JP2010066126A - Image processing method and foreign matter inspecting device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理方法およびこれを用いた異物検査装置に関し、詳しくは、被検査体の溝内の異物の有無を検査する画像処理方法およびこれを用いた異物検査装置に関する。 The present invention relates to an image processing method and a foreign matter inspection apparatus using the same, and more particularly to an image processing method for inspecting the presence or absence of foreign matter in a groove of an object to be inspected and a foreign matter inspection apparatus using the image processing method.
従来、燃料ポンプのコンミテータの各セグメントを分割する深溝内の異物を検出する異物検査では、コンミテータの軸方向上側から深溝内の画像を取込み、深溝内の深部の異物の有無を検出することが困難であった。一方、被検査体の外観をプリズムを用いて様々な角度から検査する技術が公知である。しかし、この技術をコンミテータの深溝内の異物検査に適用し、円錐型プリズムによってコンミテータの深溝内を検査すると、円錐型プリズムの中心軸とコンミテータの中心軸の軸ずれ、円錐型プリズムの傾き、および円錐型プリズムの組成による光の減衰等によって、取込んだ画像データに濃淡のばらつきが生じ、異物を検出することが困難となる問題が生じていた。深溝内の異物が検出されないと、隣り合うセグメントが異物によって導電する虞があった。
ところで、特許文献1では、映像信号の輝度階調を、輝度階調分布パターン毎に予め設定されている補正データに基づいて補正している。
しかし、コンミテータの深溝内の異物検査では、取込んだ画像データにおける計測部位の輝度変化に規則性がないので、このような補正方法を適用して取込み画像の認識精度を向上することは困難であった。
Conventionally, in foreign matter inspection that detects foreign matter in the deep groove that divides each segment of the commutator of the fuel pump, it is difficult to detect the presence or absence of foreign matter in the deep groove by capturing an image in the deep groove from the upper side in the axial direction of the commutator Met. On the other hand, a technique for inspecting the appearance of an object to be inspected from various angles using a prism is known. However, when this technology is applied to the inspection of foreign matter in the deep groove of a commutator and the inside of the deep groove of the commutator is inspected by a conical prism, the misalignment between the central axis of the conical prism and the central axis of the commutator, the inclination of the conical prism, and Due to the attenuation of light due to the composition of the conical prism, etc., there has been a problem that variation in density occurs in the captured image data, making it difficult to detect foreign matter. If the foreign matter in the deep groove is not detected, there is a possibility that the adjacent segments are conductive by the foreign matter.
By the way, in
However, in the inspection of foreign matter in the deep groove of the commutator, since there is no regularity in the luminance change of the measurement site in the captured image data, it is difficult to improve the recognition accuracy of the captured image by applying such a correction method. there were.
本発明の目的は、溝内の異物検査において取込み画像の認識精度を向上する画像処理方法およびこれを用いた異物検査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image processing method for improving the recognition accuracy of a captured image in the inspection of foreign matter in a groove and a foreign matter inspection apparatus using the image processing method.
請求項1に係る発明によると、被検査体の溝内の異物の有無を計測する画像処理方法は、溝ごとの画像の輝度を計測する計測段階と、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを算出するゲイン算出段階と、このゲインを利用し、所定の溝の画像ごとに輝度を補正するゲイン補正段階と、を含む。一定の間隔で配置される直線状の溝において、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度は、所定の溝の画像の輝度と線形の関係を有している。このため、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出することで、照明のばらつき等、検査環境の影響を受けていない各溝の輝度を推定することができる。これにより、取込み画像の認識精度を向上することができる。この結果、精密な異物検査をすることができる。なお、請求項1の被検査体は、例えば、直方体形状、放射状形状等、様々な形状の被検査体であっても良い。
According to the first aspect of the present invention, an image processing method for measuring the presence / absence of a foreign substance in a groove of an object to be inspected includes a measurement stage for measuring the luminance of an image for each groove, and a groove located on both sides of a predetermined groove A gain calculating step for calculating a gain for correcting the luminance of the image of the predetermined groove using the luminance obtained by averaging the luminance of the image, and a gain correction step for correcting the luminance for each image of the predetermined groove using the gain And including. In the linear grooves arranged at regular intervals, the luminance of the image of the groove located on both sides of the predetermined groove has a linear relationship with the luminance of the image of the predetermined groove. For this reason, the gain for correcting the luminance of the image of the predetermined groove is calculated by using the luminance obtained by averaging the luminance of the images of the grooves located on both sides of the predetermined groove, so that the inspection environment such as illumination variation can be calculated. The brightness of each groove that is not affected can be estimated. Thereby, the recognition accuracy of the captured image can be improved. As a result, a precise foreign object inspection can be performed. The inspected object of
請求項2に係る発明によると、画像処理方法は、前記溝ごとの画像の輝度を補正し、溝ごとの画像の輝度の平均値を所定値に合わせる平均値調整段階をさらに含む。このため、ゲイン補正段階では、溝ごとの画像の輝度が所定値を基準として相対的に補正される。これにより、2値化処理における閾値の余裕度が大きくなる。この結果、取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査をすることができる。 According to a second aspect of the present invention, the image processing method further includes an average value adjusting step of correcting the luminance of the image for each groove and adjusting the average value of the luminance of the image for each groove to a predetermined value. For this reason, in the gain correction stage, the luminance of the image for each groove is relatively corrected based on a predetermined value. This increases the threshold margin in the binarization process. As a result, it is possible to improve the recognition accuracy of the captured image and perform a precise foreign object inspection.
