JP2018165638A - Hardness testing machine and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硬さ試験機及びプログラムに関する。 The present invention relates to a hardness tester and a program.
従来、所定の試験力で圧子を試料(ワーク)に押し付けて形成したくぼみの寸法に基づいて試料の硬さを計測する硬さ試験機が知られている。例えば、ビッカース硬さ試験機は、正四角錐の圧子を試料の表面に押し込んで形成したくぼみの対角線長さを計測し、この計測したくぼみの対角線長さに基づいて、硬さを算出している。 Conventionally, a hardness tester that measures the hardness of a sample based on the size of a recess formed by pressing an indenter against the sample (work) with a predetermined test force is known. For example, the Vickers hardness tester measures the diagonal length of a depression formed by pressing a square pyramid indenter into the surface of the sample, and calculates the hardness based on the measured diagonal length of the depression. .
上記の硬さ試験機において、まず、試料にくぼみを形成する前(打刻前)に試料の表面を撮像して背景画像G101(図12(A)参照)を取得し、試料にくぼみを形成した後(打刻後)に試料の表面を撮像して得られた測定画像G102(図12(B)参照)から背景画像G101を差し引いて差分画像G103(図12(C)参照)を取得する処理(背景差分処理)を行うことで、くぼみの頂点位置を測定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the hardness tester described above, first, before forming a dent in the sample (before embossing), the surface of the sample is imaged to obtain a background image G101 (see FIG. 12A) to form a dent in the sample. Then, after subtracting (after embossing), the background image G101 is subtracted from the measurement image G102 (see FIG. 12B) obtained by imaging the surface of the sample to obtain a differential image G103 (see FIG. 12C) A technique for measuring the vertex position of a dent by performing processing (background difference processing) is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1記載の技術は、輝度情報をそのまま利用しているため、試料にくぼみを形成する前後で撮像部が移動することに伴い、測定画像G102の撮像時に撮像部(撮像領域)の位置ずれが生じることがある。測定画像G102の撮像時に撮像部の位置ずれが生じた場合、測定画像G102から背景画像G101を差し引いた差分画像G104(図12(D)参照)において、ノイズが残存してしまうため、くぼみを精度よく抽出することができず、頂点位置の測定に悪影響を及ぼすという課題がある。
However, since the technique described in
本発明は、測定画像からくぼみを精度よく抽出して測定結果の精度を向上させることが可能な硬さ試験機及びプログラムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the hardness tester and program which can extract a hollow from a measurement image accurately, and can improve the precision of a measurement result.
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
前記くぼみが形成される前に撮像手段により撮像された試料の表面の画像を背景画像として取得する背景画像取得手段と、
前記背景画像取得手段により取得された背景画像を複数のブロックに分割し、当該分割したブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する作成手段と、
前記くぼみが形成された後に前記撮像手段により撮像された試料の表面の画像を測定画像として取得する測定画像取得手段と、
前記測定画像取得手段により取得された測定画像を前記複数のブロックに分割し、当該分割した各ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれるブロックと対応する前記背景画像内のブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、くぼみ画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出されたくぼみ画像に基づいて、前記試料の硬さを算出する硬さ算出手段と、
を備えることを特徴とする。
The invention described in
In a hardness tester that measures the hardness of a sample by applying a predetermined test force to the surface of the sample with an indenter to form a recess and measuring the size of the recess,
Background image acquisition means for acquiring, as a background image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means before the depression is formed;
Creating means for dividing the background image obtained by the background image obtaining means into a plurality of blocks and creating a histogram of luminance information for each of the divided blocks;
Measurement image acquisition means for acquiring, as a measurement image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means after the depression has been formed;
The measurement image acquired by the measurement image acquisition unit is divided into the plurality of blocks, and each pixel in each divided block is created in the block in the background image corresponding to the block including the pixel. Determining means for referring to the histogram to determine the likelihood of the background image of the pixel;
Extraction means for extracting a hollow image based on the determination result by the determination means;
A hardness calculating means for calculating the hardness of the sample based on the indentation image extracted by the extracting means;
It is characterized by providing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の硬さ試験機において、
前記抽出手段は、各画素の前記背景画像らしさと、当該各画素の周辺画素の前記背景画像らしさと、に基づいて、前記くぼみ画像を抽出することを特徴とする。
