JP7054450B2 - Work inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、ワーク検査方法及びワーク検査システムに係り、詳しくは、脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をする方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a work inspection method and a work inspection system, and more particularly to a method and a system for inspecting the presence or absence of defects in a brittle work and determining the quality of the work.

周知のように、ワーク製造工場等では、ワークを製造して出荷するまでの間に、ワークの欠陥の有無を検査してワークの良否判定を行い、良と判定されたワークのみを荷積み等することが行われる。このワークの良否判定をする手法としては、従来より種々の画像処理方法が利用されている。 As is well known, in a work manufacturing factory, etc., before the work is manufactured and shipped, the presence or absence of defects in the work is inspected and the quality of the work is judged, and only the work judged to be good is loaded. Is done. Various image processing methods have been conventionally used as a method for determining the quality of this work.

具体的には、撮像手段により撮像されたワークの画像に対して、コンピュータプログラムを使用して各種の処理を施すことで、必要な画像に加工し、その画像に基づいてワークの良否判定をすることが行われている(例えば、特許文献1参照)。 Specifically, the image of the work captured by the imaging means is processed into a necessary image by performing various processes using a computer program, and the quality of the work is judged based on the image. Is being done (see, for example, Patent Document 1).

特開2017‐167047号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-167047

ところで、ワークが脆性を有する場合には、その製造方法の特異性等に起因して、金属製ワーク等と比較して、多種多様な欠陥が存在するだけでなく、予測できない欠陥も存在し得る。 By the way, when the work has brittleness, not only a wide variety of defects but also unpredictable defects may exist as compared with the metal work or the like due to the peculiarity of the manufacturing method or the like. ..

そのため、脆性を有するワークに存在し得る欠陥については、上記例示した手法では、適切に検査をすることができず、ワークの良否判定の信頼性が損なわれる事態を招き得る。 Therefore, defects that may exist in the work having brittleness cannot be properly inspected by the above-exemplified method, which may lead to a situation in which the reliability of the quality determination of the work is impaired.

以上の観点から、本発明は、脆性を有するワークの欠陥の有無を適切に検査して、当該ワークの良否判定の信頼性を高めることを課題とする。 From the above viewpoint, it is an object of the present invention to appropriately inspect the presence or absence of defects in a work having brittleness and to improve the reliability of the quality determination of the work.

上記課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をするワーク検査方法であって、前記ワークを撮像して、ワーク画像を抽出し、機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第一判定工程と、機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第二判定工程とを有することに特徴づけられる。ここで、「機械学習により構築された良否判定学習モデル」とは、人工知能(AI)を用いた処理やニューラルネットワークを用いた処理によって構築されたワークの良否判定用の学習モデルを意味する(以下、同様)。また、「機械学習を含まないアルゴリズムプログラム」とは、人工知能(AI)を用いた処理やニューラルネットワークを用いた処理を含まないアルゴリズムプログラムを意味する(以下、同様)。 The method according to the present invention, which was devised to solve the above problems, is a work inspection method in which the presence or absence of defects in a brittle work is inspected to determine the quality of the work, and the work is imaged and the work is imaged. Using the pass / fail judgment learning model constructed by extracting the work image and machine learning, the first judgment step of inspecting the extracted work image for defects and making a pass / fail judgment of the work, and machine learning are performed. It is characterized by having a second determination step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and determining the quality of the work by using an algorithm program that does not include the work. Here, the "good / bad judgment learning model constructed by machine learning" means a learning model for good / bad judgment of a work constructed by processing using artificial intelligence (AI) or processing using a neural network (). The same applies below). Further, the “algorithm program that does not include machine learning” means an algorithm program that does not include processing using artificial intelligence (AI) or processing using a neural network (hereinafter, the same applies).

このような方法によれば、機械学習を利用した第一判定工程と、機械学習を利用しない第二判定工程とのそれぞれの利点が有効活用され、脆性を有するワークの欠陥の有無が適切に検査され、ワークの良否判定の信頼性を高めることが可能となる。詳述すると、既述のように、脆性を有するワークは、多種多様な欠陥や予測できない欠陥が存在し得るため、単一の判定工程のみでは、信頼性の高い判定結果を得ることが困難である。しかし、本発明のように異なる利点を有する二つの判定工程を有していれば、脆性を有するワークの良否判定の信頼性を十分に高めることができる。 According to such a method, the advantages of the first judgment process using machine learning and the second judgment process not using machine learning are effectively utilized, and the presence or absence of defects in the brittle workpiece is appropriately inspected. Therefore, it is possible to improve the reliability of the quality judgment of the work. In detail, as described above, since a work having brittleness may have a wide variety of defects and unpredictable defects, it is difficult to obtain a highly reliable determination result only by a single determination step. be. However, if the two determination steps having different advantages as in the present invention are provided, the reliability of the quality determination of the brittle work can be sufficiently enhanced.

この場合、前記第一判定工程を前記第二判定工程よりも先に行い、前記第一判定工程で前記ワークが不良と判定された場合に、前記第二判定工程を行わないようにしてもよい。従って、前記第一判定工程で前記ワークが良と判定された場合には、前記第二判定工程を行い、この第二判定工程での良否判定の結果が優先される。 In this case, the first determination step may be performed before the second determination step, and when the work is determined to be defective in the first determination step, the second determination step may not be performed. .. Therefore, when the work is determined to be good in the first determination step, the second determination step is performed, and the result of the pass / fail determination in the second determination step is prioritized.

このようにすれば、二つの判定工程を有しているにも関わらず、ワークの良否判定に要する時間が有効に短縮され、生産性が高められる。加えて、仮に第一判定工程で良を不良とする判定ミスが生じた場合であっても、良品のみを回収して出荷等することを最優先する立場からすれば、信頼性や品質保証面で優れることになる。 By doing so, the time required for the quality determination of the work is effectively shortened and the productivity is enhanced despite having two determination steps. In addition, even if a judgment error occurs in the first judgment process, which is good or bad, from the standpoint of giving top priority to collecting and shipping only good products, reliability and quality assurance are achieved. Will be excellent.

なお、前記第二判定工程を前記第一判定工程よりも先に行い、前記第二判定工程で前記ワークが良と判定された場合に、前記第一判定工程をさらに行うようにしてもよい。この場合、第二判定工程で前記ワークが不良と判定された場合には、前記第一判定工程をさらに行ってもよく或いは行わなくてもよい。また、第一判定工程と第二判定工程とを同時期に行うようにしてもよい。このようにする場合には、第一判定工程の良否判定の結果が不良である場合にその結果を優先し、第二判定工程の良否判定の結果が良である場合にその結果を優先するようにしてもよい。 The second determination step may be performed before the first determination step, and when the work is determined to be good in the second determination step, the first determination step may be further performed. In this case, if the work is determined to be defective in the second determination step, the first determination step may or may not be further performed. Further, the first determination step and the second determination step may be performed at the same time. In this case, if the result of the pass / fail judgment in the first judgment step is bad, the result is given priority, and if the result of the pass / fail judgment in the second judgment step is good, the result is given priority. You may do it.

以上の方法において、前記第一判定工程では、前記ワークが良である確率を演算すると共に、前記確率と、その確率に対して予め定められた閾値とに基づいて、前記ワークの良否判定の結果を得るようにしてもよい。 In the above method, in the first determination step, the probability that the work is good is calculated, and the result of the quality determination of the work is determined based on the probability and a predetermined threshold value for the probability. May be obtained.

このようにすれば、単に「良」か「不良」かが判定結果として得られるだけでなく、入念に算出された判定結果が得られるため、第一判定工程での良否判定の信頼性がより一層高められる。 By doing so, not only "good" or "bad" can be obtained as a judgment result, but also a carefully calculated judgment result can be obtained, so that the reliability of the quality judgment in the first judgment step is further improved. It will be further enhanced.

以上の方法において、前記ワークの表面及び裏面が欠陥検査の対象面であって、該ワークを透明基板上に載置し、該ワークを表側から撮像することで、一のワーク画像を得ると共に、該ワークを前記透明基板を介して裏側から撮像することで、他のワーク画像を得るようにしてもよい。 In the above method, the front surface and the back surface of the work are the target surfaces for defect inspection, the work is placed on a transparent substrate, and the work is imaged from the front side to obtain one work image and at the same time. Another work image may be obtained by imaging the work from the back side via the transparent substrate.

このようにすれば、ワークを裏返すことなく、ワークの表面と裏面とについてワーク画像を抽出することができるため、第一判定工程及び第二判定工程を迅速且つ効率よく行うことができる。 By doing so, the work image can be extracted from the front surface and the back surface of the work without turning over the work, so that the first determination step and the second determination step can be performed quickly and efficiently.

以上の方法において、前記ワークの表面及び裏面が欠陥検査の対象面であって、該ワークを透明基板上に載置し、該ワークを表側から撮像することで、前記良否判定学習モデルを構築するために用いる一の学習用ワーク画像を得ると共に、該ワークを前記透明基板を介して裏側から撮像することで、前記良否判定学習モデルを構築するために用いる他の学習用ワーク画像を得るようにしてもよい。 In the above method, the front surface and the back surface of the work are the target surfaces for defect inspection, the work is placed on a transparent substrate, and the work is imaged from the front side to construct the pass / fail judgment learning model. By obtaining one learning work image used for the purpose and imaging the work from the back side via the transparent substrate, another learning work image used for constructing the pass / fail judgment learning model can be obtained. You may.

このようにすれば、良否判定学習モデルを構築するために用いる学習用ワーク画像の個数を2倍に増加させることができる。しかも、透明基板を介して撮像して抽出された学習用ワーク画像と、透明基板を介さずに撮像して抽出された学習用ワーク画像との異なる二種の学習用ワーク画像を得ることができる。そのため、多種多様な多数の学習用ワーク画像によって、前記ワークの良否判定を高精度で行い得る良否判定学習モデルを構築することができる。 By doing so, the number of learning work images used for constructing the pass / fail judgment learning model can be doubled. Moreover, it is possible to obtain two different types of learning work images, one is a learning work image captured and extracted through a transparent substrate, and the other is a learning work image captured and extracted without a transparent substrate. .. Therefore, it is possible to construct a good / bad judgment learning model capable of performing good / bad judgment of the work with high accuracy by using a large number of various learning work images.

この場合、前記良否判定学習モデルの構築に用いるために得られた前記一の学習用ワーク画像と前記他の学習用ワーク画像との少なくとも一方の学習用ワーク画像を所定角度だけ回転させる一の改変処理と、該一の学習用ワーク画像と該他の学習用ワーク画像との少なくとも一方の学習用ワーク画像をその中央部を通る直線の両側で反転させる他の改変処理とのうち、少なくとも一方の改変処理を行うことで、新たな学習用ワーク画像を作成し、該新たな学習用ワーク画像と改変処理前の学習用ワーク画像とを用いて前記良否判定学習モデルを構築するようにしてもよい。 In this case, one modification in which at least one of the learning work image of the one learning work image and the other learning work image obtained for use in constructing the pass / fail judgment learning model is rotated by a predetermined angle. At least one of the processing and the other modification processing in which at least one of the learning work image of the one learning work image and the other learning work image is inverted on both sides of the straight line passing through the central portion thereof. By performing the modification process, a new learning work image may be created, and the pass / fail judgment learning model may be constructed using the new learning work image and the learning work image before the modification process. ..

このようにすれば、簡単な処理で良否判定学習モデルを構築するために用いる学習用ワーク画像の個数をさらに増加させることができる。そのため、ワークの良否判定処理をより一層高精度で行い得る良否判定学習モデルを構築することが可能となる。 By doing so, the number of learning work images used for constructing the pass / fail judgment learning model can be further increased by a simple process. Therefore, it is possible to construct a pass / fail judgment learning model that can perform the pass / fail judgment process of the work with higher accuracy.

以上の方法において、前記第一判定工程では、ワークの縁部の欠け、ワークの縁部の厚み方向にはみ出すバリ、ワークに散在して付着した黒点異物の少なくとも一つをワークの前記欠陥と認識することが好ましい。 In the above method, in the first determination step, at least one of the chipped edge of the work, the burr protruding in the thickness direction of the edge of the work, and the black spot foreign matter scattered and adhered to the work is recognized as the defect of the work. It is preferable to do so.

このようにすれば、ワークが脆性を有することに起因して発生し得る特殊な異常部分が欠陥と認識されるため、第一判定工程での良否判定の信頼性向上につながる。 By doing so, a special abnormal portion that may occur due to the brittleness of the work is recognized as a defect, which leads to improvement in the reliability of the pass / fail judgment in the first judgment step.

