JP2569543B2 - 硬度計 - Google Patents
硬度計Info
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- JP2569543B2 JP2569543B2 JP62078154A JP7815487A JP2569543B2 JP 2569543 B2 JP2569543 B2 JP 2569543B2 JP 62078154 A JP62078154 A JP 62078154A JP 7815487 A JP7815487 A JP 7815487A JP 2569543 B2 JP2569543 B2 JP 2569543B2
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- Japan
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- image
- scanning
- axis
- point
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 圧子を試料表面に押し込んで形成した圧痕の画像をTV
カメラ等で採取し、該圧痕の対角線の長さを自動的に求
めることができる硬度計に関するものである。
カメラ等で採取し、該圧痕の対角線の長さを自動的に求
めることができる硬度計に関するものである。
［従来の技術］ マイクロビッカース硬度計等の硬度計では、接眼レン
ズの視野内で２本のカーソルを手動で移動させて圧痕を
挟み、圧痕の対角線長を目視によって読取り、試料の硬
度を測定するようにしている。また、テレビカメラで採
取した圧痕画像を汎用的な画像処理手段によって処理
し、自動的に対角線長さを読取り硬度測定を行う方法も
ある。
ズの視野内で２本のカーソルを手動で移動させて圧痕を
挟み、圧痕の対角線長を目視によって読取り、試料の硬
度を測定するようにしている。また、テレビカメラで採
取した圧痕画像を汎用的な画像処理手段によって処理
し、自動的に対角線長さを読取り硬度測定を行う方法も
ある。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記手動、目視による従来の測定法は、オペレータの
肉体的負担、特に目の疲労が大きく、人的操作上の誤差
も生じやすく測定精度が悪いという問題点があった。そ
の点、汎用画像処理手法を用いて自動的に測定する方法
ではかかる問題点は解決されるが、画像処理のために大
形高速の計算機が必要であり、装置の構成としては高価
になるという問題点があった。また、画像領域をすべて
走査するため、処理対象となる画像以外の雑音画像の影
響を無視できないといった問題点もあった。
肉体的負担、特に目の疲労が大きく、人的操作上の誤差
も生じやすく測定精度が悪いという問題点があった。そ
の点、汎用画像処理手法を用いて自動的に測定する方法
ではかかる問題点は解決されるが、画像処理のために大
形高速の計算機が必要であり、装置の構成としては高価
になるという問題点があった。また、画像領域をすべて
走査するため、処理対象となる画像以外の雑音画像の影
響を無視できないといった問題点もあった。
そこで本発明は、より簡易な処理手法によって硬度測
定が行なえる圧痕画像処理方法を提供するとともに、該
処理手法に基づき小型、低速の計算機で充分に実用的な
測定を行なうことができる硬度計を提供することを目的
とする。
定が行なえる圧痕画像処理方法を提供するとともに、該
処理手法に基づき小型、低速の計算機で充分に実用的な
測定を行なうことができる硬度計を提供することを目的
とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するために、次のような構
成を採用した。
成を採用した。
すなわち、本発明にかかる硬度計は、試料表面に矩形
圧痕を形成する圧子と、該形成された圧痕の画像を採取
するTVカメラ等の画像採取手段と、該画像採取手段によ
り採取された試料表面の矩形画像を２値化する手段と、
２値化された矩形画像内に設定された分割中心よりxy方
向へのびる分割軸によって分割された画像領域ごとにｘ
方向分割軸およびｙ方向分割軸からそれぞれ画像領域外
へ走査する走査手段と、該走査手段による走査において
矩形画像の分割軸から最大距離にある点が分割画像領域
ごとに存在するか否かを判断し検出する検出手段と、該
検出手段によって検出された分割軸からの最大距離点を
矩形の対角点としての座標位置を記憶する手段と、該記
憶手段に矩形の対角点として記憶された点の座標位置か
ら矩形の対角線長さを算出する演算手段とを具備するこ
とを特徴としている。
圧痕を形成する圧子と、該形成された圧痕の画像を採取
するTVカメラ等の画像採取手段と、該画像採取手段によ
り採取された試料表面の矩形画像を２値化する手段と、
２値化された矩形画像内に設定された分割中心よりxy方
向へのびる分割軸によって分割された画像領域ごとにｘ
方向分割軸およびｙ方向分割軸からそれぞれ画像領域外
へ走査する走査手段と、該走査手段による走査において
矩形画像の分割軸から最大距離にある点が分割画像領域
ごとに存在するか否かを判断し検出する検出手段と、該
検出手段によって検出された分割軸からの最大距離点を
矩形の対角点としての座標位置を記憶する手段と、該記
