JP2000146555A

JP2000146555A - 表面疵検査装置

Info

Publication number: JP2000146555A
Application number: JP10328245A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Matsufuji; 泰大松藤; Tsuneo Suyama; 恒夫陶山; Katayuki Nakagawa; 方志中川
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】無害の線状ムラを有害な疵として判定しない
表面疵検査装置を得る。【解決手段】帯状体１の表面に投射した光の反射光を
画像解析して、該帯状体１の表面疵２の種類および等級
を判定する帯状体の表面疵検査装置において、前記帯状
体１の所定の長さおよび所定の幅単位毎に画像処理され
た画像に基づいて疵種および等級を１次判定された全て
の疵２の、１次判定疵種、等級および帯状体幅方向発生
位置を、帯状体１の一定長さの区間分だけ一時的に記憶
する記憶手段１４と、あらかじめ設定された参照疵種お
よび疵の等級に基づいて、前記記憶手段１４に記憶され
た帯状体１の一定長さの区間分の疵２の帯状体幅方向の
度数分布を作成する疵発生の度数分布作成手段１５と、
該疵発生の度数分布作成手段１５により作成された疵発
生の度数分布に基づき、有害と１次判定された疵中に存
在する無害な線状ムラを識別する線状ムラ識別手段１７
とから構成される帯状体の表面疵検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋼板等帯状体の
被検査体の表面に発生する無害である線状ムラと、同じ
く表面に散発的に発生する有害なヘゲ等とを識別するこ
とのできる表面疵検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板等の帯状体を製造する場合には、製
品の品質を保証するために、表面検査を行なって帯状体
の表面に発生する表面疵の種類や等級の判別を行ってい
る。

【０００３】このような帯状体の表面疵を検査する従来
の表面疵検査装置としては、図４に示す光学式検査装置
が知られている。この検査装置は、レ−ザ発信器２３
と、レ−ザ発信器２３からのレ−ザ光を鋼帯２１の幅方
向に走査させるための回転ミラ−２４と、鋼帯２１の表
面で反射されたレ−ザ光を一点に集光させるための集光
レンズ２５と、集光レンズ２５で集光された反射レ−ザ
光を空間フィルタ（マスク）２７を介して受光する光電
変換器２６と、光電変換器２６からの出力信号に対して
画像処理および所定の前処理を行う制御部２８と、制御
部２８から出力された信号処理から疵信号の特徴パラメ
−タを抽出し、抽出した特徴パラメ−タとあらかじめ設
定されている疵の種類毎の特徴パラメ−タとを比較し
て、疵２２の種類および等級の判定を行うとともに、判
定した疵信号の編集を行う演算処理部３２と、演算処理
部３２から出力された編集後の疵情報を基に検査結果を
印字し、展開表を作成するタイプライタ３３とから構成
されている。

【０００４】この検査装置では、矢印方向に走行してい
る鋼帯２１の幅方向にレ−ザ光を走査し、その時の反射
光を前記光電変換器２６で受光するとともに、前記制御
部２８において、図５に一例を示すプロフィル法にした
がって、光電変換器２６からの出力信号に対する処理を
行う。

【０００５】この処理方法を図５に基づいて詳述する
と、図５（ａ）に示すように、走行する鋼板２１の画像
は、所定の大きさ、例えば縦２５０ｍｍ×横１００ｍｍ
の画像処理単位３４に分画され、さらにこの画像処理単
位３４は、図５（ｂ）に示すように、通常一辺２〜５ｍ
ｍ程度の大きさの画素３５の集合体として構成される。

【０００６】そして、これら各々の画素３５は、図５
（ｃ）に示すように、レ−ザ光を幅方向にスキャンした
際に出力される画素３５毎の信号値と、あらかじめ設定
されたレベルｒ１〜ｒ６との比較から、各々に対応した
ｒ１〜ｒ６とのデジタル値を持ち、全体としてデジタル
マップ３４Ａを構成している。

【０００７】次いで、デジタルマップ３４Ａについて、
ｒ１〜ｒ６以上の信号値を持つ画素３５の個数を縦方向
に積算し、図５（ｄ）に示すように、ヒストグラムから
なる表面疵２２のプロフィルを作成する。そして、この
プロフィルから表面疵２２の特徴を表すパラメ−タとし
て、幅Ｗ、長さＨおよび面積Ｓを抽出する。

【０００８】また、同様の前処理を通して、鋼板２１の
画像を分画した画像処理単位３４について、上記各パラ
メ−タを初めとして、ある基準以下の長さＨの疵２２の
数から、点状疵数Ｎａ、ある基準以上の長さＨの疵の数
から線状疵数Ｎｂ、鋼板２１端部からの疵発生位置Ｐ
Ｐ、図５（ｃ）に示した信号レベルの極性比率ＶＩ（ｒ
１，ｒ２，ｒ３の信号をとる画素の総和を全疵画素数で
割ったもの）等の種々の特徴パラメ−タを抽出する。

【０００９】このようにして求められた各種疵特徴パラ
メ−タは、その後検査装置の演算処理部３２において、
あらかじめ用意された疵種判定ロジック内の判定条件と
比較され、疵種の判定が行われる。また、信号レベルｒ
１〜ｒ６から演算される疵レベルと、あらかじめ疵種毎
に用意された等級判定のためのしきい値との比較によ
り、疵の等級が判定される。

【００１０】以上詳述したように、従来の検査装置で
は、前述の判定ロジックに基づいて疵種の判別を行って
いるが、画像処理単位３４での疵種判定では、鋼板２１
の表面に存在するヘゲ等の有害疵と、鋼板２１の長い区
間にわたって連続して発生する無害な線状ムラとを、区
別して判定することは、特徴量に明確な差が無い場合困
難であるという問題がある。

【００１１】このような問題を解消する技術としては、
特開平８−２６１９５１号公報に開示された技術があ
る。この技術に基づく有害なヘゲと無害な線状ムラとを
区別して判定する方法を、図６のフロ−チャ−トに基づ
いて説明すると、次のとおりである。まずステップＳ１
において、図４で説明した表面検査装置と同様に、画像
処理単位３４で分画された範囲内で処理され、疵種（Ｘ
Ｘ）と判定される。このときの判定疵種の板幅方向の発
生位置、すなわち疵の一方の側の鋼板２１のエッジから
の距離をＰＰ（画素）とする。次に、ステップＳ２にお
いて、過去Ｎ（ｍ）の区間で検査装置にて検出された全
ての判定疵に対し、ＰＰ値を基に度数分布化し、その結
果しきい値ｎ（参照疵度数）を超えた部分について、図
７のグラフに示すようなデ−タの算出を実施する。な
お、上記判定長さＮ（ｍ）および参照疵度数ｎは、あら
かじめ設定されているものとする。

【００１２】図７において、斜線部分は前記参照疵度数
ｎを超えた部分であり、斜線部内の疵のＰＰ値からその
標準偏差（σ）、度数分布グラフにおいて最大疵度数と
なるプロフィ−ルピ−クポイント位置（ＰｉＰ）、中央
値（ＰｉＢ）、切断切片幅（ＰｉＷ）疵度数の最大値で
あるプロフィ−ルピ−ク値（Ｐｉｎ）等が算出される。
ここで、前記σ、ＰｉＰ、ＰｉＢ、ＰｉＷ、Ｐｉｎは、
前記しきい値ｎを超えた塊（図７中の斜線部）の数Ｃだ
け演算されるものであり、添字ｉは１〜Ｃまでの値をと
る。

【００１３】続いて、図６に示すように、判定疵種（Ｘ
Ｘ）のＰＰ値であるＰＰ（ＸＸ）に対して、その値がＰ
ｉＷ（図７の斜線部）内に存在するか否かを調べる。Ｐ
Ｐ（ＸＸ）がＰｉＷ内に存在しない場合は、連続性の線
状ムラとはみなされず、疵種は通常のロジック判定結
果、すなわちＸＸのままとなる。ＰＰ（ＸＸ）がＰｉＷ
内に存在する場合は、線状ムラとしての第一条件を満た
すものとし、以降更にステップＳ４〜Ｓ６において、Ｐ
ｉＰ±３σ、ＰｉＰ±σ、ＰｉＰ±ｇ（ｇはあらかじめ
設定される定数）に含まれるか否かで逐次範囲を狭め、
各々の条件下におけるロジックにより、無害な線状ムラ
か有害な疵種かの判定が可能であるとしている。

【００１４】以上説明したように、従来の表面検査方法
では、あらかじめ設定されている判定長さＮおよび参照
疵度数ｎから、過去Ｎ（ｍ）の区間で検出された全ての
判定疵に対し度数分布化したときに、今回発生の疵によ
り、その板幅方向発生位置（ＰＰ値）での疵度数がｎを
超えた場合に、今回発生の疵について、その疵種の際判
定処理を実施している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の表面疵検査方法には、次のような問題点があ
る。

【００１６】（１）前記図６で示したフロ−チャ−トに
よると、例えばロ−ル面に付着した異物が鋼帯に転写さ
れた転写疵のように、鋼帯の長手方向に沿って一定のピ
ッチで発生する疵は、ロ−ルの円周の長さのピッチで断
続的に長い区間、板幅方向の一定位置に発生することか
ら、疵種の再判定時に、連続性の線状ムラと誤判定され
る危険性がある。そして、これを回避するために、前記
従来技術においても、図６のステップ７以降において、
ロ−ルからの転写疵の有する特徴量を持つものについて
は、異物付着疵と判定させることは可能であるが、図６
に示すロジックの階層を増やすことになり、著しく計算
機の負荷を増大させることにつながるので、計算機の処
理速度を考えた場合、現実的ではない。

【００１７】（２）前記従来技術においては、今回発生
した疵により、過去Ｎ（ｍ）の区間での同一幅位置での
疵度数が参照疵度数ｎを超えたときに、今回発生した疵
について疵種の再判定を行うが、過去に発生した疵につ
いては、再判定を行わない。したがって、たとえ連続し
て発生した無害疵である線状ムラであっても、参照疵度
数ｎに達するまでの線状ムラの先頭部分については、有
害なヘゲ等の疵種に誤判定されたままである。

【００１８】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、鋼帯に存在す
る疵種が有害なものか無害のものかを、高精度に識別で
きる表面疵検査装置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る表面疵検
査装置は、帯状体の表面に投射した光の反射光を画像解
析して、該帯状体の表面疵の種類および等級を判定する
帯状体の表面疵検査装置において、前記帯状体の所定の
長さおよび所定の幅単位毎に画像処理された画像に基づ
いて疵種および等級を１次判定された全ての疵の、１次
判定疵種、等級および帯状体幅方向発生位置を、帯状体
の一定長さの区間分だけ一時的に記憶する記憶手段と、
あらかじめ設定された参照疵種および疵の等級に基づい
て、前記記憶手段に記憶された帯状体の一定長さの区間
分の疵の帯状体幅方向の度数分布を作成する疵発生の度
数分布作成手段と、該疵発生の度数分布作成手段により
作成された疵発生の度数分布に基づき、有害と１次判定
された疵中に存在する無害な線状ムラを識別する線状ム
ラ識別手段とから構成されるものである。

【００２０】また、前記線状ムラ識別手段は、前記帯状
体の幅方向の疵発生度数分布を基に、帯状体の幅方向に
付いての連続性を調べ、連続もしくは不連続となるとき
の間隙が、あらかじめ設定された値以下である部分を一
つの塊として、該塊内に属する疵発生度数を積算する疵
発生度数積算手段と、該疵発生度数積算手段により積算
された疵度数とあらかじめ設定してある参照疵度数とを
比較し、積算された疵度数が参照疵度数を上回ったとき
に、その疵を無害な線状ムラと再判定する再判定手段と
から構成されるものである。

【００２１】この発明に係る表面疵検査装置において
は、過去に１次判定した疵について、その後の疵の発生
状況を統計的に把握して、有害な疵と無害な線状ムラと
を識別するようにしている。したがって、帯状体の先端
部から後端部までの全ての領域において、無害疵である
線状ムラを有害な疵と判定することはない。

【００２２】また、ロジックの階層を増やすこともない
ので、計算機の負荷を増大させることもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図を参
照して説明する。図１は本発明の実施の形態の表面疵検
査装置の構成を示すブロック図である。

【００２４】この検査装置は、レ−ザ発信器３と、レ−
ザ発信器３からのレ−ザ光を帯状体（以下鋼帯という）
１の幅方向に走査させるための回転ミラ−４と、鋼帯１
の表面で反射されたレ−ザ光を一点に集光させるための
集光レンズ５と、集光レンズ５で集光された反射レ−ザ
光を空間フィルタ（マスク）７を介して受光する光電変
換器６と、光電変換器６からの出力信号に対して画像処
理および所定の前処理を行う制御部８と、1次判定部
９、２次判定部１３および出力部１９とから構成されて
いる。このうち、レ−ザ発信器３から制御部８までの構
成要件は、図４で説明した従来の表面疵検査装置の構成
要件と同一であるので、同一部分の部分の詳細説明は省
略する。

【００２５】この表面疵検査装置においては、制御部８
に引き続き１次判定部９および２次判定部１３を有して
いる。１次判定部９においては、制御部８から出力され
た信号に基づき、特徴抽出部１０において疵２からの信
号の特徴パラメ−タを抽出し、識別部１１で抽出された
特徴パラメ−タとあらかじめ設定器１２により設定され
ている疵の種類毎の特徴パラメ−タを比較し、疵の種類
および等級の１次判定を行う。

【００２６】１次判定された疵の情報は、２次判定部１
３に送られる。２次判定部１３の１次判定疵記憶部１４
においては、最初の疵が検出されてから鋼帯１がＮ
（ｍ）進むまでの間（判定長さ）に検出された全ての疵
について、その１次判定疵種、等級、鋼帯１の幅方向発
生位置（ＰＰ値）、長さ方向発生位置が記憶される。す
なわち、１次判定疵記憶部１４においては、鋼帯１がＮ
（ｍ）以上進むと、最初に検出された疵の情報は消え、
新しく検出された疵の情報が加わるというように、常に
Ｎ（ｍ）分の最新の疵情報が記憶される。

【００２７】これら記憶された全ての疵の情報に基づ
き、度数分布作成部１５において、あらかじめ設定器１
６により設定されている参照疵種およびその等級につい
ての最新のＮ（ｍ）の区間の疵度数分布が、鋼帯１の幅
方向発生位置毎に作成される。このとき、同時に前記疵
度数分布の鋼帯１の幅方向への連続性を調べ、連続もし
くは不連続となるときの間隙が、あらかじめ設定器１６
により設定された許容間隙ｄ以下である部分を一つの塊
とし、この塊内に属するＮ（ｍ）の区間の疵の総度数が
算出される。この許容間隙ｄに基づいて疵の総度数を算
出することにより、連続性の線状ムラ疵が鋼帯１の幅方
向に位置ズレしていたとしても、同一の線状ムラ疵と見
なすことができる。

【００２８】最後に、再判定部１７において、度数分布
作成部１５において総度数としてカウントされたＮ
（ｍ）の区間の疵の度数ｎと、あらかじめ設定器１８に
より設定された参照度数ｎ₀とが比較され、総度数ｎが
参照度数ｎ₀を超えたとき、連続性の線状ムラに疵種が
変更される。

【００２９】図２は、本発明の表面疵検査装置における
２次疵判定処理フロ−図である。疵が発生した場合、ま
ず１次疵判定部１において、縦２５０ｍｍ×横１００ｍ
ｍの画像処理単位毎に、疵種ＸＸおよび等級Ｙが判定さ
れる。

【００３０】次に、あらかじめ設定された参照疵種およ
びその等級の疵についてのみ、Ｎ（ここではＮ＝１０
ｍ）の区間で度数分布図が作成される。なお、前記参照
疵およびその等級から、ロ−ルからの転写疵を線状ムラ
と誤判定するのを防止するために、１次疵判定部９にお
いて、異物付着と判定されたものについては全等級、ま
たスリキズのうち特に１次疵判定部９で等級の重いもの
（重級）と判定されるような程度の悪いものについて
は、鋼帯１の幅方向同一位置に長い区間連続して発生す
る可能性があり、そのような重大疵を見逃す恐れがある
ことから、度数分布図作成の対象外とし、スリキズ軽、
中級は度数分布図作成の対象疵としている。

【００３１】上記処理に基づき作成された度数分布図の
例を図３に示す。次に、この度数分布図から、鋼帯１の
幅方向について連続性を調べ、連続もしくは不連続とな
るときの間隙が、あらかじめ設定された許容間隙ｄ（こ
こでは、ｄ＝１画素）以下の部分を一つの塊として、こ
の塊内に発生した疵の総度数が算出される。図3に鋼帯
１の幅方向の疵の度数分布状態および前記許容間隙ｄか
ら決定される度数積算範囲と総度数を示す。図3は縦軸
に度数を、横軸に鋼帯１の幅方向位置をとったものであ
り、一つのヒストグラムの幅が1画素の範囲である。ま
た、ａ〜ｇで示す範囲が度数積算範囲であり、それぞれ
の範囲での総積算度数を括弧内に示す。

