JP2010223597A - Surface flaw inspecting device and surface flaw inspecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属帯の表面の欠陥を検出する表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法に関する。 The present invention relates to a surface defect inspection apparatus and a surface defect inspection method for detecting defects on the surface of a metal strip.
様々な分野の製品に対して、様々な金属材料が使用されている。この金属材料のうち、比較的厚みが薄く帯状に形成された金属帯も広く出回っているが、製品の技術向上や科学技術の発展等に伴い、金属帯の品質管理の重要度が増している。 Various metal materials are used for products in various fields. Among these metal materials, metal strips that are relatively thin and formed into strips are widely available, but the importance of quality control of metal strips is increasing with the improvement of product technology and the development of science and technology. .
このような金属帯の表面には、様々な原因により、介在物や凹凸などの様々な種類の表面欠陥(以下単に「疵」ともいう。)が発生する可能性があり、品質管理を行う上で、このような疵を的確に検査することが非常に重要である。 Various types of surface defects such as inclusions and irregularities (hereinafter also simply referred to as “疵”) may occur on the surface of such a metal strip due to various causes. Therefore, it is very important to accurately inspect such wrinkles.
金属帯に形成された疵を検出するために、例えば特許文献1に記載の疵検査装置などのように、光を使用する疵検査装置が使用されることが多い。 In order to detect wrinkles formed on a metal band, for example, wrinkle inspection devices that use light, such as the wrinkle inspection device described in Patent Document 1, are often used.
表面の疵が発生しうる金属帯の一例として、鉄鋼業で製造される冷延鋼板のような薄板が上げられる。薄板の疵の中でも、両面に現れるものは重大欠陥であるため、片面だけに現れるものとは区別して判定することが望まれる。特に、ブリキ材などの薄い材料において、搬送用ロールに付着した異物により、板が塑性変形して起こる押し疵は、両面に現れる。これに対して、ロールに捲き付けた部分に検査装置を設けた場合、捲き付けロールに付着した微小な異物に押されてあたかも押し疵であるかのような画像が得られることがある。しかしながら、このような微小な異物では弾性変形の範囲に留まり、疵として残らない場合が多く、誤検出の要因となっている。 As an example of a metal band that can generate surface wrinkles, a thin plate such as a cold-rolled steel plate manufactured in the steel industry is raised. Among the thin plate wrinkles, what appears on both sides is a serious defect, so it is desirable to distinguish it from what appears only on one side. In particular, in a thin material such as a tin plate, a push rod generated by plastic deformation of a plate due to a foreign matter adhering to a conveyance roll appears on both sides. On the other hand, when an inspection device is provided in a portion that is rubbed against the roll, an image as if it is pushed by a small foreign matter attached to the lashing roll may be obtained. However, such a minute foreign substance remains in the range of elastic deformation and often does not remain as wrinkles, which is a cause of erroneous detection.
そこで、上記特許文献1の検査装置では、両面の検査結果から、幅方向位置と長手方向位置の偏差が設定値以下の疵同士を同一疵と判定する。そして、同一疵に対しては、抽出された特徴量が大きい方(輝度変化が大きい方など)を使用して、その疵種を判定する。 Therefore, in the inspection apparatus disclosed in Patent Document 1, ridges having a deviation between the width direction position and the longitudinal direction position equal to or less than a set value are determined as the same ridge from the inspection results on both sides. Then, for the same bag, the type with the larger extracted feature value (such as the larger luminance change) is used to determine the type of the bag.
一方、例えば、ヘゲ疵などのような鋼中の異物による疵は、片面では線状疵であるが、反対面にその一部が点状に現れることがある。この場合には、加工によって穴となる可能性が高く、有害であるため区別して検出したい。 On the other hand, for example, wrinkles caused by foreign matter in steel such as a bearded wrinkle are linear wrinkles on one side, but a part of them may appear in the form of dots on the opposite surface. In this case, there is a high possibility that the hole will be formed by processing, and it is harmful, so it is desired to detect it separately.
しかしながら、上記特許文献1の検査装置のように、表裏同一疵の認識を、疵の種類によらず一定サイズの矩形に入るかどうかで認識させた場合、ヘゲのような比較的大きな疵に対しては、矩形が小さすぎて反対面の点状部が同一とみなされない可能性がある。また、比較的小さな疵に対しては、矩形が大きすぎて同一でない近傍の疵を同一とみなす可能性もなる。 However, as in the inspection apparatus disclosed in Patent Document 1, when the recognition of the same wrinkles on the front and back sides is made based on whether or not a fixed-size rectangle is entered regardless of the type of wrinkles, it becomes a relatively large wrinkle such as a beard. On the other hand, there is a possibility that the rectangular shape is too small and the dotted portions on the opposite surface are not regarded as the same. For relatively small wrinkles, neighboring wrinkles that are not identical because the rectangles are too large may be considered the same.
また、上記特許文献1の検査装置では、同一疵について特徴量を統合したり、両面の判定結果からルールに基づいて再判定を行う。しかしながら、このような方法では、特徴量の一部が失われたり、連続値である特徴量ではなく両面の判定結果という離散的な情報から判定を行うので、判定の精度が低下する。 Moreover, in the inspection apparatus of the said patent document 1, the feature-value is integrated about the same wrinkles, or it determines again based on a rule from the determination result of both surfaces. However, in such a method, a part of the feature amount is lost, or the determination is performed from discrete information such as the determination result of both sides instead of the feature value that is a continuous value, so that the determination accuracy is lowered.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、金属帯の表面に発生する疵を、金属帯の両面からの情報に基づいて、高い検査精度で検査することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide high inspection accuracy based on information from both sides of the metal band for wrinkles generated on the surface of the metal band. There is to inspect in.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、搬送される金属帯の表面に形成された疵を検査する表面欠陥検査装置であって、
上記金属帯の両側表面のいずれか一面である第1面側に配置され、該第1面を撮像する第1撮像部と、
上記第1撮像部が撮像した第1画像に基づいて、上記第1面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第1抽出部と、
上記金属帯の両側表面の他面である第2面側に配置され、該第2面を撮像する第2撮像部と、
上記第2撮像部が撮像した第2画像に基づいて、上記第2面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第2抽出部と、
上記第1面側及び上記第2面側の疵候補の位置情報に基づいて、上記第1面側及び上記第2面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として互いに対応付ける最近接特定部と、
上記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定部と、
を有することを特徴とする、表面欠陥検査装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a surface defect inspection apparatus for inspecting wrinkles formed on a surface of a metal band to be conveyed,
A first imaging unit that is disposed on the first surface side, which is one of both surfaces of the metal band, and images the first surface;
A first extraction unit that extracts feature information including at least position information representing a longitudinal position and a width direction position of the eyelid candidate on the first surface, based on the first image captured by the first imaging unit;
A second imaging unit that is disposed on the second surface side, which is the other surface of both surfaces of the metal strip, and images the second surface;
A second extraction unit that extracts feature information including at least position information indicating the position of the eyelid candidate on the second surface side based on a second image captured by the second imaging unit;
Based on the position information of the wrinkle candidates on the first surface side and the second surface side, the wrinkle on the other side closest to the flaw candidate on one side of the first surface side and the second surface side A closest identification unit that identifies candidates and associates the candidates with each other as closest candidates;
Based on the feature information of the one-side eyelid candidate and the feature information of the other-side eyelid candidate associated with the one-side eyelid candidate, at least one of the type and degree of the one-side eyelid candidate is determined. A one-side determination unit that
A surface defect inspection device is provided.
また、上記一側判定部は、上記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの上記特徴情報として、少なくとも該疵候補同士の長手方向位置のずれ量と幅方向位置のずれ量とに基づいて、上記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。 In addition, the one-side determination unit, as the feature information of each of the one side and the other side cocoon candidates that are associated with each other as the nearest neighbor candidate, at least the displacement amount in the longitudinal direction between the heel candidates and the width direction Based on the positional deviation amount, at least one of the type and degree of the one-side eyelid candidate may be determined.
また、上記疵候補の特徴情報には、上記第1画像又は上記第2画像から抽出可能な上記疵候補の特徴量を表す特徴量情報が含まれ、
上記一側判定部は、上記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの上記特徴情報として、少なくとも該疵候補それぞれの特徴量情報に基づいて、上記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。
Further, the feature information of the wrinkle candidate includes feature amount information representing the feature amount of the wrinkle candidate that can be extracted from the first image or the second image.
The one-side determining unit, as the feature information of each of the one-side and other-side cocoon candidates associated with each other as the nearest neighbor candidate, based on at least the feature amount information of each of the heel candidates, You may determine at least one of the kind and grade of a cocoon candidate.
また、上記金属帯は、長手方向に搬送され、
上記最近接特定部は、上記一側の疵候補と複数の上記他側の疵候補との間の距離を、上記長手方向の単位距離が幅方向の単位距離よりも長くなる空間上で算出し、当該距離が最も短い他側の疵候補を特定して、該疵候補同士を上記最近接疵候補として互いに対応付けてもよい。
The metal strip is conveyed in the longitudinal direction,
The nearest neighbor specifying unit calculates a distance between the one side candidate and the plurality of other side candidates on a space where the unit distance in the longitudinal direction is longer than the unit distance in the width direction. Alternatively, the other side candidate with the shortest distance may be identified, and the candidates may be associated with each other as the closest candidate.
また、上記他側の疵候補の特徴情報に基づいて、該他側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する他側判定部を更に有してもよい。 Moreover, you may further have the other side determination part which determines at least one of the kind and grade of this other side wrinkle candidate based on the characteristic information of the said other side wrinkle candidate.
また、上記一側判定部は、上記他側判定部による上記他側の疵候補に対する判定結果を更に使用して、該他側の疵候補に上記最近接疵候補として対応付けられた一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。 In addition, the one-side determination unit further uses the determination result for the other-side wrinkle candidate by the other-side determination unit, and the one-side determination unit associated with the other-side wrinkle candidate as the closest-contact candidate You may determine at least one of the kind and grade of a cocoon candidate.
また、上記他側判定部は、上記他側の疵候補の特徴情報に加えて、更に、該他側の疵候補に上記最近接疵候補として対応付けられた一側の疵候補の特徴情報に基づいて、上記他側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。 In addition to the feature information of the other heel candidate, the other side determination unit further includes feature information of one heel candidate associated with the other heel candidate as the nearest neighbor candidate. Based on this, at least one of the type and the degree of the other wing candidate may be determined.
