JP3435224B2 - Inspection equipment for non-metallic inclusions - Google Patents

Inspection equipment for non-metallic inclusions

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JP3435224B2
JP3435224B2 JP22627994A JP22627994A JP3435224B2 JP 3435224 B2 JP3435224 B2 JP 3435224B2 JP 22627994 A JP22627994 A JP 22627994A JP 22627994 A JP22627994 A JP 22627994A JP 3435224 B2 JP3435224 B2 JP 3435224B2
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JP
Japan
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image
sample
metallic
inclusions
threshold value
Prior art date
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JP22627994A
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Japanese (ja)
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JPH0894538A (en
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晃司 金子
勇 平本
強 山村
務 浜田
智 松下
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東芝アイティー・ソリューション株式会社
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は画像処理技術を用いて金
属材料中の非金属介在物の有無やその種類などを検査す
る非金属介在物の検査装置に関する。 【0002】 【従来の技術】金属材料中に非金属介在物があると、こ
の非金属介在物の量や種類によって金属材料の機械的諸
特性が変わるため、金属材料の品質管理を行なう上で、
これら非金属介在物の定量解析を行なうことが大変重要
になっている。 【0003】このため、金属材料中に存在する非金属介
在物の検査方法として、ASTM(American
Society for Testing Mater
ials)法と呼ばれる方法等、種々の方法が開発され
ている。 【0004】この場合、このASTM法は、金属材料か
ら採取された試料の表面に表われる非金属介在物を顕微
鏡で観察し、その形状や分布状態により金属材料の品質
を決定するものであり、非金属介在物の形状や分布状態
により、図7に示す如く試料の表面に表われた非金属介
在物をA系、B系、C系、D系、TiB系、TiD系の
6種類に分類したり、これらA系、B系、C系、D系、
TiB系、TiD系を各々、Thin(薄型)と、He
avy(厚型)とに分類したりすることで、金属材料の
品質を決定する。 【0005】ところで、検査者の肉眼による目視検査で
は、検査速度や誤差の面で問題があるため、最近では、
金属材料の検査を画像処理技術を用いて自動的に行なう
検査装置が開発されている。 【0006】図8はこのような金属材料から切り出され
た試料中の非金属介在物の量や種類などを自動的に検査
する検査装置の一例を示す構成図である。 【0007】この図に示す検査装置101は金属材料か
ら切り出された試料102がセットされるホルダ103
と、このホルダ103にセットされている試料102を
拡大する顕微鏡104と、この顕微鏡104の光軸と同
軸となるように、前記ホルダ103にセットされている
試料102を照明する照明光源105と、前記顕微鏡1
04によって拡大された試料102の光学画像を電気信
号(画像信号)に変換するITVカメラ(工業用テレビ
カメラ)106と、このITVカメラ106によって得
られた前記試料102の画像信号を処理する画像処理装
置107と、この画像処理装置107を制御するホスト
コンピュータ装置108と、前記画像処理装置107に
よって得られた処理結果などを表示するモニタ装置10
9とを備えている。 【0008】そして、検査対象となる金属材料中に含ま
れている非金属介在物の検査を行なうために、前記金属
材料から所定の条件で切り出された試料102がホルダ
103にセットされたとき、照明光源105によって前
記試料102を照明しながら、顕微鏡104によって前
記試料102の光学画像を拡大するとともに、ITVカ
メラ106によって前記顕微鏡104で拡大された光学
画像を電気信号(画像信号)に変換して、画像処理装置
107でこれを処理し、処理結果をホストコンピュータ
装置108に供給して非金属介在物の形状や濃度などを
解析させるとともに、この解析結果や前記処理結果、試
料102の画像などをモニタ装置109上に画面表示す
る。 【0009】この場合、前記画像処理装置107は前記
ITVカメラ106から出力される画像信号を各画素毎
に、A/D変換(アナログ/デジタル変換)して所定ビ
ット、例えば8ビットの画像データを作成するA/Dコ
ンバータ回路110と、このA/Dコンバータ回路11
0から出力される画像データを取り込んで、一時記憶す
るフレームメモリ回路111と、このフレームメモリ回
路111に記憶されている画像データを取り込むととも
に、予め設定されているしきい値で、前記画像データを
2値化して、非金属介在物がある画素を明るくした2値
化画像を作成するCPU回路112とを備えており、前
記ITVカメラ106から出力される画像信号を各画素
毎に、A/D変換して画像データを作成した後、予め設
定されているしきい値に基づき、前記画像データを2値
化して2値化画像を作成し、これを前記ホストコンピュ
