JP2005337743A

JP2005337743A - 異物検査方法

Info

Publication number: JP2005337743A
Application number: JP2004153459A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Nakano; 義和中野
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】厳格な照明管理を必要とすることなく、画像処理により正確に異物部分を検出する異物検出方法を提供する。
【解決手段】被測定物を画像撮像手段により撮像し、二次元座標値と明暗レベルを対応づけて明暗データを取得し、多段階に変化させた二値化閾値に基づいて、当該二値化閾値のそれぞれに対応した前記明暗データの二値化画像を取得し、前記二値化画像中のブロブ部分であって、前記二値化閾値の変化によらず中心位置、形状、面積の全項目の変動が所定の許容範囲内にあるブロブ部分を異常部分と判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造現場や物流などの現場における物品の外観検査に使用される異物検査方法に関するものであり、さらに詳しくは、被測定物を撮像した画像から異物部分を特定する異物検査方法に関するものである。

従来、製造現場における検査工程での物品の外観検査においては、被測定物を撮像した画像を二値化処理し、周囲の正常部分から異物部分を区別することにより、異物部分を特定することが行われている。この場合、二値化処理に用いられる二値化閾値の決定方法としては、試行錯誤的に定めた固定閾値を用いる方法や、撮像画像の最大明度値に基づき、その都度、二値化閾値を決定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）

特開昭５５−１５４４４１号公報

ところが、従来の二値化処理による異物検査方法では、周囲の正常部分から異物部分を正確に区別するためには、正常部分に明度勾配がつかないように厳格な照明管理を行わなければならなかった。正常部分に明度勾配が存在し、その明度範囲内に異常部分の明度値が含まれる場合、いかに二値化閾値を決定したとしても正常部分と異常部分とを正確に区別することは困難であった。また、被測定物の若干の形状の違いにより、被測定物への照明の当たり具合が異なるため、画像処理による、高精度の外観検査は困難であった。さらに、明度変化に着目した境界線検出処理を行って異物を検出する方法もあるが、画像のボケやカスレなどにより輪郭の正確な抽出が難しく、異物の形状や面積などの検出精度が低くなるという問題がある。そのため、高精度の外観検査が要求される最終検査工程等においては、依然として目視による検査に頼らざるを得ないのが現状である。

さらに、消費者の個性化や高品質志向、消費者ニーズの多様化が進んでいる今日、各メーカにおいては、多品種少量とクイックデリバリーへの対応が急務になっており、検査時間の短縮や製品の高品質化が要求されている。その実現のためには、高速且つ高精度な物品の外観検査の開発が求められている。

そこで、本発明の目的は、厳格な照明管理を必要とすることなく、画像処理により正確に異物部分を検出する異物検出方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る異物検出方法は、被測定物を画像撮像手段により撮像し、二次元座標値と明暗レベルを対応づけて明暗データを取得し、多段階に変化させた二値化閾値に基づいて、当該二値化閾値のそれぞれに対応した前記明暗データの二値化画像を取得し、前記二値化画像中のブロブ部分であって、前記二値化閾値の変化によらず中心位置、形状、面積の全項目の変動が所定の許容範囲内にあるブロブ部分を異常部分と判断することを特徴としている。

なお、本発明において「ブロブ部分」とは、明暗データを二値化閾値に基づき明部と暗部と区別した時に、周囲に対して異なる明度を持つ塊状の領域として抽出される部分のことを意味している。

請求項１に係る被測定物の異物検査方法によれば、被測定物を画像撮像手段により撮像し、二次元座標値と明暗レベルを対応づけて明暗データを取得し、多段階に変化させた二値化閾値に基づいて、当該二値化閾値のそれぞれに対応した前記明暗データの二値化画像を取得し、前記二値化画像中のブロブ部分であって、前記二値化閾値の変化によらず中心位置、形状、面積の全項目の変動が所定の許容範囲内にあるブロブ部分を異常部分と判断することによって、正常部分の明度勾配に影響されることなく異常部分を正確に検出することができる。その結果、照明系の簡易化が図られ、装置構成の簡略化・低コスト化が実現できる。また、被測定物毎に二値化閾値を調整する必要もないため、外観検査の自動化、メンテナンス性の向上が図られる。

