专利名称：图像处理装置和图像处理方法
技术领域：
本发明涉及图像处理装置和图像处理方法，其在执行产品检查时基于图像处理的结果来将用于对检查对象进行成像的成像环境再现为与通过成像已获得了的基准图像所处的成像环境相似的环境。
背景技术：
在利用成像处理传感器对产品进行缺陷/非缺陷判定的情况下，将通过对检查对象进行成像得到的图像与基准图像进行比较，以判定该产品是有缺陷的还是无缺陷的。具体地，诸如用于进行缺陷/非缺陷判定的阈值信息之类的参数信息被生产线上的图像处理传感器共用，以基于共用判定标准来判定该产品是有缺陷的还是无缺陷的。此外，可以根据情况而改变成像条件。例如，日本未审查专利公开第2005-227931号公开了一种图像处理装置，其在根据成像地点或检查对象的成像范围改变成像条件(诸如快门速度)的同时进行成像。然而，在实际中对检查对象进行成像的情况下，即使在相同成像条件下进行成像时，由于照明状态、成像装置的安装位置、成像装置姿态的偏移、对镜头的光圈或焦点的调节等的不同会造成通过成像不一定得到相同的图像。因此，尽管成像条件相同，也存在下面的问题:由于用于检测特征部位的位置的偏移而不能进行缺陷/非缺陷判定、由于获取的图像暗或亮而不能识别特征部位、由于焦点的偏移而不能指定特征部位等。
发明内容
鉴于上述情形做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供这样的图像处理装置和图像处理方法:其基于图像处理的结果来将用于对检查对象进行成像的成像环境再现为与通过成像已获得了基准图像所处的成像环境相似的环境。为了实现上述目的，根据本发明第一方面的一个实施例，提供了一种图像处理装置，其与用于对检查对象进行成像的成像单元(部件)连接，并对由所述成像单元(部件)进行成像而拍摄(获得)的图像数据执行图像处理，以基于图像处理的结果对所述检查对象执行缺陷/非缺陷判定，所述图像处理装置包括:基准图像存储单元(部件)，用于与用来识别所述检查对象的识别信息相关联地存储用作非缺陷判定基准的基准图像；图像显示单元(部件)，用于获取所述检查对象的图像，以与相应识别信息的基准图像并排显示所获取的图像；对准单元(部件)，用于将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准；亮度调节单元(部件)，用于执行调节以使得所述基准图像的亮度与所获取的图像的亮度一致(相符);以及聚焦调节单元(部件)，用于执行调节以使得对基准图像的聚焦与对所获取的图像的聚焦一致(相符)。此外，根据本发明第二方面的一个实施例，在根据第一方面的图像处理装置中，在所显示的基准图像上叠加并显示了栅格线，并且所述对准单元(部件)在所述基准图像的特征部位上方移动栅格线并在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示栅格线。
此外，根据本发明第三方面的一个实施例，在根据第一方面的图像处理装置中，在所显示的基准图像上叠加并显示用于描绘轮廓的轮廓线，并且所述对准单元(部件)在所述基准图像的特征部位上方显示轮廓线并在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示轮廓线。此外，根据本发明第四方面的一个实施例，在根据第一至第三方面中任一方面的图像处理装置中，所述亮度调节单元(部件)将所获取的图像分割成多个等分区域，并在所获取的图像上叠加并显示每个区域的平均像素值与基准图像中的每个区域的平均像素值之间的量值关系。此外，根据本发明的再一个实施例，在根据第一至第四方面中任一方面的图像处理装置中，所述聚焦调节单元(部件)分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并执行调节以使得所获取的图像的放大图像的边缘强度与所述基准图像的放大图像的边缘强度一致(相符)。此外，根据本发明第六方面的一个实施例，根据第一至第五方面中任一方面的图像处理装置包括:位置细调单元(部件)，用于分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并基于所产生的各放大图像来将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准。