JP2000258398A

JP2000258398A - 欠陥検査方法，欠陥検査装置及び欠陥検査支援方法

Info

Publication number: JP2000258398A
Application number: JP11067091A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Asano; 敏郎浅野; Kaoru Sakai; 薫酒井; Tetsuo Taguchi; 哲夫田口; Isao Tanaka; 勲夫田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: JP3694418B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像による目視検査での欠陥候補の確認をし
易くし、欠陥の見逃しなどをなくして欠陥検査の信頼性
を高める。【解決手段】ここでは、試験体１に紫外線を照明し、
割れ欠陥２ａで蛍光を発光させる磁粉探傷法による欠陥
検査であるが、かかる試験体１の表面を、紫外線カット
フィルタ５を介して、カラーテレビカメラ３で撮像す
る。カラービデオカメラ３から出力されるＲ，Ｇ，Ｂ信
号による原画像は、画像メモリ７に一旦格納される。こ
の原画像はカラーモニタ９で表示されるとともに、コン
ピュータ８はＧ画像を処理して欠陥候補を検出し、カラ
ーモニタ９に表示される原画像中の欠陥候補毎に欠陥候
補マーカを付加表示させる。検査者は、この欠陥候補マ
ーカでもって原画像中の欠陥候補を知り、この欠陥候補
に対して真の割れ欠陥か擬似欠陥かを目視確認する。原
画像と検査結果はデータ記憶装置１１に格納される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試験体の表面の割
れなどの欠陥検査及びその支援に係り、特に、磁粉探
傷，浸透探傷といった非破壊検査法に基づく欠陥検査方
法，欠陥検査装置及び欠陥検査支援方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】管や各種部品などの製造物の品質を管理
するために、かかる製造物（以下、試験体という）の表
面の割れ（クラック）などの欠陥検査が行なわれる。そ
の検査方法としては、試験体に損傷を与えない非破壊検
査法が用いられ、特に、試験体の表面の割れなどの欠陥
検査法としては、磁粉探傷法と浸透探傷法とがある。

【０００３】磁粉探傷法は、主として鉄などの磁性を有
する金属の表面もしくはその内部の表面に近い部分に生
ずる割れを検査する方法である。この方法では、まず、
蛍光磁粉を含む溶液を試験体の表面に散布し、しかる
後、この試験体の表面を磁化する。表面に割れなどの欠
陥があると、その欠陥部分で磁束が集中し、この結果、
この欠陥部分に蛍光磁粉が集まる。そこで、この表面に
紫外線を照射すると、蛍光体が励起されて緑色に発光す
るが、磁束が集中して蛍光磁粉が集まった部分で発光が
強くなり、この結果、欠陥が強調されることになる。

【０００４】ところで、上記のように試験体の表面を磁
化しても、その表面に谷状などのくぼみ部があると、そ
こでも磁束が集中する場合もあり、このような部分も恰
も欠陥のように強調される。かかる強調部分を、真の欠
陥に対して、以下、擬似欠陥ということにするが、従来
では、このように紫外線が照射されている試験体の表面
を目視で観測することにより、真の欠陥を探索する検査
を行なっていた。

【０００５】これに対し、試験体が大量生産部品のよう
に同一形状物であるときには、例えば、社団法人日本非
破壊検査協会主催の「平成１０年度春季大会講演概要
集」ｐｐ.３０５−３０８で報告されているように、紫
外線が照射されている試験体の表面をモノクロのビデオ
カメラで撮像し、これらよって得られる画像信号を処理
して自動的に欠陥を検査している例もある。

【０００６】一方、浸透探傷法は、浸透液と称される赤
色の溶液を試験体の表面に塗布し、一定時間後、布など
でこれを除去する。これにより、割れなどの欠陥に浸透
した溶液だけが残ることになる。その後、現像液と称さ
れる白い粉が混入した溶剤を試験体の表面に塗布する。
この現像液により、欠陥の中に浸透していた赤い浸透液
が吸い上げられ、白い現像液の上に吸い上げられた浸透
液による赤い指示模様が現れる。従来では、この浸透探
傷法による検査も、目視で行なわれていた。

【０００７】なお、浸透探傷法は、試験体の材質などに
関係なく用いることができるものであり、しかも、磁粉
探傷法に比べて簡単な方法であることから、一般にこの
方法が用いられるが、磁粉探傷法は、欠陥の形状が比較
的正確に得られるし、また、表面に隠れた、即ち、試験
体の表面近くにあって外部に開口していない欠陥も検査
できるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁粉探傷法
にしろ、浸透探傷法にしろ、目視で真の割れ欠陥である
か、擬似欠陥であるかの確認を行なうのが一般的である
が、目視によると、検査員の疲労により、真の欠陥の見
逃しがあったり、検査員の個人差によって検査結果が異
なったりするおそれもあり、検査結果が「合格」などの
文字でしか残らないという検査信頼性上の問題があっ
た。

【０００９】また、上記のように自動検査の例もある
が、この場合、モノクロのビデオカメラを使用している
ため、表示画面上の検査結果画像もモノクロとなって実
物と異検査員はその画像から真の欠陥を確認しずらかっ
た。

【００１０】さらに、かかる自動検査では、試験体が長
いものであるとき、ビデオカメラの撮像位置がわからな
くなり、得られた画像が試験体のどの部分であるか、検
査された欠陥が試験体のどの部分であるのかわからなく
なる場合もあった。

