JP3304152B2 - 色むら検査装置 - Google Patents

色むら検査装置

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JP3304152B2
JP3304152B2 JP00771093A JP771093A JP3304152B2 JP 3304152 B2 JP3304152 B2 JP 3304152B2 JP 00771093 A JP00771093 A JP 00771093A JP 771093 A JP771093 A JP 771093A JP 3304152 B2 JP3304152 B2 JP 3304152B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、車両等の塗装面をカ
ラーカメラで撮像し、塗装面の色むらを画像認識により
自動的に検出する色むら検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両等のカラー塗装面において、色むら
(あるいは色調不良)が生じると外観性状が損なわれると
ころから、このような色むら(あるいは色調不良)が発生
した場合にはこれを検出して対策を講じなければならな
い。
【0003】このような色むら(あるいは色調不良)を検
出する方法としては、特開平3−51723号公報に開
示されているように、塗膜に照射光束を当て、その反射
光のうちハイライト部分に基づいて前記塗膜のハイライ
ト彩度および(または)ハイライト刺激純度を求めるとと
もに、シェード部分に基づいて前記塗膜のシェード彩度
および(または)シェード刺激純度を求め、これらの結果
から塗膜色調を評価するようにしたものがあるが、この
方法の場合、色調評価には適しているものの、カラー塗
膜の色むら検出には不向きである。即ち、色むら検出の
場合、カラー塗膜における三原色の各々について評価す
る必要があるが、その際照射光束による照明むらが生じ
易いところから、塗膜の明度が不均一となり、色むら検
出に影響を及ぼすおそれがある。なお、照射光束を小さ
く限定すれば照明むらは抑えられるが、照射領域が小さ
く限定されるところから、検査に時間と手間がかかりす
ぎることとなる。
【0004】一方、色むらを検査する方法としては、カ
ラーカメラで塗装面を撮像し、塗装面の色むらを画像認
識により自動的に検出するものも従来から知られてお
り、撮像ロボットにカラーカメラを付設して、車両等の
塗装面に沿って移動させて塗装面を所定区画毎に撮像
し、画像を順次取り込んで画像認識により自動的に色む
ら検出を行うこととなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このと
き搬送ライン上に位置する車両の位置ズレのため、被検
査面である車両ボディを照射している照明装置と車両ボ
ディとの相対関係にズレが生じ、被検査面に対して予め
設定した条件では均一に照射することができず照明むら
ができ、カラーカメラにより撮像された画像に明度のむ
らが生ずるという不具合がある。
【0006】しかも、被検査面としての車両ボディは多
くの曲面からなる複雑な形状をしているので、照明むら
が生じないように照射すること自体困難であり、車両ボ
ディの位置ズレがたとえわずかであっても照度設定に大
きく影響し、カラーカメラにより撮像された画像に明度
むらが生じて画像認識において検出ミスが発生し、色む
らを安定に検出できず、好ましくなかった。
【0007】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、照明むらによる撮像画像の明度むらを除去して、
画像認識に際して検出ミスを防ぎ得るようにすることを
目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願発明では、上記課題
を解決するための手段として、塗装面をカラーカメラで
撮像し、塗装面の色むらを画像認識により自動的に検出
する色むら検査装置であって、前記塗装面における照度
のむらを補正するために、前記カラーカメラの撮像画像
の三原色信号に基づいて、当該撮像画像における明度の
むらがなくなるように、前記三原色信号の各々を均一輝
度レベルに補正する照度変化補正手段と、該照度変化補
正手段により補正された状態の三原色信号と所定の許容
値とを比較する異常判定手段と、該異常判定手段により
許容値を逸脱していると判定された場合に異常出力を行
う出力手段とを備えて構成している。
【0009】
【作用】本願発明では、上記手段によって次のような作
用が得られる。
【0010】即ち、画像認識のためにカラーカメラで撮
像した画像における三原色信号は、各々について均一輝
度レベルに補正され、補正された状態の三原色信号と所
