JP2018132516A - Extraction device for diamond fine abrasive grain image - Google Patents

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昭二 中島
Shoji Nakajima
昭二 中島
真二 池田
Shinji Ikeda
真二 池田
峠 直樹
Naoki Toge
直樹 峠
大樹 古野
Daiki Furuno
大樹 古野
川下 智幸
Tomoyuki Kawashita
智幸 川下
彰浩 坂口
Akihiro Sakaguchi
彰浩 坂口
修二 松尾
Shuji Matsuo
修二 松尾
義昭 下村
Yoshiaki Shimomura
義昭 下村
伸一 三木
Shinichi Miki
伸一 三木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extraction device for a diamond fine abrasive grain image, which is integrated with a technique to selectively extract only a diamond fine abrasive grain image contributing to processing in performance analysis of a precision abrasive grain tool.SOLUTION: An extraction device has a function that obtains images taken by radiating light from an ultraviolet light wavelength region light source and a visible light wavelength region light source in order to extract a diamond fine abrasive grain image in an image obtained by photographing a tool work face of a precision abrasive grain tool, analyzes reflection light intensity ratios from objects on the images obtained under the respective light sources, and thereby extracts the diamond fine abrasive grain image.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、例えば、研削加工時の切れ刃となるダイヤモンド微細砥粒と結合剤とフィラーと呼ばれる炭素などの砥粒層添加物を混練した材料を所要の形状に焼結等で成形したチップを台金上に配置・固着して研削加工を行う精密砥粒工具において、チップの加工寄与面を撮像して、その画像を解析することによって、ダイヤモンド微細砥粒の分布や各ダイヤモンド微細砥粒の砥粒切れ刃特性等を解析しようとするときに、画像中に同じような形状として写り込む、台金の加工痕・結合剤・フィラー・ダイヤモンド微細砥粒などの画像の中から、ダイヤモンド微細砥粒画像を選択的に抽出する技術を具備した、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置に関する。  The present invention provides, for example, a chip formed by sintering a material obtained by kneading a diamond fine abrasive grain that becomes a cutting edge at the time of grinding, a binder, and an abrasive layer additive such as carbon called a filler into a required shape. In a precision abrasive tool that performs grinding by placing and fixing on a base metal, by imaging the processing contribution surface of the chip and analyzing the image, the distribution of diamond fine abrasive grains and each diamond fine abrasive grain When trying to analyze the characteristics of the abrasive cutting edge, etc., the diamond fine grinding is performed from the images of the processing marks of the base metal, binder, filler, diamond fine abrasive grains, etc. The present invention relates to an apparatus for extracting a diamond fine abrasive grain image having a technique for selectively extracting a grain image.

近年、粒径が 50μmから300μm のダイヤモンド微細砥粒と結合剤及びフィラーを混練した材料を所要の形状に焼結等で成形したチップを台金上に配置・固着した、レジノイドボンドダイヤモンドホイールと呼ばれる精密砥粒工具が開発されている(非特許文献1及び非特許文献2参照)。このような精密砥粒工具を使用した加工では、被加工物加工面の加工仕上げ面あらさ精度に代表される加工品位は、精密砥粒工具の工具作業面から突き出た、砥粒切れ刃として機能するダイヤモンド微細砥粒の表面形状や大きさ、砥粒突出量、砥粒配置などで表わされる砥粒切れ刃特性が工具性能として影響を与えることが知られている。したがって、高品位な加工を行うためには、工具作業面の砥粒切れ刃特性を正確に把握することが重要である。  In recent years, it is called a resinoid bond diamond wheel in which a chip formed by sintering a material made by kneading fine diamond abrasive grains with a particle size of 50 μm to 300 μm, a binder and a filler into a required shape is placed and fixed on a base metal. Precision abrasive tools have been developed (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). In machining using such precision abrasive tools, the machining quality represented by the finished surface roughness accuracy of the workpiece work surface functions as an abrasive cutting edge protruding from the tool work surface of the precision abrasive tool. It is known that the abrasive cutting edge characteristics represented by the surface shape and size of diamond fine abrasive grains, the amount of protrusion of the abrasive grains, the arrangement of the abrasive grains, etc. affect the tool performance. Therefore, in order to perform high quality machining, it is important to accurately grasp the abrasive cutting edge characteristics of the tool work surface.

精密砥粒工具の砥粒切れ刃特性を正確に把握することに関しては、工具作業面の全領域画像を高倍率撮像装置で撮像し、この画像を解析処理することで加工に寄与する全砥粒の砥粒切れ刃特性を計測・数値化する方法が、研削工具の砥面検査システム若しくは研削砥石切れ刃特性観察装置として確立されている(特許文献1から特許文献4参照)。  With regard to accurately grasping the abrasive cutting edge characteristics of precision abrasive tools, the entire area of the tool work surface is imaged with a high-magnification imaging device, and all the abrasive particles that contribute to machining by analyzing this image A method for measuring and quantifying the abrasive cutting edge characteristics is established as a grinding surface inspection system for grinding tools or a grinding wheel cutting edge characteristics observation apparatus (see Patent Document 1 to Patent Document 4).

特開2004−042158号公報JP 2004-042158 A 特開2004−045078号公報JP 2004-045078 A 特開2007−260857号公報JP 2007-260857 A 特開2013−002810号公報JP2013-002810A 特開平11−352068号公報JP-A-11-352068 特開昭64−028544号公報JP-A-64-0285544

「超砥粒ホイールの機械的性質による研削性能の評価−第1報:レジノイドボンドダイヤモンドホイールの臨界砥粒保持力の推定−」砥粒学会誌Vol.159,No.3,2015年,p134−p139"Evaluation of Grinding Performance by Mechanical Properties of Super Abrasive Wheels-1st Report: Estimation of Critical Abrasive Holding Force of Resinoid Bond Diamond Wheel-" Journal of the Agricultural Society of Japan, Vol. 159, no. 3, 2015, p134-p139 超砥粒ホイールの機械的性質による研削性能の評価−第2報:レジノイドボンドダイヤモンドホイールの砥粒層の機械的性能と研削性能の関係−砥粒学会誌Vol.159,No.4,2015年,p191−p196Evaluation of grinding performance by mechanical properties of superabrasive wheel-2nd report: Relationship between mechanical performance and grinding performance of abrasive layer of resinoid bond diamond wheel- 159, no. 4, 2015, p191-p196

