JP2000349988A

JP2000349988A - 映像信号合成装置

Info

Publication number: JP2000349988A
Application number: JP11159420A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Oshige; 貴彦大重; Mitsuaki Uesugi; 満昭上杉; Seiji Yoshikawa; 省二吉川; Masakazu Inomata; 雅一猪股; Tsutomu Kawamura; 努河村; Hiroyuki Sugiura; 寛幸杉浦
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】走査方向に配設された各ラインセンサの映像
信号を正確に合成する。【解決手段】互いに隣接するものどうしの被写体上に
おける走査範囲が互いに一部重複するように配列され、
被写体上における走査方向に分割された各走査範囲の映
像信号を出力する複数のラインセンサ２ａ，２ｂと、こ
の各ラインセンサの各走査範囲相互間の重複範囲を検出
する重複範囲検出手段３，２８と、各ラインセンサから
出力される各映像信号における光学系に起因する走査方
向の信号レベルの変動成分を除去する複数のシェーディ
ング補正手段１３ａ、１３ｂと、この各シェーディング
補正手段でシェーディング補正された複数の映像信号を
走査方向に合成して一つの映像信号を作成するととも
に、この複数の映像信号における重複範囲においては信
号レベルの高い映像信号を作成される一つの映像信号に
組込んで出力する信号合成手段２３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被写体を複数のライ
ンセンサで分割して撮影して、これら複数のラインセン
サから出力された各映像信号を信号合成して被写体全体
としての一つの映像信号を出力する映像信号合成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、製鉄工場における品質検査工程
においては、搬送される鋼板の表面疵を検出する手段と
して、図９、図１０に示すように、鋼板1 の全幅Ｗを
複数に等分して、等分された各単位幅Ｌに対して各ライ
ンセンサ２を割付けている。そして、各ラインセンサ２
から出力された各１ライン分の映像信号を走査方向に信
号合成することによって、鋼板1 の全幅Ｗに亘る１ライ
ン分の映像信号を得るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被写体
である鋼板１の幅方向に複数のラインセンサ２を配設し
て、各ラインセンサ２からの映像信号を信号合成する映
像信号合成装置においてもまだ改良すべき次のような課
題があった。

【０００４】すなわち、鋼板１の全幅Ｗを複数のライン
センサ２で分割して測定することによって、各ラインセ
ンサ２の受持範囲（走査範囲：単位幅Ｌ）を小さくでき
るが、コストの面からできるだけ設置台数を少なくした
い要求がある。ところが、各ラインセンサ２の視野角度
αは、視差誤差等を考慮すると、過度に大きく設定でき
ないので、受持範囲（走査範囲；単位幅Ｌ）を広くする
ためには、ラインセンサ２と鋼板１との間の距離Ｄを長
く設定する必要がある。

【０００５】しかし、ラインセンサ２で得られる映像信
号の信号レベルは、鋼板１自体の明るさに比例し、鋼板
１までの距離Ｄに反比例するので、距離Ｄを大きくする
と、映像信号の減衰が大きくなって、映像信号のＳ／Ｎ
比が低下する。

【０００６】このように視野角度α及び距離Ｄともに制
約があるので、検査に必要な被検査体上の分解能を決め
ると、ラインセンサ２上に光を集めるためのカメラの画
素数が自ずと制約を受け、あまり大きなラインセンサ２
を使用できない問題があった。

【０００７】すなわち、例えば、図１１（ａ）に示すよ
うなｎ個の素子からなるラインセンサ２より多い画素数
のカメラを用いるためには、図１１（ｂ）に示すよう
に、１素子の大きさが図１１（ａ）のラインセンサ２の
１素子の大きさに等しく、かつ素子数が図１１（ａ）の
ラインセンサ２の素子数ｎより多い（ｎ＋ｍ）ラインセ
ンサ２を用いるか、又は、図１１（ｃ）に示すように、
ラインセンサ全体の大きさは同じだが、１素子の大きさ
が小さいラインセンサ２を用いる必要がある。

【０００８】しかし、図１１（ｂ）に示す大きいライン
センサ２を採用すると、視野角度αが大きくなってしま
い視差誤差が大きくなる。一方、図１１（ｃ）に示す小
さい素子のラインセンサ２を採用すると、各素子の受光
光量が不足する問題が生じる。

【０００９】また、各ラインセンサ２から出力された各
映像信号は、ラインセンサ２毎に配置された疵検出処理
を行う画像処理装置へ入力されるが、一般に疵検出処理
のような複雑な処理を行う画像処理装置は高額であるの
で、画像処理装置の設置台数が多いと疵検出装置全体の
製造費が上昇する問題がある。

