JP4344312B2 - 帯状体又は柱状体の表面疵検査方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属、プラスチックその他材料からなる帯状体又は柱状体を移動しながら表面疵を光学的に検査する帯状体又は柱状体の表面疵検査方法およびその装置に関する。

鋼板などの帯状体あるいは鋼管などの管状体を含む柱状体について、表面の疵、汚れ、色調などの表面疵を光学的に検査する表面疵検査が広く行なわれている。帯状体の表面疵検査では、帯状体をこれの長手方向に送りながら帯状体面をビデオカメラ等の撮像装置で撮像する。撮像画像に基づいて異常部を検出し、その位置、形状、輝度などの特徴量から疵の種類および有害度の判定処理を行う。撮像装置で１回に撮像できる範囲をフレームという。連続した帯状体の表面は、フレーム毎の撮像画像を切れ目なく並べることによってカバーされる。従来、撮像画像に基づく異常判定は、このフレーム毎に行われていた。

このとき、検出された異常部は必ずしも有害ではなく、無害なものであることも多い。例えば、帯状鋼板の製造ラインでは、製造条件の違いによって油、水滴、軽い汚れなどが鋼板表面に残存する場合が多くある。これら油などは、最終製品の品質に影響がない限り無害扱いされる。このため、表面疵検査では無害な油、水滴、軽い汚れなど（以下、疑似疵という）と最終製品の品質に影響を与えるへゲ疵などの有害疵とを正しく識別することが求められる。しかし、疑似疵であっても製造条件に応じて様々な形態を持つため、撮像画像では形状や輝度などが有害疵のものと非常に似通ったものとなる。したがって、各フレーム単位や異常部単位で疵の判定を行う場合、疑似疵が有害と誤判定されること（以下、過検出という）がしばしば発生し、表面疵検査の信頼性を低下させる要因となっていた。

形状や輝度などが似通った疵どうしの識別精度を上げる技術として、フレーム単位に限定された領域での疵情報と、複数のフレームにまたがる広い領域から得られる疵分布形態情報とを総合して識別する方法（例えば、特許文献１参照）が考えられる。しかし、へゲ疵、スリバー疵などのような鋼板表面の典型的な有害疵に比べ、過検出要因となる疑似疵は、操業条件に応じて形状、輝度、発生頻度などが多様に変化する。このために、従来のように判定基準を一律に定めた判定方法では、精度の高い判定を行うことは難しかった。

また、疑似疵と有害疵が同じ領域に発生することも多いが、それぞれの個数や個数比は様々であるため、例えば上記特許文献１の実施例のように、同じ領域内での個数・個数比情報から判定をやり直す方法では判定精度を上げることが難しかった。

帯状体、例えば鋼板の製造プロセスでは、疑似疵は様々な形状、輝度などを持つが、互いに近い領域内の疑似疵は、油、水滴、軽い汚れなどの発生要因が共通で操業条件も近いため、撮像画像でも似たような形状、輝度を持つことが多い。また、疑似疵は、ロールについた油や水が鋼板上に転写されて生じる場合などを典型的な例として、一般に帯状体の移動方向に連続して発生することが多い。疑似疵が連続的に発生している場合、その特徴量の類似度は高いものとなる。

そこで、特許文献２においては、移動する帯状体の表面を撮像し、撮像画像を画像処理して表面疵を検査する帯状体の表面疵検査方法において、撮像画像からフレーム単位で抽出した各異常部について疵種および有害／無害の１次判定を行ない、帯状体の移動方向に連続して発生する異常部の情報を所定のグループ化最大処理長さ以下でバッファリングしてグループ化し、異常部のグループごとに１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を２次判定する表面疵検査方法及びその装置が開示されている。これにより、有害疵に似た無害の汚れ、油、水滴などが連続して発生しても、これらを有害疵とする誤判定が大幅に減少し、過検出の発生を抑制することができる。

特開平４−１１０７５８号公報 特開２００４−１３２７１２号公報

帯状体又は柱状体表面における異常部の分布においては、無害である汚れ、油、水滴が連続発生する部分に、たまたま重複して有害なスリキズやスリバーキズが発生することがある。撮像画像からの一次判定ではそれぞれスリキズやスリバーキズ（有害疵）として正しく判定されていても、特許文献２に記載の方法では、たまたま異常部の特徴量が汚れの特徴量に似ている場合には、その後の２次判定で同じグループに属する汚れ（擬似疵）と判定され有害疵を見落とすこととなる可能性がある。