この場合、前記ワークに散在して付着した黒点異物については、該黒点異物の大きさ、個数、及び密集状態に応じて前記欠陥であるか否かを認識することが好ましい。 In this case, it is preferable to recognize whether or not the black spot foreign matter scattered and adhered to the work is a defect depending on the size, number, and dense state of the black spot foreign matter.

このようにすれば、上述のワークに散在して付着した黒点異物のうちの全てが欠陥として認識されるわけではないため、欠陥の認識が緻密に行われ、さらなる第一判定工程での良否判定の信頼性向上につながる。 In this way, not all of the black spot foreign substances scattered and adhered to the above-mentioned work are recognized as defects, so that the defects are recognized precisely and the quality is judged in the first judgment step. It leads to the improvement of reliability.

なお、前記第一判定工程では、前記ワークの一部に付着した埃、塵を、ワークの欠陥と認識しないようにすることができる。従って、本来、欠陥ではない埃、塵を、欠陥と認識してしまう判定ミスが生じ難くなり、第一判定工程での良否判定の信頼性向上につながる。 In the first determination step, dust and dirt adhering to a part of the work can be prevented from being recognized as defects in the work. Therefore, it is less likely that a determination error of recognizing dust or dust that is not a defect as a defect is likely to occur, which leads to improvement in the reliability of the quality determination in the first determination step.

以上の方法において、前記第一判定工程と前記第二判定工程とから得られるワークの良否判定の結果が不良である場合に、機械学習により構築された欠陥分類学習モデルを用いて、該不良のワーク画像中の欠陥が、予め複数に区分された欠陥の種類のうちの何れの種類に属するかの分類をする欠陥分類工程を行うようにしてもよい。ここで、「機械学習により構築された欠陥分類学習モデル」とは、人工知能(AI)を用いた処理やニューラルネットワークを用いた処理によって構築された欠陥分類用の学習モデルを意味する(以下、同様)。 In the above method, when the result of the quality determination of the work obtained from the first determination step and the second determination step is defective, the defect classification learning model constructed by machine learning is used to determine the defect. A defect classification step may be performed to classify which of the types of defects classified into a plurality of types in advance the defects in the work image belong to. Here, the "defect classification learning model constructed by machine learning" means a learning model for defect classification constructed by processing using artificial intelligence (AI) or processing using a neural network (hereinafter,). Similarly).

このようにすれば、欠陥分類工程が行われるごとに、複数に区分された種類ごとの欠陥の累積個数が判明するため、ワークの製造時の欠陥発生事由等を知得することができる。従って、その欠陥発生事由等に応じて製造条件等を変更すれば、欠陥の発生を低減することができる。しかも、欠陥分類工程が、機械学習により構築された欠陥分類学習モデルを用いて行われるため、欠陥を複数の種類に分類する処理の信頼性が高められる。 By doing so, each time the defect classification process is performed, the cumulative number of defects for each of the types classified into a plurality of types is known, so that the reason for the occurrence of defects at the time of manufacturing the work can be known. Therefore, the occurrence of defects can be reduced by changing the manufacturing conditions and the like according to the reason for the occurrence of the defects. Moreover, since the defect classification process is performed using the defect classification learning model constructed by machine learning, the reliability of the process of classifying defects into a plurality of types is improved.

この方法において、前記良否判定学習モデルを構築する際に用いた複数個の学習用ワーク画像の中から、複数個の不良の学習用ワーク画像を選択し、それら不良の学習用ワーク画像から、欠陥とその周辺領域のみとからなる部分画像としての複数個の学習用欠陥画像を抽出し、それら学習用欠陥画像を用いて、前記欠陥分類学習モデルを構築するようにしてもよい。 In this method, a plurality of defective learning work images are selected from a plurality of learning work images used when constructing the pass / fail judgment learning model, and defects are selected from the defective learning work images. A plurality of learning defect images as partial images including only the defect image and its peripheral region may be extracted, and the defect classification learning model may be constructed by using the learning defect images.

このようにすれば、良否判定学習モデルを構築する際に用いた学習用ワーク画像が、欠陥分類学習モデルを構築するために有効利用され、画像処理の簡略化が図られる。 By doing so, the learning work image used when constructing the pass / fail judgment learning model is effectively used for constructing the defect classification learning model, and the image processing can be simplified.

この場合、前記欠陥分類学習モデルの構築に用いるために得られた前記学習用欠陥画像を所定角度だけ回転させる一の改変処理と、該学習用欠陥画像をその中央部を通る直線の両側で反転させる他の改変処理とのうち、少なくとも一方の改変処理を行うことで、新たな学習用欠陥画像を作成し、該新たな学習用欠陥画像と改変処理前の学習用欠陥画像とを用いて前記欠陥分類学習モデルを構築するようにしてもよい。 In this case, one modification process of rotating the learning defect image obtained for use in constructing the defect classification learning model by a predetermined angle, and inverting the learning defect image on both sides of a straight line passing through the central portion thereof. A new learning defect image is created by performing at least one of the other modification processes to be performed, and the new learning defect image and the learning defect image before the modification process are used as described above. A defect classification learning model may be constructed.

このようにすれば、簡単な処理で欠陥分類学習モデルの構築に用いる学習用ワーク画像の個数を増加させることができる。そのため、欠陥の分類処理をより一層高精度で行い得る欠陥分類学習モデルを構築することが可能となる。 By doing so, the number of learning work images used for constructing the defect classification learning model can be increased by a simple process. Therefore, it is possible to construct a defect classification learning model that can perform defect classification processing with even higher accuracy.

以上の方法において、前記欠陥分類工程では、ワークの一部に発生した割れと、ワークの一部に付着した黒色異物とを、異なる種類の欠陥として分類することが好ましい。 In the above method, in the defect classification step, it is preferable to classify the crack generated in a part of the work and the black foreign matter adhering to the part of the work as different types of defects.

このようにすれば、欠陥を複数の種類に分類する際に、上記の二種の欠陥を、同種の欠陥に分類してしまう分類ミスが生じ難くなり、欠陥分類工程での処理の信頼性が高められる。 In this way, when classifying defects into a plurality of types, it is less likely that a classification error will occur in which the above two types of defects are classified into the same type of defects, and the reliability of processing in the defect classification process is improved. Be enhanced.

また、前記欠陥分類工程では、ワークの一部に付着した白色系または黒色系の立体状異物と、前記立体状異物と同色系の平面状異物とを、異なる種類の欠陥として分類することが好ましい。 Further, in the defect classification step, it is preferable to classify the white or black three-dimensional foreign matter adhering to a part of the work and the planar foreign matter having the same color as the three-dimensional foreign matter as different types of defects. ..

このようにすれば、欠陥を複数の種類に分類する際に、上記の二種の欠陥を、同種の欠陥に分類してしまう分類ミスが生じ難くなり、欠陥分類工程での処理の信頼性が高められる。 In this way, when classifying defects into a plurality of types, it is less likely that a classification error will occur in which the above two types of defects are classified into the same type of defects, and the reliability of processing in the defect classification process is improved. Be enhanced.

以上の方法において、前記第一判定工程での良否判定の結果の正解率が低下した場合に、該正解率が低下し始める以前に行われた全ての前記欠陥分類工程において前記複数に区分された欠陥の種類の何れの種類にも属していなかった欠陥を有する不良のワーク画像を、学習用ワーク画像として用いて機械学習することで、前記良否判定学習モデルを更新するようにしてもよい。 In the above method, when the correct answer rate as a result of the pass / fail judgment in the first determination step decreases, all the defect classification steps performed before the correct answer rate starts to decrease are classified into the plurality. The pass / fail determination learning model may be updated by machine learning using a defective work image having a defect that does not belong to any of the types of defects as a learning work image.

ここで、本発明者等は、第一判定工程で良否判定の結果の正解率が低下していく理由が、その正解率が低下し始める以前に行われた全ての欠陥分類工程において複数に区分された欠陥の種類の何れの種類にも属していなかった欠陥を有する不良のワーク画像が出現していることによって生じたものであることを知見した。そこで、そのような不良のワーク画像を有効利用して、良否判定学習モデルを更新することを案出した。そして、この良否判定学習モデルの更新によって、判定ミスが生じ難くなり、上記の正解率が回復するため、良否判定の信頼性の低下を阻止することができる。 Here, the present inventors classify the reason why the correct answer rate of the result of the pass / fail judgment decreases in the first determination step into a plurality of reasons in all the defect classification steps performed before the correct answer rate starts to decrease. It was found that this was caused by the appearance of defective work images with defects that did not belong to any of the types of defects that were made. Therefore, it was devised to update the pass / fail judgment learning model by effectively utilizing such a defective work image. Then, by updating this pass / fail judgment learning model, judgment errors are less likely to occur, and the above-mentioned correct answer rate is restored, so that it is possible to prevent a decrease in the reliability of the pass / fail judgment.

以上の方法において、前記ワークは、タブレット状のセラミック焼結品であって、前記ワーク画像は、前記ワークを厚み方向に視て撮像したものであってもよい。 In the above method, the work may be a tablet-shaped ceramic sintered product, and the work image may be an image of the work viewed in the thickness direction.

このようにすれば、タブレット状のセラミック焼結品の表面や裏面に存在し得る特殊な欠陥や予測できない欠陥についての良否判定ミスや欠陥分類ミスが生じ難くなる。 In this way, it is less likely that a pass / fail judgment error or a defect classification error will occur for special defects or unpredictable defects that may exist on the front surface or the back surface of the tablet-shaped ceramic sintered product.

以上の方法において、前記機械学習のアルゴリズムは、ディープラーニングであることが好ましい。 In the above method, the machine learning algorithm is preferably deep learning.

このようにすれば、既述の良否判定学習モデル及び欠陥分類学習モデルの構築が高精度で行われ、第一判定工程及び欠陥分類工程の信頼性向上が確実化される。 By doing so, the above-mentioned pass / fail judgment learning model and defect classification learning model can be constructed with high accuracy, and the reliability of the first judgment step and the defect classification process can be ensured.

なお、以上の方法においては、前記ワークにリング照明が当てられた状態で該ワークを撮像することで、ワーク画像を得るようにすることができる。ここで、リング照明は、ドーム照明等の他の照明と比較して、凹凸に対して反応し易いという特性を備えている。従って、リング照明を用いてワーク画像を抽出すれば、ワークに存在する凸状の欠陥と凹状の欠陥とを明確に認識することができる。従って、他の照明を用いた場合には認識することが困難或いは不可能であった凸状の欠陥や凹状の欠陥が認識できることになって、認識可能な欠陥の種類が増加し、ワークの良否判定にミスが生じ難くなる。しかも、凸状の欠陥と凹状の欠陥との種類の判別もミス無く行えるようになる。 In the above method, a work image can be obtained by taking an image of the work in a state where the work is illuminated with ring illumination. Here, the ring illumination has a characteristic that it is more responsive to unevenness as compared with other illuminations such as dome illumination. Therefore, if the work image is extracted using the ring illumination, the convex defects and the concave defects existing in the work can be clearly recognized. Therefore, convex defects and concave defects that were difficult or impossible to recognize when other lighting was used can be recognized, and the types of recognizable defects increase, and the quality of the work is improved. It is less likely that mistakes will occur in the judgment. Moreover, the types of convex defects and concave defects can be discriminated without mistakes.

また、以上の方法においては、前記ワークにリング照明が当てられた状態で該ワークを撮像することで、前記学習モデル(良否判定学習モデル及び欠陥分類学習モデル)を構築するために用いる学習用ワーク画像を得るようにすることもできる。このようにした場合には、他の照明を用いた場合よりも多種類の欠陥を有するワーク画像を学習用ワーク画像とすることができる。これにより、前記ワークの良否判定や前記欠陥分類を高精度で行うことが可能な学習モデルを構築することができる。 Further, in the above method, a learning work used for constructing the learning model (pass / fail judgment learning model and defect classification learning model) by imaging the work in a state where the work is illuminated with ring illumination. You can also get an image. In this case, a work image having more types of defects can be used as a learning work image as compared with the case where other lighting is used. This makes it possible to construct a learning model capable of determining the quality of the work and classifying the defects with high accuracy.