また、上記第2撮像部は、上記第1撮像部の撮像位置よりも搬送方向下流側において上記第2面を撮像し、
上記表面欠陥検査装置は、少なくとも、上記金属帯が上記第1撮像部の撮像範囲から上記第2撮像部の撮像範囲へ搬送される際に要する時間間隔である遅延期間の間、上記第1抽出部が抽出した上記第1面側の疵候補の特徴情報を記録可能な遅延メモリを更に有してもよい。
Further, the second imaging unit images the second surface on the downstream side in the transport direction from the imaging position of the first imaging unit,
The surface defect inspection apparatus may perform the first extraction at least during a delay period that is a time interval required when the metal strip is transported from the imaging range of the first imaging unit to the imaging range of the second imaging unit. A delay memory capable of recording the feature information of the first candidate on the first side extracted by the first unit.
また、上記表面欠陥検査装置は、少なくとも、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度、上記金属帯が搬送される際に要する時間間隔である受信バッファ期間の間、上記一側の疵候補の特徴情報を、上記最近接特定部が上記他側の疵候補と対応付ける上記最近接疵候補の検索対象として記録可能な受信バッファメモリを更に有してもよい。 In addition, the surface defect inspection apparatus has at least about the length of the maximum wrinkle assumed as an inspection target, and the one side wrinkle during a reception buffer period which is a time interval required for transporting the metal strip. You may further have the receiving buffer memory which can record the feature information of a candidate as a search object of the nearest neighbor candidate with which the nearest neighbor specific part matches with the other side candidate.
また、上記最近接特定部は、上記第2面側の疵候補に対して、最も近接した上記第1面側の疵候補を特定して、該疵候補同士を上記最近接疵候補として互いに対応付け、
上記遅延メモリは、上記受信バッファメモリを兼ねて、上記遅延期間の間だけでなく、少なくとも、上記受信バッファ期間の間、上記第1面側の疵候補の特徴情報を、上記最近接特定部が上記第2面側の疵候補と対応付ける上記最近接疵候補の検索対象として記録可能であってもよい。
In addition, the nearest neighbor specifying unit specifies the closest candidate for the first face to the second face side candidate, and associates the candidate candidates with each other as the closest candidate. With
The delay memory also serves as the reception buffer memory, and not only during the delay period, but also at least during the reception buffer period, the nearest neighbor specifying unit displays the feature information of the first-side cocoon candidate. It may be recordable as a search target of the nearest neighbor candidate associated with the second face side candidate.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、搬送される金属帯の表面に形成された疵を検査する表面欠陥検査方法であって、
上記金属帯の両側表面のいずれか一面である第1面側に配置された第1撮像部が、該第1面を撮像する第1撮像ステップと、
上記第1撮像ステップで撮像した第1画像に基づいて、上記第1面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第1抽出ステップと、
上記金属帯の両側表面の他面である第2面側に配置された第2撮像部が、該第2面を撮像する第2撮像ステップと、
上記第2撮像ステップで撮像した第2画像に基づいて、上記第2面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第2抽出ステップと、
上記第1面側及び上記第2面側の疵候補の位置情報に基づいて、上記第1面側及び上記第2面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として対応付ける最近接特定ステップと、
上記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定ステップと、
を有することを特徴とする、表面欠陥検査方法が提供される。
Moreover, in order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a surface defect inspection method for inspecting wrinkles formed on the surface of a metal band to be conveyed,
A first imaging step in which a first imaging unit arranged on the first surface side, which is one of both surfaces of the metal strip, images the first surface;
A first extraction step of extracting feature information including at least position information indicating a longitudinal position and a width direction position of the eyelid candidate on the first surface side based on the first image captured in the first imaging step;
A second imaging step in which a second imaging unit arranged on the second surface side, which is the other surface of both surfaces of the metal strip, images the second surface;
A second extraction step for extracting feature information including at least position information indicating the position of the eyelid candidate on the second surface side based on the second image captured in the second imaging step;
Based on the position information of the wrinkle candidates on the first surface side and the second surface side, the wrinkle on the other side closest to the flaw candidate on one side of the first surface side and the second surface side A closest identification step of identifying candidates and associating the candidate candidates with each other as closest candidate candidates;
Based on the feature information of the one-side eyelid candidate and the feature information of the other-side eyelid candidate associated with the one-side eyelid candidate, at least one of the type and degree of the one-side eyelid candidate is determined. A one-side determination step,
A surface defect inspection method is provided.
以上説明したように本発明によれば、金属帯の両側面のいずれか一面である第1面側の疵候補と、他面である第2面側の疵候補とを、両者が最も近接しているもの同士で最近接疵候補として互いに対応付けることができる。そして、その対応付けられた両者の特徴情報に基づいて、疵候補の種類や程度等を判定することができる。従って、金属帯の表面に発生する疵を、金属帯の両面からの情報に基づいて、高い検査精度で検査することができる。 As described above, according to the present invention, the first surface side wrinkle candidate that is one of both sides of the metal band and the second surface side wrinkle candidate that is the other surface are closest to each other. Can be associated with each other as closest candidates. Then, based on the feature information of the both, it is possible to determine the type and degree of the wrinkle candidate. Therefore, wrinkles generated on the surface of the metal band can be inspected with high inspection accuracy based on information from both sides of the metal band.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
本発明の各実施形態に係る表面欠陥検査装置は、例えば、鉄鋼業で製造される冷延鋼板のような薄板や、その他非鉄金属材料の薄板などの金属帯の表面に形成された疵を検出することができる。この際、この表面欠陥検査装置は、高い検出精度により疵を検出することが可能である。そこで、本発明の各実施形態に係る表面欠陥検査装置の効果等の理解が容易になるように、まず、これまでに使用されていたような従来技術に係る表面欠陥検査装置について説明し、その後、第1実施形態に係る表面欠陥検査装置について説明する。なお、この第1実施形態では、やはり効果等の理解が容易になるように検出が難しかった疵を例に挙げて、この表面欠陥検査装置による検出例についても説明する。その後、第1実施形態に係る表面欠陥検査装置に対する変更例として、第2実施形態及び第3実施形態について説明する。ただし、この際、第2実施形態及び第3実施形態では、第1実施形態で説明した内容については詳しい説明を省略し、第1実施形態に対する相違点を中心に説明する。つまり、以下では、次の順序で説明する。 The surface defect inspection apparatus according to each embodiment of the present invention detects, for example, wrinkles formed on the surface of a metal strip such as a thin plate such as a cold-rolled steel plate manufactured in the steel industry or a thin plate of other non-ferrous metal material. can do. At this time, this surface defect inspection apparatus can detect wrinkles with high detection accuracy. Therefore, in order to facilitate understanding of the effects and the like of the surface defect inspection apparatus according to each embodiment of the present invention, first, the surface defect inspection apparatus according to the prior art as used so far will be described, and then The surface defect inspection apparatus according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, an example of detection by the surface defect inspection apparatus will be described by taking as an example a bag that was difficult to detect so as to facilitate understanding of effects and the like. Then, 2nd Embodiment and 3rd Embodiment are described as a modification with respect to the surface defect inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. However, in this case, in the second embodiment and the third embodiment, detailed description of the contents described in the first embodiment will be omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described. That is, below, it demonstrates in the following order.
<1.従来技術に係る表面欠陥検査装置>
<2.第1実施形態>
(2−1.表面欠陥検査装置の構成)
(2−2.表面欠陥検査装置の動作)
(2−3.表面欠陥検査装置の配置例)
(2−4.表面欠陥検査装置の検査例)
(2−5.第1実施形態による効果の例)
<3.第2実施形態>
(3−1.表面欠陥検査装置の構成)
(3−2.表面欠陥検査装置の動作)
(3−3.第2実施形態による効果の例)
<4.第3実施形態>
(4−1.表面欠陥検査装置の構成)
(4−2.表面欠陥検査装置の動作)
(4−3.第3実施形態による効果の例)
<1. Surface defect inspection apparatus according to the prior art>
<2. First Embodiment>
(2-1. Configuration of surface defect inspection apparatus)
(2-2. Operation of surface defect inspection apparatus)
(2-3. Arrangement example of surface defect inspection device)
(2-4. Inspection example of surface defect inspection device)
(2-5. Examples of effects according to first embodiment)
<3. Second Embodiment>
(3-1. Configuration of surface defect inspection apparatus)
(3-2. Operation of surface defect inspection apparatus)
(3-3. Examples of effects according to second embodiment)
<4. Third Embodiment>
(4-1. Configuration of surface defect inspection apparatus)
(4-2. Operation of surface defect inspection apparatus)
(4-3. Examples of effects according to third embodiment)
<1.従来技術に係る表面欠陥検査装置>
図12及び図13は、従来技術に係る表面欠陥検査装置について説明するための説明図である。
<1. Surface defect inspection apparatus according to the prior art>
12 and 13 are explanatory views for explaining a surface defect inspection apparatus according to the prior art.
従来技術に係る表面欠陥検査装置では、金属帯の両面を撮像装置で撮像し、その撮像画像を解析して輝度値の変化などから、疵候補が抽出される。そして、この両面の疵候補同士が同一疵であるか否かが、幅方向座標xの両者の偏差及び長手方向座標yの両者の偏差が所定の閾値以内であるか否かにより判断される。この際、同一疵判定の様子を概念的に、図12及び図13に示す。図12は、点状の汚れ欠陥に対する判定過程を示し、図13は、ヘゲ疵に対する判定過程を示している。 In the surface defect inspection apparatus according to the related art, both sides of a metal strip are imaged by an imaging apparatus, and the captured image is analyzed to extract a wrinkle candidate from a change in luminance value or the like. Then, whether or not the two wrinkle candidates are the same is determined by whether or not the deviation between both of the width direction coordinates x and the deviation between both the longitudinal direction coordinates y are within a predetermined threshold. At this time, the state of the same wrinkle determination is conceptually shown in FIGS. FIG. 12 shows a determination process for a spot-like stain defect, and FIG. 13 shows a determination process for a bald defect.
