JPH0676069A - Surface defect detecting device - Google Patents

Surface defect detecting device

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JPH0676069A
JPH0676069A JP4228680A JP22868092A JPH0676069A JP H0676069 A JPH0676069 A JP H0676069A JP 4228680 A JP4228680 A JP 4228680A JP 22868092 A JP22868092 A JP 22868092A JP H0676069 A JPH0676069 A JP H0676069A
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JP
Japan
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image
inspection
defect
neural network
feature amount
Prior art date
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Application number
JP4228680A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masuji Oshima
満寿治 大嶋
Takeshi Ishimoto
豪 石本
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4228680A priority Critical patent/JPH0676069A/en
Publication of JPH0676069A publication Critical patent/JPH0676069A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To automatically discriminate the surface defect of an inspection object by automatically generating the algorithm of surface defect inspection by using a little learning data. CONSTITUTION:The defect of the inspection object is automatically discriminated by picking up the images of the inspection object so that the flaw of an inspection part appears as the brightness and the darkness of images by an image pickup means 10, extracting the statistic information of the brightness and the darkness of the images of the inspection part or information relating to the size of the flaw or the both by a featured value extraction means 14, inputting the information of the images extracted into a neural network 16 and learning the inspected result of an inspector as teacher data.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は表面欠陥検出装置に係
り、より詳しくは、ニューラルネットワークを用いて学
習することにより欠陥検出のアルゴリズムを自動的に生
成して検査対象の欠陥を自動的に判定する表面欠陥検出
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface defect detecting apparatus, and more specifically, a defect detecting algorithm is automatically generated by learning using a neural network to automatically judge a defect to be inspected. The present invention relates to a surface defect detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】検査員
が目視により行っていた製品の欠陥検査を自動化するた
め、従来では、TVカメラを用いて検査対象を撮像し、
この撮像した画像全体について、画像の明暗(濃淡)か
ら欠陥とすべき疵の特徴量を抽出する画像処理を行い、
欠陥の有無を判定していた。検査対象である製品毎に疵
の性質等が異るため、従来の画像処理による方法では、
検査対象毎に欠陥検査のためのアルゴリズムを作成する
必要があり、これを解決して欠陥検査のアルゴリズムを
自動的に作成するために、ニューラルネットワークを用
いた次の1)〜3)の技術が知られている。
2. Description of the Related Art In order to automate a defect inspection of a product which an inspector visually inspects, a TV camera is conventionally used to image an inspection object,
With respect to the entire imaged image, image processing is performed to extract the feature value of the defect that should be a defect from the lightness (lightness) of the image,
The presence or absence of defects was judged. Since the properties of defects are different for each product to be inspected, the conventional image processing method
It is necessary to create an algorithm for defect inspection for each inspection object, and in order to solve this and automatically create an algorithm for defect inspection, the following techniques 1) to 3) using a neural network are used. Are known.

【0003】1)特開平2−58182号 この技術は、2次元画像の局所フーリエ変換結果を特徴
量として、ニューラルネットワークによって画像のパタ
ーン認識を行うものである。この方法は、2次元画像の
局所フーリエ変換結果を特徴量としているため、特徴を
強調でき識別能力の向上に有効であるが、ニューラルネ
ットワークへの入力データ数が多くネットワークが大規
模になり、ニューラルネットワークでの処理に多くの時
間を要する。また、フーリエ変換の処理にも多くの時間
を要する。
1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-58182 This technique recognizes a pattern of an image by a neural network using the result of local Fourier transform of a two-dimensional image as a feature amount. Since this method uses the result of local Fourier transform of a two-dimensional image as a feature amount, it is effective in enhancing the feature by enhancing the feature, but the number of input data to the neural network is large and the network becomes large in scale. It takes a lot of time to process in the network. Further, the Fourier transform processing also requires a lot of time.