接下来，为了实现上述目的，根据本发明第七方面的一个实施例，提供了一种可由图像处理装置执行的图像处理方法，所述图像处理装置与用于对检查对象进行成像的成像单元(部件)连接，并对由所述成像单元(部件)进行成像而获得的图像数据执行图像处理，以基于图像处理的结果对所述检查对象执行缺陷/非缺陷判定，所述图像处理方法包括以下步骤:与用于识别所述检查对象的识别信息相关联地存储用作非缺陷判定基准的基准图像；获取所述检查对象的图像，以与相应识别信息的基准图像并排显示所获取的图像；将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准；执行调节以使得所述基准图像的亮度与所获取的图像的亮度一致(相符)；以及执行调节以使得对基准图像的聚焦与对所获取的图像的聚焦一致(相符)。此外，根据本发明第八方面的一个实施例，在根据第七方面的图像处理方法中，在所述图像处理装置中，在所显示的基准图像上叠加并显示了栅格线，并且在所述基准图像的特征部位上方移动栅格线，并且在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示栅格线。此外，根据本发明第九方面的一个实施例，在根据第七方面的图像处理方法中，在所述图像处理装置中，在所显示的基准图像上叠加并显示用于描绘轮廓的轮廓线，并且在所述基准图像的特征部位上方显示轮廓线，并且在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示轮廓线。此外，根据本发明第十方面的一个实施例，在根据第七至第九方面中任一方面的图像处理方法中，在所述图像处理装置中，将所获取的图像分割成多个等分区域，并在所获取的图像上叠加并显示每个区域的平均像素值与基准图像中的每个区域的平均像素值之间的量值关系。此外，根据本发明第十一方面的一个实施例，在根据第七至第十方面中任一方面的图像处理方法中，在所述图像处理装置中，分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并执行调节以使得所获取的图像的放大图像的边缘强度与所述基准图像的放大图像的边缘强度一致(相符)。此外，根据本发明第十二方面的一个实施例，根据第七至第十一方面中任一方面的图像处理方法中，在所述图像处理装置中，分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并基于所产生的各放大图像来将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准。在第一和第七方面中，与用于识别检查对象的识别信息相关联地预先存储用作非缺陷判定基准的基准图像。检查对象的图像被获�。⒈挥胂嘤κ侗鹦畔⒌幕纪枷癫⑴畔允�。对准基准图像的绘制位置与所获取图像的绘制位置，执行调节以使得所述基准图像的亮度与所获取的图像的亮度一致(相符)，并执行调节以使得对基准图像的聚焦与对所获取的图像的聚焦一致(相符)。因此，即使在照明状态、成像装置的安装位置、成像装置姿态的偏移、对镜头的光圈或焦点的调节等方面与通过成像已经得到基准图像时的这些方面有差异的情况下，也可以可靠地再现通过成像获得基准图像时所处的成像环境，从而可以高精度对检查对象进行缺陷/非缺陷判定。在第二和第八方面中，在所显示的基准图像上叠加并显示了栅格线，在所述基准图像的特征部位上方移动栅格线，同时在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示栅格线。因此，可以通过检查相对栅格线的偏移来掌握检查对象的位置偏移，从而以高精度执行所获取图像的绘制位置的对准。在第三和第九方面中，在所显示的基准图像上叠加并显示用于描绘轮廓的轮廓线，在所述基准图像的特征部位上方显示轮廓线，同时在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示轮廓线。因此，可以通过检查相对轮廓线的偏移来了解检查对象的的位置偏移，从而以高精度执行所获取图像的绘制位置的对准。在第四和第十方面中，由于所获取的图像被分割成多个等分区域，并且在所获取的图像上叠加并显示每个区域的平均像素值与基准图像中的每个区域的平均像素值之间的量值关系，因此可以目视检查亮度过大或过小的区域，从而以高精度调节亮度。在第五和第十一方面中，分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位而获得的放大图像，并执行调节以使得所获取的图像的放大图像的边缘强度与所述基准图像的放大图像的边缘强度一致(相符)，从而可以以被看作指标的边缘强度执行聚焦，从而以闻精度执行聚焦调节。在第六和第十二方面中，分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位而获得的放大图像，并基于所产生的各放大图像将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准，从而可以以高精度执行对准。在本发明中，即使在照明状态、成像装置的安装位置、成像装置姿态的偏移、对镜头的光圈或焦点的调节等方面与通过成像已经得到基准图像时的这些方面有差异的情况下，也可以可靠地再现通过成像获得基准图像时所处的成像环境，从而可以高精度地对检查对象进行缺陷/非缺陷判定。