上記課題を解決するために創案された本発明に係るシステムは、脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をするワーク検査システムであって、前記ワークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像からワーク画像を抽出するワーク画像抽出処理部と、機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第一判定処理部と、機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第二判定処理部とを有することに特徴づけられる。 The system according to the present invention, which was devised to solve the above problems, is a work inspection system that inspects the presence or absence of defects in a brittle work and determines the quality of the work, and is an imaging means for imaging the work. Then, using the work image extraction processing unit that extracts the work image from the image captured by the imaging means and the pass / fail judgment learning model constructed by machine learning, the extracted work image is inspected for defects. The first judgment processing unit that judges the quality of the work and the algorithm program that does not include machine learning are used to inspect the extracted work image for defects and make a second judgment to judge the quality of the work. It is characterized by having a processing unit.

このシステムは、既述の対応する方法とカテゴリーが相違するものの実質的に構成が同一であるので、当該方法と実質的に同一の作用効果が得られる。 Since this system has substantially the same configuration as the corresponding method described above although the category is different, substantially the same operation and effect as the method can be obtained.

以上の方法及びシステムにおいて、前記良否判定学習モデルは、入力層と出力層との間に、入力層側から順に、第一の畳み込み層と、プーリング層と、第二の畳み込み層と、結合層と、ドロップアウト層とを含む4層のニューラルネットワークによる学習モデルであることが好ましい。 In the above method and system, in the pass / fail judgment learning model, the first convolution layer, the pooling layer, the second convolution layer, and the connection layer are arranged between the input layer and the output layer in order from the input layer side. It is preferable that the learning model is based on a four-layer neural network including a dropout layer.

この場合、前述のニューラルネットワークは、前述の第一の畳み込み層の入力層側に、学習用ワーク画像をランダム加工する処理層を有することが好ましい。 In this case, it is preferable that the above-mentioned neural network has a processing layer for randomly processing a learning work image on the input layer side of the above-mentioned first convolution layer.

また、前述のニューラルネットワークは、最も入力層側に存する結合層のニューロン数が512以下であることが好ましい。 Further, in the above-mentioned neural network, it is preferable that the number of neurons in the connecting layer existing on the input layer side is 512 or less.

さらに、前述のニューラルネットワークは、フィルタサイズが5以上であることが好ましい。 Further, the above-mentioned neural network preferably has a filter size of 5 or more.

以上のようなニューラルネットワークの構成であれば、ワークの良否判定処理を高精度で行うことが可能な良否判定学習モデルを得ることができる。 With the configuration of the neural network as described above, it is possible to obtain a pass / fail judgment learning model capable of performing the pass / fail judgment process of the work with high accuracy.

以上の方法及びシステムにおいて、前記欠陥分類学習モデルは、入力層と出力層との間に、入力層側から順に、8層の畳み込み層と、結合層と、ソフトマックス層とを含む3層のニューラルネットワークによる学習モデルであることが好ましい。また、このニューラルネットワークは、フィルタサイズが3以上であることが好ましい。 In the above method and system, the defect classification learning model has three layers, including eight convolutional layers, a coupling layer, and a softmax layer, in order from the input layer side, between the input layer and the output layer. It is preferable that the learning model is based on a neural network. Further, this neural network preferably has a filter size of 3 or more.

このようなニューラルネットワークの構成であれば、欠陥の分類処理を高精度で行うことが可能な欠陥分類学習モデルを得ることができる。 With such a neural network configuration, it is possible to obtain a defect classification learning model capable of performing defect classification processing with high accuracy.

なお、本発明に係る方法及びシステムは、第二判定工程(第二判定処理部)を廃止してもよく、そのようにした場合であっても、上記課題を解決して、脆性を有するワークの良否判定の信頼性を高めることができる。 The method and system according to the present invention may abolish the second determination step (second determination processing unit), and even in such a case, the work having brittleness can be solved by solving the above problems. It is possible to increase the reliability of the quality judgment.

本発明によれば、脆性を有するワークの欠陥の有無を適切に検査して、当該ワークの良否判定の信頼性を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately inspect the presence or absence of defects in a work having brittleness and improve the reliability of the quality determination of the work.

本発明の実施形態に係るワーク検査方法の実施に用いられる脆性を有するワークを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the work which has a brittleness used for carrying out the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーク検査システムを示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the work inspection system which concerns on embodiment of this invention. 図3(a)、(b)、(c)は、それぞれ、本発明の実施形態に係るワーク検査方法において、ワーク画像を抽出していく過程での画像を示す正面図である。3A, 3B, and 3C are front views showing images in the process of extracting work images in the work inspection method according to the embodiment of the present invention, respectively. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における良否判定についての各工程を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows each process about the quality determination in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における第一判定工程での良否判定を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs the pass / fail judgment in the 1st judgment step in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における第一判定工程で用いられる良否判定学習モデルを構築する場合の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in the case of constructing the pass / fail judgment learning model used in the first judgment step in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 図7(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、本発明の実施形態に係るワーク検査方法における良否判定を行う対象となるワーク画像を示す正面図である。7 (a), (b), (c), and (d) are front views showing work images to be subjected to quality determination in the work inspection method according to the embodiment of the present invention, respectively. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における第一判定工程で用いられる良否判定学習モデルを更新する場合の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in the case of updating the pass / fail judgment learning model used in the first judgment step in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における第二判定工程での良否判定を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs the pass / fail judgment in the 2nd judgment step in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における欠陥分類工程を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs the defect classification process in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーク検査方法における欠陥分類工程で用いられる欠陥分類学習モデルを構築する場合の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in the case of constructing the defect classification learning model used in the defect classification process in the work inspection method which concerns on embodiment of this invention. 図12(a)、(b)は、それぞれ、本発明の実施形態に係るワーク検査方法における欠陥分類工程を行う対象となる欠陥画像を示す正面図である。12 (a) and 12 (b) are front views showing defect images to be subjected to the defect classification step in the work inspection method according to the embodiment of the present invention, respectively. 図13(a)、(b)は、それぞれ、本発明の実施形態に係るワーク検査方法における欠陥分類工程を行う対象となる欠陥画像を示す正面図である。13 (a) and 13 (b) are front views showing defect images to be subjected to the defect classification step in the work inspection method according to the embodiment of the present invention, respectively. 図14(a)、(b)は、それぞれ、本発明の実施形態に係るワーク検査方法における欠陥分類工程を行う対象となる欠陥画像を示す正面図である。14 (a) and 14 (b) are front views showing defect images to be subjected to the defect classification step in the work inspection method according to the embodiment of the present invention, respectively. 本発明の実施形態に係るワーク検査システムをより詳細に示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the work inspection system which concerns on embodiment of this invention in more detail.

以下、本発明の実施形態に係るワーク検査方法及びワーク検査システムについて添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the work inspection method and the work inspection system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

図1は、この実施形態での検査対象物である脆性を有するワークWを例示している。同図に示すように、ワークWは、タブレット状をなす。詳しくは、このワークWは、円板状体または円柱状体の中央部に円形の貫通孔Whが形成されたセラミック焼結品である。より詳細には、このワークWは、例えば、PbO-SiO2-B2О3系ガラスや、SiO2-Al2О3-B2О3-R2О系(R2Оはアルカリ金属酸化物)ガラスや、結晶性ビスマス系ガラス等から成るガラス粉末とフィラー粉末を混合焼成したものである。そして、このワークWは、表面W1及び裏面W2を含む全面が、微小凹凸を有するざらついた面であって、表面W1及び裏面W2が、欠陥検査の対象面とされている。 FIG. 1 illustrates a work W having brittleness, which is an object to be inspected in this embodiment. As shown in the figure, the work W has a tablet shape. Specifically, this work W is a ceramic sintered product in which a circular through hole Wh is formed in the central portion of a disk-shaped body or a columnar body. More specifically, this work W is, for example, PbO-SiO 2 -B 2 О 3 system glass or SiO 2 -Al 2 О 3 -B 2 О 3 -R 2 О system (R 2 О is an alkali metal oxidation. (Product) Glass powder made of glass, crystalline bismuth-based glass, etc. and filler powder are mixed and fired. The entire surface of the work W including the front surface W1 and the back surface W2 is a rough surface having minute irregularities, and the front surface W1 and the back surface W2 are the target surfaces for defect inspection.

図2は、この実施形態に係るワーク検査システムを示す概略構成図である。同図に示すように、ワーク検査システム1は、撮像手段2を備えている。この撮像手段2は、透明基板(例えばガラス基板)3上に載置されたワークWの表面W1と裏面W2とを、ワークWの表側と裏側とからそれぞれ撮像する2機のカメラ4、5を有する。ワークWの表面W1には、リング照明6が直接当てられ、ワークWの裏面W2には、透明基板3を介してリング照明7が当てられている。上側のカメラ4によってワークWの表面W1が撮像されると共に、下側のカメラ5によって透明基板3を介してワークWの裏面W2が撮像される。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a work inspection system according to this embodiment. As shown in the figure, the work inspection system 1 includes an image pickup means 2. The image pickup means 2 captures the front surface W1 and the back surface W2 of the work W placed on the transparent substrate (for example, a glass substrate) 3 from the front side and the back side of the work W, respectively. Have. The ring illumination 6 is directly applied to the front surface W1 of the work W, and the ring illumination 7 is applied to the back surface W2 of the work W via the transparent substrate 3. The front surface W1 of the work W is imaged by the upper camera 4, and the back surface W2 of the work W is imaged by the lower camera 5 via the transparent substrate 3.

さらに、ワーク検査システム1は、2機のカメラ4、5によって撮像された画像に基づいて各種の処理を行う処理部8と、処理部8に対して作業者が必要な情報やデータ等を入力する入力部9と、処理部8による各種の処理の結果等を表示する表示部10とを備える。処理部8は、各種の情報やデータさらには各種の処理や手順を遂行するためのコンピュータプログラムを記憶する記憶手段が内蔵されたコンピュータ装置等の電子情報処理装置を有する。例えば、電子情報処理装置には、コンピュータプログラムを実行するためのCPU等の制御手段(画像処理手段等を含む)や、メモリやハードディスク等の記憶手段などが含まれる。入力部9は、作業者が操作するタッチパネルやキーボードあるいはマウス等で構成することができる。この入力部9は、上述の電子情報処理装置の構成要素であってもよく、独立した専用の入力機器等であってもよい。表示部10は、ディスプレイデバイスやモニタスクリーン等で構成することができる。この表示部10も、上述の電子情報処理装置の構成要素であってもよく、独立した専用の表示機器等であってよい。そして、後述する図5、図6、図8~図11にそれぞれ示すフローチャートにおける各ステップでの処理や手順は、上述の処理部8、入力部9及び表示部10によって遂行される。 Further, the work inspection system 1 inputs information and data required by the operator to the processing unit 8 that performs various processing based on the images captured by the two cameras 4 and 5 and the processing unit 8. An input unit 9 for processing and a display unit 10 for displaying the results of various processes by the processing unit 8 are provided. The processing unit 8 has an electronic information processing device such as a computer device having a built-in storage means for storing various information and data, as well as a computer program for performing various processes and procedures. For example, the electronic information processing apparatus includes a control means (including an image processing means) such as a CPU for executing a computer program, a storage means such as a memory and a hard disk, and the like. The input unit 9 can be configured by a touch panel, a keyboard, a mouse, or the like operated by an operator. The input unit 9 may be a component of the above-mentioned electronic information processing device, or may be an independent dedicated input device or the like. The display unit 10 can be composed of a display device, a monitor screen, or the like. The display unit 10 may also be a component of the above-mentioned electronic information processing device, or may be an independent dedicated display device or the like. Then, the processes and procedures in each step in the flowcharts shown in FIGS. 5, 6 and 8 to 11 described later are carried out by the above-mentioned processing unit 8, input unit 9 and display unit 10.

次に、この実施形態に係るワーク検査方法を詳細に説明する。図3は、2機のカメラ4、5によって撮像された画像からワーク画像をそれぞれ抽出する過程を示す正面図である。具体的には、図3(a)に示す画像G1は、カメラ4(5)によって撮像された画像であって、ワークWの周辺領域Xが広くなっている。この画像G1からは、図3(b)に示すように、ワークWの周辺領域Xが狭くなった画像G2が切り取られる。その後、画像G2を全体的に縮小することで、図3(c)に示す画像G3が得られる。以上の処理は、処理部8に備えられている画像処理手段によって行われる。そして、図3(c)に示す画像G3が、ワーク画像(ワークの全体画像)である。このワーク画像G3は、デジタル画像であって、ピクセル数が例えば200~300と少ないため、後述する画像処理を簡易に行うことができる。 Next, the work inspection method according to this embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a front view showing a process of extracting a work image from the images captured by the two cameras 4 and 5, respectively. Specifically, the image G1 shown in FIG. 3A is an image captured by the camera 4 (5), and the peripheral region X of the work W is wide. As shown in FIG. 3B, the image G2 in which the peripheral region X of the work W is narrowed is cut out from the image G1. Then, by reducing the image G2 as a whole, the image G3 shown in FIG. 3C can be obtained. The above processing is performed by the image processing means provided in the processing unit 8. The image G3 shown in FIG. 3C is a work image (whole image of the work). Since the work image G3 is a digital image and has a small number of pixels, for example, 200 to 300, image processing described later can be easily performed.