請求項3に係る発明によると、計測段階は、被検査体が一定の間隔で交互に有する深溝および浅溝の画像の輝度を計測する。ゲイン算出段階は、深溝の両隣に位置する浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、深溝の画像の輝度を補正するゲインを算出する。輝度補正段階は、このゲインを利用し、深溝の画像ごとに輝度を補正する。深溝の両隣に位置する浅溝の画像の輝度は、この深溝の画像の輝度と線形の関係を有し、深溝の画像の輝度と浅溝の画像の輝度とは一定の関係を有する。また、浅溝の異物は除去され易く、異物を有する可能性が低い。このため、深溝ごとの画像の輝度を補正するゲインを、深溝の両隣の浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出することで、照明のばらつきまたは異物の影響等を受けていない深溝の輝度を推定することができる。これにより、深溝内の取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によると、円錐型光学系は、浅溝および深溝を通過した光を屈折させ、画像入力手段に入射する。このため、溝の上方からの撮像では測定困難な深溝の深部における異物検査が可能となる。ところで、放射状に形成された深溝および浅溝の中心に円錐型光学系を挿入して異物検査を行うことで、深溝の画像の輝度は、円錐型光学系の中心軸と深溝および浅溝の中心軸との軸ずれ等による影響を受ける。しかし、一定の間隔で放射状に配置される深溝および浅溝において、深溝の両隣に位置する浅溝の画像の輝度は、深溝の画像の輝度と線形の関係を有している。そこで、深溝ごとに画像の輝度を補正するゲインを、両隣の浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出することで、円錐型光学系を使用することで生じる光の減衰の影響を受けていない深溝の輝度を推定することができる。これにより、深溝内の取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。 According to the fourth aspect of the invention, the conical optical system refracts the light that has passed through the shallow groove and the deep groove and enters the image input means. For this reason, it is possible to inspect the foreign matter in the deep part of the deep groove, which is difficult to measure by imaging from above the groove. By the way, by inserting a conical optical system in the center of the deep grooves and shallow grooves formed radially, and performing foreign object inspection, the brightness of the image of the deep grooves can be determined by the central axis of the conical optical system and the centers of the deep grooves and shallow grooves. It is affected by misalignment with the shaft. However, in the deep groove and the shallow groove that are radially arranged at a constant interval, the brightness of the image of the shallow groove located on both sides of the deep groove has a linear relationship with the brightness of the image of the deep groove. Therefore, the gain that corrects the brightness of the image for each deep groove is calculated by using the brightness that averages the brightness of the images of the adjacent shallow grooves. It is possible to estimate the brightness of the deep groove that has not received the light. Thereby, the recognition accuracy of the captured image in the deep groove can be improved, and a precise foreign object inspection can be performed.