图1是示出包括根据本发明一个实施例的图像处理装置的图像处理传感器的构造的不意图2是示意性示出根据本发明实施例的图像处理装置的构造的框图；图3是示出对包括根据本发明实施例的图像处理装置的图像处理传感器的成像环境进行设置的参数的示意图；图4是根据本发明实施例的图像处理装置的功能框图；图5是示出根据本发明实施例的图像处理装置的CPU的处理过程的流程图；图6是用于对准所存储的基准图像和获取的输入图像的初始屏幕的示例性示图；图7A至图7D是利用栅格线对准的位置偏移检查操作的示例性示图；图8是检查对象倾斜情况下的栅格线的示例性示图；图9A和图9B是利用轮廓线对准的位置偏移检查操作的示例性示图；图10是根据本发明实施例的图像处理装置的亮度调节屏幕的屏幕图像示图；图11是根据本发明实施例的图像处理装置的位置细调屏幕的屏幕图像示图；以及图12是根据本发明实施例的图像处理装置的聚焦调节屏幕的屏幕图像示图。
具体实施例方式下面将参照附图描述本发明的一个实施例。应该注意，对该实施例的描述中参考的全部附图中具有相同或相似构造或功能的元件提供相同或相似的参考标号，并省略其详细描述。图1是示出包括根据本发明一个实施例的图像处理装置的图像处理传感器的构造的示意性示图。如图1所示，根据本实施例的图像处理传感器由成像装置(成像部件)1和图像处理装置2构成，图像处理装置2和成像装置I以数据可通信方式通过连接电缆3相连接。图像处理装置2与显示装置(未示出)相连接，并且图像处理装置2中结合了图像处理控制部件201和照明控制部件202。此外，照明控制部件202与照明装置4以数据可通信方式通过连接电缆3相连接。在传送带5上移动的检查对象6被照明装置4发出的光照射，以由成像装置I成像。基于对检查对象6进行成像得到的图像，判定检查对象6是有缺陷的还是无缺陷的。成像装置I中包括用于执行图像处理的FPGA、DSP等，并且包括具有用于对检查对象6进行成像的成像元件。CMOS基板被提供作为成像元件，并且例如，通过成像得到的彩色图像被CMOS基板基于其扩展动态范围的转换特性转换成HDR图像。图2是示出根据本发明实施例的图像处理装置2的构造的框图。根据本发明实施例的图像处理装置2至少包括CPU (中央处理单元)21、存储器22、存储装置23、I/O接口24、视频接口 25、可移动盘驱动器26、通信接口 27、和用于连接上述硬件的内部总线28。CPU21通过内部总线28与如上所述的图像处理装置2的硬件的每个部件连接，并控制上述硬件的每个部件的操作，同时根据存储在存储装置23中的计算机程序100来执行各种基于软件的功能。存储器22包括诸如SRAM、SDRAM等的易失性存储器，并被开发为具有执行计算机程序100时的加载模块，并存储在执行计算机程序100时产生的临时数据等。存储装置23包括内置固定类型的存储装置(硬盘)、R0M等。存储在存储装置23中的计算机程序100被从记录有诸如程序和数据之类的信息的可移动记录介质90(诸如DVD、⑶-ROM等)中下载到可移动盘驱动器26，并且在运行时，计算机程序100被从存储装置23部署给存储器22，然后被运行。当然，其也可以是从通过通信接口 27连接的外部计算机下载的计算机程序。通信接口 27连接至内部总线28，并可以通过连接至诸如互联网、LAN或WAN的外部网络来向成像装置1、照明装置4、外部计算机等发送数据以及从它们接收数据等。I/O接口 24与诸如键盘51和鼠标52的输入装置连接，并接收数据的输入。视频接口 25连接至诸如CRT显示器或液晶显示器之类的显示装置53，并显示预定图像。图3是示出对包括根据本发明实施例的图像处理装置2的图像处理传感器的成像环境进行设置的参数的示意性示图。如图3所示，本实施例的图像处理传感器可以调节作为要被调节的参数的成像装置I的位置坐标(X，Y，Z)及其在XY平面上的摇动倾角Θ。此夕卜，成像装置I可以调节聚焦和亮度。具体地，通过聚焦环来调节聚焦，通过光圈环调节亮度。类似地，可以调节作为要被调节的参数的检查对象6的位置坐标(X，Y)及其在XY平面上的摇动倾角Θ。由于检查对象6放置在底座上，因此其不具有沿Z轴方向移动的功倉泛。