本発明は、複数の疵種が同一箇所に重複して発生した場合でも有害疵の見落としをすることのない帯状体又は柱状体の表面疵検査方法およびその装置を提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）移動する帯状体１又は柱状体の表面を撮像し、撮像画像を画像処理して表面疵を検査する帯状体又は柱状体の表面疵検査方法において、撮像画像から抽出した各異常部２について疵種および有害／無害の１次判定を行ない、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化し、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておき、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、帯状体又は柱状体表面の同一箇所に種類の異なる２以上のグループが重複して存在することができ、一つの異常部２が複数のグループに属する場合には前記予め定めた優先順位に従って所属するグループを定め、前記異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を２次判定することを特徴とする帯状体又は柱状体の表面疵検査方法。
（２）グループの条件は、疵の存在する領域の最大幅、最大長さ、長さ方向の連続条件のうちの１又は２以上を含むことを特徴とする上記（１）に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査方法。
（３）グループ毎に行う前記２次判定が、１次判定で有害と判定された異常部の個数、および無害と判定された異常部の個数に基づいて有害／無害を判定し、ついで前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の特徴量により有害／無害を判定することからなる上記（１）又は（２）に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査方法。
（４）移動する帯状体１又は柱状体の表面を撮像する撮像装置と、撮像画像を処理して疵種および有害／無害を判定する画像処理装置とを備えた帯状体又は柱状体の表面疵検査装置において、撮像画像から抽出した各異常部２について疵種および有害／無害を判定する１次判定手段と、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化するグループ化手段と、前記異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を判定する２次判定手段とを有し、前記グループ化手段においては、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておき、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、帯状体又は柱状体表面の同一箇所に種類の異なる２以上のグループが重複して存在することができ、一つの異常部が複数のグループに属する場合には前記予め定めた優先順位に従って所属するグループを定めることを特徴とする帯状体又は柱状体の表面疵検査装置。
（５）グループの条件は、疵の存在する領域の最大幅、最大長さ、長さ方向の連続条件のうちの１又は２以上を含むことを特徴とする上記（４）に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査装置。
（６）グループ毎に行う前記２次判定が、１次判定で有害と判定された異常部の個数、および無害と判定された異常部の個数に基づいて有害／無害を判定し、ついで前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の特徴量により有害／無害を判定することからなる上記（４）又は（５）に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査装置。

本発明は、移動する帯状体又は柱状体の表面を撮像し、撮像画像を画像処理して表面疵を検査する帯状体又は柱状体の表面疵検査方法およびその装置において、撮像画像から抽出した各異常部について疵種および有害／無害の１次判定を行ない、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化するに際し、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めるとともにグループの種類毎に予め優先順位を定めておくことにより、疵種の異なる擬似疵と有害疵が同一場所に重複して発生した場合であっても、擬似疵と有害疵とを区分けして２次判定を行うことが可能となり、有害疵の見落としを防止することが可能となる。

また、各異常部の形状の特徴量と帯状体又は柱状体表面における異常部の分布の特徴とを総合判断することにより、過検出の頻度を低減することが可能となる。

前述のとおり、鋼板などの帯状体あるいは鋼管などの管状体を含む柱状体の製造プロセスでは、疑似疵は様々な形状、輝度などを持つが、互いに近い領域内の疑似疵は、油、水滴、軽い汚れなどの発生要因が共通で操業条件も近いため、撮像画像でも似たような形状、輝度を持つことが多い。また、疑似疵は、ロールについた油や水が鋼板上に転写されて生じる場合などを典型的な例として、一般に帯状体の移動方向に連続して発生することが多い。疑似疵が連続的に発生している場合、その特徴量の類似度は高いものとなる。以下、帯状体の場合を例にとって説明を行う。柱状体の場合についても同様に適用することができる。

特許文献２に記載の発明では、帯状体の移動方向へ連続性を持つ異常部の情報をグループとして扱う。そして、個々の異常部単位で１次判定したのちに、グループ内に存在する各異常部の情報から、再度、判定をやり直す２次判定を行なう。２次判定には、１次判定で有害な疵、あるいは無害と判定された異常部の個数と共に、有害な疵と判定された異常部の位置、形状、輝度などの情報と、無害と１次判定された異常部の位置、形状、輝度などの情報とが利用される。２次判定を行なうことにより、従来の画像フレーム単位、異常部単位では有害疵と判定されるような特徴量を有する疑似疵でも、グループ内の無害と１次判定された他の異常部と類似度が高ければ、同種の無害であるとみなすことができ、過検出の頻度を抑制できる。逆に、類似度が低ければ、１次判定の結果通り有害疵とみなすことによって、真の有害疵を無害と誤って判定し直し、結果として有害疵を見逃してしまうことを防ぐことができる。