【００３２】前記総度数ｎが、あらかじめ設定された参
照疵度数ｎ₀（ここでは、ｎ₀＝２０）を超えたとき、前
記総度数ｎの疵は全て線状ムラと再判定される。図３に
おいては、斜線を引いた部分の疵の積算度数が２１と参
照疵度数２０を超えているので、この部分の疵は全て線
状ムラと再判定されるのである。そしてその結果が、出
力手段１９により出力される。

【００３３】なお、上記処理は、１次判定疵記憶部１４
に記憶される内容が、鋼帯１が画像処理単位毎（ここで
は２５０ｍｍ）進行する毎に更新されることにともな
い、常にＮ（ｍ）の区間に対して実施されることにな
る。

【００３４】

【発明の効果】この発明により、帯状体の表面疵の検査
において、無害疵と誤判定される恐れのある有害疵の見
逃しを防止することができる。

【００３５】また、従来発生開始位置から一定の区間に
おいて、有害疵と判定されていた線状ムラを無害疵と判
定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の表面疵検査装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の表面疵検査装置における２次疵判定処
理フロ−図である。

【図３】２次疵判定処理に基づき作成された度数分布の
一例を示す度数分布図である。

【図４】従来の光学式表面疵検査装置の説明図である。

【図５】プロフィル法により、疵の種類および等級の判
定を行うときの手順を示す説明図であり、（ａ）は表面
疵の画像処理単位の画像を示す図、（ｂ）は画像処理単
位を構成する画素毎の疵レベルを示す図、（ｃ）はあら
かじめ設定された疵レベルを示す図、（ｄ）はヒストグ
ラムからなる表面疵のプロフィ−ル図である。

【図６】従来の有害なヘゲと無害な線状ムラとを区別し
て判定する方法を示すフロ−チャ−ト図である。

【図７】従来の表面疵検査方法で作成される疵の度数分
布図である。

【符号の説明】

１鋼帯２疵３レ−ザ発信器４回転ミラ− ５集光レンズ６光電変換器７空間フィルタ（マスク）８制御部９ 1次判定部１０特徴抽出部１１識別部１２設定器１３２次判定部１４１次判定疵記憶部１５度数分布作成部１６設定器１７再判定部１８設定器１９出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中川方志東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA23 AA58 AA61 BB13 BB24 DD03 FF04 GG04 JJ02 JJ25 LL13 MM16 QQ08 QQ23 QQ24 QQ25 QQ29 QQ41 QQ43 2G051 AA37 AB01 AB07 BA10 CA02 CB01 EA14 EB01 EB02 EC01 EC02 ED07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状体の表面に投射した光の反射光を画
像解析して、該帯状体の表面疵の種類および等級を判定
する帯状体の表面疵検査装置において、前記帯状体の所
定の長さおよび所定の幅単位毎に画像処理された画像に
基づいて疵種および等級を１次判定された全ての疵の、
１次判定疵種、等級および帯状体幅方向発生位置を、帯
状体の一定長さの区間分だけ一時的に記憶する記憶手段
と、あらかじめ設定された参照疵種および疵の等級に基
づいて、前記記憶手段に記憶された帯状体の一定長さの
区間分の疵の帯状体幅方向の度数分布を作成する疵発生
の度数分布作成手段と、該疵発生の度数分布作成手段に
より作成された疵発生の度数分布に基づき、有害と１次
判定された疵中に存在する無害な線状ムラを識別する線
状ムラ識別手段とから構成されることを特徴とする帯状
体の表面疵検査装置。
【請求項２】前記線状ムラ識別手段は、前記帯状体の
幅方向の疵発生度数分布を基に、帯状体の幅方向に付い
ての連続性を調べ、連続もしくは不連続となるときの間
隙が、あらかじめ設定された値以下である部分を一つの
塊として、該塊内に属する疵発生度数を積算する疵発生
度数積算手段と、該疵発生度数積算手段により積算され
た疵度数とあらかじめ設定してある参照疵度数とを比較
し、積算された疵度数が参照疵度数を上回ったときに、
その疵を無害な線状ムラと再判定する再判定手段とから
構成されることを特徴とする請求項１に記載の帯状体の
表面疵検査装置。