JP3454162B2 - 穴のある平面プレートの傷検査装置 - Google Patents

穴のある平面プレートの傷検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面プレート表面
の傷の有無を検出する傷検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】平面プレートの傷検査装置は、図6に示
すように、平面プレート10(被検査プレート)の平面
画像を取込むカメラ12と、平面プレート10に光を照
射する照明14と、カメラ12に取込まれる画像を基に
傷の有無を検出する画像処理装置16とを有する。
【0003】メラ12は、平面プレート10と正対す
るように配設され、平面プレート10の平面画像を、濃
淡を有する白黒の画像であるグレー画像で取込む。照明
14は、平面プレート10の法線方向に配設される。こ
れにより、平面プレート10の傷のない正常な表面
(a)は、照明光(t)がほぼ正反射(u)してカメラ
12に入射するので明るく写るが、平面プレート10の
傷(b)は、傷の凹凸によって光が散乱(v)し、その
周囲の正常な表面(a)よりも暗く写る。また、平面プ
レートの穴(c)は、照明光(t)が穴を通って裏面に
貫ける(w)ので最も暗く写る。
【0004】このグレー画像を画像処理装置16に入力
し微分2値化処理を行う。 図に示すように、微分2
値化処理は、明るさの変化の傾きに、ある一定のしきい
値を設けて2値化する処理で、例えば、傷(b)のある
部分では、傷(b)自体の色とその周囲の正常な表面
(a)の色と間で、明るさが変化している領域を白で抽
出し、明るさが変化しない傷(b)自体と正常な表面
(a)とを黒で抽出することができる。従って、傷
)はその周囲が浮き出た状態で抽出され実際よりも
太く写る。同様に穴(c)の部分は、穴(c)と正常な
表面(a)との間で明るさが変化している領域を白で抽
出し、明るさが変化しない穴(c)と正常な表面(a)
とを黒で抽出することができる。
【0005】その後、例えば、上述の被検査プレートの
微分2値化画像と、予め記憶させた傷のない正常なプレ
ートの微分2値化画像とを比較するパターンマッチング
処理を行う。被検査プレートに傷があれば、正常なプレ
ートと違いが生じるので、その違いによって傷の有無を
判別する。または、上述の被検査プレートの微分2値化
画像に白塊ランド計測処理(白い部分の面積を一つずつ
算出する処理。)を行い、予め記憶させた正常なプレー
トの白塊ランド計測処理の値と比較することによって、
傷の有無を判別する。
【0006】パターンマッチングは、予め記憶させた傷
のないATバルブプレートの処理画像と、被検査ATバ
ルブプレートの処理画像とを比較し、その違いによって
傷の有無を判別するものである。また、白塊ランド処理
は、正常なATバルブプレートの処理画面と、被検査A
Tバルブプレートにおいて、それぞれ白色で表示される
各領域の面積の計算値を比較して傷の有無を判別するも
のである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の傷検査装置で
は、平面プレートに穴が形成されたものでは、穴の領域
の形状が、傷の有無に関係なく一致するので、パターン
マッチングや白塊ランド計測処理では、傷のない正常な
プレートと、傷のあるプレートとを充分な精度で判別す
ることが難しい。また、パターンマッチング処理で傷の
判定処理を行う場合、充分な検査精度を得るために、高
価な画像処理装置が必要となるので、設備コストが向上
する。
【0008】そこで、本発明は、穴のある平面プレート
の傷検査装置における設備コストの低減、検出速度の向
上、及び、検出精度の向上を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る穴のある平
面プレートの傷検査装置は、所定の穴が形成された平面
プレートの検査面と正対して配設され、平面プレートの
検査面の平面画像を取込む画像取込手段と、前記平面プ
レートの検査面での正反射光が直接画像取込手段に入射
しないように、前記平面プレートの検査面に斜めから光
を投射する照明手段と、画像取込手段によって取込まれ
る平面プレートの検査面の平面画像を入力画像とし、傷
の輝度値と正常なプレート表面の輝度値との間に第一の
しきい値を設け、かつ、正常なプレート表面の輝度値と
穴の輝度値との間に第二のしきい値を設けることによっ
て、平面プレートの平面画像のうち傷又は穴を示す画素
と、正常なプレート表面を示す画素とを区別する2値化
処理手段と、2値化処理手段によって得られる2値化画
像において、左右横方向に引いた第一走査線を上下方向
に走査し、又は、上下縦方向に引いた第二走査線を左右
横方向に走査して、傷又は穴と識別される領域がどれだ
け連続しているかを計測し、傷又は穴と識別される領域
が一定の長さ以上連続している場合に”穴”と判定し、
ある一定の長さ連続していなければ”傷”と判定する判
定処理を行う傷判定手段とを備えたものである。
【0010】傷判定手段は、第一走査線又は第二走査線
の一方を走査し傷が発見されない場合に、更に、他方の
走査線を走査して傷の有無を判定するとよい。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の傷検査装置の一実