憶手段に矩形の対角点として記憶された点の座標位置か
ら矩形の対角線長さを算出する演算手段とを具備するこ
とを特徴としている。
［作用］ ２値化した矩形画像の内部から画像領域外へ走査する
ので、矩形画像以外の雑音画像の影響を受けない。ま
た、例えば分割した画像領域ごとに分割軸の分割中心側
から画像境界側へ順次走査し、分割軸から境界線までの
距離が増加方向にあって、その分割領域での分割軸から
の最大距離位置を検出できる時は、該位置を矩形の対角
点として判断できるので、単純な繰返しの処理アルゴリ
ズムで対角点を求めることができる。したがって、該処
理アルゴリズムに基づく処理装置は小形・低速の計算機
を使用して構成することができる。
ので、矩形画像以外の雑音画像の影響を受けない。ま
た、例えば分割した画像領域ごとに分割軸の分割中心側
から画像境界側へ順次走査し、分割軸から境界線までの
距離が増加方向にあって、その分割領域での分割軸から
の最大距離位置を検出できる時は、該位置を矩形の対角
点として判断できるので、単純な繰返しの処理アルゴリ
ズムで対角点を求めることができる。したがって、該処
理アルゴリズムに基づく処理装置は小形・低速の計算機
を使用して構成することができる。
［実施例］ 第１図は本発明の実施例における矩形画像処理装置10
の構成を示すブロック図で、硬度計１に組込んだテレビ
カメラ２によって採取された試料表面の矩形の圧痕画像
は、スライスレベル発生手段等によって構成された２値
化手段４によって明暗を表す２値化画像信号に変換さ
れ、画像メモリ５に記憶される。第２図に２値化された
圧痕画像を例示する。圧痕画像周囲の黒い影は雑音画像
を示す。この２値化された圧痕画像に対し、コンピュー
タ６は、本発明の処理方法に基づきプログラムメモリ８
に記憶されたプログラムにしたがって画像処理を行な
う。
の構成を示すブロック図で、硬度計１に組込んだテレビ
カメラ２によって採取された試料表面の矩形の圧痕画像
は、スライスレベル発生手段等によって構成された２値
化手段４によって明暗を表す２値化画像信号に変換さ
れ、画像メモリ５に記憶される。第２図に２値化された
圧痕画像を例示する。圧痕画像周囲の黒い影は雑音画像
を示す。この２値化された圧痕画像に対し、コンピュー
タ６は、本発明の処理方法に基づきプログラムメモリ８
に記憶されたプログラムにしたがって画像処理を行な
う。
すなわち、まず第２図に示す圧痕画像は視野の中心か
らｘおよびｙ方向の軸によって４分割される。４つに分
割された画像の第１象限から第４象限までの画像をそれ
ぞれ第３図（ａ）〜（ｄ）に示す。次に分割された画像
を各象限ごとに分割軸ｘおよび分割軸ｙから画像の領域
外に向けて走査し、分割軸から画像境界線までの距離を
検出する。第４図（ａ）は、例えば第１象限の画像につ
いてｙ軸から横方向へ順次走査する場合を示し、同図
（ｂ）は同じくｘ軸から縦方向へ順次走査する場合を示
す。同図（ａ）においては走査の開始点を（0,−１），
同図（ｂ）においては（−1,0）を走査開始点とし、走
査開始点を分割中心より少し負の側から始めることとし
ている。これは後述する圧痕の対角点を判別する際に、
対角点が第５図に示すように分割軸に存在する場合を考
慮するものである。
らｘおよびｙ方向の軸によって４分割される。４つに分
割された画像の第１象限から第４象限までの画像をそれ
ぞれ第３図（ａ）〜（ｄ）に示す。次に分割された画像
を各象限ごとに分割軸ｘおよび分割軸ｙから画像の領域
外に向けて走査し、分割軸から画像境界線までの距離を
検出する。第４図（ａ）は、例えば第１象限の画像につ
いてｙ軸から横方向へ順次走査する場合を示し、同図
（ｂ）は同じくｘ軸から縦方向へ順次走査する場合を示
す。同図（ａ）においては走査の開始点を（0,−１），
同図（ｂ）においては（−1,0）を走査開始点とし、走
査開始点を分割中心より少し負の側から始めることとし
ている。これは後述する圧痕の対角点を判別する際に、
対角点が第５図に示すように分割軸に存在する場合を考
慮するものである。
このように走査して対角点を判別するアルゴリズムに
ついて説明する。例えば上記したように、第４図（ａ）
において、走査開始後走査開始軸と分割された圧痕画像
の境界線までの距離が増加する方向にある場合は、走査
開始軸から最大距離となるＰ点が第１象限に存在するこ
とになって、このＰ点を対角点と判別することができ
る。同図（ｂ）に示す走査方向では、ｘ軸のＱ点で走査
が終了しＰ点を判別することができず、走査開始後に走
査開始軸から境界線までの距離が減少する方向にある時
は対角点を検出できないという取り扱いを行なうことが
できる。
ついて説明する。例えば上記したように、第４図（ａ）
において、走査開始後走査開始軸と分割された圧痕画像
の境界線までの距離が増加する方向にある場合は、走査
開始軸から最大距離となるＰ点が第１象限に存在するこ
とになって、このＰ点を対角点と判別することができ
る。同図（ｂ）に示す走査方向では、ｘ軸のＱ点で走査
が終了しＰ点を判別することができず、走査開始後に走
査開始軸から境界線までの距離が減少する方向にある時
は対角点を検出できないという取り扱いを行なうことが
できる。
第６図は、かかるアルゴリズムに基づく第１象限にお
ける処理手順を示すフローチャートである。ｘ軸を走査
軸開始軸としてｙ方向へ走査するときは（第４図