【００１１】本発明の目的は、かかる問題を解消し、真
の欠陥の判別を容易にした欠陥検査方法，欠陥検査装置
及び欠陥検査支援方法を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、長い試験体に対して
も、欠陥位置を容易に知ることができるようにした欠陥
検査方法，欠陥検査装置及び欠陥検査支援方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【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、磁粉探傷法あるいは浸透探傷法で欠陥の
検出を行なうために、試験体をカラービデオカメラで撮
像する。これによると、画像処理によって欠陥の探索が
自動的に行なわれるし、また、得られた画像はカラーで
表示されることになり、試験体の画像が実物と同様に表
示されて真の欠陥が確認し易くなる。特に、磁粉探傷法
の場合には、カラービデオカメラが紫外線カットフィル
タを介して試験体を撮像するように構成することによ
り、試験体の表面で反射された紫外線がカラービデオカ
メラに対して遮断されることになり、表示画面に紫外線
による画像が現われるのを防止することができ、さら
に、真の欠陥の確認が容易となる。

【００１４】また、本発明は、カラービデオカメラの出
力画像信号の処理によって得られた欠陥候補（真の欠陥
と擬似欠陥）との表示画像をマークで指示するようにす
る。これにより、検査者は、マークで指示される欠陥候
補についてのみ、真の欠陥か、擬似欠陥かの確認をすれ
ばよく、検査者の作業負担が軽減して高精度の検査結果
が得られることになる。

【００１５】上記他の目的を達成するために、本発明
は、試験体にスケールを付随させ、試験体の検査領域と
ともにスケールがカラービデオカメラの視野内に入るよ
うにして撮像する。これにより、このスケールの目盛も
試験体の画像に含まれて表示され、試験体が長尺のもの
であっても、この試験体での欠陥の位置を容易に把握す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図１は本発明による欠陥検査装置の第１
の実施形態を示すブロック図であって、１は試験体、２
ａは割れ欠陥、２ｂは擬似欠陥、３はカラービデオカメ
ラ、４ａ，４ｂは紫外線照明手段、５は紫外線カットフ
ィルタ、６は照明電源、７は画像メモリ、８はコンピュ
ータ、９はカラーモニタ、１０は操作部、１１はデータ
記憶装置である。以下、この実施形態の動作を、磁粉探
傷法によるものとして、説明する。

【００１７】図１において、試験体１が図示しない検査
台上に載置されている。ここでは、この試験第１の表面
には割れ欠陥２ａが存在し（但し、この割れ欠陥２ａ
は、表面に開口があるものでもよいし、また、開口がな
くて表面には現われていない表面近くのものであっても
よい）、既に蛍光磁粉の溶液が散布されて磁化されてい
るものとする。照明電源６から紫外線照明手段４ａ，４
ｂに電源を供給してこの試験体１を紫外線で照明する
と、この試験体１の表面の割れ欠陥２ａに集まった蛍光
磁粉が緑色に発光する。このため、カラーテレビカメラ
３でこの試験体１の表面を撮像すると、割れ欠陥２ａは
濃い緑色の線として見える。

【００１８】なお、このような割れ欠陥２ａ以外の部分
でも、濃い緑色の線として見えるものもある。例えば、
試験体１に溶接部があると、溶接ビードに沿って、ある
いは、表面が完全に平坦でなく、谷部のような凹み部が
ある場合には、その谷部に沿って磁束が強く蛍光磁粉が
集まることになり、この部分でも、濃い緑色の線として
見えることになる。後述するように、コンピュータ８に
おいて、画像処理により欠陥の検出が行なわれるが、こ
の画像処理によって溶接ビードに沿った部分も欠陥とし
て検出されてしまう。このように、画像処理によって検
出される真の欠陥以外の欠陥を擬似欠陥といい、試験体
１においても、かかる擬似欠陥２ｂが存在するものとし
ている。また、表面に緩やかなうねりがある場合には、
その低部に蛍光磁粉が残ることもあり、この部分も紫外
線照射によって緑色に発光する。しかし、この部分は、
後述する画像処理によって除くことができ、従って、こ
の部分は擬似欠陥ではない。

【００１９】紫外線で照明された試験体１の表面は、カ
ラーテレビカメラ３で撮像される。この場合、カラービ
デオカメラ３には、紫外線カットフィルタ５が設けられ
ており、試験体１の表面やその表面の異物から反射され
る紫外線をカットする。人間の眼は紫外線に対して感応
しないが、カラービデオカメラ３は感応するため、カラ
ービデオカメラ３から得られる画像信号による表示画面
には、この紫外線反射部分に対して不所望な画像が表示
されることになり、これが真の欠陥と重なると、その欠
陥の確認がしにくくなる。これを防止するために、紫外
線カットフィルタ５が設けられているのである。

【００２０】カラーテレビカメラ３からはＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の三原色信号が得られ、１画像分の三
原色信号を画像メモリ７に一時格納される。コンピュー
タ８は、画像メモリ７から１画面分の画像信号を読み取
り、これを原画像としてカラーモニタ９に表示させると
ともに、また、画像メモリ７から読み取った画像信号を
画像処理によって解析し、欠陥候補を探索する。ここで
は、欠陥候補として探索されたものは、試験体１の表面
での真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥２ｂである。

【００２１】以上が、この欠陥検査装置での欠陥検査方
法の一実施形態の概要であり、次に、この欠陥検査方法
で得られた欠陥候補から真の割り欠陥２ａを探索するた
めの本発明による欠陥検査支援方法の一実施形態につい
て説明する。