施形態を図面に基づいて説明する。
【0013】図1に示すように、この傷検査装置は、複
数のバルブ穴(C)が形成されたATバルブプレート1
の表面の傷の有無を検査するもので、カメラ2と、照明
4と、画像処理装置6とを有する。
【0014】なお、図1において、一点鎖線は照明から
の照明光を示し、破線は正反射光を示し、二点鎖線は散
乱光を示す。
【0015】ATバルブプレート1は、傷検査装置の所
定位置において検査面を下に向けて配設される。カメラ
2は、ATバルブプレート1の検査面の平面図が写るよ
うに、ATバルブプレート1の真下においてATバルブ
プレート1と正対して配設される。照明4は、ATバル
ブプレート1の検査面に斜めから光を投射し、かつ、そ
の照明光(o)の正反射光が直接カメラ2に入射しない
ように、ATバルブプレート1の斜め下方において、2
個の照明4がカメラ2を挟んで対象に配設される。
【0016】ATバルブプレート1の傷のない正常な表
面(A)は、照明光(o)の入射角度と同じ角度で反射
する正反射光(p)が、カメラ2に直接入射しないの
で、比較的暗く写る。これに対して、傷のある部分
(B)は、照明光(o)が傷(B)の縁に当たって散乱
し、この散乱光の一部(q)が直接カメラ2に入射する
ので明るく写る。また、バルブ穴の部分(C)は、照明
光(r)が穴を通って裏面側に貫けるので最も暗く写る
が、バルブ穴の外縁(D)は、傷の部分(B)と同様に
照明光(o)が散乱し、その一部(s)が直接カメラに
入射するので明るく写る。
【0017】これによって、後記表1に示すように傷≒
バルブ穴外縁>正常な表面>バルブ穴の順で明るさが異
なるグレー画像が得られる。
【0018】ATバルブプレート1の傷の部分(B)
は、散乱光によって周囲より明るく写り、また、光が散
乱するため実際よりも太く写る。この場合、傷(B)の
深さ等に関係なくその縁で光が散乱するので、カメラ2
は小さな傷も洩らさずに捉えることができる。
【0019】次に、このグレー画像を画像処理装置6に
入力し、傷(B)又はバルブ穴外縁(D)を示す輝度値
と、正常な表面(A)の輝度値とを分けるある一定の輝
度値に第一のしきい値を設け、正常な表面(A)の輝度
値とバルブ穴(C)の輝度値とを分けるある一定の輝度
値における第二のしきい値とを設け、グレー画像を2値
化処理をする。これによって、図2(a)に示すよう
に、傷(B)、バルブ穴(C)、及び、バルブ穴外縁
(D)を示す画素を白、正常な表面(A)を示す画素を
黒で区別する2値化画像が得られる。なお、図3は実際
のATバルブプレートの平面図を示す。
【0020】ここで、輝度値は、明るさのレベルを示す
値をいう。
【0021】次に傷の有無は、まず、上記2値化処理画
像において傷(B)又はバルブ穴(C)として識別され
る白色領域の数を算出し、予め、画像処理装置6に記憶
した実際のATバルブプレートのバルブ穴(C)の数と
比較する。このとき、傷(B)がバルブ穴(C)と独立
して存在すると、2値化画像において白色領域の数が増
え、また、傷(B)の両端が異なるバルブ穴(C)とそ
れぞれ連続すると、2値化画像において白色領域の数が
減るので、白色領域の数と実際のバルブ穴 (C)の数
が一致しない場合は" 傷あり" と判定できる。
【0022】しかし、図2に示すように、この2値化処
理画像では傷(B)とバルブ穴(C)を区別せずに、白
色領域で認識するため、傷(B)の一端がバルブ穴
(C)と連続し、かつ、傷(B)の他端が他のバルブ穴
(C)と連続しない場合は、2値化処理画像において白
色領域の数が変わらずに実際のバルブ穴(C)の数と一
致し、また両端が異なる2つのバルブ穴(C)と連続す
る傷(B)が一本あり、独立して存在する傷(B)が一
本ある場合は、2値化画像において互いに白色領域の数
の増減が相殺されて白色領域の数と実際のバルブ穴
(C)の数が一致するなど、白色領域の数と実際のバル
ブ穴(C)の数が一致するときでも、特別な条件で傷
(B)が存在する可能性がある。
【0023】そこで、図4に示すように、この画像処理
装置6の判定処理では、2値化処理画像における白色領
域の数と実際のバルブ穴の数が一致する場合に、更に上
記2値化処理画像における白色領域の外周長を算出し、
予め記憶した傷のないATバルブプレートの同様の2値
化処理画像における白色領域の外周長と比較する。これ
により、白色領域の外周長が一致する場合は" 傷なし"
と判定でき、白色領域の外周長が一致しない場合は" 傷
あり" と判定できる。なお、白色領域の外周長が一致す
るか否かは、厳格に判定するものではなく、画像処理に
おける2値化の誤差を考慮し、ある一定の幅をもって判
定することが適当である。
【0024】なお、この判定処理において、白色領域の
外周長の比較を行えば、傷がある場合と、傷がない場合
とで、傷の外周長がその差として現れるので、他の白色
領域に比べ傷の存在を判定することが容易に行える。
【0025】この判定処理では、まず白色領域の数が実
際のバルブ穴の数と一致しない場合は、その段階で" 傷
あり" と判定でき、傷が上述したような特殊な場合を除
き、白色領域の外周長を算出し、傷の有無を判定する処
理が省略できるので判定処理の速度が向上する。また、
白色領域の数や白色領域の外周長の算出は、比較的安価