The invention according to
The extraction means extracts the indentation image based on the background image likelihood of each pixel and the background image likelihood of the peripheral pixels of each pixel.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の硬さ試験機において、
前記作成手段は、前記分割したブロックごとにRGBの3次元の前記ヒストグラムを作成することを特徴とする。
The invention according to
The creating means creates the RGB three-dimensional histogram for each of the divided blocks.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬さ試験機において、
前記作成手段は、前記背景画像を複数の第1ブロックに分割した後、更に半ブロックずらして複数の第2ブロックに分割し、当該分割した第1ブロック及び第2ブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成し、
前記判定手段は、前記測定画像を前記複数の第1ブロックに分割した後、更に半ブロックずらして前記複数の第2ブロックに分割し、当該分割した各第1ブロック及び第2ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれる第1ブロック又は第2ブロックと対応する前記背景画像内の第1ブロック又は第2ブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定することを特徴とする。
The invention according to
The creating unit divides the background image into a plurality of first blocks, and further divides the background image into a plurality of second blocks shifted by a half block, and a histogram of luminance information for each of the divided first blocks and second blocks. make,
The determination unit divides the measurement image into the plurality of first blocks, and further divides the measurement image into the plurality of second blocks with a half block shift, and for each pixel in each of the divided first blocks and second blocks. In addition, referring to a histogram created in the first block or the second block in the background image corresponding to the first block or the second block in which the pixel is included, determining the likelihood of the background image of the pixel Features.
請求項5に記載の発明は、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機のコンピュータを、
前記くぼみが形成される前に撮像手段により撮像された試料の表面の画像を背景画像として取得する背景画像取得手段、
前記背景画像取得手段により取得された背景画像を複数のブロックに分割し、当該分割したブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する作成手段、
前記くぼみが形成された後に前記撮像手段により撮像された試料の表面の画像を測定画像として取得する測定画像取得手段、
前記測定画像取得手段により取得された測定画像を前記複数のブロックに分割し、当該分割した各ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれるブロックと対応する前記背景画像内のブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する判定手段、
前記判定手段による判定結果に基づいて、くぼみ画像を抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出されたくぼみ画像に基づいて、前記試料の硬さを算出する硬さ算出手段、
として機能させるためのプログラムである。
The invention described in
A hardness tester computer that measures the hardness of the sample by applying a predetermined test force to the surface of the sample with an indenter to form a dent and measuring the size of the dent.
Background image acquisition means for acquiring, as a background image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means before the depression is formed;
Creating means for dividing the background image obtained by the background image obtaining means into a plurality of blocks and creating a histogram of luminance information for each of the divided blocks;
Measurement image acquisition means for acquiring, as a measurement image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means after the depression is formed;
The measurement image acquired by the measurement image acquisition unit is divided into the plurality of blocks, and each pixel in each divided block is created in the block in the background image corresponding to the block including the pixel. Determining means for determining the likelihood of the background image of the pixel with reference to the histogram;
Extraction means for extracting a hollow image based on the determination result by the determination means;
Hardness calculation means for calculating the hardness of the sample based on the indentation image extracted by the extraction means;
It is a program to make it function as.
本発明によれば、測定画像からくぼみを精度よく抽出して測定結果の精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to accurately extract a recess from a measurement image and improve the accuracy of a measurement result.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図1におけるX方向を左右方向とし、Y方向を前後方向とし、Z方向を上下方向とする。また、X−Y面を水平面とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the X direction in FIG. 1 is the left-right direction, the Y direction is the front-back direction, and the Z direction is the up-down direction. The XY plane is a horizontal plane.