図12(A)に示すように、上面から抽出された疵候補Duを中心(位置O)として、幅方向座標xの偏差範囲2Wsと、長手方向座標yの偏差範囲2Lsとが決定される。すると、下面から抽出され、この偏差範囲に含まれた同一範囲Ar内の疵候補Ddが、疵候補Duと同一疵であると判定される。しかしながら、図12に示すように、同一範囲Arが、疵候補の大きさよりも大きすぎる場合、上面の疵候補Duと下面の疵候補Ddとが離れていて異なる疵であるにもかかわらず、同一疵と認識されることがある。つまり、同一疵と見なす幅方向座標xと長手方向座標yとの同一範囲Arに応じて、検出可能な疵の大きさが限られてしまう。しかしながら、疵の大きさは、予想が難しいのが実情で、予めこのような同一範囲Arを設定することは、かえって、同一疵でないものを同一疵と判定する可能性があり、疵検出を難しくしてしまう場合がある。 As shown in FIG. 12A, the deviation range 2Ws of the width direction coordinate x and the deviation range 2Ls of the longitudinal direction coordinate y are determined with the wrinkle candidate Du extracted from the upper surface as the center (position O). Then, the wrinkle candidate Dd extracted from the lower surface and included in the deviation range in the same range Ar is determined to be the same wrinkle as the wrinkle candidate Du. However, as shown in FIG. 12, when the same range Ar is too larger than the size of the wrinkle candidate, the upper surface wrinkle candidate Du and the lower surface wrinkle candidate Dd are the same even though they are different from each other. It may be recognized as a samurai. That is, the size of the wrinkles that can be detected is limited according to the same range Ar of the width direction coordinate x and the longitudinal direction coordinate y that are regarded as the same wrinkles. However, it is actually difficult to predict the size of the wrinkles. Setting the same range Ar in advance may determine that the same wrinkles are not the same, and it is difficult to detect wrinkles. May end up.
一方、逆に同一範囲Arが狭すぎる場合にも同様なことが言える。
つまり、図13に示すように、例えばヘゲ疵のような一面と他面での大きさが異なる疵の場合、上面から抽出された疵候補Duの中心(位置O)から、幅方向座標xの偏差範囲2Wsと、長手方向座標yの偏差範囲2Lsとが決定されると、下面から抽出される同一疵の疵候補Ddが、この同一範囲Ar内に入らない可能性がある。この場合、両疵候補Du,Ddは、同一と判定されず、異なる疵であると判定されてしまう。したがって、上記とは逆に、同一疵であるものを同一疵でないと判定する可能性があり、疵検出を難しくしてしまう場合がある。
On the other hand, the same can be said when the same range Ar is too narrow.
That is, as shown in FIG. 13, for example, in the case of a cocoon having different sizes on one surface and the other surface, such as a bearded cocoon, the width direction coordinate x When the deviation range 2Ws and the deviation range 2Ls of the longitudinal coordinate y are determined, there is a possibility that the same wrinkle candidate Dd extracted from the lower surface does not fall within the same range Ar. In this case, both eyelid candidates Du and Dd are not determined to be the same, but are determined to be different eyelids. Therefore, contrary to the above, it may be determined that the same wrinkles are not the same wrinkles, which may make it difficult to detect wrinkles.
また、この従来技術に係る表面欠陥検査装置では、同一疵と判定した上下両面の疵候補Du,Ddについて、疵候補の種類や程度を自動的に特定する。しかしながら、仮に上記のような不具合が発生せずに正しい同一疵が特定されたとしても、この従来技術に係る表面欠陥検査装置では、疵種等の判定について、例えば、疵候補Du,Ddのうちで、正常な部位に対する輝度値などの特徴量の変化量が大きい方の疵候補の特徴量のみに基づいて行われたり(特徴量の統合)、各面毎についての疵種等の判定結果を使用して行われる。 In addition, in the surface defect inspection apparatus according to this prior art, the type and degree of wrinkle candidates are automatically specified for the upper and lower surface wrinkle candidates Du and Dd determined to be the same wrinkle. However, even if the same defect is identified without the occurrence of the above-described defects, the surface defect inspection apparatus according to the related art has, for example, the defect candidate Du, Dd, Thus, it is performed based only on the feature amount of the eyelid candidate with the larger amount of change of the feature amount such as the luminance value for the normal part (feature amount integration), or the judgment result such as the eyelid type for each surface Done using.
図13に示すヘゲ疵のような表と裏で長さが大きく異なる疵の特徴量として長さの大きいほうを取るなどというルールで特徴量を統合した場合、ヘゲ疵があることは判定できるが、裏に貫通しているかという情報は失われてしまい、疵の有害度を正しく判定するという点で精度が低下する。また、サポートベクターマシンなどの統計的パターン認識の手法を用いて判定ルールを生成する場合には、離散値よりも連続値を使用した方が、判定精度の良いルールが使用できるが、両面の判定結果から判定ルールに基づいて再判定を行う場合には、入力データとして疵種のような離散値を用いることになり、連続値である特徴量をそのまま用いる場合に比べて、判定精度を低下してしまう。 When the feature values are integrated according to the rule that the larger length is taken as the feature amount of the bag having a length that differs greatly between the front and the back, such as the beaker shown in FIG. However, the information about whether it penetrates behind is lost, and the accuracy is lowered in that it correctly determines the harmfulness of the bag. In addition, when generating decision rules using statistical pattern recognition methods such as support vector machines, it is possible to use rules with better decision accuracy if continuous values are used rather than discrete values. When re-determination is performed based on the determination rule based on the result, a discreet value such as a moth type is used as input data, and the determination accuracy is reduced as compared with the case where a feature value that is a continuous value is used as it is. End up.
本発明の発明者らは、金属帯の疵検査等について鋭意研究を行った結果、検出精度を向上させることが可能な本発明を完成させた。この本発明の各実施形態に係る表面欠陥検査装置では、適切に両面の疵候補を対応付けることが可能であり、かつ、リアルタイムに精度良く疵種や程度を判定することが可能である。この表面欠陥検査装置の各実施形態について、以下詳しく説明することにする。 The inventors of the present invention have intensively studied on the wrinkle inspection and the like of metal bands, and as a result, completed the present invention capable of improving the detection accuracy. In the surface defect inspection apparatus according to each embodiment of the present invention, it is possible to appropriately associate both-side wrinkle candidates, and it is possible to accurately determine the type and degree of wrinkles in real time. Each embodiment of the surface defect inspection apparatus will be described in detail below.
<2.第1実施形態>
(2−1.表面欠陥検査装置の構成)
まず、図1を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成等について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。
<2. First Embodiment>
(2-1. Configuration of surface defect inspection apparatus)
First, the configuration and the like of the surface defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the surface defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置10は、大きく分けて、上流検査装置100と、下流検査装置200と、判定結果記憶装置300と、表示装置400とを有する。
As shown in FIG. 1, the surface
上流検査装置100は、第1検出装置の一例であり、下流検査装置200は、第2検出装置の一例である。そして、上流検査装置100は、長手方向を搬送方向として搬送される金属帯Fから疵を、下流検査装置200よりも上流にて検出する。なお、この上流検査装置100と下流検査装置200とは、互いに異なる面を検出するように配置される。つまり、上流検査装置100は、図1に示す例では、上流側にて金属帯Fの上面から疵を検出し、下流検査装置200は、図1に示す例では、下流側にて金属帯Fの下面から疵を検出する。
The
なお、上流検査装置100が金属帯Fの下面を検出し、下流検査装置200が金属帯Fの上面を検出することも可能である。更に言えば、上流検査装置100と下流検査装置200とは、搬送方向でずらして配置される必要は必ずしもなく、金属帯Fの同一位置を挟んで互いに対向して配置されてもよい。しかしながら、本実施形態では、説明の便宜上、上流検査装置100が、下流検査装置200よりも搬送方向で上流において疵を検出する場合について説明する。
It is also possible for the
上流検査装置100は、撮像部101と、画像処理部102と、特徴抽出部103と、遅延メモリ110と、受信バッファメモリ120と、最近接特定部131と、判定部132とを有する。一方、下流検査装置200は、撮像部201と、画像処理部202と、特徴抽出部203と、判定部232とを有する。
The
上流検査装置100が有する撮像部101は、第1撮像部の一例であり、下流検査装置200が有する撮像部201は、第2撮像部の一例である。この撮像部101,201としては、例えば、ラインセンサカメラやエリアセンサカメラなどを使用することができるが、金属帯Fの上面又は下面を撮像可能であれば特に限定されるものではない。
The
撮像部101は、金属帯Fの上面(金属帯の両側表面のいずれか一面である第1面の一例)側に配置され、その上面を撮像する一方、撮像部201は、金属帯Fの下面(金属帯の両側表面の他面である第2面の一例)側に配置され、その下面を撮像する。この際、撮像部101及び撮像部201は、搬送ロール(図示せず)に取り付けられたパルスジェネレータ等の距離測定装置により金属帯Fが一定距離搬送される毎に撮像を行うように制御される。更に、この撮像部101及び撮像部201は、金属帯Fの同一位置の表裏を撮像するように制御される。
The
本実施形態に係る撮像部201は、上面側の撮像部101の撮像位置よりも搬送方向下流側において下面を撮像するように、間隔ΔLだけ下流側に配置される。従って、本実施形態では、撮像部101が金属帯Fのある長手方向位置の上面を撮像した後、撮像部201は、金属帯Fが間隔ΔLだけ搬送された後に金属帯Fの当該長手方向位置の下面を撮像することになる。
The
画像処理部102は、撮像部101により撮像された上面側の撮像画像(以下「第1画像」という。)に対して、疵候補の抽出が容易になるような所定の画像処理を行う。一方、画像処理部202は、撮像部201により撮像された下面側の撮像画像(以下「第2画像」という。)に対して、疵候補の抽出が容易になるような所定の画像処理を行う。なお、この画像処理部102,202が行う画像処理の例としては、例えば、輝度ムラを補正するシェーディング補正、特定方向の輝度変化を検出する空間フィルタリング処理などが挙げられる。
The
そして、画像処理部102,202は、画像処理後、更に、他の画像処理として疵候補を検出する検出処理を行う。検出処理としては、例えば、画像輝度の二値化が挙げられる。二値化処理では、画像処理部102,202は、疵が形成されていない領域の輝度値(例えば平均値などであってもよい。)に対する高低両者の閾値を予め設けておき、この閾値に基づいて、それぞれ対応した第1画像又は第2画像を二値化する。より具体的には、高低両閾値の間の輝度値については「正常」として「0」とし、高閾値を超えたり、低閾値未満の輝度値については「異常」として「1」とする。その結果、画像処理部102,202は、疵候補を抽出することができる。なお、ここで「疵候補」とは、金属帯Fに形成された疵であることが予想される輝度値を取る領域を意味し、必ずしも疵だけでなく、汚れなど撮像され得るものが含まれることになる。
Then, after the image processing, the
特徴抽出部103は、第1抽出部の一例であり、画像処理部102で処理された第1画像を取得する。一方、特徴抽出部203は、第2抽出部の一例であり、画像処理部202で処理された第2画像を取得する。この際、特徴抽出部103,203は、それぞれ疵候補を検出する検出処理(例えば二値化など)が行われる前後の第1画像及び第2画像を取得することが望ましい。
The
そして、特徴抽出部103,203は、画像処理部102,202により疵候補であるとされた領域の各画像における情報(ここでは「特徴情報」とも言う。)を抽出する。特徴情報としては、例えば、金属帯Fの各面における疵候補の位置(疵候補の外接長方形の中心又は二値画像の重心など。)を表す位置情報(幅方向座標x及び長手方向座標y)と、各画像から抽出可能な疵候補の特徴量を表す特徴量情報とが含まれる。また、特徴量情報としては、例えば、疵候補の幅方向座標xにおける幅・疵候補の長手方向座標yにおける長さ・疵候補の面内における形状・疵候補位置の最高輝度・最低輝度・疵候補の輝度の分布のヒストグラムなどが挙げられる。
Then, the
本実施形態に係る表面欠陥検査装置10は、このように抽出した上下両面の疵候補の特徴情報を使用して、同一疵を精度良く判定し、かつ、その同一疵の両面の特徴情報に基づいて、疵の種類や程度を判定することができる。そのために、上面に対する疵候補の特徴情報と下面に対する疵候補の特徴情報とで、特徴情報抽出後の処理が異なる。従って、以下では、まず、下面の特徴情報について説明する。
The surface
(下面の特徴情報)
下流検査装置200の特徴抽出部203により抽出された特徴情報は、上流検査装置100に送られ、その上流検査装置100の受信バッファメモリ120内に記録される。この受信バッファメモリ120は、両面の疵候補から同一の疵候補を特定するために必要な下面側特徴情報を最近接特定部131が使用する時点まで保持しておくバッファとして機能する。一方、下流検査装置200内では、特徴抽出部203により抽出された特徴情報は、判定部232に送られる。
(Lower surface feature information)
The feature information extracted by the
判定部232は、他側判定部の一例であり、下面側(他側の一例)の特徴情報に基づいて、その下面側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。つまり、判定部232は、下面側の特徴情報のみに基づいて、その下面側の疵候補を判定することになる。なお、「疵候補の種類」とは、疵の発生原因や形状等に応じて分類される種類、疵種のことを意味し、例えば、押し疵・穴・凹凸疵・スリ疵・ヘゲ疵・点状疵・線状疵などのような疵種や、付着物であるドロスや異物なども含まれる。また、「疵の程度」とは、その疵が品質に与える影響などの有害度合を数値やグレードで表したものを意味する。
The
この判定部232による判定は、様々な分類アルゴリズムによる方法により実現することが可能である。例えば、判定処理としては、if thenルール・ニューラルネット・決定木・サポートベクターマシンなどが挙げられるが、これら以外の分類アルゴリズムを使用することももちろん可能である。これらの分類アルゴリズムでは、特徴情報を入力値として、所定のアルゴリズムで疵候補種類及び程度を出力することができる。この分類アルゴリズムを確立するために、判定部232は、種類及び程度の少なくとも一方が既知の疵候補に対する特徴情報と、その特徴情報に対する正しい判定結果とを含む教師情報が、複数入力されてその分類アルゴリズムを確立する。
The determination by the
なお、分類アルゴリズムの確立方法や、各アルゴリズムの特性等は、アルゴリズム毎で異なるため、ここでの詳しい説明は省略する。ただし、いずれの分類アルゴリズムを使用するにしろ、判定部232では、下面側の特徴情報を入力として、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方(以下単に「判定結果」ともいう。)を出力可能な分類アルゴリズムを使用することになる。
Note that the classification algorithm establishment method, the characteristics of each algorithm, and the like are different for each algorithm, and thus detailed description thereof is omitted here. However, regardless of which classification algorithm is used, the
この判定部232による判定結果は、受信バッファメモリ120に、該当する疵候補の特徴情報と関連付けられて記録される。受信バッファメモリ120は、最近接特定部131による最近傍疵検索の対象(=下流検査装置200の検出結果)となるデータを格納しておくメモリである。この受信バッファメモリ120に下流側疵候補の特徴情報が格納される受信バッファ期間等については、最近接特定部131による最近傍疵検索についての説明において、詳しく説明する。また、同様に、疵候補の特徴情報と関連付けられて、判定結果記憶装置300にも記録されることになる。
The determination result by the
(上面の特徴情報)
次に、上流検査装置100側における上面の特徴情報について説明する。
上流検査装置100の特徴抽出部103により抽出された特徴情報は、その上流検査装置100の遅延メモリ110内に記録される。
(Top surface feature information)
Next, the upper surface characteristic information on the
The feature information extracted by the
遅延メモリ110は、上流側の疵候補の特徴情報が記録され、下流検査装置200の検査結果が受信バッファメモリ120に格納されるまで待ち合わせるためのメモリである。遅延メモリ110は上面と下面を対応付けるために、最低限、図2に示すΔL分の遅延期間を必要とするが、本実施形態ではそれ以上の遅延期間を持つことが望ましい。この遅延メモリ110が特徴情報を遅延させる望ましい遅延期間については、最近接特定部131による最近接疵の特定過程の説明において、詳しく説明する。
The
最近接特定部131は、遅延メモリ110に格納された上流側の疵候補の特徴情報と、受信バッファメモリ120に格納された下流側の疵候補の特徴情報とを取得する。そして、最近接特定部131は、両特徴情報に基づいて、最近傍探索を行い、一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定する。その結果、最近接特定部131は、一側の疵候補とそれに最も近接した疵候補とを、最近接疵候補として互いに対応付ける。このように最も近接した表裏の疵候補同士は、同一疵である可能性が高い。そこで、最近接特定部131は、最も近接した疵候補同士を最近接疵候補として互いに対応付ける。
The nearest
なお、本実施形態において、最近接特定部131は、上流側の疵候補つまり上面側の疵候補を基準として、その疵候補に対して最も近接した下流側の疵候補つまり下面側の疵候補を特定する。
In the present embodiment, the closest identifying
また、上述の通り、金属帯Fは、長手方向に搬送され、表裏に形成される疵は、その金属帯Fの幅方向よりも長手方向に長く形成されることがある。そして、このような場合、表裏の疵候補の位置は、同一の疵であっても、長手方向座標yが大きく異なる場合がある。 Further, as described above, the metal band F is conveyed in the longitudinal direction, and the wrinkles formed on the front and back sides may be formed longer in the longitudinal direction than the width direction of the metal band F. In such a case, the longitudinal coordinate y may vary greatly even if the position of the front and back wrinkle candidates is the same wrinkle.
そのような疵の疵候補についても、対応付けが正確に行われるように、本実施形態に係る最近接特定部131は、上流側の疵候補(一側の疵候補の一例)と、下流側の疵候補(他側の疵候補の一例)との間の距離(金属帯Fの面内における偏差)dを、幅方向と長手方向とが非等価な状態で算出する。そして、最近接特定部131は、このような距離dが最も短い下流側の疵候補を特定して、その疵候補同士を対応付ける。この距離dについて換言すれば、長手方向の単位距離が幅方向(短手方向ともいう。)の単位距離よりも、実空間上では長くなるような空間上における、2点間(表裏の疵候補間)の距離と言うこともできる。
The closest identifying
より具体的に、この最近傍疵探索過程について説明する。
幅方向座標x及び長手方向座標yを用いて、上流側の疵候補の位置情報を(xu,yu)とし、下流側の疵候補の位置情報を(xd,yd)とする。この場合、2点間距離dは、例えば、下記式1のように算出することができる。
More specifically, this nearest neighbor soot search process will be described.
Using the width direction coordinate x and the longitudinal direction coordinate y, the position information of the upstream eyelid candidate is (xu, yu), and the position information of the downstream eyelid candidate is (xd, yd). In this case, the distance d between the two points can be calculated, for example, as shown in Equation 1 below.