【0004】2)特開平3−91878号 この技術は、上記1)の技術と同様にフーリエ変換結果
を特徴量としているが、光演算を用いるため上記1)の
技術より高速に実行できる。この技術では、特徴量を求
める1次処理としてフーリエ変換の他に、2次元画像か
らのエッジ抽出、細線化、回転、拡大、縮小などの画像
処理を行い、これを特徴量として入力することも可能と
しているが、いずれも光ニューラルネットワークでの処
理を前提としている。また、これらの特徴量は、本発明
で扱う特徴量とは異なっている。
2) Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-91878 This technique uses the result of Fourier transform as a feature amount as in the technique of 1) above, but it can be executed at a higher speed than the technique of 1) because it uses optical calculation. In this technique, in addition to Fourier transform as a primary process for obtaining the feature amount, image processing such as edge extraction from a two-dimensional image, thinning, rotation, enlargement, reduction, etc. is performed, and this may be input as the feature amount. It is possible, but both are premised on processing by an optical neural network. Further, these feature amounts are different from the feature amounts handled in the present invention.

【0005】3)鋼板表面疵検査へのニューラルネット
ワーク適用研究(新日鉄・君津製作所) この技術では、鋼板表面の幅方向に照射したレーザ光の
反射波形を検出し、疵の有無を検査する。検査は、幅方
向に疵の単体を包括する大きさの範囲A毎に行う。
3) Study on application of neural network to steel sheet surface flaw inspection (Nippon Steel & Kimitsu Works) In this technique, the presence or absence of flaws is inspected by detecting the reflected waveform of the laser beam irradiated in the width direction of the steel sheet surface. The inspection is performed for each range A having a size that covers a single flaw in the width direction.

【0006】ニューラルネットワークへの入力は、波形
の強度の特徴量と波形の形状の特徴量との2項目とし、
ニューラルネットワークへの入力データ数を少なくして
いる。この波形の強度の特徴量及び波形の形状の特徴量
は、次のようにして求めている。すなわち、幅方向の位
置をi、位置iにおける反射光の強度をxi、範囲A内
の最大強度をXmax 、最小強度をXmin として、次の
(1)式により範囲A内の標準偏差σで正規化した波形
の強度の特徴量を求める。また、次の(2)式により範
囲Aの2次平均yA を、範囲Aより広い範囲Bの2次平
均yB で正規化し、波形の形状の特徴量を求める。
The inputs to the neural network are two items, the feature quantity of the waveform intensity and the feature quantity of the waveform shape.
The number of input data to the neural network is reduced. The feature amount of the waveform intensity and the feature amount of the waveform shape are obtained as follows. That is, assuming that the position in the width direction is i, the intensity of the reflected light at the position i is xi, the maximum intensity within the range A is X max , and the minimum intensity is X min , the standard deviation σ within the range A according to the following equation (1). The feature quantity of the intensity of the waveform normalized by is calculated. Further, the quadratic average y A of the range A is normalized by the quadratic average y B of the range B wider than the range A by the following equation (2) to obtain the feature amount of the waveform shape.

【0007】なお、(3)〜(4)式において、Nは範
囲A内のデータ数、(5)式において、Nは2次平均を
算出する範囲A内あるいは範囲B内のデータ数である。
In the expressions (3) to (4), N is the number of data in the range A, and in the expression (5), N is the number of data in the range A or the range B for calculating the quadratic average. .

【0008】 波形の強度の特徴量=(Xmax −Xmin )/σ ・・・(1) 波形の形状の特徴量=yA /yB ・・・(2) ただし、Waveform intensity feature amount = (X max −X min ) / σ (1) Waveform shape feature amount = y A / y B (2)

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】この方法は、位置に依存しない統計情報で
ある波形の強度の特徴量及び波形の形状の特徴量を特徴
量として用いることから、ニューラルネットワークに入
力する信号の位置ずれによる検出能力の低下はないが、
幅方向の1次元情報だけを入力しているため、長さ方向
の疵を検出できない。またこれらの特徴量は、本発明の
特徴量とは異なっている。
In this method, since the feature quantity of the waveform intensity and the feature quantity of the waveform shape, which are the statistical information independent of the position, are used as the feature quantity, the detection capability is deteriorated due to the position shift of the signal input to the neural network. But not
Since only the one-dimensional information in the width direction is input, the flaw in the length direction cannot be detected. Further, these characteristic amounts are different from the characteristic amounts of the present invention.