定の許容値とを比較し、許容値を逸脱していると判定さ
れた場合に異常出力が行なわれることとなる。従って、
被検査面において照明むらが生じていても、撮像画像に
おける三原色信号は均一輝度レベルに補正されることと
なり、画像上の明度むらに影響されることなく色むら検
出が行えるのである。
【0011】
【発明の効果】本願発明によれば、画像認識のためにカ
ラーカメラで撮像した画像における三原色信号の各々に
ついて均一輝度レベルに補正し、補正された状態の三原
色信号と所定の許容値とを比較し、許容値を逸脱してい
ると判定された場合に異常出力を行うようにしているの
で、被検査面において照明むらが生じていても、画像上
の明度むらに影響されることなく色むら検出が行えるこ
ととなり、照明条件に左右されることなく、高速で安定
した色むら検出が可能となるという優れた効果がある。
【0012】また、補正された状態の三原色信号に基づ
いて異常出力判定を行うようにしているので、異常出力
判定の比較対象となる許容値の設定が容易となるという
効果もある。
【0013】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好
適な実施例を説明する。
【0014】本実施例においては、図1に示すように、
カラーカメラ1によって車両ボディの塗装面Wを所定区
画毎に撮像し、かくして得られた撮像画像における三原
色のビデオ信号Vr,Vg,Vbは種々の画像解析等を行う
画像処理用のコントローラ2に入力されることとなって
いる。該コントローラ2は、照度変化補正部3と画像処
理部4とを備えている。ここで、Vrは赤のビデオ信号
を、Vgはグリーンのビデオ信号を、Vbはブルーのビデ
オ信号をそれぞれ示している。
【0015】カラーカメラ1により撮像された画像は、
いわゆる三原色のビデオ信号Vr,Vg,Vbとして照度変
化補正部3に取り込まれるものであり、該照度変化補正
部3においてはビデオ信号Vr,Vg,Vbの各々について
均一輝度レベルに補正する処理を行って補正ビデオ信号
Vr′,Vg′,Vb′とし、これらの信号を画像処理部4
へ送り込んで解析処理し、色むらの検出、許容値との比
較および異常出力等の処理(つまり、画像認識)を行うよ
うになっている。前記照度変化補正部3は照度変化補正
手段として作用するものであり、前記画像処理部4は、
前記照度変化補正手段3により補正された状態の補正ビ
デオ信号Vr′,Vg′,Vb′と所定の許容値Vr0,Vg0,
Vb0とを比較する異常判定手段5と、該異常判定手段5
により許容値Vr0,Vg0,Vb0を逸脱していると判定され
た場合に異常出力Cを行う出力手段6とを備えている
(図2参照)。
【0016】ついで、図3に示すブロック図に基づい
て、照度変化補正部3の作用について説明する。照度変
化補正部2は複数の演算部11〜20を備えており、三
原色信号Vr,Vg,Vbの各々について均一輝度レベルに
補正するための演算ロジックが構成されている。
【0017】カラーカメラ1から入力されるビデオ信号
Vr,Vg,Vbは、まず正規化演算部11,12,13へ各
々取り込まれ、それらのビデオ信号からバイアス信号B
r,Bg,Bbがそれぞれ減算除去され、ゲイン信号Gr,G
g,Gbがそれぞれ乗算されて正規化信号Sr,Sg,Sbとし
てそれぞれ出力される。
【0018】次に、上記正規化信号Sr,Sg,Sbは色信
号補正演算部14,15,16へ各々取り込まれ、色レベ
ルに関する補正基準値SBr,SBg,SBbが正規化信号
Sr,Sg,Sbでそれぞれ除算され且つ所定値αでそれぞ
れ累乗がとられて基準の色レベルに対する比率、即ち色
レベルの補正係数K1が求められる。そして、前記補正
係数K1を正規化信号Sr,Sg,Sbへそれぞれ乗じて色レ
ベルの補正値SrK1,SgK2,SbK3としてそれぞれ出力
される。
【0019】前記正規化演算部11,12,13の出力で
ある正規化信号Sr,Sg,Sbは照度変化率演算部17へ
取り込まれ、前記補正基準値SBr,SBg,SBbの各々
につき二乗して全体の和をとったもの、即ち補正基準値
SBr,SBg,SBbのベクトル和(SBr2+SBg2+SB
b2)を、正規化信号Sr,Sg,Sbの各々につき二乗して全
体の和をとったもの、即ち正規化信号Sr,Sg,Sbのベ
クトル和(Sr2+Sg2+Sb2)で除算して照度変化率(S
Br2+SBg2+SBb2)/(Sr2+Sg2+Sb2)を求め且
つ所定値βで累乗をとって照度レベルでの補正係数K2
として出力される。
【0020】しかる後、前記色信号補正演算部14,1
5,16の出力である補正値SrK1,SgK2,SbK3は照
度補正演算部18,19,20へ取り込まれ、それらに前
記照度変化率演算部17で得られた補正係数K2が乗じ
られることによって照度補正がなされ、補正ビデオ信号
Vr′,Vg′,Vb′が得られる。