帯状体１表面における異常部２の分布状況については、無害である汚れ、油、水滴が連続発生する部分に、たまたま重複して有害なスリキズやスリバーキズが発生することがある。このような場合、上記特許文献２に記載の表面疵検査方法では、同一場所に発生している異常部はすべて同じグループとしてグループ化される。グループ内で多数を占める疵種が汚れである場合には、撮像画像からの一次判定ではそれぞれスリキズやスリバーキズ（有害疵）として正しく判定されている異常部であっても、たまたまその異常部の特徴量が汚れの特徴量に似ている場合には、その後の２次判定で同じグループに属する汚れ（擬似疵）と判定され有害疵を見落とすこととなる可能性がある。

ところで、冷延帯鋼などの帯状体表面に出現する異常部については、その疵種毎に帯状体表面における分布状況に特徴がある。例えば、水滴などの汚れ模様の場合には、帯状体幅方向の分布範囲は数１００ｍｍ程度であり、長さ方向では数ｍから帯状体全長にわたる。そして、分布範囲内における異常部の分布密度はそれほど密ではない。これに対し、スリキズやスリバーキズの場合には、帯状体幅方向の分布範囲は１０ｍｍ程度の極めて狭い幅範囲に限定され、その幅範囲内において高い分布密度を有する。

従って、これら疵種毎の分布の特徴をつかみ、グループの種類として２以上の種類を定め、疵種毎のこれら特徴を元に予めグループ化の条件を定めておくこととすれば、各疵種毎に別々のグループ化を行うことが可能となる。

このとき、帯状体表面の同一箇所に２以上のグループが重複して存在することができることとすれば、たとえ複数の疵種の疵が帯状体表面上の同一の場所に重複して発生したとしても、疵種毎のグループ化が可能となる。ただし、２つのグループが重複する領域内に存在する異常部については、どちらのグループに所属させるのかを定めなければならない。この点については、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、一つの異常部が複数のグループ領域に入る場合には、予め定めた優先順位に従って所属するグループを定めることとする。これにより、帯状体表面に存在するすべての異常部について、所属するグループを決定することができる。

図３は、鋼板１の表面に異常部２が散在している状況を示す。例えば図３に示すように、水滴など異常部２が幅広く分布する領域の中に、スリキズなど極めて狭い幅に集中する異常部２が同時に発生した場合を考える。まず、比較的幅の広い（１００ｍｍ程度の幅を有する）グループＱに、これらの異常部２がグループ化される。次に、幅の狭い（１０ｍｍ程度の幅を有する）グループＰの存否を確認する。汚れ模様は存在するがスリキズは存在しない幅領域では、１０ｍｍ程度の幅範囲内では異常部の連続発生が見られることはない。ところが、実際にスリキズが発生している箇所については、このような狭幅内に多数の異常部が連続的に発生していることを確認することができる。このような領域が発見されたら、この領域を図３に示すようにグループＰとする。この領域内の異常部はグループＰ、Ｑの両方のグループ領域に存在することとなる。グループＱよりグループＰの方が優先順位が高いものとして予め定めておけば、グループＰ領域内の異常部はグループＰに所属するものと決定される。

従来、汚れ模様と共存する領域内のスリキズについては、たまたまその異常部の特徴量が汚れの特徴量に似ている場合には、その後の２次判定で同じグループに属する汚れ（擬似疵）と判定され有害疵を見落とすこととなる可能性があった。それに対し、上記のようにスリキズが汚れを主体とする第１グループではなく、スリキズのみが集められる第２グループに所属することとなれば、スリキズがスリキズとして２次判定されるので、本来有害である異常部を無害であると誤判定（見落とし）することがなくなる。

本発明の帯状体又は柱状体の表面疵検査方法は以上のような知見に基づいてなされたものであり、移動する帯状体又は柱状体の表面を撮像し、撮像画像を画像処理して表面疵を検査する帯状体又は柱状体の表面疵検査方法において、撮像画像から抽出した各異常部について疵種および有害／無害の１次判定を行ない、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化し、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておき、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、帯状体又は柱状体表面の同一箇所に２以上のグループが重複して存在することができ、一つの異常部が複数のグループに属する場合には前記予め定めた優先順位に従って所属するグループを定め、前記異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を２次判定することを特徴とする。