（ｂ））、走査開始軸から画像境界線までの距離は減少
する方向にあるので、走査方向が変更され、ｙ軸を走査
開始軸としてｘ方向へ走査が行なわれる（第４図
（ａ））。この時は、距離は増加方向にあり、Ｐ点が最
大距離点として検出され、Ｐ点を対角点と判別してその
座標が記憶される。このようにして各象限ごとに同様の
走査が行なわれ対角点の座標が検出される。
ける処理手順を示すフローチャートである。ｘ軸を走査
軸開始軸としてｙ方向へ走査するときは（第４図
（ｂ））、走査開始軸から画像境界線までの距離は減少
する方向にあるので、走査方向が変更され、ｙ軸を走査
開始軸としてｘ方向へ走査が行なわれる（第４図
（ａ））。この時は、距離は増加方向にあり、Ｐ点が最
大距離点として検出され、Ｐ点を対角点と判別してその
座標が記憶される。このようにして各象限ごとに同様の
走査が行なわれ対角点の座標が検出される。
上記したように対角点が第５図に示すように分割軸上
に位置する場合もあるので、走査の開始点は走査開始軸
の画像領域内の他の象限から開始するようにしておけ
ば、該対角点も同様に判別され検出することができる。
に位置する場合もあるので、走査の開始点は走査開始軸
の画像領域内の他の象限から開始するようにしておけ
ば、該対角点も同様に判別され検出することができる。
上記した走査および対角点判別検出はコンピュータの
演算処理によって容易に行なうことができ、検出された
対角点の座標はワーキングメモリ７にいったん記憶さ
れ、走査終了後は該対角点の座標データから対角線長さ
がコンピュータ６の演算によって算出され、試料の硬度
を算出して出力装置９において測定結果として表示され
る。
演算処理によって容易に行なうことができ、検出された
対角点の座標はワーキングメモリ７にいったん記憶さ
れ、走査終了後は該対角点の座標データから対角線長さ
がコンピュータ６の演算によって算出され、試料の硬度
を算出して出力装置９において測定結果として表示され
る。
実際の画像においては、画像のエッジのシャープ度を
考慮して、走査開始点を更に負の側から始めるとか、距
離の増減判別や最大距離の判定に統計学的手法を導入し
てソフト的に処理すれば一層確実な対角点の検出を行な
うことができる。
考慮して、走査開始点を更に負の側から始めるとか、距
離の増減判別や最大距離の判定に統計学的手法を導入し
てソフト的に処理すれば一層確実な対角点の検出を行な
うことができる。
上記のように構成される圧痕画像処理方法によれば、
対角点の座標が、単純かつ処理量が少ない処理アルゴリ
ズムによって求められるので、処理装置を小形・低速の
計算機を使用しても充分に実用性ある速度で処理するこ
とができる。また、走査は圧痕画像内から開始されるの
で、周辺の雑音画像の影響を受けず精度よく処理を行な
うことができる。また、目標画像の位置が変動しても、
その画像が分割軸の中心を内部に含んでいれば上記した
画像処理を行なうことができるので、硬度計における圧
痕付け、画像採取等を自動化し、試料台を自動送りにし
ても、その精度に厳密性を要求されず全自動化が可能に
なる。
対角点の座標が、単純かつ処理量が少ない処理アルゴリ
ズムによって求められるので、処理装置を小形・低速の
計算機を使用しても充分に実用性ある速度で処理するこ
とができる。また、走査は圧痕画像内から開始されるの
で、周辺の雑音画像の影響を受けず精度よく処理を行な
うことができる。また、目標画像の位置が変動しても、
その画像が分割軸の中心を内部に含んでいれば上記した
画像処理を行なうことができるので、硬度計における圧
痕付け、画像採取等を自動化し、試料台を自動送りにし
ても、その精度に厳密性を要求されず全自動化が可能に
なる。
上記実施例ではビッカース圧子について説明したが、
ヌープ硬度にも応用することができるほか、視野内に処
理したい画像が１個だけある場合に、その画像幅を検出
する等多くの画像処理に応用することができる。この発
明は圧痕以外の矩形画像の処理にも応用できる。
ヌープ硬度にも応用することができるほか、視野内に処
理したい画像が１個だけある場合に、その画像幅を検出
する等多くの画像処理に応用することができる。この発
明は圧痕以外の矩形画像の処理にも応用できる。
［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明にかかる硬度計
は、簡易な処理手順の繰返しで容易に圧痕等の矩形画像
の対角長さを検出でき、しかも画像周囲の雑音画像の影
響を全く受けずに精度よく画像処理を行なうことができ
る。また、その画像処理装置においては小形・低速の計
算機を走査手段、対角点検出手段として使用することが
でき、例えば硬度計に実施した場合硬度測定における全
自動化を可能とする画像処理装置を安価に提供できるよ
うになった。
は、簡易な処理手順の繰返しで容易に圧痕等の矩形画像
の対角長さを検出でき、しかも画像周囲の雑音画像の影
響を全く受けずに精度よく画像処理を行なうことができ
る。また、その画像処理装置においては小形・低速の計
算機を走査手段、対角点検出手段として使用することが
でき、例えば硬度計に実施した場合硬度測定における全
自動化を可能とする画像処理装置を安価に提供できるよ
うになった。
第１図は本発明の硬度計における矩形画像処理装置の構
成を示すブロック図で第２図は２値化された矩形画像を
例示する図、第３図（ａ）〜（ｄ）は画像を４分割した