請求項5に係る発明によると、位置調節機構は、画像入力手段側から被検査体側に向けて内径の広がるテーパ面を有する案内手段のテーパ面と被検査体の外縁とを当接し、円錐型光学系の中心軸と浅溝および深溝の中心軸とを同軸に調節する。これにより、円錐型光学系を通過する光の減衰が抑制され、取込み画像の認識精度を向上することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the position adjusting mechanism abuts the tapered surface of the guide means having a tapered surface having an inner diameter extending from the image input means side toward the object to be inspected and the outer edge of the object to be inspected. The central axis of the optical system and the central axis of the shallow and deep grooves are adjusted coaxially. Thereby, attenuation of the light passing through the conical optical system is suppressed, and the recognition accuracy of the captured image can be improved.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の異物検査装置を図1に示す。本実施形態の異物検査装置20は、燃料ポンプに用いられるコンミテータの各セグメントを分割する深溝内の異物を検出する装置である。
まず、被検査体となるコンミテータおよびこのコンミテータの用いられる燃料ポンプについて、図9〜図12に基づき説明する。燃料ポンプ50は、例えば車両等の燃料タンク内に装着されるインタンク式のウエスコポンプである。燃料ポンプ50は、図9に示すように、ポンプ部51と、ポンプ部51を回転駆動するモータ部52と、吐出側カバー53とを備えている。
ポンプ部51は、インペラ54およびこのインペラ54を収容するポンプカバー55およびポンプケーシング56を有する。ポンプカバー55に形成された吸入口57から吸入された燃料は、インペラ54の回転によりポンプ流路58で加圧され、モータ部52の永久磁石60と電機子61との間を通り、吐出口72から吐出される。
モータ部52は、直流モータを構成しており、永久磁石60、電機子61、および電機子61の反ポンプ部側でコンミテータ80を有している。ハウジング62の内周壁に取り付けられた永久磁石60は、回転方向に極の異なる磁極を形成している。
(First embodiment)
A foreign substance inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. The foreign
First, a commutator to be inspected and a fuel pump using the commutator will be described with reference to FIGS. The
The
The
電機子61は、中央コア63に圧入された回転軸部材としてのシャフト64を備えている。磁極コイル部65は、中央コア63の外周に回転方向に6個設けられ、中央コア63と結合している。各磁極コイル部65は、コイルコア66、ボビン67、およびボビン67に巻線を集中巻きして形成されているコイル68を有している。6個の磁極コイル部65は同一構成である。
The
各コイル68のコンミテータ80側の始端および終端は、端子69と電気的に接続している。端子69はコンミテータ80の結線端子85に嵌合し、電気的に接続している。一方、コイル68のポンプ部側の端部は、端子70と電気的に接続している。回転方向に連続して隣接する3個の端子70は、端子71によって電気的に接続している。
The start and end of each
吐出側カバー53は、モータ部52のコンミテータ80側を覆い、略中央部に吐出口72を形成している。吐出側カバー53のコンミテータ80側には、ブラシ73が設けられている。ブラシ73は、スプリング74によって付勢され、コンミテータ80と接触している。吐出側カバー53の中央部からずれた外周側に受電コネクタ75が形成されている。受電コネクタ75内に設けられている端子76は、ブラシ73と電気的に接続している。端子76からブラシ73を経由してコンミテータ80に駆動電流が供給される。
The discharge-
コンミテータ80は、図10および図11に示すように、径方向へ直線状に延びる6個の深溝81で分割された6個のセグメント82を有している。セグメント82は、例えばカーボンから形成されている。各セグメント82は、回転方向の中間に廃油溝としての浅溝83を有している。深溝81および浅溝83は放射状に等間隔で形成されている。
セグメント82の電機子側は、中間端子84と当接し、電気的に接続している。中間端子84は、例えば黄銅から形成されている。中間端子84は、結線端子85と突部87で結合し、電気的に接続している。結線端子85は、軸方向から見て円弧状に形成され、径方向に対向する中間端子84を電気的に接続している。これにより、径方向に対向して設けられるセグメント82は、それぞれ同電位となっている。
受電コネクタ75の端子76からブラシ73を経由してセグメント82に駆動電流が供給されると、セグメント82から中間端子84、結線端子85、端子69を経由してコイル68に駆動電流が供給され、電機子61が回転する。電機子61の回転により、各セグメント82はブラシ73と順次接触する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
The armature side of the
When the drive current is supplied from the
コンミテータ80の製造工程は、まず、6個に分割する前のセグメントの母材と、中間端子の母材と、結線端子85とを組み付け、絶縁樹脂86でインサート成形する。次に、セグメントの母材および中間端子の母材を、図示しない円盤型のカッターで切断することで深溝81を形成する。深溝81が形成されることで、セグメント82および中間端子84は6分割され、電気的に絶縁する。円盤型のカッターの厚さは、例えば0.35mm±0.01mmである。図12に示すように、深溝81は、幅aを例えば0.35mm±0.05mm、深さbを例えば4mmに形成される。深溝81の深部に中間端子84の切断された断面841が露出している。中間端子81の切断による切り屑等が深溝内の異物となる。