【0021】このようにして得られた補正ビデオ信号V
r′,Vg′,Vb′は、照度変化率が補正されたもの(即
ち、照明むらによる影響が除去されたもの)となってい
るため、色むら検出のための検出信号として使用するに
最適なものとなっている。
【0022】次に、図4に示すフローチャートを参照し
て、本実施例にかかる色むら検査装置の作用を説明す
る。なお、フローチャートにおける添字iは赤(r),グリ
ーン(g),ブルー(b)を順次示す。
【0023】カラーカメラ1により撮像された画像の三
原色ビデオ信号Vi(i=r,g,b)の各々について基準スケ
ール上へ正規化変換して正規化信号Si(i=r,g,b)とし
(ステップS1)、次に色信号補正演算および照度変化率
演算を行って色レベルでの補正値Si(i=r,g,b)および
補正係数K2を求め(ステップS2,S3)、それらをもとに
照度補正演算を行って補正ビデオ信号Vi′(i=r,g,b)
を得る(ステップS4)。しかる後、ステップS5において
前記補正ビデオ信号Vi′(i=r,g,b)と所定の許容値Vi
0(i=r,g,b)とを比較し、許容値Vi(i=r,g,b)を逸脱し
ていると判定された場合にはステップS6において異常
出力Cを出力し、許容値Vi(i=r,g,b)を逸脱していな
い場合にはステップS1へリターンする。
【0024】上記したように、本実施例によれば、画像
認識のためにカラーカメラ1で撮像した画像における三
原色のビデオ信号Vr,Vg,Vbの各々について均一輝度
レベルに補正し、補正された状態の補正ビデオ信号V
r′,Vg′,Vb′と所定の許容値Vr0,Vg0,Vb0とを比
較し、許容値Vr0,Vg0,Vb0を逸脱していると判定され
た場合に異常出力Cを行うようにしているため、被検査
面において照明むらが生じていても、画像上の明度むら
に影響されることなく色むら検出が行えることとなり、
照明条件に左右されることなく、高速で安定した色むら
検出が可能となるのである。
【0025】また、補正された状態の補正ビデオ信号V
r′,Vg′,Vb′に基づいて異常出力判定を行うように
しているので、異常出力判定の比較対象となる許容値V
r0,Vg0,Vb0の設定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例にかかる色むら検査装置の要
部を示すブロック図である。
【図2】本願発明の実施例にかかる色むら検査装置にお
けるコントローラの内容を示すブロック図である。
【図3】図2のコントローラにおける照度変化補正部の
演算ロジックを示すブロック図である。
【図4】本願発明の実施例にかかる色むら検査装置の作
用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1はカラーカメラ、2はコントローラ、3は照度変化補
正手段(照度変化補正部)、4は画像処理部、5は異常判
定手段、6は出力手段、11,12,13は正規化演算
部、14,15,16は色信号補正演算部、17は照度変
化率補正演算部、18,19,20は照度補正演算部、W
は塗装面(被検査面)、Vr,Vg,Vbは三原色信号(ビデオ
信号)、Sr,Sg,Sbは正規化信号、SBr,SBg,SBb
は補正基準値、K1,K2は補正係数、Vr′,Vg′,Vb′
は補正三原色信号(補正ビデオ信号)、Vr0,Vg0,Vb0
許容値、Cは異常出力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 3/46 - 3/51 G01N 21/88 G06T 1/00 280 - 340 G06T 1/00 500 - 1/40 G06T 3/00 - 5/50 G06T 7/00 - 7/00 350 G06T 7/20 - 7/60 300 G06T 9/00 - 9/40 H04N 9/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗装面をカラーカメラで撮像し、塗装面
    の色むらを画像認識により自動的に検出する色むら検査
    装置であって、前記塗装面の位置による照度のむらを補
    正するために、前記カラーカメラの撮像画像の三原色信
    号に基づいて、当該撮像画像における明度のむらがなく
    なるように、前記三原色信号の各々を均一輝度レベルに
    補正する照度変化補正手段と、該照度変化補正手段によ
    り補正された状態の三原色信号と所定の許容値とを比較
    する異常判定手段と、該異常判定手段により許容値を逸
    脱していると判定された場合に異常出力を行う出力手段
    とを備えていることを特徴とする色むら検査装置。
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