特許文献1から特許文献4で提案された砥面検査システムが使う解析手法は、ダイヤモンド等の微細砥粒を規則正しく配列して、電着等により台金に固着した(加工寄与面画像の一例を図4に示す)整列型砥粒工具には有効な手法である。しかしながら、ダイヤモンド微細砥粒を結合剤と混練し、更には、フィラーを混ぜ込んだ状態で焼結等により固めた形式の砥粒工具(例えば前出のレジノイドボンドダイヤモンドホイール)では、結合剤やフィラーにもダイヤモンド微細砥粒と同じような形状として写るものがあり、また、台金の加工痕もダイヤモンド微細砥粒に紛らわしい形状として写るため、十分な解析精度を求めるものとして適用することができないという課題がある。ダイヤモンド微細砥粒・台金・結合剤・フィラーが混在する加工寄与面の撮像画像の一例を図3に示す。この例では、粒子状に写っている画像が、ダイヤモンド微細砥粒かそれ以外のものかは明確でない。  The analysis method used by the grinding surface inspection system proposed in Patent Document 1 to Patent Document 4 is a method in which fine abrasive grains such as diamond are regularly arranged and fixed to a base metal by electrodeposition or the like (an example of a processing contribution surface image) This is an effective technique for an aligned abrasive tool (shown in FIG. 4). However, in the case of an abrasive tool (for example, the above-mentioned resinoid bond diamond wheel) of a type in which diamond fine abrasive grains are kneaded with a binder and further solidified by sintering or the like with a filler mixed therein, the binder or filler There is also a thing that appears as a shape similar to diamond fine abrasive grains, and because the processing trace of the base metal is reflected as a shape confusing to the diamond fine abrasive grains, it can not be applied as a thing that requires sufficient analysis accuracy There are challenges. An example of a captured image of a processing-contributing surface in which diamond fine abrasive grains, a base metal, a binder, and a filler are mixed is shown in FIG. In this example, it is not clear whether the image shown in the form of particles is a diamond fine abrasive grain or something else.

特許文献5には、天然ダイヤモンドと人工ダイヤモンドの識別を目的として、天然ダイヤモンドに特有の事象とされる、可視光域の波長415nm付近の吸収特性を利用し、I2波長種類以上の可視光波長域での分光吸収特性値の差(又は比)を利用すること、及び、IIダイヤモンド内での乱反射による分光特性値の変化を最小にするため、加工されたダイヤモンドの頂面に反射させた可視光域波長の反射光を観測する方法が示され、これにより、ダイヤモンドの、天然由来か人工由来かの識別が可能であるとされている。この考え方について、我々が識別しようとしている台金、結合剤及びフィラーとともに写っているダイヤモンド微細砥粒の画像を選択・識別できるか確認したところ次のとおりの結果であり、識別できなかった。  In Patent Document 5, for the purpose of discriminating between natural diamond and artificial diamond, an absorption characteristic near a wavelength of 415 nm in the visible light region, which is an event peculiar to natural diamond, is used, and a visible light wavelength region of I2 wavelength type or more is used. Visible light reflected on the top surface of the processed diamond in order to make use of the difference (or ratio) of the spectral absorption characteristic values at II and to minimize changes in the spectral characteristic values due to irregular reflection within the diamond. A method for observing reflected light of a broad wavelength is shown, and it is said that it is possible to identify whether a diamond is naturally derived or artificially derived. Regarding this concept, it was confirmed that the image of the diamond fine abrasive grains reflected together with the base metal, the binder and the filler that we were trying to identify could be selected and identified.

すなわち、特許文献5に記載され本明細書ではIと区分した、多周波数の波長域の反射光を比率によって比較するという観点では、それ以前に公開された特許文献6にも示されるところであるが、比較の対象とする波長域は、特許文献5においては415nmの波長を含む可視光域、特許文献6においては近赤外領域であり、我々が識別の対象とする人工ダイヤモンドに対しては、可視光域から赤外光域までに反射率の明確な変化はなく、適用できないという課題がある。  In other words, from the viewpoint of comparing the reflected light in the multi-frequency wavelength region described in Patent Document 5 and classified as I in this specification by ratio, it is also shown in Patent Document 6 published before that. The wavelength range to be compared is a visible light range including a wavelength of 415 nm in Patent Document 5 and a near-infrared region in Patent Document 6, and for artificial diamonds to be identified, There is a problem that the reflectance is not clearly changed from the visible light region to the infrared light region and cannot be applied.

一方、ダイヤモンド微細砥粒が加工されていない事により頂面がランダム位置であるため、そもそも特許文献5に記載され本明細書ではIIと区分した、加工されたダイヤモンドの頂面に反射させた可視光域波長の反射光を観測するという観察体勢をとりにくいが、ダイヤモンド頂面からの反射光を直接カメラへの入光とすることと同じ効果となることから、ダイヤモンド微細砥粒にカメラ内を通過する落射光を当ててその反射光による撮像・画像を取得した時の一例が図5である。この例は、ダイヤモンド微細砥粒の一粒について実施しているものであるが、正反射面での反射強度が撮像限界値をオーバーしていながらも反射の無い面ではアンダーに外れて撮像されており、この反射の無い面とフィラー等の反射がないダイヤモンド微細砥粒以外の画像との区分が付かないとともに、ダイヤモンド微細砥粒の大きさや形状等に係る正確なデータは得られず、砥粒切れ刃特性の数値データ化をするためには、不十分な画像であるという課題がある。  On the other hand, since the top surface is in a random position because the diamond fine abrasive grains are not processed, the visible surface reflected in the top surface of the processed diamond described in Patent Document 5 and classified as II in the present specification is originally used. Although it is difficult to take an observation posture of observing reflected light in the light wavelength range, it has the same effect as reflecting light from the diamond top surface directly into the camera. FIG. 5 shows an example when the reflected light passing therethrough is captured and an image / image obtained by the reflected light is acquired. This example is carried out for one diamond fine abrasive grain. However, the reflection intensity on the regular reflection surface exceeds the imaging limit value, but on the surface where there is no reflection, the image is taken under. In addition, there is no distinction between this non-reflective surface and images other than diamond fine abrasive grains that do not reflect fillers, and accurate data regarding the size and shape of the diamond fine abrasive grains cannot be obtained. There is a problem that the image is insufficient in order to convert the cutting edge characteristics into numerical data.

この発明は、上記事情に着目してなされたものであり、取得した精密砥粒工具の加工寄与面の画像に写っているものの中から、ダイヤモンド微細砥粒を自動的に識別する手法を組込んだダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置を提供することにある。  The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and incorporates a method for automatically identifying diamond fine abrasive grains from those obtained in the obtained image of the processing contribution surface of the precision abrasive tool. Another object is to provide a diamond fine abrasive image extraction device.

ダイヤモンド微細砥粒、結合剤、及び少なくとも炭素を含むフィラーから成る精密砥粒工具のダイヤモンド微細砥粒の形状画像を取得する方法であって、波長400nm以下の紫外光域と500nm以上の可視光域の光源を、それぞれ全方位から略一様な強度となるように照明を照射して撮像して得られた画像から、同一画角内の全ピクセルについての紫外と可視の輝度値の差分を算出した差分輝度値を閾値判断に使用し、閾値より大きいピクセルがダイヤモンド微細砥粒を写したピクセルであると判定し、それらのピクセル集合体を一つのダイヤモンド微細砥粒の画像であるとして、ダイヤモンド微細砥粒の分布画像を得る。  A method for acquiring a shape image of diamond fine abrasive grains of a precision abrasive tool comprising diamond fine abrasive grains, a binder, and a filler containing at least carbon, and having an ultraviolet light region having a wavelength of 400 nm or less and a visible light region having a wavelength of 500 nm or more The difference between the UV and visible luminance values for all pixels within the same angle of view is calculated from the image obtained by illuminating each light source with illumination so that the intensity is substantially uniform from all directions. The difference brightness value is used for threshold determination, and it is determined that pixels larger than the threshold are pixels in which diamond fine abrasive grains are copied, and those pixel aggregates are regarded as an image of one diamond fine abrasive grain. An abrasive distribution image is obtained.