図4は、ワーク検査方法における良否判定を行う場合の主たる工程を示す概略図である。同図に示すように、ワーク検査方法は、撮像手段2でワークWの表面W1及び裏面W2を撮像する撮像工程11と、ワーク画像G3を抽出するワーク画像抽出工程12と、ワーク画像G3について第一判定及び第二判定をそれぞれ行う第一判定工程13及び第二判定工程14とを有する。なお、ワーク画像抽出工程12は、既述の図3に示す手順で行われる。 FIG. 4 is a schematic view showing a main process in the case of performing quality determination in the work inspection method. As shown in the figure, the work inspection method includes an imaging step 11 for imaging the front surface W1 and the back surface W2 of the work W by the imaging means 2, a work image extraction step 12 for extracting the work image G3, and a work image G3. It has a first determination step 13 and a second determination step 14 for performing one determination and a second determination, respectively. The work image extraction step 12 is performed by the procedure shown in FIG. 3 described above.

第一判定工程13では、機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、ワーク画像G3について欠陥の有無を検査してワークWの良否判定が行われる。第二判定工程14では、機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、ワーク画像G3について欠陥の有無を検査してワークWの良否判定が行われる。そして、一個のワークWについては、基本的に、第一判定工程13と第二判定工程14とが行われる。後続のワークWについても、上記の各工程11~14が繰り返して行われる。ワーク画像抽出工程12が繰り返し行われることで複数回に亘って抽出されるワーク画像G3は、その都度、処理部8に備えられている記憶手段に記憶される。この場合、第一判定工程13における機械学習のアルゴリズムは、ディープラーニングである。 In the first determination step 13, the quality determination learning model constructed by machine learning is used to inspect the work image G3 for defects and determine the quality of the work W. In the second determination step 14, the work image G3 is inspected for defects using an algorithm program that does not include machine learning, and the quality of the work W is determined. Then, for one work W, basically, the first determination step 13 and the second determination step 14 are performed. For the subsequent work W, each of the above steps 11 to 14 is repeated. The work image G3 extracted a plurality of times by repeating the work image extraction step 12 is stored in the storage means provided in the processing unit 8 each time. In this case, the machine learning algorithm in the first determination step 13 is deep learning.

第一判定工程13及び第二判定工程14では、ワークWに一つでも欠陥があると判断した場合に、そのワークWは不良と判定され、ワークWに一つも欠陥がないと判断した場合に、そのワークWは良と判定される。この実施形態では、撮像手段2の構成に起因して、一個のワークWについて二個のワーク画像G3が抽出されるため、一個のワーク画像G3に一つでも欠陥があれば、そのワークWは不良と判定される。従って、二個のワーク画像G3の何れにも欠陥がない場合に、そのワークWは良と判定される。 In the first determination step 13 and the second determination step 14, when it is determined that the work W has at least one defect, the work W is determined to be defective, and when it is determined that the work W has no defect. , The work W is judged to be good. In this embodiment, two work images G3 are extracted for one work W due to the configuration of the image pickup means 2. Therefore, if there is even one defect in one work image G3, the work W is It is judged to be defective. Therefore, when there is no defect in any of the two work images G3, the work W is determined to be good.

図5は、上記の各工程を時系列で示すフローチャートである。同図に示すように、フローチャートのステップS1で撮像工程11を行い、ステップS2でワーク画像抽出工程12を行い、その後にステップS3で第一判定工程13を先に行う。そして、ステップS4で第一判定工程13による良否判定の結果が不良である場合には、そのワークWは不良として処理され、第二判定工程14を行わない。一方、ステップS4で第一判定工程13による良否判定の結果が良である場合には、ステップS5でさらに第二判定工程14を行う。そして、ステップS6で第二判定工程14による良否判定の結果が不良である場合には、そのワークWは不良として処理され、第二判定工程14による判定結果が良である場合には、そのワークは良として処理される。 FIG. 5 is a flowchart showing each of the above steps in chronological order. As shown in the figure, the imaging step 11 is performed in step S1 of the flowchart, the work image extraction step 12 is performed in step S2, and then the first determination step 13 is performed first in step S3. If the result of the pass / fail determination by the first determination step 13 is defective in step S4, the work W is treated as defective and the second determination step 14 is not performed. On the other hand, if the result of the quality determination by the first determination step 13 is good in step S4, the second determination step 14 is further performed in step S5. Then, if the result of the pass / fail judgment by the second determination step 14 is defective in step S6, the work W is treated as a defect, and if the determination result by the second determination step 14 is good, the work W is processed. Is treated as good.

なお、上記のフローチャートに示す動作は一例であって、第二判定工程14を第一判定工程13よりも先に行い、第二判定工程14による良否判定の結果が良である場合には、第一判定工程13をさらに行うようにしてもよい。この時の第一判定工程13による良否判定の結果が良である場合には、そのワークWは良として処理され、第一判定工程13よる良否判定の結果が不良である場合には、そのワークWは不良として処理される。なお、先に行う第二判定工程14による良否判定の結果が不良である場合には、第一判定工程13をさらに行ってもよく或いは行わなくてもよい。また、第一判定工程13と第二判定工程14とを同時期に行うようにして、第一判定工程13の良否判定の結果が不良である場合にはその結果を優先し、第二判定工程14の良否判定の結果が良である場合にはその結果を優先するなどのようにしてもよい。 The operation shown in the above flowchart is an example, and when the second determination step 14 is performed before the first determination step 13 and the result of the pass / fail determination by the second determination step 14 is good, the second determination step 14 is performed. One determination step 13 may be further performed. If the result of the pass / fail judgment by the first judgment step 13 at this time is good, the work W is treated as good, and if the result of the pass / fail judgment by the first judgment step 13 is bad, the work W is treated as good. W is treated as defective. If the result of the quality determination by the second determination step 14 performed earlier is poor, the first determination step 13 may or may not be further performed. Further, the first determination step 13 and the second determination step 14 are performed at the same time, and if the result of the pass / fail determination of the first determination step 13 is defective, the result is prioritized and the second determination step is performed. If the result of the pass / fail determination of 14 is good, the result may be prioritized.

第一判定工程13は、ワークWが良である確率を演算する工程をさらに含んでいる。そして、第一判定工程13では、上記演算により得られた確率と、その確率に対して予め定められた閾値とに基づいて、ワークWが良であるか不良であるかの結果が得られる。具体的には、ワークWが良である確率がパーセンテージで表わされると共に、閾値は例えば90%に設定されている。従って、ワークWを良であるとする確率が90%以上である場合には、そのワークWは良とされ、その確率が90%未満である場合は、そのワークWは不良とされる。 The first determination step 13 further includes a step of calculating the probability that the work W is good. Then, in the first determination step 13, the result of whether the work W is good or bad is obtained based on the probability obtained by the above calculation and the threshold value predetermined for the probability. Specifically, the probability that the work W is good is expressed as a percentage, and the threshold value is set to, for example, 90%. Therefore, if the probability that the work W is good is 90% or more, the work W is considered good, and if the probability is less than 90%, the work W is considered bad.

図6は、第一判定工程13で使用する良否判定学習モデルを構築する手順を示す概略のフローチャートである。同図に示すように、先ずステップS11で、複数個(例えば1000個以上)の学習用ワーク画像を収集する。これらの学習用ワーク画像は、複数個のワークWの表面W1及び裏面W2(図1参照)をそれぞれ撮像手段2で撮像し、それらの撮像した画像から抽出したものである。この学習用ワーク画像を抽出する手順は図3に示す手順と同一であって、その処理は、処理部8の画像処理手段によって行われる。また、この抽出した学習用ワーク画像の態様は、図3(c)に示すワーク画像G3の態様と同一である。そして、複数回に亘って抽出される複数個の学習用ワーク画像は、その都度、処理部8の記憶手段に記憶される。 FIG. 6 is a schematic flowchart showing a procedure for constructing a pass / fail judgment learning model used in the first judgment step 13. As shown in the figure, first, in step S11, a plurality of (for example, 1000 or more) learning work images are collected. These learning work images are obtained by capturing the front surface W1 and the back surface W2 (see FIG. 1) of the plurality of work Ws by the imaging means 2, and extracting them from the captured images. The procedure for extracting the learning work image is the same as the procedure shown in FIG. 3, and the processing is performed by the image processing means of the processing unit 8. Further, the aspect of the extracted learning work image is the same as that of the work image G3 shown in FIG. 3 (c). Then, the plurality of learning work images extracted over a plurality of times are stored in the storage means of the processing unit 8 each time.

この場合、ステップS12では、上記の抽出した学習用ワーク画像に基づいて、新たな学習用ワーク画像が作成される。具体的には、上記の抽出した複数個の学習用ワーク画像の全てまたは一部を、45°、135°、225°、315°の角度ごとにそれぞれ画像面内で回転させる改変処理をすることで、新たな学習用ワーク画像を複数個作成する。この改変処理は、ワークWの表面W1と裏面W2との少なくとも一方から抽出した学習用ワーク画像について行われる。また、これに代えてまたはこれと共に、上記の抽出した複数個の学習用ワーク画像の全てまたは一部を、その中央部を通る直線の両側で反転させる改変処理を、上記の直線の傾斜角度を複数に変更して行うことで、新たな学習用ワーク画像を複数個作成する。この改変処理も、ワークWの表面W1と裏面W2との少なくとも一方から抽出した学習用ワーク画像について行われる。 In this case, in step S12, a new learning work image is created based on the extracted learning work image. Specifically, a modification process is performed in which all or a part of the plurality of extracted learning work images is rotated in the image plane at angles of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °, respectively. Then, create multiple new learning work images. This modification process is performed on the learning work image extracted from at least one of the front surface W1 and the back surface W2 of the work W. In addition, instead of or in combination with this, a modification process of inverting all or a part of the above-mentioned extracted plurality of learning work images on both sides of a straight line passing through the center thereof is performed to change the inclination angle of the above-mentioned straight line. By changing to multiple, multiple new learning work images are created. This modification process is also performed on the learning work image extracted from at least one of the front surface W1 and the back surface W2 of the work W.

次に、ステップS13で、収集した複数個の学習用ワーク画像と、新たに作成した学習用ワーク画像とを、良の学習用ワーク画像と、不良の学習用ワーク画像とに分類する。この分類は、作業者が、表示部10に表示される学習用ワーク画像を見ながら入力部9を操作することによって行う。ここで、良の学習用ワーク画像とは、そのワーク画像中に欠陥の候補が全くないか、或いは、そのワーク画像中に欠陥の候補があっても、それが小さい等の理由によって欠陥に該当せず、ワークWが不良にならないようなワーク画像である。また、不良の学習用ワーク画像とは、そのワーク画像中に少なくとも一個の欠陥の候補があり、そのうちの少なくとも一個が欠陥に該当して、ワークWが不良になるようなワーク画像である。 Next, in step S13, the collected plurality of learning work images and the newly created learning work image are classified into a good learning work image and a bad learning work image. This classification is performed by the operator operating the input unit 9 while looking at the learning work image displayed on the display unit 10. Here, a good learning work image corresponds to a defect because there is no defect candidate in the work image, or even if there is a defect candidate in the work image, it is small. It is a work image that does not cause the work W to become defective. Further, the defective learning work image is a work image in which at least one defect candidate is present in the work image, at least one of them corresponds to a defect, and the work W becomes defective.

その後、ステップS14で、良の学習用ワーク画像と、不良の学習用ワーク画像とを使用して、ディープラーニングによる学習で良否判定学習モデルを構築する。この良否判定学習モデルは、ニューラルネットワークによる学習モデルである。なお、この良否判定学習モデルの構築によって計算式が作成される。従って、厳密には、第一判定工程13では、この計算式を用いてワークWの良否判定が行われる。ここでのニューラルネットワークは、入力層と出力層との間に、入力層側から順に、第一の畳み込み層と、プーリング層と、第二の畳み込み層と、結合層と、ドロップアウト層とを含む4層を備えている。また、このニューラルネットワークは、上述の第一の畳み込み層の入力層側に、学習用ワーク画像をランダム加工する処理層を有している。さらに、このニューラルネットワークは、最も入力層側に存する結合層のニューロン数が512以下であって、且つ、フィルタサイズが5以上である。 Then, in step S14, a good / bad learning work image is used and a good / bad learning work image is used to construct a good / bad judgment learning model by learning by deep learning. This pass / fail judgment learning model is a learning model using a neural network. A calculation formula is created by constructing this pass / fail judgment learning model. Therefore, strictly speaking, in the first determination step 13, the quality of the work W is determined using this calculation formula. Here, the neural network has a first convolution layer, a pooling layer, a second convolution layer, a connection layer, and a dropout layer between the input layer and the output layer in order from the input layer side. It has 4 layers including. Further, this neural network has a processing layer for randomly processing a learning work image on the input layer side of the above-mentioned first convolution layer. Further, in this neural network, the number of neurons in the connecting layer existing on the input layer side is 512 or less, and the filter size is 5 or more.

ここで、良の学習用ワーク画像を6067個、不良の学習用ワーク画像を4500個として、ディープラーニングによる学習で良否判定学習モデルを構築した後、2000個のワークWについて、第一判定工程13を行った。その結果、従来においては欠陥と認識できなかったために良と判定されていたワークWを、正確に不良と判定したものが17個存在していた。この正確な判定をしたワークWの代表例を、図7(a)~図7(d)に示す。 Here, with 6067 good learning work images and 4500 bad learning work images, a good / bad judgment learning model is constructed by learning by deep learning, and then the first judgment step 13 is performed for 2000 work Ws. Was done. As a result, there were 17 works W that were determined to be good because they could not be recognized as defects in the past, but were accurately determined to be defective. Representative examples of the work W that has made this accurate determination are shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d).

図7(a)に示すワーク画像G3(1)では、ワークWの貫通孔Whの内周縁部に欠けZ1が発生している。図7(b)に示すワーク画像G3(2)では、ワークWの外周縁部に厚み方向にはみ出すバリZ2が発生している。図7(c)に示すワーク画像G3(3)では、ワークWの貫通孔Whの内周縁部に厚み方向にはみ出すバリZ3が発生している。上述の内周縁部の欠けZ1、外周縁部の厚み方向にはみ出すバリZ2、内周縁部の厚み方向にはみ出すバリZ3は、何れも、欠陥と正確に認識されている。また、図7(d)に示すワーク画像G3(4)では、ワークWに黒点異物Z4が散在して付着している。この図7(d)に示す態様では、黒点異物Z4の大きさ、個数、及び密集状態に応じて、欠陥であるか否かが認識されるが、図示の態様では、欠陥と正確に認識されている。これらの欠陥は、ワークWが脆性を有し、特にセラミック焼結品であるため、予測できない欠陥である。そのため、これらを欠陥と認識することが、従来においては不可能であったが、本発明者等が、これらの欠陥に着目して、鋭意研究を重ねつつ上述の良否判定学習モデルを用いた結果、これらを欠陥と正確に認識できるようになった。 In the work image G3 (1) shown in FIG. 7A, a chip Z1 is generated in the inner peripheral edge portion of the through hole Wh of the work W. In the work image G3 (2) shown in FIG. 7B, burrs Z2 protruding in the thickness direction are generated on the outer peripheral edge of the work W. In the work image G3 (3) shown in FIG. 7 (c), a burr Z3 protruding in the thickness direction is generated in the inner peripheral edge portion of the through hole Wh of the work W. The above-mentioned chipped Z1 in the inner peripheral edge portion, the burr Z2 protruding in the thickness direction of the outer peripheral edge portion, and the burr Z3 protruding in the thickness direction of the inner peripheral edge portion are all accurately recognized as defects. Further, in the work image G3 (4) shown in FIG. 7 (d), black spot foreign matter Z4 is scattered and adhered to the work W. In the embodiment shown in FIG. 7D, whether or not the black spot foreign matter Z4 is defective is recognized according to the size, number, and dense state of the black spot foreign matter Z4, but in the illustrated embodiment, it is accurately recognized as a defect. ing. These defects are unpredictable defects because the work W is brittle and is particularly a ceramic sintered product. Therefore, it has not been possible in the past to recognize these as defects, but the results of the present inventors focusing on these defects and using the above-mentioned pass / fail judgment learning model while conducting intensive research. , These can now be accurately recognized as defects.

また、従来においては、ワークWの一部に付着した埃や塵を、欠陥と認識してしまう判定ミスが生じていた。しかしながら、本発明では、上記のように2000個のワークについて、第一判定工程13を行った結果、ワークWに埃や塵が付着していても、そのワークWのワーク画像G3からは、埃や塵が欠陥と認識されなくなった。これについても、本発明者等が、埃や塵に着目して、鋭意研究を重ねつつ上述の良否判定学習モデルを用いた結果、埃や塵を欠陥と認識してしまう判定ミスをなくすことができるようになった。 Further, in the past, there has been a determination error in which dust or dust adhering to a part of the work W is recognized as a defect. However, in the present invention, even if dust or dirt adheres to the work W as a result of performing the first determination step 13 for 2000 works as described above, the work image G3 of the work W shows dust. And dust are no longer recognized as defects. Again, as a result of the present inventors focusing on dust and dust and using the above-mentioned pass / fail judgment learning model while conducting intensive research, it is possible to eliminate the judgment error of recognizing dust and dust as defects. I can now do it.

第一判定工程13を繰り返し行っている間には、第一判定工程13での良否判定の正解率が低下していく場合がある。ここで、この実施形態では、良否判定が正解であるか否かは、作業者によって判断され、作業者は、その判断結果を入力部9を通じて処理部8に入力するようになっている。処理部8は、その判断結果を集計して正解率を算出し、表示部10にその正解率を表示させることができる。この場合、正解率がどの程度まで低下したかの判断は、処理部8によって行うことができる。従って、処理部8が、その正解率が予め設定された所定値よりも低下したことを把握した場合には、第一判定工程13を中断させることが好ましい。この第一判定工程13の中断は、処理部8からの指令によって行わせることができる。なお、正解率が所定値よりも低下したことの判断や第一判定工程13の中断は、作業者によって行うようにしてもよい。ここで、本発明者等は、この正解率の低下が、突発的に現われた不良のワーク画像G3によってもたされていることを知見した。ここでいう突発的に現われた不良のワーク画像G3とは、正解率が低下し始める以前に行われた全ての欠陥分類工程(後述する)において複数に区分された欠陥の種類の何れの種類にも属していなかった欠陥を有する不良のワーク画像G3を意味する。そこで、本発明者等は、この知見に基づいて、正解率が低下し始める以前には存在していなかった種類の欠陥を有する不良のワーク画像を用いて、良否判定学習モデルを更新するようにした。 While the first determination step 13 is repeated, the accuracy rate of the pass / fail determination in the first determination step 13 may decrease. Here, in this embodiment, whether or not the quality determination is correct is determined by the operator, and the operator inputs the determination result to the processing unit 8 through the input unit 9. The processing unit 8 can aggregate the determination results to calculate the correct answer rate, and display the correct answer rate on the display unit 10. In this case, the processing unit 8 can determine to what extent the correct answer rate has decreased. Therefore, when the processing unit 8 finds that the correct answer rate is lower than the preset predetermined value, it is preferable to interrupt the first determination step 13. The interruption of the first determination step 13 can be performed by a command from the processing unit 8. It should be noted that the determination that the correct answer rate has fallen below the predetermined value and the interruption of the first determination step 13 may be performed by the operator. Here, the present inventors have found that this decrease in the correct answer rate is caused by the suddenly appearing defective work image G3. The defective work image G3 that suddenly appears here refers to any of the types of defects classified into a plurality of defects in all the defect classification steps (described later) performed before the accuracy rate starts to decrease. It also means a defective work image G3 having a defect that did not belong to it. Therefore, based on this finding, the present inventors should update the pass / fail judgment learning model using a defective work image having a type of defect that did not exist before the accuracy rate began to decrease. bottom.

図8は、良否判定学習モデルを更新する手順の一例を示す概略のフローチャートである。同図に示すように、先ずステップS21で、複数個の突発的に現れた不良のワーク画像を学習用ワーク画像として収集する。この学習用ワーク画像は、第一判定工程13を行っている間に処理部8の記憶手段に記憶されていたものであって、表示部10に表示された学習用ワーク画像を作業者が見ることで、突発的に現われた不良であるか否かを確認した上で収集される。この場合、ステップS22で、上記の収集した学習用ワーク画像に基づいて、新たな学習用ワーク画像が作成される。具体的には、上記の収集した全て或いは一部の学習用ワーク画像を、45°、135°、225°、315°の角度ごとにそれぞれ画像面内で回転させる改変処理を行うことで、新たな学習用ワーク画像を複数個作成する。また、これに代えてまたはこれと共に、上記の収集した学習用ワーク画像を、その中央部を通る直線の両側で反転させる改変処理を、上記の直線の傾斜角度を複数に変更して行うことで、新たな学習用ワーク画像を複数個作成する。この新たな学習用ワーク画像の作成は、処理部8の画像処理手段によって行われる。次に、ステップS23で、上記の収集した学習用ワーク画像と、新たに作成した学習用ワーク画像とを使用して、ディープラーニングによる学習で良否判定学習モデルを更新する。そして、この更新された良否判定学習モデル(厳密には計算式)は、中断していた第一判定工程13が再び行われる際に使用される。 FIG. 8 is a schematic flowchart showing an example of a procedure for updating the pass / fail judgment learning model. As shown in the figure, first, in step S21, a plurality of suddenly appearing defective work images are collected as learning work images. This learning work image is stored in the storage means of the processing unit 8 while the first determination step 13 is being performed, and the operator sees the learning work image displayed on the display unit 10. Therefore, it is collected after confirming whether it is a defect that appears suddenly. In this case, in step S22, a new learning work image is created based on the collected learning work image. Specifically, by performing a modification process in which all or part of the collected work images for learning are rotated in the image plane at intervals of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °, respectively. Create multiple learning work images. Further, instead of or in combination with this, a modification process of inverting the collected learning work image on both sides of a straight line passing through the central portion thereof is performed by changing the inclination angle of the straight line to a plurality. , Create multiple new learning work images. The creation of this new learning work image is performed by the image processing means of the processing unit 8. Next, in step S23, the pass / fail judgment learning model is updated by learning by deep learning using the collected learning work image and the newly created learning work image. Then, this updated pass / fail determination learning model (strictly speaking, a calculation formula) is used when the interrupted first determination step 13 is performed again.

なお、上記の良否判定学習モデルの更新は、突発的に現れた不良のワーク画像G3だけでなく、それ以外の良否判定にミスがあったワーク画像G3も含めて、上記と同様の手順で行うようにしてもよい。また、このような良否判定学習モデルの更新は、定期的に行うようにしてもよい。 It should be noted that the above-mentioned update of the pass / fail judgment learning model is performed in the same procedure as above, including not only the work image G3 having a defect that suddenly appeared but also the work image G3 having a mistake in the pass / fail judgment other than that. You may do so. Further, such a pass / fail judgment learning model may be updated periodically.

図9は、第二判定工程14で使用される機械学習を含まないアルゴリズムプログラムによる良否判定の概略の手順を示すフローチャートである。この良否判定は、ワークに存在する欠陥が何種類あるかが、予め行われたワークの欠陥検査によって知得された上で行われる。そして、複数種類の欠陥の態様は予め二値化画像として処理部8の記憶手段に記憶されている。同図は、9種類の欠陥がある場合を例示している。同図に示すステップS31でのワークWの撮像と、ステップS32でのワーク画像G3の抽出とは、既に撮像工程11とワーク画像抽出工程12とで行われている(図4参照)。その後、ステップS33~S41で、ワーク画像G3に、第1~第9の欠陥の種類に該当する欠陥が存在しているか否かを順々に検査していく。ここで、第1~第9の欠陥の種類とは、例えば、欠け、割れ、バリ、黒色系異物、白色系異物、燃えカス、粉、繊維、窪みである。そして、ステップS33~S41の何れかで、該当する種類の欠陥が存在していることが判定された時点で、そのワークWは不良として処理される。そして、何れのステップでも、該当する種類の欠陥が存在しないと判定された場合に限り、そのワークWは良として処理される。ここでのワーク画像G3の欠陥検査は、ワーク画像G3を二値化して、処理部8の記憶手段に記憶されている二値化画像と対比しつつ、閾値を用いて判定することで行われる。この第二判定工程14が複数回に亘って行われる場合には、全ての欠陥の種類について検査をしなくても済むのが大半であるため、処理の迅速化が図られ、作業効率が向上する。 FIG. 9 is a flowchart showing a schematic procedure of pass / fail judgment by an algorithm program that does not include machine learning used in the second judgment step 14. This pass / fail judgment is performed after the number of types of defects existing in the work is known by the defect inspection of the work performed in advance. Then, the modes of the plurality of types of defects are stored in advance in the storage means of the processing unit 8 as binarized images. The figure illustrates the case where there are nine types of defects. The imaging of the work W in step S31 shown in the figure and the extraction of the work image G3 in step S32 have already been performed in the imaging step 11 and the work image extraction step 12 (see FIG. 4). After that, in steps S33 to S41, it is sequentially inspected whether or not the work image G3 has a defect corresponding to the first to ninth types of defects. Here, the types of the first to ninth defects are, for example, chips, cracks, burrs, black foreign substances, white foreign substances, burnt residue, powder, fibers, and dents. Then, when it is determined in any one of steps S33 to S41 that a defect of the corresponding type exists, the work W is treated as a defect. Then, in any step, the work W is treated as good only when it is determined that the defect of the corresponding type does not exist. The defect inspection of the work image G3 here is performed by binarizing the work image G3 and making a determination using a threshold value while comparing it with the binarized image stored in the storage means of the processing unit 8. .. When the second determination step 14 is performed a plurality of times, it is not necessary to inspect all types of defects in most cases, so that the processing can be speeded up and the work efficiency is improved. do.

図10は、第一判定工程13と第二判定工程14とから得られるワークWの良否判定の結果が不良である場合の後処理の手順を示す概略のフローチャートである。同図に示すように、ワークWが不良と判定された場合には、ステップS41で、一個のワークWについての二個のワーク画像G3の中から不良とされたワーク画像G3を取り込む。この不良とされたワーク画像G3は、図4のワーク画像抽出工程12で既に抽出され且つ処理部8の記憶手段に記憶されていたワーク画像G3の中に存在していたものである。次に、ステップS42で、取り込まれたワーク画像G3から欠陥画像を抽出する。この欠陥画像は、欠陥とその周辺領域のみとからなる部分画像である。具体的には、この欠陥画像は、後述する図12~図14に符号G4(1)~G4(6)で示すような画像であって、欠陥Z5~Z10が、それぞれの欠陥画像G4(1)~G4(6)の中央に存在するように切り取られる。ここでのワークWが不良であるか否かの判断は、処理部8の制御手段によって行われると共に、欠陥画像の抽出は、処理部8の画像処理手段によって行われる。 FIG. 10 is a schematic flowchart showing a post-processing procedure when the result of the quality determination of the work W obtained from the first determination step 13 and the second determination step 14 is defective. As shown in the figure, when the work W is determined to be defective, the work image G3 determined to be defective is taken in from the two work images G3 for one work W in step S41. The defective work image G3 was present in the work image G3 that had already been extracted in the work image extraction step 12 of FIG. 4 and was stored in the storage means of the processing unit 8. Next, in step S42, a defect image is extracted from the captured work image G3. This defect image is a partial image consisting of only the defect and its surrounding area. Specifically, this defect image is an image as shown by the reference numerals G4 (1) to G4 (6) in FIGS. 12 to 14 described later, and the defects Z5 to Z10 are the respective defect images G4 (1). )-G4 (6) is cut so that it exists in the center. Whether or not the work W here is defective is determined by the control means of the processing unit 8, and the defect image is extracted by the image processing means of the processing unit 8.

その後、図10のステップS43で、ディープラーニングによる学習で構築された欠陥分類学習モデルを用いて、欠陥画像に存在する欠陥が、予め複数(例えば10程度)に区分された欠陥の種類のうちの何れの種類に属するかを分類する欠陥分類工程を行う。ここでの欠陥の種類としては、欠け、割れ、バリ、黒色系の立体状異物、黒色系の平面状異物、白色系の立体状異物、白色系の平面状異物、燃えカス(黒色異物)、粉、繊維、窪みなどが挙げられる。そして、ステップS44で、その欠陥が属する種類の欠陥個数を一個だけ加算する。この後は、複数の種類ごとの欠陥の累積個数を、その都度、表示部10に棒グラフ等として表示させてもよく、ステップS41~S44を繰り返し実行した後に、表示部10に棒グラフ等として表示させてもよい。そして、表示部10を作業者が見ることで、どの種類の欠陥が多く、どの種類の欠陥が少ないかを知得することができる。このようにすることで、作業者は、ワークWについての各種の製造条件のうち、どの製造条件が悪いか等を認識できるため、ワークWに生じる欠陥を低減することができる。 Then, in step S43 of FIG. 10, using the defect classification learning model constructed by learning by deep learning, the defects existing in the defect image are divided into a plurality (for example, about 10) in advance among the types of defects. Perform a defect classification step to classify which type it belongs to. The types of defects here are chipping, cracking, burrs, black-based three-dimensional foreign matter, black-based planar foreign matter, white-based three-dimensional foreign matter, white-based planar foreign matter, burning residue (black foreign matter), and Examples include powder, fibers, and dents. Then, in step S44, only one defect of the type to which the defect belongs is added. After that, the cumulative number of defects for each of a plurality of types may be displayed on the display unit 10 as a bar graph or the like each time, and after the steps S41 to S44 are repeatedly executed, the display unit 10 may display the cumulative number of defects as a bar graph or the like. You may. Then, by the operator looking at the display unit 10, it is possible to know which type of defect is more and which type of defect is less. By doing so, the worker can recognize which manufacturing condition is bad among various manufacturing conditions for the work W, so that defects occurring in the work W can be reduced.

図11は、欠陥分類工程で使用する欠陥分類学習モデルを構築する手順を示す概略のフローチャートである。同図に示すように、先ずステップS51で、複数個(例えば1000個以上)の不良のワーク画像を学習用ワーク画像として収集する。この不良のワーク画像は、上述の良否判定学習モデルを構築する際に処理部8の記憶手段に記憶されていた複数個のワーク画像G3から選択したものである。不良のワーク画像であることの識別は、作業者が表示部10に表示されたワーク画像を見ることで行う。次に、ステップS52で、複数個の学習用ワーク画像から学習用欠陥画像をそれぞれ抽出して収集する。この学習用欠陥画像は、欠陥とその周辺領域のみとからなる部分画像である。この学習用欠陥画像の態様は、後述する図12~図14に符号G4(1)~G4(6)で示す画像の態様と同一である。この学習用欠陥画像を抽出する処理は、処理部8の画像処理手段によって行われる。 FIG. 11 is a schematic flowchart showing a procedure for constructing a defect classification learning model used in the defect classification process. As shown in the figure, first, in step S51, a plurality of (for example, 1000 or more) defective work images are collected as learning work images. This defective work image is selected from a plurality of work images G3 stored in the storage means of the processing unit 8 when constructing the above-mentioned pass / fail determination learning model. The worker identifies the defective work image by looking at the work image displayed on the display unit 10. Next, in step S52, learning defect images are extracted and collected from a plurality of learning work images. This learning defect image is a partial image consisting of only the defect and its surrounding area. The aspect of the defect image for learning is the same as the aspect of the image shown by the reference numerals G4 (1) to G4 (6) in FIGS. 12 to 14 described later. The process of extracting the learning defect image is performed by the image processing means of the processing unit 8.

この場合、ステップS53では、上記の抽出した学習用欠陥画像に基づいて、新たな学習用欠陥画像が作成される。具体的には、上記の抽出した複数個の学習用欠陥画像の全てまたは一部を、45°、135°、225°、315°の角度ごとにそれぞれ画像面内で回転させる改変処理を行うことで、新たな学習用欠陥画像を複数個作成する。また、これに代えてまたはこれと共に、上記の抽出した複数個の学習用欠陥画像の全てまたは一部を、その中央を通る直線の両側で反転させる改変処理を、上記の直線の傾斜角度を複数に変更して行うことで、新たな学習用欠陥画像を複数個作成する。この新たな学習用欠陥画像の作成は、処理部8の画像処理手段によって行われる。 In this case, in step S53, a new learning defect image is created based on the extracted learning defect image. Specifically, a modification process is performed in which all or a part of the plurality of extracted defect images for learning are rotated in the image plane at angles of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °, respectively. Then, create a plurality of new defect images for learning. Further, instead of or in combination with this, a modification process of inverting all or a part of all or a part of the above-mentioned extracted plurality of learning defect images on both sides of a straight line passing through the center thereof is performed by using a plurality of tilt angles of the above-mentioned straight line. By changing to, a plurality of new defect images for learning are created. The creation of this new learning defect image is performed by the image processing means of the processing unit 8.

その後、ステップS54で、上記の抽出した複数個の学習用欠陥画像と、新たに作成した複数個の学習用欠陥画像とを、複数の種類に分類して、種類ごとに複数個の学習用欠陥画像を得る。ここでの分類は、作業者が表示部10に表示された学習用欠陥画像を見ることによって行う。その後、ステップS55で、種類ごとの複数個の学習用欠陥画像を使用して、ディープラーニングによる学習で欠陥分類学習モデルを構築する。この欠陥分類学習モデルは、ニューラルネットワークによる学習モデルである。なお、この欠陥分類学習モデルの構築によって計算式が作成される。ここでのニューラルネットワークは、入力層と出力層との間に、入力層側から順に、8層の畳み込み層と、結合層と、ソフトマックス層とを含む3層を備えている。また、このニューラルネットワークは、最も入力層側に存する結合層のニューロン数が512以下であり、且つ、フィルタサイズが3以上である。 After that, in step S54, the above-extracted plurality of learning defect images and the newly created plurality of learning defect images are classified into a plurality of types, and a plurality of learning defects are classified for each type. Get an image. The classification here is performed by the operator looking at the learning defect image displayed on the display unit 10. Then, in step S55, a defect classification learning model is constructed by learning by deep learning using a plurality of defect images for learning for each type. This defect classification learning model is a learning model by a neural network. A calculation formula is created by constructing this defect classification learning model. The neural network here includes three layers including an eight convolution layer, a coupling layer, and a softmax layer in order from the input layer side between the input layer and the output layer. Further, in this neural network, the number of neurons in the connecting layer existing on the input layer side is 512 or less, and the filter size is 3 or more.

ここで、15000個以上の学習用欠陥画像を使用して、ディープラーニングによる学習で欠陥分類学習モデルを構築した後、その欠陥分類学習モデル(厳密には計算式)を使用して、欠陥分類工程を行った。その結果、従来においては正確な分類が困難或いは不可能であった欠陥画像であるにも関わらず、正確に分類できるようになったものが多数存在していた。そのような欠陥画像の代表例を、図12~図14に示す。 Here, after constructing a defect classification learning model by learning by deep learning using more than 15,000 defect images for learning, the defect classification learning model (strictly speaking, a calculation formula) is used to perform a defect classification step. Was done. As a result, there have been many defective images that can be classified accurately even though they are defective images that were difficult or impossible to be classified in the past. Representative examples of such defect images are shown in FIGS. 12 to 14.

図12(a)に示す欠陥画像G4(1)では、欠陥の種類が割れZ5であって、図12(b)に示す欠陥画像G4(2)では、欠陥の種類が黒色異物Z6である。この両者Z5、Z6は、何れも黒色に見えるため、従来は判別ができなかった。しかし、本発明に係る欠陥分類工程では、割れZ5の形状的特徴と、黒色異物Z6の形状的特徴とから、この両者Z5、Z6を異なる種類に正確に分類することができるようになった。 In the defect image G4 (1) shown in FIG. 12A, the type of defect is crack Z5, and in the defect image G4 (2) shown in FIG. 12B, the type of defect is black foreign matter Z6. Since both Z5 and Z6 look black, they could not be distinguished in the past. However, in the defect classification step according to the present invention, it has become possible to accurately classify both Z5 and Z6 into different types based on the shape characteristics of the crack Z5 and the shape characteristics of the black foreign matter Z6.