【００１０】また、各ラインセンサ２における鋼板１上
の照射範囲（受持範囲；走査範囲）を完全に隙間なく並
べることは非常に困難である。また、たとえ、できたと
しても、その照明範囲Ｌの調整には多大の時間と手間を
必要とした。

【００１１】したがって、図１２に示すように、各ライ
ンセンサ２から出力された各映像信号ａ、ｂを合成した
場合には映像信号ａ、ｂ相互間に欠落領域が生じる懸
念がある。

【００１２】このような不都合を解消するために図１３
に示すように、各ラインセンサ２と鋼板１との距離Ｄｃ
を長く設定して、各ラインセンサ２における鋼板１上の
照射範囲（受持持範囲）Ｌｃが隣接するものどうしで一
部重複するように配設することが考えられる。

【００１３】しかし、鋼板１上の照射範囲（受持持範
囲）Lｃが一部重複することは、図１４（ａ）に示すよ
うに、各ラインセンサ２から出力された各映像信号ａ、
ｂ自体もその一部が重複すること示す。各ラインセンサ
２の感度を完全に一致させることは非常に困難であるの
で、図１４（ｂ）に示すように、重複部において、各ラ
インセンサ２からの映像信号ａ、ｂの平均を計算する
ことにより、これら映像信号ａ、ｂを合成した場合
は、その合成された影像信号ｃにおける両方の信号の接
続部分に不連続部分が発生する。

【００１４】したがって、この映像信号ｃで鋼板１の表
面欠陥（疵）を検出する場合は、この不連続部分が欠陥
（疵）と判定される。特に、映像信号ｃを微分して、そ
の微分値の大小によって欠陥（疵）の大小を判定する場
合においては、映像信号ａ、ｂの接続部分を大きな欠陥
（疵）として認識するので、その影響は大きい。

【００１５】また、鋼板１における前記各映像信号ａ、
ｂの重複部分に欠陥（疵）が存在した場合で、かつ各影
像信号ａ、ｂにおける位置と鋼板１の実際上の位置（ｍ
ｍ）とが一致しない場合が存在すると、図１５（ｂ）
（ｃ）に示すように、各映像信号ａ、ｂを合成した合成
の映像信号ｃに、ベースラインに対する欠陥（疵）信号
のピーク値が予め設定したしきい置を下回り、重複部分
でない場合に存在する場合においては十分検出可能であ
った欠陥（疵）が検出できなくなる可能性がある。

【００１６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、被写体を複数のラインセンサで分割して走
査する場合に、たとえ走査方向に隣接する各ラインセン
サの被写体上における走査範囲において互いに重複する
部分が発生したとしても、これらのラインセンサの映像
信号を信号合成して得られる被写体全体を示す一つの映
像信号に不連続部分や異常部分、あるいは検出できなく
なる表面欠陥が生じるのが未然に防止され、例えば、広
い被写体の表面の画像を撮影して、撮影した画像を用い
て各種データ処理を実施する各種の画像処理装置に組込
むことによって、その測定精度及び信頼性を大幅に向上
し、かつ少ない台数の画像処理装置で低価格で実現でき
るための映像信号合成装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明の映像信号合成装置においては、互いに隣接
するものどうしの被写体上における走査範囲が互いに一
部重複するように配列され、被写体上における走査方向
に分割された各走査範囲の映像信号を出力する複数のラ
インセンサと、この各ラインセンサの各走査範囲相互間
の重複範囲を検出する重複範囲検出手段と、各ラインセ
ンサから出力される各映像信号における光学系に起因す
る走査方向の信号レベルの変動成分を除去する複数のシ
ェーディング補正手段と、この各シェーディング補正手
段でシェーディング補正された複数の映像信号を走査方
向に合成して一つの映像信号を作成するとともに、この
複数の映像信号における重複範囲においては信号レベル
の高い映像信号を作成される一つの映像信号に組込んで
出力する信号合成手段とを備えている。

【００１８】このように構成された映像信号合成装置に
おいては、各ラインセンサから出力される各映像信号に
対してシェーディング補正処理が実施されるので、例え
ば、この映像信号合成装置を欠陥検出装置に組込んだ場
合、被写体としての被検体のエッジ部や走査範囲の各エ
ッジ部に存在する欠陥（疵）を、エッジ部でない中央部
に存在する欠陥（疵）と同一条件で検出できる。