ータ装置108に供給するとともに、モニタ装置109
に供給する。 【0010】このようにこの検査装置101では、試料
102の光学画像を電気信号(画像信号)に変換した
後、この画像信号をA/D変換して画像データに変換
し、予め設定されているしきい値に基づき、これを2値
化処理して非金属介在物を検出するようにしているの
で、検査員等の目視によることなく、試料102中に含
まれている非金属介在物の量やその種類などを自動的
に、検出することができる。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
検査装置101では、しきい値によって試料102の画
像データを構成する各画素を金属部分の画素と、非金属
介在物部分の画素とに弁別するようにしているので、し
きい値の設定が非金属介在物の検出精度に直接、影響す
る。 【0012】このため、このような検査装置101を使
用する場合、モニタ装置109上に、基準となる試料1
02の2値化画像を表示させながら、検査員などがしき
い値を、試行錯誤で調整して、最も最適な2値化画像が
得られるしきい値を見つけ出すという作業を行なって、
しきい値を設定していた。 【0013】しかしながら、このようなしきい値設定方
法では、最適なしきい値を見つけ出すのが難しいのみな
らず、検査対象となる試料102を実際に検査したと
き、試料102中の各非金属介在物のうち、画素の明る
さでその種類を判定しているような非金属介在物、例え
ば図9、図10に示す如くA系介在物やC系介在物につ
いて、検査員による目視検査の結果と、検査装置101
による検査の結果とがずれてしまうことがあった。 【0014】本発明は上記の事情に鑑み、しきい値の設
定値を常に最適な値にして、試料画像中の非金属介在物
の画像と、金属の画像とを正確に識別することができ、
これよって非金属介在物の量と種類とを正確に検査する
ことができる非金属介在物の検査装置を提供することを
目的としている。 【0015】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、撮影装置によって撮影対象となる試料を
撮影するとともに、画像処理装置によって前記撮影装置
で得られた画像信号を2値化して、この画像信号で示さ
れる前記試料の画像中にある非金属介在物の量またはそ
の種類の少なくともいずれか一方を検出する非金属介在
物の検査装置において、前記試料中にある非金属介在物
幅方向及び長さ方向の大きさを画素単位で測定し、
の測定結果が前記非金属介在物の幅方向もしくは長さ方
向に占める画素が多くなれば、予め設定されている基準
しきい値を小さくなるよう調整し、測定結果が前記非金
属介在物の幅方向もしくは長さ方向に占める画素が少な
くなれば、予め設定されている基準しきい値を大きくな
るよう調整して、前記画像信号を2値化する際に使用さ
れる各非金属介在物を識別するためのしきい値を最適化
し、この最適化されたしきい値を用いて、前記画像信号
を2値化して前記非金属介在物の量、種類を検査するこ
とを特徴としている。 【0016】 【作用】上記の構成において、撮影装置によって検査対
象となる試料を撮影するとともに、画像処理装置によっ
て前記撮影装置で得られた画像信号を2値化して、この
画像信号で示される前記試料の画像中にある非金属介在
物の量、その種類の少なくともいずれか一方を検出する
非金属介在物の検査装置において、前記試料中にある非
金属介在物の大きさを画素単位で測定し、この測定結果
に基づき、予め設定されている基準しきい値を調整し
て、前記画像信号を2値化する際に使用されるしきい値
を最適化し、この最適化されたしきい値を用いて、前記
画像信号を2値化して前記非金属介在物の量、種類を検
査することにより、しきい値の設定値を常に最適な値に
して、試料画像中の非金属介在物の画像と、金属の画像
とを正確に識別し、これよって非金属介在物の量と種類
とを正確に検査する。 【0017】 【実施例】 《本発明による非金属介在物の検査装置のしきい値設定
方法》最初、本発明による非金属介在物の検査装置の詳
細な説明に先だって、本発明による非金属介在物の検査
装置のしきい値設定方法について説明する。 【0018】まず、本発明による非金属介在物の検査装
置のように、ITVカメラによって得られた画像信号を
A/D変換して、デジタル信号形式の画像データにした
後、これを処理する方法では、検査対象となる試料の被
検面を、画像を処理する際の最小分解単位である画素に
分解した後、各画素の濃度を処理していることになる。 【0019】そして、各画素の濃度は各々、これらの各
画素の面積中にある金属や非金属介在物などの濃度を各
画素毎に、平均化した値になり、さらに金属部分の画素
濃度より、非金属介在物の画素濃度が高いことから、各
画素が非金属介在物の画像を含んでいても、各画素中に
ある非金属介在物の画像と金属画像との割合に応じてこ
れらの各画素の濃度が変化し、各画素のヒストグラムを
作成したとき、1画素の面積中に占める非金属介在物の
比率が小さくなるほど、この画素の濃度が低くなる。 【0020】しかしながら、従来のしきい値設定方法で
は、しきい値を設定する際、基準となる試料画像を構成
する各画素のヒストグラムを作成し、このヒストグラム
に基づき、各画素を金属部分の画素と、非金属介在物の
画素とに分離するときのしきい値を求め、図3に示す如
く非金属介在物が占める画素の数がどのような値であっ
ても、ヒストグラムから求めたしきい値を固定的に使用
して、非金属介在物の識別を行なっていたので、非金属
介在物の幅が狭いときや、長さが短いとき、この非金属
介在物を検出するのに必要なしきい値が本来の値より、
小さな値になってしまう。 【0021】そこで、このような点を考慮して、本発明
による非金属介在物の検査装置では、図4に示す如くヒ
ストグラムから得られたしきい値を基準とし、これを非
金属介在物の幅が狭くなる毎に、また長さが短くなる毎
に、しきい値を大きくすることにより、金属と非金属介
在物とを識別を正確に識別し得るようにするとともに、
各非金属介在物の種類、例えば白丸で示すA系介在物
と、黒丸で示すC系介在物とを正確に識別し得るように
した。 【0022】そして、このしきい値設定原理に基づき、