此外，对于照明装置4，可以调节照明装置4的位置坐标(X，Y, Z)和照射角α，并且还可以通过照明控制器41来调节照明。通过这些调节，可以通过成像获得与存储在存储装置23中的基准图像类似的图像。图4是示出根据本发明实施例的图像处理装置2的功能框图。基准图像存储部件401将用作非缺陷判定基准的基准图像与用于识别检查对象6的识别信息相关联地存储到存储装置23中。对于一个检查对象6可以存储一个或多个基准图像。图像获取部件402获取已由成像装置I进行成像而获得的检查对象6的图像。图像显示部件403并排显示所获取的检查对象6的图像以及相应识别信息的基准图像。并排显示检查对象6的图像和检查对象6的基准图像使得能够比较这两个图像之间的成像条件等的差别。对准部件404将基准图像的绘制位置与获取图像的绘制位置对准。对于基准图像的绘制位置与获取图像的绘制位置的对准，可以使用显示在基准图像的特征部位上方的横竖栅格线，或显示为基准图像的特征部位的轮廓的轮廓线。亮度调节部件405执行调节以使得基准图像的亮度与获取图像的亮度一致。亮度调节部件405例如将检查对象6的获取图像分成25个等分区域并判定每个分割区域的平均像素值与基准图像的每个区域的平均像素值之间的量值关系，以将判定结果叠加并显示在检查对象6的获取图像上。聚焦调节部件406执行调节以使对基准图像的聚焦与对获取图像的聚焦一致。聚焦调节部件406分别产生通过放大检查对象6的获取图像以及基准图像各自的特征部位而得到的放大图像，并执行调节以使获取图像的放大图像的边缘强度与基准图像的放大图像的边缘强度一致。应该注意，可以在通过亮度调节部件405调节亮度之后提供用于精细地调节绘制位置的位置细调部件407。位置细调部件407分别产生通过放大检查对象6的获取图像以及基准图像各自的特征部位而得到的放大图像，并基于产生的放大图像来将基准图像的绘制位置与获取图像的绘制位置对准。
图5是示出根据本发明实施例的图像处理装置2的CPU21的处理过程的流程图。图5中，图像处理装置2的CPU21获取用作缺陷/非缺陷判定基准的基准图像，并将该基准图像存入存储装置23中(步骤S501)。CPU21获取检查对象6的图像(步骤S502)，并在显示装置53中与所存储的基准图像并排地显示该获取图像(步骤S503)。图6是根据本发明实施例的图像处理装置2的对准屏幕的屏幕图像示图。在图6中，在基准图像显示部分61中显示基准图像，在输入图像显示部分62中显示检查对象6。当这两个图像是通过在同一环境下进行成像而获得的图像时，二者之间应该在检查对象6在图像中的位置、背景图像的亮度、焦点等方面一致。然而，这两个图像通常由于周围环境的不同而在这些方面不一致。返回图5，图像处理装置2的CPU21将基准图像的绘制位置与获取图像的绘制位置对准(步骤S504)。为了将基准图像的绘制位置与获取图像的绘制位置对准，将在基准图像的特征部位上方显示的横竖栅格线、或显示为基准图像的特征部位的轮廓的轮廓线用作对准的辅助线。尽管未示出，但是通常，有两个或更多个成像装置I连接至一个图像处理装置2，并且在图像处理装置2中基于在各成像装置I中设置的图像处理流程来对从每个成像装置I获取的图像进行图像检查。为此，每个基准图像都与已经针对与成像装置I连接的每个通道设置的用于进行图像检查的图像处理流程相关联地被设置和存储。图6是用于对准所存储的基准图像和所获取的输入图像的初始屏幕的示例性示图。尽管未示出，但是在显示图6的屏幕之前，提供了这样的一个屏幕:即，在图像处理装置2识别出多个成像装置I连接至图像处理装置2或者多个图像处理流程保存在图像处理装置2中时，该屏幕允许用户选择关于哪个成像装置I或哪个图像处理流程的基准图像将要与所获取的输入图像对准。此处，当用户选择一个成像装置I或图像处理流程时，与该所选成像装置I或图像处理流程相关联存储的基准图像被从存储装置23读出，并显示图6所示的初始屏幕。同时，通过在用户选择的成像装置I中进行成像而得到的移动图像在图6的右侧显示为输入图像。在图6的示例中，读出并显示存储在存储装置23中的基准图像的基准图像显示部分61显示在左侧，而对从成像装置I获取的输入图像进行显示的输入图像显示部分62显示在右侧。此外，辅助线指定单元63作为用于便于基准图像和输入图像之间的对准的功能而存在。辅助线指定单元63可以接收对“栅格”或“轮廓线”的选择。可以接收任一选择，或可以接收对二者的选择。当接收到对“栅格”的选择时，在包括针对基准图像显示部分61和输入图像显示部分62设置的特定X坐标和Y坐标的二维坐标位置中，显示总共至少四条栅格线(至少有两条线沿各自坐标方向平行延伸)作为初始设置位置。