專利名稱：圖像檢查設(shè)備、方法、控制程序和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像檢查設(shè)備，例如確定從圖像傳感器(例如CCD(電荷耦合設(shè)備)輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查設(shè)備，一種利用該圖像檢查設(shè)備的圖像檢查方法、一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)該圖像檢查方法的處理過(guò)程的控制程序、以及一種其上存儲(chǔ)了該控制程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
通常，充當(dāng)圖像輸入設(shè)備的諸如CCD陣列等圖像傳感器由通過(guò)應(yīng)用半導(dǎo)體制造技術(shù)而以二維排列的大量像素(多于幾百萬(wàn)個(gè)像素)構(gòu)成。圖像傳感器通過(guò)許多制造步驟，直到其完成為止。作為制造過(guò)程中的缺陷的結(jié)果，在圖像傳感器中會(huì)出現(xiàn)各種缺損。
一個(gè)缺陷是“顯示特性上的不一致性”?！帮@示特性上的不一致性”是指通過(guò)在顯示屏上具有一定量的區(qū)域而產(chǎn)生的亮度變化?！帮@示特性上的不一致性”廣義上分類為兩種“顯示特性上的不一致性”。一種是在整個(gè)顯示器上的較寬范圍上逐漸改變的“顯示特性上的不一致性”(此后，稱之為“陰影”)。另一種是局部改變的“顯示特性上的不一致性”(此后，稱之為“亮度特性上的不一致性”)。
“陰影”逐漸從中心部分變化到圖像的外圍部分。因此，在許多情況下，當(dāng)僅用裸眼來(lái)觀看時(shí)，“顯示特性上的不一致性”并不存在。另一方面，“亮度特性上的不一致性”是局部亮度變化。因此，能夠發(fā)現(xiàn)它是一種缺陷，并且根據(jù)“亮度特性上的不一致性”的尺寸及其變化量，其對(duì)任何人均顯而易見(jiàn)。
通常，在測(cè)試具有這樣的“亮度特性上的不一致性”的圖像傳感器質(zhì)量的設(shè)備中，執(zhí)行以下的過(guò)程來(lái)確定圖像傳感器的質(zhì)量。
首先，將從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)捕獲到測(cè)試設(shè)備中。執(zhí)行濾波(例如，平均濾波或二維中值濾波等)以獲得去除了噪聲的圖像數(shù)據(jù)，其中從圖像數(shù)據(jù)中去除了包含與“顯示特性上的不一致性”分量有關(guān)的分量的噪聲。
接下來(lái)，計(jì)算去除了噪聲的圖像和原始輸出圖像數(shù)據(jù)之間的差值，以分離該“顯示特性上的不一致性”分量。使用任意閾值來(lái)對(duì)包含“顯示特性上的不一致性”的像素濃度進(jìn)行數(shù)字化，并且對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)執(zhí)行標(biāo)記處理。之后，根據(jù)標(biāo)記區(qū)域的尺寸來(lái)確定“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量。
這里，二維中值濾波是指噪聲去除過(guò)程，其中觀察窗由所關(guān)心的像素位于其中心的二維方式排列的多個(gè)像素構(gòu)成，并且所關(guān)心的像素的濃度值由包含在觀察窗內(nèi)的像素的濃度的中心值來(lái)替代。
標(biāo)記過(guò)程是指以下過(guò)程，其中針對(duì)超過(guò)閾值的數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)像素進(jìn)行標(biāo)記，并且在相鄰像素也超過(guò)閾值的情況下，將相同標(biāo)簽附加到其相鄰像素上。
然而，利用上述傳統(tǒng)技術(shù)，存在以下問(wèn)題需要花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)執(zhí)行噪聲去除過(guò)程和標(biāo)記過(guò)程。當(dāng)處理時(shí)間縮短時(shí)，存在進(jìn)行標(biāo)記過(guò)程的精度會(huì)降低的問(wèn)題。
為了解決這樣的問(wèn)題，在例如參考文件1所公開(kāi)的傳統(tǒng)圖像信息處理設(shè)備中，通過(guò)將水平方向(H)上的中值濾波和垂直方向(V)上的中值濾波進(jìn)行組合，在噪聲去除過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了精確保持以及處理時(shí)間的減少，這是一維濾波而非二維中值濾波。此外，在參考文件1中所公開(kāi)的圖像信息處理設(shè)備中，使用唯一功能來(lái)提高確定精度，以便確定“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量。
日本待審公開(kāi)No.09-259281
如上所述，由于將平均濾波或二維中值濾波等用于噪聲去除過(guò)程，存在以下問(wèn)題利用傳統(tǒng)技術(shù)，需要花費(fèi)太多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行噪聲去除過(guò)程。另外，由于需要利用任意閾值來(lái)數(shù)字化包含“顯示特性上的不一致性”分量的像素的濃度并且對(duì)數(shù)字化的數(shù)據(jù)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程以便確定“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量，因此，存在以下問(wèn)題還需要太多時(shí)間來(lái)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。而且，存在以下問(wèn)題當(dāng)處理時(shí)間縮短時(shí)會(huì)使標(biāo)記過(guò)程的精度下降。
另一方面，在參考文件1的圖像信息處理設(shè)備中，通過(guò)組合一維中值濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)精度保持和處理時(shí)間的減少，并且通過(guò)使用唯一函數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)確定精度的提高，以便確定“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量。然而，如傳統(tǒng)上那樣來(lái)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。因此，當(dāng)找到大面積或大量的“亮度特性上的不一致性”時(shí)，存在以下問(wèn)題需要花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。
本發(fā)明解決了這樣的傳統(tǒng)問(wèn)題，并設(shè)計(jì)來(lái)針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)，提高“亮度特性上的不一致性”的檢測(cè)精度，而與“亮度特性上的不一致性”的面積大小和數(shù)量無(wú)關(guān)。其目的是提出一種能夠通過(guò)精確且定量地高速檢測(cè)“亮度特性上的不一致性”來(lái)確定質(zhì)量(評(píng)估)的圖像檢查設(shè)備、一種利用該圖像檢查設(shè)備的圖像檢查方法、一種用于指示計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行針對(duì)該方法的每一個(gè)處理過(guò)程的控制程序、以及一種存儲(chǔ)了該程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
如上所述，由于平均濾波或二維中值濾波等用于噪聲去除過(guò)程，存在以下問(wèn)題利用傳統(tǒng)技術(shù)，需要花費(fèi)太多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行噪聲去除過(guò)程。此外，由于需要利用任意閾值來(lái)數(shù)字化包含“顯示特性上的不一致性”分量的像素濃度并對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程以便確定“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量，因此存在以下問(wèn)題還需要花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。而且存在以下問(wèn)題當(dāng)處理時(shí)間縮短時(shí)，標(biāo)記過(guò)程的精度會(huì)降低。