図13(a)に示す欠陥画像G4(3)では、欠陥の種類が白色系の立体状異物Z7であって、図13(b)に示す欠陥画像G4(4)では、欠陥の種類が白色系の平面状異物Z8である。この両者Z7、Z8は、何れも白色に見えるため、従来は判別ができなかった。しかし、本発明に係る欠陥分類工程では、立体状異物Z7については影があり、平面状異物Z8については影がないため、この両者Z7、Z8を異なる種類に正確に分類することができるようになった。 In the defect image G4 (3) shown in FIG. 13 (a), the defect type is a white three-dimensional foreign matter Z7, and in the defect image G4 (4) shown in FIG. 13 (b), the defect type is white. It is a planar foreign body Z8 of the system. Since both Z7 and Z8 look white, they could not be distinguished in the past. However, in the defect classification step according to the present invention, the three-dimensional foreign matter Z7 has a shadow and the planar foreign matter Z8 has no shadow, so that both Z7 and Z8 can be accurately classified into different types. became.

図14(a)に示す欠陥画像G4(5)では、欠陥の種類が黒色系の立体状異物Z9であって、図14(b)に示す欠陥画像G4(6)では、欠陥の種類が黒色系の平面状異物Z10である。この両者Z9、Z10は、何れも黒色に見えるため、従来は判別ができなかった。しかし、本発明に係る欠陥分類工程では、立体状異物Z9については一様に黒色ではなく、平面状異物Z10については一様に黒色であるため、この両者Z9、Z10を異なる種類に正確に分類することができるようになった。 In the defect image G4 (5) shown in FIG. 14 (a), the defect type is a black-based three-dimensional foreign matter Z9, and in the defect image G4 (6) shown in FIG. 14 (b), the defect type is black. It is a planar foreign body Z10 of the system. Since both Z9 and Z10 look black, they could not be distinguished in the past. However, in the defect classification step according to the present invention, the three-dimensional foreign matter Z9 is not uniformly black, and the planar foreign matter Z10 is uniformly black. Therefore, both Z9 and Z10 are accurately classified into different types. You can now do it.

なお、欠陥分類工程を繰り返し行っている間に、分類ミスが生じたり、突発的な欠陥が現れることによって、欠陥分類の正解率が低下した場合には、図8に示した良否判定学習モデルの更新と同様の要領で、欠陥分類学習モデルを更新するようにしてもよい。また、この欠陥分類学習モデルの更新は、定期的に行うようにしてもよい。ここで、突発的な欠陥とは、正解率が低下し始める以前に行われた全ての欠陥分類工程において複数に区分された欠陥の種類の何れの種類にも属していなかった欠陥を意味する。 If the accuracy rate of defect classification decreases due to a classification error or a sudden defect appearing while the defect classification process is repeated, the pass / fail judgment learning model shown in FIG. 8 is used. The defect classification learning model may be updated in the same manner as the update. Further, the defect classification learning model may be updated regularly. Here, the sudden defect means a defect that does not belong to any of the types of defects classified into a plurality of defects in all the defect classification steps performed before the accuracy rate starts to decrease.

図15は、この実施形態に係るワーク検査システム1をより詳細に示す概略構成図である。同図に示すように、ワーク検査システム1は、ワークWを撮像する上述の撮像手段2と、撮像手段2からの信号を受けてワーク画像抽出工程12を行うワーク画像抽出処理部15と、ワーク画像抽出処理部15で抽出されたワーク画像に基づいて第一判定工程13を行う第一判定処理部16と、ワーク画像抽出処理部15で抽出されたワーク画像に基づいて第二判定工程14を行う第二判定処理部17とを備える。この場合、ワーク画像抽出処理部15、第一判定処理部16及び第二判定処理部17は、何れも、図2に示す処理部8に備えられている。 FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing the work inspection system 1 according to this embodiment in more detail. As shown in the figure, the work inspection system 1 includes the above-mentioned image pickup means 2 for imaging the work W, a work image extraction processing unit 15 for performing a work image extraction step 12 in response to a signal from the image pickup means 2, and a work. The first determination processing unit 16 that performs the first determination step 13 based on the work image extracted by the image extraction processing unit 15, and the second determination step 14 based on the work image extracted by the work image extraction processing unit 15. It is provided with a second determination processing unit 17 to perform. In this case, the work image extraction processing unit 15, the first determination processing unit 16, and the second determination processing unit 17 are all provided in the processing unit 8 shown in FIG.

さらに、このワーク検査システム1は、第一判定処理部16及び第二判定処理部17での判定結果が不良である場合に、不良のワーク画像から欠陥画像を抽出する欠陥画像抽出処理部18と、欠陥画像抽出処理部18で抽出された欠陥画像に基づいて上述の欠陥分類工程を行う欠陥分類処理部19とを備える。この欠陥画像抽出処理部18及び欠陥分類処理部19も、図2に示す処理部8に備えられている。 Further, the work inspection system 1 includes a defect image extraction processing unit 18 that extracts a defect image from a defective work image when the determination results of the first determination processing unit 16 and the second determination processing unit 17 are defective. A defect classification processing unit 19 that performs the above-mentioned defect classification step based on the defect image extracted by the defect image extraction processing unit 18 is provided. The defect image extraction processing unit 18 and the defect classification processing unit 19 are also provided in the processing unit 8 shown in FIG.

従って、このワーク検査システム1におけるワーク画像抽出処理部15、第一判定処理部16、第二判定処理部17、欠陥画像抽出処理部18及び欠陥分類処理部19での各動作やこれら相互間を接続する一連の動作は、例えば、コンピュータプログラムを実行するためのCPU等の制御手段(画像処理手段等を含む)や、メモリやハードディスク等の記憶手段などを有する電子情報処理装置によって実行される。 Therefore, each operation in the work image extraction processing unit 15, the first determination processing unit 16, the second determination processing unit 17, the defect image extraction processing unit 18, and the defect classification processing unit 19 in the work inspection system 1 and their mutual operations are performed. A series of connected operations is executed, for example, by a control means (including an image processing means) such as a CPU for executing a computer program, or an electronic information processing device having a storage means such as a memory or a hard disk.

以上の実施形態では、脆性を有するワークWの形状が円板状または円柱状であるが、四角形或いは多角形の板状や柱状であってもよく、また貫通孔は二個以上であってもよく或いはなくてもよい。 In the above embodiment, the shape of the work W having brittleness is a disk shape or a columnar shape, but it may be a quadrangular or polygonal plate shape or a columnar shape, and may have two or more through holes. It may or may not be good.

以上の実施形態では、機械学習のアルゴリズムが、ディープラーニングであるが、いわゆる教師あり学習であれば他の機械学習であってもよい。 In the above embodiment, the machine learning algorithm is deep learning, but other machine learning may be used as long as it is so-called supervised learning.

以上の実施形態における第二判定工程(第二判定処理部)での各処理は、上述したものに限定されるものではなく、機械学習を含まないアルゴリズムを用いるものであれば、他の各処理を行うものであってもよい。 Each process in the second determination step (second determination processing unit) in the above embodiment is not limited to the above-mentioned one, and other processes as long as an algorithm that does not include machine learning is used. It may be the one that performs.

以上の実施形態では、第一判定工程13(第一判定処理部16)と、第二判定工程14(第二判定処理部17)との二つで、ワークWの良否判定を行うようにしたが、第二判定工程14(第二判定処理部17)を廃止して、第一判定工程13(第一判定処理部16)のみでワークWの良否判定を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, the quality of the work W is determined by the first determination process 13 (first determination processing unit 16) and the second determination process 14 (second determination processing unit 17). However, the second determination step 14 (second determination processing unit 17) may be abolished, and the quality determination of the work W may be performed only by the first determination step 13 (first determination processing unit 16).

1 ワーク検査システム
2 撮像手段
3 透明基板
11 撮像工程
12 ワーク画像抽出工程
13 第一判定工程
14 第二判定工程
15 ワーク画像抽出処理部
16 第一判定処理部
17 第二判定処理部
18 欠陥画像抽出処理部
19 欠陥分類処理部
W ワーク
W1 ワークの表面
W2 ワークの裏面
G3 ワーク画像
G4 欠陥画像
Z10 平面状異物
Z2 バリ
Z3 バリ
Z4 黒点異物
Z5 割れ
Z6 黒色異物
Z7 白色系の立体状異物
Z8 白色系の平面状異物
Z9 黒色系の立体状異物
Z10 黒色系の平面状異物
1 Work inspection system 2 Imaging means 3 Transparent substrate 11 Imaging process 12 Work image extraction process 13 First determination process 14 Second determination process 15 Work image extraction processing unit 16 First determination processing unit 17 Second determination processing unit 18 Defect image extraction Processing unit 19 Defect classification Processing unit W Work W1 Work surface W2 Work back surface G3 Work image G4 Defect image Z10 Flat foreign matter Z2 Bali Z3 Bali Z4 Black spot foreign matter Z5 Crack Z6 Black foreign matter Z7 White three-dimensional foreign matter Z8 White Planar foreign matter Z9 Black-based three-dimensional foreign matter Z10 Black-based flat foreign matter

Claims (19)

脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をするワーク検査方法であって、
前記ワークを撮像して、ワーク画像を抽出し、
機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第一判定工程と、
機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第二判定工程とを有し、
前記ワークの表面及び裏面が欠陥検査の対象面であって、該ワークを透明基板上に載置し、該ワークを表側から撮像することで、一のワーク画像を得ると共に、該ワークを前記透明基板を介して裏側から撮像することで、他のワーク画像を得ることを特徴とするワーク検査方法。
It is a work inspection method that inspects the presence or absence of defects in a work having brittleness and determines the quality of the work.
The work is imaged, the work image is extracted, and the work image is extracted.
Using the pass / fail judgment learning model constructed by machine learning, the first judgment step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and making a pass / fail judgment of the work,
It has a second determination step of inspecting the extracted work image for defects and determining the quality of the work by using an algorithm program that does not include machine learning.
The front surface and the back surface of the work are the target surfaces for defect inspection, and the work is placed on a transparent substrate and the work is imaged from the front side to obtain one work image and the work is transparent. A work inspection method characterized in that another work image is obtained by taking an image from the back side via a substrate .
前記第一判定工程を前記第二判定工程よりも先に行い、前記第一判定工程で前記ワークが不良と判定された場合に、前記第二判定工程を行わないことを特徴とする請求項1に記載のワーク検査方法。 Claim 1 is characterized in that the first determination step is performed before the second determination step, and when the work is determined to be defective in the first determination step, the second determination step is not performed. Work inspection method described in. 前記第一判定工程では、前記ワークが良である確率を演算すると共に、前記確率と、その確率に対して予め定められた閾値とに基づいて、前記ワークの良否判定の結果を得ることを特徴とする請求項1または2に記載のワーク検査方法。 The first determination step is characterized in that the probability that the work is good is calculated, and the result of the quality determination of the work is obtained based on the probability and a predetermined threshold value for the probability. The work inspection method according to claim 1 or 2. 前記ワークの表面及び裏面が欠陥検査の対象面であって、該ワークを透明基板上に載置し、該ワークを表側から撮像することで、前記良否判定学習モデルを構築するために用いる一の学習用ワーク画像を得ると共に、該ワークを前記透明基板を介して裏側から撮像することで、前記良否判定学習モデルを構築するために用いる他の学習用ワーク画像を得ることを特徴とする請求項1~の何れかに記載のワーク検査方法。 One that is used to construct the pass / fail judgment learning model by placing the work on a transparent substrate and imaging the work from the front side, where the front surface and the back surface of the work are the target surfaces for defect inspection. The claim is characterized in that a learning work image is obtained and another learning work image used for constructing the pass / fail judgment learning model is obtained by imaging the work from the back side via the transparent substrate. The work inspection method according to any one of 1 to 3 . 前記良否判定学習モデルの構築に用いるために得られた前記一の学習用ワーク画像と前記他の学習用ワーク画像との少なくとも一方の学習用ワーク画像を所定角度だけ回転させる一の改変処理と、該一の学習用ワーク画像と該他の学習用ワーク画像との少なくとも一方の学習用ワーク画像をその中央部を通る直線の両側で反転させる他の改変処理とのうち、少なくとも一方の改変処理を行うことで、新たな学習用ワーク画像を作成し、該新たな学習用ワーク画像と改変処理前の学習用ワーク画像とを用いて前記良否判定学習モデルを構築することを特徴とする請求項に記載のワーク検査方法。 One modification process of rotating at least one of the learning work images of the one learning work image and the other learning work image obtained for use in constructing the pass / fail judgment learning model by a predetermined angle. Of the other modification processes in which at least one of the learning work image of the one learning work image and the other learning work image is inverted on both sides of a straight line passing through the central portion thereof, at least one modification process is performed. 4. The present invention is characterized in that a new learning work image is created, and the pass / fail judgment learning model is constructed by using the new learning work image and the learning work image before the modification process. Work inspection method described in. 前記第一判定工程では、ワークの縁部の欠け、ワークの縁部の厚み方向にはみ出すバリ、ワークに散在して付着した黒点異物の少なくとも一つをワークの前記欠陥と認識することを特徴とする請求項1~の何れかに記載のワーク検査方法。 The first determination step is characterized in that at least one of a chipped edge of the work, a burr protruding in the thickness direction of the edge of the work, and a black spot foreign substance scattered and adhered to the work is recognized as the defect of the work. The work inspection method according to any one of claims 1 to 5 . 前記ワークに散在して付着した黒点異物については、該黒点異物の大きさ、個数、及び密集状態に応じて前記欠陥であるか否かを認識することを特徴とする請求項に記載のワーク検査方法。 The work according to claim 6 , wherein the black spot foreign matter scattered and adhered to the work recognizes whether or not the black spot foreign matter is a defect according to the size, number, and dense state of the black spot foreign matter. Inspection methods. 前記第一判定工程と前記第二判定工程とから得られるワークの良否判定の結果が不良である場合に、機械学習により構築された欠陥分類学習モデルを用いて、該不良のワーク画像中の欠陥が、予め複数に区分された欠陥の種類のうちの何れの種類に属するかの分類をする欠陥分類工程を行うことを特徴とする請求項1~の何れかに記載のワーク検査方法。 When the result of the quality determination of the work obtained from the first determination step and the second determination step is defective, the defect in the defective work image is used by using the defect classification learning model constructed by machine learning. However, the work inspection method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the defect classification step is performed to classify which of the types of defects is classified into a plurality of types in advance. 前記良否判定学習モデルを構築する際に用いた複数個の学習用ワーク画像の中から、複数個の不良の学習用ワーク画像を選択し、それら不良の学習用ワーク画像から、欠陥とその周辺領域のみとからなる部分画像としての複数個の学習用欠陥画像を抽出し、それら学習用欠陥画像を用いて、前記欠陥分類学習モデルを構築することを特徴とする請求項に記載のワーク検査方法。 A plurality of defective learning work images are selected from a plurality of learning work images used when constructing the pass / fail judgment learning model, and defects and their peripheral regions are selected from the defective learning work images. The work inspection method according to claim 8 , wherein a plurality of learning defect images as partial images consisting of chisel are extracted, and the defect classification learning model is constructed by using the learning defect images. .. 前記欠陥分類学習モデルの構築に用いるために得られた前記学習用欠陥画像を所定角度だけ回転させる一の改変処理と、該学習用欠陥画像をその中央部を通る直線の両側で反転させる他の改変処理とのうち、少なくとも一方の改変処理を行うことで、新たな学習用欠陥画像を作成し、該新たな学習用欠陥画像と改変処理前の学習用欠陥画像とを用いて前記欠陥分類学習モデルを構築することを特徴とする請求項に記載のワーク検査方法。 One modification process that rotates the learning defect image obtained for use in constructing the defect classification learning model by a predetermined angle, and another that inverts the learning defect image on both sides of a straight line passing through the central portion thereof. By performing at least one of the modification processes, a new learning defect image is created, and the defect classification learning is performed using the new learning defect image and the learning defect image before the modification process. The work inspection method according to claim 9 , wherein a model is constructed. 前記欠陥分類工程では、ワークの一部に発生した割れと、ワークの一部に付着した黒色異物とを、異なる種類の欠陥として分類することを特徴とする請求項8~10の何れかに記載のワーク検査方法。 The defect classification step according to any one of claims 8 to 10 , wherein the crack generated in a part of the work and the black foreign matter adhering to the part of the work are classified as different types of defects. Work inspection method. 前記欠陥分類工程では、ワークの一部に付着した白色系または黒色系の立体状異物と、前記立体状異物と同色系の平面状異物とを、異なる種類の欠陥として分類することを特徴とする請求項8~11の何れかに記載のワーク検査方法。 The defect classification step is characterized in that white or black three-dimensional foreign matter adhering to a part of the work and planar foreign matter having the same color as the three-dimensional foreign matter are classified as different types of defects. The work inspection method according to any one of claims 8 to 11 . 前記第一判定工程での良否判定の結果の正解率が低下した場合に、該正解率が低下し始める以前に行われた全ての前記欠陥分類工程において前記複数に区分された欠陥の種類の何れの種類にも属していなかった欠陥を有する不良のワーク画像を、学習用ワーク画像として用いて機械学習することで、前記良否判定学習モデルを更新することを特徴とする請求項8~12の何れかに記載のワーク検査方法。 When the correct answer rate as a result of the pass / fail judgment in the first determination step decreases, any of the types of defects classified into the plurality of defects in all the defect classification steps performed before the correct answer rate starts to decrease. Any of claims 8 to 12 , wherein the pass / fail determination learning model is updated by machine learning using a defective work image having a defect that does not belong to the above type as a learning work image. Work inspection method described in Crab. 前記ワークは、タブレット状のセラミック焼結品であって、前記ワーク画像は、前記ワークを厚み方向に視て撮像したものであることを特徴とする請求項1~13の何れかに記載のワーク検査方法。 The work according to any one of claims 1 to 13 , wherein the work is a tablet-shaped ceramic sintered product, and the work image is an image of the work viewed in the thickness direction. Inspection methods. 前記機械学習のアルゴリズムは、ディープラーニングであることを特徴とする請求項1~14の何れかに記載のワーク検査方法。 The work inspection method according to any one of claims 1 to 14 , wherein the machine learning algorithm is deep learning. 脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をするワーク検査方法であって、It is a work inspection method that inspects the presence or absence of defects in a work having brittleness and determines the quality of the work.
前記ワークを撮像して、ワーク画像を抽出し、 The work is imaged, the work image is extracted, and the work image is extracted.
機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第一判定工程と、 Using the pass / fail judgment learning model constructed by machine learning, the first judgment step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and making a pass / fail judgment of the work,
機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第二判定工程とを有し、 It has a second determination step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and determining the quality of the work by using an algorithm program that does not include machine learning.
前記ワークの表面及び裏面が欠陥検査の対象面であって、該ワークを透明基板上に載置し、該ワークを表側から撮像することで、前記良否判定学習モデルを構築するために用いる一の学習用ワーク画像を得ると共に、該ワークを前記透明基板を介して裏側から撮像することで、前記良否判定学習モデルを構築するために用いる他の学習用ワーク画像を得ることを特徴とするワーク検査方法。 One that is used to construct the pass / fail judgment learning model by placing the work on a transparent substrate and imaging the work from the front side, where the front surface and the back surface of the work are the target surfaces for defect inspection. A work inspection characterized in that a work image for learning is obtained and another work image for learning used for constructing the pass / fail judgment learning model is obtained by imaging the work from the back side via the transparent substrate. Method.
前記良否判定学習モデルの構築に用いるために得られた前記一の学習用ワーク画像と前記他の学習用ワーク画像との少なくとも一方の学習用ワーク画像を所定角度だけ回転させる一の改変処理と、該一の学習用ワーク画像と該他の学習用ワーク画像との少なくとも一方の学習用ワーク画像をその中央部を通る直線の両側で反転させる他の改変処理とのうち、少なくとも一方の改変処理を行うことで、新たな学習用ワーク画像を作成し、該新たな学習用ワーク画像と改変処理前の学習用ワーク画像とを用いて前記良否判定学習モデルを構築することを特徴とする請求項16に記載のワーク検査方法。One modification process of rotating at least one of the learning work image of the one learning work image and the other learning work image obtained for use in constructing the pass / fail judgment learning model by a predetermined angle. Of the other modification processes in which at least one of the learning work image of the one learning work image and the other learning work image is inverted on both sides of a straight line passing through the central portion thereof, at least one modification process is performed. The present invention is characterized in that a new learning work image is created, and the pass / fail determination learning model is constructed by using the new learning work image and the learning work image before the modification process. Work inspection method described in. 脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をするワーク検査方法であって、It is a work inspection method that inspects the presence or absence of defects in a work having brittleness and determines the quality of the work.
前記ワークを撮像して、ワーク画像を抽出し、 The work is imaged, the work image is extracted, and the work image is extracted.
機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第一判定工程と、 Using the pass / fail judgment learning model constructed by machine learning, the first judgment step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and making a pass / fail judgment of the work,
機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第二判定工程とを有し、 It has a second determination step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and determining the quality of the work by using an algorithm program that does not include machine learning.
前記第一判定工程と前記第二判定工程とから得られるワークの良否判定の結果が不良である場合に、機械学習により構築された欠陥分類学習モデルを用いて、該不良のワーク画像中の欠陥が、予め複数に区分された欠陥の種類のうちの何れの種類に属するかの分類をする欠陥分類工程を行い、 When the result of the quality determination of the work obtained from the first determination step and the second determination step is defective, the defect in the defective work image is used by using the defect classification learning model constructed by machine learning. However, a defect classification step is performed to classify which type of defects is classified into a plurality of types in advance.
前記良否判定学習モデルを構築する際に用いた複数個の学習用ワーク画像の中から、複数個の不良の学習用ワーク画像を選択し、それら不良の学習用ワーク画像から、欠陥とその周辺領域のみとからなる部分画像としての複数個の学習用欠陥画像を抽出し、それら学習用欠陥画像を用いて、前記欠陥分類学習モデルを構築し、 A plurality of defective learning work images are selected from a plurality of learning work images used when constructing the pass / fail judgment learning model, and defects and their peripheral regions are selected from the defective learning work images. A plurality of learning defect images as partial images consisting of chisel are extracted, and the defect classification learning model is constructed by using the learning defect images.
前記欠陥分類学習モデルの構築に用いるために得られた前記学習用欠陥画像を所定角度だけ回転させる一の改変処理と、該学習用欠陥画像をその中央部を通る直線の両側で反転させる他の改変処理とのうち、少なくとも一方の改変処理を行うことで、新たな学習用欠陥画像を作成し、該新たな学習用欠陥画像と改変処理前の学習用欠陥画像とを用いて前記欠陥分類学習モデルを構築することを特徴とするワーク検査方法。 One modification process that rotates the learning defect image obtained for use in constructing the defect classification learning model by a predetermined angle, and another that inverts the learning defect image on both sides of a straight line passing through the central portion thereof. By performing at least one of the modification processes, a new learning defect image is created, and the defect classification learning is performed using the new learning defect image and the learning defect image before the modification process. A work inspection method characterized by building a model.
脆性を有するワークの欠陥の有無を検査して該ワークの良否判定をするワーク検査方法であって、It is a work inspection method that inspects the presence or absence of defects in a work having brittleness and determines the quality of the work.
前記ワークを撮像して、ワーク画像を抽出し、 The work is imaged, the work image is extracted, and the work image is extracted.
機械学習により構築された良否判定学習モデルを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第一判定工程と、 Using the pass / fail judgment learning model constructed by machine learning, the first judgment step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and making a pass / fail judgment of the work,
機械学習を含まないアルゴリズムプログラムを用いて、前記抽出されたワーク画像について欠陥の有無を検査して前記ワークの良否判定をする第二判定工程とを有し、 It has a second determination step of inspecting the extracted work image for the presence or absence of defects and determining the quality of the work by using an algorithm program that does not include machine learning.
前記第一判定工程と前記第二判定工程とから得られるワークの良否判定の結果が不良である場合に、機械学習により構築された欠陥分類学習モデルを用いて、該不良のワーク画像中の欠陥が、予め複数に区分された欠陥の種類のうちの何れの種類に属するかの分類をする欠陥分類工程を行い When the result of the quality determination of the work obtained from the first determination step and the second determination step is defective, the defect in the defective work image is used by using the defect classification learning model constructed by machine learning. However, a defect classification step is performed to classify which type of defects is classified into a plurality of types in advance.
前記第一判定工程での良否判定の結果の正解率が低下した場合に、該正解率が低下し始める以前に行われた全ての前記欠陥分類工程において前記複数に区分された欠陥の種類の何れの種類にも属していなかった欠陥を有する不良のワーク画像を、学習用ワーク画像として用いて機械学習することで、前記良否判定学習モデルを更新することを特徴とするワーク検査方法。 When the correct answer rate as a result of the pass / fail judgment in the first determination step decreases, any of the types of defects classified into the plurality of defects in all the defect classification steps performed before the correct answer rate starts to decrease. A work inspection method characterized in that the pass / fail determination learning model is updated by machine learning using a defective work image having a defect that does not belong to the above type as a learning work image.
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