不用说，这些栅格线显示在基准图像显示部分61和输入图像显示部分62中的相同坐标位置处。此外，“轮廓线”具有通过边缘处理等检测显示在基准图像显示部分61和输入图像显示部分62中的检查对象6的特征部位的轮廓的功能，并且显示检测到的轮廓线。应该注意，可以通过操作鼠标52等自由改变栅格线的位置和角度。图7A至图7D是利用栅格线对准的位置偏移检查操作的示例性示图。如图7A所示，在基准图像显示部分61中，在检查对象6的图像上叠加并显示了栅格线。为了简化描述，X轴方向的栅格线的位置与检查对象6的上端和下端的位置一致，并且仅Y轴方向的左侧栅格线的位置与检查对象6的左端位置一致。栅格线还关联至并显示在输入图像显示部分62中。即，在图7B中与图7A相同的坐标处也显示栅格线。当栅格线在基准图像显示部分61中移动时(图7A)，输入图像显示部分62中的栅格线同样移动(图7B)，相反，在栅格线在输入图像显示部分62中移动时(图7B)，基准图像显示部分61中的栅格线同样移动(图7A)。S卩，图像处理装置2的CPU21识别出显示在基准图像显示部分61和输入图像显示部分62中的栅格线的坐标位置，并将基准图像显示部分61和输入图像显示部分62中的栅格线控制为分别显示在相同的坐标位置。例如，如图7C所示，在基准图像显示部分61中，通过鼠标52等选择了 Y轴方向中的右侧栅格线，并移动栅格线使得所选栅格线的位置与基准图像的右端的位置一致。在此情况下，如图7D所示，在输入图像显示部分62中，Y轴方向中的右侧栅格线也同样移动。因此，利用栅格线作为对准的辅助线，可以目视检查获取图像的绘制位置相对基准图像的绘制位置偏移的程度。此外，被成像为基准图像的检查对象6可能会有倾斜。在此情况下，每条栅格线都可以倾斜任意角度。图8是检查对象6倾斜情况下的栅格线的示例性示图。如图8所示，可以根据检查对象6的倾斜来使栅格线倾斜。此外，在图6的辅助线指定单元63中接收到对“轮廓线”的选择时，通过使用已知的轮廓提取算法显示基准图像的特征部分的轮廓线。所显示的轮廓线还以相同坐标显示在获取图像上，因此可以目视检查检查对象6的获取图像的绘制位置与基准图像的绘制位置之间的位置偏移，以及被轮廓线包围的两个图像之间的尺寸差。尽管未示出，但是除了上述功能，可以向图6所示的用于对准基准图像和输入图像的初始屏幕添加将基准图像以半透明状态叠加并显示在输入图像显示部分62中所显示的输入图像上的功能。从而可以更清楚地对输入图像相对基准图像的位置偏移进行目视检查，并且通过在查看屏幕显示的同时改变成像装置I的位置或检查对象6的位置，可以更容易地执行输入图像和基准图像的对准。此外，可以将叠加并显示基准图像的功能作为图6所示的初始屏幕的功能进行添加，或者可以与现有的基准图像显示部分61和输入图像显示部分62同时地显示新叠加的显示部分(未示出)。图9A和图9B是利用轮廓线对准的位置偏移检查操作的示例性示图。图9A是基准图像的不例性不图，而图9B是检查对象6的犾取图像的不例性不图。在图9A的基准图像显示部分61内，显示了基准图像的特征部位的轮廓线91。轮廓线91还显示在图9B中与基准图像显示部分61中相同的坐标处，从而可以发现在基准图像的绘制位置与所获取的输入图像的绘制位置之间出现了位置偏移。即，轮廓线还显示在输入图像显示部分62中与利用边缘处理等针对基准图像内的检查对象6的特征部位自动设置的位置坐标(基准图像显示部分61内的坐标位置)相同的坐标处。当可以识别位置偏移时，改变成像装置I的位置或检查对象6的位置，从而解决了位置偏移问题(更具体地，这包括检查对象6相对于成像区域的尺寸偏移)。具体地，对成像装置I的位置坐标(X，Y，Z )及其在XY平面上的摇动倾角Θ进行调节，或者对检查对象6的位置坐标(X，Y)及其在XY平面上的摇动倾角Θ进行调节，如图3所示。
返回图5，图像处理装置2的CPU21被调节为使得基准图像的亮度与获取图像的亮度一致(步骤S505)。在本实施例中，检查对象6的获取图像被分割成25个等分区域，并判定每个分割区域的平均像素值与基准图像中每个区域的平均像素值之间的量值关系，以在检查对象6的获取图像上叠加并显示确定结果。图10是根据本发明实施例的图像处理装置2的亮度调节屏幕的屏幕图像示图。在参照图6至图9描述的对准基准图像和输入图像之后，调节屏幕的亮度。在图10中，在基准图像显示部分61中显示基准图像，在输入图像显示部分62中显示所获取的输入图像。无需说，显示在输入图像显示部分62中的输入图像是在已经完成了与基准图像对准的状态下通过上述方法再次从成像装置I获取的输入图像。