另一方面，在參考文件1的圖像信息處理設(shè)備中，通過(guò)組合一維中值濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)精度保持和處理時(shí)間的減少，并且通過(guò)使用唯一函數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)確定精度的提高，以便確定“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量。然而，如傳統(tǒng)上那樣來(lái)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。因此，當(dāng)找到大面積或大量的“亮度特性上的不一致性”時(shí)，存在以下問(wèn)題需要花費(fèi)太多時(shí)間來(lái)執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。
本發(fā)明解決了這樣的傳統(tǒng)問(wèn)題，并設(shè)計(jì)來(lái)針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)，提高“亮度特性上的不一致性”的檢測(cè)精度，而與“亮度特性上的不一致性”的面積大小和數(shù)量無(wú)關(guān)。其目的是提出一種能夠通過(guò)精確且定量地高速檢測(cè)“亮度特性上的不一致性”來(lái)確定質(zhì)量(評(píng)估)的圖像檢查設(shè)備、一種利用該圖像檢查設(shè)備的圖像檢查方法、一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)了圖像檢查方法的處理過(guò)程的控制程序、以及一種其上儲(chǔ)了該控制程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
一種確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查設(shè)備包括塊劃分/相加部分，用于將從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m(其中m和n是自然數(shù))的塊(一個(gè)或多個(gè)塊)，并且將所劃分的塊內(nèi)的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理部分，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；以及質(zhì)量確定部分，用于根據(jù)由統(tǒng)計(jì)處理部分計(jì)算出的針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查設(shè)備還包括濾波處理部分，用于在塊劃分/相加部分之前，獲得從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)中去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)，并且塊劃分/相加部分將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一種確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查設(shè)備包括原始圖像存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)；濾波處理部分，用于獲得從原始圖像存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的輸出圖像數(shù)據(jù)去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；初步處理存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由濾波處理部分獲得的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；塊劃分/相加部分，用于將初步處理存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m(其中m和n是自然數(shù))的塊(一個(gè)或多個(gè)塊)，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)(針對(duì)每一個(gè)塊的各個(gè)數(shù)據(jù))相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；二次處理存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由塊劃分/相加部分所獲得的塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理部分，用于計(jì)算針對(duì)二次處理存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；質(zhì)量確定部分，用于根據(jù)由統(tǒng)計(jì)處理部分計(jì)算出的針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量；以及確定結(jié)果存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)與質(zhì)量確定部分已經(jīng)確定的塊有關(guān)的信息，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
另外，根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查設(shè)備的所述濾波處理部分利用具有水平方向上的中心差值的差分濾波、具有垂直方向上的中心差值的差分濾波、4系數(shù)的拉普拉斯算子濾波、8系數(shù)的拉普拉斯算子濾波和具有三個(gè)方向上的中心差值的差分濾波中的任一個(gè)，獲得去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查設(shè)備的所述質(zhì)量確定部分利用以下表達(dá)式來(lái)確定針對(duì)圖像傳感器的質(zhì)量(Max-Ave)/(Ave-Min)＞limit_1其中，Max針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最大值；Min針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值；Ave針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值；以及l(fā)imit_1用于確定質(zhì)量的閾值。
此外，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查設(shè)備的所述質(zhì)量確定部分利用以下表達(dá)式來(lái)確定針對(duì)塊的質(zhì)量(Blk-Ave)/(Ave-Min)＞limit_2其中，Blk針對(duì)任意塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)；Min針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值；Ave針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值；以及l(fā)imit_2用于確定質(zhì)量的閾值。