際の各象限における分割図を示す図、第４図（ａ）
（ｂ）は走査方向を示す図、第５図は対角点が分割軸上
にある場合を示す図、第６図は分割した各象限ごとに対
角点を判別検出していく処理手順を示すフローチャート
である。 １……硬度計、２……テレビカメラ ４……２値化手段、６……コンピュータ ７……ワーキングメモリ
成を示すブロック図で第２図は２値化された矩形画像を
例示する図、第３図（ａ）〜（ｄ）は画像を４分割した
際の各象限における分割図を示す図、第４図（ａ）
（ｂ）は走査方向を示す図、第５図は対角点が分割軸上
にある場合を示す図、第６図は分割した各象限ごとに対
角点を判別検出していく処理手順を示すフローチャート
である。 １……硬度計、２……テレビカメラ ４……２値化手段、６……コンピュータ ７……ワーキングメモリ
Claims (1)
- 【請求項１】試料表面に矩形圧痕を形成する圧子と、該
形成された圧痕の画像を採取するTVカメラ等の画像採取
手段と、該画像採取手段により採取された試料表面の矩
形画像を２値化する手段と、２値化された矩形画像内に
設定された分割中心よりxy方向へのびる分割軸によって
分割された画像領域ごとにｘ方向分割軸およびｙ方向分
割軸からそれぞれ画像領域外へ走査する走査手段と、該
走査手段による走査において矩形画像の分割軸から最大
距離にある点が分割画像領域ごとに存在するか否かを判
断し検出する検出手段と、該検出手段によって検出され
た分割軸からの最大距離点を矩形の対角点としてその座
標位置を記憶する手段と、該記憶手段に矩形の対角点と
して記憶された点の座標位置から矩形の対角線長さを算
出する演算手段とを具備することを特徴とする硬度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078154A JP2569543B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 硬度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078154A JP2569543B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 硬度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241405A JPS63241405A (ja) | 1988-10-06 |
| JP2569543B2 true JP2569543B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13653997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62078154A Expired - Fee Related JP2569543B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 硬度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569543B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4910135B2 (ja) * | 2006-08-03 | 2012-04-04 | 国立大学法人 岡山大学 | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置 |
| JP4855920B2 (ja) * | 2006-12-26 | 2012-01-18 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | ウォータージェットピーニング施工面の残留応力評価方法 |
| CN110319778A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-11 | 四川永志人防设备检测有限公司 | 一种门框对角线检测装置及方法 |
| CN114445568B (zh) * | 2021-12-21 | 2024-10-01 | 武汉中海庭数据技术有限公司 | 一种直行转弯复合箭头的检测提取方法及系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5428688A (en) * | 1977-08-08 | 1979-03-03 | Hitachi Ltd | Defect judging method of quadrilateral patterns |
| JPS61230007A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-14 | Fuji Electric Co Ltd | 対象物の位置計測方式 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62078154A patent/JP2569543B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63241405A (ja) | 1988-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |