JP2022166376A - Device and method for determining state of polishing and quality evaluation device - Google Patents

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Abstract

To provide a technique that can properly determine the state of polishing of the surface of metal.SOLUTION: A quality evaluation device 4 has a processor 5 for performing: acquisition processing 5a of acquiring a target image to be a determination target from a microscopic image of the surface of metal corroded by a tissue observation corrosion liquid after polishing; image generation processing 5c of generating, from a grayscale image based on the target image, at least one of a bright-side image, in which particles of tissues of the metal are shown as bright objects and the others are shown as dark regions, and a dark-side image, in which the particles of tissues of the metal are shown as dark objects and the others are shown as bright regions; polishing state determination processing 5d of outputting the result of determination as to the polishing state of the surface of the metal on the basis of a value that shows the degree of flatness of the objects in the image generated by the image generation processing 5c.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、研磨状態判定装置、研磨状態判定方法、及び品質評価装置に関する。 The present invention relates to a polishing state determination device, a polishing state determination method, and a quality evaluation device.

金属材料、特に鉄鋼材料は、炭素濃度、残留オーステナイト量、硬さ等の物性値に基づいて品質評価が行われることがある。 Metal materials, particularly steel materials, are sometimes evaluated for their quality based on physical properties such as carbon concentration, retained austenite amount, and hardness.

例えば、残留オーステナイト量の測定はX線分析によって行われる。特許文献1には、X線分析結果により鋼材の残留オーステナイト量を求める技術が開示されている。 For example, the amount of retained austenite is measured by X-ray analysis. Patent Literature 1 discloses a technique for determining the amount of retained austenite in steel materials based on the results of X-ray analysis.

特開2018-040770号公報JP 2018-040770 A

ところで、金属材料の品質評価としては、顕微鏡による組織観察による評価も行われる。
金属組織には、その金属材料の成分や熱処理の履歴が反映されている。よって、金属組織の顕微鏡画像をコンピュータに取り込み、金属組織の特徴を数値化することで、その金属材料の炭素濃度、残留オーステナイト量、硬さ等の物性値の推定値を求めることが考えられる。
By the way, as a quality evaluation of a metal material, an evaluation by microscopic observation of its structure is also performed.
The metallographic structure reflects the composition of the metal material and the history of heat treatment. Therefore, it is conceivable to obtain estimated values of physical properties such as carbon concentration, retained austenite amount, and hardness of the metal material by importing the microscopic image of the metal structure into a computer and quantifying the characteristics of the metal structure.

上記金属組織の顕微鏡画像の撮像作業には、金属表面の研磨や、腐食、顕微鏡観察といった作業が含まれる。金属表面の研磨や、腐食、顕微鏡観察といった作業は、作業者による手作業で行われるため、金属表面の研磨状態や、腐食状態には、良好な状態の場合の他、不良な状態の場合もありうる。 The operation of picking up a microscopic image of the metal structure includes operations such as metal surface polishing, corrosion, and microscopic observation. Since work such as polishing, corrosion, and microscopic observation of metal surfaces is performed manually by workers, the state of polishing and corrosion of metal surfaces can be good or bad. Possible.

ここで、顕微鏡画像に基づいて金属材料の物性値の推定値を求めようとしたときに、その顕微鏡画像として撮像された金属表面の研磨状態や、腐食状態が不良な状態であると、物性値の推定精度を低下させるおそれがある。
このため、顕微鏡画像として撮像された金属表面の研磨状態や、腐食状態を、適切に判定する必要がある。
Here, when trying to obtain an estimated physical property value of a metal material based on a microscopic image, if the polished state or corrosion state of the metal surface captured as the microscopic image is in a poor state, the physical property value There is a risk that the estimation accuracy of
Therefore, it is necessary to appropriately determine the polished state and corroded state of the metal surface captured as a microscope image.

実施形態である研磨状態判定装置は、
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得する取得処理と、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理によって生成される画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、前記金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する研磨状態判定処理と、
を実行する処理部を備える。
The polishing state determination device, which is an embodiment,
Acquisition processing for acquiring a target image to be determined from a microscopic image of a metal surface that has been corroded by a etchant for structure observation after polishing;
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. an image generation process that generates at least one of the dark side images shown as regions;
polishing state determination processing for outputting a determination result regarding the polishing state of the metal surface based on the value indicating the flatness of the object included in the image generated by the image generation processing;
A processing unit for executing

他の観点から見た実施形態である研磨状態判定方法は、
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の研磨状態を判定する研磨状態判定方法であって、
前記金属表面の顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得し、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成し、
生成された画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する。
A polishing state determination method, which is an embodiment viewed from another point of view, comprises:
A polished state determination method for determining the polished state of a metal surface corroded by a corrosive liquid for structure observation after polishing, comprising:
Acquiring a target image to be determined from the microscope image of the metal surface,
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. generating at least one of the dark side images shown as regions;
Based on the value indicating the flatness of the object included in the generated image, a determination result regarding the polished state of the metal surface is output.

また、他の観点から見た実施形態である品質評価装置は、
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の顕微鏡画像に基づいて前記金属の品質評価を行う品質評価装置であって、
前記顕微鏡画像から前記金属表面の研磨状態の判定対象となる対象画像を取得する取得処理と、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理によって生成される画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する研磨状態判定処理と、
前記研磨状態判定処理の判定結果が所定の条件を満たす場合、前記顕微鏡画像から品質評価対象となる領域の領域画像を取得し、前記領域画像に基づくグレースケール画像から、前記明側画像、及び前記暗側画像を生成し、前記明側画像、及び前記暗側画像に基づいて、前記金属の物性値の推定値を求める品質評価処理と、
を実行する処理部を備える。
In addition, the quality evaluation device, which is an embodiment viewed from another point of view,
A quality evaluation device for evaluating the quality of the metal based on a microscope image of the metal surface corroded by the etchant for structure observation after polishing,
Acquisition processing for acquiring a target image from the microscope image, which is an object for determining the polishing state of the metal surface;
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. an image generation process that generates at least one of the dark side images shown as regions;
polishing state determination processing for outputting a determination result regarding the polishing state of the metal surface based on the value indicating the flatness of the object included in the image generated by the image generation processing;
When the judgment result of the polishing state judgment processing satisfies a predetermined condition, an area image of an area to be subjected to quality evaluation is obtained from the microscope image, and the light side image and the bright side image and the light side image are obtained from a grayscale image based on the area image. a quality evaluation process of generating a dark side image and obtaining an estimated physical property value of the metal based on the bright side image and the dark side image;
A processing unit for executing

本開示によれば、金属表面の研磨状態を適切に判定することができる。 According to the present disclosure, it is possible to appropriately determine the polished state of the metal surface.

図1は、品質評価システムの一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a quality evaluation system. 図2は、品質評価システムを用いた品質評価方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing an example of a quality evaluation method using a quality evaluation system. 図3は、試料作製、及び、試料の研磨、腐食の工程を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the steps of preparing a sample, polishing the sample, and corroding the sample. 図4は、品質評価処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of quality evaluation processing. 図5(a)は、撮像対象範囲全体を示す画像の一例であり、図5(b)は、撮像対象範囲全体を示す画像から取得された領域画像の一例である。FIG. 5A is an example of an image showing the entire imaging target range, and FIG. 5B is an example of an area image obtained from the image showing the entire imaging target range. 図6(a)は、領域画像の一部を示す図、図6(b)は、この領域画像から生成された暗側画像の図、図6中(c)は、この領域画像から生成された明側画像の図である。FIG. 6(a) is a diagram showing a part of the area image, FIG. 6(b) is a diagram of a dark side image generated from this area image, and FIG. 6(c) is a diagram generated from this area image. FIG. 10 is a diagram of a bright-side image; 図7は、領域画像を構成する各画素の明度と、その出現頻度とに基づくヒストグラムの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a histogram based on the brightness of each pixel forming an area image and its appearance frequency. 図8は、暗側画像(図6(b))に含まれる暗いオブジェクトの一つを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing one of the dark objects included in the dark side image (FIG. 6(b)). 図9は、明側画像(図6(c))に含まれる明るいオブジェクトの一つを示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing one bright object included in the bright side image (FIG. 6(c)). 図10は、判定処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of determination processing. 図11は、評価対象部材を用いて作製した試料を鏡面研磨した後、異なる腐食時間で腐食させた断面の対象画像を示す図である。11A and 11B are diagrams showing target images of cross sections obtained by mirror-polishing a sample produced using an evaluation target member and then corroding the sample with different corrosion times. 図12は、これら対象画像それぞれの輝度値(明度)に基づくヒストグラムを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing histograms based on luminance values (brightness) of each of these target images. 図13は、各ヒストグラムの最頻値と、各ヒストグラムに対応する対象画像による炭素濃度の推定値と実測値との差異との関係を示した図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the mode of each histogram and the difference between the estimated carbon concentration value and the actual measurement value of the target image corresponding to each histogram. 図14は、評価対象部材を用いて作製した試料を異なる研磨条件で研磨した後、腐食させた断面の対象画像を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a target image of a cross section of a sample produced using the member to be evaluated, which is corroded after being polished under different polishing conditions. 図15は、明側画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比と、各対象画像による炭素濃度の推定値と実測値との差異との関係を示した図である。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the aspect ratio of an object included in the light-side image and the difference between the estimated carbon concentration value and the actual measurement value for each target image. 図16は、変形例に係る判定処理のフローチャートの一部を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing part of a flowchart of determination processing according to a modification.

最初に実施形態の内容を列記して説明する。
[実施形態の概要]
(1)実施形態である研磨状態判定装置は、
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得する取得処理と、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理によって生成される画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、前記金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する研磨状態判定処理と、
を実行する処理部を備える。
First, the contents of the embodiments will be listed and explained.
[Overview of embodiment]
(1) A polishing state determination device according to an embodiment includes:
Acquisition processing for acquiring a target image to be determined from a microscopic image of a metal surface that has been corroded by a etchant for structure observation after polishing;
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. an image generation process that generates at least one of the dark side images shown as regions;
polishing state determination processing for outputting a determination result regarding the polishing state of the metal surface based on the value indicating the flatness of the object included in the image generated by the image generation processing;
A processing unit for executing

金属表面に研磨痕が存在すれば、画像生成処理によって生成される画像には研磨痕がオブジェクトとして現れる。研磨痕は線状であるので、研磨痕によるオブジェクトの扁平度は、組織粒のオブジェクトの扁平度と比較して大きくなる。
画像生成処理によって生成される画像に含まれるオブジェクトの中に、研磨痕によるオブジェクトが数多く存在すると、オブジェクトの扁平度を示す値も相対的に大きくなる。つまり、オブジェクトの扁平度を示す値は、研磨痕の量を示している。
よって、上記構成によれば、研磨時の研磨痕の有無による影響が及ぶオブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力するので、金属表面の研磨状態を定量的に判定することができる。この結果、金属表面の研磨状態を適切に判定することができる。
If there are polishing marks on the metal surface, the polishing marks appear as objects in the image generated by the image generation process. Since the polishing marks are linear, the flatness of the object due to the polishing marks is greater than the flatness of the object of the tissue grains.
If there are many objects with polishing marks among the objects included in the image generated by the image generation processing, the value indicating the flatness of the object becomes relatively large. That is, the value indicating the flatness of the object indicates the amount of polishing marks.
Therefore, according to the above configuration, the judgment result regarding the polished state of the metal surface is output based on the value indicating the flatness of the object affected by the presence or absence of polishing marks during polishing. can be determined accurately. As a result, the polished state of the metal surface can be determined appropriately.

(2)上記研磨状態判定装置において、
前記オブジェクトの扁平度を示す値は、前記オブジェクトのアスペクト比、円形度、及び長軸の長さの少なくともいずれか1つを含むことが好ましい。
この場合、オブジェクトのアスペクト比、円形度、及び長軸の長さの少なくともいずれかを用いて金属表面の研磨状態を定量的に判定することができる。
(2) In the polishing state determination device,
It is preferable that the value indicating the flatness of the object includes at least one of the aspect ratio, circularity, and major axis length of the object.
In this case, the polished state of the metal surface can be quantitatively determined using at least one of the aspect ratio, circularity, and major axis length of the object.