非金属介在物が占める画素数に応じて、実際に、しきい
値を調整し、非金属介在物を含む試料、例えばA系介在
物やC系介在物を含む試料を検査したとき、図5、図6
に示す如く検査員による目視検査の結果と、検査装置に
よる検査の結果とを一致させることができた。 【0023】《実施例の説明》以下、上述したしきい値
の設定原理を使用した本発明による非金属介在物の検査
装置を図面を参照しながら、詳細に説明する。 【0024】図1は本発明による非金属介在物の検査装
置の一実施例を示す構成図である。 【0025】この図に示す非金属介在物の検査装置1は
画像入力機構2と、処理機構3とを備えており、画像入
力機構2によって試料4を撮影して画像信号を生成する
とともに、処理機構3によって前記画像信号を処理し
て、非金属介在物を検出するのに必要な基準しきい値を
決めた後、各非金属介在物の幅および長さと、その濃度
とを画素単位で測定し、この非金属介在物の幅および長
さに対応して、前記基準しきい値を最適なしきい値にし
て、前記試料4中にある非金属介在物の量と、その種類
とを検査し、この検査結果を画面表示したり、プリント
アウトしたりする。 【0026】前記画像入力機構2は金属材料から切り出
された試料4がセットされるホルダ5と、このホルダ5
にセットされている試料4を拡大する顕微鏡6と、この
顕微鏡6の光軸と同軸となるように、前記ホルダ5にセ
ットされている試料4を照明する照明光源7と、前記ホ
ルダ5を保持しながら、これをX方向、Y方向に移動さ
せて、試料4の検査対象領域を前記顕微鏡6の視野内に
入れるX−Yステージ8と、前記処理機構3から出力さ
れるステージ制御指令に基づき、前記X−Yステージ8
の動作を制御するX−Yステージコントローラ装置9
と、前記処理機構3から出力されるフォーカス制御指令
に基づいて前記顕微鏡6のフォーカスや倍率などを調整
して、前記試料4の表面に焦点を合わせるオートフォー
カスコントローラ装置10と、前記顕微鏡6によって拡
大された試料4の光学画像を電気信号(画像信号)に変
換するITVカメラ11とを備えている。 【0027】そして、検査対象となる金属材料中に含ま
れている非金属介在物の検査を行なうために、前記金属
材料から所定の条件で切り出された試料4がホルダ5に
セットされたとき、照明光源7によって前記試料4を照
明しながら、前記処理機構3から出力されるステージ制
御指令、フォーカス制御指令に基づき、X−Yステージ
8を動作させて顕微鏡6の視野内に試料4の検査対象領
域を配置させ、この状態で顕微鏡6により、前記検査対
象領域の表面に焦点を合わせて、これを拡大するととも
に、ITVカメラ11によって前記顕微鏡6で拡大され
た光学画像を電気信号(画像信号)に変換して、これを
処理機構3に供給する。 【0028】処理機構3は検査装置1全体の制御や測定
データの処理を行なう情報処理装置12と、この情報処
理装置12で処理された測定データなどを取り込んで、
これを印字するプリンタ装置23と、前記情報処理装置
12の指示に基づいて前記ITVカメラ11から出力さ
れる画像信号を取り込んで必要な画像処理を行なう画像
処理装置13と、この画像処理装置13から出力される
画像信号(前記ITVカメラ11で得られた生の画像信
号)を取り込んで、これを画面表示する画像モニタ装置
14と、前記画像処理装置13から出力される、画像処
理された画像信号を取り込んで、これを画面表示する画
像モニタ装置15と、前記画像処理装置13から出力さ
れる、画面信号を取り込んで、これをハードコピーする
ビデオプリンタ装置16とを備えている。 【0029】そして、前記画像入力機構2のX−Yステ
ージコントローラ装置9、オートフォーカスコントロー
ラ装置10を制御して、前記ITVカメラ11に試料4
の検査対象領域を撮影させ、これによって得られた画像
信号を取り込むとともに、この画像信号を処理して、非
金属介在物を検出するのに必要な基準しきい値を決めた
後、各非金属介在物の幅および長さと、その濃度とを画
素単位で測定し、この非金属介在物の幅および長さに対
応して、前記基準しきい値を最適なしきい値にして、前
記試料4中にある非金属介在物の量と、その種類とを検
査して、この検査結果を画面表示したり、プリントアウ
トしたりする。 【0030】この場合、前記画像処理装置13は図2に
示す如く前記ITVカメラ11から出力される画像信号
をA/D変換して画像データに変換するA/Dコンバー
タ回路17と、このA/Dコンバータ回路17から出力
される画像データを取り込んで記憶するフレームメモリ
回路18と、このフレームメモリ回路18に記憶されて
いる画像データを画像処理する画像処理専用プロセッサ
回路19と、この画像処理専用プロセッサ回路19の動
作および前記A/Dコンバータ回路17などを制御する
制御CPU回路20と、この制御CPU回路20などの
作業エリアなどとして使用される作業RAM回路21
と、前記制御CPU回路20と前記情報処理装置12な
どとの間のデータ授受をサポートするインタフェース回
路22とを備えている。 【0031】そして、前記情報処理装置12からの指示
に基づいて、前記ITVカメラ11から出力される画像
信号を取り込むとともに、前記モニタ装置14に供給し
て、画面表示させる処理、前記画像信号をA/D変換し
て画像データに変換した後、画像処理して、ヒストグラ
ムを作成して、これを情報処理装置12に供給する処
理、前記画像データに基づき、非金属介在物の形状(幅
と長さ)を測定し、これを前記情報処理装置12に供給
する処理、前記情報処理装置12から出力されるしきい
値に基づき、前記画像データを2値化して、非金属介在
物がある画素を明るくした2値化画像を作成する処理、
前記2値化画像を前記モニタ装置15に供給して、画面
表示させる処理、および前記2値化画像を前記ビデオプ
リンタ装置16に供給してハードコピーさせる処理など
を行なう。 【0032】この際、前記情報処理装置12は前記画像
処理装置13から出力される、基準となる試料4のヒス
トグラムに基づき、最適しきい値を決定するときの基準
しきい値を計算して、これを記憶し、以後、前記画像処
理装置13から検査対象となる実際の試料4の画像処理
して得られる非金属介在物の形状情報が供給される毎
に、この形状情報に基づき、非金属介在物が占有してい
る幅方向の画素数、長さ方向の画素数に応じて、図3に
示す如く、前記非金属介在物が幅方向または長さ方向に
占める画素が多くなるほど、値が小さくなるように前記
基準しきい値を調整して最適しきい値を計算し、これを
前記画像処理装置13に供給して、検査対象となる実際
の試料の画像データを2値化させ、この2値化画像デー
タに基づき、前記試料4の表面上に出ている非金属介在
物の量とその種類とを識別させる。 【0033】《実施例の効果》このようにこの実施例に
おいては、画像入力機構2によって試料4を撮影して画
像信号を生成するとともに、処理機構3によって前記画
像信号を処理して、非金属介在物を検出するのに必要な
基準しきい値を決めた後、各非金属介在物の幅および長
さと、その濃度とを画素単位で測定し、この非金属介在
物の幅および長さに対応して、前記基準しきい値を最適
なしきい値にして、前記試料4中にある非金属介在物の
量と、その種類とを検査するようにしたので、しきい値
の設定値を常に最適な値にして、試料画像中の非金属介
在物の画像と、金属の画像とを正確に識別することがで
き、これよって非金属介在物の量と種類とを正確に検査
することができる。 【0034】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、し
きい値の設定値を常に最適な値にして、試料画像中の非
金属介在物の画像と、金属の画像とを正確に識別するこ
とができ、これよって非金属介在物の量と種類とを正確
に検査することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonmetallic inclusion inspection apparatus for inspecting the presence and type of nonmetallic inclusions in a metal material using an image processing technique. About. [0002] When non-metallic inclusions are present in a metal material, the mechanical properties of the metal material vary depending on the amount and type of the non-metallic inclusions. ,
It is very important to quantitatively analyze these nonmetallic inclusions. [0003] For this reason, ASTM (American) has been proposed as a method of inspecting nonmetallic inclusions present in a metal material.
Society for Testing Mater
Various methods have been developed, such as a method called the ials) method. [0004] In this case, the ASTM method is to observe non-metallic inclusions appearing on the surface of a sample collected from a metal material with a microscope and determine the quality of the metal material according to its shape and distribution. According to the shape and distribution state of the nonmetallic inclusions, the nonmetallic inclusions shown on the surface of the sample are classified into six types of A type, B type, C type, D type, TiB type and TiD type as shown in FIG. Or these A-series, B-series, C-series, D-series,
TiB-based and TiD-based are respectively Thin (thin) and He
The quality of the metal material is determined by classifying the metal material into an avy (thick type) or the like. [0005] By the way, the visual inspection by the inspector with the naked eye has problems in inspection speed and errors.
Inspection apparatuses for automatically inspecting metal materials by using image processing technology have been developed. FIG. 8 is a block diagram showing an example of an inspection apparatus for automatically inspecting the amount and type of nonmetallic inclusions in a sample cut from such a metal material. An inspection apparatus 101 shown in FIG. 1 has a holder 103 on which a sample 102 cut out of a metal material is set.
A microscope 104 for enlarging the sample 102 set in the holder 103, an illumination light source 105 for illuminating the sample 102 set in the holder 103 so as to be coaxial with the optical axis of the microscope 104, The microscope 1
An ITV camera (industrial television camera) 106 for converting an optical image of the sample 102 enlarged by the camera 04 into an electric signal (image signal), and an image processing for processing the image signal of the sample 102 obtained by the ITV camera 106 Device 107, a host computer device 108 for controlling the image processing device 107, and a monitor device 10 for displaying the processing results and the like obtained by the image processing device 107
9 is provided. When a sample 102 cut out from the metal material under a predetermined condition is set in a holder 103 in order to inspect nonmetallic inclusions contained in the metal material to be inspected, While illuminating the sample 102 with the illumination light source 105, the microscope 104 enlarges the optical image of the sample 102, and the ITV camera 106 converts the optical image enlarged by the microscope 104 into an electric signal (image signal). This is processed by the image processing device 107, and the processing result is supplied to the host computer device 108 to analyze the shape and concentration of the non-metallic inclusions, and to analyze the analysis result, the processing result, the image of the sample 102, and the like. The screen is displayed on the monitor device 109. In this case, the image processing device 107 performs A / D conversion (analog / digital conversion) of an image signal output from the ITV camera 106 for each pixel and converts predetermined bits, for example, 8-bit image data. A / D converter circuit 110 to be created and this A / D converter circuit 11
A frame memory circuit 111 for temporarily storing image data output from 0 and image data stored in the frame memory circuit 111, and the image data is stored at a preset threshold value. A CPU circuit 112 for binarizing the image to produce a binarized image in which pixels having non-metallic inclusions are brightened, and converting an image signal output from the ITV camera 106 into an A / D signal for each pixel; After the image data is created by the conversion, the image data is binarized based on a preset threshold value to create a binarized image, and the binarized image is supplied to the host computer device 108. Device 109
To supply. As described above, in the inspection apparatus 101, after the optical image of the sample 102 is converted into an electric signal (image signal), the image signal is A / D converted and converted into image data, which is set in advance. Based on the threshold value, this is binarized to detect non-metallic inclusions, so that the amount of non-metallic inclusions contained in the sample 102 can be detected without visual inspection by an inspector or the like. And its type can be automatically detected. By the way, in such an inspection apparatus 101, each pixel constituting the image data of the sample 102 by the threshold value is defined as a pixel of a metal part and a pixel of a non-metallic inclusion part. The setting of the threshold directly affects the detection accuracy of nonmetallic inclusions. For this reason, when such an inspection apparatus 101 is used, a sample 1 serving as a reference is placed on a monitor 109.
02 while displaying the binarized image of 02, the inspector or the like adjusts the threshold by trial and error to find the threshold that gives the most optimal binarized image.
The threshold was set. However, in such a threshold value setting method, not only is it difficult to find an optimum threshold value, but also when each of the non-metallic inclusions in the sample 102 is actually inspected. Of the non-metallic inclusions whose types are determined based on the brightness of the pixels, for example, as shown in FIGS. Inspection device 101
The result of the inspection may be shifted. According to the present invention, in view of the above circumstances, the threshold value can always be set to an optimum value, and the image of the nonmetallic inclusion in the sample image can be accurately distinguished from the image of the metal. ,
It is an object of the present invention to provide a nonmetallic inclusion inspection apparatus capable of accurately inspecting the quantity and type of nonmetallic inclusions. [0015] In order to achieve the above object, the present invention is directed to a photographing apparatus for photographing a sample to be photographed, and an image processing apparatus for acquiring an image signal obtained by the photographing apparatus. In the inspection apparatus for non-metallic inclusions, which detects the amount of non-metallic inclusions and / or the type of the non-metallic inclusions in the image of the sample indicated by the image signal, the width and length directions of the size of non-metallic inclusions was measured in pixels, this
Is the width direction or length direction of the non-metallic inclusion
If the number of pixels in the direction increases, the preset reference
Adjust the threshold value so that it is smaller, and
Pixel in the width or length direction of metal inclusions
The threshold value increases.