【００１９】また、各ラインセンサから出力される各映
像信号を走査方向に合成して、一つの映像信号を作成す
る場合に、各映像信号の重複領域においては、信号レベ
ルの高い映像信号を採用している。

【００２０】したがって、各ラインセンサから出力され
る各映像信号相互間に多少の走査方向におけるずれが発
生していたとしても、エッジ部近傍の信号は大きい方が
採用されるので、確実にエッジ部近傍の欠陥（疵）を検
出できる。

【００２１】また、別の発明は、上記発明の映像信号合
成装置に対して、さらに、各ラインセンサから出力され
る各映像信号の信号レベルから被写体のエッジ位置を検
出するエッジ位置検出手段と、各映像信号における検出
されたエッジ位置より外側の被写体の不在領域に対して
所定信号レベルのダミー信号を加算するエッジ処理手段
とを付加している。

【００２２】このように構成された映像信号合成装置に
おいては、各ラインセンサから出力される各映像信号に
おけるエッジ位置より外側の被写体の不在領域において
も所定の信号レベルを有しているので、合成された一つ
の映像信号に欠陥（疵）に起因しない大きな不連続部分
が発生してこの不連続部分を誤って欠陥（疵）と誤判定
する懸念が回避される。

【００２３】さらに、別の発明は、上記発明の映像信号
合成装置における重複範囲検出手段は、各ラインセンサ
の被写体までの距離を測定する距離センサと、この距離
センサで測定された距離に基づいて重複範囲を算出する
重複範囲算出手段とで構成している。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。

【００２５】図１は実施形態の映像信号合成装置におけ
る概略構成を示す模式図である。なお、図９、図１０と
同一部分には同一符号が付されている。したがって、重
複する部分の詳細説明は省略する。

【００２６】図中矢印方向に搬送される被写体としての
鋼板１の上方における幅方向に２台の例えばＣＣＤセン
サからなるラインセンサ２ａ、２ｂが配設されている。
各ラインセンサ２ａ、２ｂの走査範囲Ｌａ、Ｌｂは鋼板
１の幅方向に一部重複している。したがって、各ライン
センサ２ａ、２ｂの走査範囲Ｌａ，Ｌｂを単純に合計し
たものは鋼板１の全幅Ｗより大きくなる。

【００２７】各ラインセン２ａ、２ｂは自己の走査範囲
Ｌa、Ｌｂを所定周期ｆの走査速度で走査して映像信号
ａ、ｂを映像信号合成回路４へ送出する。図２に示すよ
うに、各ラインセンサ２ａ、２ｂは一定の視野角度αを
有している。また、各ラインセン２ａ、２ｂと鋼板１と
の間の距離Ｄは距離センサ３で測定されて前記映像信号
合成回路４へ入力される。映像信号合成回路４は入力さ
れた各画像信号ａ、ｂを信号合成して鋼板１全体として
の一つの映像信号ｄを次の欠陥検出装置５へ送出する。

【００２８】図３は映像信号合成回路４の詳細構成を示
すブロック図である。

【００２９】この映像信号合成回路４は、一種のコンピ
ユータで構成されており、相互に接続されたＣＰＵバス
６ａ、６ｂ、６ｃに対して、各種制御を実施するＣＰＵ
７、ＲＯＭ８．ＲＡＭ９が接続されている。そして、Ｃ
ＰＵ７は、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９に記憶されているプログ
ラムや各種データに基づいて、ＣＰＵバス６ａ、６ｂ、
６ｃに接続されている各回路や各処理部や各メモリの動
作を制御する。

【００３０】各ラインセンサ２ａ、２ｂから入力された
各映像信号ａ、ｂはＡ／Ｄ変換器１０ａ、１０ｂでデジ
タル値に変換されたのち、平均値間引き回路１１ａ、１
１ｂへ入力される。平均値間引き回路１１ａ、１１ｂ
は、鋼板１が矢印で示す搬送方向に、ラインセンサ２
ａ、２ｂの長手分解能の１／Ｎだけ進む毎にデジタル値
に変換された各映像信号ａ、ｂの信号値を加算し、この
加算値を最終的にＮで除算して出力する。よって、一定
周期で、被検査体である鋼板１上で抜けがなく平均の映
像信号ａ、ｂのデータを得ることができる。

【００３１】この平均値間引き回路１１ａ、１１ｂで平
均化されたデジタルの各映像信号ａ、ｂは各シェーディ
ング補正回路１３ａ、１３ｂへ入力されるとともに、各
エッジ位置検出回路１２ａ、１２ｂへ入力される。