[1.構成の説明]
硬さ試験機100は、例えば、圧子14a(図3参照)の平面形状が矩形状に形成されたビッカース硬さ試験機である。硬さ試験機100は、図1〜図4に示すように、試験機本体10と、制御部6と、操作部7と、モニター8と、を備えて構成されている。
[1. Description of configuration]
The
試験機本体10は、図2に示すように、試料Sの硬さ測定を行う硬さ測定部1と、試料Sを載置する試料台2と、試料台2を移動させるXYステージ3と、試料Sの表面に焦点を合わせるためのAFステージ4と、試料台2(XYステージ3、AFステージ4)を昇降する昇降機構部5と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
硬さ測定部1は、図3に示すように、試料Sの表面を照明する照明装置11と、試料Sの表面を撮像するCCDカメラ12と、圧子14aを備える圧子軸14と対物レンズ15を備え、回転することにより圧子軸14と対物レンズ15との切り替えが可能なターレット16と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 3, the
照明装置11は、光を照射することにより試料Sの表面を照明するものである。照明装置11から照射される光は、レンズ1a、ハーフミラー1d、ミラー1e、及び対物レンズ15を介して試料Sの表面に到達する。
The
CCDカメラ12は、試料Sの表面から対物レンズ15、ミラー1e、ハーフミラー1d、ミラー1g、及びレンズ1hを介して入力された反射光に基づき、試料Sの表面や圧子14aにより試料Sの表面に形成されるくぼみを撮像して画像データを取得する。そして、CCDカメラ12は、複数フレームの画像データを同時に蓄積、格納可能なフレームグラバー17を介して、取得した画像データを制御部6に出力する。
すなわち、CCDカメラ12は、本発明の撮像手段として機能する。
The
That is, the
圧子軸14は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動される負荷機構部(図示省略)により試料台2に載置された試料Sに向けて移動され、先端部に備えた圧子14aを試料Sの表面に所定の試験力で押し付ける。本実施形態では、圧子14aとして、ビッカース用の四角錐圧子(対面角が136±0.5°)を使用する。
The
対物レンズ15は、それぞれ異なる倍率からなる集光レンズであって、ターレット16の下面に複数保持されている。対物レンズ15は、ターレット16の回転により試料Sの上方に配置されることで、照明装置11から照射される光を一様に試料Sの表面に照射させる。
The
ターレット16は、下面に圧子軸14と複数の対物レンズ15を取り付け可能に構成される。ターレット16は、Z軸方向を中心に回転することにより、圧子軸14及び複数の対物レンズ15の中のいずれか一つを試料Sの上方に配置可能なように構成されている。すなわち、圧子軸14を試料Sの上方に配置することで試料Sの表面にくぼみを形成することができ、対物レンズ15を試料Sの上方に配置することで形成されたくぼみを観察することができるようになっている。
The
試料台2は、上面に載置される試料Sを、試料固定部2aで固定する。
XYステージ3は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部(図示省略)により駆動され、試料台2を圧子14aの移動方向(Z方向)に垂直な方向(X,Y方向)に移動させる。
AFステージ4は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動され、CCDカメラ12が撮像した画像データに基づき試料台2を微細に昇降させることで、試料Sの表面に焦点を合わせる。
昇降機構部5は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動され、試料台2(XYステージ3、AFステージ4)をZ方向に移動させることで、試料台2と対物レンズ15との間の相対距離を変化させる。
The
The
The
The
操作部7は、キーボード71と、マウス72と、を備えて構成され、硬さ試験を行う際のユーザによる入力操作を受け付ける。そして、操作部7は、ユーザによる所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部6へと出力する。
具体的には、操作部7は、ユーザが、くぼみの合焦位置を決定する条件を選択する操作を受け付ける。
また、操作部7は、ユーザが、試料台2(昇降機構部5及びAFステージ4)の移動する範囲(試料台2と対物レンズ15との間の相対距離の範囲)を指定する操作を受け付ける。
また、操作部7は、ユーザが、硬さ試験機100による硬さ試験を実施する際の試験条件値を入力する操作を受け付ける。入力された試験条件値は、制御部6に送信される。ここで、試験条件値とは、例えば、試料Sの材質、圧子14aにより試料Sに負荷される試験力(N)、対物レンズ15の倍率、等の値である。
また、操作部7は、ユーザが、くぼみの合焦位置の決定を手動で行う手動モード又は自動で行う自動モードのいずれかを選択する操作を受け付ける。
また、操作部7は、ユーザが、硬さ試験を実施する際の試験位置をプログラミングする操作を受け付ける。
The
Specifically, the
In addition, the
In addition, the
In addition, the
In addition, the
モニター8は、例えば、LCDなどの表示装置により構成されている。モニター8は、操作部7において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果、及びCCDカメラ12が撮像した試料Sの表面や試料Sの表面に形成されるくぼみの画像等を表示する。
The
制御部6は、図4に示すように、CPU61と、RAM62と、記憶部63と、を備えて構成され、記憶部63に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うための動作制御等を行う機能を有する。
As shown in FIG. 4, the
CPU61は、記憶部63に格納された処理プログラム等を読み出して、RAM62に展開して実行することにより、硬さ試験機100全体の制御を行う。
RAM62は、CPU61により実行された処理プログラム等をRAM62内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
記憶部63は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体(図示省略)を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部63は、CPU61が硬さ試験機100全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
The
The
The
[2.動作の説明]
次に、本実施形態に係る硬さ試験機100の動作について、図5のフローチャートを参照して説明する。この処理は、例えば、CPU61が、作業者による操作部7を介した硬さ試験の開始操作を検出したことを契機として開始される。
[2. Explanation of operation]
Next, the operation of the
まず、CPU61は、試料Sの表面の画像(背景画像)を取得する(ステップS101)。すなわち、CPU61は、本発明の背景画像取得手段として機能する。
具体的には、まず、CPU61は、ターレット16を回転させて対物レンズ15を試料Sに対向する所定の位置に配置させる。次いで、CPU61は、対物レンズ15を介してCCDカメラ12により撮像された画像に基づいて昇降機構部5及びAFステージ4を昇降させ、試料Sの表面に対する焦点合わせを行う。そして、CPU61は、CCDカメラ12により試料Sの表面を撮像させ、CCDカメラ12から出力された試料Sの表面の画像を取得する。そして、CPU61は、取得した試料Sの表面の画像をモニター8に表示させる。図6に、ステップS101で取得された背景画像G1の一例を示す。
First, the
Specifically, first, the
次に、CPU61は、ステップS101で取得した背景画像G1を複数のブロックに分割する(ステップS102)。図7に、背景画像G1を複数のブロックB1に分割した様子の一例を示す。例えば、図7に示す例では、背景画像G1が6×6=36のブロックB1に分割されている。
Next, the
次に、CPU61は、ステップS102で分割したブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する(ステップS103)。すなわち、CPU61は、本発明の作成手段として機能する。ここで、ヒストグラムは、領域内の各輝度値(階調値)の個数(出現頻度)を示すものである。例えば、CPU61は、ステップS102で分割したブロックごとに、RGBをそれぞれ64階調に分割し、64*64*64の3次元のヒストグラムを作成する。
Next, the
次に、CPU61は、圧子14aにより試料Sの表面にくぼみを形成させる(ステップS104)。
具体的には、まず、CPU61は、ターレット16を回転させて、対物レンズ15の代わりに圧子軸14を試料Sに対向する所定の位置に配置させる。そして、CPU61は、負荷機構部(図示省略)を駆動することにより圧子軸14を下降させ、圧子軸14の先端部に備えられた圧子14aにより試料Sの表面にくぼみを形成させる。
Next, the
Specifically, first, the
次に、CPU61は、ステップS104でくぼみを形成させた試料Sの表面の画像(測定画像)を取得する(ステップS105)。すなわち、CPU61は、本発明の測定画像取得手段として機能する。図8に、ステップS105で取得された測定画像G2の一例を示す。
Next, the
次に、CPU61は、ステップS105で取得した測定画像G2を複数のブロックに分割する(ステップS106)。ステップS106において、CPU61は、背景画像G1と同様の分割形式で測定画像G2を分割する。図9に、測定画像G2を複数のブロックB1に分割した様子の一例を示す。例えば、図9に示す例では、図7に示す背景画像G1と同様、測定画像G2が6×6=36のブロックB1に分割されている。
Next, the
次に、CPU61は、ステップS106で分割した各ブロックB1内の画素ごとに、当該画素が含まれるブロックB1と対応する背景画像G1内のブロックB1において作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する(ステップS107)。すなわち、CPU61は、本発明の判定手段として機能する。例えば、CPU61は、判定対象の画素の輝度値において、ヒストグラムの度数が大きい場合、背景画像らしさの値が高くなるように判定し、ヒストグラムの度数が小さい場合、背景画像らしさの値が低くなるように判定する。ステップS107において、背景画像らしさは、例えば、確率的に判定され、0(0%)から1.0(100%)の間の値として出力される。
Next, for each pixel in each block B1 divided in step S106, the
次に、CPU61は、ステップS107の判定結果に基づいて、各画素が背景画像であるかくぼみ画像であるかを判定し、くぼみ画像を抽出する(ステップS108)。すなわち、CPU61は、本発明の抽出手段として機能する。例えば、CPU61は、所定の閾値を用いて、背景画像らしさが閾値以上である場合は、背景画像であると見做すようにし、背景画像らしさが閾値未満である場合は、くぼみ画像であると見做すようにする。図10に、ステップS108で抽出されたくぼみ画像G31を含む抽出画像G3の一例を示す。
以上の処理により、測定画像G2の撮像時にCCDカメラ12(撮像領域)の位置ずれが生じた場合であっても、くぼみ画像G31のみを精度よく抽出することができる。
Next, the
With the above processing, even if the CCD camera 12 (imaging area) is displaced when the measurement image G2 is captured, only the recessed image G31 can be extracted with high accuracy.
