JP2000088765A

JP2000088765A - 平面の傷検査装置

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Publication number: JP2000088765A
Application number: JP10254181A
Authority: JP
Inventors: Haruyasu Hirako; 晴庸平子; Fumiaki Fukunaga; 文昭福永
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2000-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP3421967B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、油泡などの外乱がある場合において
も、平面の傷を検査することができる傷検査装置を提供
することを目的とする。【解決手段】本発明の傷検査装置は、複数のバルブ穴が
形成され、かつ、油の付着したＡＴバルブプレートの表
面の傷を検査するもので、カメラ２と、照明４と、画像
処理装置６とを有する。画像処理装置は、カメラ画像に
対し、グレー処理と２値化処理を順に行い、傷部分
（Ｂ）と同程度の輝度値を持つ領域を抽出する。次に、
抽出領域について長短比に基づいて、傷であるか油泡で
あるかを判定する。さらに、抽出領域周囲の輝度値の変
化に基づいて、プレート縁に基づく領域を識別するもの
である。これにより、傷のみを抽出することができ、傷
の検査を精度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理手段を用
いて平面の傷を検査する装置に関し、油泡や平面の縁な
どの外乱を傷と誤認識することを防止するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のＡＴバルブプレートな
ど、高いシール製が要求される平面プレート部材は、プ
レート表面の傷が製品に影響を及ぼさないものか十分に
検査する必要がある。

【０００３】ＡＴバルブプレートは、所定の大きさに切
り出された平面プレートに所定のバルブ穴が形成された
ものである。ＡＴバルブプレートは、バルブ穴が加工さ
れた後、表面に傷が付かないように、一枚一枚油でコー
ティングされ、複数枚が重ねられて次の工程に送られ
る。そして、バルブ不良を防止するため、重ねられたＡ
Ｔバルブプレートを一枚ずつ取出して、一枚毎に傷や穴
形状などを十分に検査した後で製品に組み付けられる。

【０００４】特に、ＡＴバルブプレートでは、平面プレ
ートを切り出す際やバルブ穴を加工する際等の生産段階
で、プレートが送られる方向に生じる傷が、バルブ不良
の問題となることが多い。ＡＴバルブプレートの生産段
階で生じる傷は、送りローラとの接触に起因し、一定方
向にほぼ一定の幅で生じる。

【０００５】平面の傷を検査する装置には、画像処理手
段を用いた平面の傷検査装置がある。この装置は、平面
の平面画像をカメラに取込み、傷部分の輝度値と平面部
分の輝度値との間にしきい値を設けて、傷部分のみを抽
出する２値化処理を施す。そして、抽出領域の数や周囲
長などの特徴量を、傷の無い平面の処理画像における抽
出領域の各特徴量と比較する判定手段によって、平面の
傷の有無を判定し、また、傷が品質に影響するものであ
るかを検査するものである。

【０００６】品質に影響がある傷であるかの判定は、傷
と識別された領域について、傷の幅と傷の長さを測定す
ることにより行う。

【０００７】傷の長さは、傷に基づく領域の長さを測定
することによって行われる。また、傷の幅は、上述のよ
うに傷がほぼ一定の幅で形成されることより、黒領域の
幅の平均値を傷の幅とみなして測定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】油でコーティングされ
たＡＴバルブプレートを、重ねられた状態から一枚ずつ
取出す際において表面に油の気泡（油泡）が形成される
可能性がある。平面に油泡が形成される場合、傷の輝度
値と、油泡の輝度値とが近似するために、２値化処理を
施しても傷のみを抽出することができない。また、バル
ブ穴やプレート端部におけるプレート縁も、傷の輝度値
と近似した輝度値となるので、同様に画像処理において
傷との混同が生じ、傷を検査する場合の弊害となる。

【０００９】また、平面の傷が品質に影響を及ぼすもの
であるかを傷の幅に基づいて判定する場合、傷の上に油
泡が形成されると、油泡の幅も同時に測定してしまうの
で、傷自体の幅の測定が正確に行えなかった。

【００１０】そこで、本発明は、油泡などの外乱がある
場合においても、平面の傷を検査することができる傷検
査装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の平面の傷検査装
置は、平面の傷を検査する装置において、平面に対向し
て配設され、平面の平面画像を取込む画像取込手段と、
平面に斜方向の光を投射する照明手段と、画像取込手段
によって取込まれる平面の平面画像を入力画像とし、表
面の輝度値と、傷の輝度値との間にしきい値を設けるこ
とによって、平面の平面画像のうち、傷を示す領域の抽
出を行う２値化処理手段と、傷を示す領域の長短比に基
づいて、当該領域が傷か外乱かを判断する判断手段とを
有するもの、または、傷を示す領域の周囲の輝度値の変
化に基づいて、当該領域が傷か外乱かを判断する判断手
段とを有するものである。