【００３２】エッジ位置検出回路１２ａ、１２ｂは、各
ラインセンサ２ａ、２ｂにおける１走査分以上の映像信
号ａ，ｂのデジタル化したデータを記憶するメモリを内
蔵しており、１走査分の映像信号ａ，ｂのデータをメモ
リに取込んだ時点で、図４に示すように、この映像信号
ａ，ｂの信号レベル（データ値）と予め設定されている
背景の明度と鋼板１の明度とを区別するためのしきい値
ＴＨと比較して、映像信号ａ，ｂ上における鋼板１の左
右のエッジ位置Ｅｐを求める。

【００３３】具体的には、左側の映像信号ａは左端の画
素から順番に値をしきい値ＴＨと比較し，最初にしきい
値ＴＨを超えた画素を左エッジ位置Ｅｐと見なす。ま
た、右側の映像信号ｂについては、右端の画素から順番
に判定していき、最初にしきい値ＴＨを超えた画素を右
エッジ位置Ｅｐと見なす。検出された各エッジ位置Ｅｐ
はＣＰＵ７へ送出される。

【００３４】シェーディングデータメモり１４ａ、１４
ｂ内には、図５に示すように、欠陥のない試験片に対し
て各ラインセンサ２ａ、２ｂで走査した場合の映像信号
波形がシェーディング補正用データとして記憶されてい
る。一般的に、端部近傍において信号レベルが低いの
は、カメラやレンズ等の光学系の非直線性に起因する。
このシェーディングデータメモり１４ａ、１４ｂに記憶
されている各シェーディング補正用データは、それぞ
れ、シェーディング補正回路１３ａ、１３ｂへ送出され
る。

【００３５】各シェーディング補正回路１３ａ、１３ｂ
は、平均値間引き回路１１ａ、１１ｂから入力されたデ
ジタルの映像信号ａ、ｂをそれぞれ対応するシェーディ
ング補正用データで除算することによって、図５に示す
ように、全走査範囲に亘って、ほぼ一定信号レベルを有
した映像信号ａ₁、ｂ₁にシェーディング補正する。

【００３６】なお、実際には、処理速度を上昇させるた
めに、除算の演算はテーブルを参照する方式により行っ
ている。また、デジタルの映像信号ａ、ｂに含まれる欠
陥に起因するピーク波形は周波数が高いのでシェーディ
ング補正後の映像信号ａ₁，ｂ₁においても残存する。

【００３７】シェーディング補正後の各映像信号ａ₁，
ｂ₁はそれぞれエッジ処理部１５ａ、１５ｂへ入力され
る。図６は各エッジ処理部１５ａ、１５ｂの概略構成を
示すブロック図である。

【００３８】エッジ外データメモり１６内には、ＣＰＵ
７からＣＰＵバス６ａ、６ｂを介して設定されたエッジ
外ダミー値Ｖｄが記憶されている。このエッジ外ダミー
値Ｖｄは、図７に示すように、シェーディング補正後の
各映像信号ａ₁，ｂ₁における前記検出されたエッジ位
置Ｅｐに対してＰ₃画素数からＰ₄画素数までの区間
（Ｐ₃〜Ｐ₄）における平均値に設定されている。

【００３９】なお、このエッジ外ダミー値Ｖｄは、ＣＰ
Ｕ７により計算されエッジ外データメモり１６に書込ま
れている。このエッジ外ダミー値Ｖｄは切換回路１７の
一方端に入力される。切換回路１７の他方端にはシェー
ディング補正後の映像信号ａ ₁，ｂ₁が入力される。

【００４０】エッジ位置設定メモリ１８内には、図７に
示すように、シェーディング補正後の各映像信号ａ₁，
ｂ₁における前記検出されたエッジ位置Ｅｐに対する前
述したＰ₃、Ｐ₄を含む３種類の画素数（経過画素数）
Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄がＣＰＵ７からＣＰＵバス６ａ、６ｂ
を介して設定されている。各画素数（経過画素数）
Ｐ ₂、Ｐ₃、Ｐ₄は切換制御部１９へ送出される。

【００４１】アドレス（画素位置）カウンタ２０は、各
ラインセンサ２ａ、２ｂの周波数ｆの走査速度に同期す
るクロックに応じて、シェーディング補正後の映像信号
ａ₁，ｂ₁の走査方向のアドレスを示す画素位置Ｐを計
数して切換制御部１９へ送出する。