(3)上記研磨状態判定装置において、
前記処理部は、前記画像生成処理の前に、前記対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値とその出現頻度とに基づくヒストグラムに基づいて前記金属表面の腐食状態を判定する腐食状態判定処理を実行し、
前記画像生成処理では、前記腐食状態判定処理の判定結果が所定の条件を満たす場合、前記明側画像、又は、前記暗側画像の少なくともいずれか一方を生成してもよい。
この場合、金属表面の腐食状態を定量的に判定した後、金属表面の研磨状態を定量的に判定することができる。
(3) In the polishing state determination device,
The processing unit determines a corrosion state of the metal surface, prior to the image generation processing, based on a histogram based on a luminance value representing brightness of each pixel constituting the target image and its appearance frequency. Execute the judgment process,
In the image generation process, at least one of the bright side image and the dark side image may be generated when the determination result of the corrosion state determination process satisfies a predetermined condition.
In this case, after quantitatively determining the corrosion state of the metal surface, the polishing state of the metal surface can be quantitatively determined.

(4)他の観点から見た実施形態である研磨状態判定方法は、
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の研磨状態を判定する研磨状態判定方法であって、
前記金属表面の顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得し、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成し、
生成された画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する。
(4) A polishing state determination method, which is an embodiment viewed from another point of view,
A polished state determination method for determining the polished state of a metal surface corroded by a corrosive liquid for structure observation after polishing, comprising:
Acquiring a target image to be determined from the microscope image of the metal surface,
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. generating at least one of the dark side images shown as regions;
Based on the value indicating the flatness of the object included in the generated image, a determination result regarding the polished state of the metal surface is output.

上記構成によれば、研磨時の研磨痕の有無による影響が及ぶオブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力するので、金属表面の研磨状態を適切に判定することができる。 According to the above configuration, the determination result regarding the polished state of the metal surface is output based on the value indicating the flatness of the object affected by the presence or absence of polishing marks during polishing, so the polished state of the metal surface can be appropriately determined. can do.

(5)また、他の観点から見た実施形態である品質評価装置は、
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の顕微鏡画像に基づいて前記金属の品質評価を行う品質評価装置であって、
前記顕微鏡画像から前記金属表面の研磨状態の判定対象となる対象画像を取得する取得処理と、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理によって生成される画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する研磨状態判定処理と、
前記研磨状態判定処理の判定結果が所定の条件を満たす場合、前記顕微鏡画像から品質評価対象となる領域の領域画像を取得し、前記領域画像に基づくグレースケール画像から、前記明側画像、及び前記暗側画像を生成し、前記明側画像、及び前記暗側画像に基づいて、前記金属の物性値の推定値を求める品質評価処理と、
を実行する処理部を備える。
(5) In addition, the quality evaluation device, which is an embodiment viewed from another point of view,
A quality evaluation device for evaluating the quality of the metal based on a microscope image of the metal surface corroded by the etchant for structure observation after polishing,
Acquisition processing for acquiring a target image from the microscope image, which is an object for determining the polishing state of the metal surface;
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. an image generation process that generates at least one of the dark side images shown as regions;
polishing state determination processing for outputting a determination result regarding the polishing state of the metal surface based on the value indicating the flatness of the object included in the image generated by the image generation processing;
When the judgment result of the polishing state judgment processing satisfies a predetermined condition, an area image of an area to be subjected to quality evaluation is obtained from the microscope image, and the light side image and the bright side image and the light side image are obtained from a grayscale image based on the area image. a quality evaluation process of generating a dark side image and obtaining an estimated physical property value of the metal based on the bright side image and the dark side image;
A processing unit for executing

上記構成によれば、金属表面の研磨状態を定量的に判定することができるので、金属表面の研磨状態を適切に判定することができる。この結果、例えば、金属表面の研磨状態が不良な顕微鏡画像については、品質評価処理に用いないようにすることができ、物性値の推定精度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, the polished state of the metal surface can be determined quantitatively, so that the polished state of the metal surface can be appropriately determined. As a result, for example, a microscopic image of a poorly polished metal surface can be prevented from being used in the quality evaluation process, thereby suppressing a decrease in accuracy in estimating physical property values.

[実施形態の詳細]
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔システムの全体構成について〕
図1は、品質評価システムの一例を示すブロック図である。
図1中の品質評価システム1は、金属表面の顕微鏡画像に基づいて金属の品質評価を行う機能を有する。
品質評価システム1は、顕微鏡2と、カメラ3と、品質評価装置4とを備える。
顕微鏡2は、金属表面の観察が可能な金属顕微鏡である。
カメラ3は、顕微鏡2に組み込まれ、顕微鏡2の観察画像を撮像する機能を有する。カメラ3は、品質評価装置4に接続されており、撮像した顕微鏡画像を画像データとして品質評価装置4へ与える。
[Details of embodiment]
Preferred embodiments are described below with reference to the drawings.
[Regarding the overall system configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a quality evaluation system.
A quality evaluation system 1 in FIG. 1 has a function of evaluating the quality of metal based on a microscope image of the metal surface.
A quality evaluation system 1 includes a microscope 2 , a camera 3 and a quality evaluation device 4 .
The microscope 2 is a metallurgical microscope capable of observing metal surfaces.
The camera 3 is incorporated in the microscope 2 and has a function of capturing an observation image of the microscope 2 . The camera 3 is connected to the quality evaluation device 4, and provides the captured microscope image to the quality evaluation device 4 as image data.

品質評価装置4は、プロセッサ5と、記憶装置6とを有するコンピュータによって構成される。また、品質評価装置4は、作業者による入力を受け付けるとともに、作業者へ情報等を出力する機能を有する入出力部7を備える。入出力部7は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、モニタ、スピーカ、プリンタ、インジケータ等である。 The quality evaluation device 4 is composed of a computer having a processor 5 and a storage device 6 . The quality evaluation device 4 also includes an input/output unit 7 having a function of receiving input from the operator and outputting information and the like to the operator. The input/output unit 7 is, for example, a keyboard, mouse, touch panel, monitor, speaker, printer, indicator, and the like.

記憶装置6は、プロセッサ5が実行するコンピュータプログラム等が記憶されている。プロセッサ5は、記憶装置6のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、プロセッサ5が有する以下に説明する各処理を実行する。
また、記憶装置6は、カメラ3から与えられる顕微鏡画像6aと、閾値データ6bと、品質評価モデル6cとを記憶する。
顕微鏡画像6aは、カメラ3から与えられる画像データである。
閾値データ6bは、後述する腐食状態判定処理や、研磨状態判定処理にて用いられる閾値である上下限値Th1~Th4を含む。プロセッサ5は、必要に応じて閾値データ6bの上下限値Th1~Th4を参照する。
品質評価モデル6cは、後述する品質評価処理にて用いられるモデルである。品質評価モデル6cには、炭素濃度推定用モデル、残留オーステナイト量推定用モデル、及び、硬さ推定用モデルが含まれる。
The storage device 6 stores computer programs and the like executed by the processor 5 . The processor 5 reads the computer program recorded in a computer-readable non-transitory recording medium such as the storage device 6, and executes each process of the processor 5 described below.
The storage device 6 also stores a microscope image 6a provided from the camera 3, threshold data 6b, and a quality evaluation model 6c.
A microscope image 6 a is image data provided from the camera 3 .
The threshold data 6b includes upper and lower limit values Th1 to Th4, which are threshold values used in the corrosion state determination process and the polishing state determination process, which will be described later. The processor 5 refers to the upper and lower limit values Th1 to Th4 of the threshold data 6b as necessary.
The quality evaluation model 6c is a model used in quality evaluation processing, which will be described later. The quality evaluation model 6c includes a carbon concentration estimation model, a retained austenite amount estimation model, and a hardness estimation model.

プロセッサ5は、上述のコンピュータプログラムを実行することで、取得処理5a、腐食状態判定処理5b、画像生成処理5c、研磨状態判定処理5d、及び品質評価処理5eを実行する。これら各処理については、後に説明する。 The processor 5 executes the acquisition process 5a, the corrosion state determination process 5b, the image generation process 5c, the polishing state determination process 5d, and the quality evaluation process 5e by executing the computer program described above. Each of these processes will be described later.

〔品質評価方法について〕
図2は、品質評価システム1を用いた品質評価方法の一例を示すフローチャートである。
本システム1は、低炭素鋼、低炭素合金鋼等を用いた部材の熱処理品の品質評価を行うことができる。低炭素鋼としては、S10C、S25C、S40Cが挙げられる。低炭素合金鋼としては、SCr415、SCM415、SCM435、SNCM420、SAE5120等が挙げられる。
[About the quality evaluation method]
FIG. 2 is a flow chart showing an example of a quality evaluation method using the quality evaluation system 1. FIG.
The system 1 can evaluate the quality of heat-treated members made of low-carbon steel, low-carbon alloy steel, or the like. Low carbon steels include S10C, S25C, and S40C. SCr415, SCM415, SCM435, SNCM420, SAE5120 etc. are mentioned as low carbon alloy steel.

以下では、品質評価の対象である評価対象部材を転がり軸受の軌道輪を用いた場合について説明する。この軌道輪は、低炭素合金鋼又は低炭素鋼を用いて形成された部材であり、より具体的には、SAE5120である。軌道輪は、浸炭焼き入れの後、焼き戻しされている。
本品質評価方法では、品質評価に用いる値として、軌道輪の浸炭箇所の炭素濃度、残留オーステナイト量、硬さ等の物性値の推定値を求める。よって、軌道輪の浸炭層が品質評価対象となる領域となる。
In the following, a description will be given of a case where a bearing ring of a rolling bearing is used as an evaluation object member that is an object of quality evaluation. This bearing ring is a member formed using low-carbon alloy steel or low-carbon steel, more specifically SAE5120. The bearing rings are tempered after carburizing and quenching.
In this quality evaluation method, estimated values of physical properties such as carbon concentration, amount of retained austenite, and hardness of the carburized portion of the bearing ring are obtained as values used for quality evaluation. Therefore, the carburized layer of the bearing ring is an area subject to quality evaluation.

本品質評価方法では、まず、軌道輪を用いて試料作製を行い(図2中、ステップS1)、試料の研磨及び腐食(図2中、ステップS2)を行う。 In this quality evaluation method, first, a bearing ring is used to prepare a sample (Step S1 in FIG. 2), and the sample is polished and corroded (Step S2 in FIG. 2).

図3は、試料作製、及び、試料の研磨、腐食の工程を説明するための図である。
試料作製工程において、まず、評価対象部材である軌道輪100を高速カッタ等で切断し、切断片102を得る。その切断片102を樹脂104で埋包することで、試料106を得る。
このとき、切断片102の断面102aは、試料106の観察面106aにおいて露出している。
次いで、研磨及び腐食工程において、試料106の観察面106aを金属研磨機等によって研磨する。観察面106aは、耐水ペーパーによる研磨の後、ダイヤモンドペースト等による研磨がなされる。これにより、観察面106a(断面102a)は鏡面研磨される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the steps of preparing a sample, polishing the sample, and corroding the sample.
In the sample preparation process, first, a cut piece 102 is obtained by cutting the bearing ring 100, which is a member to be evaluated, with a high-speed cutter or the like. A sample 106 is obtained by embedding the cut piece 102 in a resin 104 .
At this time, the cross section 102 a of the cut piece 102 is exposed on the observation surface 106 a of the sample 106 .
Next, in the polishing and corrosion process, the observation surface 106a of the sample 106 is polished with a metal polisher or the like. The observation surface 106a is polished with diamond paste or the like after being polished with waterproof paper. Thereby, the observation surface 106a (cross section 102a) is mirror-polished.

次に、鏡面研磨された観察面106aをナイタール液(硝酸アルコール液)等の組織観察用腐食液に所定時間浸漬し、断面102aを腐食(エッチング)させる。 Next, the mirror-polished observation surface 106a is immersed in an etchant for structure observation such as a nital solution (nitric acid alcohol solution) for a predetermined period of time to corrode (etch) the cross section 102a.

