CN106461566B - 拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法 - Google Patents

Abstract

具有对拉链(20)的拉链链牙(24)的表面进行拍摄的相机(12)、对拉链链牙(24)进行照明的照明装置(14)。选择会对通过相机(12)拍摄到的图像带来影响的多个控制因素，在各控制因素的多个条件的各条件下同时拍摄多个拉链链牙(24)。针对通过相机(12)得到的拍摄有多个拉链链牙(24)的多个彩色图像，提取出每个拉链链牙(24)的各个单位区域内的彩色图像数据。求出各拉链链牙(24)的单位区域的彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值的特征值。基于计算出的光的三原色各自的特征值，计算拉链链牙(24)的颜色的误差离散。基于得到的误差离散，按各控制因素的每个设定条件计算各拉链链牙(24)的图像数据的SN比和感光度，从计算出的SN比和感光度中选择值相对较大的控制因素的设定条件。

Description

拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法

技术领域

本发明涉及用于检测拉链的拉链链牙的表面颜色来评估产品合格与否的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法。

背景技术

以往，在涉及拉链的拉链链牙颜色的品质管理中，成为检查对象的拉链链牙相对较小且量大，且因表面的微小凹凸而存在颜色稍有差别的情况，因此难以实现自动化，而由人眼目视来进行。但是，在由目视进行的检查中，即使是相同的链牙材料，也会因进行检查的人不同而对颜色的感受不同，成为感觉判断，因此，合格与否的判断基准并不是固定的。

另一方面，作为在金属产品进行产品表面的测色、并将颜色的状态数值化来定量地进行评估的技术，提出有专利文献1所公开那样的检查方法。专利文献1所公开的检查方法中，将钢材等金属材料表面的拍摄图像按规定面积分割并获取光的三原色即红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色彩信息，将所获取的信息数值化，并与预先获取的信息进行比较来从金属材料表面提取出非腐蚀面，计算出非腐蚀面的混色量比的数值范围。然后，提取出经分割得到的各面的腐蚀部，计算所提取出的腐蚀部相对于拍摄得到的金属表面积的面积比率，基于腐蚀部的面积比率来评估金属表面的劣化度。提取非腐蚀面的工序具备第1阶段和第2阶段，在第1阶段中，通过将经分割得到的各面的数值化数据与预先获取的腐蚀面的数值化数据进行比较来提取出非腐蚀面，在第2阶段中，对在第1阶段中提取出的非腐蚀面的数值化数据进行以马氏距离(Mahalanobis distance)为判定基准的评估，并将具有规定的马氏距离的面确定为非腐蚀面。

同样地，在专利文献2、3中，也提出有获取钢材等金属材料表面的光的三原色信息，并基于该各颜色成分的值之比来判断是合格品还是不合格品的检查装置。

除此以外，在专利文献4中公开了通过从RGB表色系转换成L*a*b*表色系、并提取出规定值的像素来对锈色区域进行特定的方法。另外，在专利文献5中公开了如下表面检查装置：对检查对象的表面进行彩色拍摄而得到RGB信号，通过信号转换部将RGB信号转换成L*a*b*表色系的均匀颜色空间信号，针对得到的检查图像的各像素，通过缺陷检测部，判断是否包含将均匀颜色空间的色域(色调或彩度)分割得到的分割区域的成分，得到与分割区域的色调或彩度对应的二值化图像，据此来检测表面的有色缺陷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-256050号公报

专利文献2：日本特开2003-216930号公报

专利文献3：日本特开2012-149944号公报

专利文献4：日本特开2005-291984号公报

专利文献5：日本特开2005-233826号公报

发明内容

专利文献1-5所公开的表面检查方法对由同种材料一体地形成的钢材等大材料的表面进行拍摄，并对其图像进行处理，拍摄图像整体为检查对象的表面的图像，对于检查对象，能够比较容易地得到足够量的图像信息。

但是，在像拉链的拉链链牙那样微小的检查对象安装在不同种类材料上的情况下，想要获得的部件信息中面积自身较小，若没有对拉链带等其他部件进行正确的遮蔽处理，则会导致拍摄图像中包含拉链链牙以外的拉链带等其他部件的信息，难以进行准确的评估。而且，拉链链牙细小且数量多，也难以进行正确的遮蔽。

而且，根据光源、相机的种类、获取图像的范围取法不同，也会对判断带来影响，因此难以对拉链链牙的表面进行准确且稳定的评估。因而，对拉链的拉链链牙的检查，除通过目视进行以外没有其他方法，从而期望能够定量地进行测定、评估的系统。

本发明是鉴于上述背景技术而研发的，其目的在于提供一种能够准确且稳定地评估拉链的拉链链牙颜色合格与否的、拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法。

本发明提供一种拉链链牙的检查条件设定方法，基于使用相机和照明装置拍摄拉链的拉链链牙得到的图像，来判断上述拉链链牙的表面颜色合格与否，上述相机对上述拉链链牙的表面进行拍摄，上述照明装置对上述拉链链牙进行照明，该设定方法具备以下步骤：拍摄步骤，选择会对通过上述相机拍摄得到的图像带来影响的多个控制因素，对每个控制因素设定规定的多个条件，在各上述控制因素的上述多个条件的各条件下，同时拍摄上述拉链的多个上述拉链链牙；图像提取步骤，针对通过上述相机得到的拍摄有多个上述拉链链牙的多个彩色图像，提取出每个上述拉链链牙的各个单位区域内的彩色图像数据；亮度值计算步骤，求出各上述拉链链牙的上述单位区域的上述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值；误差离散计算步骤，基于在上述亮度值计算步骤中计算出的光的三原色各自的上述亮度值，计算上述拉链链牙的颜色的误差离散；以及控制因素选择步骤，基于得到的上述误差离散，按各上述控制因素的每个设定条件而计算各上述拉链链牙的颜色的SN比和感光度，从计算出的上述SN比和上述感光度中选择值相对较大的上述控制因素的设定条件。

上述误差离散计算步骤中，对上述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的各亮度值求出特征值，来计算上述误差离散，上述特征值是上述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的各亮度值相对于上述彩色图像中的多个上述拉链链牙(24)所对应的上述光的三原色各自的亮度值的平均值之间的比值。

另外，本发明提供一种拉链链牙检查方法，基于使用相机和照明装置拍摄拉链的拉链链牙得到的图像，来判断上述拉链链牙的表面颜色合格与否，其中上述相机对上述拉链链牙的表面进行拍摄，上述照明装置对上述拉链链牙进行照明，该拉链链牙检查方法具备以下步骤：拍摄步骤，选择会对通过上述相机拍摄得到的图像带来影响的多个控制因素，对每个控制因素设定对检查最佳的条件，在各上述控制因素的上述多个条件下，同时拍摄上述拉链的多个上述拉链链牙；图像提取步骤，针对通过上述相机得到的拍摄有多个上述拉链链牙的彩色图像，提取出每个上述拉链链牙的各个单位区域内的彩色图像数据；亮度值计算步骤，求出各上述拉链链牙的上述单位区域的上述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值；以及判断步骤，对与上述拉链链牙的颜色有关的值和规定的阈值进行比较，来判断上述拉链链牙的表面颜色合格与否，与上述拉链链牙的颜色有关的值是基于在上述亮度值计算步骤中计算出的光的三原色各自的上述亮度值而计算出的。

而且，判断步骤中，基于在上述亮度值计算步骤中计算出的光的三原色各自的上述亮度值，计算上述拉链链牙的颜色的误差离散，并基于得到的上述误差离散，来判断上述拉链链牙的表面颜色合格与否。上述拍摄步骤中的每个上述控制因素的最佳条件是通过基于上述拉链链牙的检查条件设定方法的上述控制因素选择步骤来选择并设定的。