なお、この式1の代りに下記式2を使用して、距離dの計算を簡略化することも可能である。
It is possible to simplify the calculation of the distance d by using the following
ここで、αは、適宜設定可能な、長手方向の縮小度合を決定する変数であり、1以下の値が設定される。例えば、ヘゲ疵などのように、一側面の疵の位置と他側面の疵の位置とが長手方向座標yで大きく異なる疵があり、その他の疵候補の密度も高い場合、α=1では、長手方向にバイアスがかかっていないため、最近接の疵候補を特定しても、幅方向で隣り合った疵候補同士が対応付けられてしまうことがある。この場合、αを1以下で小さく設定すれば長手方向座標yの偏差が許容されるようになるため、正しい同一疵を対応付けることが可能となる。具体的なαの値としては、例えば金属帯Fが薄鋼板であり、鋳造時の板厚250mmに対して製品板厚が1mmの薄鋼板である場合、α=1/250前後に設定することが望ましいが、αの値は、この例に限定されるものでなく、金属帯Fの特性や疵の発生度合等に応じて適宜設定可能である。また、距離の計算として、式1、式2以外の距離dを使用することも可能である。例えば、長手方向座標yにバイアス(α<1)をかけるのではなく、幅方向座標xに逆のバイアス(α>1)をかけることも可能である。
Here, α is a variable that can be set as appropriate and determines the degree of reduction in the longitudinal direction, and a value of 1 or less is set. For example, when there is a wrinkle where the position of the wrinkle on one side and the position of the wrinkle on the other side are greatly different in the longitudinal coordinate y and the density of the other wrinkle candidates is also high, Since no bias is applied in the longitudinal direction, even if the closest wrinkle candidate is specified, the wrinkle candidates adjacent in the width direction may be associated with each other. In this case, if α is set to be smaller than 1 and the deviation of the longitudinal coordinate y is allowed, the correct identical eyelid can be associated. As a specific value of α, for example, when the metal strip F is a thin steel plate and the product plate thickness is 1 mm with respect to a thickness of 250 mm at the time of casting, α is set to around 1/250. However, the value of α is not limited to this example, and can be appropriately set according to the characteristics of the metal band F, the degree of occurrence of wrinkles, and the like. Further, it is also possible to use a distance d other than
そして、最近接特定部131は、遅延メモリに格納された上流側疵候補それぞれに対して、受信バッファメモリ120に格納された下流側疵候補との間の距離dを、上述のように算出し、その結果に基づいて、上流側疵候補に最も近接した下流側疵候補を特定することになる。
Then, the nearest
なお、ここで、図2及び図3を参照しつつ、長手方向にバイアスがかかった距離dを含めて、最近接特定部131による最近傍探索過程を概念的に説明する。図2及び図3は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。
Here, with reference to FIGS. 2 and 3, the nearest neighbor search process by the nearest
上流検査装置100の特徴抽出部103から抽出された疵候補の特徴情報(位置情報)は、遅延メモリ110に格納される。この格納された上流側の疵候補Duの概念を図2に示している。一方、下流検査装置200の撮像部201は、撮像部101に対して搬送方向で間隔ΔLだけオフセットして配置されている。従って、疵候補Duが格納される時点を「上流検出時点Tu」とすると、それに対応する下流側の疵候補Ddが格納される時点「下流検出時点Td」は、間隔ΔLの分だけ遅延する。そこで、遅延メモリ110は、上流側の疵候補Duを、少なくとも間隔ΔLに応じた遅延期間保持する。この遅延期間について換言すれば、遅延期間は、金属帯Fが撮像部101の撮像範囲から撮像部201の撮像範囲に搬送される際に要する時間間隔であるとも言え、上流側の疵候補Duの特徴情報は、遅延メモリ110に少なくとも上記遅延期間(他のデータが遅延する時間を含んでもよい。)だけ格納されることになる。一方、最近傍探索を行うためには、その基準となる1つの上流側の疵候補Duに対して、その疵候補Duと対応する位置Oを含む搬送方向前後の所定の探索範囲L内の下流側の疵候補Ddが、受信バッファメモリ120に格納される。従って、時間軸で言うと、受信バッファメモリ120には、探索の基準となる位置Oを含む探索範囲Lに対応する受信バッファ期間の間、下流側の疵候補Ddが格納される。なお、この受信バッファ期間、つまり探索範囲Lだけ金属帯Fが搬送される時間間隔は、少なくとも、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度金属帯Fが搬送される時間間隔に設定されることが望ましい。つまり、探索範囲Lは、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度に設定されることになる。
The feature information (position information) of the wrinkle candidate extracted from the
これに対応して、遅延メモリ110には、上記遅延期間だけでなく、下流検出時点Tdから探索が行われるまでの期間(例えば受信バッファ期間の半分)、上流側の疵候補Duが格納される。なお、以上のことから、受信バッファメモリ120が疵候補Ddを格納する論理的な長さ(探索範囲L)は、想定される最大の疵の長さ程度に設定され、遅延メモリ110が疵候補Duを格納する論理的な長さは、撮像部101,102間の距離dと受信バッファメモリ長の2分の1との和程度に設定されることが望ましい。
Correspondingly, in the
そして、最近接特定部131は、図3のように最近傍探索を行う。
つまり、最近接特定部131は、図3(A)に示す上流側(上面側)の疵候補Duの位置Oを基準として、その位置Oと図3(B)に示す下流側(下面側)の疵候補Dd1,Dd2…との距離dを算出する。この際、距離dは、上述の通り、長手方向にバイアスがかけられているため、図3に破線で示すように等距離線は、略楕円などのように長手方向に引き伸ばされる。従って、図3に示す例の場合、最近接特定部131は、上流側疵候補Duに対して、幅方向で隣接した下流側疵候補Dd2ではなく、長手方向で隣接した上流側疵候補Dd1を、最も近接した疵候補であると特定して両者を対応付けることが可能である。
Then, the nearest
That is, the nearest
このように表裏の疵候補同士を対応付けた最近接特定部131は、更に、今度はバイアスをかけずに両疵候補間の幅方向座標xの偏差と、長手方向座標yの偏差とを算出する。そして、最近接特定部131は、対応付けた表裏両疵候補の特徴情報と、幅方向座標x及び長手方向座標yの偏差とを、判定部132に出力する。ただし、最近接特定部131は、上流側疵候補Duに対応する下流側疵候補Ddが存在しない場合、上流側疵候補Duの特徴情報と、対応する下流側疵候補Ddが存在しない旨を表す情報とを、判定部132に出力することになる。
In this way, the nearest
判定部132は、一側判定部の一例であり、上流側の疵候補の特徴情報だけでなく、その疵候補に対応付けられた下流側の疵候補の特徴情報にも基づいて、上流側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。
The
この際、判定部132による判定は、上記判定部232の判定で使用された分類アルゴリズムと同様のアルゴリズムによる方向により実現することが可能である。つまり、例えば、判定処理としては、if thenルール・ニューラルネット・決定木・サポートベクターマシンなどが挙げられるが、これら以外の分類アルゴリズムを使用することももちろん可能である。これらの分類アルゴリズムでは、上流側の疵候補だけでなく下流側の疵候補の特徴情報を入力値として、所定のアルゴリズムで疵候補の種類及び程度を出力することができる。この分類アルゴリズムを確立するために、判定部132は、種類及び程度の少なくとも一方が既知の疵候補に対する特徴情報と、その特徴情報に対する正しい判定結果とを含む教師情報が、複数入力されてその分類アルゴリズムを確立する。なお、この教師情報として、判定部232とは異なり、正しい判定結果には、疵候補の種類及び程度だけでなく、対応付けられた両面の疵候補同士が同一疵であるか否かという結果もが含まれることが望ましい。そして、このような教師情報で構築された分類アルゴリズムによれば、両面の疵候補の特徴情報(片面の判定結果を含んでもよい。)から、両面の疵候補が同一疵であるか否かと、その疵候補の種類及び程度とを出力することができる。
At this time, the determination by the
なお、分類アルゴリズムの確立方法や、各アルゴリズムの特性等は、アルゴリズム毎で異なるため、ここでの詳しい説明は省略する。ただし、いずれの分類アルゴリズムを使用するにしろ、判定部132では、下面側の特徴情報を入力として、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方(以下単に「判定結果」ともいう。)を出力可能な分類アルゴリズムを使用することになる。
Note that the classification algorithm establishment method, the characteristics of each algorithm, and the like are different for each algorithm, and thus detailed description thereof is omitted here. However, regardless of which classification algorithm is used, the
上述の通り、判定部132は、判定部232とは異なり、対応する表裏の疵候補の特徴情報に基づいて、上流側疵候補の判定を行う。つまり、判定部232では、下流側の疵候補の特徴情報だけに基づいて、その疵候補の判定を行うのに対して、判定部132は、同一疵である可能性が高い表裏両面の疵候補それぞれの特徴情報を両方共に使用して、上流側疵候補の判定を行う。従って、分類アルゴリズムに対する入力変数が、片面だけの特徴情報を対象とした場合に比べて多くなり、分類アルゴリズムによる分類結果の精度を向上させることが可能である。その意味で、判定部132は、両面の特徴情報に基づく判定を行い、判定部232は、片面の特徴情報に基づく判定を行う、と言うことも出来る。
As described above, unlike the
なお、判定部132は、入力変数である上流側及び下流側の疵候補の特徴情報として、少なくとも両疵候補それぞれの位置間におけるずれ量(幅方向座標x及び長手方向座標yの偏差Δx,Δy)を使用して判定を行うことが望ましい。更に、特徴情報として、上流側及び下流側の疵候補それぞれの特徴量情報をも判定に使用してもよい。更に言えば、判定には、判定部232による下流側疵候補単体での判定結果をも入力情報として使用することが可能である。この分類アルゴリズムに使用される表裏両面の特徴情報のセットの一例を、表1に示す。なお、単位はmmである。
Note that the
なお、上記<1.従来技術に係る表面欠陥検査装置>で説明したような従来技術に係る表面欠陥検査装置のように、仮にただ単に表裏の疵候補それぞれを独立的に判定し、その判定結果により、更に判定を行う場合、最終的な判定に使用される判定結果は、疵候補の種類や程度であるため、離散的な値を取ることになり分類ロジックの正確性を低下させてしまう恐れがある。これに対して、本実施形態で判定部132で使用されるずれ量などは、連続的な値をとる。従って、分類アルゴリズムによる判定結果の正確性を向上させることができる。
The above <1. As in the case of the surface defect inspection apparatus according to the prior art as described in the section “Surface defect inspection apparatus according to the prior art”, the front and back flaw candidates are simply determined independently, and further determination is performed based on the determination result. In this case, since the determination result used for the final determination is the type and degree of the wrinkle candidate, it takes a discrete value and may reduce the accuracy of the classification logic. On the other hand, the deviation amount used by the
この判定部132による判定結果は、判定部232による判定結果と同様に、上流側及び下流側の少なくとも一方の疵候補の特徴情報と対応付けられて、判定結果記憶装置300に記録される。なお、この判定結果記憶装置300には、必要に応じて、画像処理部102,202がそれぞれ処理する前の第1画像及び第2画像が上記判定結果などと共に記録されてもよい。そして、表示装置400は、この判定結果記憶装置300に記録されている判定結果を表示画面に表示して、検査員などのユーザに提供することができる。
Similar to the determination result by the
(2−2.表面欠陥検査装置の動作)
以上、本発明の第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10の構成等について説明した。次に、図4を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10の動作について説明する。
(2-2. Operation of surface defect inspection apparatus)
The configuration of the surface
図4は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。被検査対象である金属帯Fが長手方向に搬送されている状態で、上流検査装置100がまず、ステップS101(第1撮像ステップの一例)を処理し、金属帯Fの上面を撮像する。そして、ステップS103に進む。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the surface defect inspection apparatus according to the present embodiment. In a state where the metal band F to be inspected is conveyed in the longitudinal direction, the
ステップS103では、上流検査装置100の画像処理部102が所定の画像処理を行い疵候補を抽出する。そして、ステップS105に進む。
In step S103, the
ステップS105(第1抽出ステップの一例)では、上流検査装置100の特徴抽出部103が、ステップS103で抽出された疵候補それぞれについて、特徴情報を抽出する。そして、この特徴情報は、ステップS107で、遅延メモリ110に格納される。
In step S105 (an example of a first extraction step), the
一方、下流検査装置200は、これと並行して、金属帯Fの、ステップS101で撮像された部位が撮像部201に撮像範囲内に到達した際、ステップS111(第2撮像ステップの一例)を処理し、下流検査装置200の撮像部201が、金属帯Fの下面を撮像する。そして、ステップS113に進む。
On the other hand, in parallel with this, the
ステップS113では、下流検査装置200の画像処理部202が所定の画像処理を行い疵候補を抽出する。そして、ステップS115に進む。
In step S113, the
ステップS115(第2抽出ステップの一例)では、下流検査装置200の特徴抽出部203が、ステップS113で抽出された疵候補それぞれについて、特徴情報を抽出する。そして、この特徴情報は、ステップS121で、受信バッファメモリ120に格納される。そして、ステップS117に進む。
In step S115 (an example of a second extraction step), the
ステップS117では、下流検査装置200の判定部232が、下流側疵候補の特徴情報に基づいて、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。そして、この判定結果は、ステップS121で、受信バッファメモリ120に、ステップS141で、判定結果記憶装置300に、それぞれ疵候補の特徴情報と対応付けられて記録される。