次に、試料106を顕微鏡2にセットし、断面102aのうち、必要な箇所を顕微鏡2の視野に設定し、顕微鏡画像の撮像を行う(図2中、ステップS3)。
本方法では、評価対象部材である軌道輪100の浸炭層が品質評価対象であるので、断面102aにおける浸炭層の部分を顕微鏡2の視野に入れ、カメラ3によって顕微鏡画像を撮像する。これによって、断面102aにおける浸炭層の顕微鏡画像が撮像される。
上記ステップS1~S3までの作業は、作業者によって行われる。
Next, the sample 106 is set on the microscope 2, a necessary portion of the cross section 102a is set in the field of view of the microscope 2, and a microscope image is captured (step S3 in FIG. 2).
In this method, the carburized layer of bearing ring 100, which is the member to be evaluated, is subject to quality evaluation. Thereby, a microscope image of the carburized layer in the cross section 102a is captured.
The work from steps S1 to S3 is performed by an operator.

カメラ3によって撮像された顕微鏡画像は、品質評価装置4に与えられる。
顕微鏡画像が与えられた品質評価装置4は、判定処理を実行する(図2中、ステップS4)。
図2中のステップS4における判定処理は、組織観察用腐食液によって腐食された金属表面である試料106の断面102aの腐食状態及び研磨状態を判定し、断面102aの腐食状態及び研磨状態に関する判定結果を出力する処理である。
この判定処理については、後に説明する。
A microscope image captured by camera 3 is provided to quality evaluation device 4 .
The quality evaluation device 4 provided with the microscope image executes determination processing (step S4 in FIG. 2).
The determination process in step S4 in FIG. 2 determines the corroded state and polished state of the cross section 102a of the sample 106, which is the metal surface corroded by the etchant for structure observation, and determines the corroded state and polished state of the cross section 102a. is output.
This determination processing will be described later.

品質評価装置4は、断面102aの腐食状態及び研磨状態に関する判定結果として、「合格」、又は「不合格」のいずれかを示す情報を作業者に対して出力する。
品質評価装置4から出力される判定処理の結果が「不合格」を示す場合、作業者は、再度、試料の研磨及び腐食(図2中、ステップS2)を行い、順次、作業をやり直す。
The quality evaluation device 4 outputs to the operator information indicating either "accepted" or "failed" as the judgment result regarding the corroded state and polished state of the cross section 102a.
When the result of the determination process output from the quality evaluation device 4 indicates "failed", the operator polishes and corrodes the sample again (step S2 in FIG. 2), and repeats the work sequentially.

一方、品質評価装置4から出力される判定処理の結果が「合格」を示す場合、作業者は、上記試料106の顕微鏡画像を撮像する(図2中、ステップS6)。
ここで撮像される顕微鏡画像は、品質評価処理に用いる画像である。品質評価処理では、顕微鏡画像の撮像範囲よりも広い範囲の金属組織を撮像した画像が必要な場合がある。この場合、ステップS6では、顕微鏡画像の撮像範囲よりも広い範囲を撮像対象範囲とする。この撮像対象範囲を顕微鏡画像の撮像範囲に応じて複数に分割し、複数の分割範囲を撮像した複数の顕微鏡画像を得る。より具体的には、浸炭層は、断面102aにおける軌道面102a1(図3)から、軌道面102a1の直下1mm~3mm程度の深さまでの範囲に存在している。よって、軌道面102a1の輪郭に沿って浸炭層を含むように撮像対象範囲を定め、軌道面102a1の輪郭に沿って撮像対象範囲を分割し、複数の顕微鏡画像を得る。
On the other hand, when the result of the determination process output from the quality evaluation device 4 indicates "accepted", the operator picks up a microscope image of the sample 106 (step S6 in FIG. 2).
The microscope image captured here is an image used for quality evaluation processing. The quality evaluation process may require an image of the metal structure in a wider range than the imaging range of the microscope image. In this case, in step S6, a range wider than the imaging range of the microscope image is set as the imaging target range. This imaging target range is divided into a plurality of areas according to the imaging range of the microscope image, and a plurality of microscope images obtained by imaging the divided areas are obtained. More specifically, the carburized layer exists in a range from the raceway surface 102a1 (FIG. 3) in the cross section 102a to a depth of about 1 mm to 3 mm directly below the raceway surface 102a1. Therefore, an imaging target range is determined along the contour of the track surface 102a1 so as to include the carburized layer, and the imaging target range is divided along the contour of the track surface 102a1 to obtain a plurality of microscope images.

図2中、ステップS6にて撮像された顕微鏡画像は、品質評価装置4に与えられる。
複数の顕微鏡画像が与えられた品質評価装置4のプロセッサ5は、複数の顕微鏡画像を記憶装置6に記憶し、品質評価処理5eを実行する(図1、及び図2中、ステップS7)。
In FIG. 2, the microscopic image captured in step S6 is given to the quality evaluation device 4. As shown in FIG.
The processor 5 of the quality evaluation device 4 to which the multiple microscopic images have been supplied stores the multiple microscopic images in the storage device 6 and executes the quality evaluation processing 5e (step S7 in FIGS. 1 and 2).

図4は、品質評価処理の一例を示すフローチャートである。
複数の顕微鏡画像とともに品質評価処理を行う旨の命令が与えられると、プロセッサ5は、品質評価処理5eを開始し、品質評価の対象となる領域の領域画像を取得する(図4中、ステップS10)。
領域画像は、与えられた複数の顕微鏡画像から取得される。プロセッサ5は、複数の顕微鏡画像同士を繋げ、撮像対象範囲全体を示す画像を生成する。プロセッサ5は、撮像対象範囲全体を示す画像から、断面102aにおける浸炭層の部分の画像を領域画像として取得する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of quality evaluation processing.
When an instruction to perform quality evaluation processing is given along with a plurality of microscope images, the processor 5 starts the quality evaluation processing 5e and acquires an area image of the area subject to quality evaluation (step S10 in FIG. 4). ).
An area image is obtained from the given microscopic images. The processor 5 connects a plurality of microscope images to generate an image showing the entire imaging target range. The processor 5 acquires an image of the carburized layer portion in the cross section 102a as an area image from the image showing the entire imaging target range.

図5(a)は、撮像対象範囲全体を示す画像の一例であり、図5(b)は、撮像対象範囲全体を示す画像から取得された領域画像の一例である。
図5(a)では、軌道面102a1の輪郭に沿って、軌道面102a1から深さ方向に数100μmの範囲で断面102aが撮像されている。
プロセッサ5は、例えば、図5(a)中、軌道面102a1から深さ方向に50~100μm進んだ地点付近における帯状の領域を領域画像として取得する。領域画像の深さ方向の幅寸法は50~100μm程度である。
FIG. 5A is an example of an image showing the entire imaging target range, and FIG. 5B is an example of an area image obtained from the image showing the entire imaging target range.
In FIG. 5A, the cross section 102a is imaged in a range of several hundred μm in the depth direction from the raceway surface 102a1 along the contour of the raceway surface 102a1.
For example, the processor 5 acquires a belt-like area near a point 50 to 100 μm in the depth direction from the track surface 102a1 in FIG. 5(a) as an area image. The width dimension of the area image in the depth direction is about 50 to 100 μm.

領域画像を取得すると、プロセッサ5は、領域画像についてグレースケール画像とした後、画像処理を行う(図4中、ステップS11)。
画像処理には、前処理と、明側画像と暗側画像とを生成する処理とが含まれる。
前処理は、グレースケール画像に変換された領域画像に含まれるノイズを除去する処理と、領域画像に撮像されている結晶粒の輪郭を明確にする処理とが含まれる。
After obtaining the area image, the processor 5 converts the area image into a grayscale image and then performs image processing (step S11 in FIG. 4).
Image processing includes preprocessing and processing to generate a bright side image and a dark side image.
The preprocessing includes a process of removing noise contained in the area image converted to the grayscale image, and a process of clarifying the contours of the crystal grains captured in the area image.

領域画像は、複数の顕微鏡画像同士を繋げたものであるため、輝度値(明度)が周期的に変動する。ノイズを除去する処理では、このような周期的な明度の変動となって現れるノイズを、領域画像を構成する各画素の明度を補正することで除去する。
また、結晶粒の輪郭を明確にする処理では、領域画像を構成する各画素の明度と、その出現頻度とに基づくヒストグラムの累積度数の傾きが一定になるように、各画素の明度を補正する。
Since the area image is obtained by connecting a plurality of microscope images, the brightness value (brightness) varies periodically. In the process of removing noise, such noise that appears as periodic fluctuations in brightness is removed by correcting the brightness of each pixel that constitutes the area image.
In addition, in the process of clarifying the outline of the crystal grain, the brightness of each pixel constituting the area image and the brightness of each pixel are corrected so that the slope of the cumulative frequency of the histogram based on the frequency of appearance thereof becomes constant. .

上記画像処理を終えると、プロセッサ5は、明側画像と暗側画像とを生成する処理を実行する。
図6(a)は、領域画像の一部を示す図、図6(b)は、この領域画像から生成された暗側画像の図、図6(c)は、この領域画像から生成された明側画像の図である。
暗側画像は、領域画像中の組織粒が暗いオブジェクト(黒のオブジェクト)として示され、その他が明るい領域(白い領域)として示される画像である。
明側画像は、領域画像中の組織粒が明るいオブジェクト(白のオブジェクト)として示され、その他が暗い領域(黒の領域)として示される画像である。
After finishing the image processing, the processor 5 executes processing for generating a bright side image and a dark side image.
FIG. 6(a) is a diagram showing a part of the area image, FIG. 6(b) is a diagram of a dark side image generated from this area image, and FIG. It is a figure of a bright side image.
The dark side image is an image in which tissue grains in the area image are shown as dark objects (black objects) and other areas are shown as bright areas (white areas).
The bright-side image is an image in which tissue grains in the area image are shown as bright objects (white objects) and other areas are shown as dark areas (black areas).

暗側画像(図6(b))において暗いオブジェクトとして示される粒と、明側画像(図6(c))において明るいオブジェクトとして示される粒とは、別の粒を示している。
暗いオブジェクト(暗い領域)は、前記エッチングによる腐食が進んでいる領域であり、明るいオブジェクト(明るい領域)は、前記エッチングによる腐食が進んでいない領域である。
明側画像及び暗側画像は、プロセッサ5によって以下のように生成される。
まず、前処理を行ったグレースケール画像(図6(a))から、ヒストグラムを生成する。このヒストグラムは、領域画像を構成する各画素の明度と、その出現頻度とに基づくヒストグラムである。
図7は、上記ヒストグラムの一例を示す図であり、横軸は、明度(0~255)であり、縦軸が、出現頻度である。図7には、明度毎(階調毎)の累積度数を示す曲線Lについても示されている。
The grain shown as a dark object in the dark side image (FIG. 6B) and the grain shown as a bright object in the bright side image (FIG. 6C) indicate different grains.
Dark objects (dark areas) are areas where corrosion due to the etching has progressed, and bright objects (bright areas) are areas where corrosion due to the etching has not progressed.
The bright-side and dark-side images are generated by processor 5 as follows.
First, a histogram is generated from the preprocessed grayscale image (FIG. 6(a)). This histogram is a histogram based on the brightness of each pixel forming the area image and its appearance frequency.
FIG. 7 is a diagram showing an example of the above histogram, in which the horizontal axis is brightness (0 to 255) and the vertical axis is appearance frequency. FIG. 7 also shows a curve L indicating the cumulative frequency for each brightness (for each gradation).