ダイヤモンド微細砥粒を識別するために、ダイヤモンド微細砥粒として抽出したピクセル集合体を構成する全ピクセルの輝度の平均値を「画素平均値」と定義し、更に、可視光による可視光画素平均値と紫外光による紫外光画素平均値の比を「画素平均値比」として定義し、画素平均値比が閾値以上となるピクセル集合体を、真にダイヤモンド微細砥粒を写したものであると判断する。  In order to identify the diamond fine abrasive grains, the average value of the luminance of all the pixels constituting the pixel aggregate extracted as diamond fine abrasive grains is defined as the “pixel average value”, and the visible light pixel average value by visible light is further defined. The ratio of the average pixel value of UV light and the average pixel value of ultraviolet light is defined as the “pixel average value ratio”, and the pixel aggregate whose pixel average value ratio is equal to or greater than the threshold value is judged to be truly a copy of the diamond fine abrasive grains. To do.

前項までのダイヤモンド微細砥粒の画像抽出方法を用いて、精密砥粒工具のチップの加工寄与面を撮像した画像をもとに、ダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出するダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置を得る。  Using the diamond fine abrasive image extraction method described in the previous section, the diamond fine abrasive image is extracted based on the image of the processing contribution surface of the precision abrasive tool tip. Get the device.

前項のダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置と、精密砥粒工具の加工寄与面に可視光を落射光として当てたときの画像を取得し、ダイヤモンド微細砥粒と判定されたピクセル集合体の中で輝度値が高い部分の形状を解析する機能を有する砥石切れ刃特性観察装置とを備えた研削工具砥面検査システムを得る。  Among the pixel aggregates that have been identified as diamond fine abrasive grains by acquiring images when the visible light is applied as incident light to the processing contribution surface of the precision abrasive tool and the diamond fine abrasive grain image extraction device of the previous section A grinding tool grinding | polishing surface inspection system provided with the grindstone cutting edge characteristic observation apparatus which has a function which analyzes the shape of the part with a high luminance value is obtained.

この発明の方法によれば、ダイヤモンド微細砥粒・結合剤・フィラー・台金から成る精密砥石の加工寄与面を撮像した画像から、加工に関与するダイヤモンド微細砥粒だけを抽出して作成した画像とすることができ、この画像を解析することによりダイヤモンド微細砥粒についての形状に関する情報をデジタル情報として提供することができる。  According to the method of the present invention, an image created by extracting only diamond fine abrasive grains involved in processing from an image obtained by imaging a processing contribution surface of a precision grindstone made of diamond fine abrasive grains, a binder, a filler, and a base metal. By analyzing this image, information regarding the shape of the diamond fine abrasive grains can be provided as digital information.

ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置の一構成例One configuration example of diamond fine abrasive image extraction device ダイヤモンド微細砥粒、フィラー及び結合剤の分光特性測定結果例Example of measurement results of spectral characteristics of diamond fine abrasive grains, filler and binder レジノイドボンドダイヤモンドホイール用チップの加工寄与面の一部を一般的な光学顕微鏡カメラにより拡大撮像した画像例Example of a magnified image of a part of the processing-contributing surface of a resinoid bond diamond wheel chip with a general optical microscope camera 整列型砥粒工具の加工寄与面の一部を一般的な光学顕微鏡カメラにより拡大撮像した画像例Example of an enlarged image of part of the processing-contributing surface of an aligned abrasive tool using a general optical microscope camera ダイヤモンド微細砥粒を可視光反射光で撮像した画像例Sample image of diamond fine abrasive grains imaged with visible light reflection 本発明装置に組込まれるダイヤモンド微細砥粒抽出処理のフローチャートFlowchart of diamond fine abrasive grain extraction process incorporated in the device of the present invention 紫外光光源を照射して撮像したダイヤモンド微細砥粒の画像例Example of diamond fine abrasive grains imaged by irradiating with ultraviolet light source 可視光光源を照射して撮像したダイヤモンド微細砥粒の画像例Example of diamond fine abrasive grains imaged by irradiating a visible light source 紫外光光源により撮像した試料画像例Sample image taken with an ultraviolet light source 可視光光源により撮像した試料画像例Sample image taken with a visible light source 差分処理後の試料画像例Sample image after difference processing 二値化処理後の試料画像例Sample image after binarization ラベリング処理後の試料画像例Sample image after labeling 隙間補間処理後の試料画像例Sample image after gap interpolation processing ダイヤモンド微細砥粒の画像抽出処理後の試料画像例Sample image after diamond fine abrasive image extraction processing (a)はラベリング処理後の試料画像例、(b)は(a)から画素平均値比1.75を閾値として画像抽出した試料画像例(A) is a sample image example after the labeling process, (b) is a sample image example obtained by extracting an image from (a) using a pixel average value ratio of 1.75 as a threshold value.

ダイヤモンド微細砥粒、結合剤及びフィラーについて、紫外光域から赤外光域(波長300nm〜1200nm)の反射率を測定すると、一例として、図2のような分光特性を示す。結合剤とフィラーについては、測定した全波長域において、ほぼ一様な反射率であるのに対し、ダイヤモンド微細砥粒だけ、400nm以下の波長領域と500nm以上の波長領域で反射率が異なっている。なお、台金の測定事例はここには載せていないが、台金に一般的に使用される鉄系材料の反射率は、結合剤・フィラーと同様に、紫外光域から赤外光域において略一様であることを確認している。この、精密砥粒工具の工具作業面に含まれるダイヤモンド微細砥粒以外の成分の反射スペクトルが可視光域から赤外光域の広範囲な波長域において変化が少ないのに対して、ダイヤモンド微細砥粒のみ反射率スペクトルが明らかな変曲点を持つという事象を利用して、以下の考え方に従えば、得られた全体画像の中からダイヤモンド微細砥粒が写りこんだピクセルをもとに、ダイヤモンド微細砥粒の画像を選択的に抽出することが可能となる。  When the reflectance from the ultraviolet light region to the infrared light region (wavelength 300 nm to 1200 nm) is measured for the diamond fine abrasive grains, the binder, and the filler, the spectral characteristics as shown in FIG. 2 are shown as an example. For the binder and filler, the reflectance is almost uniform in all measured wavelength ranges, but only the diamond fine abrasive grains have different reflectances in the wavelength region of 400 nm or less and the wavelength region of 500 nm or more. . In addition, although the measurement example of the base metal is not listed here, the reflectivity of the iron-based material generally used for the base metal is the same as the binder and filler in the ultraviolet light region to the infrared light region. It is confirmed that it is substantially uniform. While the reflection spectrum of components other than the diamond fine abrasive grains contained in the tool work surface of this precision abrasive tool has little change in a wide wavelength range from the visible light range to the infrared light range, the diamond fine abrasive grains Using the phenomenon that only the reflectance spectrum has a clear inflection point, and following the concept below, the diamond fine grain is based on the pixels where the diamond fine abrasive grains are reflected in the entire image obtained. It is possible to selectively extract an image of abrasive grains.