And so that adjusting the image signals to optimize the threshold for identifying each non-metallic inclusions to be used for binarization, using this optimized threshold, the image The signal is binarized to check the amount and type of the non-metallic inclusion. In the above arrangement, a sample to be inspected is photographed by a photographing device, and an image signal obtained by the photographing device is binarized by an image processing device, and the image signal is represented by the image signal. The amount of non-metallic inclusions in the image of the sample, in a non-metallic inclusion inspection device that detects at least one of the type, the size of the non-metallic inclusions in the sample is measured in pixel units Based on the measurement result, a preset reference threshold value is adjusted to optimize a threshold value used in binarizing the image signal, and the optimized threshold value is By using the image signal to binarize and inspect the amount and type of the non-metallic inclusion, the set value of the threshold is always set to an optimal value, and the image of the non-metallic inclusion in the sample image is obtained. And the metal image and the positive Identify accurately, and thereby accurately inspect the amount and type of non-metallic inclusions. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS << Method for Setting Threshold Value of Nonmetallic Inclusion Inspection Apparatus According to the Present Invention >> First, prior to detailed description of a nonmetallic inclusion inspection apparatus according to the present invention, a nonmetallic inclusion apparatus according to the present invention will be described. A method of setting a threshold value of the object inspection device will be described. First, as in the inspection apparatus for non-metallic inclusions according to the present invention, a method of A / D converting an image signal obtained by an ITV camera into image data in a digital signal format, and then processing the same. In this method, the surface to be inspected of the sample to be inspected is decomposed into pixels, which are the minimum decomposition units when processing an image, and then the density of each pixel is processed. The density of each pixel is a value obtained by averaging the density of metal or non-metallic inclusions in the area of each pixel for each pixel. Since the pixel density of the non-metallic inclusions is high, even if each pixel includes an image of the non-metallic inclusions, even if each pixel contains an image of the non-metallic inclusions in each pixel, these pixels are determined according to the ratio of the metal image to the non-metallic inclusions. When the density of each pixel changes and a histogram of each pixel is created, the density of this pixel decreases as the ratio of nonmetallic inclusions in the area of one pixel decreases. However, in the conventional threshold value setting method, when setting the threshold value, a histogram of each pixel constituting the reference sample image is created, and based on this histogram, each pixel is set to the pixel of the metal part. , And a threshold value for separation into pixels of non-metallic inclusions is obtained, and the threshold value obtained from the histogram is obtained regardless of the number of pixels occupied by non-metallic inclusions as shown in FIG. Non-metallic inclusions are identified using fixed values, so it is not necessary to detect non-metallic inclusions when the width or length is small. The threshold is higher than the original value.
It will be a small value. In view of the above, in the inspection apparatus for non-metallic inclusions according to the present invention, the threshold value obtained from the histogram as shown in FIG. Each time the width is reduced, and each time the length is reduced, by increasing the threshold value, the metal and the non-metallic inclusions can be accurately identified, and
The type of each nonmetallic inclusion, for example, an A-based inclusion indicated by a white circle and a C-based inclusion indicated by a black circle can be accurately distinguished. Then, based on this threshold setting principle,
When a sample containing non-metallic inclusions, for example, a sample containing A-based inclusions or C-based inclusions was inspected by actually adjusting the threshold value according to the number of pixels occupied by the non-metallic inclusions, FIG. , FIG.
As shown in the figure, the result of the visual inspection by the inspector and the result of the inspection by the inspection device could be matched. << Description of the Preferred Embodiment >> A non-metallic inclusion inspection apparatus according to the present invention using the above-described principle of setting the threshold will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the inspection apparatus for nonmetallic inclusions according to the present invention. The inspection apparatus 1 for non-metallic inclusions shown in FIG. 1 includes an image input mechanism 2 and a processing mechanism 3. The image input mechanism 2 takes an image of a sample 4 to generate an image signal, and performs processing. After processing the image signal by the mechanism 3 and determining a reference threshold value necessary for detecting the non-metallic inclusions, the width and length of each non-metallic inclusion and the density thereof are measured in pixel units. According to the width and length of the non-metallic inclusion, the reference threshold is set to an optimum threshold, and the amount and type of the non-metallic inclusion in the sample 4 are inspected. The inspection result is displayed on a screen or printed out. The image input mechanism 2 includes a holder 5 on which a sample 4 cut out of a metal material is set, and a holder 5
A microscope 6 for enlarging the sample 4 set in the holder 6, an illumination light source 7 for illuminating the sample 4 set in the holder 5 so as to be coaxial with the optical axis of the microscope 6, and holding the holder 5 Meanwhile, the XY stage 8 is moved in the X direction and the Y direction to bring the inspection target area of the sample 4 into the field of view of the microscope 6 and a stage control command output from the processing mechanism 3. XY stage 8
XY stage controller device 9 for controlling the operation of
An autofocus controller device 10 that adjusts the focus, magnification, and the like of the microscope 6 based on a focus control command output from the processing mechanism 3 to focus on the surface of the sample 4; And an ITV camera 11 for converting the optical image of the sample 4 into an electric signal (image signal). When a sample 4 cut out from the metal material under predetermined conditions is set in a holder 5 in order to perform inspection of non-metallic inclusions contained in the metal material to be inspected, While illuminating the sample 4 with the illumination light source 7, the XY stage 8 is operated based on the stage control command and the focus control command output from the processing mechanism 3, and the inspection target of the sample 4 is within the visual field of the microscope 6. The region is arranged, and in this state, the microscope 6 focuses on the surface of the inspection target region and enlarges the surface. The ITV camera 11 converts the optical image enlarged by the microscope 6 into an electric signal (image signal). And supplies it to the processing mechanism 3. The processing mechanism 3 takes in the information processing device 12 for controlling the entire inspection apparatus 1 and processing the measurement data, and the measurement data processed by the information processing device 12, and the like.