发明效果

根据本发明的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法，能够自动、迅速且准确地判定拉链的链牙的颜色合格与否，能够稳定地进行良好的品质管理。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的检查装置的概略图。

图2是本发明的一个实施方式的使用了其他照明装置的检查装置的概略图。

图3是表示通过本实施方式的检查装置拍摄到的拉链的链牙的示意图。

图4是通过本发明的检查条件设定方法求出信噪比(SN比)而得到的图表。

图5是通过本发明的检查条件设定方法求出感光度而得到的图表。

图6是通过本发明的检查方法以最佳条件求出误差离散而得到的确认实验的图表。

图7是通过本发明的检查方法以最差条件求出误差离散而得到的确认实验的图表。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的一个实施方式。本实施方式的拉链的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法中使用的检查装置10，如图1所示，由相机12和照明装置14构成，相机12具备CCD或C-MOS等拍摄元件且能够获取光的三原色即红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各图像数据，照明装置14通过由使用了白色光的LED灯等的拱型照明得到的间接光对对象物进行照明。在隔着照明装置14与相机12的相反侧，在配置于载台16上的夹具18上保持拉链20。

夹具18具备夹持拉链20两侧的拉链带22的一对保持部19，拉链20的链牙24位于保持部19之间。在此进行检查的拉链20是要按独立的拉链20切断前的前阶段的、作为拉链长链形成的、长尺寸带状部件，在夹具18上被间歇地进给，并通过后述的拍摄方法被拍摄链牙24。

另外，为了设定拉链链牙的检查条件，作为会对检查对象的测定带来影响的控制因素的照明装置的其他结构，也准备图2所示的具备环型照明的照明装置32的检查装置30。照明装置32的发光面与相机12的光轴正交，照明装置32的环中心与相机12的光轴位于同心上。

关于通过检查装置10、30在各种条件下拍摄得到的图像，如图3所示，拉链20的多个链牙24位于中央部，以包含该图像中的例如六个链牙24的方式进行拍摄。拍摄得到的图像数据通过后述的方法进行处理，对链牙24的表面的颜色、状态进行评估，来判断合格与否。

接着，以下说明用于确定本实施方式的拉链链牙检查方法的检查条件设定方法。首先，选择会对由相机12拍摄到的图像带来影响的多个控制因素，按各控制因素设定规定的多个条件，在各控制因素的多个条件的各条件下以包含拉链20的多个拉链链牙24的范围进行拍摄。

在此，表1示出作为检查条件的控制因素。控制因素有例如八种，按各控制因素分别设定作为参数的多个条件(两种或三种)的基准。如表1所示，作为八种控制因素，为拍摄的基本要素即相机种类(F)、照明种类(C)、快门速度(A)、照明强度(D)、相机的角度(G)等。而且，为了观察到由假定范围内的测定对象链牙数量增减所引起的稳定性变化，增加了测定链牙数量(B)；为了观察到作为误差因素的背景色的影响，增加了大于、等于、小于拉链链牙24这三种测定区域尺寸(E)；为了确认因LED的发热带来的影响，增加了LED闲置时间(H)。

【表1】

而且，如表2所示，作为会对测定结果带来影响的误差因素，选定有无干扰光及背景色的颜色。将条件N1设为有干扰光且背景色为J1，条件N2为无干扰光且背景色为J2，为容易出现误差的条件。

【表2】

误差因素	N1	N2
			干扰光	有	无
背景色	J1	J2

以这些控制因素下的各基准及误差因素的条件进行拍摄，获取需要数量的拍摄数据。在此，对于各链牙24，要获取的拍摄数据不需要表1、表2的全部条件下的各拍摄数据。例如在质量工程学中的L18正交表所需范围内获取拍摄数据即可，只要具有对选定评估拉链链牙24所需的检查条件而需要的数量的拍摄数据即可。