【0011】本発明は上記問題点を解決するために成さ
れたもので、明暗(濃淡)で表現された検査対象の画像
について、画像の簡単な特徴量と検査結果との関係をニ
ューラルネットワークを用いて学習することにより少な
い学習データを用いて欠陥検査のアルゴリズムを自動的
に生成して検査対象の欠陥を自動的に判定する表面欠陥
検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. With respect to an image of an inspection target expressed in light and shade (shades), a neural network is used to determine the relation between a simple feature amount of the image and the inspection result. It is an object of the present invention to provide a surface defect detection apparatus that automatically generates a defect inspection algorithm by using less learning data by learning by using it and automatically determines a defect of an inspection target.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、検査対象の疵が画像の明暗として現れるよ
うに検査対象を撮像された検査部位の画像の特徴量を抽
出する特徴量抽出手段と、ニューラルネットワークを備
え、抽出された画像の特徴量をニューラルネットワーク
に入力し検査員の検査結果を教師データとして学習する
ことにより検査対象の欠陥を自動的に判定する欠陥判定
手段と、を含んで構成されている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a feature amount for extracting a feature amount of an image of an inspection region where an image of the inspection object is picked up so that a flaw of the inspection object appears as a contrast of the image. Defect determining means including an extracting means and a neural network, and automatically determining a defect of an inspection target by inputting a feature amount of the extracted image to the neural network and learning an inspection result of an inspector as teacher data, It is configured to include.

【0013】[0013]

【作用】本発明の撮像特徴量抽出手段は、検査対象の疵
が画像の明暗、すなわち濃淡として現れるように検査対
象を撮像された検査部位の画像の特徴量を抽出する。こ
の特徴量としては、画像の明暗の統計情報及び疵の大き
さに関連した情報のいずれかあるいは両者を使用するこ
とができる。欠陥判定手段は、ニューラルネットワーク
を備えており、抽出された画像の特徴量をニューラルネ
ットワークに入力し検査員の検査結果を教師データとし
て学習することにより、欠陥検査のアルゴリズムを自動
生成して検査対象の欠陥を自動的に判定する。このよう
に、本発明では欠陥検査のアルゴリズムを自動生成する
ことができるので、アルゴリズムの作成が困難なときに
おいても検査対象の欠陥を判定することができる。
The imaged characteristic amount extraction means of the present invention extracts the characteristic amount of the image of the inspection region in which the inspection object is imaged so that the flaw of the inspection object appears as the light and darkness of the image, that is, the light and shade. As the feature amount, either or both of the statistical information on the brightness of the image and the information related to the size of the flaw can be used. The defect determining means is equipped with a neural network, and the feature amount of the extracted image is input to the neural network to learn the inspection result of the inspector as teacher data to automatically generate the defect inspection algorithm and inspect the inspection target. Defects are automatically determined. As described above, according to the present invention, since the defect inspection algorithm can be automatically generated, the defect to be inspected can be determined even when it is difficult to create the algorithm.

【0014】[0014]

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図1に示すように、本実施例の表面欠陥検出
装置は、検査対象の疵が画面の明暗、すなわち濃淡とし
て現れるように検査対象を撮像する撮像手段10を備え
ている。この撮像手段10は、TVカメラやCCDカメ
ラ等を用いることができる。撮像手段10は、後述する
方法で画像の簡単な特徴量として画像の明暗の統計情報
10項目または疵の大きさに関連した情報16項目ある
いはその両者を抽出する画像の特徴量抽出手段14に接
続されている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the surface defect detection apparatus according to the present embodiment includes an image pickup unit 10 that picks up an image of an inspection target so that a defect of the inspection target appears as the darkness or darkness of the screen. A TV camera, a CCD camera, or the like can be used as the image pickup means 10. The image pickup means 10 is connected to the image feature quantity extraction means 14 for extracting, as a simple feature quantity of the image, 10 items of statistical information of brightness and darkness of the image, 16 items of information related to the size of the flaw, or both as a simple feature amount of the image by a method described later. Has been done.