さらに、各セグメント82の回転方向の中間を円盤型のカッターで切断することで、廃油溝となる浅溝83を形成する。浅溝83は、幅を例えば0.35mm±0.05mm、深さを例えば2.5mmに形成される。
In the manufacturing process of the
Furthermore, the shallow groove |
次に、異物検査装置20の構成について説明する。異物検査装置20は、図1に示すように、画像処理手段21、画像入力手段22、円錐型光学系26、光源29、位置調節機構等から構成されている。
画像処理手段21は、CPUおよびRAM、ROM等のメモリを有するコンピュータ並びにその周辺機器で構成されており、画像入力手段22と接続している。画像処理手段21は、ROM等に記憶された異物検査用プログラムをCPUにロードすることで画像入力手段22を制御するとともに、画像入力手段22から伝送された画像データを画像処理し、被検査体としてのコンミテータ80の深溝内の異物の有無を計測する。
Next, the configuration of the foreign
The image processing means 21 includes a computer having a CPU, a memory such as a RAM and a ROM, and peripheral devices thereof, and is connected to the image input means 22. The image processing means 21 controls the image input means 22 by loading a foreign substance inspection program stored in a ROM or the like into the CPU, and performs image processing on the image data transmitted from the image input means 22 to inspect the object to be inspected. The presence or absence of foreign matter in the deep groove of the
画像入力手段22は、画像を撮像するためのレンズおよびCCD等のイメージセンサを有して構成されるカメラであり、支柱23の取付腕24に取り付けられている。画像入力手段22は、円錐型光学系から入射した光を光電変換し、画像処理手段21へ伝送する。
円錐型光学系26は、円柱型の基部261と、円錐型の先端部262とが一体で形成されたプリズムにより構成されている。円錐型光学系26は、支柱23の中間に設けられた支持腕25に取り付けられている。円錐型光学系26の軸方向の中間位置には、傾斜ガイド27が設けられ、円錐型光学系26の軸の傾きを調整している。
The image input means 22 is a camera configured to include a lens for capturing an image and an image sensor such as a CCD, and is attached to the mounting
The conical
光源29は、被検査体の溝に向けて光を照射する円環状の照明であり、コンミテータ80の径外方向からコンミテータ80の全周を囲うように設けられる。
位置調節機構は、ガイド31、昇降台34およびパレット32を備える。
案内手段としてのガイド31は、被検査体としてのコンミテータ80側に向けて内径の広がる円錐状のテーパ面36を有し、支持腕25に固定されている。マスキング28は、ガイド31のテーパ面36の内周側に設けられ、天地方向に移動可能である。
昇降台34は、上部にパレット32を備え、コンベア35の上に設置されている。パレット32の上にはコンミテータ80が載せられている。昇降台34は内部にシリンダ33を備え、パレットを天地方向に移動可能である。ガイド31、昇降台34およびパレット32は特許請求の範囲の位置調節機構を構成している。
The
The position adjustment mechanism includes a
The
The
次に、異物検査装置20の作動について説明する。
コンミテータ80をパレット32に載せた昇降台34がコンベア35によって、円錐型光学系26の直下に移動してくると、図示しないストッパによって昇降台34の移動が停止する。次に、昇降台34の内部のシリンダ33が天方向に伸びてコンミテータ80を載せたパレット32が円錐型光学系26側へ移動する。このとき、コンミテータ80の中心軸tと円錐型光学系26の中心軸sとは、図2(A)に示すように、僅かにずれているものとする。このままシリンダ33が天方向に伸びることで、コンミテータ80の外縁89とガイド31のテーパ面36とが当接する。さらに、シリンダ33が天方向に僅かに伸び、図2(B)に示すように、コンミテータ80はテーパ面36に案内され、コンミテータ80の中心軸tと円錐型光学系26の中心軸sとが略同軸となるよう調整される。このとき、コンミテータ80の中心軸tと円錐型光学系26の中心軸sとは、コンミテータ80の外縁89と深溝81および浅溝83の公差により僅かにずれている場合がある。
次に、マスキング28がコンミテータ80側へ移動し、コンミテータ80のセグメント82および絶縁樹脂86の軸方向上面に当接する。これにより、コンミテータ80の深溝81および浅溝83では、軸方向からの光の侵入が遮断される。
Next, the operation of the foreign
When the
Next, the masking 28 moves toward the
光源29から照射された光は、コンミテータ80の径外方向から深溝81および浅溝83を通り、円錐型光学系26へ入射する。図3に示すように、深溝81を通る光のうち、コンミテータ80の軸方向表面側を通る光40は、円錐型光学系26の先端部262の円錐面で屈折し、基部261の径外側を通って画像入力手段22に入射する。深溝81を通る光のうち、コンミテータ80の軸方向深部側を通る光41は、先端部262の円錐面で屈折し、基部261の径内側を通って画像入力手段22に入射する。
The light emitted from the