利用平均像素值将基准图像的亮度与获取图像的亮度进行相互比较。首先，图10的基准图像显示部分61中的基准图像被分割成多个等分区域，例如，分成25个等分区域，并且计算作为每个区域的像素值的平均值的平均像素值。接下来，将输入图像显示部分62中的输入图像分割成多个等分区域，例如，分成25个等分区域，并且计算作为每个区域的像素值的平均值的平均像素值。S卩，将基准图像和输入图像在各个图像显示部分中分割成相同尺寸，并且分别计算针对分割成的分割区域的平均亮度值。在图10的输入图像显示部分62中，在所获取的输入图像上针对25个分割区域中的每一个叠加并显示亮度指示符。将针对每个区域计算出的平均像素值与针对基准图像的每个区域计算出的平均像素值进行比较，并且当小于基准图像的平均像素值时，显示指示亮度不足的指示符(例如蓝色矩形)。指示符的尺寸表示亮度不足的程度，较大的指示符表示亮度不足的程度较大。此外，将针对每个区域计算出的平均像素值与针对基准图像的每个区域计算出的平均像素值进行比较，并且当大于基准图像的平均像素值时，显示指示亮度过大的指示符(例如红色矩形)。指示符的尺寸表示亮度过大的程度，较大的指示符表示亮度过大的程度较大。指示符不限于图10所示的矩形显示，而是可以具有其他形状，或者可以以其形状而不是以其颜色来区分。当然，可以以数字形式显示平均像素值的差异量。此外，其显示不限于每个区域的中央，而是可以显示在该区域内的任何位置。在本实施例中，显示输入图像的输入图像显示部分62的内部被分成大小为获得的平均亮度值，并且在每个分割区域中与基准图像的平均亮度值进行比较，以在输入图像显示部分62中显示所得差异的程度。当然，本发明不限于这种显示方法，而是可以采用分别在基准图像显示部分61和输入图像显示部分62中显示亮度值的量值的方法。尽管在本实施例中以图形方式表达了平均亮度值的差异，但是也可以直接显示数值。当能够识别亮度差异时，通过改变成像装置I的光圈环的旋转位置或照明装置4的位置以及照射角α、或通过照明控制器41改变照明来进行亮度调节。具体地，对成像装置I的光圈环的旋转位置或照明装置4的位置坐标(X，Y，Ζ)和照射角α进行调节，如图3所示，并通过照明控制器41对照明进行调节。返回图5，在调节了亮度后，图像处理装置2的CPU21分别产生通过放大检查对象6的获取图像和基准图像的特征部位而获得的放大图像，并基于产生的放大图像将基准图像的绘制位置与获取图像的绘制位置对准(步骤S506)。上述步骤504中的对准是像素的对准，而步骤S506可以被设置为针对特征部位的精确对准。图11是根据本发明实施例的图像处理装置2的位置细调屏幕的屏幕图像示图。图11中，在基准图像显示部分61中显示基准图像，在输入图像显示部分62中显示检查对象6的获取图像。在完成亮度调节时执行位置细调，该位置细调是通过对已经指定了的特征部位进行放大并显示来执行的。首先，对图11的基准图像显示部分61中的基准图像设置矩形指定区域113。当在基准图像显示部分61中设置了矩形指定区域113时，则在输入图像显示部分62中的相同坐标处自动设置矩形指定区域114。通过图像处理技术领域已知的窗口设置功能设置指定区域113，其形状和尺寸可以任意改变，并且其可以设置在用户期望的任意位置。此外，在上述实施例中，通过在基准图像显示部分61中设置指定区域113，在输入图像显示部分62中的相同坐标位置处自动显示指定区域114。然而，反过来，通过在输入图像显示部分62中设置指定区域113，可以在基准图像显示部分61的相同坐标位置处自动显示指定区域114。然后，在用于基准图像的放大显示部分111中放大并显示在图11的基准图像显示部分61中设置的矩形指定区域113内的图像。类似地，在用于输入图像的放大显示部分112中放大并显示在输入图像显示部分62中设置的矩形指定区域114内的图像。关于存储在存储装置23中的图像，可以通过仅显示由指定区域113所指定的区域内的图像来实现放大显示功能。此时，由于显示为辅助线的栅格线也被放大和显示在放大显示部分111、112的相同位置处，因此可以更精确地掌握检查对象6的获取图像的绘制位置相对基准图像的绘制位置的偏移程度，从而更精细地进行对准。显示在放大显示部分111、112中的辅助线不限于栅格线，它们可以是轮廓线。由于轮廓线在显示部分111、112的相同位置处也被放大和显示，因此可以更精确地掌握检查对象6的获取图像的绘制位置相对于基准图像的绘制位置的偏移程度。此外，由于放大显示部分111、112的尺寸恒定，因此显示在放大显示部分111、112中的放大图像的放大倍数根据矩形指定区域113、114的尺寸而变化。