此外，優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查設(shè)備中的用于確定質(zhì)量的閾值位于從1.5到2.5的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的—種確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查方法包括塊劃分/相加步驟，用于將從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m(其中m和n是自然數(shù))的塊(一個(gè)或多個(gè)塊)，并且將所劃分的塊內(nèi)的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理步驟，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；以及質(zhì)量確定步驟，用于根據(jù)針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查方法還包括濾波處理步驟，用于在塊劃分/相加步驟之前，獲得從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)中去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)，并且塊劃分/相加步驟將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的控制程序是一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)了上述圖像檢查方法的處理過(guò)程的控制程序，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的可讀存儲(chǔ)介質(zhì)是一種其上存儲(chǔ)了上述控制程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
下面將描述具有上述特征的本發(fā)明的效果。
根據(jù)本發(fā)明，在對(duì)從諸如CCD等圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理的圖像檢查設(shè)備中，首先，通過(guò)執(zhí)行濾波過(guò)程來(lái)去除在屏幕上的較寬范圍上的亮度逐漸變化的“陰影”，以獲得其中強(qiáng)調(diào)了“亮度特性上的不一致性”的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。例如，在濾波過(guò)程中，使用具有水平方向上的中心差值的差分濾波、具有垂直方向上的中心差值的差分濾波、4系數(shù)的拉普拉斯算子濾波、8系數(shù)的拉普拉斯算子濾波或具有三個(gè)方向上的中心差值的差分濾波等，來(lái)執(zhí)行相鄰輸出圖像數(shù)據(jù)之間的差分，從而獲得圖像數(shù)據(jù)之間的亮度變化量。在“陰影”中，與“亮度特性上的不一致性”相比，變化量小到足以忽略。因此，通過(guò)利用相鄰輸出圖像數(shù)據(jù)之間的差分來(lái)獲得亮度變化量的絕對(duì)值，可以去除“陰影”。在并不包含陰影分量的數(shù)據(jù)的情況下，并不需要濾波過(guò)程。
接下來(lái)，將去除了陰影發(fā)誒哈的數(shù)據(jù)劃分為具有n×m的各個(gè)塊，之后，由塊劃分/相加部分將各個(gè)劃分的塊內(nèi)的陰影分量相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)。
在特定大小的面積或更大面積上找到了“亮度特性上的不一致性”，并且該“亮度特性上的不一致性”具有特定大小的局部亮度變化。因此，如果在所劃分的塊中找到了“亮度特性上的不一致性”，則針對(duì)塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)比其中并未找到“亮度特性上的不一致性”的塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)更大的值。在其中并未找到“亮度特性上的不一致性”的塊之間，塊內(nèi)的亮度變化非常小，從而在塊劃分/相加數(shù)據(jù)中并不存在顯著的相互差別。因此，形成針對(duì)其中并未找到“亮度特性上的不一致性”的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的分布，以使其接近于正態(tài)分布。形成了針對(duì)其中找到了“亮度特性上的不一致性”的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的分布，從而對(duì)于塊劃分/相加數(shù)據(jù)，針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值比最大值更接近于平均值。
由統(tǒng)計(jì)處理部分來(lái)計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值。由質(zhì)量確定部分來(lái)比較最大值和平均值之間的差值以及最小值和平均值之間的差值，以及/或者比較針對(duì)塊的相加數(shù)據(jù)和針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)之間的差值、以及針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值和針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值之間的差值，以便確定針對(duì)圖像傳感器的質(zhì)量和/或確定針對(duì)每一個(gè)塊的質(zhì)量(提取較差質(zhì)量的塊)。
例如，為了確定針對(duì)圖像傳感器的質(zhì)量，計(jì)算“平均值A(chǔ)ve和最大值Max之間的差值”與“平均值A(chǔ)ve和最小值Min之間的差值”的比值。當(dāng)兩個(gè)差值的比值超過(guò)如以下表達(dá)式1所示的任意倍數(shù)(質(zhì)量閾值limit_1)時(shí)，將圖像傳感器確定為具有較差質(zhì)量。
(Max-Ave)/(Ave-Min)＞limit_1……(表達(dá)式1)Max最大值Min最小值A(chǔ)ve平均值limit_1質(zhì)量閾值。
為了提取較差質(zhì)量的塊(損壞區(qū)域)，計(jì)算“針對(duì)任意塊的相加數(shù)據(jù)Blk和針對(duì)相加數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)ve之間的差值”與“針對(duì)相加數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)ve和針對(duì)相加數(shù)據(jù)的最小值Min之間的差值”。當(dāng)“針對(duì)任意塊的相加數(shù)據(jù)Blk和針對(duì)相加數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)ve之間的差值”與“針對(duì)相加數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)ve和針對(duì)相加數(shù)據(jù)的最小值Min之間的差值”的比值超過(guò)如以下表達(dá)式2所示的任意倍數(shù)(質(zhì)量閾值limit_2)時(shí)，將該任意塊確定為具有較差質(zhì)量。
(Blk-Ave)/(Ave-Min)＞limit_2……(表達(dá)式2)Blk針對(duì)塊的相加數(shù)據(jù)Max針對(duì)相加數(shù)據(jù)的最大值Min針對(duì)相加數(shù)據(jù)的最小值A(chǔ)ve針對(duì)相加數(shù)據(jù)的平均值limit_2質(zhì)量閾值(損壞區(qū)域)。
根據(jù)由成像設(shè)備所獲得的對(duì)象圖像和利用眼睛觀察對(duì)象的結(jié)果之間的相關(guān)性來(lái)計(jì)算質(zhì)量閾值limit_1和limit_2。然而，優(yōu)選地，質(zhì)量閾值limit_1和limit_2處于1.5到2.5的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，質(zhì)量閾值limit_1和limit_2為值2。當(dāng)質(zhì)量閾值limit_1和limit_2小于1.5時(shí)，存在以下增加的可能性具有“較好質(zhì)量”的圖像傳感器或塊被確定為具有“較差質(zhì)量”。當(dāng)質(zhì)量閾值limit_1和limit_2大于1.5時(shí)，存在以下增加的可能性具有“較差質(zhì)量”的圖像傳感器或塊被確定為具有“較好質(zhì)量”。
按照該方式，通過(guò)使用簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)處理，精確地且定量地高速檢測(cè)了針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的“亮度特性上的不一致性”，以確定其是否處于可接受的范圍，而與“亮度特性上的不一致性”的面積大小和數(shù)量無(wú)關(guān)，且無(wú)需執(zhí)行標(biāo)記處理。
通過(guò)參考附圖閱讀并理解以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像檢查設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2(a)是示出了針對(duì)所獲得的圖像數(shù)據(jù)、在垂直方向上的一條線的一個(gè)示例的信號(hào)波形圖；圖2(b)是示出了利用水平方向上的中心差值對(duì)圖2(a)的輸出圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行差分濾波過(guò)程之后、去除了陰影分量的數(shù)據(jù)的信號(hào)波形圖；圖2(c)是示出了以下圖像示例的信號(hào)波形圖，其中以預(yù)定的尺寸將圖2(b)中去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為各個(gè)塊；圖3(a)是示出了4個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子濾波的示例的圖；圖3(b)是示出了8個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子濾波的示例的圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于獲得具有與圖像檢查設(shè)備中的輸入圖像相同尺寸的輸出圖像的控制程序的示例的圖；圖5是示出了基于在圖1所示的圖像檢查設(shè)備處所獲得的輸出圖像數(shù)據(jù)的捕獲圖像的圖；圖6是示出了包括表示“亮度特性上的不一致性”的圖像示例的圖；圖7是示出了從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的示例的圖；圖8是其中以三維形式來(lái)表示圖7中的數(shù)據(jù)分布的圖示；圖9是示出了利用“具有水平方向上的中心差值的差分濾波(4個(gè)系數(shù))”來(lái)執(zhí)行濾波過(guò)程之后的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)(其一部分)的示例的圖；圖10是其中以三維形式來(lái)表示圖9中的數(shù)據(jù)分布的圖示；圖11是示出了其中將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為尺寸為20×20的塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的圖；圖12是示出了基于圖11的數(shù)據(jù)分布的直方圖；圖13是示出了通過(guò)質(zhì)量確定已經(jīng)確定為具有亮度特性上的不一致性的塊的圖；圖14是示出了圖像檢查設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的方框圖，其中圖1所示的圖像檢查設(shè)備由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
11圖像傳感器12質(zhì)量閾值20圖像檢查設(shè)備21原始圖像存儲(chǔ)設(shè)備22濾波處理部分23初步處理部分24塊劃分/相加部分241塊劃分部分242塊相加部分25二次處理部分26統(tǒng)計(jì)處理部分27質(zhì)量確定部分28確定結(jié)果存儲(chǔ)部分31其中質(zhì)量已經(jīng)得到確定的顯示器32確定結(jié)果的顯示器41CPU42ROM43RAM44輸入部分45輸出部分具體實(shí)施方式
下面將參考附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的圖像檢查設(shè)備的實(shí)施例。
圖1是示出了作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖像檢查設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
在圖1中，圖像檢查設(shè)備20包括原始圖像存儲(chǔ)器21、濾波處理部分22、初步處理存儲(chǔ)器23、塊劃分/相加部分24、二次處理存儲(chǔ)器25、統(tǒng)計(jì)處理部分26、質(zhì)量確定部分27和確定結(jié)果存儲(chǔ)部分28。
將從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在原始圖像存儲(chǔ)器21中。在圖像檢查設(shè)備20中，用于檢查的圖像傳感器11是CCD。首先，當(dāng)將任意量的光輸入到CCD時(shí)，獲得輸出圖像數(shù)據(jù)(亮度信息)。之后，將獲得的輸出圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在原始圖像存儲(chǔ)器21中。
通過(guò)濾波處理部分22來(lái)獲得從原始圖像存儲(chǔ)器21中所存儲(chǔ)的輸出圖像數(shù)據(jù)中去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。在陰影中的圖像數(shù)據(jù)之間的亮度大小的變化小于亮度特性上的不一致性的變化。因此，獲得在相鄰圖像數(shù)據(jù)之間的亮度變化的大小的絕對(duì)值來(lái)去除陰影，從而獲得了其中強(qiáng)調(diào)“亮度特性上的不一致性”的數(shù)據(jù)。
將由濾波處理部分22所獲得的去除了陰影的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在初步處理存儲(chǔ)器23中。
塊劃分/相加部分24包括塊劃分部分241和塊相加部分242。塊劃分部分241將初步處理存儲(chǔ)器23中所存儲(chǔ)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))。塊相加部分242通過(guò)將由塊劃分部分241劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加來(lái)計(jì)算塊劃分/相加數(shù)據(jù)。
將由塊劃分/相加部分24所獲得的塊劃分/相加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在二次處理存儲(chǔ)器25中。
由統(tǒng)計(jì)處理部分26來(lái)計(jì)算在二次處理存儲(chǔ)器25中所存儲(chǔ)的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值。
由質(zhì)量確定部分27利用塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定從圖像傳感器11中輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
將由質(zhì)量確定部分27獲得的與已經(jīng)確定的塊有關(guān)的信息存儲(chǔ)在確定結(jié)果存儲(chǔ)部分28中。
利用上述特征，由濾波處理部分22來(lái)去除陰影分量。將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸的各個(gè)塊，并且由塊劃分/相加部分24將各個(gè)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)相加。由統(tǒng)計(jì)處理部分26來(lái)計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值。由質(zhì)量確定部分27來(lái)確定從圖像傳感器11中輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
在確定輸出圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量時(shí)，在特定大小的區(qū)域或更大區(qū)域上找到亮度特性上的不一致性，并且該亮度特性上的不一致性具有特定大小的局部亮度變化。因此，針對(duì)其中找到了亮度特性上的不一致性的塊的相加數(shù)據(jù)的值大于未找到亮度特性上的不一致性的塊的相加數(shù)據(jù)的值。因此，形成其中未找到亮度特性上的不一致性的塊的相加數(shù)據(jù)，以使其接近于正態(tài)分布。針對(duì)其中找到了亮度特性上的不一致性的塊的相加數(shù)據(jù)的最小值比最大值更接近于平均值。因此，計(jì)算相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值，并且比較最大值和平均值的差值與最小值和平均值的差值，以確定圖像傳感器11或劃分的塊的質(zhì)量(檢測(cè)缺陷產(chǎn)品)，而不執(zhí)行標(biāo)記過(guò)程。
將更詳細(xì)地描述以上所提到的每一個(gè)結(jié)構(gòu)。圖2(a)和2(b)示出了由濾波處理部分22來(lái)去除陰影分量的過(guò)程。圖2(c)示出了由塊劃分/相加部分24來(lái)劃分去除了陰影分量的數(shù)據(jù)的過(guò)程。
圖2(a)是示出了針對(duì)所獲得的輸出圖像數(shù)據(jù)、在垂直方向上的一條像素線的一個(gè)示例的信號(hào)波形圖。在圖2(a)中，垂直軸和水平軸分別表示亮度和時(shí)間。在由虛線圍住的部分中找到亮度特性上的不一致性。
由濾波處理部分從圖2(a)中的原始圖像存儲(chǔ)器21中所存儲(chǔ)的輸出圖像數(shù)據(jù)中提取強(qiáng)調(diào)了“亮度特性上的不一致性”的圖2(b)所示的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。具體地，從圖2(a)中的獲得的輸出圖像數(shù)據(jù)中去除低頻分量(陰影)以提取高頻分量(亮度特性上的點(diǎn)缺陷和不一致性)。為此，使用用于檢測(cè)亮度變化量的差分濾波(一階導(dǎo)數(shù)濾波)或提取輪廓的拉普拉斯算子濾波(二次導(dǎo)數(shù)濾波)等來(lái)強(qiáng)調(diào)高頻分量。
用作濾波處理部分的典型濾波器包括具有水平方向上的中心差值的差分濾波、具有差值方向上的中心差值的差分濾波、4個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子濾波、8個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子和具有三個(gè)方向上的中心差值的差分濾波。
這里，一階導(dǎo)數(shù)濾波利用X方向上的差分和Y方向的差分來(lái)提取亮度特性上的不一致性的邊緣(輪廓)。執(zhí)行拉普拉斯算子濾波，利用二階導(dǎo)數(shù)來(lái)使圖像稅利化(sharpen)且檢測(cè)邊緣。按照如下方式來(lái)確定針對(duì)該圖像的二階導(dǎo)數(shù)。
B(x，y)是所關(guān)心的像素。像素B和其相鄰像素A之間、以及像素B和其相鄰像素C之間的差值分別為fx(B-A)和fx(C-B)。這表示為fx(B-A)＝I(x，y)-I(x-1，y)fx(C-B)＝I(x+1，y)-I(x，y)，其中I(x，y)是在點(diǎn)(x，y)處的像素值。
利用以下公式來(lái)計(jì)算像素B的二階導(dǎo)數(shù)，作為第一導(dǎo)數(shù)值的差值fxx(x，y)＝fx(C-B)-fx(B-A)＝I(x-1，y)+I(x+1，y)-2I(x，y)。
同時(shí)考慮在垂直方向上的差分，由以下公式給出了針對(duì)像素B的二階導(dǎo)數(shù)2f(x，y)＝I(x-1，y)+I(x+1，y)+I(x，y-1)+I(x，y+1)-4I(x，y)……(表達(dá)式3)圖3(a)示出了4個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子濾波的示例，其中將上述表達(dá)式3中的每一個(gè)像素的系數(shù)表示為與每一個(gè)像素的排列相匹配。圖3(b)示出了8個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子濾波的示例，其中除了4個(gè)系數(shù)的拉普拉斯算子濾波之外，還考慮了傾斜方向上的差分。這些系數(shù)被稱為掩碼或內(nèi)核。
在濾波過(guò)程中，不僅局限于拉普拉斯算子濾波，重要的是，還要考慮其中可以對(duì)圖像進(jìn)行處理的范圍。例如，不能夠由上述的拉普拉斯算子濾波來(lái)執(zhí)行不存在相鄰像素的圖像結(jié)尾處的像素的濾波過(guò)程。因此，需要注意訪問(wèn)每一個(gè)像素的環(huán)路的初始值和最終值。
圖4示出了當(dāng)獲得了具有與輸入圖像相同尺寸的輸出圖像時(shí)的編程示例。
接下來(lái)，將濾波處理部分22的濾波過(guò)程之后的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在初步處理存儲(chǔ)器23中。
圖2(b)是示出了利用具有水平方向上的中心差值的差分濾波對(duì)圖2(a)的輸出圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行濾波過(guò)程之后的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)的信號(hào)波形圖。在圖2(b)中，水平軸和垂直軸分別表示亮度和時(shí)間變化的大小。
接下來(lái)，由塊劃分/添加部分24將存儲(chǔ)在初步處理存儲(chǔ)器23中的去除了陰影的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊。
圖2(c)是示出了其中將圖2(b)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸的各個(gè)塊的圖示的信號(hào)波形圖。在圖2(c)中，垂直軸和水平軸分別表示亮度和時(shí)間變化的大小。
接下來(lái)，由塊相加部分242將各個(gè)塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加在一起。之后，將所獲得的塊劃分/相加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在二次處理存儲(chǔ)器25中。
另外，由統(tǒng)計(jì)處理部分26來(lái)計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)ve、最大值Max和最小值Min。
此外，由質(zhì)量確定部分27利用所計(jì)算出的平均值A(chǔ)ve、所計(jì)算出的最大值Max、所計(jì)算出的最小值Min和質(zhì)量閾值12的數(shù)值limit_2來(lái)執(zhí)行質(zhì)量確定過(guò)程。
具體地，由質(zhì)量確定部分27利用以下表達(dá)式來(lái)檢測(cè)來(lái)自從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)的“亮度特性上的不一致性”。
(Blk-Ave)/(Ave-Min)＞limit_2……(表達(dá)式2)Blk針對(duì)任意塊的相加數(shù)據(jù)Max針對(duì)相加數(shù)據(jù)的最大值Min針對(duì)相加數(shù)據(jù)的最小值A(chǔ)ve針對(duì)相加數(shù)據(jù)的平均值limit_2質(zhì)量閾值12的值將針對(duì)每一個(gè)劃分的塊的質(zhì)量確定結(jié)果存儲(chǔ)在確定結(jié)果存儲(chǔ)部分28中。
例如，如果找到了如圖5所示的“亮度特性上的不一致性”，則將如圖6所示的確定為“亮度特性上的不一致性”的塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在確定結(jié)果存儲(chǔ)部分28中。
當(dāng)僅確定了針對(duì)圖像傳感器11的質(zhì)量時(shí)，由質(zhì)量確定部分27利用以下表達(dá)式來(lái)確定質(zhì)量。
(Max-Ave)/(Ave-Min)＞limit_1……(表達(dá)式1)Max最大值Min最小值A(chǔ)ve平均值
limit_1質(zhì)量閾值12的值根據(jù)由成像設(shè)備所獲得的對(duì)象圖像和利用眼睛觀察對(duì)象的結(jié)果之間的相關(guān)性來(lái)計(jì)算質(zhì)量閾值12的值limit_1和limit_2。
將針對(duì)圖像傳感器11的質(zhì)量結(jié)果顯示為其中已經(jīng)確定了質(zhì)量的顯示31。對(duì)于針對(duì)該塊的質(zhì)量確定結(jié)果，將存儲(chǔ)在確定結(jié)果存儲(chǔ)部分28中的內(nèi)容顯示為確定結(jié)果的顯示32。
下面，將作為在將具有水平方向的中心差值的差分濾波(4個(gè)系數(shù))用作濾波處理部分22的情況下的一個(gè)示例，進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)施例的圖像檢查設(shè)備20。