次に、CPU61は、ステップS108で抽出したくぼみ画像G31に基づいて、試料Sの表面に形成されたくぼみの寸法を計測するためのくぼみ計測用の頂点を抽出する(ステップS109)。なお、くぼみ計測用の頂点を抽出する処理については、従来公知の技術を用いることができる。
Next, the
次に、CPU61は、ステップS109で抽出したくぼみ計測用の頂点の座標値を参照してくぼみの対角線長さを計測し、計測された対角線長さに基づいて試料Sの硬さを算出する(ステップS110)。すなわち、CPU61は、本発明の硬さ算出手段として機能する。その後、CPU61は、モニター8を制御して、ステップS110で算出した試料Sの硬さを表示させる。
Next, the
[3.効果]
以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機100は、くぼみが形成される前に撮像手段(CCDカメラ12)により撮像された試料Sの表面の画像を背景画像として取得する背景画像取得手段(CPU61)と、背景画像取得手段により取得された背景画像を複数のブロックに分割し、当該分割したブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する作成手段(CPU61)と、くぼみが形成された後に撮像手段により撮像された試料Sの表面の画像を測定画像として取得する測定画像取得手段(CPU61)と、測定画像取得手段により取得された測定画像を複数のブロックに分割し、当該分割した各ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれるブロックと対応する背景画像内のブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する判定手段(CPU61)と、判定手段による判定結果に基づいて、くぼみ画像を抽出する抽出手段(CPU61)と、抽出手段により抽出されたくぼみ画像に基づいて、試料Sの硬さを算出する硬さ算出手段(CPU61)と、を備える。
したがって、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、測定画像からくぼみを精度よく抽出することができるので、くぼみの頂点位置を精度よく抽出することが可能となり、測定結果の精度を向上させることができる。
[3. effect]
As described above, the
Therefore, according to the
また、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、作成手段は、分割したブロックごとにRGBの3次元のヒストグラムを作成する。
したがって、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、各画素の輝度値を細かく解析することができるので、測定画像からくぼみをより精度よく抽出することが可能となり、測定結果の精度をより向上させることができる。
Further, according to the
Therefore, according to the
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 As mentioned above, although concretely demonstrated based on embodiment which concerns on this invention, this invention is not limited to the said embodiment, It can change in the range which does not deviate from the summary.
[4.変形例]
例えば、上記実施形態では、図5のステップS108でくぼみ画像を抽出する際、各画素の背景画像らしさに基づいて抽出するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、各画素の背景画像らしさの他、各画素の周辺画素の背景画像らしさも加味して、くぼみ画像を抽出するようにしてもよい。すなわち、ある画素がくぼみ画像である場合、当然その周辺画素もくぼみ画像である可能性が高いことから、周辺画素の情報を加味することで、より精度よくくぼみ画像を抽出することができる。
[4. Modified example]
For example, in the above-described embodiment, when the hollow image is extracted in step S108 of FIG. 5, the extraction is performed based on the background image likeness of each pixel. However, the present invention is not limited to this. For example, in addition to the background image likeness of each pixel, the indentation image may be extracted in consideration of the background image likeness of surrounding pixels of each pixel. That is, when a certain pixel is a hollow image, it is natural that there is a high possibility that the peripheral pixel is also a hollow image. Therefore, the hollow image can be extracted with higher accuracy by adding information on the peripheral pixels.
以上のように、抽出手段(CPU61)が、各画素の背景画像らしさと、当該各画素の周辺画素の背景画像らしさと、に基づいて、くぼみ画像を抽出することで、測定画像からくぼみをより精度よく抽出することが可能となり、測定結果の精度をより向上させることができる。 As described above, the extraction unit (CPU 61) extracts the indentation image based on the background image likelihood of each pixel and the background image appearance of the peripheral pixels of each pixel, thereby removing the indentation from the measurement image. It is possible to extract with high accuracy, and the accuracy of the measurement result can be further improved.
また、上記実施形態では、図5のステップS103でヒストグラムを作成する際、RGBの3次元のヒストグラムを作成するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、RGBの3次元のヒストグラムを作成する代わりに、白黒の1次元のヒストグラムを作成するようにしてもよい。 In the above embodiment, when creating a histogram in step S103 of FIG. 5, an RGB three-dimensional histogram is created. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of creating an RGB three-dimensional histogram, a monochrome one-dimensional histogram may be created.
また、上記実施形態では、背景画像G1及び測定画像G2をそれぞれ複数のブロックB1に分割してその後の各種処理を行うようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、図11に示すように、背景画像G1及び測定画像G2(図11では、測定画像G2については省略)をそれぞれ複数のブロックB1に分割した後、更に半ブロックずらして複数のブロックB2に分割するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the background image G1 and the measurement image G2 are each divided into a plurality of blocks B1, and various subsequent processes are performed. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the background image G1 and the measurement image G2 (in FIG. 11, the measurement image G2 is omitted) are each divided into a plurality of blocks B1, and further divided by a half block and divided into a plurality of blocks B2. You may make it do.
この場合、CPU61は、ステップS102及びステップS103において、背景画像G1を複数の第1ブロック(ブロックB1)に分割した後、更に半ブロックずらして複数の第2ブロック(ブロックB2)に分割し、当該分割した第1ブロック及び第2ブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する。また、CPU61は、ステップS106及びステップS107において、測定画像G2を複数の第1ブロック(ブロックB1)に分割した後、更に半ブロックずらして複数の第2ブロック(ブロックB2)に分割し、当該分割した各第1ブロック及び第2ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれる第1ブロック又は第2ブロックと対応する背景画像G1内の第1ブロック又は第2ブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する。
そして、CPU61は、当初のブロック分けによるブロックB1を用いた処理と、半ブロックずらして行われたブロック分けによるブロックB2を用いた処理と、をmax処理により統合することで、ブロックの境界の影響を避けることができる。
In this case, in step S102 and step S103, the
Then, the
以上のように、背景画像G1及び測定画像G2をそれぞれ複数のブロックB1に分割した後、更に半ブロックずらして複数のブロックB2に分割することで、ブロックの境界の影響を避けることができるので、測定画像からくぼみをより精度よく抽出することが可能となり、測定結果の精度をより向上させることができる。 As described above, after the background image G1 and the measurement image G2 are each divided into a plurality of blocks B1, and further divided by a half block and divided into a plurality of blocks B2, the influence of block boundaries can be avoided. It becomes possible to extract the indent from the measurement image with higher accuracy, and the accuracy of the measurement result can be further improved.
また、本出願に示す各態様は、方法、プログラムなどとしても把握することができる。方法やプログラムのカテゴリについては、装置のカテゴリで示した「手段」を、例えば、「工程」や「ステップ」のように適宜読み替えるものとする。また、処理やステップの順序は、本出願に直接明記のものに限定されず、順序を変更したり、一部の処理をまとめて若しくは随時一部分ずつ実行するよう変更したりすることができる。 Moreover, each aspect shown in this application can also be grasped | ascertained as a method, a program, etc. For the method and program categories, “means” shown in the device category is appropriately replaced with “process” or “step”, for example. In addition, the order of processes and steps is not limited to the one directly specified in the present application, and the order can be changed, or a part of processes can be collectively or changed to be executed one by one at any time.