【００１２】また、平面に一定方向に形成された傷の幅
に基づいて当該傷が品質に影響するものであるか否かを
検査する装置において、平面に対向して配設され、平面
の平面画像を取込む画像取込手段と、平面に斜方向の光
を投射する照明手段と、画像取込手段によって取込まれ
る平面の平面画像を入力画像とし、表面の輝度値と、傷
の輝度値との間にしきい値を設けることによって、平面
の平面画像のうち、傷を示す領域の抽出を行う２値化処
理手段と、傷を示す領域の幅が長手方向に不連続的に拡
大している部分の検査値を除いた平均値に基づいて、当
該傷が品質に影響を及ぼすものであるかを判断する判断
手段とを有するものである。例えば、判断手段は、傷を
示す領域の幅を長手方向に所定間隔ごとに複数箇所で検
査し、各幅検査値の平均値よりも幅の広い検査箇所が不
連続的に存在する場合に、平均値よりも幅の広い検査箇
所の検査値を除いた検査値の平均値に基づいて、当該傷
が品質に影響を及ぼすものであるかを判断するものとす
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の傷検査装置の一実
施形態を図面に基づいて説明する。

【００１４】図１に示すように、この傷検査装置は、複
数のバルブ穴（Ｃ）が形成され、かつ、油の付着したＡ
Ｔバルブプレート１の表面の傷を検査するもので、カメ
ラ２と、照明４と、画像処理装置６とを有する。なお、
図１において、一点鎖線は照明からの照明光を示し、破
線は正反射光を示し、二点鎖線は散乱光・屈折光を示
す。

【００１５】図２はこのＡＴバルブプレートの平面図を
示す。このＡＴバルブプレートは、矩形の金属製のプレ
ートに、所定のバルブ穴（Ｃ）が形成されており、プレ
ートの縦方向に傷（Ｂ）が生じている。また、プレート
表面には、不規則に油泡（Ｆ）が存在する。

【００１６】ＡＴバルブプレート１は、傷検査装置の所
定位置において検査面を下に向けて配設される。カメラ
２は、ＡＴバルブプレート１の検査面の平面図が写るよ
うに、ＡＴバルブプレート１の真下においてＡＴバルブ
プレート１に対向して配設される。照明４は、ＡＴバル
ブプレート１の検査面に斜めから光を投射し、かつ、そ
の照明光（ｏ）の正反射光が直接カメラ２に入射しない
ように、ＡＴバルブプレート１の斜め下方において、２
個の照明４がカメラ２を挟んで対象に配設される。

【００１７】ＡＴバルブプレート１の傷のない正常な表
面（Ａ）は、照明光（ｏ）の入射角度と同じ角度で反射
する正反射光（ｐ）が、カメラ２に直接入射しないの
で、比較的暗く写る。これに対して、傷部分（Ｂ）は、
照明光（ｏ）が傷（Ｂ）に当たって散乱し、この散乱光
の一部（ｑ）が直接カメラ２に入射するので明るく写
る。また、バルブ穴の部分（Ｃ）は、照明光（ｒ）が穴
を通って裏面側に貫けるので最も暗く写る。バルブ穴の
外縁（Ｄ）やＡＴバルブプレート１端部（Ｅ）のプレー
ト縁は、傷部分（Ｂ）と同様に照明光（ｏ）が散乱し、
その一部（ｓ）が直接カメラに入射するので明るく写
る。また、油泡部分（Ｆ）は、照明光（ｏ）が表面の油
泡層で屈折して反射する（ｔ）ので、全体として明るく
写る。

【００１８】即ち、後記表１に示すように、照明を斜方
照明とすることによって、傷≒プレート縁≒油泡＞正常
な表面＞バルブ穴の順で輝度値が異なる画像が得られ
る。

【００１９】また、図３にＡＴバルブプレート１のカメ
ラ画像におけるＸ−Ｘの輝度値のグラフを示す。

【００２０】次に、カメラ画像を画像処理装置に入力す
る。

【００２１】画像処理装置は、まず、カメラ画像に対
し、グレー処理と２値化処理を順に行う。グレー処理
は、カメラ２に取り込まれた有彩画像を黒白の濃淡画像
（以下、グレー画像という。）に変換するものである。
これにより、図４に示すようにグレー画像の各画素は輝
度情報のみを持つものとなる。２値化処理は、ある一定
の輝度値をしきい値として設定し、例えば、しきい値よ
りも輝度値の高い画素を黒と、しきい値よりも輝度値の
低い画素を白とすることによって、画像中の全ての画素
を黒又は白で分けるものである。