【0015】特徴量抽出手段14は、ニューラルネット
ワーク16に接続されている。ニューラルネットワーク
16は、入力層、1層あるいは複数の中間層及び出力層
で構成され、特徴量抽出手段14で抽出された画像の簡
単な特徴量を入力データとして入力層の入力要素の各々
に入力し、予め求められている検査員の検査結果を望ま
しい出力である教師データとして学習する。この学習
は、一般に知られている誤差逆伝播法を用いる。ニュー
ラルネットワーク16の入力層の入力要素は入力項目の
数と同数、中間層の中間要素は任意、出力層の出力要素
は出力させようとする形態に合せて1個もしくは複数個
とする。出力の形態とは、欠陥の有無あるいは程度ある
いは種類をどのように出力要素に割当てるかであり、例
えば、欠陥の有無あるいは程度あるいは種類を出力要素
の出力値に割当てるときは1個、出力要素に割当てると
きは複数個になる。なお、図1では出力要素1個の3層
構成を示した。
The feature quantity extracting means 14 is connected to the neural network 16. The neural network 16 is composed of an input layer, one layer or a plurality of intermediate layers, and an output layer, and inputs the simple feature amount of the image extracted by the feature amount extraction means 14 to each of the input elements of the input layer as input data. Then, the inspection result of the inspector obtained in advance is learned as the desired output of the teacher data. This learning uses a generally known backpropagation method. The number of input elements in the input layer of the neural network 16 is the same as the number of input items, the number of intermediate elements in the intermediate layer is arbitrary, and the number of output elements in the output layer is one or more according to the form to be output. The output form is how to assign the presence or absence, degree or type of defect to the output element. For example, when assigning the presence or absence, degree or type of defect to the output value of the output element, one is assigned to the output element. When allocating, it becomes plural. Note that FIG. 1 shows a three-layer structure with one output element.

【0016】以下本実施例の作用を説明する。撮像手段
10により検査対象の疵が画像の明暗として撮像され
る。特徴量抽出手段14は、後述する方法で画像の簡単
な特徴量として画像の明暗の統計情報や疵の大きさに関
連した情報を抽出し、0.0〜1.0の範囲の値に正規
化して出力する。ニューラルネットワーク16は特徴量
抽出手段14で抽出されかつ正規化されて出力された画
像の簡単な特徴量または疵の大きさに関連した情報ある
いはその両者を入力データとして検査員の検査結果を望
ましい出力である教師データとして学習する。学習した
後のニューラルネットワーク16の出力値は、設定した
出力形態に従って出力し、欠陥の有無あるいは程度を判
定する。
The operation of this embodiment will be described below. The flaw of the inspection target is picked up by the image pickup means 10 as the brightness of the image. The feature amount extraction means 14 extracts statistical information of light and darkness of the image and information related to the size of the flaw as a simple feature amount of the image by a method described later, and normalizes it to a value in the range of 0.0 to 1.0. Convert and output. The neural network 16 outputs the inspection result of the inspector as a desired output using the simple feature amount of the image extracted and normalized by the feature amount extracting unit 14 and the information related to the size of the flaw, or both as input data. Is learned as teacher data. The output value of the neural network 16 after learning is output according to the set output form, and the presence or absence or the degree of the defect is determined.

【0017】なお、ニューラルネットワーク16の学習
が終了した後、必要であれば、注目した入力項目以外の
入力値を固定し、注目した入力値を変化させた時に判定
結果に与える影響を調査し、判定に影響の少ない入力項
目を除去して再学習してもよい。このように入力項目を
除去することにより、入力データの個数を更に少なくす
ることができ、処理時間を短縮できる。
After the learning of the neural network 16 is completed, if necessary, the input values other than the focused input item are fixed, and the influence on the judgment result when the focused input value is changed is investigated, You may re-learn by removing the input items that have little influence on the determination. By removing the input items in this way, the number of input data can be further reduced, and the processing time can be shortened.

【0018】本実施例によれば、画像の簡単な特徴量か
ら欠陥検出のアルゴリズムを自動的に生成できるので、
アルゴリズムを開発する必要がなく従って表面欠陥検出
装置の開発期間を短縮することができる。特に、検査員
の検査基準が数値化されていない等によってアルゴリズ
ムの生成が困難な時には有効である。また画像から複雑
な処理をほどこす特徴量を抽出する必要がないので、画
像処理時間を短縮することができる。また、画像情報を
少量に圧縮した特徴量をニューラルネットワークの入力
とするため、ニューラルネットワークを小規模にでき、
処理時間を短縮でき、かつ学習に必要なデータを少なく
できる。
According to this embodiment, since the defect detection algorithm can be automatically generated from the simple feature amount of the image,
It is not necessary to develop an algorithm, so that the development period of the surface defect detection device can be shortened. In particular, it is effective when it is difficult to generate an algorithm because the inspection standard of the inspector is not digitized. Further, since it is not necessary to extract a feature amount that undergoes complicated processing from the image, it is possible to shorten the image processing time. Also, since the feature amount obtained by compressing the image information into a small amount is input to the neural network, the neural network can be made small,
The processing time can be shortened and the data required for learning can be reduced.

【0019】次に画像の簡単な特徴量の抽出方法につい
て説明する。切出された検査部位の画像から、ニューラ
ルネットワークの入力データとする簡単な特徴量を、次
に示す方法で算出する。この特徴量は、欠陥の発生位置
の影響を除き、情報を圧縮したものである。なお、画像
を構成する画素のアドレスは、X方向をi、Y方向をj
で表し、画素の輝度をpx[i][j]とする。
Next, a simple method for extracting a feature amount of an image will be described. From the cut-out image of the inspection region, a simple feature amount that is input data to the neural network is calculated by the following method. This feature amount is obtained by compressing information excluding the influence of the defect occurrence position. Note that the addresses of the pixels forming the image are i in the X direction and j in the Y direction.
, And the pixel brightness is px [i] [j].

【0020】1)画像の明暗の統計情報の場合 画像の明暗を強調するため、次式により注目画素と注目
画素の周囲8画素(点)との輝度の差分dx[i][j]を求め
る。ただし、画像の範囲だけを扱い、例えば、dx[0][0]
は、画像範囲内の3画素の差分とする。
1) In the case of statistical information on the brightness of the image In order to emphasize the brightness of the image, the difference dx [i] [j] of the brightness between the pixel of interest and the eight pixels (points) around the pixel of interest is calculated by the following equation. . However, only the image range is handled, and for example dx [0] [0]
Is the difference of 3 pixels in the image range.

【0021】 dx[i][j]=8×px[i][j] −px[i−1][j−1]−px[i−1][j]−px[i−1][j+1] −px[i][j−1]−px[i][j+1] −px[i+1][j−1]−px[i+1][j]−px[i+1][j+1] ・・・(6) 輝度px[i][j]と(6)式から求められる注目画素と周囲
画素との輝度の差分dx[i][j]とから、画像の明暗の統計
情報として次の10項目の特徴量を得る。
Dx [i] [j] = 8 × px [i] [j] −px [i−1] [j−1] −px [i−1] [j] −px [i−1] [ j + 1] -px [i] [j-1] -px [i] [j + 1] -px [i + 1] [j-1] -px [i + 1] [j] -px [i + 1] [j + 1] ( 6) From the brightness px [i] [j] and the brightness difference dx [i] [j] between the pixel of interest and the surrounding pixels, which is obtained from the equation (6), the following 10 items of statistical information about the brightness of the image are calculated. Get the feature quantity.

【0022】輝度px[i][j]の平均値、最大値、最小値、
最大値と最小値との差、標準偏差 差分dx[i][j]の平均値、最大値、最小値、最大値と最小
値との差、標準偏差 2)疵の大きさに関連した第1の情報(暗い画素が疵に
相当するとき)の場合注目画素の輝度px[i][j]が周囲画
素の輝度に比べて暗いとき、注目画素の周囲8画素の明
暗(疵の有無)を調べ、次式により疵の大きさに関連し
た特徴量として暗い画素の合計値bx[i][j]を求める。
Average value, maximum value, minimum value of brightness px [i] [j],
Difference between maximum value and minimum value, standard deviation Mean value, maximum value, minimum value, difference between maximum value and minimum value, standard deviation of the difference dx [i] [j], standard deviation 2) No. related to the size of the flaw In the case of 1 information (when a dark pixel corresponds to a defect) When the brightness px [i] [j] of the pixel of interest is darker than the brightness of surrounding pixels, the brightness of 8 pixels around the pixel of interest (whether there is a defect) Then, the total value bx [i] [j] of dark pixels is obtained as a feature amount related to the size of the flaw by the following equation.