ダイヤモンド微細砥粒が写ったピクセルの識別方法の考え方を次に説明する。
撮像条件によって、ダイヤモン微細砥粒・結合剤・フィラー・台金からの反射強度の絶対値自体は変動するものであるから、デジタル画像データのピクセルに記憶される入射輝度値の絶対値を識別のために取り扱う訳にはいかない。そこで、同一画角において、ダイヤモンド微細砥粒の反射率特性が異なる2つの波長域、例えば、紫外光域(波長約350nm付近)と可視光域で、2枚の写真を撮像し、一定輝度以上の反射がある同一位置のピクセルすべてについて、その比分をとり、比分の値が一定値以上であるピクセルについてダイヤモンド微細砥粒が写ったものであると判定するようにする。
Next, the concept of identifying a pixel in which diamond fine abrasive grains are reflected will be described.
Depending on the imaging conditions, the absolute value of the reflection intensity from the diamond fine abrasive grains, binder, filler, and base metal itself varies, so the absolute value of the incident luminance value stored in the pixel of the digital image data can be identified. It cannot be handled for this purpose. Therefore, at the same angle of view, two photographs are taken in two wavelength regions where the reflectance characteristics of the diamond fine abrasive grains are different, for example, in the ultraviolet light region (wavelength of about 350 nm) and in the visible light region. The ratio is taken for all pixels at the same position where there is reflection, and it is determined that the diamond fine abrasive grains are reflected in the pixels whose ratio is equal to or greater than a certain value.

また、ダイヤモンド微細砥粒に一方向からの光を当てるだけでは、正反射面での反射強度が撮像限界値をオーバーしていながらも反射の無い面ではアンダーに外れて撮像されることがあり、この反射の無い面とフィラー等の反射がないダイヤモンド微細砥粒以外の画像との区分が付かないとともに、ダイヤモンド微細砥粒の大きさや形状等に係る正確なデータは得られないため、光の照射方法として十分ではない。この課題の解決に関して、全方位から略均一な強度の光を当てることが有効である。このための方法として、例えば紫外光と可視光をLED等で適切に配置して、略均一な光を撮影対象物に当てることができるように調整したドーム照明等を、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置に組込む。  In addition, by simply shining light from one direction on the diamond fine abrasive grains, the reflection intensity on the regular reflection surface may exceed the imaging limit value, but on the surface where there is no reflection, it may be taken under and under the image, Since there is no distinction between this non-reflective surface and images other than diamond fine abrasive grains that are not reflective by fillers, and accurate data on the size and shape of diamond fine abrasive grains cannot be obtained, light irradiation Not enough as a method. In order to solve this problem, it is effective to irradiate light of almost uniform intensity from all directions. As a method for this, for example, a dome illumination or the like that is arranged so that substantially uniform light can be applied to an object to be photographed by appropriately arranging ultraviolet light and visible light with an LED or the like is used. Incorporate into the extractor.

以下に、図面を参照してこの発明に係わる実施形態の例を説明する。
図1にこの発明の構成例を示している。ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置本体1は、装置内の電源供給機器、シーケンサ制御機器などを格納した装置ベース組立10の上面に、装置ベース組立10の上面に可能な限り厳密に垂直に立てたZ軸組立20と、装置ベース組立10の上面上を水平方向(X軸方向)に高位置精度でスライドできるX軸テーブル51とその上に、観察試料(精密砥粒工具)を高精度で位置決め回転できる試料回転テーブル組立60(若しくは、X軸と直交方向に高精度でスライド移動できる試料テーブル組立61でもよいが、ここでは回転型を構成例として説明する。)が載ったX軸精密スライドテーブル組立50と、光学カメラ31による撮像画像の取得制御・取得画像の格納・取得画像を解析する高容量・高速処理が可能なパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という。)91とPC91の状態を表示する表示装置92とPC91への入力機構であるキーボード93からなる。装置ベース組立10とPC91・表示装置92・キーボード93はそれぞれ専用のケーブルによって、接続される。本発明では、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置本体1とPC91・表示装置92・キーボード93は、一体化されているか、別置きであるかは問わない。それは、ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置としてのデザイン上の事であり、ここで必要とする機能・性能には影響を与えないからである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of the present invention. The diamond fine abrasive grain image extracting device main body 1 is set up as vertically as possible on the upper surface of the device base assembly 10 on the upper surface of the device base assembly 10 storing the power supply device, sequencer control device, and the like in the device. The Z-axis assembly 20 and the X-axis table 51 that can slide with high positional accuracy in the horizontal direction (X-axis direction) on the upper surface of the apparatus base assembly 10 and the observation sample (precision abrasive tool) are positioned on the X-axis table 51 with high accuracy. An X-axis precision slide table on which a rotatable sample rotation table assembly 60 (or a sample table assembly 61 that can slide with high accuracy in a direction orthogonal to the X axis may be used, but will be described here as a configuration example). Personal computer capable of high-capacity and high-speed processing for assembling 50 and acquisition control of captured images by optical camera 31, storage of acquired images, and analysis of acquired images Hereinafter, a keyboard 93 is an input mechanism to the display device 92 and PC 91 for displaying the status of the called "PC".) 91 and PC 91. The device base assembly 10, the PC 91, the display device 92, and the keyboard 93 are connected by dedicated cables. In the present invention, the diamond fine abrasive grain image extracting device main body 1 and the PC 91, the display device 92, and the keyboard 93 may be integrated or separately provided. This is because it is a design as a diamond fine abrasive grain image extraction device and does not affect the functions and performance required here.

Z軸組立20は、支柱21と、支柱21に沿って上下に高精度位置決め移動するリニアスケール22とそれを駆動するZ軸サーボモータ23と、リニアスケール22に取付けられて上下移動が可能となっている紫外光領域まで撮像可能な光学カメラ31とレンズ32、支柱21に固定されている紫外光と可視光の両方のLED光源から構成されるLEDドーム照明41から成る。上下移動する光学カメラ31及びレンズ32が試料等に衝突するのを防止するためにZ軸サーボモータ23の駆動に光学式等のリミッターを設けることは有効である。取付けられた光学カメラ31は、モノクロ撮影カメラとし、255階調(8bit)以上で画像記録ができるものとする。ただし、光学カメラはカラー撮像カメラでも良く、その時は、後述するグレースケール化処理をソフト的に行う必要がある。  The Z-axis assembly 20 is attached to the support 21, the linear scale 22 that moves along the support 21 in a vertical direction with high accuracy, the Z-axis servo motor 23 that drives the support, and the linear scale 22. The optical dome 31 is composed of an optical camera 31 and a lens 32 capable of imaging up to the ultraviolet light region, and LED light sources for both ultraviolet light and visible light fixed to the column 21. In order to prevent the optical camera 31 and the lens 32 moving up and down from colliding with a sample or the like, it is effective to provide an optical limiter for driving the Z-axis servomotor 23. The attached optical camera 31 is a monochrome photographing camera and can record an image with 255 gradations (8 bits) or more. However, the optical camera may be a color imaging camera, and at that time, it is necessary to perform a gray scale conversion process described later in software.