A printer device 23 for printing this, an image processing device 13 for taking in an image signal output from the ITV camera 11 based on an instruction from the information processing device 12 and performing necessary image processing, An image monitor device 14 for taking in an output image signal (raw image signal obtained by the ITV camera 11) and displaying it on a screen, and an image-processed image signal output from the image processing device 13 And a video printer device 16 for capturing a screen signal output from the image processing device 13 and hardcopying it. Then, the XY stage controller 9 and the autofocus controller 10 of the image input mechanism 2 are controlled so that the sample 4
After taking an image of the inspection area of interest and taking in the image signal obtained thereby, and processing this image signal to determine a reference threshold necessary for detecting non-metallic inclusions, each non-metallic The width and length of the inclusion and the concentration thereof are measured in pixel units, and the reference threshold is set to an optimum threshold in accordance with the width and length of the non-metallic inclusion. The amount and type of the non-metallic inclusions are inspected, and the inspection result is displayed on a screen or printed out. In this case, as shown in FIG. 2, the image processing device 13 performs A / D conversion of an image signal output from the ITV camera 11 and converts the image signal into image data. A frame memory circuit 18 for taking in and storing image data output from the D converter circuit 17, an image processing dedicated processor circuit 19 for performing image processing on the image data stored in the frame memory circuit 18, and an image processing dedicated processor A control CPU circuit 20 for controlling the operation of the circuit 19 and the A / D converter circuit 17 and the like, and a work RAM circuit 21 used as a work area for the control CPU circuit 20 and the like
And an interface circuit 22 that supports data transfer between the control CPU circuit 20 and the information processing device 12 or the like. Then, based on an instruction from the information processing device 12, an image signal output from the ITV camera 11 is fetched and supplied to the monitor device 14 to be displayed on a screen. A / D conversion and conversion into image data, image processing, generation of a histogram, and supply of the histogram to the information processing device 12, based on the image data, the shape (width and length) of the non-metallic inclusion ) Is measured and supplied to the information processing device 12. Based on the threshold value output from the information processing device 12, the image data is binarized to determine a pixel having non-metallic inclusions. A process of creating a bright binary image,
A process of supplying the binarized image to the monitor device 15 to display it on a screen, a process of supplying the binarized image to the video printer device 16 to make a hard copy, and the like are performed. At this time, the information processing device 12 calculates a reference threshold value for determining the optimum threshold value based on the histogram of the reference sample 4 output from the image processing device 13, Each time the shape information of the non-metallic inclusion obtained by performing image processing on the actual sample 4 to be inspected is supplied from the image processing device 13, the non-metallic According to the number of pixels in the width direction and the number of pixels in the length direction occupied by the inclusion, as shown in FIG. The reference threshold value is adjusted so as to be smaller, an optimum threshold value is calculated, and the calculated optimum threshold value is supplied to the image processing device 13 to binarize image data of an actual sample to be inspected. Based on the binarized image data, The amount of non-metallic inclusions are on the 4 on the surface and to identify its type. << Effects of Embodiment >> As described above, in this embodiment, the sample 4 is photographed by the image input mechanism 2 to generate an image signal, and the image signal is processed by the processing mechanism 3 to produce a non-metallic image. After determining the reference threshold necessary for detecting inclusions, the width and length of each nonmetallic inclusion and its concentration are measured in pixel units, and the width and length of this nonmetallic inclusion are determined. Correspondingly, the reference threshold value is set to an optimum threshold value, and the amount and type of the nonmetallic inclusions in the sample 4 are inspected. With the optimum value, the image of the non-metallic inclusions in the sample image can be accurately distinguished from the image of the metal, so that the amount and type of the non-metallic inclusions can be accurately inspected. . As described above, according to the present invention, the threshold value is always set to an optimum value, and the image of the non-metallic inclusion and the image of the metal in the sample image are compared. Accurate identification can be made, and thereby the amount and type of non-metallic inclusions can be accurately inspected.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による非金属介在物の検査装置の一実施