以下、本発明に係る異物検査方法について、図面に基づき詳述する。図１は、被測定物を画像撮像手段により撮像し、二次元座標値と明暗レベルを対応づけて明暗データを取得し、多段階に変化させた二値化閾値に基づいて、当該二値化閾値のそれぞれに対応した前記明暗データの二値化画像を取得する概略を示す図である。この例においては、２５６階調の明暗データとして取得し、二値化閾値のレベルを１０、１００、２００の三段階に変化させて図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したような二値化画像を取得している。

二値化閾値のレベルを１０とした場合、図１（ａ）に示したように３つのブロブ部分１０，２０，３０を有する二値化画像が得られている。次に二値化閾値のレベルを１００とした場合、３つのブロブ部分は、図１（ｂ）に示したように変化している。さらに、二値化閾値のレベルを２００とすると、図１（ｃ）に示したように、３つのブロブ部分が変化している。この３つの二値化閾値による二値化画像を比較すると明らかなように、左右に映ったブロブ部分１０及びブロブ部分３０は、二値化閾値のレベルが変化するにつれて、その形状と面積と中心位置が変化しているのに対して、中央に映ったブロブ部分２０は、二値化閾値のレベルが変化しても、その形状と面積と中心位置がほぼ一定している。このように、二値化画像中のブロブ部分であって、二値化閾値を変化させた際に中心位置、形状、面積の全項目の変動が所定の許容範囲内にあるブロブ部分を異常部分と判断する。

この場合、左右に映っていたブロブ部分１０及びブロブ部分３０は、正常部分における明度勾配によって生じていたものであり、二値化閾値のレベルを変化させることによって明度勾配に対応して、ブロブの中心位置、形状、面積が変化するため、異常部分のブロブと区別することが可能になる。同様の理由により、二値化画像中のカスレやクモリも二値化閾値のレベルを変化させることにより、ブロブとしての現れ方が変化するため、異常部分と区別することが可能になる。

本実施例においては、説明を簡単にするため、二値化閾値のレベルを１０，１００，２００の３段階に変化させたもので説明しているが、これに限定されることはなく、例えば、所定の刻み幅で１００から２００まで多段階に変化させるなどの方法を採用することができる。

このような方法により異常部分を検出することにより、正常部分の明度値を規定する必要がなく、明度勾配の存在にも左右されずに異常部分を検出することが可能であるため、照明系を簡易なものとすることができる。さらに、検査のたびに照明系を調整する必要もないため、操作性が著しく向上する。また、正常部分が多段階の明度値レベルを持つ複数の領域からなるような場合でも、人間の目視判断と同様にそれぞれの領域中に存在する異物を的確に検出することが可能になる。

本発明は、物品出荷検査ライン等に適用することによって、従来人手に頼っていた外観検査工程を自動化することができるのみならず、その検査時間の短縮及び製品の品質安定性が確保でき、その産業上の利用可能性は極めて高い。

本発明における異物検査方法を説明する説明図である。

Claims

被測定物を撮像した画像から異物部分を特定する異物検査方法において、
前記被測定物を画像撮像手段により撮像し、二次元座標値と明暗レベルを対応づけて明暗データを取得し、
多段階に変化させた二値化閾値に基づいて、当該二値化閾値のそれぞれに対応した前記明暗データの二値化画像を取得し、
前記二値化画像中のブロブ部分であって、前記二値化閾値の変化によらず中心位置、形状、面積の全項目の変動が所定の許容範囲内にあるブロブ部分を異常部分と判断すること
を特徴とする異物検査方法。