefore, a back propagation neural network is used. Learning is performed using a defect model in which the output is the type of defect and the input is each fractal dimension, and is classified as the teacher data. The fractal dimensions of the input image are input to the learned neural network to classify defects (claim 5).

【0020】上記方法により分類したことにより、それ
ぞれの欠陥種別を顕著に表すフラクタル次元を用いて、
請求項1のように良否の判別を行うことができる。ま
た、欠陥の種類が異なると、基本的に同一のフラクタル
次元を用いても、その良否判定の閾値を変えることがで
きるので、分類推定した欠陥ごとに、良否判定のパラメ
ータ(フラクタル次元及び閾値)を動的に変えることに
よって、請求項1に比べて良好な欠陥検出が可能となる
(請求項6)。この欠陥種類とその特徴を表すフラクタ
ル次元算出系及びその閾値は、経験的に求まるものであ
る。また、その判定に用いる値は、1種類には限定され
ない。また、ここで、より良い欠陥検出とは、欠陥であ
るものを確実に検出し、その上で、欠陥で無いものを欠
陥と判定することの少ない検出系を考えている。
By classifying by the above method, using the fractal dimension that remarkably represents each defect type,
As in the first aspect, it is possible to determine the quality. Further, if the types of defects are different, even if the same fractal dimension is basically used, the threshold of the quality judgment can be changed. Therefore, the parameters of the quality judgment (fractal dimension and threshold) are classified for each of the classified and estimated defects. By changing dynamically, it becomes possible to detect defects better than in claim 1 (claim 6). The fractal dimension calculation system representing the defect type and its characteristics and the threshold value thereof are empirically determined. Further, the value used for the determination is not limited to one type. Further, here, "better defect detection" means a detection system in which a defect is surely detected and a non-defective one is less likely to be a defect.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1の発明によると、複雑さの指標
であるフラクタル次元を算出された特異領域に適用する
ことで、その大きさにより閾値を設定することにより欠
陥の良否判別を行うことが可能となる。また、特異領域
を全画像領域から抽出する方法は、汎用の画像処理装置
によるエッジ抽出処理とラベル処理など、安価で高速に
行うことができるため、全画像に対してフラクタル次元
を算出する構成に比べて検査システムを構築しやすく、
また、その他の特徴量の導入も容易である。
According to the first aspect of the present invention, by applying the fractal dimension, which is an index of complexity, to the calculated singular area, a defect is determined by setting a threshold value according to the size. Is possible. In addition, the method of extracting the singular area from the entire image area can be performed at low cost and at high speed, such as edge extraction processing and label processing by a general-purpose image processing device. Easier to build an inspection system,
In addition, it is easy to introduce other features.

【0022】請求項2の発明によると、フラクタル次元
を算出するために、計算する基本単位の大きさを複数設
定し、それぞれにおいて、データベース化することによ
り、欠陥の複雑さごとに分類を行うことが可能となる。
これは、同一の算出系によるため、比較的容易に分類検
出系を構成することができる。
According to the second aspect of the present invention, in order to calculate the fractal dimension, a plurality of sizes of basic units to be calculated are set, and a database is created in each of the basic units to classify the defects according to their complexity. Is possible.
Since this is based on the same calculation system, the classification detection system can be configured relatively easily.

【0023】請求項3の発明によると、フラクタル次元
の算出方法を複数備えることにより、それぞれの算出方
法と欠陥種での結果をデータベース化することにより、
形状情報を伴った欠陥の分類を行うことが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, by providing a plurality of fractal dimension calculation methods, the results of each calculation method and defect type are stored in a database.
It becomes possible to classify defects with shape information.

【0024】請求項4の発明によると、請求項2と3の
発明を組み合わせることによって複雑さ及び形状によっ
た、より高精度の欠陥の分類を行うことが可能となる。
According to the invention of claim 4, by combining the inventions of claims 2 and 3, it is possible to classify the defects with higher accuracy according to the complexity and the shape.

【0025】請求項5の発明によると、請求項2又は3
又は4の発明において、各フラクタル次元を各欠陥モデ
ルによって学習させたニューラルネットワークの入力と
することにより、その出力によって欠陥を分類すること
が可能となり、また、データベースの分析や更新にかか
るコストを抑えることができる。
According to the invention of claim 5, claim 2 or 3
Alternatively, in the invention of 4), by inputting each fractal dimension to the neural network learned by each defect model, it becomes possible to classify the defects by its output, and suppress the cost for analyzing and updating the database. be able to.

【0026】請求項6の発明によると、請求項2又は3
又は4の発明のデータベース、或いは、請求項5のニュ
ーラルネットワークで分類推定した欠陥種別により、良
否判別のパラメータを動的に変更することで、より高精
度の欠陥の判定を行うことが可能となる。
According to the invention of claim 6, claim 2 or 3
Alternatively, it is possible to determine the defect with higher accuracy by dynamically changing the parameter for pass / fail judgment according to the database of the invention of 4 or the defect type classified and estimated by the neural network of claim 5. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による検査方法が想定している全体検
査システムの一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an entire inspection system assumed by an inspection method according to the present invention.

【図2】 輝度をZ軸にプロットした特異部抽出領域の
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a unique portion extraction region in which luminance is plotted on the Z axis.