【0023】もし F(px[i][j])が1のとき、(7)式を
実行する。 bx[i][j] = F(px[i-1][j-1] + F(px[i-1][j]) + F(px[i-1][j+1]) + F(px[i][j-1] + F(px[i][j+1]) + F(px[i+1][j-1] + F(px[i+1][j]) + F(px[i+1][j+1] ・・・(7) ただし、F(x)は、xが暗いとき1、明るいとき0であ
る。
If F (px [i] [j]) is 1, then equation (7) is executed. bx [i] [j] = F (px [i-1] [j-1] + F (px [i-1] [j]) + F (px [i-1] [j + 1]) + F (px [i] [j-1] + F (px [i] [j + 1]) + F (px [i + 1] [j-1] + F (px [i + 1] [j] ) + F (px [i + 1] [j + 1] (7) where F (x) is 1 when x is dark and 0 when x is bright.

【0024】暗い画素の合計値bx[i][j]から次式によ
り、周囲の疵の数nが1から8までの周囲の疵の大きさ
に関連した第1の情報を求め、16項目の特徴量を得
る。
From the total value bx [i] [j] of dark pixels, the first information relating to the size of the surrounding flaws with the number n of surrounding flaws of 1 to 8 is obtained by the following equation, and 16 items are obtained. Get the feature quantity of.

【0025】 疵の大きさの特徴量の積算=Σ F1(n,bx[i][j]) ・・・(8) 疵の大きさの特徴量の平均=Σ F1(n,bx[i][j]) / Σ F2(n,bx[i][j]) ・・・(9) ただし、F1(n,x) は、x≧n のときx,x<n のとき0 F2(n,x) は、x≧n のとき1,x<n のとき0 である。Accumulation of feature quantity of flaw size = Σ F1 (n, bx [i] [j]) (8) Average of feature quantity of flaw size = Σ F1 (n, bx [i ] [j]) / Σ F2 (n, bx [i] [j]) (9) where F1 (n, x) is 0 when x ≧ n and 0 F2 (when x <n n, x) is 1 when x ≧ n and 0 when x <n.

【0026】3)疵の大きさに関連した第2の情報(明
るい画素が疵に相当するとき)の場合 注目画素の輝度px[i][j]が周囲に比べて明るいとき、注
目画素の周囲8画素の明暗(疵の有無)を調べ、次式に
より疵の大きさに関連した特徴量として明るい画素の合
計値wx[i][j]を求める。
3) Second information related to the size of a flaw (when a bright pixel corresponds to a flaw) When the brightness px [i] [j] of the pixel of interest is brighter than the surroundings, The brightness (darkness) of the surrounding 8 pixels is checked, and the total value wx [i] [j] of bright pixels is obtained as the feature amount related to the size of the darkness by the following equation.

【0027】もし F(px[i][j])が1のとき、(10)式
を実行する。 wx[i][j] = F(px[i-1][j-1] + F(px[i-1][j]) + F(px[i-1][j+1]) + F(px[i][j-1] + F(px[i][j+1]) + F(px[i+1][j-1] + F(px[i+1][j]) + F(px[i+1][j+1] ・・・(10) ただし、F(x)は、xが明るいとき1、暗いとき0であ
る。
If F (px [i] [j]) is 1, then equation (10) is executed. wx [i] [j] = F (px [i-1] [j-1] + F (px [i-1] [j]) + F (px [i-1] [j + 1]) + F (px [i] [j-1] + F (px [i] [j + 1]) + F (px [i + 1] [j-1] + F (px [i + 1] [j] ) + F (px [i + 1] [j + 1] (10) where F (x) is 1 when x is bright and 0 when x is dark.

【0028】明るい画素の合計値wx i j から次式によ
り、周囲の疵の数nが1から8までの周囲の疵の大きさ
に関連した第2の情報を求め、16項目の特徴量を得
る。
From the total value wx ij of the bright pixels, the second information relating to the size of the surrounding flaws in which the number n of the surrounding flaws is 1 to 8 is obtained by the following formula, and the feature quantity of 16 items is obtained. .

【0029】 疵の大きさの特徴量の積算=Σ F1(n,wx[i][j]) ・・・(11) 疵の大きさの特徴量の平均=Σ F1(n,wx[i][j]) / Σ F2(n,wx[i][j]) ・・・(12) ただし、F1(n,x) は、x≧nのときx,x<nのとき0 F2(n,x) は、x≧nのとき1,x<nのとき0 である。Accumulation of feature size of flaw size = Σ F1 (n, wx [i] [j]) (11) Average of feature size of flaw size = Σ F1 (n, wx [i ] [j]) / Σ F2 (n, wx [i] [j]) (12) where F1 (n, x) is 0 when x ≧ n and 0 F2 (when x <n n, x) is 1 when x ≧ n and 0 when x <n.