圖7示出了從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)的一部分的示例。圖8是其中以三維形式來(lái)表示圖7中的數(shù)據(jù)分布的圖示。在圖8中，橫向表示屏幕上水平方向的像素，而縱向表示屏幕上垂直方向的像素，并且示出了在與紙張平面垂直的方向上的亮度(2000-2500)。
根據(jù)表達(dá)式Vnew(x)＝|(V(x+2)+V(x+1)-V(x-1)-V(x-2))/2|，對(duì)輸出圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行差分濾波。換句話說(shuō)，將與所關(guān)心的輸出圖像數(shù)據(jù)值相鄰的兩個(gè)輸出圖像數(shù)據(jù)值之間的差值、和與前述兩個(gè)輸出圖像數(shù)據(jù)相鄰的另兩個(gè)輸出圖像數(shù)據(jù)值之間的差值相加，并且將結(jié)果值除以2以獲得絕對(duì)值。
當(dāng)參考圖7的輸出圖像數(shù)據(jù)來(lái)描述時(shí)，從圖中的左上方開(kāi)始，針對(duì)亮度的數(shù)值為2408、2450、2392、2376、2350……。當(dāng)針對(duì)這些數(shù)值來(lái)執(zhí)行上述差分濾波時(shí)，亮度的變化量為|(2350+2376-2450-2408)/2|＝|-132/2|＝|-66|＝66。同樣，當(dāng)對(duì)相鄰輸出圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的差分濾波時(shí)，亮度的變化量為|(2410+2350-2391-2450)/2|＝41。
圖9示出了在利用這樣的“具有水平方向上的中心差值的差分濾波(4個(gè)系數(shù))”來(lái)執(zhí)行濾波過(guò)程之后的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。
圖10是其中以三維形式來(lái)表示圖9中的數(shù)據(jù)分布的圖示。在圖10中，橫向表示屏幕上水平方向的像素，而縱向表示屏幕上垂直方向的像素，且示出了與紙張平面垂直的方向上的亮度變化量(0到100)。
圖11示出了其中將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為尺寸為20×20的塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的示例，并且針對(duì)每一個(gè)塊的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)的和(在圖9中，等于“66、41、0、18、44、……”的400個(gè)數(shù)據(jù)的和)。
利用圖11的塊劃分/相加數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算以下平均值、最大值和最小值。
平均值11986.07最大值24021最小值9716當(dāng)將質(zhì)量閾值12的值limit_2設(shè)置為最大值和平均值之間的差值的兩倍大小時(shí)，根據(jù)表達(dá)式(Blk-Ave)/(Ave-Min)＞2，Blk＞3×Ave-2×Min＝3×11986.07-2×9716＝16526.21。因此，如果塊內(nèi)相加數(shù)據(jù)的和超過(guò)了16527，則確定該塊具有較差的質(zhì)量。
圖12是示出了基于圖11的數(shù)據(jù)分布的直方圖。在圖中的虛線表示質(zhì)量閾值的邊界。在圖12中，水平軸表示針對(duì)每一個(gè)塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的值，而垂直軸表示塊的數(shù)量。在圖12中，其中塊內(nèi)相加數(shù)據(jù)的和超過(guò)16527的塊的數(shù)量為3。
如圖13中所示的三維曲線圖所示，提取缺陷塊。在圖13中，水平軸表示水平方向上的塊，而垂直軸表示垂直方向上的塊。在與紙張平面垂直的方向上示出了針對(duì)每一個(gè)塊的亮度變化量的和(0到3000)。具有白色表面的塊是缺陷塊，而具有黑色表面的塊是具有可接受質(zhì)量的塊。
當(dāng)檢查針對(duì)圖像傳感器11的任意“亮度特性上的不一致性”的存在時(shí)，表達(dá)式采用(Max-Ave)/(Ave-Min)＝(24021-11986.07)/(11986.07-9716)＝12034.93/2270.07＝5.30＞2。針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的“最大值和平均值之間的差值”大于針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的“最小值和平均值之間的差值”的兩倍。因此，確定在圖像傳感器11中找到了“亮度特性上的不一致性”。
根據(jù)由成像設(shè)備所獲得的對(duì)象圖像和利用眼睛觀察對(duì)象的結(jié)果之間的相關(guān)性來(lái)計(jì)算質(zhì)量閾值limit_1和limit_2。然而，優(yōu)選地，質(zhì)量閾值limit_1和limit_2位于從1.5到2.5的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，質(zhì)量閾值limit_1和limit_2是值2，如所述的。當(dāng)質(zhì)量閾值limit_1和limit_2小于1.5時(shí)，存在以下增加的可能性具有“較好質(zhì)量”的圖像傳感器或塊被確定為具有“較差質(zhì)量”。當(dāng)質(zhì)量閾值limit_1和limit_2大于2.5時(shí)，存在以下增加的可能性具有“較差質(zhì)量”的圖像傳感器或塊被確定為具有“較好質(zhì)量”。
利用根據(jù)本實(shí)施例的圖像檢查設(shè)備20的圖像檢查方法可以由硬件來(lái)構(gòu)造(電路配置。然而，該圖像檢查方法也可以由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該情況下的基本結(jié)構(gòu)如圖14所示。
圖14是示出了用于實(shí)現(xiàn)由軟件實(shí)現(xiàn)的根據(jù)本實(shí)施例的圖像檢查設(shè)備20的典型結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖14所示，圖像檢查設(shè)備20包括CPU(中央處理單元)，作為處理部分(控制部分)；ROM42，作為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，例如光盤(pán)(CD)、磁盤(pán)、硬盤(pán)、外部存儲(chǔ)設(shè)備等；RAM43，用作CPU41的工作存儲(chǔ)器；輸入部分44，包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等；以及輸出部分45，包括顯示器、打印機(jī)等。
CPU41接收從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)，并且根據(jù)從ROM42讀取到RAM43的本發(fā)明的控制程序，確定如上所述的“亮度特性上的不一致性”的質(zhì)量。
RAM42還用作原始圖像存儲(chǔ)器21、初步處理存儲(chǔ)器23、二次處理存儲(chǔ)器25和確定結(jié)果存儲(chǔ)器28。從圖像傳感器11中輸出的圖像數(shù)據(jù)、由濾波處理部分22輸出的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)、由塊劃分/相加部分24所獲得的塊劃分/相加數(shù)據(jù)、以及與由質(zhì)量確定已經(jīng)確定的塊有關(guān)的信息也存儲(chǔ)在RAM42中。
根據(jù)由成像設(shè)備所獲得的對(duì)象圖像和利用眼睛觀察對(duì)象并由操作者經(jīng)由輸入部分44輸入的結(jié)果之間的相關(guān)性來(lái)計(jì)算質(zhì)量閾值12的值limit_1和limit_2。
將針對(duì)圖像傳感器11的質(zhì)量結(jié)果輸出到輸出部分45，作為其中已經(jīng)確定了質(zhì)量并顯示在此的顯示31。對(duì)于針對(duì)塊的質(zhì)量確定結(jié)果，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器28中的內(nèi)容輸出到輸出部分45并在此顯示為確定結(jié)果的顯示32。