明側画像及び暗側画像を生成するために、明度に対して、第1閾値と、第2閾値とが、予め設定される。
図7に示すヒストグラムにおいて、暗い側(明度0)からの累積比率が第1設定値となる明度が、第1閾値として設定される。前記第1設定値は、例えば30%以上、50%以下の値が採用される。例えば、第1設定値として40%が採用される場合、図7に示すヒストグラムでは、暗い側(明度0)からの累積比率が40%となる明度(ここでは明度「100」であるとする)が、第1閾値として設定される。
また、図7に示すヒストグラムにおいて、明るい側(明度255)からの累積比率が第2設定値となる明度が、前記第2閾値として設定される。第2設定値は、例えば10%以上、30%以下の値が採用される。例えば、第2設定値として20%が採用される場合、図7に示すヒストグラムでは、明るい側(明度255)からの累積比率が20%となる明度(ここでは明度「180」であるとする)が、第2閾値として設定される。第2閾値は第1閾値よりも大きな値となる。
A first threshold and a second threshold are set in advance for the lightness in order to generate the bright side image and the dark side image.
In the histogram shown in FIG. 7, the lightness at which the cumulative ratio from the dark side (lightness 0) is the first set value is set as the first threshold. For example, a value of 30% or more and 50% or less is adopted as the first set value. For example, when 40% is adopted as the first set value, in the histogram shown in FIG. 7, the brightness (here, the brightness is "100") at which the cumulative ratio from the dark side (brightness 0) is 40%. is set as the first threshold.
Also, in the histogram shown in FIG. 7, the lightness at which the cumulative ratio from the bright side (lightness 255) is the second set value is set as the second threshold. For example, a value of 10% or more and 30% or less is adopted as the second set value. For example, when 20% is adopted as the second set value, in the histogram shown in FIG. 7, the lightness (here, lightness "180") at which the cumulative ratio from the bright side (lightness 255) is 20%. is set as the second threshold. The second threshold becomes a larger value than the first threshold.

前処理が行われた領域画像(図6(a))の各画素のうち、明度が第1閾値以下(明度が100以下)の画素は、暗いオブジェクトを構成する要素とされる。これに対して、明度が第2閾値を超える(明度が180を超える)画素は、明るいオブジェクトを構成する要素とされる。これにより、領域画像(図6(a))から、前記第1閾値以下の画素は黒であってその他の領域は白となる暗側画像(図6(b))が生成される。また、領域画像(図6(a))から、第2閾値を超える領域は白であってその他の領域は黒となる明側画像(図6(c))が生成される。
以上のようにして、プロセッサ5は、領域画像に基づいて、明側画像と暗側画像とを生成する。
Among the pixels of the preprocessed area image (FIG. 6(a)), the pixels whose lightness is equal to or less than the first threshold value (lightness is equal to or less than 100) are regarded as elements forming a dark object. On the other hand, a pixel whose lightness exceeds the second threshold (lightness exceeds 180) is regarded as an element forming a bright object. As a result, a dark side image (FIG. 6B) is generated from the area image (FIG. 6A) in which the pixels below the first threshold are black and the other areas are white. Further, from the area image (FIG. 6(a)), a bright side image (FIG. 6(c)) is generated in which the area exceeding the second threshold is white and the other area is black.
As described above, the processor 5 generates the bright side image and the dark side image based on the area image.

明側画像及び暗側画像を生成すると、プロセッサ5は、明側画像及び暗側画像に基づいて特徴量の算出を行う(図4中、ステップS12)。
図6(b)に示すように、暗側画像は、組織粒が暗いオブジェクト(黒のオブジェクト)として示される画像である。プロセッサ5は、暗側画像(図6(b))に含まれる複数のオブジェクトの暗側特徴量を求める。
図6(c)に示すように、明側画像は、組織粒が明るいオブジェクト(白のオブジェクト)として示される画像である。プロセッサ5は、明側画像(図6(c))に含まれる複数のオブジェクトの明側特徴量を求める。
After generating the bright-side image and the dark-side image, the processor 5 calculates feature amounts based on the bright-side image and the dark-side image (step S12 in FIG. 4).
As shown in FIG. 6B, the dark side image is an image in which tissue grains are shown as dark objects (black objects). The processor 5 obtains dark side feature amounts of a plurality of objects included in the dark side image (FIG. 6(b)).
As shown in FIG. 6C, the bright side image is an image in which tissue grains are shown as bright objects (white objects). The processor 5 obtains bright-side feature amounts of a plurality of objects included in the bright-side image (FIG. 6(c)).

図8は、暗側画像(図6(b))に含まれる暗いオブジェクトの一つを示す説明図である。図9は、明側画像(図6(c))に含まれる明るいオブジェクトの一つを示す説明図である。明側画像及び暗側画像それぞれから、複数のオブジェクトが抽出される。抽出されるオブジェクトは、所定の面積を有する一つの塊部分である。なお、面積が閾値よりも小さいオブジェクト、及び、面積が閾値よりも大きいオブジェクトについては、抽出するオブジェクトから除外される。暗側画像から抽出された各オブジェクトの暗側特徴量が求められる。明側画像から抽出された各オブジェクトの明側特徴量が求められる。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing one of the dark objects included in the dark side image (FIG. 6(b)). FIG. 9 is an explanatory diagram showing one bright object included in the bright side image (FIG. 6(c)). A plurality of objects are extracted from each of the bright side image and the dark side image. The object to be extracted is one block part with a given area. An object whose area is smaller than the threshold and an object whose area is larger than the threshold are excluded from the objects to be extracted. A dark side feature amount of each object extracted from the dark side image is obtained. A bright side feature amount of each object extracted from the bright side image is obtained.

暗側特徴量の例として、暗いオブジェクトの、長軸、短軸、角度、円形度、明度の最大値、歪度、ピクセル数、アスペクト比、調密度等が挙げられる。
明側特徴量の例として、明るいオブジェクトの明度の最大値、長軸、角度、円形度、明度の中央値、尖度、歪度、ピクセル数、アスペクト比等が挙げられる。
図8及び図9に示すように、長軸はオブジェクトの最大寸法であり、短軸は長軸に直交する方向の最大寸法である。角度は、前記幅方向に対する長軸の傾き角度である。円形度は「4π×(オブジェクトの面積)/(オブジェクトの周囲長)^2」の計算値である。アスペクト比は「長軸/短軸」の計算値である。調密度は「(オブジェクトの面積)/(オブジェクトを囲む最小の四角形の面積)」の計算値である。明度の中央値は次のとおりである。「グレースケール画像(図6(a))における、特徴量を求める対象となるオブジェクトについて、横軸を明度とし縦軸を頻度としたヒストグラムを作成した場合に、そのヒストグラムの中央値」。明度の最大値は次のとおりである。「前記ヒストグラムを作成した場合に、そのヒストグラムの最大値」。歪度及び尖度は、前記ヒストグラムの形状から算出される値である。
Examples of the dark side feature amount include long axis, short axis, angle, degree of circularity, maximum value of lightness, degree of skewness, number of pixels, aspect ratio, degree of tone, etc. of a dark object.
Examples of the light-side feature amount include the maximum brightness value, major axis, angle, circularity, median brightness value, kurtosis, skewness, number of pixels, and aspect ratio of a bright object.
As shown in FIGS. 8 and 9, the major axis is the maximum dimension of the object and the minor axis is the maximum dimension perpendicular to the major axis. The angle is the inclination angle of the long axis with respect to the width direction. The degree of circularity is a calculated value of “4π×(area of object)/(perimeter of object)̂2”. Aspect ratio is a calculated value of "major axis/minor axis". The degree of alignment is a calculated value of "(area of object)/(area of smallest rectangle enclosing object)". The median values of brightness are as follows. "A median value of a histogram created with brightness on the horizontal axis and frequency on the vertical axis for an object for which a feature amount is to be obtained in a grayscale image (FIG. 6(a))". The maximum brightness values are as follows. "Maximum value of the histogram if the above histogram is created". Skewness and kurtosis are values calculated from the shape of the histogram.

明側画像及び暗側画像に基づいて明側特徴量及び暗側特徴量の算出を行うと、プロセッサ5は、複数のオブジェクトそれぞれの明側特徴量及び暗側特徴量を正規化し、正規化した明側特徴量及び暗側特徴量に基づいて炭素濃度、残留オーステナイト量、硬さ等の物性値の推定値を演算する(図4中、ステップS13)。
プロセッサ5は、記憶装置6の品質評価モデル6cを参照し、物性値の推定値を演算する。
After calculating the bright side feature amount and the dark side feature amount based on the bright side image and the dark side image, the processor 5 normalizes the bright side feature amount and the dark side feature amount of each of the plurality of objects. Estimated physical property values such as carbon concentration, retained austenite amount, and hardness are calculated based on the bright side feature amount and the dark side feature amount (step S13 in FIG. 4).
The processor 5 refers to the quality evaluation model 6c in the storage device 6 and calculates the estimated physical property value.

品質評価モデル6cには、上述したように、炭素濃度推定用モデル、残留オーステナイト量推定用モデル、及び、硬さ推定用モデルが含まれる。
これら各モデルは、明側特徴量及び暗側特徴量に基づいて、炭素濃度の推定値、残留オーステナイト量の推定値、及び、硬さの推定値を求めるための演算式である。各モデルは、明側特徴量及び暗側特徴量と、各推定値とが対応付けられた教師データを用いて機械学習されたモデルである。
プロセッサ5は、図4中のステップS12にて求めた明側特徴量及び暗側特徴量をデータセットとして用い、各推定値を演算し、入出力部7を通じて出力し、品質評価処理を終える。
The quality evaluation model 6c includes the carbon concentration estimation model, the retained austenite amount estimation model, and the hardness estimation model, as described above.
Each of these models is an arithmetic expression for obtaining an estimated value of carbon concentration, an estimated amount of retained austenite, and an estimated value of hardness based on the bright side feature amount and the dark side feature amount. Each model is machine-learned using teacher data in which the bright-side feature amount, the dark-side feature amount, and each estimated value are associated with each other.
The processor 5 uses the bright side feature amount and the dark side feature amount obtained in step S12 in FIG. 4 as a data set, calculates each estimated value, outputs the estimated value through the input/output unit 7, and ends the quality evaluation process.

〔判定処理について〕
図2中、ステップS3によって撮像された顕微鏡画像が与えられた品質評価装置4は、顕微鏡画像を記憶装置6に記憶し、判定処理を実行する(図2中、ステップS4)。
図10は、判定処理の一例を示すフローチャートである。
上述したように、判定処理は、組織観察用腐食液によって腐食された金属表面である試料106の断面102aの腐食状態及び研磨状態を判定し、断面102aの腐食状態及び研磨状態に関する判定結果を出力する処理である。
[Regarding judgment processing]
In FIG. 2, the quality evaluation device 4 to which the microscopic image captured in step S3 is given stores the microscopic image in the storage device 6, and executes determination processing (step S4 in FIG. 2).
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of determination processing.
As described above, the determination process determines the corroded state and polished state of the cross section 102a of the sample 106, which is the metal surface corroded by the etchant for structure observation, and outputs the determination results regarding the corroded state and polished state of the cross section 102a. It is a process to

判定処理において、まず、プロセッサ5は、取得処理5a(図1)を実行し、与えられた顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得する(図10中、ステップS21)。
対象画像とは、断面102aの腐食状態及び研磨状態の判定対象となる画像である。
対象画像は、顕微鏡画像に含まれる断面102aの部分の画像であればよいが、図6中、ステップS10における領域画像と同様、断面102aにおける浸炭部分の画像を対象画像として取得することが好ましい。
In the determination process, the processor 5 first executes the acquisition process 5a (FIG. 1) to acquire a target image to be determined from the given microscope image (step S21 in FIG. 10).
The target image is an image for which the corroded state and polished state of the cross section 102a are to be determined.
The target image may be an image of the portion of the cross section 102a included in the microscope image, but it is preferable to acquire the image of the carburized portion of the cross section 102a as the target image, as with the region image in step S10 in FIG.

対象画像を取得すると、プロセッサ5は、腐食状態判定処理5b(図1)を実行し、対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値(明度又は暗度)と、その出現頻度とに基づくヒストグラムから判定値を求め、求めた判定値と、判定値に対して設定された閾値とを比較する。なお、本実施形態では、判定値として、前記ヒストグラムから求めることができる最頻値を用い(図10中、ステップS22)、求めた最頻値と、最頻値に対して設定された最頻値閾値(上限値Th1、下限値Th2)とを比較する(ステップS23)。
より具体的に、プロセッサ5は、最頻値が下限値Th2以上、かつ、上限値Th1以下であるか否かを判定する(ステップS23)。
After obtaining the target image, the processor 5 executes the corrosion state determination processing 5b (FIG. 1), and determines the brightness value (brightness or darkness) representing the brightness of each pixel constituting the target image and the frequency of appearance thereof. A judgment value is obtained from the histogram based on the above, and the obtained judgment value is compared with a threshold value set for the judgment value. In this embodiment, the mode value that can be obtained from the histogram is used as the determination value (step S22 in FIG. 10). value thresholds (upper limit value Th1, lower limit value Th2) are compared (step S23).
More specifically, the processor 5 determines whether or not the mode is equal to or greater than the lower limit value Th2 and equal to or less than the upper limit value Th1 (step S23).