【００４２】切換制御部１９には、前記画素数（経過画
素数）Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄、画素位置Ｐの他に、ＣＰＵ７
から鋼板１の左右のエッジ位置Ｅｐが入力される。切換
制御部１９は、アドレス（画素位置）カウンタ２０から
入力される画素位置Ｐがエッジ位置Ｅｐに一致したタイ
ミングで切換信号ｈを送出する。そして、ラインセンサ
２ａにおける１回の走査が終了して、画素位置Ｐが初期
位置に戻ると切換信号ｄは解除される。

【００４３】切換回路１７は、切換制御部１９から切換
信号ｈが入力されている期間のみ、シェーディング補正
後の映像信号ａ₁，ｂ₁をエッジ処理後の映像信号
ａ₂，ｂ ₂として出力する。また、切換回路１７は、切
換制御部１９から切換信号ｄが入力されていない期間に
おいては、エッジ外データメモり１６に記憶されている
エッジ外ダミー値Ｖｄをエッジ処理後の映像信号ａ₂，
ｂ₂として出力する。

【００４４】すなわち、このエッジ処理部１５ａ、１５
ｂは、入力されたシェーディング補正後の映像信号
ａ₁、ｂ₁における信号が存在しないエッジ外領域に対
してエッジ外ダミー値Ｖｄを挿入して、エッジ処理後の
映像信号ａ₂、ｂ₂として出力する。この場合、エッジ
外ダミー値Ｖｄは映像信号ａ₁,、ｂ₁における欠陥が
ない正常部分とほぼ同じ信号レベルである。

【００４５】シェーディング補正後の映像信号ａ₁，ｂ
₁に対して、このような処理を行うことにより、エッジ
処理後の映像信号ａ₂，ｂ₂において、鋼板１のエッジ
内外での信号レベル値の不連続が発生すること、及び信
号レベル値を微分した場合の微分値（微係数）の不連続
が発生することが極力抑制される。

【００４６】なお、切換制御部１９は、アドレス（画素
位置）カウンタ２０から入力される画素位置Ｐがエッジ
位置Ｅｐに経過画素数Ｐ₂を加算した画素位置（Ｅｐ＋
Ｐ₂）に一致したタイミングで切換信号ｄを送出するこ
とも可能である。

【００４７】このようなタイミングで切換信号ｄを送出
することによって、図７に示すように、エッジ処理後の
映像信号ａ₂，ｂ₂において、鋼板１のエッジ内外での
信号レベル値の不連続及び微分値（微係数）の不連続の
発生をより高い精度で抑制できる。さらに、鋼板１のエ
ッジ部におけるＰ₂画素数分だけ欠陥（疵）検出を故意
に実施しなくすることもできる。

【００４８】図３において、各エッジ処理部１５ａ、１
５ｂから出力されたエッジ処理後の映像信号ａ₂，ｂ₂
は、別のシェーディング補正回路２１ａ、２１ｂ及び移
動平均算出回路２２ａ、２２ｂへ入力される。

【００４９】移動平均算出回路２２ａ、２２ｂは、入力
されたエッジ処理後の映像信号ａ₂，ｂ₂の例えば所定
画素数毎の移動平均値Ｖｍを順次算出して、シェーディ
ング補正回路２１ａ、２１ｂへ送出する。

【００５０】シェーディング補正回路２１ａ、２１ｂ
は、入力されたエッジ処理後の映像信号ａ₂，ｂ₂に対
して、例えば(1)式を用いてシェーディング補正を実施
する。

【００５１】Ｖ₃＝［（Ｖ―Ｖｍ）／Ｖｍ］Ｇ＋１２８ …(1) 但し、Ｖ₃は今回のシェーディング補正後の映像信号ａ
₃、ｂ₃の信号レベルであり、Ｖはエッジ処理後の映像
信号ａ₂，ｂ₂の信号レベルであり、Ｖｍは、移動平均
後の信号レベルである。さらに、Ｇはパラメータ（係
数）である。なお、(1)式の演算はテーブルを参照する
ことによって実施される。

【００５２】したがって、このシェーディング補正回路
２１ａ、２１ｂで再度シェーディング補正されたシェー
ディング補正後の映像信号ａ₃、ｂ₃は１２８の一定信
号レベルを中心とする規格化された信号となる。