【００２２】コンピュータ８は、この欠陥候補の探索結
果に従って、カラーモニタ９に表示される原画像での真
の割れ欠陥２ａと擬似欠陥２ｂとにマーク（これを欠陥
候補マーカという）を付してこれらを指示する。検査者
はこの欠陥候補マーカによって原画像中の欠陥候補を簡
単に知ることができ、この欠陥候補が真の割れ欠陥２ａ
であるか、疑似欠陥２ｂであるかを目視で判別する。こ
の判別結果を操作部１０から入力し、この入力情報に応
じてコンピュータ８は擬似欠陥２ｂに対する欠陥候補マ
ーカを消去する。全ての欠陥候補に対する検査が終了す
ると、コンピュータ８はその検査結果と原画像とをデー
タ記憶装置１０に保存される。

【００２３】なお、データ記憶装置１０に保存された原
画像と検査結果とは、操作部１０の操作により、適宜読
み出してカラーモニタ９に表示させることもできるし、
また、プリントアウトすることもできる。勿論、真の割
り欠陥の部分の拡大表示やプリントアウトも可能であ
り、また、検査結果に基づいて、真の割り欠陥を欠陥候
補マーカと同様のマーカで指示するようにすることもで
きる。

【００２４】図２はこの紫外線カットフィルタ５の効果
を示す図であって、同図（ａ）は紫外線カットフィルタ
５を用いない場合のカラービデオカメラ３の出力画像信
号による表示画像を、同図（ｂ）は紫外線カットフィル
タ５を用いた場合のカラービデオカメラ３の出力画像信
号による表示画像を夫々示している。

【００２５】図２（ａ）において、紫外線カットフィル
タ５を用いない場合には、真の割れ欠陥２ａや擬似欠陥
２ｂなどの蛍光磁粉の発光による画像のほかに、試験体
１の表面の紫外線の正反射部分による画像２ｃや試験体
１の表面にある紫外線を反射する糸くずなどの異物の画
像２ｄが緑色に表示され、真の割り欠陥２ａと区別でき
なくなる場合もあるし、また、例えば、画像２ｃが真の
割れ欠陥２ａと重なる場合には、この真の割れ欠陥２ａ
を見落とすおそれがある。

【００２６】これに対し、カラービデオカメラ３に紫外
線カットフィルタ５を設けると、図２（ｂ）に示すよう
に、紫外線が反射してカラービデオカメラ５に入射する
ことによる画像２ｃ，２ｄを除くことができ、蛍光磁粉
の発光による画像のみが得られることになる。

【００２７】次に、図１に示した欠陥検査装置に用いる
本発明による欠陥検査方法の一実施形態の画像処理につ
いて、図３により説明する。なお、図３は、この欠陥検
査方法において、図１におけるコンピュータ８による画
像メモリ７の内容の解析のための画像処理アルゴリズム
を示すフローチャートである。

【００２８】同図において、コンピュータ８は、まず、
画像メモリ７の読み取りを行ない、Ｇ（緑）画像を取り
込む（ステップ１００）。そして、このＧ画像を微分し
（ステップ１０１）、レベルが急変する部分ほど強調さ
れたＧ微分画像を得る。これにより、割れ欠陥のような
蛍光磁粉から発光情報量が多く、かつ線状に輝度変化す
る部分のレベルが強調され、磁粉溜りのような輝度は高
いが、輝度変化の少ない部分のレベルは強調されない。
次に、このＧ微分画像の平均レベルを参考にして２値化
の閾値を決定し、これを用いてＧ微分画像を２値化する
（ステップ１０２）。そして、２値化されたＧ微分画像
から孤立点などの画像ノイズを除去する（ステップ１０
３）。

【００２９】以上の処理により、線状の輝度変化が大き
い部分の画像からなる２値画像が得られたことになり、
かかる画像が仮の欠陥候補を表わしていることになる。
そこで、次に、仮の欠陥候補毎に、その位置と長さとコ
ントラストが算出される。図２において、いま、真の割
れ欠陥２ａが仮の欠陥候補として検出されたとすると、
この仮の欠陥候補の位置はこの仮の欠陥候補の重心位置
とし、この仮の欠陥候補の長さはこの仮の欠陥候補の両
端を結ぶ直線の長さとする。また、この仮の欠陥候補の
コントラストは、Ｇ画像でのこの仮の欠陥候補を構成す
る全ての画素のレベルの平均値とする。

【００３０】このように各仮の欠陥候補の位置や長さ，
コントラストが求まると、次に、各仮の欠陥候補毎にそ
の長さやコントラストが予め設定された閾値以上か否か
判定し、長さとコントラストがともに閾値以上の仮の欠
陥候補を欠陥候補と決定する（ステップ１０５）。例え
ば、図２（ｂ）において、真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥
２ｂ，２ｂ’とが仮の欠陥候補となり、そのうちの擬似
欠陥２ｂ’の長さとコントラストのうちの少なくとも１
つが閾値に満たない場合、真の割れ欠陥２ａと擬似欠陥
２ｂとが欠陥候補として決定される。

【００３１】次に、図１に示した欠陥検査装置に用いる
本発明による欠陥検査支援方法の一実施形態を、図４に
より詳細に説明する。なお、図４は図３の処理で得られ
た欠陥候補から真の欠陥を確認する過程を示すフローチ
ャートである。