最頻値に対して設定される上限値Th1及び下限値Th2は、評価対象部材の材質に応じて設定される。例えば、本実施形態の評価対象部材の材質(低炭素合金鋼又は低炭素鋼)の場合、上限値Th1は185、下限値Th2は70に設定されている。
これら上限値Th1及び下限値Th2は、以下のように設定される。
The upper limit value Th1 and the lower limit value Th2 set for the mode value are set according to the material of the member to be evaluated. For example, in the case of the material (low-carbon alloy steel or low-carbon steel) of the member to be evaluated in this embodiment, the upper limit value Th1 is set to 185 and the lower limit value Th2 is set to 70.
These upper limit value Th1 and lower limit value Th2 are set as follows.

すなわち、腐食の状態が異なる断面102aの対象画像を複数取得し、各対象画像の輝度値に基づくヒストグラムの最頻値を求めた。さらに、各対象画像を用いて炭素濃度の推定値を求めるとともに、各対象画像について炭素濃度の実測値と推定値との差異を求め、各対象画像の差異と、各対象画像に対応するヒストグラムの最頻値とに基づいて、上限値Th1及び下限値Th2を設定した。 That is, a plurality of target images of the cross section 102a with different corrosion states were acquired, and the mode of the histogram based on the luminance value of each target image was obtained. Furthermore, the estimated value of the carbon concentration is obtained using each target image, the difference between the measured value and the estimated value of carbon concentration is obtained for each target image, the difference of each target image, and the histogram corresponding to each target image. The upper limit value Th1 and the lower limit value Th2 were set based on the mode and the frequency.

図11は、評価対象部材を用いて作製した試料106を鏡面研磨した後、異なる腐食時間で腐食させた断面102aの対象画像を示す図である。
各対象画像は、同じ試料106を同じ条件で鏡面研磨し、異なる腐食時間で腐食させた断面102aを撮像した画像である。また、腐食には3%のナイタール液を用い、各画像を取得する際の顕微鏡2の光源の輝度は一定として対象画像を取得した。
図11では、紙面左側より順判に、腐食時間1秒、3秒、5秒、7秒、10秒の対象画像を示している。図11に示すように、腐食時間が長くなればなるほど断面102aの腐食が進行しており、断面102aにおける組織粒が濃く現れている。
FIG. 11 is a diagram showing a target image of a cross section 102a of a sample 106 produced using a member to be evaluated, which is mirror-polished and then corroded for different corrosion times.
Each target image is an image of a cross section 102a obtained by mirror-polishing the same sample 106 under the same conditions and corroding it for different corrosion times. In addition, a 3% nital solution was used for corrosion, and the target image was acquired with the brightness of the light source of the microscope 2 being constant when acquiring each image.
In FIG. 11, target images with corrosion times of 1 second, 3 seconds, 5 seconds, 7 seconds, and 10 seconds are shown in order from the left side of the paper. As shown in FIG. 11, the corrosion of the cross section 102a progresses as the corrosion time increases, and the texture grains in the cross section 102a appear densely.

図12は、これら対象画像それぞれの輝度値(明度)に基づくヒストグラムを示す図である。図12中、横軸は対象画像を構成する各画素の輝度値である明度を示す。縦軸は各明度の出現頻度を示す。明度は、上述したように、0から255の256階調であるものとする。
図12中、ヒストグラムH1は腐食時間1秒の対象画像に対応するヒストグラム、ヒストグラムH3は腐食時間3秒の対象画像に対応するヒストグラム、ヒストグラムH5は腐食時間5秒の対象画像に対応するヒストグラム、ヒストグラムH7は腐食時間7秒の対象画像に対応するヒストグラム、ヒストグラムH10は腐食時間10秒の対象画像に対応するヒストグラムを示している。
図12中、ヒストグラムH1の最頻値は189、ヒストグラムH3の最頻値は183、ヒストグラムH5の最頻値は133、ヒストグラムH7の最頻値は73、ヒストグラムH10の最頻値は23である。
FIG. 12 is a diagram showing histograms based on luminance values (brightness) of each of these target images. In FIG. 12, the horizontal axis represents brightness, which is the brightness value of each pixel forming the target image. The vertical axis indicates the appearance frequency of each brightness. Assume that the lightness has 256 gradations from 0 to 255, as described above.
In FIG. 12, the histogram H1 is the histogram corresponding to the target image with the corrosion time of 1 second, the histogram H3 is the histogram corresponding to the target image with the corrosion time of 3 seconds, and the histogram H5 is the histogram corresponding to the target image with the corrosion time of 5 seconds. H7 is the histogram corresponding to the target image with the corrosion time of 7 seconds, and histogram H10 is the histogram corresponding to the target image with the corrosion time of 10 seconds.
In FIG. 12, the mode of histogram H1 is 189, the mode of histogram H3 is 183, the mode of histogram H5 is 133, the mode of histogram H7 is 73, and the mode of histogram H10 is 23. .

このように、腐食の状態が異なる断面102aの対象画像(ヒストグラムの最頻値が異なる対象画像)を複数取得し、さらに、各対象画像を用いて品質評価処理5e(図1)を行い、各対象画像による炭素濃度の推定値を求めた。
次いで、断面102aに対してEPMAによる定量分析によって炭素濃度を実測し、実測値と各推定値との差異を求め、各ヒストグラム(各対象画像)について、実測値と推定値との差異と、最頻値とを対応付け、最頻値に対する上限値Th1及び下限値Th2を設定した。なお、図12に示した対象画像の断面102a(の浸炭部分)の炭素濃度の実測値は、0.8であった。
In this way, a plurality of target images of the cross section 102a with different corrosion states (target images with different histogram modes) are acquired, and quality evaluation processing 5e (FIG. 1) is performed using each target image. An estimate of the carbon concentration was obtained from the target image.
Next, the carbon concentration is actually measured by quantitative analysis by EPMA on the cross section 102a, the difference between the actual measurement value and each estimated value is obtained, and for each histogram (each target image), the difference between the actual measurement value and the estimated value and the maximum The upper limit value Th1 and the lower limit value Th2 for the mode value are set. Note that the measured value of the carbon concentration of (the carburized portion of) the cross section 102a of the target image shown in FIG. 12 was 0.8.

図13は、各ヒストグラムの最頻値と、各ヒストグラムに対応する対象画像による炭素濃度の推定値と実測値との差異との関係を示した図である。図13中、横軸はヒストグラムの最頻値を示す。縦軸は炭素濃度の推定値と実測値との差異の実測値に対する割合(%)を表している。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the mode of each histogram and the difference between the estimated carbon concentration value and the actual measurement value of the target image corresponding to each histogram. In FIG. 13, the horizontal axis indicates the mode of the histogram. The vertical axis represents the ratio (%) of the difference between the estimated value and the measured value of the carbon concentration to the measured value.

図13中、最頻値が189である黒丸群P1は、ヒストグラムH1に対応する対象画像による差異を示している。最頻値が183である黒丸群P3は、ヒストグラムH3に対応する対象画像による差異を示している。最頻値が133である黒丸群P5は、ヒストグラムH5に対応する対象画像による差異を示している。最頻値が73である黒丸群P7は、ヒストグラムH7に対応する対象画像による差異を示している。最頻値が23である黒丸群P10は、ヒストグラムH10に対応する対象画像による差異を示している。 In FIG. 13, a group of black circles P1 with a mode value of 189 indicates the difference due to the target image corresponding to the histogram H1. A group of black circles P3 whose mode is 183 indicates the difference due to the target image corresponding to the histogram H3. A group of black circles P5 with a mode value of 133 indicates the difference due to the target image corresponding to the histogram H5. A group of black circles P7 whose mode is 73 indicates the difference due to the target image corresponding to the histogram H7. A group of black circles P10 with a mode value of 23 indicates the difference due to the target image corresponding to the histogram H10.

図13に示すように、ヒストグラムH3、H5、H7に対応する対象画像による差異は、±0.1%以内である一方、ヒストグラムH1、H10に対応する対象画像による差異は、±0.1%を超えている。
この結果に基づいて、最頻値に対する上限値Th1は185に設定され、下限値Th2は70に設定されている。
これにより、対象画像の輝度値に基づくヒストグラムの最頻値が下限値Th2以上かつ上限値Th1以下であれば、その対象画像による炭素濃度の推定値の実測値に対する差異が±0.1%以内となる。
As shown in FIG. 13, the difference between the target images corresponding to the histograms H3, H5 and H7 is within ±0.1%, while the difference between the target images corresponding to the histograms H1 and H10 is ±0.1%. exceeds
Based on this result, the upper limit Th1 is set to 185 and the lower limit Th2 is set to 70 for the mode.
As a result, if the mode of the histogram based on the luminance value of the target image is equal to or greater than the lower limit Th2 and equal to or less than the upper limit Th1, the difference between the estimated carbon concentration value of the target image and the measured value is within ±0.1%. becomes.

図10中のステップS23において、図10中ステップS21にて取得した対象画像の輝度値に基づくヒストグラムの最頻値が上限値Th1と下限値Th2との間の値でないと判定すると、腐食状態判定処理5b(図1)を実行するプロセッサ5は、図10中のステップS25へ進み、入出力部7を介して「不合格」を示す情報を作業者に対して出力し、判定処理を終える。
この場合、判定結果が「不合格」なので、図2中、ステップS5で説明したように、作業者は、再度、試料の研磨及び腐食(図2中、ステップS2)を行い、順次、作業をやり直す。
If it is determined in step S23 in FIG. 10 that the mode value of the histogram based on the luminance value of the target image acquired in step S21 in FIG. The processor 5 executing the process 5b (FIG. 1) proceeds to step S25 in FIG. 10, outputs information indicating "failed" to the operator via the input/output unit 7, and finishes the determination process.
In this case, since the judgment result is "fail", the operator again polishes and corrodes the sample (step S2 in FIG. 2) as described in step S5 in FIG. Start over.

一方、図10中ステップS21にて取得した対象画像の輝度値に基づくヒストグラムの最頻値が下限値Th2以上、上限値Th1以下であると判定すると、プロセッサ5は、図10中のステップS24へ進む。
この場合、プロセッサ5は、図10中ステップS21において取得した対象画像の断面102aの腐食状態を「合格」と判定する。プロセッサ5は、後の図10中ステップS27の判定結果が肯定的であれば、「合格」を示す情報を作業者に対して出力する。
On the other hand, when determining that the mode of the histogram based on the luminance values of the target image acquired in step S21 in FIG. move on.
In this case, the processor 5 determines that the corrosion state of the cross section 102a of the target image obtained in step S21 in FIG. 10 is "accepted". If the determination result in step S27 in FIG. 10 is affirmative, the processor 5 outputs information indicating "passed" to the operator.

本実施形態のプロセッサ5は、図10中のステップS23において、判定値としての最頻値に応じて、「合格」を示す情報、又は「不合格」を示す情報を作業者に出力する。つまり、プロセッサ5は、腐食状態判定処理5bにおいて、対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値とその出現頻度とによるヒストグラムから得られる最頻値(判定値)に基づいて、断面102aの腐食状態に関する判定結果を出力する。 In step S23 in FIG. 10, the processor 5 of the present embodiment outputs information indicating "pass" or information indicating "failure" to the operator according to the mode value as the judgment value. In other words, in the corrosion state determination process 5b, the processor 5 determines the cross section 102a based on the mode value (determined value) obtained from the histogram of the luminance values representing the brightness of each pixel constituting the target image and the appearance frequency thereof. output the judgment result about the corrosion state of

断面102aを組織観察用腐食液によって腐食すると、断面102aには、組織に対応した明度(暗度)コントラストが生じる。よって、対象画像を構成する各画素の輝度値には、腐食の状態の影響が及ぶ。
よって、上記構成によれば、腐食の状態の影響が及ぶ輝度値に基づくヒストグラムから得られる最頻値に基づいて断面102aの腐食状態を判定するので、断面102aの腐食状態を定量的に判定した判定結果を出力することができる。この結果、断面102aの腐食状態を適切に判定することができる。
When the cross-section 102a is corroded by the etchant for observing the structure, the cross-section 102a has a brightness (darkness) contrast corresponding to the structure. Therefore, the luminance value of each pixel forming the target image is affected by the state of corrosion.
Therefore, according to the above configuration, since the corrosion state of the cross section 102a is determined based on the mode value obtained from the histogram based on the luminance values affected by the corrosion state, the corrosion state of the cross section 102a can be quantitatively determined. The determination result can be output. As a result, the corrosion state of the cross section 102a can be appropriately determined.