【0030】次に上記本実施例の表面欠陥検出装置を用
い、欠陥検出アルゴリズムを自動生成して欠陥を自動検
出する場合に最適な画像の特徴量を検討した結果を説明
する。
Next, a description will be given of the result of examining the optimum image feature amount when the defect detection algorithm is automatically generated and the defect is automatically detected using the surface defect detection apparatus of the present embodiment.

【0031】シリンダ・ヘッドのバルブシート当り面を
検査対象とし、上記特徴量抽出の手法1)、2)、3)
のうち任意のものを入力情報、検査員の検査結果を教師
とするニューラルネットワークで学習を行ない、学習後
のニューラルネットワークに学習に用いなかった複数の
検査画像を入力して判定することにより、欠陥有りと無
しに対する正答率は、それぞれ100〔%〕と99.4
〔%〕であった。
The surface of the cylinder head that contacts the valve seat is inspected, and the above feature amount extraction methods 1), 2), 3) are used.
Defects are obtained by performing learning with a neural network that uses any of the input information as input information and the inspection result of the inspector as a teacher, and inputting multiple inspection images that were not used for learning to the neural network after learning. The correct answer rates for the presence and absence are 100% and 99.4, respectively.
〔%〕Met.

【0032】本実施例では、シリンダ・ヘッドのバルブ
シート当り面を検査対象としたが、本発明はこれに限定
するものでなく例えば、切削や穴あけなどの材料加工に
よる表面欠陥、鋳造やダイキャストなどの製品の表面欠
陥など、検査部位の疵を画像の明暗として提造できる表
面欠陥の検出に適用できる。
In this embodiment, the valve seat contact surface of the cylinder head was inspected, but the present invention is not limited to this. For example, surface defects due to material processing such as cutting or drilling, casting or die casting. It can be applied to the detection of surface defects such as surface defects of products such as defects on the inspection site that can be proposed as the contrast of the image.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像特徴量を抽出して抽出した画像特徴量を入力してニュ
ーラルネットワークに学習させているため、画像を構成
する画素の明暗を入力するに比べてニューラルネットワ
ークを小規模にでき、処理時間が短く、かつ学習させる
データが少なくなり、また表面欠陥を判定するアルゴリ
ズムを自動的に生成して表面欠陥を自動的に判定するこ
とができる、という効果が得られる。
As described above, according to the present invention, since the image feature amount is extracted and the extracted image feature amount is input to the neural network for learning, the brightness of the pixels forming the image is input. Compared to the above, the neural network can be made smaller, the processing time is shorter, the amount of data to be learned is less, and the surface defect can be automatically judged by automatically generating the algorithm for judging the surface defect. The effect of, is obtained.

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

【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 撮像手段 14 特徴量抽出手段 16 ニューラルネットワーク 10 Imaging Unit 14 Feature Extraction Unit 16 Neural Network

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査部位の疵が画像の明暗として現れる
ように検査対象を撮像された検査部位の画像の特徴量を
抽出する特徴量抽出手段と、 ニューラルネットワークを備え、抽出された画像の特徴
量をニューラルネットワークに入力し検査員の検査結果
を教師データとして学習することにより検査対象の欠陥
を自動的に判定する欠陥判定手段と、 を含む表面欠陥検出装置。
1. A feature amount extraction means for extracting a feature amount of an image of an inspection region imaged of an inspection object such that a flaw of the inspection region appears as a contrast of an image, and a feature of the extracted image, which is equipped with a neural network. A surface defect detection device comprising: a defect determination means for automatically determining a defect to be inspected by inputting an amount into a neural network and learning an inspection result of an inspector as teacher data.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6556291B2 (en) 2000-05-31 2003-04-29 Nidek Co., Ltd. Defect inspection method and defect inspection apparatus
JP2008164461A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Kochi Univ Of Technology Inspection method and apparatus of thin plate-shaped component
WO2020010638A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 华为技术有限公司 Method and device for detecting defective pixel in image

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