な画像処理装置でも充分な精度で算出することができる
ので、傷検査装置の設備費用を低減することができる。
【0026】以上、本発明にかかる穴のある平面プレー
トの傷検査装置をATバルブプレートに適用した実施形
態について説明したが、本発明の傷検査装置はこれに限
定されるものではない。
【0027】例えば、本発明の傷検査装置は、ATバル
ブプレートに限定されず、穴のある種々の平面プレート
の傷検査装置として適用できる。
【0028】また、照明の位置は、平面プレートの検査
面の平面画像において、正常な表面の輝度値と、傷の輝
度値とがある一定のしきい値で分けることができる範囲
内で、カメラの位置や平面プレートの位置に応じて任意
の位置に設定できる。
【0029】次に、他の判定処理について説明する。な
お、画像処理装置における2値化処理は、上述の判定処
理と同様であるので、重複する説明を省略する。
【0030】図5に示すように、この判定処理では、左
右横方向に引かれた第一走査線Xを、上記2値化処理画
像において上下縦方向に上から下に走査させ、第一走査
線Xの一定位置において白色領域が走査方向にどれだけ
連続しているかを計測する。白色領域(B,C,D)が
ある一定の長さ以上縦方向に連続していれば、その白色
領域は" 穴" と判定でき、また、ある一定の長さ連続し
ていなければ、その白色領域は" 傷" と判定できる。
【0031】なお、上下縦方向の傷が存在する場合は、
傷が第一走査線Xの走査方向に一致するので、その白色
領域が" 傷" と判定されない。そのため、第一走査線X
を走査し、傷が発見されない場合は、更に上下縦方向に
引かれた第二走査線Yを左右横方向に左から右へ走査
し、縦方向の傷の有無を判定する。
【0032】この判定処理では、縦方向に傷が存在する
場合を除き、第一走査線Xによって大半の傷が判定でき
るので、傷の判定処理の速度を向上させることができ
る。また、走査線によって画素の白と黒を判定させる処
理は、比較的安価な画像処理装置でも充分な精度できる
ので、傷検査装置の設備費用を低減することができる。
なお、上述の第一走査線と第二走査線の走査の順番は、
入れ替えても良い。
【0033】
【発明の効果】本発明の傷検査装置は、第1走査線又は
第2走査線によって大半の傷が判定できるので、傷の判
定処理の速度を向上させることができる。また、走査線
によって画素の白と黒を判定させる処理は、比較的安価
な画像処理装置でも充分な精度できるので、傷検査装置
の設備費用を低減することができる。
【0034】
【0035】
【0036】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の概略図
である。
【図2】本発明の一実施形態に係る傷検査装置における
2値化画像を示す図面である。
【図3】本発明の一実施形態に係るATバルブプレート
の平面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る傷検査装置の画像処
理装置の処理手順を示す流れ図である。
【図5】走査線によって傷の有無を判定する傷検査装置
の判定処理画像を示す図面である。
【図6】傷検査装置の概略図である。
【図7】傷検査装置における平面プレートの微分2値化
画像を示す図面である。
【符号の説明】
1 ATバルブプレート 2 カメラ 4 照明 6 画像処理装置 A ATバルブプレートの正常な表面 B 傷 C バルブ穴 D バルブ穴の縁

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の穴が形成された平面プレートの検査
    面と正対して配設され、平面プレートの検査面の平面画
    像を取込む画像取込手段と、前記平面プレートの検査面での正反射光が直接画像取込
    手段に入射しないように、 前記平面プレートの検査面に
    斜めから光を投射する照明手段と、 前記画像取込手段によって取込まれる平面プレートの検
    査面の平面画像を入力画像とし、傷の輝度値と正常なプ
    レート表面の輝度値との間に第一のしきい値を設け、か
    つ、正常なプレート表面の輝度値と穴の輝度値との間に
    第二のしきい値を設けることによって、平面プレートの
    平面画像のうち傷又は穴を示す画素と、正常なプレート
    表面を示す画素とを区別する2値化処理手段と、 前記2値化処理手段によって得られる2値化画像におい
    て、左右横方向に引いた第一走査線を上下方向に走査
    し、又は、上下縦方向に引いた第二走査線を左右横方向
    に走査して、傷又は穴と識別される領域がどれだけ連続
    しているかを計測し、傷又は穴と識別される領域が一定
    の長さ以上連続している場合に”穴”と判定し、ある一
    定の長さ連続していなければ”傷”と判定する判定処理
    を行う傷判定手段とを備えたことを特徴とする穴のある
    平面プレートの傷検査装置。
  2. 【請求項2】前記傷判定手段が、第一走査線又は第二走
    査線の一方を走査し傷が発見されない場合に、更に、他
    方の走査線を走査して傷の有無を判定するようにした
    とを特徴とする請求項1に記載の穴のある平面プレート
    の傷検査装置。
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