また、顕微鏡2の光源の輝度も対象画像を構成する各画素の輝度値に影響を及ぼす可能性があるが、本実施形態では、光源の輝度による影響も含めた状態の断面102aの腐食状態を判定することができる。 In addition, the brightness of the light source of the microscope 2 may also affect the brightness value of each pixel forming the target image. can judge.

また、上記構成では、ヒストグラムから得られる最頻値と、上限値Th1及び下限値Th2と、を比較することで断面102aの腐食状態を判定するので、上限値Th1及び下限値Th2の設定によって、腐食状態の判定を適切に行うことができる。つまり、最頻値が、品質評価処理5e(図1)にとって好適となるように、上限値Th1及び下限値Th2を設定すれば、品質評価処理5eにとって好適な腐食状態か否かを判定することができる。 In the above configuration, the corrosion state of the cross section 102a is determined by comparing the mode obtained from the histogram with the upper limit value Th1 and the lower limit value Th2. Determination of the corrosive state can be performed appropriately. That is, if the upper limit value Th1 and the lower limit value Th2 are set so that the mode value is suitable for the quality evaluation process 5e (FIG. 1), it is possible to determine whether or not the corrosion state is suitable for the quality evaluation process 5e. can be done.

図10中のステップS24へ進むと、プロセッサ5は、画像生成処理5c(図1)を実行し、図10中のステップS21にて取得した対象画像に基づいて明側画像を生成する(図10中、ステップS24)。
明側画像とは、図4中のステップS11の画像処理において生成される明側画像と同じ画像である。
プロセッサ5は、図4中のステップS11の画像処理と同様の処理によって、明側画像を生成する(図10中、ステップS24)。
本実施形態では、図10中、ステップS24において明側画像を生成するが、明側画像に代えて暗側画像を生成してもよい。
Proceeding to step S24 in FIG. 10, the processor 5 executes the image generation process 5c (FIG. 1) to generate a bright side image based on the target image acquired in step S21 in FIG. middle, step S24).
The bright side image is the same image as the bright side image generated in the image processing of step S11 in FIG.
The processor 5 generates a bright side image by the same processing as the image processing in step S11 in FIG. 4 (step S24 in FIG. 10).
In this embodiment, a bright side image is generated in step S24 in FIG. 10, but a dark side image may be generated instead of the bright side image.

明側画像を生成すると、プロセッサ5は、研磨状態判定処理5dを実行し、画像生成処理5cによって生成される明側画像に含まれる複数のオブジェクトの扁平度を示す値としてアスペクト比を求める(ステップS26)。プロセッサ5は、例えば、複数のオブジェクトそれぞれのアスペクト比を正規化し、正規化したアスペクト比を用いて処理する。
プロセッサ5は、求めたアスペクト比と、アスペクト比に対して設定された上限値とを比較する(ステップS27)。
より具体的に、プロセッサ5は、アスペクト比が上限値Th3以下であるか否かを判定する(ステップS27)。
After generating the light-side image, the processor 5 executes a polishing state determination process 5d to obtain an aspect ratio as a value indicating the flatness of a plurality of objects included in the light-side image generated by the image generation process 5c (step S26). The processor 5, for example, normalizes the aspect ratio of each of the plurality of objects and processes using the normalized aspect ratio.
The processor 5 compares the obtained aspect ratio with the upper limit set for the aspect ratio (step S27).
More specifically, the processor 5 determines whether the aspect ratio is equal to or less than the upper limit Th3 (step S27).

アスペクト比に対して設定される扁平度閾値である上限値Th3は、以下のように設定される。
すなわち、研磨状態が異なる断面102aの対象画像を複数取得し、各対象画像の明側画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比を求めた。さらに、各対象画像を用いて炭素濃度の推定値を求めるとともに、各対象画像について炭素濃度の実測値と推定値との差異を求め、各対象画像の差異と、各対象画像の明側画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比とに基づいて、上限値Th3を設定した。
The upper limit value Th3, which is the flatness threshold value set for the aspect ratio, is set as follows.
That is, a plurality of target images of the cross section 102a with different polishing states were obtained, and the aspect ratio of the object included in the bright side image of each target image was obtained. Furthermore, the estimated value of the carbon concentration is obtained using each target image, and the difference between the measured value and the estimated value of the carbon concentration is obtained for each target image. The upper limit Th3 was set based on the aspect ratio of the objects involved.

図14は、評価対象部材を用いて作製した試料106を異なる研磨条件で研磨した後、腐食させた断面102aの対象画像を示す図である。
各対象画像G1、G2、G3、G4、G5は、以下に示す条件によって試料106を研磨した後、3%のナイタール液に断面102aを5秒浸漬し、顕微鏡2の光源の輝度を一定として取得された対象画像である。
FIG. 14 is a diagram showing a target image of a cross section 102a of a sample 106 produced using an evaluation target member, which is corroded after being polished under different polishing conditions.
Each target image G1, G2, G3, G4, and G5 is obtained by polishing the sample 106 under the conditions shown below, immersing the cross section 102a in a 3% nital solution for 5 seconds, and obtaining the brightness of the light source of the microscope 2 at a constant level. This is the target image that has been processed.

研磨条件
対象画像G1:耐水ペーパーによる研磨(220番 10秒、400番 10秒、800番 10秒、2000番 10秒) → ダイヤモンド研磨 30秒

対象画像G2:耐水ペーパーによる研磨(220番 10秒、400番 10秒、800番 10秒、2000番 10秒) → ダイヤモンド研磨 120秒 → 耐水ペーパー2000番 10秒 → ダイヤモンド研磨 120秒

対象画像G3:耐水ペーパーによる研磨(220番 10秒、400番 10秒、800番 10秒、2000番 10秒) → ダイヤモンド研磨 10秒

対象画像G4:耐水ペーパーによる研磨(220番 10秒、400番 10秒、800番 10秒、2000番 10秒)

対象画像G5:耐水ペーパーによる研磨(220番 10秒、400番 10秒、800番 10秒、2000番 3秒)
Polishing condition Target image G1: Polishing with waterproof paper (No. 220 10 seconds, No. 400 10 seconds, No. 800 10 seconds, No. 2000 10 seconds) → diamond polishing 30 seconds

Target image G2: Polishing with waterproof paper (No. 220 10 seconds, No. 400 10 seconds, No. 800 10 seconds, No. 2000 10 seconds) → Diamond polishing 120 seconds → Waterproof paper No. 2000 10 seconds → Diamond polishing 120 seconds

Target image G3: Polishing with waterproof paper (No. 220 10 seconds, No. 400 10 seconds, No. 800 10 seconds, No. 2000 10 seconds) → diamond polishing 10 seconds

Target image G4: Polishing with waterproof paper (No. 220 10 seconds, No. 400 10 seconds, No. 800 10 seconds, No. 2000 10 seconds)

Target image G5: Polishing with waterproof paper (No. 220 10 seconds, No. 400 10 seconds, No. 800 10 seconds, No. 2000 3 seconds)

対象画像G1の研磨条件は、通常の研磨条件である。対象画像G2の研磨条件は、ダイヤモンド研磨を行ってから再度耐水ペーパー2000番で研磨し、さらにダイヤモンド研磨を行うことで、断面102aにピットと呼ばれる微小な孔状の欠陥を故意に生じさせている。対象画像G3の研磨条件は、通常の研磨条件に対してダイヤモンド研磨の時間を短縮している。対象画像G4の研磨条件は、通常の研磨条件に対してダイヤモンド研磨を省略している。対象画像G5の研磨条件は、通常の研磨条件に対してダイヤモンド研磨を省略し、さらに、耐水ペーパー2000番による研磨時間を短縮している。対象画像G3、G4、G5は、研磨が不足している状態を再現した条件である。 The polishing conditions for the target image G1 are normal polishing conditions. The polishing conditions for the target image G2 are diamond polishing, polishing with water-resistant paper No. 2000, and diamond polishing to intentionally create minute hole-like defects called pits in the cross section 102a. . The polishing conditions for the target image G3 shorten the diamond polishing time compared to the normal polishing conditions. The polishing conditions for the target image G4 omit diamond polishing from the normal polishing conditions. As for the polishing conditions of the target image G5, the diamond polishing is omitted from the normal polishing conditions, and the polishing time with waterproof paper No. 2000 is shortened. Target images G3, G4, and G5 are conditions that reproduce a state in which polishing is insufficient.

ここで、研磨状態とは、研磨痕等による研磨面の性状であり、上述の各研磨条件によって、互いに異なる研磨状態の断面102aが得られる。
上記のように、研磨状態が異なる断面102aの対象画像を複数取得し、各対象画像の明側画像に含まれる複数のオブジェクトのアスペクト比を求めた。
さらに、各対象画像を用いて品質評価処理5e(図1)を行い、各対象画像による炭素濃度の推定値を求めた。
次いで、炭素濃度の実測値と各推定値との差異を求め、各対象画像について、実測値と推定値との差異と、アスペクト比とを対応付け、アスペクト比に対する上限値Th3を設定した。
Here, the polished state is the property of the polished surface due to polishing marks and the like, and cross sections 102a in different polished states can be obtained according to the polishing conditions described above.
As described above, a plurality of target images of the cross section 102a with different polishing states were acquired, and the aspect ratios of the plurality of objects included in the bright side image of each target image were obtained.
Furthermore, the quality evaluation process 5e (FIG. 1) was performed using each target image, and the estimated value of the carbon concentration by each target image was obtained.
Next, the difference between the actual measurement value and each estimated value of the carbon concentration was obtained, and for each target image, the difference between the actual measurement value and the estimated value was associated with the aspect ratio, and the upper limit value Th3 for the aspect ratio was set.

図15は、明側画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比と、各対象画像による炭素濃度の推定値と実測値との差異との関係を示した図である。図15中、横軸は明側画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比を示す。縦軸は炭素濃度の推定値と実測値との差異の実測値に対する割合を表している。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the aspect ratio of an object included in the light-side image and the difference between the estimated carbon concentration value and the actual measurement value for each target image. In FIG. 15, the horizontal axis indicates the aspect ratio of the object included in the bright side image. The vertical axis represents the ratio of the difference between the estimated carbon concentration and the measured value to the measured value.

図15中、黒丸群P10は、対象画像G5によるアスペクト比、及び差異を示している。黒丸群P11は、対象画像G4によるアスペクト比、及び差異を示している。黒丸群P12は、対象画像G1、G2、G3によるアスペクト比、及び差異を示している。 In FIG. 15, a group of black circles P10 indicates the aspect ratio and difference due to the target image G5. A group of black circles P11 indicates the aspect ratio and difference due to the target image G4. A group of black circles P12 indicates aspect ratios and differences between the target images G1, G2, and G3.

図15に示すように、対象画像G5によるアスペクト比は、約4である。また、対象画像G5による炭素濃度の実測値と推定値との差異は、0.1%以上である。
対象画像G4によるアスペクト比は、約3である。また、対象画像G4による炭素濃度の実測値と推定値との差異は、0.1%以上である。
また、対象画像G1、G2、G3によるアスペクト比は、約2である。また、対象画像G1、G2、G3による炭素濃度の実測値と推定値との差異は、0.05%以下である。
As shown in FIG. 15, the aspect ratio of the target image G5 is approximately four. Moreover, the difference between the actual measurement value and the estimated value of the carbon concentration in the target image G5 is 0.1% or more.
The aspect ratio of the target image G4 is approximately three. Moreover, the difference between the measured value and the estimated value of the carbon concentration in the target image G4 is 0.1% or more.
Also, the aspect ratio of the target images G1, G2, and G3 is approximately two. Moreover, the difference between the measured value and the estimated value of the carbon concentration in the target images G1, G2, and G3 is 0.05% or less.