円錐型光学系26の中心軸sとコンミテータ80の深溝81および浅溝83の中心軸tが同一のとき、深溝81の表面側を通る光40が、円錐型光学系26の先端部262へ入射する光路を図4に示す。円錐型光学系26を軸方向画像入力手段側から見たとき、深溝81内を直接透過した透過光43と深溝81を形成する側壁88に反射した反射光44とは、共に円錐型光学系26の中心軸sを通り、深溝81と反対側の円錐面で屈折して画像入力手段22に入射する。このとき、透過光43は明るく、反射光44は透過光43と比較して暗い画像となる。このため、コンミテータ80と円錐型光学系26との中心軸の軸ずれが生じる場合、軸ずれの方向および距離と深溝81との位置関係によって、透過光43による画像の範囲が減少し、反射光44による画像の範囲が拡大する。
When the central axis s of the conical
画像入力手段22は、円錐型光学系26から入射した光を光電変換し、画像処理手段21へ伝送する。画像処理手段21へ入力された画像データを図5に示す。図5では、説明を間単にするため透過光のみを示し、反射光は示していない。図5において、各三角形の内側は明るくなっており、円全体は暗くなっているものとする。三角形のB画像2、D画像4、F画像6、H画像8、J画像10およびL画像12は、それぞれ各深溝81の画像を示し、三角形のA画像1、C画像3、E画像5、G画像7、I画像9およびK画像11は、それぞれ各浅溝83の画像を示している。各三角形の画像において円の中心側の頂点は、深溝81または浅溝83の深部側を示し、円の径外方向に位置する各三角形の画像の底辺は、深溝81または浅溝83の表面側を示している。浅溝83のA画像1およびG画像7を示す三角形の面積が他の浅溝83の画像3、5、9、11を示す三角形の面積より小さくなっている。これは、浅溝83のA画像1およびG画像7が他の浅溝83の画像3、5、9、11の画像より暗いことを示している。また、深溝81のB画像2およびH画像8を示す三角形の面積が他の深溝81の画像4、6、10、12を示す三角形の面積より小さくなっている。これは、深溝81のB画像2およびH画像8が他の深溝81の画像4、6、10、12より暗いことを示している。
The image input means 22 photoelectrically converts the light incident from the conical
画像処理手段21は、深溝81内の異物の有無を計測するため、取込んだ画像データを画像処理する。この画像処理手段21が行う画像処理の手順を図6のフローチャートに示す。
まず、画像処理手段21は、取込んだ画像データについて、画像全体を適切な明暗に調整するスケーリング処理を行う(S101)。次に、放射状に撮像された深溝81および浅溝83の画像の中心位置を検出する(S102)。そして、S102で検出した中心位置を基準として、放射状の画像を帯状の画像に変換する(S103)。
この状態の浅溝83および深溝81の画像を図8(A)に示す。図5と同様、三角形の内側の部分は明るくなっており、背景は暗くなっているものとする。浅溝83のA画像1およびG画像7が他の浅溝83の画像3、5、9、11の画像より暗くなっている。また、深溝81のB画像2およびH画像8が他の深溝81の画像4、6、10、12より暗くなっている。
The image processing means 21 performs image processing on the captured image data in order to measure the presence or absence of foreign matter in the
First, the image processing means 21 performs a scaling process for adjusting the entire image to appropriate brightness for the captured image data (S101). Next, the center positions of the images of the
An image of the
画像処理手段21は、後述する輝度補正方法によって深溝81の画像の輝度を補正する(S104)。輝度補正を行った後の深溝81および浅溝83の画像を図8(B)に示す。深溝81のB画像2およびH画像8を示す三角形の面積は、他の深溝81の画像と同等の大きさとなっており、深溝81のB画像2およびH画像8が光の減衰等の影響を受けていない輝度に近似したことを示している。深溝81のH画像8に異物領域13が示されている。
次に、画像処理手段21は、異物検査をする検査領域を作成し、所定の閾値で2値化処理を行う(S105)。本実施形態では、検査領域は、例えば、深溝81の深部から1.66mmに設定される。コンミテータ80は、深部から0.4mmの検査領域が、隣り合うセグメントの導電の防止に有効な領域である。
The image processing means 21 corrects the brightness of the image of the
Next, the image processing means 21 creates an inspection area for foreign object inspection, and performs binarization processing with a predetermined threshold (S105). In the present embodiment, the inspection area is set to 1.66 mm from the deep part of the
画像処理手段21は、クロージング演算またはオープニング演算等のモルフォロジーを行い、異物領域のノイズを除去する(S106)。次に、凸包領域を作成し、深溝本来の形状を表す画像とする(S107)。そして、S107で得られた画像と、S106で得られた画像との差分を検出する(S108)。これにより得られた差分から異物の有無を計測する(S109)。 The image processing means 21 performs a morphology such as a closing operation or an opening operation to remove noise in the foreign substance region (S106). Next, a convex hull region is created and used as an image representing the original shape of the deep groove (S107). Then, a difference between the image obtained in S107 and the image obtained in S106 is detected (S108). The presence / absence of a foreign object is measured from the difference thus obtained (S109).