なお、ここで使用する照明の方式はLEDドーム照明41に限定するものではないが、次の機能を満足させるものとする。
(1)波長400nmより短い波長域の紫外光光源(例えば、波長365nmLED又はバンドパスフィルターを介して紫外光を透過させたキセノンランプ)を組込む
(2)可視光域光源(例えば、波長525nm(緑色)LED又はバンドパスフィルターを介して可視光を透過させたキセノンランプ)を組込む
(3)紫外光照明と可視光照明は、多数の光源素子を交互に配置するなどして、照射面位置(観察試料表面)における輝度の濃淡分布が極力発生しない構造とする。更に、拡散ドーム等を利用・付加して、照射面への到達光量(照度)の均一性を確保する。
(4)紫外光及び可視光の照射切替えは、電気スイッチ等により行えるようにし、撮像により照明の位置を変えないでよいようにする。
(5)照明の照射光量は、デジタル的に、カメラ撮像素子において、0から255階調の輝度となるように照射光量調節が行えるものとする。
Although the illumination method used here is not limited to the LED dome illumination 41, it is assumed that the following functions are satisfied.
(1) An ultraviolet light source having a wavelength shorter than 400 nm (for example, a 365 nm LED or a xenon lamp that transmits ultraviolet light through a bandpass filter) is incorporated. (2) A visible light source (for example, a wavelength of 525 nm (green) ) Incorporate a xenon lamp that transmits visible light through an LED or a bandpass filter. (3) For ultraviolet light and visible light illumination, position the irradiation surface (observation) by arranging a number of light source elements alternately. The structure is such that the brightness distribution on the surface of the sample does not occur as much as possible. Furthermore, the uniformity of the amount of light reaching the irradiation surface (illuminance) is secured by using / adding a diffusion dome or the like.
(4) Irradiation switching between ultraviolet light and visible light can be performed by an electric switch or the like so that the position of illumination does not have to be changed by imaging.
(5) It is assumed that the irradiation light quantity can be adjusted digitally so that the camera image sensor has a luminance of 0 to 255 gradations.

紫外光領域まで撮像可能な光学カメラ31とレンズ32の組み合わせにおいて、通常市販されているカメラ系では、紫外光による焦点位置と可視光による焦点位置とが微妙に異なる。この分を修正するために、一方の画像の縮小・拡大をデジタル的な処理で行うか、若しくは、レンズ倍率変更機能により、撮像される画角範囲を同一に調整しなければならない。これを更に厳密化・自動化するには、レンズ系の特別設計、又は、レンズ系を紫外光用と可視光用の2並列にして撮像素子を一つにするなどの特殊に設計されたカメラとする。  In the combination of the optical camera 31 and the lens 32 capable of imaging up to the ultraviolet light region, in a camera system that is usually commercially available, the focal position by ultraviolet light and the focal position by visible light are slightly different. In order to correct this, it is necessary to reduce or enlarge one image by digital processing, or to adjust the field angle range to be imaged to the same by a lens magnification changing function. To further refine and automate this, a special design of the lens system, or a specially designed camera such as two parallel lens systems for ultraviolet light and visible light and one image sensor To do.

スライドテーブル組立50は、X軸精密スライドテーブル51とX軸サーボモータ52を組み合わせたスライドテーブル上に回転型の精密ドライブモータで構成された試料回転テーブル組立60を載せており、観察試料を正確な角度位置に設定することができる。位置及び角度位置設定の精度としては、同一画角において可視光域と紫外光域における2波長でそれぞれ画像を取得し、それぞれの画像のピクセルの各位置は、取得画像上の2次元座標位置ズレが1ピクセル以下となるようにする。  In the slide table assembly 50, a sample rotation table assembly 60 composed of a rotary precision drive motor is placed on a slide table in which an X-axis precision slide table 51 and an X-axis servo motor 52 are combined, and an observation sample is accurately measured. An angular position can be set. As the accuracy of the position and angle position setting, images are acquired with two wavelengths in the visible light region and the ultraviolet light region at the same angle of view, and each pixel position of each image is a two-dimensional coordinate position shift on the acquired image. Is 1 pixel or less.

観察試料は、X軸精密スライドテーブル51の高精度X軸位置決め機能により、撮像位置であるX軸位置に移動させ、LEDドーム照明41の可視光光源を点燈・照射する。この状態で、Z軸サーボモータ23によって、光学カメラ31のピントを合わせる。ピントがあったところでZ軸の動作を止め、可視光画像を取得し、画像名を付けたうえでPC91に格納する。つづいて、LEDドーム照明41を紫外光光源に切り替える。このとき市販カメラでは、可視光と紫外光ではわずかに光学カメラ31の焦点位置がずれるので、Z軸サーボモータ23により光学カメラ31のピントを微調整したところでZ軸の動作を止め、紫外光画像を取得し、画像名を付けたうえでPC91に格納すると2枚の画像が得られる。画角サイズの補正処理は、この画像格納前に行っても良いし、後工程のダイヤモンド識別処理中に追加して行っても良い。  The observation sample is moved to the X-axis position, which is the imaging position, by the high-precision X-axis positioning function of the X-axis precision slide table 51, and the visible light source of the LED dome illumination 41 is lit and irradiated. In this state, the optical camera 31 is focused by the Z-axis servomotor 23. When focus is achieved, the Z-axis operation is stopped, a visible light image is acquired, an image name is assigned, and the image is stored in the PC 91. Subsequently, the LED dome illumination 41 is switched to the ultraviolet light source. At this time, in the commercially available camera, the focal position of the optical camera 31 is slightly shifted between visible light and ultraviolet light. Therefore, when the focus of the optical camera 31 is finely adjusted by the Z-axis servomotor 23, the operation of the Z-axis is stopped and the ultraviolet light image is displayed. Is obtained, and an image name is assigned and stored in the PC 91, whereby two images are obtained. The angle-of-view size correction process may be performed before the image is stored, or may be additionally performed during the diamond identification process in the subsequent process.