【００２２】ここでは、傷部分を抽出するため、傷部分
（Ｂ）と、プレート表面（Ａ）とを分けるある一定の輝
度値にしきい値を設け、グレー画像を２値化処理する。

【００２３】これによって、図５に示すように、傷部分
（Ｂ）を黒、プレート表面（Ａ）を白で表示した２値化
画像が得られる。このとき、プレート縁（Ｄ），（Ｅ）
や油泡（Ｆ）の画素は、傷部分（Ｂ）と同程度の輝度値
を持つため黒で表示される。また、バルブ穴（Ｃ）は、
プレート表面よりも低い輝度値を有するため白で表示さ
れる。

【００２４】次に、抽出された黒領域について、傷であ
るかその他の外乱（プレート縁や油泡）であるかを識別
する。

【００２５】以下、傷と外乱とを識別する方法について
説明する。

【００２６】本実施形態の傷と外乱とを識別する方法
は、第一段階の処理と、第二段階の処理を順に行う。

【００２７】まず、第一段階の処理を行う。第一段階の
処理は、黒領域の外接矩形を求め、この外接矩形の長辺
に対する短辺の比（短辺／長辺で示される比、以下、長
短比という。）を求め、長短比＜＜１を満たす黒領域を
傷を含む領域と、長短比＜＜１を満たさない黒領域を油
泡が単独で存在する領域と識別するものである。

【００２８】外接矩形は、ここでは２値化画像によって
抽出される黒領域に対して各辺が外接する矩形であっ
て、矩形の直交する２辺の軸方向が、黒領域の等価楕円
の長軸と短軸の軸方向と等しい矩形をいう。また、長短
比は、短辺／長辺で示される比であると定義したが、長
辺／短辺で示される比に基づいて傷の識別を行っても、
実質的に同じである。

【００２９】図５に示すように、ＡＴバルブプレートの
生産段階で生じる傷（Ｂ）はほぼ直線的に生じている。
一方、油泡（Ｆ）はカメラ画像において円に近い形状で
あると考えられる。従って、この第一段階の処理によっ
て、長短比＜＜１とならないものは、油泡（Ｆ）が単独
で存在する場合に基づく黒色領域であることが判る。ま
た、傷（Ｂ）の上に油泡（Ｆ）が形成されている場合
も、傷（Ｂ）が油泡（Ｆ）に比べ十分な長さを有してい
るので、その黒領域が長短比＜＜１を満し、傷（Ｂ）を
含む領域であることが判る。

【００３０】次に、第二段階の処理を行う。第二段階の
処理は、グレー画像中の画像から第一段階で傷（Ｂ）を
含む領域であると識別された黒領域の周囲の輝度値を求
め、黒領域を挟んで輝度値が変化しない場合に傷（Ｂ）
に基づく黒領域と、黒領域を挟んで輝度値に変化がする
場合にプレート縁（Ｄ），（Ｅ）に基づく黒領域と、
識別するものである。

【００３１】この場合、輝度値の変化とは相対的な変化
をいう。即ち、正常なプレート表面の輝度値からバルブ
穴の輝度値に変化する場合を問題とするが、正常なプレ
ート平面上の微妙な輝度値の変化は問題としない。

【００３２】図３に示すように、平面状に傷が単独で存
在する場合は、グレー画像において傷（Ｂ）の周囲の輝
度値に変化が見られない。しかし、バルブ穴外縁（Ｄ）
やＡＴバルブプレート端部（Ｅ）のプレート縁は、プレ
ート表面（Ａ）（中程度の輝度値を有する）と、バルブ
穴（Ｃ）若しくはプレート周辺部（低位の輝度値を有す
る）との境界となるので、グレー画像において高輝度領
域を挟んで輝度値に変化が見られる。従って、この第二
段階の処理によって、高輝度領域である黒領域を挟んで
輝度値が変化していれば、当該黒領域がプレート縁
（Ｄ），（Ｅ）に基づく外乱であると判る。