【００３２】同図において、図３に示した処理で欠陥候
補が決まると、コンピュータ８は、まず、カラーモニタ
９の表示画面に表示される１つの欠陥候補にマーカ表示
を行なう。このマーカが欠陥候補マーカであるが、これ
を図５を用いて説明する。ここでは、欠陥候補マーカを
欠陥候補を囲む枠とする。

【００３３】図５において、この欠陥候補１２の両端部
Ｐ₁，Ｐ₂の位置が、その長さを求めるときに得られてお
り、まず、両端部Ｐ₁，Ｐ₂を結ぶ直線を中心線１３とし
て求め、この中心線１３を端部Ｐ₁から延長した直線上
の端部Ｐ₁から距離ｄの点ａ１を求める。また、端部Ｐ₁
を通り中心線１３に垂直な直線上の端部Ｐ₁から両側に
距離ｄの点ａ２，ａ６を求める。端部Ｐ₂側についても
同様であって、中心線１３を端部Ｐ₂から延長した直線
上の端部Ｐ₂から距離ｄの点ａ４を求め、また、端部Ｐ₂
を通り中心線１３に垂直な直線上の端部Ｐ₂から両側に
距離ｄの点ａ３，ａ５を求める。

【００３４】次に、点ａ２，ａ３を結ぶ直線、点ａ５，
ａ６を結ぶ直線、点ａ２，ａ６を結ぶ直線に平行で点ａ
１を通る直線及び点ａ３，ａ５を結ぶ直線に平行で点ａ
４を通る直線を夫々求め、点ａ２，ａ３を結ぶ直線と点
ａ２，ａ６を結ぶ直線に平行で点ａ１を通る直線との交
点を点Ａ、点ａ２，ａ３を結ぶ直線と点ａ３，ａ５を結
ぶ直線に平行で点ａ４を通る直線との交点を点Ｂ、点ａ
５，ａ６を結ぶ直線と点ａ３，ａ５を結ぶ直線に平行で
点ａ４を通る直線との交点を点Ｃ、点ａ５，ａ６を結ぶ
直線と点ａ２，ａ６を結ぶ直線に平行で点ａ１を通る直
線との交点を点Ｄとし、点Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａを結ぶ枠
を欠陥候補マーカ１４とする。

【００３５】ここで、真の割れ欠陥は、一般に、ほぼ直
線状をなしており、大きく曲がっているような曲線状の
ものはほとんどない。上記の距離ｄは、得られた欠陥候
補マーカ１４が欠陥候補１２に接したり、交差したりす
ることがなく、かつできる限り小さい値に設定される。

【００３６】また、欠陥候補マーカ１４の短辺ＤＡ，Ｂ
Ｃを直線状としたが、円弧状，三角状，台形状など他の
形状としてもよい。

【００３７】このようにして、各欠陥候補毎に欠陥候補
マーカ１４を作成し、図４のステップ２００では、カラ
ーモニタ９（図１）で表示される原画像において、欠陥
候補を囲むようにして欠陥候補マーカ１４を、例えば、
白色で表示する。図６は図２（ｂ）に示した真の割り欠
陥２ａと擬似欠陥２ｂ，２ｂ’とが決定された欠陥候補
として（図３のステップ１０５）、夫々の欠陥候補２
ａ，２ｂ，２ｂ’毎に欠陥候補マーカ１４ａ，１４ｂ，
１４ｃを表示した状態を示す図である。

【００３８】なお、図３のステップ１０４において、仮
の欠陥候補毎に図５で説明したように欠陥候補マーカ１
４を作成するようにしてもよい。この場合には、両端部
Ｐ₁，Ｐ₂間の中心線１３の中点をこの仮の欠陥候補の位
置とし、両端部Ｐ₁，Ｐ₂間の中心線１３の長さをこの仮
の欠陥候補の長さとする。また、この場合、仮の欠陥候
補のコントラストは、次のようにして算出することがで
きる。即ち、欠陥候補マーカ１４の短辺ＡＤに平行で長
辺ＡＢ，ＣＤとの交点ｂ，ｃ間の直線をコントラスト算
出線１５とし、このコントラスト算出線１５上の画素の
平均輝度と最大輝度とを求めてこれらの輝度差を求め、
かかる輝度差をコントラスト算出線１５を一方の端部Ｐ
₁から他方の端部Ｐ₂に順次１画素あるいは複数画素分ず
つ移動させながらその移動毎に求め、得られた輝度差の
平均をこの仮の欠陥候補のコントラストとする。

【００３９】このように、図３のステップ１０４の処理
を行なうとき、仮の欠陥候補毎に欠陥候補マーカ１４を
形成することにより、仮の欠陥候補の位置や長さ，コン
トラストの算出処理の過程で欠陥候補マーカ１４の作成
が可能となり、無駄なく処理が行なわれるし、また、欠
陥候補が決定すると（図３のステップ１０５）、図４の
ステップ２００で直ちに決定した欠陥候補に欠陥候補マ
ーカを表示することができる。

【００４０】なお、図６に示すように、原画像の全ての
欠陥候補に同時に欠陥候補マーカを表示するようにして
もよいが、図４では、マーカ表示されるのは１つの欠陥
候補のみとする。