即，当矩形指定区域113,114的尺寸增加时，显示在放大显示部分111、112中的图像的范围变宽，而且放大倍数因此变小。相反，当矩形指定区域113、114的尺寸缩小时，显示在放大显示部分111、112中的图像的范围变窄，而且放大倍数因此变大。当可以识别位置偏移时，改变成像装置I的位置或检查对象6的位置，从而解决了位置偏移。具体地，对成像装置I的位置坐标(x，Y，z)及其在XY平面上的摇动倾角θ进行调节，或者对检查对象6的位置坐标(X，Y)及其在XY平面上摇动倾角Θ进行调节，如图3所示。返回图5，图像处理装置2的CPU21被调节为使得对基准图像的聚焦与对获取图像的聚焦一致(步骤S507)。聚焦调节部件406分别产生通过放大检查对象6的获取图像和基准图像的特征部位而获得的放大图像，并执行调节以使得获取图像的放大图像的边缘强度与基准图像的放大图像的边缘强度一致。图12是根据本发明实施例的图像处理装置2的聚焦调节屏幕的屏幕图像示图。在图12中，在基准图像显示部分61中显示基准图像，在输入图像显示部分62中显示检查对象6的获取图像。由于类似于位置细调已经完成了亮度调节，因此通过利用放大显示部分111、112放大并显示已经接收了对其指定的特征部位来执行聚焦调节。
首先，针对图12的基准图像显示部分61中的基准图像设置矩形指定区域113。当在基准图像显示部分61中设置了矩形指定区域113时，在输入图像显示部分62中的相同坐标处自动设置了矩形指定区域114。在本实施例中，在位置细调(精确定位)之后取消了在图11中曾经设置的指定区域113，并且在聚焦调节处理中重新设置了指定区域113。然而，在精确定位处理之后执行聚焦调节的情况下，优选地继续使用在精确定位中设置的指定区域113。当指定区域113需要重新设置时，可以移去并重新设置矩形区域。然后，在针对基准图像的放大显示部分111中放大并显示设置在图12的基准图像显示部分61中的矩形指定区域113内的图像。类似地，在针对输入图像的放大显示部分112中放大并显示设置在输入图像显示部分62中的矩形指定区域114内的图像。接下来，基于在针对基准图像的放大显示部分111中放大并显示的基准图像，关于基准图像的X轴方向和Y轴方向中的每一个来计算检查对象6的特征部位的边缘强度。在聚焦强度显示区域115中显示计算出的边缘强度的最大值作为基准图像的聚焦强度。然后，同样对于检查对象6的获取图像，关于图像的X轴方向和Y轴方向中的每一个来计算检查对象6的特征部位的边缘强度。在聚焦强度显示区域115中显示计算出的边缘强度的最大值作为检查对象的图像的聚焦强度。执行聚焦调节以使得计算出的图像的聚焦强度与基准图像的聚焦强度一致。具体地，调节图3所示的成像装置I的聚焦环的旋转位置。如上所述，根据本实施例，即使在照明状态、成像装置I的安装位置、成像装置I姿态的偏移、对镜头的光圈或焦点的调节等方面与通过成像已经得到基准图像时的这些方面有差异的情况下，也可以可靠地再现通过成像获得基准图像时的成像环境，从而可以高精度地对检查对象6进行缺陷/非缺陷判定。在上述实施例中，按照“对准”、“亮度调节”、“位置细调”、和“聚焦调节”的顺序执行成像环境的调节。作为基本要求，“亮度调节”可以在“对准”之后执行，“聚焦调节”可以在“亮度调节”之后执行。由此，除了上述实施例的顺序外，还可以按照“对准”、“位置细调”、“亮度调节”、和“聚焦调节”的顺序执行调节。此外，本发明不限于上述实施例，而且只要在本发明的主旨的范围内，可以进行各种改变、改进等。例如，成像装置I和图像处理装置2不限于通过连接电缆3直接连接的形式，更不用说，成像装置I和图像处理装置2可以经由诸如LAN或WAN的网络连接。
权利要求
1.一种图像处理装置，其与用于对检查对象进行成像的成像单元连接，并对由所述成像单元拍摄的图像数据执行图像处理，以基于图像处理的结果对所述检查对象执行缺陷/非缺陷判定，所述图像处理装置包括: 基准图像存储单元，用于与用来识别所述检查对象的识别信息相关联地存储用作非缺陷判定基准的基准图像； 图像显示单元，用于获取所述检查对象的图像，以与相应识别信息的基准图像并排显示所获取的图像； 对准单元，用于将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准； 亮度调节单元，用于执行调节以使得所述基准图像的亮度与所获取的图像的亮度一致；以及 聚焦调节单元，用于执行调节以使得对基准图像的聚焦与对所获取的图像的聚焦一 致。