【００３３】なお、傷（Ｂ）の一部がバルブ穴（Ｃ）に
接している場合は、傷（Ｂ）がバルブ穴（Ｃ）と接して
いるところで黒領域を境界として輝度値が変化するが、
傷（Ｂ）がバルブ穴（Ｃ）と接していないところでは傷
（Ｂ）を境界として輝度値が変化しないので、グレー画
像において高輝度領域を挟んだ輝度値の変化を調べるこ
とによって傷（Ｂ）の存在が判る。

【００３４】上述の第一段階の処理と第二段階の処理を
順に行うことによって、ＡＴバルブプレート表面の傷の
有無が判る。

【００３５】次に、傷と識別された黒領域について、傷
の幅と傷の長さとにより、品質に影響がある傷であるか
を判定する。

【００３６】上述のように、ＡＴバルブプレートの生産
段階で生じる傷は、切り出し加工の際のローラとの接触
に起因し、一定方向にほぼ一定の幅で生じる。

【００３７】傷の長さは、上述の方法によって傷に基づ
く黒領域を判定し、例えばその黒領域の外接矩形の長辺
を測定することによって行われる。傷に基づく黒領域に
おいて、外接矩形の長辺方向がプレートの送り方向と想
定されるからである。

【００３８】図６に示すように、傷（Ｂ）の幅は、上述
のように傷（Ｂ）がほぼ一定の幅で形成されることよ
り、黒領域の幅が長さ方向に連続的である部分を抽出し
てその平均値を算出する。

【００３９】即ち、傷に基づく黒領域に油泡などが存在
しない場合は、傷がほぼ一定の幅で形成されることよ
り、傷の幅は領域全体において連続する。傷に基づく黒
領域に油泡などが存在する場合は、油泡部分が傷から突
出するので、黒領域の長さ方向に、黒領域の幅を順に測
定し、幅が長さ方向に不連続に存在する所を、油泡など
の外乱に起因するものとして、傷の幅計測から除く。

【００４０】なお、ここで、不連続とは長さ方向に対し
て傷の幅が突然大きくなっていることをいい、不連続な
部分とは長さ方向に対して傷の幅が突然大きくなってい
る部分をいう。

【００４１】例えば、図７に示すように、中央が平均よ
りも太い傷は、傷の幅は徐々に大きくなっており、上述
の不連続な部分に該当する箇所が存在しないので、全幅
計測値の平均を算出する。

【００４２】しかし、図８に示すように、傷（Ｂ）の上
に小さな油泡（Ｆ）が存在する場合は、黒領域の長さ方
向に１０画素ごと幅計測を行い、計測値の平均を出す。
図中破線で示す平均値より大きな計測値が得られる箇所
が不連続に存在する場合、その部分に油泡（Ｆ）が存在
していると考えられるので、この部分を平均値計測から
除いて、再び、平均値計測を行う。これによって、傷の
幅計測における油泡（Ｆ）の影響を除くことができる。

【００４３】また、図９に示すように、傷（Ｂ）の上に
大きな油泡（Ｆ）が存在する場合は、平均値より大きな
計測値が得られる箇所が連続するが、この場合は計測値
が突然大きくなる箇所（ｖ１）と、計測値が突然小さく
なる箇所（ｖ２）を検出して、その間の領域を不連続な
部分として、平均値計測から除く。

【００４４】例えば、黒領域の長さ方向に１０画素毎に
幅を測定し、その最小計測値と最大計測値を求め、最小
計測値の側の端部から、隣接する計測値を順に比較し、
計測値が相対的に近似する箇所を傷部分とし、計測値が
突然大きくなる箇所を不連続領域の始点とし、計測値が
突然小さくなり、傷部分と近似する箇所を不連続領域の
終点として、不連続領域を導くものである。

【００４５】これによって、傷の上に油泡が存在する場
合にも、傷の幅を測定することができるので、傷が品質
に影響を与えるものであるか判定することができる。

【００４６】なお、黒領域の長さ方向の幅計測は、１０
画素ごとの計測に限定されるものではない。

【００４７】

【発明の効果】本発明にかかる傷検査装置は、輝度値に
基づく２値化処理によって、傷に相当する輝度値領域を
抽出し、抽出領域の長短比に基づいて、当該領域の傷の
有無を判定することによって、平面上の傷と油泡とを識
別して検査することができる。