【００４１】図４に戻って、カラーモニタ９の原画像の
１つの欠陥候補にマーカ表示がなされると（ステップー
２００）、検査者はこのマーカ表示された欠陥候補を目
視し（ステップ２０１）、この欠陥候補が真の割れ欠陥
であるか、擬似欠陥であるかを確認する（ステップ２０
２）。検査者がこれを真の割れ欠陥と判定し、その旨を
示す情報を操作部１０（図１）を操作して入力すると、
コンピュータ８（図１）はこの入力情報に基づいてこの
真の割れ欠陥に対する欠陥情報（図３のステップ１０４
で得られた各情報や欠陥候補マーカ１４など）をデータ
記憶装置１１（図１）に格納する（ステップ２０３）と
ともに、この真の割り欠陥に対して表示される欠陥候補
マーカ１４の表示色を白色から赤色に変更し、欠陥マー
カとして表示される。そして、他に目視確認していない
欠陥候補が残っていると（ステップ２０６）、一定時間
経過後、次の欠陥候補に対して上記のマーカ表示を行な
い（ステップ２００）、真の割れ欠陥か否かの目視確認
ができるようにする。次の欠陥候補がマーカ表示される
ときには、目視確認されて赤色の表示されるマーカも消
去される。

【００４２】このように、マーカは、欠陥候補マーカと
欠陥マーカを含めて、１つしか表示されず、この表示さ
れるマーカは目視確認の対象となる候補欠陥と重なるこ
とがないので、目視確認しようとする欠陥候補を簡単に
知ることができるし、また、目視確認も容易となる。

【００４３】また、検査者が欠陥候補を目視確認して擬
似欠陥と判定し、それを示す情報を操作部１０から入力
すると（ステップ２０５）、コンピュータ８は、この欠
陥候補に対する欠陥候補マーカ１４を直ちに消去する。
そして、他に目視確認していない欠陥候補が残っている
と（ステップ２０６）、一定時間経過後、次の欠陥候補
に対して上記のマーカ表示を行なう（ステップ２０
０）。

【００４４】以上のようにして、真の割り欠陥と判定さ
れた欠陥候補の欠陥情報は順次データ記憶装置１１に格
納され（ステップ２０３）、全ての欠陥候補の目視確認
が終了すると（ステップ２０６：このことは、白色の欠
陥候補マーカが表示されなくなり、マーカ表示される欠
陥候補がなくなったことによって知ることができる）、
Ｒ，Ｇ，Ｂからなるカラー原画像が画像メモリ７から読
み出され、データ記憶装置に保存される（ステップ２０
７）。以上により、欠陥検査の支援動作も終了する。

【００４５】なお、以上の図４の説明では、白色の欠陥
候補マーカを目視確認する毎に１つずつ表示するように
したが、欠陥候補があまり近接して表示されないような
場合には、全ての欠陥候補について同時にマーカ表示を
するようにしてもよい。この場合には、図４において、
ステップ２００で全ての欠陥候補に白色のマーカ表示を
行なわせ、目視確認でもって真の割り欠陥と判定された
ものに対しては、赤色のマーカ表示に変更させてそのま
ま表示させ（ステップ２０４）、擬似欠陥と判定された
ものに対しては、マーカを消去するようにする（ステッ
プ２０５）。そして、白色のマーカ表示がなされている
欠陥候補がある場合には、ステップ２０６からステップ
２０１に戻り、次の欠陥候補の目視確認ができるように
する。この場合、次に目視確認する欠陥候補に対して
は、コンピュータ８はその欠陥候補マーカ１４を、例え
ば、点滅させるようにする。これにより、次に目視確認
すべき欠陥候補を容易に知ることができる。

【００４６】以上のように、この第１の実施形態では、
試験体１をカラービデオカメラ３で撮像して原画像をカ
ラー表示できるようにするものであるから、試験体１の
画像が明確に表示されて欠陥の確認が容易になるし、ま
た、画像処理によって自動的に検査対象となる欠陥候補
が絞り込まれ、かつ欠陥候補がマーカ表示されるので、
真の割り欠陥か否かの確認をすべき画像を容易かつ明確
に知ることができて、確認の漏れが生ずることがない。

【００４７】さて、以上説明した第１の実施形態は、磁
粉探傷法を用いて、画像処理により自動検査を行なうも
のであったが、センサとしてカラーテレビカメラを用い
ており、浸透探傷法においても、センサとしてカラービ
デオカメラを用いることができることから、浸透探傷と
磁粉探傷との両方が適用可能な共用センサプローブを実
現できる。

【００４８】図７は本発明による欠陥検査装置の第２の
実施形態の要部、即ち、磁粉／浸透探傷共用プローブを
示す構成図であって、１６はフード、１７ａ，１７ｂは
コネクタ、１８は電源ケーブル、１９は白色照明手段で
あり、図１に対応する部分には同一符号をつけている。

【００４９】同図において、ここでは、紫外線照明手段
４と白色照明手段１９とが設けられており、外光による
影響を避けるために、これら照明手段４，８やカラービ
デオカメラ３の光入射部分がフード１６によって覆われ
ている。

【００５０】かかる共用プローブを磁粉探傷法による欠
陥検査装置に使用する場合には、カラービデオカメラ３
を画像解析装置に接続して図１に示す構成とし、電源ケ
ーブル１８をコネクタ１７ａに接続し、紫外線照明手段
４を駆動するようにすればよい。この場合の欠陥検査や
その支援は先の図１に示した実施形態と同様である。ま
た、浸透探傷法による欠陥検査装置に使用する場合に
は、カラービデオカメラ３を同様の構成の画像解析装置
に接続し、かつ電源ケーブル１８をコネクタ１７ｂに接
続し、白色照明手段１９を駆動するようにすればよい。