また、本発明の帯状体又は柱状体の表面疵検査装置は、移動する帯状体又は柱状体の表面を撮像する撮像装置と、撮像画像を処理して疵種および有害／無害を判定する画像処理装置とを備えた帯状体又は柱状体の表面疵検査装置において、撮像画像から抽出した各異常部について疵種および有害／無害を判定する１次判定手段と、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化するグループ化手段と、前記異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を判定する２次判定手段とを有し、前記グループ化手段においては、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておき、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、帯状体又は柱状体表面の同一箇所に２以上のグループが重複して存在することができ、一つの異常部が複数のグループに属する場合には前記予め定めた優先順位に従って所属するグループを定めることを特徴とする。

上記本発明において、異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を２次判定する。例えば、単一のグループ内において、１次判定で有害と判定された異常部の個数、および無害と判定された異常部の個数に基づいて有害／無害を２次判定し、ついで１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の特徴量により有害／無害を２次判定するようにするとよい。

以下、本発明の実施の形態について、帯状体の場合を例にとって詳細に説明する。

移動する帯状体の表面を撮像装置を用いて撮像する具体的態様について、帯状体が帯状鋼板であり、撮像装置としてビデオカメラを用いる場合について以下に説明する。

図１、２に示すように、通板方向に移動する鋼板１の表面をビデオカメラ１０で撮像する。ビデオカメラ１０からの画像信号は、画像処理装置２０のコンピュータ２２にデータバス３４およびデータ入出力制御装置２６を介して主記憶装置２８に転送される。コンピュータ２２は画像処理プログラムを実行し、送られてきた撮像画像について、１次判定、グループ化、２次判定などの処理を行なう。画像処理プログラムは、ハードデスクなどの補助記憶装置３０に保存されている。画像処理に必要なグループ毎のグループ条件、閾値などの設定項目は、予め定められ、あるいはキーボード４０から入力され、補助記憶装置３０に保存されている。画像処理された撮像画像のデータは補助記憶装置３０に保存され、またグラフィックスボード３２を通して表示装置４２に出力される。表示装置４２は、鋼板面の画像とともに、疵種、有害／無害などの判定結果を表示する。

ビデオカメラで撮像し画像処理装置２０に送られた撮像画像は、濃度補正、平滑化などの前処理を行なったのち、通常は撮像画像からフレーム単位で異常部を抽出する。撮像画像についてエッジ抽出、画像強調などの処理を行なって異常部を抽出する。

抽出した各異常部について、異常部の位置、形状、輝度などを撮像画像上で計測して特徴量を求める。形状の特徴量は、異常部に外接する長方形の幅、長さ、長さと幅の比、異常部の面積などがあり、疵種、異常部の形状などによって適宜選択される。なお、異常部の鋼板長手方向位置は、図１に示す搬送ローラ１５に設けられたパルスジェネレータ１６からのパルス信号から求め、幅方向位置は撮像画像上で求める。

各異常部について、特徴量を判定基準と比較して異常部の疵種および有害／無害を１次判定する。判定基準は、疵種および有害／無害について実操業で得られたデータを基にして作成され、コンピュータ２２の補助記憶装置３０に表形式で格納されている。異常部を抽出した後、あるいは１次判定を終了した後、異常部の情報をフレーム単位で記憶してもよく、あるいはフレームを超えて帯状体全体の情報として記憶することとしても良い。

１次判定した各異常部について、通板方向に連続する異常部の情報をひとまとめのグループとしてグループ化する。グループ化する異常部の情報として、前記異常部の特徴量（位置、形状、輝度など）の外に１次判定結果、画像などがある。異常部の特徴量の１つである位置情報は必須であるが、その他は検査条件によって適宜選択される。

本発明においては、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておく。グループの条件は、疵の存在する領域の最大幅、最大長さ、長さ方向の連続条件のうちの１又は２以上を含むこととすると好ましい。条件として最大幅を採用する場合、スリキズやスリバーキズを想定したグループ条件では最大幅を１０ｍｍ程度と狭い幅に設定し、汚れを想定したグループ条件では最大幅を数１００ｍｍ程度と広い幅に設定すると好ましい。

異常部のグループ化に際し、同一種類のグループについては、板幅方向で異なる位置の異常部はそれぞれ別々にグループ化して別のグループとして処理する。異なった種類のグループであれば、板幅方向で同じ位置に複数のグループが重複しても良い。