【００５３】各シェーディング補正回路２１ａ、２１ｂ
で規格化されたシェーディング補正後の映像信号ａ₃、
ｂ₃は次の信号合成部２３へ入力される。

【００５４】また、距離センサ３から出力された各ライ
ンセンサ２ａ、２ｂと鋼板１との距離ＤはＡ／Ｄ変換器
２７でデジタル値に変換されたのち重複範囲算出部２８
へ送出される。この重複範囲算出部２８には外部から基
準距離Ｄ_Sが入力されている。なお、基準距離Ｄ_Sと
は、図１に示す各ラインセンサ２ａ、２ｂの鋼板１上の
走査範囲Ｌａ、Ｌｂが互いに重複せず、かつ離間せず、
幅方向に一直線に並んだ状態における各ラインセンサ２
ａ、２ｂと鋼板１との距離Ｄである。

【００５５】各ラインセンサ２ａ、２ｂ相互間距離は正
確に調整可能であり、かつ、各ラインセンサ２ａ、２ｂ
の視野角度αも正確に設定可能であるので、距離センサ
３で各ラインセンサ２ａ、２ｂと鋼板１との距離Ｄか測
定されると、各ラインセンサ２ａ、２ｂの鋼板１上の実
際の走査範囲Ｌａ、Ｌｂが求まり、鋼板１上の実際の走
査範囲Ｌａ、Ｌｂの重複量Ｌｄが算出可能である。重複
範囲算出部２９はこの重複量Ｌｄ、及び重複範囲を示す
鋼板１の幅方向（走査方向）のアドレス範囲（ＡＤ₁〜
ＡＤ₂）を算出して、ＣＰＵ７へ送出する。

【００５６】図８は信号合成部２３の概略構成を示すブ
ロック図である。

【００５７】各シェーディング補正回路２１ａ、２１ｂ
で規格化された１走査分のシェーディング補正後の映像
信号ａ₃、ｂ₃は、それぞれそれ合成用ラインバッファ
２４ａ、２４ｂへ一旦格納される。

【００５８】タイミング発生回路２６は、各ラインセン
サ２ａ、２ｂの周波数ｆの走査速度に同期するクロック
に応じて、シェーディング補正後の映像信号ａ₃、ｂ₃
の走査方向のアドレスＡＤを計数して、各合成用ライン
バッファ２４ａ、２４ｂへそれぞれのタイミングで読出
開始信号ｅ₁、ｅ₂を送出する。

【００５９】また、タイミング発生回路２６は、ＣＰＵ
７からシェーディング補正後の映像信号ａ₃、ｂ₃の重
複部分の重複量Ｌｄ及び重複範囲を示す走査方向のアド
レス範囲（ＡＤ₁〜ＡＤ₂）が入力されていると、前記
計数している走査方向のアドレスＡＤが、この重複のア
ドレス範囲（ＡＤ₁〜ＡＤ₂）に入っている期間、比較
合成回路２５へ選択信号ｇを送出する。

【００６０】比較合成回路２５は、各合成用ラインバッ
ファ２４ａ、２４ｂから時間をずらせて出力される映像
信号ａ₃、ｂ₃を時間軸方向へ信号合成するとともに、
選択信号ｇが入力されている信号の重複期間において
は、１２８を基準として信号レベルの高い信号を選択し
て出力する。

【００６１】このような構成の信号合成部２３におい
て、まず、タイミング発生回路２６から出力される読出
開始信号ｅ₁が一方の合成用ラインバッファ２４ａへ送
出されると、この合成用ラインバッファ２４ａから左側
のラインセンサ２ａの映像信号ａ₃が読出開始されて比
較合成回路２５へ入力開始される。この映像信号ａ₃は
この比較合成回路２５からそのまま合成された一つの映
像信号ｄとして外部の欠陥検出装置５へ出力開始され
る。

【００６２】次に、この左側のラインセンサ２ａの映像
信号ａ₃の読出処理が終了しないうちにタイミング発生
回路２６から読出開始信号ｅ₂が合成用ラインバッファ
２４ｂへ送出されると、この合成用ラインバッファ２４
ｂから右側のラインセンサ２ｂの映像信号ｂ₃が読出開
始されて比較合成回路２５へ入力開始される。

【００６３】この場合、左側のラインセンサ２ａの映像
信号ａ₃の終了近傍部分と、右側のラインセンサ２ｂの
映像信号ｂ₃の先端近傍部分とが重複するので重複のア
ドレス範囲（ＡＤ₁〜ＡＤ₂）に入り、タイミング発生
回路２６から、選択信号ｇが出力される。その結果、そ
の期間、いすれか信号レベルの高い方の映像信号ａ₃、
ｂ₃が選択されて、この比較合成回路２５から合成され
た一つの映像信号ｄとして外部の欠陥検出装置５へ出力
される。