次に試料回転テーブル組立を1画角分回転させ、観察試料は、X軸精密スライドテーブル51の高精度X軸位置決め機能により、撮像位置であるX軸位置に移動させ、LEDドーム照明41の可視光源を点燈・照射した状態で、光学カメラ31のピントを合わせ、可視光画像を取得し、画像名を付けたうえでPC91に格納する。つづいて、LEDドーム照明41を紫外光源に切り替え、可視光と紫外光のピントずれを微調整したところで紫外光画像を取得し、画像名を付けたうえでPC91に格納するという動作を繰返し、2画角目の画像2枚を取得する。  Next, the sample rotation table assembly is rotated by one angle of view, and the observation sample is moved to the X-axis position as the imaging position by the high-precision X-axis positioning function of the X-axis precision slide table 51, and the LED dome illumination 41 is visible. With the light source turned on and illuminated, the optical camera 31 is focused, a visible light image is acquired, an image name is assigned, and the image is stored in the PC 91. Subsequently, the LED dome illumination 41 is switched to the ultraviolet light source, and when the focus shift between visible light and ultraviolet light is finely adjusted, an ultraviolet light image is acquired, and an image name is given and stored in the PC 91 repeatedly. Obtain two images with the angle of view.

更に試料回転テーブルを回転させ可視光と紫外光の画像を取得するという動作を観察試料が1回転するまでN回継続し、N×2枚の画像を得る。  Further, the operation of rotating the sample rotation table to acquire visible light and ultraviolet light images is continued N times until the observation sample rotates once, thereby obtaining N × 2 images.

つづいて、観察試料の加工寄与面の半径方向にX軸スライドテーブル50のX軸サーボモータ52により精密スライドテーブル51を光学カメラ23の1画角幅分移動し、加工寄与面幅の全域分の画像が得られるまで、撮像を繰り返す。  Subsequently, the precision slide table 51 is moved by one angle of view of the optical camera 23 by the X-axis servo motor 52 of the X-axis slide table 50 in the radial direction of the processing-contributing surface of the observation sample, and the entire processing-contributing surface width is obtained. The imaging is repeated until an image is obtained.

以上により撮像された全画像を、可視光画像と紫外光画像でそれぞれ合成処理して、観察試料の加工寄与面の全域画像として2枚を得て、次の画像解析処理に移行する。  All the images picked up as described above are respectively combined with the visible light image and the ultraviolet light image to obtain two images of the entire area of the processing contribution surface of the observation sample, and the process proceeds to the next image analysis process.

なお、このようにして得られた画像の中には、ダイヤモンド微細砥粒が、紫外光では図7に、また、可視光では図8に示す、撮像する波長の違うことに起因した、輝度差のある状態で写りこむ。ただし、ここまでの時点では、フィラーも紫外光では同様な輝度状態(黒っぽい状態)として写っている。以下、このように撮像される画像の中から、ダイヤモンド微細砥粒を識別する手法について、本発明の手法を適用することによって得られる画像例を使用して説明する。  It should be noted that in the image obtained in this manner, the diamond fine abrasive grains are different in luminance due to the difference in imaging wavelength shown in FIG. 7 for ultraviolet light and FIG. 8 for visible light. It is reflected in the state of. However, up to this point, the filler is also reflected in the same luminance state (black state) in the ultraviolet light. Hereinafter, a method for identifying diamond fine abrasive grains from images picked up in this way will be described using image examples obtained by applying the method of the present invention.

図6に、この発明に係るPC91に組込むダイヤモンド微細砥粒を抽出するダイヤモンド抽出処理ソフトウェアフローの一例を示している。これにもとづき、各処理プログラムの実現の方法に対する考え方について説明する。当然、このフローとプログラム処理の内容に限定されるものではなく、紫外光波長域を含む2波長(若しくは、紫外光波長域を含む、もっと多い波長数での画像としてもよい)で撮像した画像からダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出するということを実現しても良い。
なお、図9から図16は、説明のために、ダイヤモンド微細砥粒を、台金を模した金属板上に適宜配置し、本発明に適用した手法によって解析を実施した結果を、手順ごとに得られる画像例として示したものである。必ずしもこれらすべての画像をPC91内に記憶させる必要はない。
FIG. 6 shows an example of a diamond extraction processing software flow for extracting diamond fine abrasive grains incorporated in the PC 91 according to the present invention. Based on this, the concept of the method for realizing each processing program will be described. Of course, it is not limited to the contents of the flow and the program processing, and an image captured with two wavelengths including the ultraviolet light wavelength region (or an image with a larger number of wavelengths including the ultraviolet light wavelength region may be used). It may be realized that an image of diamond fine abrasive grains is extracted from the image.
9 to 16, for the sake of explanation, diamond fine abrasive grains are appropriately arranged on a metal plate that simulates a base metal, and the results of analysis by the method applied to the present invention are shown for each procedure. It is shown as an example of an obtained image. It is not always necessary to store all these images in the PC 91.

この発明の装置を使用して、紫外光を照射した状態での画像(図9)と可視光域の光を照射した状態での画像(図10)を取得する。この画像は、本説明例ではモノクロカメラでの撮像を想定しているが、カラーカメラで撮像しても良く、これら取得画像をカラーカメラで行った場合は、「グレースケール化処理」を行い白黒画像に加工する。  By using the apparatus of the present invention, an image (FIG. 9) in a state irradiated with ultraviolet light and an image (FIG. 10) in a state irradiated with light in the visible light region are acquired. This image is assumed to be captured by a monochrome camera in this example, but it may be captured by a color camera. If these acquired images are captured by a color camera, a “grayscale process” is performed to perform monochrome conversion. Process into an image.

以降の本説明においては、グレースケール化した後の紫外光照射画像(図9)を「画像A」、可視光照射画像(図10)を「画像B」と呼ぶことにする。この呼称は、単に説明上のものであり、以下の画像の呼称も同じである。画像Bに薄白色で星座の星のように見えているものがダイヤモンド微細粒子の候補であり、これらは画像Aの同位置にほとんどの砥粒は反射が少ないための黒点状として写っているが、反射が比較的強く薄白いものも見られる。また、画像A及び画像Bには、ダイヤモンド微細砥粒候補のほか、台金表面に付いているスジ傷が、数か所、白い線状に写っている。  In the following description, the ultraviolet light irradiation image (FIG. 9) after gray scale conversion will be referred to as “image A”, and the visible light irradiation image (FIG. 10) will be referred to as “image B”. This designation is merely for explanation, and the designation of the following images is the same. In the image B, those that appear light white and look like constellation stars are diamond fine particle candidates, and these appear as black spots at the same position in the image A because most of the abrasive grains are less reflective. Some of them have relatively strong reflection and light white color. In addition, in image A and image B, in addition to the diamond fine abrasive grain candidates, several streaks on the surface of the base metal are shown in white lines.

次に、「彩度の調整処理」として、画像Aと画像Bの台金部分の明るさが同程度となるように、それぞれの台金部分の平均の彩度値を求め、画像Aのすべての画素輝度値にその平均値を加える。若しくは、画像Bの方が明るい場合は画像Aのすべての画素輝度値を減じる。これは、撮像時に、標準位置(台金表面が望ましい)の輝度を画像A及び画像Bで略一致させるように照明の強度調整を行えば、不要な処理である。  Next, as “saturation adjustment processing”, an average saturation value of each base metal part is obtained so that the brightness of the base metal parts of the images A and B is approximately the same, and all of the images A The average value is added to the pixel luminance value. Alternatively, when the image B is brighter, all pixel luminance values of the image A are reduced. This is an unnecessary process if the intensity of the illumination is adjusted so that the brightness at the standard position (desirably the base metal surface is desirable) in the images A and B at the time of imaging.