接着，针对通过相机12得到的拍摄有多个拉链链牙24的各彩色图像，提取出每个拉链链牙24的各个单位区域内的彩色图像数据。在此，单位区域是指，根据上述控制因素的测定区域尺寸的设定，从大于、等于、小于拉链链牙24的这三种区域中选择出的尺寸范围。

之后，求出各拉链链牙24的单位区域的彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值。而且，对于通过相机12拍摄得到的图像的各个拉链链牙24的单位区域的每个像素的图像数据，按RGB求出从各像素的亮度值求出的特征值y_kn(k为样品编号(No.)，n为样品的特征值编号(No.))。然后，基于该特征值并通过以下的算式(1)～(7)，计算各样品的误差离散。误差离散可以按每一条拉链20求出、或按拉链带22的每固定长度求出。

【算式1】

特征值：y_kn

R_ij是输出红色的图像数据的像素，表示像素的位置为i,j的亮度的值(ij为任意自然数)。G_ij、B_ij也是同样的。是检查对象的拉链链牙整体中的、按各RGB的亮度的平均值。

【算式2】

偏差y’kn

(是y_kn的k＝1～10时的平均值)

【算式3】

变动：S_T(k)

S_T(k)＝y_k1’²+y_k2’²+…y_kn’² (3)

【算式4】

偏差的大小：S_m(k)

S_m(k)＝(y_k1’+y_k2’+...y_kn’)²/n (4)

【算式5】

方差：V_e

V_e＝(S_T(k)-S_m(k))/(n-1) (5)

【算式6】

合格品整体的方差：V_o

V_O＝(S_T(1～10)-S_m(1～10))/(10·(n-1)) (6)

【算式7】

误差离散：D(k)

D(k)＝{(S_m(k)+V_e(k))/V_O}^1/2 (7)

如以上那样，以算式(7)为基础，按各样品，求出拉链链牙24的亮度值的误差离散的值。在此，将求出的误差离散设为D(1)～D(k)，针对测定环境的误差因素N1、N2，设定各样品的拉链20的链牙24的变色处理量X₁～X_k，对各拉链20求出误差离散。变色处理量是指，为了设定拉链链牙24的检查条件，利用预先使拉链链牙24的表面阶段性地变色得到的各值，使变色程度因规定的热处理时间不同而具有差异的量。该样品取在实际检查前进行的检查条件设定用的数据，是在后述的验证用实验中使用的。表3示出这样求出的各变色处理量与误差离散的对应关系。

【表3】

之后，为了进一步选定最佳条件的控制因素，而通过以下算式求出SN比和感光度。

【算式8】

全平方和：S_TD

【算式9】

有效除数：r₁

r₁＝r₂＝X₁ ²+X₂ ²+…+X_k ² (9)

【算式10】

线性函数：L₁，L₂

L₁＝X₁×D(1)+X₂×D(2)+…+X_k×D(k)

L₂＝X₁×D(1)’+X₂×D(2)’+…+X_k×D(k)’

(10)

【算式11】

比例项的变动：S_β

S_β＝(L₁+L₂)²/(r₁+r₂) (11)

【算式12】

比例项之差的变动：S_N×β

S_N×β＝(L₁ ²/r₁)·(L₂ ²/r₂) (12)

【算式13】

误差变动：S_e

S_e＝S_T-S_β-S_N×β (f＝k+k’-2) (13)

【算式14】

变动：S_N

S_N＝S_N×β+S_e (f＝k+k’-2) (14)

【算式15】

偏差方差：V_e’

V_e’＝S_e/f (15)

【算式16】

综合偏差方差：V_N

V_N＝S_N/f (16)

【算式17】

SN比：η

η＝10·log[{1/(r₁+r₂)}×{(S_β-V_e’)/V_N}] (17)

【算式18】

感光度：S

S＝10·log[{1/(r₁+r₂)}×(S_β-V_e’)] (18)