【００６４】さらに、左側のラインセンサ２ａの映像信
号ａ₃の読出処理が終了すると、重複のアドレス範囲
（ＡＤ₁〜ＡＤ₂）が外れ、選択信号ｇが解除され、そ
の結果、右側のラインセンサ２ｂの映像信号ｂ₃のみが
この比較合成回路２５からそのまま合成された一つの映
像信号ｄとして外部の欠陥検出装置５へ出力される。

【００６５】このように、左右のラインセンサ２ａ、２
ｂにおけるシェーディング補正後の各映像信号ａ₃、ｂ
₃を信号合成する場合に、重複する部分の信号合成は、
映像信号ａ₃、ｂ₃を比較し，１２８を基準にした場合
に絶対値の大きい方を採用している。

【００６６】このような方式を採用することによって、
２つの映像信号ａ、ｂに多少のずれが生じた場合でも合
成された映像信号ｄは元の信号レべルを維持できるか
ら、次の欠陥検出装置５において、欠陥（疵）が検出で
きなくなるような状況を未然に回避することができる。

【００６７】また，距離センサ３の測定値により重複部
分のアドレス範囲（ＡＤ₁〜ＡＤ₂）を決定すれば２つ
の映像信号ａ，ｂのずれは回避できるが、重複部分に欠
陥（疵）が存在する場合、同一欠陥（疵）の信号レべル
が２つの映像信号で異なる場合でも，その大きい方の信
号が残されろため、常に欠陥（疵）の見落ががなく、高
い欠陥検出能を確保することができる。

【００６８】よって、この映像信号合成装置の製造時に
おいて、各ラインセンサ２ａ、２ｂの鋼板１での距離Ｄ
を厳密に調整する必要がない。

【００６９】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。

【００７０】実施形態装置においては、鋼板１の幅方向
に２台のラインセンサ２ａ、２ｂを配設した。しかし、
２台に限定されるものではない。例えば、図１０に示す
ように複数台のラインセンサを配設することが可能であ
る。

【００７１】また、実施形態装置においては、鋼板１の
エッジは各エッジ位置検出回路１２ａ、１２ｂで検出さ
れ、鋼板１の左側のエッジは左側のラインセンサ２ａの
映像信号ａのみで検出され、かつ鋼板１の右側のエッジ
は右側のラインセンサ２ｂの映像信号ｂのみで検出され
ると仮定した。

【００７２】しかし、鋼板１の幅Ｗが変更になって、鋼
板１の各ラインセンサ２ａ、２ｂの視野範囲Ｌａ、Ｌｂ
の重複部分に鋼板１のエッジが存在する可能性がある場
合がある。その場合、以下のような場合分けが必要であ
る。但し、Ｅｐ：左側のラインセンサ２ａにて検出されたエッジ
位置Ｂ₁；ラインセンサ画素数−（重複画素数＋図７に示
す経過画素数Ｐ₄）Ｂ₂；ラインセンサ画素数−（図７に示す経過画素数
Ｐ₄）重複画素数＞図７に示す経過画素数Ｐ₄ （１）ケース１：Ｅｐ≦Ｂ₁ 左側のラインセンサ２ａのみで鋼板１のエッジを検出す
る場合を示し、この条件においては、左側のラインセン
サ２ａに対応するエッジ位置検出回路１２ａが検出した
エッジ位置Ｅｐを用いて左側の映像信号ａに対するエッ
ジ処理を実施する。なお、右側の映像信号ｂに対するエ
ッジ処理は実施しない。

【００７３】（２）ケース２：Ｂ₁＜Ｅｐ≦Ｂ₂ この条件においては、両方のエッジ位置検出回路１２
ａ、１２ｂでエッジ位置が検出されるので、両方の映像
信号ａ、ｂに対するエッジ処理を実施する。

【００７４】（３）ケース３：Ｅｐ＞Ｂ₂ この条件においては、（Ｅｐ＋Ｐ₄）＞Ｂ₂であるた
め、右側のラインセンサ２ｂのみで鋼板１のエッジを検
出する。したがって、右側のラインセンサ２ｂに対応す
るエッジ位置検出回路１２ｂが検出したエッジ位置Ｅｐ
を用いて右側の映像信号ｂに対するエッジ処理を実施す
る。なお、左側の映像信号ａに対するエッジ処理は実施
しない。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の映像信号
合成装置においては、被写体を複数のラインセンサで分
割して走査する場合に、走査方向に隣接する各ラインセ
ンサの走査範囲が互いに重複した場合に、重複部分にお
いては信号レベルが高い方の映像信号を採用している。