In step S117, the
一方、上流検査装置100では、ステップS123の処理後(受信バッファ期間の経過後)に、ステップS131(最近接特定ステップの一例)が処理され、最近接特定部131が、上流側疵候補それぞれに対して最も近接した下流側疵候補を特定し、両者を対応付ける。そして、ステップS133に進む。
On the other hand, in the
ステップS133(一側判定ステップの一例)では、上流検査装置100の判定部132が、上流側疵候補及び下流側疵候補の特徴情報と、下流側疵候補の判定結果とに基づいて、上流側疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。そして、この判定結果は、ステップS143で、判定結果記憶装置300に記録される。このステップS143の処理後は、ステップS145が処理され、表示装置400により、ステップS117,ステップS133における判定結果が、表示画面に表示される。
In step S133 (an example of a one-side determination step), the
(2−3.表面欠陥検査装置の配置例)
なお、この本実施形態に係る表面欠陥検査装置10は、図1に示すように直線状に搬送される位置において、金属帯Fを挟み、かつ、搬送方向でオフセットして配置されても良いが、図5に示すように配置されることが望ましい。
(2-3. Arrangement example of surface defect inspection device)
Note that the surface
図5は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の配置例について説明するための説明図である。金属帯Fは、通常、常に直線状に搬送される訳ではなく、ロールR等によりその搬送方向が変更される場合がある。このような場合、本実施形態に係る表面欠陥検査装置10は、ロールRに巻き付いた位置の金属帯Fを撮像するように配置されることが望ましい。金属帯Fは、搬送過程で上下左右に振動している場合が多い。そこで、このようにロールRに巻き付いた位置で金属帯Fを撮像部101,201で撮像することにより、このような金属帯Fのばたつきや振動を低減して、疵候補の検出精度を向上させることができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an arrangement example of the surface defect inspection apparatus according to the present embodiment. Usually, the metal strip F is not always transported in a straight line, and its transport direction may be changed by a roll R or the like. In such a case, it is desirable that the surface
(2−4.表面欠陥検査装置の検査例)
このように構成された本実施形態に係る表面欠陥検査装置10による検査例について、図6等を参照しつつ説明する。図6は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の検査例について説明するための説明図である。なお、ヘゲ疵や凹凸疵などが適切に検出可能であることは、上述の通りであるため、ここではその他の検査例として疵が押し疵及び穴である場合について説明する。
(2-4. Inspection example of surface defect inspection device)
An example of inspection by the surface
(2−4−1.押し疵)
押し疵は、搬送用のロールRなどに付着した硬質の異物により金属帯Fが塑性変形して発生する。この場合、図6に示すように、金属帯Fに対して当てる光の向きと撮像部101,201が撮像する方向とに応じて、疵候補が撮像される領域の半分が周囲より白く(輝度値が高く)、もう半分が黒く(輝度値が低く)なるように撮影される。
(2-4-1. Push rod)
The push rod is generated when the metal band F is plastically deformed by a hard foreign material adhering to the transport roll R or the like. In this case, as shown in FIG. 6, half of the region where the eyelid candidate is imaged is whiter than the surroundings depending on the direction of light applied to the metal band F and the direction imaged by the
このような場合、仮に片面ごとに判定したのでは、通常黒と白が搬送方向に隣接して存在し、外接長方形が正方形に近いという条件で押し疵か否かの判定を行うことになる。そして、撮像部101,201としてラインカメラを使用して図5に示したようなロールRへの捲き付け部位で金属帯Fを撮像する場合、ブリキのような薄鋼板では捲き付けロールRに軟質の異物があっても、押し疵のような画像が撮影されることがある。 In such a case, if the determination is made for each side, it is usually determined whether or not the image is a push-down on the condition that black and white exist adjacent to each other in the transport direction and the circumscribed rectangle is close to a square. And when using a line camera as the image pick-up part 101,201 and picking up the metal strip F at the part to be rubbed against the roll R as shown in FIG. Even if there is a foreign object, an image like a push stick may be taken.
この際、軟質の異物の場合、金属帯Fは、弾性変形の範囲で変形することが多く、捲き付けロールRを通過後は元の平坦な形状に戻る。このような場合、片面だけの判定では誤検出となる。これに対して、本実施形態に係る上流検査装置100は、判定部132により両面の判定を行うため、弾性変形による疵候補を、押し疵であると誤検出する可能性を低減することができる。
At this time, in the case of a soft foreign matter, the metal strip F is often deformed in the range of elastic deformation, and returns to the original flat shape after passing through the scoring roll R. In such a case, a determination on only one side results in false detection. On the other hand, since the
一方、実際に塑性変形した押し疵について言えば、押し疵が撮像部101,201から見て凹であるか凸であるかは、図6(A)及び(B)に示すように、疵の上下のどちらが白いかで判定することができる。そこで、特徴抽出部103,203は、特徴量として(疵の上流側半分の輝度平均値)−(疵の下流側半分の輝度平均値)を計算する。すると、この特徴量が正のときは凸の押し疵であり、負のときは凹の押し疵であることが、判定部232で判定できる。従って、本実施形態に係る判定部132では、この判定部232による判定結果又は上記算出した特徴量を、上流側疵候補の特徴情報と共に判定に使用することにより、上流側で正・下流側で負、あるいはその逆となった場合は、上下面ともに同一の押し疵があると判定することができる。
On the other hand, as for the push rod actually plastically deformed, whether the push rod is concave or convex when viewed from the
更にまた、押し疵の程度が比較的軽い場合は、濃淡が薄くなるため、隣接した白・黒のうち、どちらか片方だけしか疵候補として認識されない場合がある。この場合、片面だけの判定では汚れなどと判定されてしまう恐れがある。そこで、上流側・下流側での位置の偏差を判定に加えることで、本実施形態に係る判定部132は、位置の偏差が疵と同程度の大きさならば、軽度押し疵と判定することができ、判定精度を向上することができる。
In addition, when the degree of the push tack is relatively light, the shading becomes light, so that only one of adjacent white and black may be recognized as a wrinkle candidate. In this case, there is a possibility that the determination on only one side may be determined as dirt or the like. Therefore, by adding the position deviation on the upstream side and the downstream side to the determination, the
(2−4−1.穴)
例えば鋼などのように、金属帯Fの中の異物が圧延された後に脱落した場合、金属帯Fに穴があくことがある。これは、きわめて有害な欠陥であるため精度良く検出することが望まれる。
(2-4-1. Hole)
For example, when the foreign matter in the metal band F falls off after being rolled, such as steel, the metal band F may have a hole. Since this is a very harmful defect, it is desirable to detect it with high accuracy.
この場合、図5に示したような捲き付け部位においては、穴を通してロールRが撮像される。しかし、捲き付けロールRが金属の場合には、金属帯Fの表面と似たような外観となり、判別が難しい場合がある。詳しく言えば、穴のふちの部分のみが黒く又は白く見え、穴の中は板表面と同じような画像(輝度値)になる。 In this case, the roll R is imaged through the hole in the hitting portion as shown in FIG. However, when the scoring roll R is a metal, the appearance looks similar to the surface of the metal band F, and it may be difficult to distinguish. More specifically, only the edge of the hole appears black or white, and the inside of the hole has an image (luminance value) similar to that of the plate surface.
穴は不定形であるため、片面だけの特徴量では汚れ等の不定形な欠陥との区別が難しい。このような場合、特徴抽出部103,203は、穴の形をあらわすいくつかの特徴量(例えば、外接長方形の縦横比、疵候補の丸み度合(=4×π×面積/(周囲長)2)など)を抽出する。そして、判定部132は、両面の位置情報が近似していることに加えて、上記特徴量もが近似しているという条件を、分類アルゴリズムに付加することにより、両面で同一の形をした欠陥があると判定することができ、穴を確実に判定することができる。なお、上記疵候補の丸み度合は、疵候補が円に近ければ近いほど1以下で1に近づき、円と異なれば異なるほど1以下で小さくなる。
(2−5.第1実施形態による効果の例)
以上、本発明の第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10について説明した。
この表面欠陥検査装置10によれば、最近接特定部131により疵候補間の距離dに基づいて、同一疵である可能性が高い表裏の疵候補を対応付けることができる。従って、対応付けられる表裏の疵候補同士が同一の疵である可能性を高めることができる。なお、この際、最近接特定部131は、最近傍探索を行う際に、疵候補同士の距離dとして、長手方向座標yにバイアスがかけられた距離を使用する。従って、例えば、同一の疵が表裏で、金属帯Fの幅方向よりも長手方向に大きくずれ、偏差Δyが偏差Δx等に比べて大きい場合であっても、両疵候補を正確に対応付けることが可能である。
Since the hole has an irregular shape, it is difficult to distinguish it from an irregular defect such as dirt with a feature value on only one side. In such a case, the
(2-5. Examples of effects according to first embodiment)
The surface
According to this surface
そして、判定部132により、精度が高く対応付けられた両面の疵候補の特徴情報に基づいて、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することができる。従って、どちらか一面の疵候補の特徴情報を用いて判定を行う場合に比べて、疵種等をより正確に判定することが可能である。特に有害度の高い疵は、両面に疵候補として表れることが多く、そのような有害度の高い疵の検出精度を飛躍的に向上させることができる。また、判定部132は、点状の押し疵の場合には「偏差Δx,Δyが疵の幅・長さと同程度の場合に限り同一疵とする」という条件など、両面の疵候補の特徴情報に基づいた疵候補の種類又は程度に対する条件を、分類アルゴリズムに加えることができ、有害度の高い疵だけでなく、有害度の低い疵をも精度良く検出することが可能である。
Then, the
<3.第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20について説明する。
上記第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10では、両面の疵候補の特徴情報に基づいて判定を行う判定部132が、上流検査装置100側に配置されている場合について説明した。しかしながら、このような両面の判定を行う判定部132は、下流検査装置200側に配置されてもよい。これに伴い、最近接特定部131も、下流検査装置200側に配置され、逆に、片面の判定を行う判定部232は、上流検査装置100側に配置されてもよい。このように下流検査装置200側で両面の判定を行う場合の例として、第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20について説明する。ただし、基本的な構成等については、第1実施形態と重複する部分が多いため、以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
<3. Second Embodiment>
Next, the surface
In the surface
(3−1.表面欠陥検査装置の構成)
図7は、本発明の第2実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。
(3-1. Configuration of surface defect inspection apparatus)
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the surface defect inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図7に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置20は、基本的には第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10と同様に形成される。ただし、上流検査装置100に配置されていた最近接特定部131と、判定部132とは、下流検査装置200に配置される一方、下流検査装置200に配置されていた判定部232は、上流検査装置100に配置される。更に、第1実施形態では上流検査装置100に配置されていた2つのメモリ、遅延メモリ110及び受信バッファメモリ120の代りに、本実施形態では下流検査装置200に、1つのメモリ、遅延メモリ310が配置される。
As shown in FIG. 7, the surface
本実施形態において、配置位置が変更された判定部232,最近接特定部131及び判定部132は、基本的には第1実施形態と同様の動作を行う。
In the present embodiment, the
つまり、判定部232は、他側判定部の一例であり、上面側(本実施形態における他面の一例)の特徴情報に基づいて、その上面側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。そして、この判定結果は、判定結果記憶装置300及び遅延メモリ310に格納される。
That is, the
また、最近接特定部131は、遅延メモリ310に格納された上流側の疵候補の特徴情報と、特徴抽出部203が抽出した下流側の疵候補の特徴情報とを取得する。そして、最近接特定部131は、両特徴情報に基づいて、最近傍探索を行い、一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定する。この際、最近接特定部131は、第1実施形態とは異なり、下流側の疵候補つまり下面側の疵候補(第2面側の疵候補の一例であり、かつ、一側の疵候補の一例。)を基準として、その疵候補に対して最も近接した上流側の疵候補つまり上面側の疵候補(他側の疵候補の一例)を特定する。