基于以上算式，针对上述八种控制因素，根据从拍摄图像得到的按RGB的亮度值，以上述方式计算误差离散，而且，基于算式(17)、(18)计算SN比和感光度，从其值选定控制因素的最佳条件。从SN比及感光度选择的各控制因素的最佳条件，如后述的图4、图5所示的实验结果那样，是从SN比和感光度的值选出的，基于图4、图5所示的主要因素效果图来进行选定。

关于图4、图5的主要因素效果图示出的○和◇，将SN比和感光度变高的最佳条件的组合以(○)表示，相对地将SN比和感光度变低的最差条件的组合以(◇)表示。由此，针对各控制因素，将图示的○标记的设定条件设定为产品检查的最佳条件。例如，在本实施方式中，关于照明的种类，图1所示的拱型照明在感光度方面比图2所示的环型照明装置更优选；关于测定区域尺寸，在等于拉链链牙24的情况下，得到对SN比而言更好的结果。同样地，对于其他控制因素，根据SN比和感光度，求出能得到良好结果的条件来进行检查。

若通过以上的拉链链牙的检查条件设定方法选定了用于检查的最佳条件的控制因素，则在以后的检查中，对选定的最佳条件设定各控制因素的基准，在该条件下进行拉链链牙24的拍摄。

然后，对于得到的拍摄有多个拉链链牙24的彩色图像，提取出每个拉链链牙24的各个单位区域内的彩色图像数据，求出各拉链链牙24的单位区域的彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值，基于计算出的光的三原色各自的亮度值，通过与上述相同的计算处理，对拉链链牙24的颜色的误差离散进行计算。然后，基于得到的误差离散，通过判断误差离散是否为固定值以下，来判断拉链链牙24的表面颜色的合格与否。

另外，关于判定，也可以不计算误差离散，而在基于最佳控制因素的测定条件下，进行其他的颜色评估，例如根据L＊a＊b＊表色系的值进行颜色评估。

根据本实施方式的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法，能够对拉链20的拉链链牙24的颜色合格与否进行客观、定量的判断，能够自动、迅速且准确地判定表面颜色的合格与否，能够稳定地进行良好的品质管理。

此外，本发明的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法不限定于上述实施方式，控制因素和误差因素能够适当设定，因素的数量也能够适当选择。

【实施例】

接着，以下说明本发明的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法的实施例。在此，示出针对本发明的拉链链牙的检查条件设定方法和拉链链牙检查方法所验证的实验结果。首先，关于测定对象，设想颜色不同的不合格品，准备实施了阶段性的变色处理X₁～X_k的产品和没有进行处理的产品(合格品)。相机12的输出值或来自对相机12的输出进行处理的未图示的计算机的输出值中，对从相机12的拍摄元件的各个像素得到的亮度值使用了基于256灰阶的各颜色R、G、B的值。

图4、图5的主要因素效果图示出该实验结果。关于○和◇，基于主要因素效果图，将SN比和感光度变高的最佳条件的组合用(○)表示，相对地将SN比和感光度变低的最差条件的组合用(◇)表示。由此，对于各控制因素，将图示的○标记的设定条件设定为产品检查的最佳条件。最佳条件的基准和最差条件的基准的选择如表4所示。

【表4】

最佳条件	A2，B3，C3，D2，E2，F1，G1，H2
		最差条件	A1，B1，C2，D1，E3，F2，G2，H1

图6、图7示出在最佳条件、最差条件这两个条件下进行测定的结果。在图6所示的最佳条件下，可知在上述N1、N2的两个条件下误差离散均随着处理量增加而以相同倾向变大，能够不受误差因素影响地测定颜色的变化。另外，在图7所示的最差条件下，在N1、N2的条件下显示出完全不同的倾向，受误差因素的影响大，能够确认无法进行稳定的测定。

表5示出以通过在本发明中使用的L18正交表的实验而得到的SN比和感光度为基础计算出的最佳条件、最差条件的SN比和感光度的推定值及收益、和通过确认实验得到的SN比和感光度的结果及收益。示出了在确认实验中得到的收益中，与推定相比，SN比低约3(db)，感光度为高约40的值，但显示出相同的倾向，能够确认主要因素图的妥当性和再现性。