グループ化のための抽出は、各グループ種類毎に行う。例えば、汚れのように鋼板幅方向の広い範囲で広がる異常部と、スリキズのように鋼板幅方向の狭い範囲内に存在している異常部とが同一箇所に混在する場合を考える。まずは鋼板幅方向の幅の広いグループについて抽出を行うことにより、この範囲内のすべての異常部がこのグループとしてグループ化される。次に、最大幅の狭いグループの存在有無について異常部の抽出を行った結果として、汚れ異常部と重複する位置においてスリキズ異常部の群れを幅の狭いグループとしてグループ化することができる。予め、幅の狭いグループは幅の広いグループよりも優先順位を高く設定しているので、幅の狭いグループに属すると判定された異常部については、幅の広いグループには属しないこととなる。

図３は、鋼板１の表面に検出された異常部を○印で示している。この事例についてグループ化の抽出を行った結果、幅広のグループＱが抽出されると同時に、そのグループＱの範囲内に重複して、幅が１０ｍｍ以内の狭幅のグループＰが抽出されている状況がわかる。

グループ化の長さは、あらかじめ設定したグループ化最大処理長さＷ以下とし、グループ種類毎に定める。グループ化最大処理長さＷは、撮像点Uから表示装置４２までの距離Ｖと、グループ化終了から画像処理により２次判定結果が得られるまでの時間に帯状体が移動する距離との差である。グループ化した連続する異常部の長さがグループ化最大処理長さＷより小さい場合、その連続する異常部の長さでグループ化する。撮像部の撮像点Uからの移動距離は、上記パルスジェネレータ１６からのパルス信号により計測する。パルス信号はデータバス３４およびデータ入出力制御装置２６を介して主記憶装置２８に転送され、ＣＰＵ２４で移動距離が演算される。

グループ化したグループごとに１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の特徴量に基づいて有害／無害を２次判定する。２次判定のための好ましい実施の形態について以下に説明する。

グループ化したグループごとに、有害と１次判定された異常部の個数ｎの、有害・無害を含めた異常部すべての個数ｎｏに対する個数比Ｒ（＝ｎ／ｎｏ）を求める。グループごとに、個数比Ｒが閾値Ｒｏを超えるかどうかを判断する。

個数比Ｒが閾値Ｒｏを超えるグループの場合、有害／無害の１次判定結果をそのまま維持すると判定し、これで２次判定を完了する。

個数比Ｒが閾値Ｒｏ以下であるグループの場合、以下のノルム値判定に進む。

無害と１次判定された異常部の特徴量分布の代表値と有害と１次判定された各異常部の特徴量との間のノルム値Ｎを求める。ノルム値は、特徴量空間で上記代表値と有害と１次判定された異常部の特徴量との間の距離を表わす。特徴量分布の代表値として平均値、中央値などが用いられる。ノルム値として、ユークリッド距離、標準ユークリッド距離またはマハラノビス距離が用いられる。これら代表値およびノルム値については、操業実績により判定精度の高いものを採用する。

各異常部毎に、ノルム値Ｎが閾値Ｎｏを超えるか否かを判断する。即ち、ノルム値Ｎが閾値Ｎｏ以下である異常部の場合、１次判定で有害とされた異常部を無害に修正すると２次判定する。一方、ノルム値Ｎが閾値Ｎｏを超える異常部の場合、１次判定で有害とされた異常部を当初通り有害と２次判定する。

閾値Ｒｏについては、グループの種類毎に異なった値として定めることができる。一般に幅狭のグループについては、有害度が高い疵種のグループ、例えばスリキズ等がグループ化される可能性が高いので、閾値Ｒｏを小さな値、例えば０．２程度と設定しておく。これにより、上記ノルム値判定に進まずに１次判定結果をそのまま２次判定とすることができる。一方、一般に幅広のグループについては、有害度が低い疵種のグループ、例えば汚れ等がグループ化される可能性が高いので、閾値Ｒｏを大きな値、例えば０．５程度としておく。これにより、上記ノルム値判定に進みやすくなり、擬似疵を有害であると過検出する頻度を少なくすることができる。

この発明は、上記実施の形態に限られるものではない。帯状体は鋼板に限らずアルミニウム板、プラスチック板、紙などであってもよい。鉄鋼のスラブ、厚板なども、異常部近傍の領域（長手方向、幅方向に限らず、ある幅を持つ領域）の情報を用いることで、この発明を利用することができる。２次判定に用いる特徴量は輝度に限らず位置、形状などであってもよく、また特徴量の数は３以上であってもよい。