その他、硬さ試験機を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the detailed configuration of each device constituting the hardness tester and the detailed operation of each device can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
100 硬さ試験機
10 試験機本体
1 硬さ測定部
11 照明装置
12 CCDカメラ(撮像手段)
14 圧子軸
14a 圧子
15 対物レンズ
16 ターレット
17 フレームグラバー
2 試料台
3 XYステージ
4 AFステージ
5 昇降機構部
6 制御部
61 CPU(背景画像取得手段、作成手段、測定画像取得手段、判定手段、抽出手段、硬さ算出手段)
62 RAM
63 記憶部
7 操作部
8 モニター
S 試料
G1 背景画像
G2 測定画像
G3 抽出画像
G31 くぼみ画像
DESCRIPTION OF
14
62 RAM
63
Claims (5)
前記くぼみが形成される前に撮像手段により撮像された試料の表面の画像を背景画像として取得する背景画像取得手段と、
前記背景画像取得手段により取得された背景画像を複数のブロックに分割し、当該分割したブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する作成手段と、
前記くぼみが形成された後に前記撮像手段により撮像された試料の表面の画像を測定画像として取得する測定画像取得手段と、
前記測定画像取得手段により取得された測定画像を前記複数のブロックに分割し、当該分割した各ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれるブロックと対応する前記背景画像内のブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、くぼみ画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出されたくぼみ画像に基づいて、前記試料の硬さを算出する硬さ算出手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。 In a hardness tester that measures the hardness of a sample by applying a predetermined test force to the surface of the sample with an indenter to form a recess and measuring the size of the recess,
Background image acquisition means for acquiring, as a background image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means before the depression is formed;
Creating means for dividing the background image obtained by the background image obtaining means into a plurality of blocks and creating a histogram of luminance information for each of the divided blocks;
Measurement image acquisition means for acquiring, as a measurement image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means after the depression has been formed;
The measurement image acquired by the measurement image acquisition unit is divided into the plurality of blocks, and each pixel in each divided block is created in the block in the background image corresponding to the block including the pixel. Determining means for referring to the histogram to determine the likelihood of the background image of the pixel;
Extraction means for extracting a hollow image based on the determination result by the determination means;
A hardness calculating means for calculating the hardness of the sample based on the indentation image extracted by the extracting means;
A hardness tester comprising:
前記判定手段は、前記測定画像を前記複数の第1ブロックに分割した後、更に半ブロックずらして前記複数の第2ブロックに分割し、当該分割した各第1ブロック及び第2ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれる第1ブロック又は第2ブロックと対応する前記背景画像内の第1ブロック又は第2ブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬さ試験機。 The creating unit divides the background image into a plurality of first blocks, and further divides the background image into a plurality of second blocks shifted by a half block, and a histogram of luminance information for each of the divided first blocks and second blocks. make,
The determination unit divides the measurement image into the plurality of first blocks, and further divides the measurement image into the plurality of second blocks with a half block shift, and for each pixel in each of the divided first blocks and second blocks. In addition, referring to a histogram created in the first block or the second block in the background image corresponding to the first block or the second block in which the pixel is included, determining the likelihood of the background image of the pixel The hardness tester according to claim 1, wherein the hardness tester is characterized in that
前記くぼみが形成される前に撮像手段により撮像された試料の表面の画像を背景画像として取得する背景画像取得手段、
前記背景画像取得手段により取得された背景画像を複数のブロックに分割し、当該分割したブロックごとに輝度情報のヒストグラムを作成する作成手段、
前記くぼみが形成された後に前記撮像手段により撮像された試料の表面の画像を測定画像として取得する測定画像取得手段、
前記測定画像取得手段により取得された測定画像を前記複数のブロックに分割し、当該分割した各ブロック内の画素ごとに、当該画素が含まれるブロックと対応する前記背景画像内のブロックにおいて作成されたヒストグラムを参照して、当該画素の背景画像らしさを判定する判定手段、
前記判定手段による判定結果に基づいて、くぼみ画像を抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出されたくぼみ画像に基づいて、前記試料の硬さを算出する硬さ算出手段、
として機能させるためのプログラム。 A hardness tester computer that measures the hardness of the sample by applying a predetermined test force to the surface of the sample with an indenter to form a dent and measuring the size of the dent.
Background image acquisition means for acquiring, as a background image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means before the depression is formed;
Creating means for dividing the background image obtained by the background image obtaining means into a plurality of blocks and creating a histogram of luminance information for each of the divided blocks;
Measurement image acquisition means for acquiring, as a measurement image, an image of the surface of the sample imaged by the imaging means after the depression is formed;
The measurement image acquired by the measurement image acquisition unit is divided into the plurality of blocks, and each pixel in each divided block is created in the block in the background image corresponding to the block including the pixel. Determining means for determining the likelihood of the background image of the pixel with reference to the histogram;
Extraction means for extracting a hollow image based on the determination result by the determination means;
Hardness calculation means for calculating the hardness of the sample based on the indentation image extracted by the extraction means;
Program to function as.
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