【表5】

根据以上结果，确认了在拉链的拉链链牙的测色中，能够选择可稳定地识别颜色不同的产品的条件，能够高品质地进行拉链的拉链链牙的颜色检查。

附图标记说明

10 检查装置

12 相机

14、32 照明装置

18 夹具

20 拉链

22 拉链带

24 拉链链牙

Claims (3)

1.一种拉链链牙的检查条件设定方法，基于使用相机(12)和照明装置(14)拍摄拉链(20)的拉链链牙(24)得到的图像，来判断所述拉链链牙(24)的表面颜色合格与否，其中所述相机(12)对所述拉链链牙(24)的表面进行拍摄，所述照明装置(14)对所述拉链链牙(24)进行照明，所述拉链链牙的检查条件设定方法的特征在于，具备以下步骤：

拍摄步骤，选择会对通过所述相机(12)拍摄得到的图像带来影响的多个控制因素，对每个控制因素设定规定的多个条件，在各所述控制因素的所述多个条件的各条件下，同时拍摄所述拉链(20)的多个所述拉链链牙(24)；

图像提取步骤，针对通过所述相机(12)得到的拍摄有多个所述拉链链牙(24)的多个彩色图像，提取出每个所述拉链链牙(24)的各个单位区域内的彩色图像数据；

亮度值计算步骤，求出各所述拉链链牙(24)的所述单位区域的所述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值；

误差离散计算步骤，基于在所述亮度值计算步骤中计算出的光的三原色各自的所述亮度值，计算所述拉链链牙(24)的颜色的误差离散；以及

控制因素选择步骤，基于得到的所述误差离散，按各所述控制因素的每个设定条件而计算各所述拉链链牙(24)的颜色的信噪比和感光度，从计算出的所述信噪比和所述感光度中选择值相对较大的所述控制因素的设定条件。

2.如权利要求1所述的拉链链牙的检查条件设定方法，其特征在于，

所述误差离散计算步骤中，对所述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的各亮度值求出特征值，来计算所述误差离散，所述特征值是所述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的各亮度值相对于所述彩色图像中的多个所述拉链链牙(24)所对应的所述光的三原色各自的亮度值的平均值之间的比值。

3.一种拉链链牙检查方法，基于使用相机(12)和照明装置(14)拍摄拉链(20)的拉链链牙(24)得到的图像，来判断所述拉链链牙(24)的表面颜色合格与否，其中所述相机(12)对所述拉链链牙(24)的表面进行拍摄，所述照明装置(14)对所述拉链链牙(24)进行照明，所述拉链链牙检查方法的特征在于，具备以下步骤：

拍摄步骤，选择会对通过所述相机(12)拍摄得到的图像带来影响的多个控制因素，对每个控制因素设定对检查最佳的条件，在各所述控制因素的所述条件下，同时拍摄所述拉链(20)的多个所述拉链链牙(24)；

图像提取步骤，针对通过所述相机(12)得到的拍摄有多个所述拉链链牙(24)的彩色图像，提取出每个所述拉链链牙(24)的各个单位区域内的彩色图像数据；

亮度值计算步骤，求出各所述拉链链牙(24)的所述单位区域的所述彩色图像数据的每个像素的光的三原色各自的亮度值；以及

判断步骤，对与所述拉链链牙(24)的颜色有关的值和规定的阈值进行比较，来判断所述拉链链牙(24)的表面颜色合格与否，与所述拉链链牙(24)的颜色有关的值是基于在所述亮度值计算步骤中计算出的光的三原色各自的所述亮度值而计算出的，

判断步骤中，基于在所述亮度值计算步骤中计算出的光的三原色各自的所述亮度值，计算所述拉链链牙(24)的颜色的误差离散，并基于得到的所述误差离散，判断所述拉链链牙(24)的表面颜色合格与否。