因此，CPU41根據(jù)控制程序執(zhí)行以下操作濾波處理步驟，用于根據(jù)從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)來(lái)獲得去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；塊劃分/相加步驟，用于將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的各個(gè)塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理步驟，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；以及質(zhì)量確定步驟，用于利用針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
按照該方式，根據(jù)本發(fā)明，圖像檢查設(shè)備20包括針對(duì)從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)的原始圖像存儲(chǔ)器21；濾波處理部分22，用于根據(jù)輸出圖像數(shù)據(jù)獲得去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；初步處理存儲(chǔ)器23，用于存儲(chǔ)去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；塊劃分/相加部分24，用于將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊，并且將各個(gè)塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；二次處理存儲(chǔ)器25，用于存儲(chǔ)塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理部分26，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；質(zhì)量確定部分27，用于利用計(jì)算出的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)該數(shù)據(jù)的質(zhì)量；以及確定結(jié)果存儲(chǔ)器28，用于存儲(chǔ)與已經(jīng)確定的塊有關(guān)的信息。由此，通過(guò)使用簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)處理，精確地且定量地高速檢測(cè)了針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的“亮度特性上的不一致性”，以確定其是否處于可接受的范圍，而與“亮度特性上的不一致性”的面積大小和數(shù)量無(wú)關(guān)，且無(wú)需執(zhí)行標(biāo)記處理。
在本實(shí)施例中，設(shè)置了濾波處理步驟(濾波處理部分22)。然而，本發(fā)明并不局限于本實(shí)施例。在從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)并不具有任何陰影或幾乎不具有陰影的情況下，精確地且定量地高速檢測(cè)了“亮度特性上的不一致性”，以確定其是否處于可接受的范圍，而與“亮度特性上的不一致性”的面積大小和數(shù)量無(wú)關(guān)，無(wú)需設(shè)置濾波處理步驟(濾波處理部分22)，由此，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
在本實(shí)施例中，設(shè)置了原始圖像存儲(chǔ)器21、濾波處理部分22、初步處理存儲(chǔ)器23、塊劃分/相加部分24、二次處理存儲(chǔ)器25、統(tǒng)計(jì)處理部分26、質(zhì)量確定部分27和確定結(jié)果存儲(chǔ)部分28。然而，本發(fā)明并不局限于此。本發(fā)明可以由濾波處理部分、塊劃分/相加部分、統(tǒng)計(jì)處理部分和質(zhì)量確定部分27構(gòu)成。每一個(gè)存儲(chǔ)器可以包括或者可以不包括在每一個(gè)部分中。
如上所述，利用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出了本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。應(yīng)該理解，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)構(gòu)成。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的描述和對(duì)本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例的描述的公知技術(shù)知識(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)等價(jià)范圍的發(fā)明。應(yīng)該理解，專利公開(kāi)的內(nèi)容、所公開(kāi)的申請(qǐng)和在本說(shuō)明書(shū)中所引用且作為本申請(qǐng)的參考文件引用的文檔均包括在此作為參考。
根據(jù)本發(fā)明，在與具有這樣的處理從圖像傳感器(例如CCD)輸出的圖像數(shù)據(jù)的功能的圖像檢查設(shè)備、圖像檢查方法、用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)該圖像檢查方法的處理過(guò)程的控制程序和其上存儲(chǔ)了該控制程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)有關(guān)的領(lǐng)域中，通過(guò)利用簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)處理，精確地且定量地高速檢測(cè)了針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的“亮度特性上的不一致性”，以確定其是否處于可接受的范圍，而與“亮度特性上的不一致性”的面積大小和數(shù)量無(wú)關(guān)，且無(wú)需執(zhí)行標(biāo)記處理。
在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種其他的修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)且易于由本領(lǐng)域的技術(shù)人員實(shí)施。因此，應(yīng)該理解，所附權(quán)利要求的范圍并不局限于這里所闡明的描述，而應(yīng)在廣義上構(gòu)造權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查設(shè)備，所述圖像檢查設(shè)備包括塊劃分/相加部分，用于將從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理部分，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；以及質(zhì)量確定部分，用于根據(jù)由統(tǒng)計(jì)處理部分計(jì)算出的針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于還包括濾波處理部分，用于在塊劃分/相加部分之前，獲得從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)中去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)，并且塊劃分/相加部分將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于所述濾波處理部分利用具有水平方向上的中心差值的差分濾波、具有垂直方向上的中心差值的差分濾波、4系數(shù)的拉普拉斯算子濾波、8系數(shù)的拉普拉斯算子濾波和具有三個(gè)方向上的中心差值的差分濾波中的任一個(gè)，獲得去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于所述質(zhì)量確定部分利用以下表達(dá)式來(lái)確定針對(duì)圖像傳感器的質(zhì)量(Max-Ave)/(Ave-Min)＞limit_1其中，Max針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最大值；Min針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值；Ave針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值；以及l(fā)imit_1用于確定質(zhì)量的閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于所述質(zhì)量確定部分利用以下表達(dá)式來(lái)確定針對(duì)塊的質(zhì)量(Blk-Ave)/(Ave-Min)＞limit_2其中，Blk針對(duì)任意塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)；Min針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值；Ave針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值；以及l(fā)imit_2用于確定質(zhì)量的閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于用于確定質(zhì)量的閾值位于從1.5到2.5的范圍內(nèi)。