次に、S104における輝度補正方法の手順を、図7のフローチャートに基づいて説明する。
まず、画像処理手段21は、各浅溝83の画像1、3、5、7、9、11の輝度、および各深溝81の画像2、4、6、8、10、12の輝度をそれぞれ計測する(S201)。ここで、円錐型光学系の中心軸sと深溝81および浅溝83の中心軸tとの芯ずれ、円錐型光学系の傾き、円錐型光学系の組成、および深溝81の有する異物等により、深溝81および浅溝83の画像の輝度は均一となっていない。しかし、深溝81の画像の輝度と浅溝83の画像の輝度とは所定の関係を有し、各深溝81の画像の輝度は、両隣の浅溝83の輝度と線形の関係を有している。そこで、画像処理手段21は、各深溝81の画像の輝度を補正するためのゲインを両隣の浅溝83の輝度を平均した輝度を利用して算出する(S202)。例えば、浅溝83のA画像1およびC画像3の輝度を平均した輝度を目標とし、深溝81のB画像2の輝度を補正するゲインを算出する。また、他の深溝81の画像の輝度を補正するゲインを、それぞれの深溝81の両隣に位置する浅溝83の画像の輝度を平均した輝度を目標として算出する。
そして、画像処理手段21は、S202で算出したゲインを利用し、深溝81の画像ごとに輝度を補正する(S203)。本実施形態では、径が0.2mm以内の異物を検出することが可能となる。
Next, the procedure of the luminance correction method in S104 will be described based on the flowchart of FIG.
First, the image processing means 21 measures the brightness of the
Then, the
本実施形態では、深溝81ごとに画像の輝度を補正するゲインを、深溝81の両隣の浅溝83の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出している。一定の間隔で交互に配置される直線状の深溝81および浅溝83において、深溝81の画像の輝度と、この深溝81の両隣に位置する浅溝83の画像の輝度とは線形の関係を有する。このため、円錐型光学系の中心軸sと深溝81および浅溝83の中心軸tとの芯ずれ、円錐型光学系の傾き、円錐型光学系の組成、および照明または異物の影響等を受けていない深溝81の輝度を推定することができる。このため、深溝81の画像の異物領域が2値化処理の際に、背景または深溝81の画像に同化してしまうことを抑制することができる。この結果、深溝81の取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
さらに、本実施形態では、ガイド31の有するテーパ面36とコンミテータ80の外縁89とを当接し、円錐型光学系26の中心軸sと浅溝83および深溝81の中心軸tとを同軸に調節している。これにより、円錐型光学系26を通過する光の減衰が抑制され、取込み画像の認識精度を向上することができる。
In the present embodiment, the gain for correcting the brightness of the image for each
Furthermore, in this embodiment, the tapered
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態の異物検査装置を図13に示す。第1実施形態と実質的に同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。第2実施形態では、直方体に形成された被検査体90の溝91内の異物を検出する。被検査体90は、直線状のM溝〜Q溝91を等間隔に有している。各溝91の深さ、幅、長さは同じ大きさに形成されている。
図示しない光源から照射された光は、矢印45の方向から各溝91内を通り、画像入力手段22に入射する。画像入力手段22は、円錐型光学系26から入射した光を光電変換し、画像処理手段21へ伝送する。なお、被検査体の上面92に図示しないマスキングを取り付け、上方からの光の入射を遮断しても良い。
(Second Embodiment)
A foreign substance inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. Components substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In 2nd Embodiment, the foreign material in the groove |
Light emitted from a light source (not shown) passes through the
画像修理手段21は、第1実施形態で説明したS101〜S109、およびS201〜S203の手順に従い画像処理を行い、溝91内の異物の有無を計測する。本実施形態では、S201〜S203の手順を図14〜図17に基づいてさらに詳しく説明する。
画像処理手段21は、各溝91の画像の輝度を測定する(S201)。画像処理手段21の測定したM溝〜Q溝91の画像の輝度に基づいて入力した波形を図14に示す。図14において、横軸の座標は、S103において帯状に変換した画像の横軸の座標に相当する。縦軸の濃度値は、この帯状の画像における縦軸方向に連続する画素の平均輝度に相当する。
画像処理手段21は、M溝〜Q溝91の画像に対応した波形ごとに平均値を算出する。この波形の平均値を図14に示す。次に、画像処理手段21は、M溝〜Q溝91の画像の輝度を補正し、M溝〜Q溝91の画像に対応した波形の平均値を、256階調の中間付近に設定した所定値に合わせる平均値調整処理を行う。この処理を行った後の波形を図15に示す。
The image repair means 21 performs image processing according to the procedures of S101 to S109 and S201 to S203 described in the first embodiment, and measures the presence or absence of foreign matter in the
The image processing means 21 measures the brightness of the image of each groove 91 (S201). FIG. 14 shows a waveform input based on the brightness of the image of the M groove to Q groove 91 measured by the image processing means 21. In FIG. 14, the coordinate on the horizontal axis corresponds to the coordinate on the horizontal axis of the image converted into a band shape in S103. The density value on the vertical axis corresponds to the average luminance of pixels that are continuous in the vertical axis direction in this strip-shaped image.