例を示す構成図である。 【図2】図1に示す画像処理装置の詳細な構成例を示す
ブロック図である。 【図3】従来の検査装置で使用されるしきい値の一例を
示す図である。 【図4】本発明による非金属介在物の検査装置で使用さ
れるしきい値の一例を示す図である。 【図5】しきい値を調整したときにおけるA系介在物の
評価と目視による評価の関係例を示す図である。 【図6】しきい値を調整したときにおけるC系介在物の
評価と目視による評価の関係例を示す図である。 【図7】金属中に含まれている非金属介在物の種類と、
その判定方法とを説明するための図である。 【図8】金属材料から切り出された試料中の非金属介在
物の量や種類などを自動的に検査する、従来の検査装置
の一例を示す構成図である。 【図9】図8に示す検査装置によるA系介在物の評価と
目視による評価の関係例を示す図である。 【図10】図8に示す検査装置によるC系介在物の評価
と目視による評価の関係例を示す図である。 【符号の説明】 1 非金属介在物の検査装置 2 画像入力機構 3 処理機構 4 試料 5 ホルダ 6 顕微鏡 7 照明光源 8 X−Yステージ 9 X−Yステージコントローラ装置 10 オートフォーカスコントローラ装置 11 ITVカメラ(撮影装置) 12 情報処理装置 13 画像処理装置 14 画像モニタ装置 15 画像モニタ装置 16 ビデオプリンタ装置 17 A/Dコンバータ回路 18 フレームメモリ回路 19 画像処理専用プロセッサ回路 20 制御CPU回路 21 作業RAM回路 22 インタフェース回路 23 プリンタ装置
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a nonmetallic inclusion inspection apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the image processing apparatus illustrated in FIG. 1; FIG. 3 is a diagram showing an example of a threshold used in a conventional inspection device. FIG. 4 is a diagram showing an example of a threshold used in the inspection apparatus for nonmetallic inclusions according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the evaluation of the A-based inclusion and the visual evaluation when the threshold value is adjusted. FIG. 6 is a diagram showing an example of a relationship between evaluation of C-based inclusions and visual evaluation when a threshold value is adjusted. FIG. 7 shows the types of nonmetallic inclusions contained in the metal,
It is a figure for explaining the judgment method. FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a conventional inspection apparatus for automatically inspecting the amount and type of nonmetallic inclusions in a sample cut out of a metal material. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the evaluation of A-based inclusions by the inspection device shown in FIG. 8 and the visual evaluation. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the evaluation of C-based inclusions by the inspection device shown in FIG. 8 and the visual evaluation. [Description of Signs] 1 Inspection device for nonmetallic inclusions 2 Image input mechanism 3 Processing mechanism 4 Sample 5 Holder 6 Microscope 7 Illumination light source 8 XY stage 9 XY stage controller device 10 Autofocus controller device 11 ITV camera ( 12) Information processing device 13 Image processing device 14 Image monitor device 15 Image monitor device 16 Video printer device 17 A / D converter circuit 18 Frame memory circuit 19 Image processing dedicated processor circuit 20 Control CPU circuit 21 Work RAM circuit 22 Interface circuit 23 Printer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 務 兵庫県神戸市灘区灘浜東町2番地 株式 会社神戸製鋼所 神戸製鉄所内 (72)発明者 松下 智 神奈川県川崎市幸区堀川町66番2 東芝 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−94147(JP,A) 特開 平2−52251(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/958 G01N 33/00 - 33/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tsukasa Hamada 2nd Nadahama-Higashicho, Nada-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Steel, Ltd. (72) Inventor Satoshi Matsushita 66-2 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-55-94147 (JP, A) JP-A-2-52251 (JP, A) (58) Fields studied (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21 / 84-21/958 G01N 33/00-33/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 撮影装置によって撮影対象となる試料を
撮影するとともに、画像処理装置によって前記撮影装置
で得られた画像信号を2値化して、この画像信号で示さ
れる前記試料の画像中にある非金属介在物の量またはそ
の種類の少なくともいずれか一方を検出する非金属介在
物の検査装置において、 前記試料中にある非金属介在物の幅方向及び長さ方向の
大きさを画素単位で測定し、この測定結果が前記非金属
介在物の幅方向もしくは長さ方向に占める画素が多くな
れば、予め設定されている基準しきい値を小さくなるよ
う調整し、測定結果が前記非金属介在物の幅方向もしく
は長さ方向に占める画素が少なくなれば、予め設定され
ている基準しきい値を大きくなるよう調整して、前記画
像信号を2値化する際に使用される各非金属介在物を識
別するためのしきい値を最適化し、この最適化されたし
きい値を用いて、前記画像信号を2値化して前記非金属
介在物の量、種類を検査する、 ことを特徴とする非金属介在物の検査装置。
(57) [Claim 1] A sample to be imaged is photographed by a photographing device, and an image signal obtained by the photographing device is binarized by an image processing device. In a non-metallic inclusion inspection apparatus for detecting the amount and / or type of the non-metallic inclusions in the image of the sample shown, the width direction and the length of the non-metallic inclusions in the sample the direction of <br/> size measured in pixels, the measurement result is the non-metallic
Many pixels occupy the width or length direction of the inclusion
Then, the preset reference threshold value will be reduced.
Adjustment, the measurement result is the width direction of the non-metallic inclusions or
Is preset if less pixels occupy the length direction.
The threshold value for identifying each non-metallic inclusion used in binarizing the image signal is optimized by adjusting the reference threshold value to be large. A non-metallic inclusion inspection apparatus, comprising: binarizing the image signal using a threshold to inspect the amount and type of the non-metallic inclusion.
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