【００４８】また、輝度値に基づく２値化処理によっ
て、傷に相当する輝度値領域を抽出し、抽出領域の周囲
の輝度値に基づいて、当該領域の傷の有無を判定するこ
とによって、平面上の傷とプレート縁とを識別して検査
することができる。

【００４９】また、傷であると識別された領域につい
て、長さ方向に、幅が不連続である部分を省略して幅計
測を行うことによって、適切な幅計測が行える。

【００５０】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の概略
図。

【図２】本発明の一実施形態に係るＡＴバルブプレー
トの平面図。

【図３】本発明の一実施形態に係るＡＴバルブプレー
トのＸ−Ｘにおける輝度値の変化を示す図。

【図４】本発明の一実施形態に係るＡＴバルブプレー
トのグレー画像を示す図。

【図５】本発明の一実施形態に係るＡＴバルブプレー
トの２値化画像を示す図。

【図６】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の傷検
査処理を示す図。

【図７】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の傷検
査処理を示す図。

【図８】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の傷検
査処理を示す図。

【図９】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の傷検
査処理を示す図。

【符号の説明】

１ＡＴバルブプレート２カメラ４照明６画像処理装置Ａ正常なプレート表面Ｂ傷部分Ｃバルブ穴Ｄバルブ穴縁ＥＡＴバルブプレートの外縁Ｆ油泡

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA49 BB01 CC00 DD11 DD13 FF01 FF04 HH12 HH14 JJ03 JJ09 JJ19 JJ26 QQ04 QQ25 QQ31 QQ42 RR08 2G051 AA37 AB02 AB07 BB02 CA01 CB05 EA11 EB01 EC03 ED04 ED11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面の傷を検査する装置において、上記平面に対向して配設され、平面の平面画像を取込む
画像取込手段と、上記平面に斜方向の光を投射する照明手段と、上記画像取込手段によって取込まれる平面の平面画像を
入力画像とし、表面の輝度値と、傷の輝度値との間にし
きい値を設けることによって、平面の平面画像のうち、
傷を示す領域の抽出を行う２値化処理手段と、上記傷を示す領域の長短比に基づいて、当該領域が傷か
外乱かを判断する判断手段とを有することを特徴とする
平面の傷検査装置。
【請求項２】平面の傷を検査する装置において、上記平面に対向して配設され、平面の平面画像を取込む
画像取込手段と、上記平面に斜方向の光を投射する照明手段と、上記画像取込手段によって取込まれる平面の平面画像を
入力画像とし、表面の輝度値と、傷の輝度値との間にし
きい値を設けることによって、平面の平面画像のうち、
傷を示す領域の抽出を行う２値化処理手段と、上記傷を示す領域の周囲の輝度値の変化に基づいて、当
該領域が傷か外乱かを判断する判断手段とを有すること
を特徴とする平面の傷検査装置。
【請求項３】平面に一定方向に形成された傷の幅に基づ
いて当該傷が品質に影響するものであるか否かを検査す
る装置において、上記平面に対向して配設され、平面の平面画像を取込む
画像取込手段と、上記平面に斜方向の光を投射する照明手段と、上記画像取込手段によって取込まれる平面の平面画像を
入力画像とし、表面の輝度値と、傷の輝度値との間にし
きい値を設けることによって、平面の平面画像のうち、
傷を示す領域の抽出を行う２値化処理手段と、上記傷を示す領域の幅が長手方向に不連続的に拡大して
いる部分の検査値を除いた平均値に基づいて、当該傷が
品質に影響を及ぼすものであるかを判断する判断手段と
を有することを特徴とする平面の傷検査装置。
【請求項４】平面に一定方向に形成された傷の幅に基づ
いて当該傷が品質に影響するものであるか否かを検査す
る装置において、上記平面に対向して配設され、平面の平面画像を取込む
画像取込手段と、上記平面に斜方向の光を投射する照明手段と、上記画像取込手段によって取込まれる平面の平面画像を
入力画像とし、表面の輝度値と、傷の輝度値との間にし
きい値を設けることによって、平面の平面画像のうち、
傷を示す領域の抽出を行う２値化処理手段と、上記傷を示す領域の幅を長手方向に所定間隔ごとに複数
箇所で検査し、各幅検査値の平均値よりも幅の広い検査
箇所が不連続的に存在する場合に、平均値よりも幅の広
い検査箇所の検査値を除いた検査値の平均値に基づい
て、当該傷が品質に影響を及ぼすものであるかを判断す
る判断手段とを有することを特徴とする平面の傷検査装
置。