この結果に基づいて、明側画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比に対する上限値Th3は2.5に設定されている。つまり、アスペクト比の許容範囲を2.5以内に設定している。
これにより、対象画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比がこの上限値Th3以下であれば、その対象画像による炭素濃度の推定値の実測値に対する差異が0.05%以下となる。
Based on this result, the upper limit value Th3 for the aspect ratio of objects included in the bright side image is set to 2.5. That is, the allowable range of aspect ratio is set within 2.5.
As a result, if the aspect ratio of the object included in the target image is equal to or less than the upper limit value Th3, the difference between the estimated value of the carbon concentration in the target image and the measured value is 0.05% or less.

図10中のステップS27において、図10中ステップS21において取得した対象画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比が上限値Th3以下ではないと判定すると、プロセッサ5は、図10中のステップS25へ進み、入出力部7を介して「不合格」を示す情報を作業者に対して出力し、判定処理を終える。
この場合、判定結果が「不合格」なので、図2中、ステップS5で説明したように、作業者は、再度、試料の研磨及び腐食(図2中、ステップS2)を行い、順次、作業をやり直す。
When it is determined in step S27 in FIG. 10 that the aspect ratio of the object included in the target image acquired in step S21 in FIG. Information indicating "failed" is output to the operator via the output unit 7, and the determination process is finished.
In this case, since the judgment result is "fail", the operator again polishes and corrodes the sample (step S2 in FIG. 2) as described in step S5 in FIG. Start over.

一方、対象画像に含まれるオブジェクトのアスペクト比が上限値Th3以下であると判定すると、プロセッサ5は、図10中のステップS28へ進み、入出力部7を介して「合格」を示す情報を作業者に対して出力し、判定処理を終える。
この場合、判定結果が「合格」なので、図2中、ステップS5で説明したように、作業者は、品質評価処理のための顕微鏡画像を撮像し(図2中、ステップS6)、その後、顕微鏡画像が与えられた品質評価装置4のプロセッサ5は、品質評価処理5eを実行する(図1及び図2中、ステップS7)。
On the other hand, when determining that the aspect ratio of the object included in the target image is equal to or lower than the upper limit Th3, the processor 5 proceeds to step S28 in FIG. output to the user and finish the determination process.
In this case, since the determination result is "accepted", as described in step S5 in FIG. 2, the operator takes a microscope image for quality evaluation processing (step S6 in FIG. The processor 5 of the quality evaluation device 4 provided with the image executes a quality evaluation process 5e (step S7 in FIGS. 1 and 2).

以上のように、プロセッサ5は、判定処理を行うことで、断面102aの腐食状態及び研磨状態を判定し、断面102aの腐食状態及び研磨状態について「合格」を示す情報、又は「不合格」を示す情報を作業者に出力する。
これにより、断面102aの腐食状態及び研磨状態が良好である場合には、品質評価処理5eを実行し、断面102aの腐食状態及び研磨状態が良好でない場合には、「不合格」を示す情報を出力することで、作業者に試料の研磨及び腐食を再度行わせることができ、腐食状態及び研磨状態が良好でない断面102aを用いて品質評価処理5eが実行されるのを抑制することができる。
As described above, the processor 5 performs determination processing to determine the corroded state and the polished state of the cross section 102a, and provides information indicating "accepted" or "failed" for the corroded state and the polished state of the cross section 102a. Output the information shown to the operator.
As a result, if the corroded state and polished state of the cross section 102a are good, the quality evaluation process 5e is executed, and if the corroded state and polished state of the cross section 102a are not good, the information indicating "failed" is displayed. By outputting, it is possible to make the operator polish and corrode the sample again, and it is possible to suppress execution of the quality evaluation process 5e using the cross section 102a in which the corroded state and polished state are not good.

本実施形態のプロセッサ5は、研磨状態判定処理5d(図1、図10のステップS27)において、オブジェクトのアスペクト比に応じて、「合格」を示す情報、又は「不合格」を示す情報を作業者に出力する。つまり、プロセッサ5は、研磨状態判定処理5dにおいて、画像生成処理5cによって生成される明側画像に含まれるオブジェクトの扁平度を示す値であるアスペクト比に基づいて、断面102aの研磨状態に関する判定結果を出力する。
断面102aに研磨痕が存在すれば、明側画像には研磨痕がオブジェクトとして現れる。研磨痕は線状であるので、研磨痕によるオブジェクトのアスペクト比は、組織粒のアスペクト比と比較して大きくなる。
画像生成処理5c(図1)によって生成される明側画像に含まれるオブジェクトの中に、研磨痕によるオブジェクトが数多く存在すると、オブジェクトのアスペクト比も相対的に大きくなる。つまり、オブジェクトのアスペクト比は、研磨痕の量を示している。
上記構成によれば、研磨時の研磨痕の有無による影響が及ぶオブジェクトのアスペクト比に基づいて、断面102aの研磨状態に関する判定結果を出力するので、断面102aの研磨状態を定量的に判定することができる。この結果、断面102aの研磨状態を適切に判定することができる。
In the polishing state determination process 5d (step S27 in FIGS. 1 and 10), the processor 5 of the present embodiment processes information indicating "accepted" or information indicating "failed" according to the aspect ratio of the object. output to That is, in the polishing state determination processing 5d, the processor 5 determines the polishing state of the cross section 102a based on the aspect ratio, which is the value indicating the flatness of the object included in the bright-side image generated by the image generation processing 5c. to output
If polishing marks are present in the cross section 102a, the polishing marks appear as objects in the light-side image. Since the polishing marks are linear, the aspect ratio of the object due to the polishing marks is large compared to the aspect ratio of the tissue grains.
If there are many objects with polishing marks among the objects included in the bright-side image generated by the image generation processing 5c (FIG. 1), the aspect ratio of the objects becomes relatively large. In other words, the aspect ratio of the object indicates the amount of polishing marks.
According to the above configuration, the judgment result regarding the polished state of the cross section 102a is output based on the aspect ratio of the object affected by the presence or absence of polishing marks during polishing, so that the polished state of the cross section 102a can be quantitatively judged. can be done. As a result, the polished state of the cross section 102a can be appropriately determined.

また、本実施形態では、プロセッサ5は、対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値と、その出現頻度とによるヒストグラムから得られる最頻値(判定値)に基づいて断面102aの腐食状態を判定する腐食状態判定処理5bを実行し、腐食状態判定処理5bの判定結果が「不合格」でない場合(腐食状態判定処理5bの判定結果が「合格」である場合)に、画像生成処理5c及び研磨状態判定処理5dを実行する。これにより、断面102aの腐食状態を定量的に評価した後、断面102aの研磨状態を定量的に評価することができる。 Further, in the present embodiment, the processor 5 determines the degree of corrosion of the cross section 102a based on the mode value (determined value) obtained from the histogram of the luminance value representing the brightness of each pixel constituting the target image and the appearance frequency thereof. The corrosion state determination process 5b for determining the state is executed, and if the determination result of the corrosion state determination process 5b is not "fail" (if the determination result of the corrosion state determination process 5b is "pass"), the image generation process 5c and polishing state determination processing 5d are executed. Accordingly, after quantitatively evaluating the corroded state of the cross section 102a, the polished state of the cross section 102a can be quantitatively evaluated.

また、上記構成によれば、腐食状態判定処理5b及び研磨状態判定処理5dの判定結果が共に「不合格」でない場合(「合格」である場合)、プロセッサ5は、品質評価処理5eを実行し、顕微鏡画像から領域画像を取得し、領域画像に基づくグレースケール画像から、断面102aの組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像と、断面102aの組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像と、を生成し、前記明側画像、及び前記暗側画像に基づいて、切断片102の物性値の推定値を求める。 Further, according to the above configuration, when the determination results of the corrosion state determination process 5b and the polishing state determination process 5d are not both "failed" (when they are "passed"), the processor 5 executes the quality evaluation process 5e. , an area image is acquired from the microscope image, and a bright side image in which the grain of the tissue in the cross section 102a is shown as a bright object and the other is shown as a dark area from the grayscale image based on the area image, and a grain of the tissue in the cross section 102a and a dark-side image showing a dark object and others showing a bright area, and based on the bright-side image and the dark-side image, an estimated physical property value of the cut piece 102 is obtained.

上記構成によれば、断面102aの腐食状態及び研磨状態を定量的に判定することができるので、断面102aの腐食状態及び研磨状態を適切に判定することができる。この結果、例えば、断面102aの腐食状態又は研磨状態が不良な顕微鏡画像については、品質評価処理に用いないようにすることができ、物性値の推定精度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, the corroded state and the polished state of the cross section 102a can be quantitatively determined, so the corroded state and the polished state of the cross section 102a can be appropriately determined. As a result, for example, a microscope image in which the cross section 102a is in a poorly corroded or polished state can be prevented from being used in the quality evaluation process, thereby suppressing a decrease in accuracy in estimating physical property values.

〔変形例について〕
図16は、変形例に係る判定処理のフローチャートの一部を示す図である。
本変形例のプロセッサ5は、腐食状態判定処理5b(図1、図10中、ステップS23)において、判定値として、対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値に基づくヒストグラムから得られる最頻値に加え、前記ヒストグラムから得られる標準偏差を用いる点において、上記実施形態と相違する。
なお、図16では、図10と異なる内容のステップであるステップS22、S23のみを示している。他のステップS21、S24~S28は、図10と同様である。
[About modification]
FIG. 16 is a diagram showing part of a flowchart of determination processing according to a modification.
In the corrosion state determination process 5b (FIGS. 1 and 10, step S23), the processor 5 of this modification obtains a determination value from a histogram based on luminance values representing the brightness of each pixel constituting the target image. This differs from the above embodiment in that the standard deviation obtained from the histogram is used in addition to the mode.
Note that FIG. 16 shows only steps S22 and S23, which are steps different from those in FIG. Other steps S21, S24 to S28 are the same as in FIG.

本変形例では、プロセッサ5は、図16中のステップS22において、ヒストグラムの最頻値とともに標準偏差を求める。
次いで、プロセッサ5は、腐食状態判定処理5bにおいて、最頻値が下限値Th2以上、上限値Th1以下であるとともに、標準偏差が下限値Th4以上か否かを判定する(図16中、ステップS23)。
最頻値が下限値Th2以上かつ上限値Th1以下でないか、又は、標準偏差が下限値Th4以上でない場合、プロセッサ5は、ステップS25(図10)へ進み、入出力部7を介して「不合格」を示す情報を作業者に対して出力し、判定処理を終える。
In this modification, the processor 5 obtains the standard deviation together with the mode of the histogram in step S22 in FIG.
Next, in the corrosion state determination process 5b, the processor 5 determines whether the mode is equal to or greater than the lower limit Th2 and equal to or less than the upper limit Th1, and whether the standard deviation is equal to or greater than the lower limit Th4 (step S23 in FIG. 16). ).
If the mode is not equal to or greater than the lower limit Th2 and equal to or less than the upper limit Th1, or if the standard deviation is not equal to or greater than the lower limit Th4, the processor 5 proceeds to step S25 (FIG. 10) and Information indicating "passed" is output to the worker, and the determination process is finished.

一方、 最頻値が下限値Th2以上、上限値Th1以下であるとともに、標準偏差が下限値Th4以上である場合、プロセッサ5は、ステップS24(図10)へ進み、処理を継続する。 On the other hand, when the mode value is equal to or greater than the lower limit value Th2 and equal to or less than the upper limit value Th1, and the standard deviation is equal to or greater than the lower limit value Th4, the processor 5 proceeds to step S24 (FIG. 10) to continue processing.

標準偏差に対して設定される標準偏差閾値である下限値Th4は、最頻値と同様、評価対象部材の材質に応じて設定される。例えば、本実施形態の評価対象部材の材質(低炭素合金鋼又は低炭素鋼)の場合、下限値Th4は15に設定されている。
下限値Th4は、以下のように設定される。
The lower limit value Th4, which is the standard deviation threshold value set for the standard deviation, is set according to the material of the member to be evaluated, like the mode value. For example, the lower limit value Th4 is set to 15 in the case of the material (low-carbon alloy steel or low-carbon steel) of the member to be evaluated in this embodiment.
The lower limit Th4 is set as follows.

すなわち、図12中、ヒストグラムH1、H3、H5、H7、H10それぞれの標準偏差を求め、各ヒストグラムについて、標準偏差と、対象画像による炭素濃度の推定値と実測値との差異とに基づいて下限値Th4を設定する。
図12におけるヒストグラムH1の標準偏差は10.56、ヒストグラムH3の標準偏差は15.27、ヒストグラムH5の標準偏差は20.39、ヒストグラムH7の標準偏差は24.19、ヒストグラムH10の標準偏差は15.45である。
この結果に基づいて、標準偏差に対する下限値Th4は15に設定されている。
That is, the standard deviation of each of the histograms H1, H3, H5, H7, and H10 in FIG. Set the value Th4.
The standard deviation of histogram H1 in FIG. 12 is 10.56, the standard deviation of histogram H3 is 15.27, the standard deviation of histogram H5 is 20.39, the standard deviation of histogram H7 is 24.19, and the standard deviation of histogram H10 is 15. .45.
Based on this result, the lower limit Th4 for the standard deviation is set to 15.

標準偏差の値が小さければ小さいほど、ヒストグラムのピーク幅が狭くなる。よって、標準偏差の値が小さければ小さいほど、対象画像に含まれる明るさの階調のばらつきが小さく、階調で表されるデータ量が少ないと言える。このため、標準偏差に下限値を設けることで、対象画像に含まれる明るさのばらつきを相対的に多くすることができ、階調で表されるデータ量を一定量確保することができ、研磨状態判定処理5dによる断面102aの研磨状態をより適切に行うことができる。 The smaller the standard deviation value, the narrower the histogram peak width. Therefore, it can be said that the smaller the standard deviation value, the smaller the variation in brightness gradation included in the target image, and the smaller the amount of data represented by the gradation. For this reason, by setting a lower limit for the standard deviation, it is possible to relatively increase the variation in the brightness contained in the target image, and it is possible to secure a certain amount of data represented by gradation. The polishing state of the cross section 102a by the state determination processing 5d can be performed more appropriately.

また、本実施形態では、判定値として、前記ヒストグラムの最頻値と、標準偏差とを含んでおり、観点の異なる2つの判定値を用いることで、断面102aの腐食状態をより適切に判定することができる。 In addition, in the present embodiment, the determination values include the mode and standard deviation of the histogram, and by using two determination values from different viewpoints, the corrosion state of the cross section 102a can be determined more appropriately. be able to.

なお、上記実施形態では、判定値として、対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値に基づくヒストグラムから得られる最頻値のみを用い、上記変形例では、判定値として前記最頻値及び前記ヒストグラムから得られる標準偏差を用いた場合を例示したが、判定値として標準偏差のみを用いることもできる。 In the above-described embodiment, only the mode value obtained from the histogram based on the brightness value representing the brightness of each pixel constituting the target image is used as the determination value. and the case of using the standard deviation obtained from the histogram, but it is also possible to use only the standard deviation as the judgment value.

〔その他〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。
例えば、上記実施形態のプロセッサ5が、研磨状態判定処理5d(図1、図10中、ステップS27)において、明側画像に含まれるオブジェクトの扁平度を示す値として、アスペクト比を用いた場合を例示したが、アスペクト比に代えて、オブジェクトの円形度を用いることもできるし、オブジェクトの長軸を用いることもできる。また、これらの中から選択される複数の値を、オブジェクトの扁平度を示す値として研磨状態判定処理5dに用いてもよい。
なお、研磨痕によるオブジェクトの長軸は、組織粒のオブジェクトの長軸と比較して非常に大きい。よって、オブジェクトの扁平度を示す値であるオブジェクトの長軸によって、研磨痕の存在を判定することができる。
〔others〕
The embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and are not restrictive.
For example, the processor 5 of the above embodiment uses the aspect ratio as the value indicating the flatness of the object included in the bright side image in the polishing state determination process 5d (step S27 in FIGS. 1 and 10). As an example, the circularity of the object could be used instead of the aspect ratio, or the long axis of the object could be used. Further, a plurality of values selected from these values may be used in the polishing state determination process 5d as values indicating the flatness of the object.
It should be noted that the long axis of the polishing mark object is much larger than the long axis of the tissue grain object. Therefore, it is possible to determine the presence of polishing marks by the long axis of the object, which is a value indicating the flatness of the object.

また、上記実施形態では、品質評価装置4のプロセッサ5が、取得処理5a、腐食状態判定処理5b、画像生成処理5c、研磨状態判定処理5d、及び品質評価処理5eを実行する場合を例示したが、プロセッサ5に、品質評価処理5e以外の各処理を実行させることで、品質評価装置4を腐食状態及び研磨状態を判定する判定装置とすることもできる。
また、プロセッサ5に、取得処理5a、画像生成処理5c、及び研磨状態判定処理5dのみを実行させることで、品質評価装置4を研磨状態判定装置として用いることもできる。
この場合、プロセッサ5は、研磨状態判定処理5dにおいて、オブジェクトのアスペクト比に基づいて、「合格」を示す情報、又は「不合格」を示す情報を作業者に出力する。
In the above embodiment, the processor 5 of the quality evaluation device 4 executes the acquisition process 5a, the corrosion state determination process 5b, the image generation process 5c, the polishing state determination process 5d, and the quality evaluation process 5e. By causing the processor 5 to execute each process other than the quality evaluation process 5e, the quality evaluation device 4 can be used as a judgment device for judging the corrosion state and the polishing state.
The quality evaluation device 4 can also be used as a polishing state determination device by causing the processor 5 to execute only the acquisition processing 5a, the image generation processing 5c, and the polishing state determination processing 5d.
In this case, the processor 5 outputs information indicating "passed" or "failed" to the operator in the polishing state determination process 5d based on the aspect ratio of the object.

本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。 The scope of rights of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes all modifications within the scope of equivalents to the configurations described in the claims.

1 品質評価システム
2 顕微鏡
3 カメラ
4 品質評価装置
5 プロセッサ
5a 取得処理
5b 腐食状態判定処理
5c 画像生成処理
5d 研磨状態判定処理
5e 品質評価処理
6 記憶装置
6a 顕微鏡画像
6b 閾値データ
6c 品質評価モデル
7 入出力部
100 軌道輪
102 切断片
102a 断面
102a1 軌道面
106 試料
106a 観察面
255 明度
G1 対象画像
G2 対象画像
G3 対象画像
G4 対象画像
G5 対象画像
H1 ヒストグラム
H10 ヒストグラム
H3 ヒストグラム
H5 ヒストグラム
H7 ヒストグラム
L 曲線
P1 黒丸群
P10 黒丸群
P11 黒丸群
P12 黒丸群
P3 黒丸群
P5 黒丸群
P7 黒丸群
1 Quality evaluation system 2 Microscope 3 Camera 4 Quality evaluation device 5 Processor 5a Acquisition process 5b Corrosion state determination process 5c Image generation process 5d Polished state determination process 5e Quality evaluation process 6 Storage device 6a Microscopic image 6b Threshold data 6c Quality evaluation model 7 Input Output unit 100 Raceway ring 102 Cut piece 102a Cross section 102a1 Raceway surface 106 Sample 106a Observation surface 255 Brightness G1 Target image G2 Target image G3 Target image G4 Target image G5 Target image H1 Histogram H10 Histogram H3 Histogram H5 Histogram H7 Histogram L Curve P1 Group of black circles P10 Black circle group P11 Black circle group P12 Black circle group P3 Black circle group P5 Black circle group P7 Black circle group

Claims (5)

研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得する取得処理と、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理によって生成される画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、前記金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する研磨状態判定処理と、
を実行する処理部を備える
研磨状態判定装置。
Acquisition processing for acquiring a target image to be determined from a microscopic image of a metal surface that has been corroded by a etchant for structure observation after polishing;
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. an image generation process that generates at least one of the dark side images shown as regions;
polishing state determination processing for outputting a determination result regarding the polishing state of the metal surface based on the value indicating the flatness of the object included in the image generated by the image generation processing;
A polishing state determination device comprising a processing unit that executes
前記オブジェクトの扁平度を示す値は、前記オブジェクトのアスペクト比、円形度、及び長軸の長さの少なくともいずれか1つを含む
請求項1に記載の研磨状態判定装置。
2. The polished state determination device according to claim 1, wherein the value indicating the flatness of the object includes at least one of the aspect ratio, circularity, and length of the long axis of the object.
前記処理部は、前記画像生成処理の前に、前記対象画像を構成する各画素の明るさを表す輝度値とその出現頻度とに基づくヒストグラムに基づいて前記金属表面の腐食状態を判定する腐食状態判定処理を実行し、
前記画像生成処理では、前記腐食状態判定処理の判定結果が所定の条件を満たす場合、前記明側画像、又は、前記暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する
請求項1又は請求項2に記載の研磨状態判定装置。
The processing unit determines a corrosion state of the metal surface, prior to the image generation processing, based on a histogram based on a luminance value representing brightness of each pixel constituting the target image and its appearance frequency. Execute the judgment process,
3. The image generation process according to claim 1, wherein at least one of the bright side image and the dark side image is generated when a determination result of the corrosion state determination process satisfies a predetermined condition. polishing state judgment device.
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の研磨状態を判定する研磨状態判定方法であって、
前記金属表面の顕微鏡画像から判定対象となる対象画像を取得し、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成し、
生成された画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する
研磨状態判定方法。
A polished state determination method for determining the polished state of a metal surface corroded by a corrosive liquid for structure observation after polishing, comprising:
Acquiring a target image to be determined from the microscope image of the metal surface,
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. generating at least one of the dark side images shown as regions;
A polishing state determination method for outputting a determination result regarding a polishing state of a metal surface based on a value indicating the flatness of the object included in the generated image.
研磨後に組織観察用腐食液によって腐食された金属表面の顕微鏡画像に基づいて前記金属の品質評価を行う品質評価装置であって、
前記顕微鏡画像から前記金属表面の研磨状態の判定対象となる対象画像を取得する取得処理と、
前記対象画像に基づくグレースケール画像から、前記金属の組織の粒が明るいオブジェクトとして示されその他が暗い領域として示される明側画像、又は、前記金属の組織の粒が暗いオブジェクトとして示されその他が明るい領域として示される暗側画像の少なくともいずれか一方を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理によって生成される画像に含まれる前記オブジェクトの扁平度を示す値に基づいて、金属表面の研磨状態に関する判定結果を出力する研磨状態判定処理と、
前記研磨状態判定処理の判定結果が所定の条件を満たす場合、前記顕微鏡画像から品質評価対象となる領域の領域画像を取得し、前記領域画像に基づくグレースケール画像から、前記明側画像、及び前記暗側画像を生成し、前記明側画像、及び前記暗側画像に基づいて、前記金属の物性値を求める品質評価処理と、
を実行する処理部を備える
品質評価装置。
A quality evaluation device for evaluating the quality of the metal based on a microscope image of the metal surface corroded by the etchant for structure observation after polishing,
Acquisition processing for acquiring a target image from the microscope image, which is an object for determining the polishing state of the metal surface;
From a grayscale image based on the target image, a light-side image in which the metal texture grains are shown as bright objects and others as dark areas, or a light side image in which the metal texture grains are shown as dark objects and others are bright. an image generation process that generates at least one of the dark side images shown as regions;
polishing state determination processing for outputting a determination result regarding the polishing state of the metal surface based on the value indicating the flatness of the object included in the image generated by the image generation processing;
When the judgment result of the polishing state judgment processing satisfies a predetermined condition, an area image of an area to be subjected to quality evaluation is obtained from the microscope image, and the light side image and the bright side image and the light side image are obtained from a grayscale image based on the area image. a quality evaluation process of generating a dark side image and obtaining physical property values of the metal based on the bright side image and the dark side image;
A quality evaluation device comprising a processing unit that executes
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