Further, the nearest
そして、判定部132は、一側判定部の一例であり、下流側の疵候補の特徴情報だけでなく、その疵候補に対応付けられた上流側の疵候補の特徴情報にも基づいて、下流側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。つまり、第1実施形態に係る判定部132は、表裏両面の疵候補の特徴情報に基づいて上流側の疵候補の判定を行ったが、本実施形態に係る判定部132は、同様に表裏両面の疵候補の特徴情報に基づいて、今度は下流側の疵候補の判定を行うことになる。
The
一方、このような構成において、本実施形態に係る表面欠陥検査装置20は、遅延メモリ110及び受信バッファメモリ120の代りに、遅延メモリ310を下流検査装置200に有する。
On the other hand, in such a configuration, the surface
この遅延メモリ310は、上記第1実施形態の遅延メモリ110の役割だけでなく、受信バッファメモリ120の役割も担うことになる。つまり、遅延メモリ310は、上流側の疵候補の特徴情報を、その上流側の疵候補が最近接特定部131により下流側の疵候補と対応付けられるまでの受信バッファ期間の間も、保持することになる。
The
この遅延メモリ310による受信バッファメモリとしての動作等について、図8を参照しつつ、概念的に説明する。図8は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。
The operation of the
上流検査装置100の特徴抽出部103から抽出された疵候補の特徴情報(位置情報)は、上記第1実施形態と同様に遅延メモリ310に格納される。この格納された上流側の疵候補Duの概念を図8に示している。一方、下流検査装置200の撮像部201は、撮像部101に対して搬送方向で間隔ΔLだけオフセットして配置されている。従って、疵候補Duが格納される時点を「上流検出時点Tu」とすると、それに対応する下流側の疵候補Ddの特徴情報が抽出される時点「下流検出時点Td」は、間隔ΔLの分だけ遅延する。そこで、遅延メモリ310は、上流側の疵候補Duを、少なくとも間隔ΔLに応じた遅延期間保持する。この遅延期間に対応する遅延メモリ310の領域を、図8では、遅延領域として示している。一方、本実施形態では、第1実施形態と異なり、最近傍探索を行うための基準として、下流側の疵候補Ddを使用する。従って、この下流側の疵候補Ddに対して、その疵候補Ddと対応する位置Oを含む搬送方向前後の所定の探索範囲L内の上流側の疵候補Duをも、遅延メモリ310が保持する。従って、遅延メモリ310には、上記の遅延領域以外に受信バッファ領域が確保される。この受信バッファ領域は、時間軸で言うと、探索の基準となる位置Oを含む探索範囲Lに対応する受信バッファ期間に相当する。従って、遅延メモリ310は、間隔ΔLに対応した遅延期間だけでなく、探索範囲Lに対応した受信バッファ期間も、上流側の疵候補Duの特徴情報を保持することになる。
The feature information (position information) of the wrinkle candidate extracted from the
そして、最近接探索部131は、下流検出時点Tdにおいて特徴抽出部203が下流側疵候補Ddの特徴情報を抽出すると、その特徴情報(位置情報)と遅延メモリ310の探索範囲L内に格納されている上面側の疵候補Duの特徴情報とを基に、下流側の疵候補Ddに最も近接した上流側の疵候補Duを特定する。
Then, when the
(3−2.表面欠陥検査装置の動作)
以上、本発明の第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20の構成等について説明した。次に、図9を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20の動作について説明する。図9は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。
(3-2. Operation of surface defect inspection apparatus)
The configuration of the surface
図9に示すように、被検査対象である金属帯Fが長手方向に搬送されている状態で、上流検査装置100がまず、ステップS101を処理し、金属帯Fの上面を撮像する。そして、ステップS103で、画像処理部102が所定の画像処理を行って疵候補を抽出し、ステップS105で、特徴抽出部103が特徴情報を抽出する。そして、ステップS107で、その特徴情報が、第1実施形態とは異なり下流検査装置200内の遅延メモリ310に記録される。また、更に第1実施形態とは異なり、ステップS117の片面判定が、上流検査装置100側で処理されることになり、その判定結果は、ステップS223で遅延メモリ310に格納され、ステップS141で判定結果記憶装置300に格納される。
As shown in FIG. 9, the
一方、下流検査装置200側では、第1実施形態と同様に、金属帯Fの、ステップS101で撮像された部位が撮像部201に撮像範囲内に到達すると、ステップS111で、撮像部201が金属帯Fの下面を撮像し、ステップS113で画像処理部202が所定の画像処理を行って疵候補を抽出し、ステップS115で特徴抽出部203が特徴情報を抽出する。ここで第1実施形態で処理されていたステップS121(受信バッファメモリへの記録)は処理されず、ステップS131,S133が、下流検査装置200側で処理される。このステップS131では、下流検査装置200の最近接特定部131が、下流側疵候補に対して最も近接した上流側疵候補を特定し、両者を対応付け、ステップS133では、下流検査装置200の判定部132が、下流側疵候補及び上流側疵候補の特徴情報と、上流側疵候補の判定結果とに基づいて、下流側疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。以下、第1実施形態と同様に、ステップS143で、判定結果が判定結果記憶装置300に記録され、ステップS145で、表示装置400により、ステップS117,ステップS133における判定結果が、表示画面に表示される。
On the other hand, on the
(3−3.第2実施形態による効果の例)
以上、本発明の第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20について説明した。
この表面欠陥検査装置20によれば、上記第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10が奏する作用効果等を同様に奏することが可能であるだけでなく、更に、受信バッファメモリ120を省略することができる。従って、装置構成を容易にして製造コストを低減させることができる。
(3-3. Examples of effects according to second embodiment)
The surface
According to the surface
<4.第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る表面欠陥検査装置30について説明する。
上記第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10では、両面の特徴情報から上流側(つまり上面側)の疵候補の判定を行う場合について説明し、上記第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20では、両面の特徴情報から下流側(つまり下面側)の疵候補の判定を行う場合について説明した。なお、両実施形態共に、両面判定が行われない面の疵候補については、片面の特徴情報のみによる判定を行った。しかしながら、両面共に両面の特徴情報で判定を行うことも可能である。そこで、この場合の例として、第3実施形態に係る表面欠陥検査装置30について説明する。ただし、基本的な構成等については、第1実施形態及び第2実施形態と重複する部分が多いため、以下では、第1実施形態及び第2実施形態と異なる点を中心に説明する。
<4. Third Embodiment>
Next, a surface
In the surface
(4−1.表面欠陥検査装置の構成)
図10は、本発明の第3実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。
(4-1. Configuration of surface defect inspection apparatus)
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the surface defect inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図10に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置30は、基本的に第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10の構成と、第2実施形態に係る表面欠陥検査装置20の構成とを足し会わせたような構成を有する。ただし、両面共に両面の特徴情報による判定を行うため、片面の判定を行う判定部232は省略される。また、両面の特徴情報による判定が並行して行われるため、各判定には、上流検査装置100と下流検査装置200との間で判定結果の授受は、省略される。ただし、上流検査装置100側の判定と下流検査装置200側の判定とに時差を設ける場合には、先行する判定の判定結果を遅れて処理される側へと受け渡すことももちろん可能である。
As shown in FIG. 10, the surface
本実施形態では判定結果の授受が省略されるため、判定部132A,132Bによる各判定では、両面の特徴情報による判定が行われることになり、この判定では他面側の判定結果が使用されない。従って、両面の特徴情報により、判定部132A,132Bの分類アルゴリズムが構築されることになる。なお、判定部132A,132Bは、それぞれ第1実施形態の判定部132,第2実施形態の判定部132に対応しており、他面側の判定結果を使用しないこと以外は、同様の動作を行う。そして、本実施形態では、判定部132A,132Bは、それぞれ一側判定部又は他側判定部の一例となる。また、同様に、最近接特定部131A,131Bは、それぞれ第1実施形態の最近接特定部131,第2実施形態の最近接特定部131に対応しており、同様の動作を行う。
In this embodiment, since the determination result is omitted, the determination by the
(4−2.表面欠陥検査装置の動作)
以上、本発明の第3実施形態に係る表面欠陥検査装置30の構成等について説明した。次に、図11を参照しつつ、本発明の第3実施形態に係る表面欠陥検査装置30の動作について説明する。図11は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。
(4-2. Operation of surface defect inspection apparatus)
The configuration and the like of the surface
図11に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置30では、図4に示した第1実施形態における動作と、図9に示した第2実施形態における動作とが合わさったような動作を行う。ただし、この際、片面判定を行うステップS117,片面判定による判定結果を他面側に記録するステップS123,S223は省略される。また、最近傍探索処理を行うステップS131,両面判定を行うステップS133,その判定結果を記録するステップS143は、それぞれ上流検査装置100及び下流検査装置200の両方に対応して行われるため、各処理をステップS131A,S131B,ステップS132A,S132B,ステップS143A,S143Bと区別して記載してる。なお、各処理の具体的な内容等については、第1実施形態及び第2実施形態で詳しく説明したため省略する。
As shown in FIG. 11, in the surface
(4−3.第3実施形態による効果の例)
以上、本発明の第3実施形態に係る表面欠陥検査装置30について説明した。
この表面欠陥検査装置30によれば、上記第1実施形態に係る表面欠陥検査装置10が奏する作用効果等を同様に奏することが可能であることに加えて、上流及び下流のどちらか一方側の疵候補について両面の特徴情報による判定が行えるだけでなく、他方側の疵候補についても両面の特徴情報による判定を行うことが可能である。
(4-3. Examples of effects according to third embodiment)
The surface
According to the surface
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記各実施形態では、下流検査装置200の撮像部201が、上流検査装置100の撮像部101よりも間隔ΔLだけ下流に配置される場合について説明した。しかしながら、両撮像部101,201を搬送方向で同一位置に配置して同時に撮像することも可能である。この場合、遅延メモリや受信バッファメモリを適宜増減して、第1実施形態〜第3実施形態と同様な作用効果等を奏することが可能である。しかしながら、図5で示したように金属帯Fのばたつきや振動等を低減して検出精度を高めるためには、金属帯FがロールRなどに接している位置で撮像することが望ましく、この場合には、第1実施形態〜第3実施形態に記載のように、搬送方向でオフセットした両面の撮像が行われることが望ましい。
For example, in each of the embodiments described above, the case where the
また、上記各実施形態では、判定部132等による判定に所定の分類アルゴリズムを使用する場合について説明した。この分類アルゴリズムは、教師情報による学習機能を有し、その学習結果として分類アルゴリズムが自動的に構築されることになる。しかしながら、もちろん、検査員等のユーザが経験や実験結果等に基づいて人為的に取り決めたルールに従った分類アルゴリズムを使用したり、この人為的アルゴリズムと、上記学習結果のアルゴリズムとを組み合わせることも可能である。
In each of the above embodiments, the case where a predetermined classification algorithm is used for the determination by the
また、上記各実施形態では、説明の便宜上、上流検査装置100と下流検査装置200に分けて各構成を説明したが、この区分けは必ずしも必要ではないことは言うまでもない。
In each of the above embodiments, for convenience of explanation, each configuration has been described separately for the
また、上記各実施形態で説明した一連の処理は、専用のハードウエアにより実行させてもよいが、ソフトウエアにより実行させてもよい。一連の処理をソフトウエアにより行う場合、汎用又は専用のコンピュータにプログラムを実行させることにより、上記の一連の処理を実現することができる。コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)と、HDD(Hard Disk Drive)・ROM(Read Only Memory)・RAM(Random Access Memory)等の記録装置と、LAN(Local Area Network)・インターネット等のネットワークに接続された通信装置と、撮像装置・マウス・キーボード等の入力装置と、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、各種のCD(Compact Disc)・MO(Magneto Optical)ディスク・DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体等を読み書きするドライブと、モニタなどの表示装置・スピーカやヘッドホンなどの音声出力装置などの出力装置等と、を有してもよい。そして、このコンピュータは、記録装置・リムーバブル記憶媒体に記録されたプログラム、又はネットワークを介して取得したプログラム等を実行することにより、上記一連の処理を実行してもよい。 In addition, the series of processes described in the above embodiments may be executed by dedicated hardware, but may be executed by software. When the series of processes is performed by software, the above series of processes can be realized by causing a general-purpose or dedicated computer to execute the program. The computer includes a CPU (Central Processing Unit), a recording device such as a HDD (Hard Disk Drive), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a LAN (Local Area Network), etc. A communication device, an input device such as an imaging device / mouse / keyboard, a magnetic disk such as a flexible disk, an optical disk such as various CDs (Compact Discs), MO (Magneto Optical) disks, DVDs (Digital Versatile Discs), etc. Drives that read and write removable storage media such as semiconductor memory, and display devices such as monitors, speakers, and headphones And an output device such as an audio output device. The computer may execute the above-described series of processes by executing a program recorded in a recording device / removable storage medium, a program acquired via a network, or the like.
尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。 In this specification, the steps described in the flowcharts are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series, as well as processes performed in time series in the described order. Including processing to be performed. Further, it goes without saying that the order can be appropriately changed even in the steps processed in time series.
10,20,30 表面欠陥検査装置
100 上流検査装置
200 下流検査装置
300 判定結果記憶装置
400 表示装置
101 撮像部
102 画像処理部
103 特徴抽出部
110,310 遅延メモリ
120 受信バッファメモリ
131,131A,131B 最近接特定部
132,132A,132B 判定部
201 撮像部
202 画像処理部
203 特徴抽出部
232 判定部
Ar 同一範囲
Du,Dd,Dd1,Dd2 疵候補
F 金属帯
x 幅方向座標
y 長手方向座標
Δx,Δy 偏差
d 距離
ΔL 間隔
10, 20, 30 Surface
Claims (11)
前記金属帯の両側表面のいずれか一面である第1面側に配置され、該第1面を撮像する第1撮像部と、
前記第1撮像部が撮像した第1画像に基づいて、前記第1面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第1抽出部と、
前記金属帯の両側表面の他面である第2面側に配置され、該第2面を撮像する第2撮像部と、
前記第2撮像部が撮像した第2画像に基づいて、前記第2面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第2抽出部と、
前記第1面側及び前記第2面側の疵候補の位置情報に基づいて、前記第1面側及び前記第2面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として互いに対応付ける最近接特定部と、
前記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定部と、
を有することを特徴とする、表面欠陥検査装置。 A surface defect inspection apparatus for inspecting wrinkles formed on the surface of a metal strip to be conveyed,
A first imaging unit that is disposed on the first surface side, which is one of both surfaces of the metal band, and images the first surface;
A first extraction unit that extracts feature information including at least position information indicating a longitudinal position and a width direction position of the eyelid candidate on the first surface side based on a first image captured by the first imaging unit;
A second imaging unit that is disposed on the second surface side, which is the other surface of both surfaces of the metal band, and images the second surface;
A second extraction unit that extracts feature information including at least position information indicating the position of the eyelid candidate on the second surface side based on the second image captured by the second imaging unit;
Based on the position information of the wrinkle candidates on the first surface side and the second surface side, the wrinkle on the other side closest to the wrinkle candidate on either the first surface side or the second surface side A closest identification unit that identifies candidates and associates the candidates with each other as closest candidates;
Based on the feature information of the one-side eyelid candidate and the feature information of the other-side eyelid candidate associated with the one-side eyelid candidate, at least one of the type and degree of the one-side eyelid candidate is determined. A one-side determination unit that
A surface defect inspection apparatus characterized by comprising:
前記一側判定部は、前記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの前記特徴情報として、少なくとも該疵候補それぞれの特徴量情報に基づいて、前記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、請求項1又は2に記載の表面欠陥検査装置。 The feature information of the wrinkle candidate includes feature amount information indicating the feature amount of the wrinkle candidate that can be extracted from the first image or the second image.
The one-side determining unit, as the feature information of each of the one-side and other-side cocoon candidates associated with each other as the nearest neighbor candidate, based on at least the feature amount information of each of the heel candidates, The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein at least one of the type and the degree of the wrinkle candidate is determined.
前記最近接特定部は、前記一側の疵候補と複数の前記他側の疵候補との間の距離を、前記長手方向の単位距離が幅方向の単位距離よりも長くなる空間上で算出し、当該距離が最も短い他側の疵候補を特定して、該疵候補同士を前記最近接疵候補として互いに対応付けることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。 The metal strip is conveyed in the longitudinal direction,
The closest identification unit calculates a distance between the one side candidate and the plurality of other side candidates on a space where the unit distance in the longitudinal direction is longer than the unit distance in the width direction. The surface defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the other wrinkle candidate having the shortest distance is specified and the wrinkle candidates are associated with each other as the closest wrinkle candidates. .
前記表面欠陥検査装置は、少なくとも、前記金属帯が前記第1撮像部の撮像範囲から前記第2撮像部の撮像範囲へ搬送される際に要する時間間隔である遅延期間の間、前記第1抽出部が抽出した前記第1面側の疵候補の特徴情報を記録可能な遅延メモリを更に有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。 The second imaging unit images the second surface on the downstream side in the transport direction from the imaging position of the first imaging unit,
The surface defect inspection apparatus includes at least the first extraction during a delay period that is a time interval required when the metal strip is transported from the imaging range of the first imaging unit to the imaging range of the second imaging unit. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising a delay memory capable of recording feature information of the first surface side defect candidate extracted by a section.
前記遅延メモリは、前記受信バッファメモリを兼ねて、前記遅延期間の間だけでなく、少なくとも、前記受信バッファ期間の間、前記第1面側の疵候補の特徴情報を、前記最近接特定部が前記第2面側の疵候補と対応付ける前記最近接疵候補の検索対象として記録可能であることを特徴とする、請求項9に記載の表面欠陥検査装置。 The nearest neighbor specifying unit specifies the closest eyelid candidate on the first surface side relative to the second surface side candidate, and associates the candidate candidates with each other as the closest candidate,
The delay memory also serves as the reception buffer memory, and not only during the delay period but also at least during the reception buffer period, the nearest neighbor specifying unit displays the feature information of the heel candidate on the first surface side. The surface defect inspection apparatus according to claim 9, wherein the surface defect inspection apparatus can be recorded as a search target of the nearest neighbor candidate associated with the second face side candidate.
前記金属帯の両側表面のいずれか一面である第1面側に配置された第1撮像部が、該第1面を撮像する第1撮像ステップと、
前記第1撮像ステップで撮像した第1画像に基づいて、前記第1面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第1抽出ステップと、
前記金属帯の両側表面の他面である第2面側に配置された第2撮像部が、該第2面を撮像する第2撮像ステップと、
前記第2撮像ステップで撮像した第2画像に基づいて、前記第2面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第2抽出ステップと、
前記第1面側及び前記第2面側の疵候補の位置情報に基づいて、前記第1面側及び前記第2面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として対応付ける最近接特定ステップと、
前記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定ステップと、
を有することを特徴とする、表面欠陥検査方法。 A surface defect inspection method for inspecting wrinkles formed on the surface of a metal strip to be conveyed,
A first imaging step in which a first imaging unit arranged on the first surface side, which is one of both surfaces of the metal band, images the first surface;
A first extraction step of extracting feature information including at least position information indicating a longitudinal position and a width direction position of the eyelid candidate on the first surface side based on the first image captured in the first imaging step;
A second imaging step in which a second imaging unit arranged on the second surface side, which is the other surface of both sides of the metal strip, images the second surface;
A second extraction step of extracting feature information including at least position information representing the position of the eyelid candidate on the second surface side based on the second image imaged in the second imaging step;
Based on the position information of the wrinkle candidates on the first surface side and the second surface side, the wrinkle on the other side closest to the wrinkle candidate on either the first surface side or the second surface side A closest identification step of identifying candidates and associating the candidate candidates with each other as closest candidate candidates;
Based on the feature information of the one-side eyelid candidate and the feature information of the other-side eyelid candidate associated with the one-side eyelid candidate, at least one of the type and degree of the one-side eyelid candidate is determined. A one-side determination step,
A surface defect inspection method characterized by comprising:
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