【図3】 抽出領域のフラクタル次元と良否判定の関係
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a fractal dimension of an extraction region and a quality judgment.

【図4】 画像表面の中心から半径rの球内の点の数を
数える時の例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of counting the number of points in a sphere having a radius r from the center of the image surface.

【図5】 半径rとその内部に含まれるN(r)との関
係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a radius r and N (r) contained therein.

【図6】 XY方向の画像表面の線分を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing line segments on the image surface in the XY directions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被検査物、2…カメラ、3…A/D変換及びメモリ
部、4…前処理部、5…特徴量算出部、6…良否判定
部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object to be inspected, 2 ... Camera, 3 ... A / D conversion and memory part, 4 ... Pre-processing part, 5 ... Feature amount calculation part, 6 ... Quality determination part.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塗料を一様に塗布する工業光学的な手段
を用いて被検査物表面の輝度分布画像を入力し、デジタ
ル変換することにより取得した多階調の画像データを解
析し、被検査物の特異部分(欠陥部分)の検出を行う外
観欠陥検査方法において、欠陥の存在の可能性の高い非
定常領域を入力画像から抽出する前処理手段と、その抽
出画像領域内のフラクタル次元の算出手段と、算出され
たフラクタル次元を設定変更可能な閾値で2値化可能な
手段を持ち、その2値化出力により抽出領域の欠陥部分
と非欠陥部分を判別することを特徴とする画像欠陥検査
方法。
1. A multi-gradation image data obtained by inputting a brightness distribution image on the surface of an object to be inspected by using an industrial optical means for uniformly applying a paint and analyzing the image data, In an appearance defect inspection method for detecting a peculiar part (defect part) of an inspection object, a pre-processing unit for extracting a non-steady region having a high possibility of existence of a defect from an input image, and a fractal dimension of the extracted image region. An image defect characterized by having a calculating unit and a unit capable of binarizing the calculated fractal dimension with a threshold whose setting can be changed, and discriminating a defective portion and a non-defective portion of the extraction region by the binarized output. Inspection methods.
【請求項2】 請求項1の画像欠陥検査方法において、
フラクタル次元の算出時にフラクタル次元の算出の基本
量を、複数のフラクタル次元を特徴量とし、検出し分類
する欠陥の種類ごとにそれぞれのフラクタル次元のデー
タベースをもった記憶手段と、そのデータベースと算出
フラクタル次元とを比較して欠陥の種類を推定する手段
とを持つことにより、該当画像領域の欠陥の種類を推定
し分類を行うことを特徴とする画像欠陥分類方法。
2. The image defect inspection method according to claim 1, wherein
When the fractal dimension is calculated, the basic amount for calculating the fractal dimension is a plurality of fractal dimensions as a feature amount, and a storage means having a database of each fractal dimension for each type of defect to be detected and classified, the database and the calculated fractal. An image defect classification method, comprising: estimating a defect type of a corresponding image area by performing classification by comparing the dimension with a defect type.
【請求項3】 請求項1の画像欠陥検査方法において、
少なくとも、画像のX或いはY方向の輝度成分に関する
フラクタル次元を含む複数のフラクタル次元算出手段
と、検出し分類する欠陥の種類ごとに、算出方法とフラ
クタル次元のデータベースをもった記憶手段と、そのデ
ータベースと算出フラクタル次元とを比較して欠陥の種
類を推定する手段とを持つことにより、該当画像領域の
欠陥の種類を推定し分類を行うことを特徴とする画像欠
陥分類方法。
3. The image defect inspection method according to claim 1,
At least a plurality of fractal dimension calculating means including a fractal dimension relating to a luminance component in the X or Y direction of an image, a storage means having a calculation method and a fractal dimension database for each type of defect to be detected and classified, and its database. And an estimated defect type by comparing the calculated fractal dimension with the calculated fractal dimension, thereby estimating and classifying the defect type of the corresponding image region.
【請求項4】 請求項2及び3を組み合わせた、複数の
フラクタル算出手段及びデータベースを持つことによ
り、より高精度な欠陥の分類を行うことを特徴とする画
像欠陥分類方法。
4. An image defect classification method, wherein a defect is classified with higher accuracy by having a plurality of fractal calculation means and a database which are a combination of claims 2 and 3.
【請求項5】 請求項2又は3又は4において、あらか
じめ分類しておいた各種欠陥の算出手段ごとの各フラク
タル次元を教師データとしてニューラルネットワークを
構成することにより、欠陥の種類を分類することを特徴
とする画像欠陥分類方法。
5. The method according to claim 2, 3 or 4, wherein the defect types are classified by configuring a neural network using each fractal dimension for each defect calculation means that has been classified in advance as teacher data. Characteristic image defect classification method.
【請求項6】 請求項2乃至5のいずれかで分類推定し
た欠陥ごとに、その欠陥度合を顕著に表すフラクタル次
元の値を用いて良否判別を行うことを特徴とする画像欠
陥検査方法。
6. An image defect inspection method, characterized in that, for each of the defects classified and estimated according to any one of claims 2 to 5, the quality judgment is performed using a value of a fractal dimension that remarkably represents the defect degree.
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