【００５１】なお、紫外線照明手段４や白色照明手段１
９のランプとしては、ここでは、リング状のものとして
いるが、棒状のものであってもよい。

【００５２】次に、浸透探傷法による欠陥候補抽出方法
の一具体例を図８により説明するが、この場合の画像解
析装置も、基本構成としては、図１に示す構成と同様
に、画像メモリ，コンピュータ，カラーモニタ，操作部
及びデータ記憶装置からなるものであり、コンピュータ
による処理が異なるだけであるから、図１を参照して説
明する。

【００５３】浸透探傷法による欠陥検査の場合には、図
７において、試験体１の表面の割れ欠陥の部分が赤色で
表わされるようにしている。かかる試験体１の表面に白
色照明手段１９によって白色光を照明し、この表面をカ
ラービデオカメラ３で撮像する。このカラービデオカメ
ラ３から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの三原色信号の１画像分
は、図１において、画像メモリ７に原画像として書き込
まれて記憶される。

【００５４】かかる書込みが終了すると、コンピュータ
８は、画像メモリ７からＲ，Ｇ，Ｂ画像を取り込み（ス
テップ３００）、各画素毎にそのＲ，Ｇ，Ｂの画素値
（レベル）から色度値ｘ，ｙを求める（ステップ３０
１）。

【００５５】いま、画素のＲ，Ｇ，Ｂ毎の画素値を夫々
Ｒ，Ｇ，Ｂとすると、試験体１の表面からカラービデオ
カメラ３に与えられる刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは次の数１で表
わされる。

【００５６】

【数１】

【００５７】但し、ａ₁₁〜ａ₃₃はカラービデオカメラ３
で決まる係数である。従って、この画素での色度ｘ，ｙ
は次の数２で表わされる。

【００５８】

【数２】

【００５９】次に、得られた色度ｘ，ｙを色相θ，彩度
ｒのデータに変換する（ステップ３０２）。図９におい
て、いま、白色の色度を（ｘ_C，ｙ_C）とすると、任意の
色度（ｘ，ｙ）の色相θ，彩度ｒは次の数３，数４で求
められる。

【００６０】

【数３】

【００６１】

【数４】

【００６２】次に、得られた色相θ，彩度ｒが欠陥とし
て規定する赤色の範囲にあるかどうかを判定し、かかる
範囲内の画像を仮の欠陥候補とする（ステップ３０
３）。即ち、図９に示すように、この赤色の範囲とし
て、色相θ₁〜θ₂，彩度ｒ₁〜ｒ₂の範囲が設定されてお
り、上記のようにして求めた色相θ，彩度ｒが θ₁≦θ≦θ₂ かつｒ₁≦ｒ≦ｒ₂ を満たすとき、この色相θ，彩度ｒのデータを持つ画素
は赤色の範囲にあり、かかる画素が隣り合って形成され
る画素群が仮の欠陥候補ということになる。

【００６３】次に、以上のようにして求められた仮の欠
陥候補毎に、その位置と面積Ａと長さＬと最大彩度ｒ
_MAXとが求められる（ステップ３０４）。そして、予め
設定された面積の閾値Ａ₀，長さの閾値Ｌ₀，最大彩度の
閾値ｒ₀に対してこれら面積Ａ，長さＬ，最大彩度ｒ_MAX
が夫々、Ａ₀≦Ａ，Ｌ₀≦Ｌ，ｒ₀≦ｒ_MAX を同時に満たすとき、これを満たす仮の欠陥候補を欠陥
候補と決定する（ステップ３０５）。

【００６４】この決定した欠陥候補に対する欠陥検査の
支援方法は図４で示した実施形態の場合と同様であり、
各欠陥候補に、例えば、白色の欠陥候補マーカを表示す
るとともに、目視確認により、真の割れ欠陥に対して
は、欠陥候補マーカを白色から、例えば、青色に変更
し、擬似欠陥に対しては、欠陥候補マーカを消去する。

【００６５】図１０は欠陥候補に欠陥候補マーカを付し
た状態を示すものであって、浸透探傷法での欠陥候補２
０は、先に説明したように、面積を持った領域となる。
かかる欠陥候補２０の両端部Ｐ₁，Ｐ₂を検出し、これら
両端部Ｐ₁，Ｐ₂を結ぶ直線を中心線２１とし、この中心
線２１の長さを欠陥候補２０の長さＬ，この欠陥候補２
０内での画素数を欠陥候補２０の面積Ａとし、この欠陥
候補２０の重心（あるいは中心線２１の中心位置）をこ
の欠陥候補２０の位置とする。また、この欠陥候補２０
に対する欠陥候補マーカ２２は、両端部Ｐ₁，Ｐ₂と中心
線２１とから図５で示したように求められるが、両端部
Ｐ₁，Ｐ₂からの距離ｄを磁粉探傷法の場合よりも大きく
して、欠陥候補マーカ２２が欠陥候補２０に重ならない
ようにする。勿論、先に説明した磁粉探傷の場合と同様
に、図８のステップ３０４で仮の欠陥候補の面積や長さ
となどを求めるときに、欠陥候補マーカ２２を作成する
ようにしてもよい。