The image processing means 21 calculates an average value for each waveform corresponding to the images of the M groove to the
画像処理手段21は、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出する(S202)。例えば、M溝91の画像およびO溝91の画像の輝度を平均した輝度を利用し、N溝の画像を補正するゲインを算出する。同じく、N溝91の画像およびP溝91の画像の輝度を平均した輝度を利用し、O溝の画像を補正するゲインを算出する。O溝91の画像およびQ溝91の画像の輝度を平均した輝度を利用し、P溝の画像を補正するゲインを算出する。
画像処理手段21は、S202で算出したゲインを利用し、M溝〜Q溝91の画像ごとに輝度を補正する(S203)。この補正によって、M溝〜Q溝91の画像に対応した波形が縦軸方向へ引き伸ばされる状態を図16に示す。M溝〜Q溝91の画像に対応した波形は、実線で示す波形から点線で示す波形へ、所定値を基準として相対的に引き伸ばされている。このようにして輝度補正が完了した状態を図17に示す。M溝〜Q溝91の画像に対応した波形は、広い範囲で濃度値が分布するものとなっている。
The image processing means 21 calculates a gain for correcting the luminance of the image of the predetermined groove using the luminance obtained by averaging the luminances of the images of the grooves located on both sides of the predetermined groove (S202). For example, the gain for correcting the N-groove image is calculated using the luminance obtained by averaging the luminance of the image of the M-
The image processing means 21 uses the gain calculated in S202 to correct the brightness for each image of the M-groove to Q-groove 91 (S203). FIG. 16 shows a state in which the waveform corresponding to the image of the M groove to the
本実施形態では、所定の溝ごとに画像の輝度を補正するゲインを、所定の溝の両隣の溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出している。一定の間隔で配置される直線状の溝において、所定の溝の画像の輝度と、この所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度とは線形の関係を有する。このため、照明のばらつき等の影響を受けていない所定の溝の輝度を推定することができる。
さらに、画像処理手段21は、M溝〜Q溝91の画像の平均値を所定値に合わせる平均値調整処理を行った後、M溝〜Q溝91の画像ごとに輝度を補正している。このため、M溝〜Q溝91画像の輝度は、所定値を基準として相対的に補正される。これにより、2値化処理における閾値の余裕度を大きくすることが可能となり、異物領域が背景または溝の画像に同化してしまうことを抑制することができる。この結果、溝の取り込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
In the present embodiment, the gain for correcting the luminance of the image for each predetermined groove is calculated using the luminance obtained by averaging the luminances of the images of the grooves adjacent to the predetermined groove. In linear grooves arranged at regular intervals, the brightness of an image of a predetermined groove and the brightness of the images of grooves located on both sides of the predetermined groove have a linear relationship. For this reason, the brightness | luminance of the predetermined groove | channel which is not influenced by the dispersion | variation in illumination etc. can be estimated.