7.一種確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查設(shè)備，所述圖像檢查設(shè)備包括原始圖像存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)；濾波處理部分，用于獲得從原始圖像存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的輸出圖像數(shù)據(jù)去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；初步處理存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由濾波處理部分獲得的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；塊劃分/相加部分，用于將初步處理存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；二次處理存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由塊劃分/相加部分所獲得的塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理部分，用于計(jì)算針對(duì)二次處理存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；質(zhì)量確定部分，用于根據(jù)由統(tǒng)計(jì)處理部分計(jì)算出的針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量；以及確定結(jié)果存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)與質(zhì)量確定部分已經(jīng)確定的塊有關(guān)的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于所述濾波處理部分利用具有水平方向上的中心差值的差分濾波、具有垂直方向上的中心差值的差分濾波、4系數(shù)的拉普拉斯算子濾波、8系數(shù)的拉普拉斯算子濾波和具有三個(gè)方向上的中心差值的差分濾波中的任一個(gè)，獲得去除了陰影分量的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于所述質(zhì)量確定部分利用以下表達(dá)式來(lái)確定針對(duì)圖像傳感器的質(zhì)量(Max-Ave)/(Ave-Min)＞limit_1其中，Max針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最大值；Min針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值；Ave針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值；以及l(fā)imit_1用于確定質(zhì)量的閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于所述質(zhì)量確定部分利用以下表達(dá)式來(lái)確定針對(duì)塊的質(zhì)量(Blk-Ave)/(Ave-Min)＞limit_2其中，Blk針對(duì)任意塊的塊劃分/相加數(shù)據(jù)；Min針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的最小值；Ave針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值；以及l(fā)imit_2用于確定質(zhì)量的閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像檢查設(shè)備，其特征在于用于確定質(zhì)量的閾值位于從1.5到2.5的范圍內(nèi)。
12.一種確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量的圖像檢查方法，所述圖像檢查方法包括塊劃分/相加步驟，用于將從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理步驟，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；以及質(zhì)量確定步驟，用于根據(jù)針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像檢查方法，其特征在于還包括濾波處理步驟，用于在塊劃分/相加步驟之前，獲得從圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)中去除了陰影分量的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)，并且塊劃分/相加步驟將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊(其中m和n是自然數(shù))，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)。
14.一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)了根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像檢查方法的處理過(guò)程的控制程序。
15.一種其上存儲(chǔ)了根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
全文摘要
圖像檢查設(shè)備包括原始圖像存儲(chǔ)器21，用于存儲(chǔ)從圖像傳感器11輸出的圖像數(shù)據(jù)；濾波處理部分22，用于獲得從輸出圖像數(shù)據(jù)中去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；初步處理存儲(chǔ)器23，用于存儲(chǔ)去除了陰影分量的數(shù)據(jù)；塊劃分/相加部分24，用于將去除了陰影分量的數(shù)據(jù)劃分為具有預(yù)定尺寸n×m的塊，并且將所劃分的塊內(nèi)的去除了陰影分量的數(shù)據(jù)相加以獲得塊劃分/相加數(shù)據(jù)；二次處理存儲(chǔ)器25，用于存儲(chǔ)塊劃分/相加數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)處理部分26，用于計(jì)算針對(duì)塊劃分/相加數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值；質(zhì)量確定部分27，用于利用計(jì)算出的平均值、最大值和最小值來(lái)確定針對(duì)該數(shù)據(jù)的質(zhì)量；以及確定結(jié)果存儲(chǔ)器28，用于存儲(chǔ)與已經(jīng)確定的塊有關(guān)的信息。
文檔編號(hào)G06T7/00GK1770202SQ20051012021
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者佐藤哲也, 口井敏匡 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社