【００６６】なお、この実施形態では、図１に示したよ
うな画像メモリ，コンピュータ，カラーモニタ，操作部
及びデータ記憶装置からなる画像解析装置を備えた欠陥
検査装置が磁粉探傷法によるものと浸透探傷法によるも
のとの２種類があり、それらのいずれにも使用できるよ
うにしたものであるが、また、この実施形態の磁粉／浸
透探傷共用プローブに上記の画像解析装置が接続された
１つの欠陥検査装置を、コンピュータ８（図１）が図３
に示す磁粉探傷法の欠陥検査の画像処理と図８に示す浸
透探傷法の欠陥検査の画像処理とを行なうことができる
ようにすることにより、磁粉探傷法と浸透探傷法とに共
用できるようにすることができる。この場合、磁粉探傷
法による欠陥検査を行ないたいときには、図７におい
て、電源ケーブル１８をコネクタ１７ａに接続するとと
もに、図１において、操作部１０の操作によってコンピ
ュータ８に磁粉探傷法による欠陥検査であることを指示
し、また、浸透探傷法による欠陥検査を行ないたいとき
には、図７において、電源ケーブル１８をコネクタ１７
ｂに接続するとともに、図１において、操作部１０の操
作によってコンピュータ８に浸透探傷法による欠陥検査
であることを指示するようにすればよい。

【００６７】図１１は本発明による欠陥検査方法のさら
に他の実施形態を示す図であって、２３はスケール、２
４はカメラ視野であり、その他の部分は先の実施形態と
同様である。また、前出図面に対応する部分には同一符
号をつけて重複する説明を省略する。この実施形態は、
基本構成としては、先に説明した実施形態と同様である
が、長尺の試験体に対して特に有効である。

【００６８】図１１において、試験体１は、カラービデ
オカメラ（図１）のカメラ視野２４内に収まらないよう
な長尺なものである。このような試験体１に対しては、
試験体１の長手方向に沿ってスケール２３を配置する。
この場合のスケール２３の配置としては、カラービデオ
カメラからみて、このスケール２３によって試験体１の
検査すべき表面が隠されることがなく、かつスケール２
３がカメラ視野２４内に入るようにする。

【００６９】このスケール２３としては、等間隔（例え
ば、１ｃｍ毎）に区切り線２３ａが設けられ、この区切
り線２３ａで区切られる区間毎に順番を示す目盛数字２
３ｂが付されている。また、磁粉探傷法による欠陥検査
の場合のスケール２３と浸透探傷法による欠陥検査の場
合のスケール２３とを色違いにしておくこともできる。
例えば、磁粉探傷法による欠陥検査に使用するスケール
２３では、白地で区切り線２３ａや数字２３の色を緑の
蛍光色とし、浸透探傷法による欠陥検査に使用するスケ
ール２３では、白地で区切り線２３ａや数字２３の色を
赤色とする。

【００７０】図１２（ａ）は図１１に示した撮像による
表示画面の一具体例を示す図であって、２５は表示画面
であり、図１１に対応する部分には同一符号をつけて重
複する説明を省略する。また、図１２（ｂ）はこの表示
画面での画像信号を示す波形図である。

【００７１】同図（ａ）において、表示画面２５（図１
におけるカラーモニタ９の表示画面）には、試験体１
（図１１）の表面の一部の画像とスケール２３（図１
１）の一部の画像とからなる原画像が表示される。この
試験体１の表示画像のみをみたのでは、試験体１に対す
るカラービデオカメラ３の位置（この場合の位置とは、
試験体１の端部を基準位置とし、この基準位置からの試
験体１の長手方向の距離である）が不明であるが、スケ
ール２３の画像をみることにより、その位置が明確とな
る。図示する例では、試験体１の端部から長手方向ほぼ
１７ｃｍの位置にカラービデオカメラ３があり、また、
試験体１のこの位置に欠陥候補２があることがわかる。

【００７２】また、スケール２３の画像を用いて位置を
自動的にかつ精度良く求めることができる。即ち、コン
ピュータ８（図１）は、パターンマッチングによってス
ケール２３の目盛り数字２３ｂを認識することができる
し、スケール２３の区切り線２３ａを検出することがで
きるから、検出した区切り線２３ａと認識した目盛り数
字２３ｂとの位置関係により、表示画面２５上での各位
置が試験体１の端部からどの位の距離にあるかを認識で
きる。

【００７３】この場合、表示画面２５のスケール２３の
画像上のこれに平行な探索線２６の画像信号には、図１
２（ｂ）に示すように、スケール２３の区切り線２３ａ
に対するピークＥ１，Ｅ２，……が生じ、これを検出す
ることにより、区切り線２３ａの表示画面２５での位置
を検出することができる。つまり、表示画面２５に表示
される区切り線２３ａ毎に、試験体１の端部からの位置
と表示画面２５での位置とが対応付けられている。

【００７４】図１２（ａ）において、例えば、スケール
２３での目盛り数字１７，１８間の区切り線２３ａは、
試験体１の端部から１７ｃｍの位置にあるが、コンピュ
ータ８による演算の結果、表示画面２５上でその左端部
から画素単位で距離ｈ₁の位置にあり、目盛り数字１
８，１９間の区切り線２３ａは、試験体１の端部から１
８ｃｍの位置にあるが、表示画面２５上でその左端部か
ら画素単位で距離ｈ₂の位置にあるとし、欠陥候補２の
位置（重心位置Ｍ）が表示画面２５上でその左端部から
画素単位で距離ｈの位置（但し、ｈ₁＜ｈ＜ｈ₂とする）
にあるとし、また、隣り合う区切り線２３ａ間の実際の
距離をＨ（ここでは、上記のように、Ｈ＝１ｃｍとす
る）とすると、欠陥候補２の試験体１上での位置は、次
の数５で表わされる。