次に、「差分処理」として、画像Aと画像Bの同じ位置の画素(ピクセル)の輝度値をそれぞれ取得し、
輝度値差分=|画像Bの輝度値 − 画像Aの輝度値|
を計算する。この差分処理をすべてのピクセルについて行う。こうして得られた差分値でのグレー画像(図11)を得る。この画像を「画像C」と呼ぶことにする。
Next, as “difference processing”, the luminance values of the pixels (pixels) at the same position in the images A and B are acquired,
Luminance value difference = | Luminance value of image B−Luminance value of image A |
Calculate This difference processing is performed for all pixels. A gray image (FIG. 11) with the difference value thus obtained is obtained. This image is referred to as “image C”.

次に、「二値化処理」として、画像Cの各画素について、例えば、輝度差分値が30より大きい画素値を白画素、それ以外のとき画素値を黒画素とする2値化変換して、図12に示す白黒二値化画像を得る。これを「画像D」と呼ぶことにする。この画像例(画像D)の場合には、台金のスジ傷も残って写っている。なお、輝度差分値の閾値は、精密砥粒工具の種類により、事前の試験で決定しておく。  Next, as a “binarization process”, for each pixel of the image C, for example, a binary conversion is performed in which a pixel value having a luminance difference value greater than 30 is a white pixel, and otherwise a pixel value is a black pixel. A black and white binary image shown in FIG. 12 is obtained. This is referred to as “image D”. In the case of this image example (image D), the scratches on the base metal remain and appear. Note that the threshold value of the brightness difference value is determined in advance by the type of precision abrasive tool.

次に、「ラベリング処理」として、画像Dの白画素のピクセルの中で集合するピクセルに同じ番号を付ける(以後、「ラベリング」するという)。同じラベリングをされたピクセル集合体の構成ピクセル数をカウントし、ダイヤモンド微細砥粒の平均粒子面積とピクセルの素子サイズから平均的な大きさのダイヤモンド微細砥粒を構成するピクセル数についての閾値を設定し、この閾値の範囲にあるラベルだけ残し、再画像化する。(図13)。この画像を画像Eとする。この処理を通過することによって、構成ピクセル数が小さいラベリング(=線状きずなどのノイズ成分)は排除される。しかしながら、画像Eでは逆にノイズと誤判断されてしまい、白い粒子エリア内に欠落する部分(黒色)が発生するものがでることになる。  Next, as the “labeling process”, the same number is assigned to the pixels gathered among the white pixels of the image D (hereinafter referred to as “labeling”). Count the number of constituent pixels of a pixel assembly with the same labeling, and set the threshold for the number of pixels that make up the diamond fine abrasive grains of average size from the average grain area of the diamond fine abrasive grains and the element size of the pixels. Then, only the label within the threshold range is left and re-imaged. (FIG. 13). This image is set as an image E. By passing through this processing, labeling with a small number of constituent pixels (= noise components such as linear flaws) is eliminated. However, in the image E, on the contrary, it is erroneously determined as noise, and a part (black) missing in the white particle area is generated.

次に、上述の欠落部を補完するための、「隙間補間処理」を行う。ラベリング処理によって囲まれた内部に取り込まれた黒色部分は、ラベリングされた周囲と同じ性質であるとし、周囲のラベルと同じ番号を付与(ラベリング)し、再画像化すると図14が得られる。これを画像Fとする。ただし、まだ、画像Fの白い部分には、ダイヤモンド微細砥粒以外のものが含まれる可能性がある。  Next, “gap interpolation processing” is performed to supplement the above-described missing portion. The black portion taken into the interior surrounded by the labeling process is assumed to have the same property as the surrounding area labeled, and given the same number as the surrounding label (labeling) and re-imaged, FIG. 14 is obtained. This is image F. However, the white portion of the image F may still contain things other than diamond fine abrasive grains.

次に、ダイヤモンド微細砥粒であることの閾値として、次の「画素平均値比」の概念を導入する。
これまでの手順でラベリングされたダイヤモンド微細砥粒候補のピクセル群の中には、輝度値がオーバー側若しくはアンダー側に飽和して撮像記録されているピクセルが含まれているため、同一位置にあるピクセル同士で比を取ることでは物理的な意味をもたない値となるものがある。これを避けるためには、同一ラベリングされたピクセル集合体で構成される微細砥粒として輝度を平均化して「画素平均値」と定義し、この画素平均値を比較する。更に、可視光画像による画素平均値と紫外光画像による画素平均値の比を「画素平均値比」と定義する。
この画素平均値比を使い、次の「ダイヤモンド画像抽出処理」を行う。
Next, the following concept of “pixel average value ratio” is introduced as a threshold value for diamond fine abrasive grains.
The pixel group of diamond fine abrasive grain candidates that have been labeled in the previous procedure includes pixels that have been captured and recorded with the luminance value saturated on the over side or under side, so they are in the same position. Some pixels have values that have no physical meaning by taking the ratio between pixels. In order to avoid this, the luminance is averaged as fine abrasive grains composed of the same labeled pixel aggregate and defined as “pixel average value”, and the pixel average values are compared. Further, the ratio of the pixel average value based on the visible light image and the pixel average value based on the ultraviolet light image is defined as “pixel average value ratio”.
Using this pixel average value ratio, the following “diamond image extraction process” is performed.

ダイヤモンド微細砥粒画像抽出処理において、この閾値判断を適用して画像Fを処理し、図15を得る。これを画像Gと呼ぶことにする。画像Gで残った粒子がダイヤモンド微細砥粒と識別する。  In the diamond fine abrasive grain image extraction process, this threshold judgment is applied to process the image F to obtain FIG. This is called an image G. The remaining particles in the image G are identified as diamond fine abrasive grains.

画素平均値比の閾値について検討したものの一例を図16に示す。図16(a)は、ラベリング処理まで行った加工寄与面の画像であり、図16(b)は、図16(a)画像から隙間補間処理を行い、画素平均値比1.75を閾値として画像取得を行った例である。(a)の画像では写っている画面左のやや上の粒子が(b)では脱落しており、画素平均値比1.75では、閾値として大きすぎたことになる。次に画素平均値比1.4で行うと、十分な認識率で抽出できた。この試料の場合には、閾値を1.4としてダイヤモンド微細砥粒と判定することが適当であることが分かった。このように、本閾値は、精密砥粒工具の種類により、事前の実験で妥当性を確認して、設定する必要があるが、例えば、1.3から1.6程度の値を採用することが望ましい。  FIG. 16 shows an example in which the threshold value of the pixel average value ratio is examined. FIG. 16A is an image of the processing contribution surface that has been subjected to the labeling process, and FIG. 16B is a gap interpolation process performed from the image of FIG. 16A with a pixel average value ratio of 1.75 as a threshold value. This is an example of image acquisition. In the image of (a), the slightly upper particle on the left of the screen is dropped in (b), and the pixel average value ratio of 1.75 is too large as a threshold value. Next, when the pixel average value ratio was 1.4, extraction was possible with a sufficient recognition rate. In the case of this sample, it was found that it is appropriate to determine the diamond fine abrasive grains with a threshold value of 1.4. As described above, this threshold value needs to be set by confirming validity in advance by the type of precision abrasive tool. For example, a value of about 1.3 to 1.6 should be adopted. Is desirable.