Further, the
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、深溝81と浅溝83とを有するコンミテータ80の深溝81内の異物を検出する画像処理方法について説明した。これに対し、深溝81のみを有するコンミテータ80の深溝内の異物を検出する画像処理方法に本発明を適用しても良い。
上記第2実施形態では、直方体に形成された被検査体90の溝91内の異物を検出する画像処理方法について説明した。これに対し、直線状の溝を規則的な間隔で3本以上有する被検査体であれば、様々な形状の被検査体に本発明を適用しても良く、深溝および浅溝を交互に有する被検査体に本発明を適用しても良い。
以上説明したように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に実施可能である。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the image processing method for detecting the foreign matter in the
In the second embodiment, the image processing method for detecting the foreign matter in the
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
20:異物検査装置、21:画像処理手段、22:画像入力手段、23:支柱、24:取付腕、25:支持腕、26:円錐型光学系、27:傾斜ガイド、28:マスキング、29:光源、31:ガイド、32:パレット、33:シリンダ、34:昇降台、35:コンベア、80:コンミテータ(被検査体) 20: foreign matter inspection device, 21: image processing means, 22: image input means, 23: support, 24: mounting arm, 25: support arm, 26: conical optical system, 27: tilt guide, 28: masking, 29: Light source, 31: guide, 32: pallet, 33: cylinder, 34: lifting platform, 35: conveyor, 80: commutator (inspection object)
Claims (5)
前記溝ごとの画像の輝度を計測する計測段階と、
所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、前記所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを算出するゲイン算出段階と、
前記ゲインを利用し、前記所定の溝の画像ごとに輝度を補正するゲイン補正段階と、
を含むことを特徴とするコンピュータによる画像処理方法。 An image processing method for measuring the presence or absence of foreign matter in the groove based on image data obtained by photoelectrically converting light passing through the groove of an object to be inspected having three or more linear grooves at regular intervals. And
A measurement stage for measuring the brightness of the image for each groove;
A gain calculating step of calculating a gain for correcting the brightness of the image of the predetermined groove using a brightness obtained by averaging the brightness of the images of the grooves located on both sides of the predetermined groove;
Using the gain, a gain correction step of correcting the brightness for each image of the predetermined groove,
A computer-processed image processing method.
前記溝ごとの画像の輝度を補正し、前記溝ごとの画像の輝度の平均値を所定値に合わせる平均値調整段階をさらに含むことを特徴とするコンピュータによる画像処理方法。 The image processing method by a computer according to claim 1.
An image processing method by a computer, further comprising an average value adjustment step of correcting the luminance of the image for each groove and adjusting an average value of the luminance of the image for each groove to a predetermined value.
前記被検査体は、直線状に形成された深溝および浅溝を一定の間隔で交互に有し、
前記計測段階では、前記深溝および前記浅溝の画像の輝度を計測し、
前記ゲイン算出段階では、前記深溝の両側に位置する前記浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して前記深溝の画像の輝度を補正するゲインを算出し、
前記輝度補正段階では、前記ゲインを利用し、前記深溝の画像ごとに輝度を補正することを特徴とするコンピュータによる画像処理方法。 The image processing method by a computer according to claim 1 or 2,
The object to be inspected has deep grooves and shallow grooves formed in a straight line alternately at regular intervals,
In the measurement stage, the brightness of the image of the deep groove and the shallow groove is measured,
In the gain calculation step, a gain for correcting the brightness of the image of the deep groove is calculated using a brightness obtained by averaging the brightness of the image of the shallow groove located on both sides of the deep groove,
In the brightness correction stage, the gain is used to correct the brightness for each image of the deep groove, and the image processing method by a computer is characterized in that:
前記深溝および前記浅溝の中心に挿入され、前記浅溝および前記深溝を通過した光を屈折する円錐型光学系と、
前記円錐型光学系から入射した光を光電変換する画像入力手段と、
請求項3に記載の画像処理方法を用いて、前記画像入力手段から伝送された画像データにより前記深溝内の異物の有無を計測する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする異物検査装置。 A light source for irradiating light into the groove of the object to be inspected, which has the deep grooves and the shallow grooves formed linearly at a constant interval; and
A conical optical system that is inserted in the center of the deep groove and the shallow groove and refracts light that has passed through the shallow groove and the deep groove;
Image input means for photoelectrically converting light incident from the conical optical system;
Using the image processing method according to claim 3, image processing means for measuring the presence or absence of foreign matter in the deep groove based on image data transmitted from the image input means;
A foreign matter inspection apparatus comprising:
前記画像入力手段側から前記被検査体側に向けて内径の広がるテーパ面を有する案内手段のテーパ面と前記被検査体の外縁とを当接し、前記円錐型光学系の中心軸と前記浅溝および前記深溝の中心軸とを同軸に調節する位置調節機構をさらに備えることを特徴とする異物検査装置。 The foreign matter inspection apparatus according to claim 4,
The tapered surface of the guide means having a tapered surface having an inner diameter extending from the image input means side toward the object to be inspected and the outer edge of the object to be inspected, the central axis of the conical optical system, the shallow groove, A foreign matter inspection apparatus further comprising a position adjustment mechanism that adjusts the central axis of the deep groove coaxially.
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WO2024063471A1 (en) * | 2022-09-19 | 2024-03-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for inspecting external appearance of product |
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