【００７５】

【数５】

【００７６】このように、試験体１上の欠陥候補２の位
置を精度良く検出することができるし、さらには、表示
画面２５上での区切り線２３ａ間の距離をその間の画素
数や画素幅などをパラメータとして算出し、この算出距
離と実際の距離Ｈとから撮像倍率が得られるから、図１
２（ａ）において、距離ｈ₁，ｈからも、１７＋（ｈ−ｈ₁）×α （ｃｍ）（但し、αは撮像倍率）から欠陥候補２の位置Ｍを求め
ることもできる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
カラービデオカメラを用いて画像入力を行なうため、さ
らには、磁粉探傷法による欠陥検査では、紫外線カット
フィルタによって試験体から反射される紫外線をカット
できるため、検査者は自動欠陥検査結果の確認を容易に
行なうことができるし、また、欠陥候補が自動的に指示
表示されるので、欠陥検査の見逃しがほとんどなくな
り、しかも、検査画像を保存するため、検査の信頼性が
向上する。

【００７８】また、本発明によると、カラービデオカメ
ラを用いるため、磁粉探傷と浸透探傷の自動欠陥検査を
同じセンサプローブで行なうことができ、利便性が大幅
に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による欠陥検査装置の第１の実施形態を
示す構成図である。

【図２】図１に示した実施形態での紫外線カットフィル
タの効果を示す図である。

【図３】図１に示した欠陥検査装置に用いる本発明によ
る欠陥検査方法の一実施形態を示すフローチャートであ
る。

【図４】図１に示した欠陥検査装置に用いる本発明によ
る欠陥検査支援方法の第１の実施形態を示すフローチャ
ートである。

【図５】図４に示す欠陥検査支援方法で表示する欠陥候
補マーカの生成方法の一具体例を示す図である。

【図６】図４に示す欠陥検査支援方法でのマーカ表示し
た欠陥候補を示す図である。

【図７】本発明による欠陥検査装置の第２の実施形態の
要部を示す構成図である。

【図８】図７に示した欠陥検査装置に用いる本発明によ
る欠陥検査方法の一実施形態を示すフローチャートであ
る。

【図９】図８のステップ３０２，３０３の説明図であ
る。

【図１０】図７に示した実施形態での浸透探傷で用いる
欠陥候補マーカの一具体例を示す図である。

【図１１】本発明による欠陥検査装置の第３の実施形態
の要部説明図である。

【図１２】図１１に示した実施形態での表示画面を示す
図である。

【符号の説明】

１試験体２ａ真の割れ欠陥２ｂ，２ｂ’ 擬似欠陥３カラーテレビカメラ４紫外線照明手段５紫外線カットフィルタ７画像メモリ８コンピュータ９カラーモニタ１０操作部１１データ記憶装置１２欠陥候補１３中心線１４，１４ａ〜１４ｃ欠陥候補マーカ１６フード１７ａ，１７ｂコネクタ１８電源ケーブル１９白色照明手段２０欠陥候補２２欠陥候補マーカ２３スケール２３ａ区切り線２３ｂ目盛り数字２４カメラ視野

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田口哲夫茨城県日立市幸町一丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者田中勲夫茨城県日立市幸町一丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内Ｆターム(参考） 2G051 AA37 AB02 AC02 AC22 BA05 BB07 CA04 ED04 FA04 GC04 GC17 GD01 2G053 AA11 AB22 BA12 BA15 BB08 CB24 CB27 CB29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁粉探傷法による欠陥検査方法におい
て、カラーテレビカメラを用いて検査対象の試験体を撮像す
ることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】請求項１において、前記ビデオカメラは、紫外線照射された前記試験体を紫
外線カットフィルタを介して撮像することを特徴とする
欠陥検査方法。
【請求項３】浸透探傷法による欠陥検査方法におい
て、カラーテレビカメラを用いて検査対象の試験体を撮像す
ることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項４】請求項１，２または３において、前記試験体を撮像する前記カラービデオカメラの視野内
にスケールを配置したことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】探傷法による欠陥検査装置において、検査対象の試験体を撮像するカラービデオカメラと、該試験体の照明手段としての紫外線照明手段及び白色照
明手段とを設け、紫外線照明手段を用いた磁粉探傷法に
よる欠陥検査と白色照明手段を用いた浸透探傷法による
欠陥検査とを行なうことができるようにしたことを特徴
とする欠陥検査装置。
【請求項６】請求項５において、前記試験体を撮像する前記カラービデオカメラの視野内
にスケールを配置したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１つに記載の前
記カラービデオカメラから出力される画像信号を演算処
理して前記試験体の欠陥候補を判定検出し、前記カラービデオカメラの出力カラー画像信号によるカ
ラー原画像を画面に表示して、該カラー原画像での欠陥
候補と判定された画像をマーカで指示することを特徴と
する欠陥検査支援方法。
【請求項８】請求項７において、前記画面に表示される欠陥候補が真の欠陥であるとき、
該真の欠陥に対する前記マーカの表示色を異ならせ、該
候補欠陥が擬似欠陥であるとき、該擬似欠陥に対する前
記マーカを消去することを特徴とする欠陥検査支援方
法。