なお、これまで記載したダイヤモンド微細砥粒の画像抽出技術によると、実際の加工寄与面において想定される、ダイヤモンド微細砥粒の突出し量が小さいために砥粒画像がラベリング判定閾値よりも小さいとき、ダイヤモンド微細砥粒ではないと誤判断される可能性も残るが、それはそもそも加工に関与する度合いが小さい砥粒であると言えることでもあり、許容可能な抽出誤差範囲内である。  In addition, according to the diamond fine abrasive image extraction technology described so far, when the abrasive grain image is smaller than the labeling determination threshold because the projection amount of the diamond fine abrasive grain is assumed in the actual processing contribution surface, Although there is a possibility that it is not a diamond fine abrasive grain, it may be said that it is an abrasive grain having a small degree of involvement in processing in the first place, and is within an allowable extraction error range.

これらに加え、ダイヤモンド微細粒子の加工に関与する切れ刃形状を、撮像画像で際立たせるために、加工寄与面に可視光落射光を当てた画像を取得し、ダイヤモンド微細砥粒と判定されたピクセル集合体内部にある輝度値が高い、カメラレンズに対する正対面部分の形状を解析するようにすれば、加工に関与する砥粒切れ刃の性能を精度高く解析する砥面検査システムが得られる。  In addition to these, in order to highlight the cutting edge shape involved in the processing of diamond fine particles in the captured image, an image obtained by applying visible light incident on the processing-contributing surface was obtained, and the pixel was determined to be a diamond fine abrasive grain If the shape of the directly facing part with respect to the camera lens having a high luminance value inside the aggregate is analyzed, a grinding surface inspection system that analyzes the performance of the abrasive cutting edge involved in processing with high accuracy can be obtained.

1 … ダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置本体
10… 装置ベース組立
20… Z軸組立
21… 支柱
22… リニアスケール
23… Z軸サーボモータ
31… 光学カメラ
32… レンズ
41… LEDドーム照明
50… スライドテーブル組立
51… X軸精密スライドテーブル
52… X軸サーボモータ
60… 試料回転テーブル組立
61… Y軸精密スライドテーブル組立
62… 試料テーブル
91… パーソナルコンピュータ
92… 表示装置
93… キーボード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diamond fine abrasive image extraction apparatus main body 10 ... Apparatus base assembly 20 ... Z-axis assembly 21 ... Strut 22 ... Linear scale 23 ... Z-axis servo motor 31 ... Optical camera 32 ... Lens 41 ... LED dome illumination 50 ... Slide table Assembly 51 ... X-axis precision slide table 52 ... X-axis servo motor 60 ... Sample rotation table assembly 61 ... Y-axis precision slide table assembly 62 ... Sample table 91 ... Personal computer 92 ... Display device 93 ... Keyboard

Claims (4)

ダイヤモンド微細砥粒、結合剤、及び少なくとも炭素を含むフィラーから成る精密砥粒工具のダイヤモンド微細砥粒の形状画像を取得する方法であって、波長400nm以下の紫外光域と500nm以上の可視光域の光源を、それぞれ全方位から略一様な強度となるように照明を照射して撮像して得られた画像から、同一画角内の全ピクセルについての紫外と可視の輝度値の差分を算出した差分輝度値を閾値判断に使用し、閾値より大きいピクセルがダイヤモンド微細砥粒を写したピクセルであると判定し、それらのピクセル集合体を一つのダイヤモンド微細砥粒の画像であるとして、ダイヤモンド微細砥粒の分布画像を得る方法。  A method for acquiring a shape image of diamond fine abrasive grains of a precision abrasive tool comprising diamond fine abrasive grains, a binder, and a filler containing at least carbon, and having an ultraviolet light region having a wavelength of 400 nm or less and a visible light region having a wavelength of 500 nm or more The difference between the UV and visible luminance values for all pixels within the same angle of view is calculated from the image obtained by illuminating each light source with illumination so that the intensity is substantially uniform from all directions. The difference brightness value is used for threshold determination, and it is determined that pixels larger than the threshold are pixels in which diamond fine abrasive grains are copied, and those pixel aggregates are regarded as an image of one diamond fine abrasive grain. A method for obtaining a distribution image of abrasive grains. 請求項1に記載の方法において、さらに、ダイヤモンド微細砥粒として抽出したピクセル集合体を構成する全ピクセルの輝度の平均値を「画素平均値」と定義し、可視光による可視光画素平均値と紫外光による紫外光画素平均値の比を「画素平均値比」として定義し、画素平均値比が閾値以上となるピクセル集合体を、真にダイヤモンド微細砥粒を写したものであると判断するダイヤモンド微細砥粒の分布画像を得る方法。  The method according to claim 1, further comprising: defining an average value of luminance of all pixels constituting a pixel aggregate extracted as diamond fine abrasive grains as a "pixel average value", and a visible light pixel average value by visible light; The ratio of the average pixel value of ultraviolet light by ultraviolet light is defined as “pixel average value ratio”, and a pixel aggregate whose pixel average value ratio is equal to or greater than a threshold value is judged to be truly a copy of diamond fine abrasive grains. A method for obtaining a distribution image of diamond fine abrasive grains. 請求項1及び請求項2の方法を用いる装置であって、精密砥粒工具のチップの加工寄与面を撮像した画像をもとに、ダイヤモンド微細砥粒の画像を抽出するダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置。  An apparatus using the method of claim 1 and claim 2, wherein an image of a diamond fine abrasive image for extracting an image of a diamond fine abrasive grain based on an image obtained by imaging a processing contribution surface of a chip of a precision abrasive tool. Extraction device. 請求項3のダイヤモンド微細砥粒画像の抽出装置と、精密砥粒工具の加工寄与面に可視光を落射光として当てたときの画像を取得し、ダイヤモンド微細砥粒と判定されたピクセル集合体の中で輝度値が高い部分の形状を解析する機能を有する砥石切れ刃特性観察装置とを備えた研削工具砥面検査システム。  An apparatus for extracting a diamond fine abrasive image according to claim 3 and an image obtained by irradiating visible light as incident light on a processing-contributing surface of a precision abrasive tool. A grinding tool grinding surface inspection system comprising a grinding wheel cutting edge characteristic observation device having a function of analyzing the shape of a portion having a high luminance value.
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