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中 在所显示的基准图像上叠加并显示了栅格线，并且 所述对准单元在所述基准图像的特征部位上方移动所述栅格线并在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示栅格线。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中 在所显示的基准图像上叠加并显示用于描绘轮廓的轮廓线，并且所述对准单元在所述基准图像的特征部位上方显示所述轮廓线并在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示轮廓线。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中 所述亮度调节单元将所获取的图像分割成多个等分区域，并在所获取的图像上叠加并显示每个区域的平均像素值与基准图像中的每个区域的平均像素值之间的量值关系。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中 所述聚焦调节单元分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并执行调节以使得所获取的图像的放大图像的边缘强度与所述基准图像的放大图像的边缘强度一致。
6.根据权利要求1所述的图像处理装置，包括: 位置细调单元，用于分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并基于所产生的各放大图像来将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准。
7.—种由图像处理装置执行的图像处理方法，所述图像处理装置与用于对检查对象进行成像的成像单元连接，并对由所述成像单元进行成像而获得的图像数据执行图像处理，以基于图像处理的结果对所述检查对象执行缺陷/非缺陷判定，所述图像处理方法包括以下步骤: 与用于识别所述检查对象的识别信息相关联地存储用作非缺陷判定基准的基准图像； 获取所述检查对象的图像，以与相应识别信息的基准图像并排显示所获取的图像； 将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准；执行调节以使得所述基准图像的亮度与所获取的图像的亮度一致；以及 执行调节以使得对所述基准图像的聚焦与对所获取的图像的聚焦一致。
8.根据权利要求7所述的图像处理方法，其中 在所述图像处理装置中， 在所显示的基准图像上叠加并显示了栅格线，并且 在所述基准图像的特征部位上方移动所述栅格线，并在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示栅格线。
9.根据权利要求7所述的图像处理方法，其中 在所述图像处理装置中， 在所显示的基准图像上叠加并显示用于描绘轮廓的轮廓线，并且在所述基准图像的特征部位上方显示所述轮廓线，并在所获取的图像上的相同坐标处叠加并显示轮廓线。
10.根据权利要求7所述的图像处理方法，其中 在所述图像处理装置中， 将所获取的图像分割成多个等分区域，并在所获取的图像上叠加并显示每个区域的平均像素值与基准图像中的每个区域的平均像素值之间的量值关系。
11.根据权利要求7所述的图像处理方法，其中 在所述图像处理装置中， 分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并且执行调节以使得所获取的图像的放大图像的边缘强度与所述基准图像的放大图像的边缘强度一致。
12.根据权利要求7所述的图像处理方法，其中 在所述图像处理装置中， 分别产生通过放大所获取的图像和所述基准图像的特征部位获得的放大图像，并且基于所产生的各放大图像来将所述基准图像的绘制位置与所获取的图像的绘制位置对准。
全文摘要
本发明公开了图像处理装置和图像处理方法。与用于识别检查对象的识别信息相关联地预先存储用作非缺陷判定基准的基准图像。并排显示检查对象的图像和相应识别信息的基准图像。对准基准图像的绘制位置和所获取图像的绘制位置，执行调节以使得基准图像的亮度与所获取的图像的亮度一致，并执行调节以使得对基准图像的聚焦与对所获取的图像的聚焦一致。
文档编号G01N21/88GK103185728SQ20121058757
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者广田有人 申请人:株式会社其恩斯
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