【００７６】したがって、たとえ走査範囲が互いに重複
したとしても、これらのラインセンサの映像信号を信号
合成して得られる被写体全体を示す一つの映像信号に不
連続部分や異常部分が生じるのが未然に防止され、例え
ば、広い被写体の表面の画像を撮影して、撮影した画像
を用いて各種データ処理を実施する各種の画像処理装置
に組込むことによって、その画像処理装置野の測定精度
及び信頼性を大幅に向上できる。また、接続される画像
処理装置の台数が少なくてすむために装置全体が安価で
構成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る映像信号合成装置の
概略構成を示す模式図

【図２】同実施形態装置におけるラインセンサと鋼板と
の位置関係を示す図

【図３】同実施形態装置における映像信号合成回路の詳
細回路図

【図４】同映像信号合成回路におけるエッジ位置検出回
路の検出動作を説明するための映像信号波形図

【図５】同映像信号合成回路におけるシェーディング補
正回路の補正動作を説明するための映像信号波形図

【図６】同映像信号合成回路におけるエッジ処理部の詳
細構成を示すブロック図

【図７】同映像信号合成回路におけるエッジ処理部のエ
ッジ処理動作を説明するための映像信号波形図

【図８】同映像信号合成回路における映像合成部の詳細
構成を示すブロック図

【図９】従来の映像信号合成装置の概略構成を示す模式
図

【図１０】同従来の映像信号合成装置における各ライン
センサと鋼板との位置関係を示す図

【図１１】同従来の映像信号合成装置におけるラインセ
ンサの素子数とラインセンサ自体の大きさとの関係を示
す図

【図１２】同従来の映像信号合成装置における合成され
た映像信号を示す波形図

【図１３】他の従来の映像信号合成装置におけるライン
センサと鋼板との位置関係を示す図

【図１４】同従来の映像信号合成装置における合成され
た映像信号を示す波形図

【図１５】同じく従来の映像信号合成装置における合成
された映像信号を示す波形図

【符号の説明】

１…鋼板２ａ，２ｂ…ラインセンサ３…距離センサ４…映像信号合成回路５…欠陥検出装置１０ａ，１０ｂ…Ａ／Ｄ変換器１１ａ，１１ｂ…平均値間引き回路１２ａ，１２ｂ…エッジ位置検出回路１３ａ，１３ｂ，２１ａ、２１ｂ…シェーディング補正
回路１４ａ，１４ｂ…シェーディングデータメモり１５ａ，１５ｂ…エッジ処理部２２ａ，２２ｂ…移動平均算出回路２３…信号合成部２８…重複範囲算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川省二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 (72)発明者猪股雅一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 (72)発明者河村努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 (72)発明者杉浦寛幸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） 5B057 AA17 BA02 BA13 BA24 CA08 CA12 CA16 CB12 CC03 DA03 DA08 DB02 DB09 DC16 5C072 AA01 BA08 BA11 DA12 EA05 FA07 FB12 RA06 UA02 UA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに隣接するものどうしの被写体上に
おける走査範囲が互いに一部重複するように配列され、
前記被写体上における走査方向に分割された各走査範囲
の映像信号を出力する複数のラインセンサと、この各ラインセンサの各走査範囲相互間の重複範囲を検
出する重複範囲検出手段と、前記各ラインセンサから出力される各映像信号における
光学系に起因する走査方向の信号レベルの変動成分を除
去する複数のシェーディング補正手段と、この各シェーディング補正手段でシェーディング補正さ
れた複数の映像信号を走査方向に合成して一つの映像信
号を作成するとともに、この複数の映像信号における前
記重複範囲においては信号レベルの高い映像信号を前記
作成される一つの映像信号に組込んで出力する信号合成
手段とを備えたことを特徴とする映像信号合成装置。
【請求項２】前記各ラインセンサから出力される各映
像信号の信号レベルから前記被写体のエッジ位置を検出
するエッジ位置検出手段と、前記各映像信号における前記検出されたエッジ位置より
外側の前記被写体の不在領域に対して所定信号レベルの
ダミー信号を加算するエッジ処理手段とを備えたことを
特徴とする請求項１記載の映像信号合成装置。
【請求項３】前記重複範囲検出手段は、前記各ラインセンサの前記被写体までの距離を測定する
距離センサと、この距離センサで測定された距離に基づいて前記重複範
囲を算出する重複範囲算出手段とを有することを特徴と
する請求項１記載の映像信号合成装置。