本発明は、帯状体に替えて柱状体の表面疵検査に適用することができる。柱状体とは管状体を含む概念である。鋼管などの円柱状の対象表面を検査するに際しては、帯状体の検査と同様に、検査対象物を長手方向に移動させながら、ビデオカメラ等の撮像装置を用いて表面を撮像する場合の他にも、撮像装置自体を移動させながら表面を撮像する場合もある。しかし、いずれの場合も、撮像された表面画像から、異常部を検出し、疵の種類や有害度の判定を行うという処理の流れは、帯状体の検査と同様である。このような柱状体における疵の判定処理に本発明の技術を適用する際は、通常、柱状体が製造された過程において、圧延された方向に一定の幅範囲を設定し、その範囲内に連続して発生する異常部をグループ化するように処理すれば良い。

帯状鋼板について、製造ライン上で本発明法および従来法によりそれぞれ表面疵検査を行なった。鋼板の幅は１２００ｍｍであり、試験長さは６００ｍであった。

本発明法においてはグループの種類を３種類とし、グループの条件としては、疵の存在する領域の最大幅、長手方向の密度の２つの条件を採用した。各グループ種毎の条件は表１に示すとおりである。

個数比Ｒの判定に用いる閾値Ｒｏに関し、幅広のグループＣについては、汚れなどの有害度の低い疵種がグループ化される可能性が高いために閾値Ｒｏを０．５と設定し、幅狭のグループＡについては、スリキズなどの有害度の高い疵種がグループ化される可能性が高いので閾値Ｒｏを０．２と設定した。

ここで、例えば長手方向密度０．１とは、長手２０ｍのうち、合計して２ｍ以上の長さ範囲に疵候補があれば連続性ありと見なし、その２０ｍ内にある疵候補をすべてグループ化するということを意味している。

また、グループ種類毎の優先順位としては、グループＡの優先順位が最も高く、表１の順番に従ってグループＣの優先順位が最も低く設定されている。

従来法１として、１次判定のみで異常部の合否判定を行った。また従来法２として、特許文献２に記載の方法を用いた。本発明法はグループ化の種類を２以上有している点が特徴であるのに対し、従来法２では、グループ化を行う点では本発明法と同様であるが、グループ化の種類分けを行っていない点で本発明法と相違している。

図４（ａ）は、鋼板１の表面を撮像し、検出された各異常部について１次判定を実施した結果を示す。図に示された鋼板１を示す長方形の長手方向が鋼板１の長手方向を示し、図中の左右両端が鋼板の幅端部を示している。図中の各印が異常部を表す。印の意味は表２に示すとおりである。

次に、表１に示すグループＡ〜Ｃの条件に基づき、鋼板中の異常部をグループ化した。その結果、図４（ｂ）に示すように、左側の幅端部に中幅のグループＢが２つ（Ｂ１、Ｂ２）グループ化され、左下部に幅広のグループＣが１つ（Ｃ２）グループ化された。さらに、鋼板１の右半分には幅広の大きなグループＣ１がグループ化されると同時に、Ｃ１に重複して幅狭のグループＡが１つ（Ａ１）が抽出された。幅狭のグループＡはその幅が最大でも１０ｍｍ程度までのものしか抽出しないので、幅広のグループＣ１の中から抽出される幅狭グループはＡ１のみであり、Ｃ１のなかに含まれるその他の異常部は幅広のＣ１グループのみに所属する。

図４（ｂ）における幅広のグループＣ１、Ｃ２について説明する。グループＣ１中に含まれる異常部はすべて汚れであり、その中に１次判定で有害な汚れと判定された異常部としてＹ１〜Ｙ４が存在する。このグループの個数比Ｒは、閾値Ｒｏ＝０．５よりも低かったので、ノルム判定による２次判定を行った。その結果、Ｙ１〜Ｙ４のいずれも、２次判定で無害に修正された。結果として、グループＣ１に含まれる異常部はすべて無害となった。同様に、グループＣ２についてもノルム判定が行われ、グループ内に含まれる異常部のうち、１次判定で有害な汚れと判定された異常部Ｙ５〜Ｙ７についても、すべて無害に修正された。中幅のグループＢ１についてもノルム判定が行われ、グループ内に含まれる異常部のうち、１次判定で有害な汚れと判定された異常部Ｙ８〜Ｙ９が無害に修正された。

図４（ｂ）中の幅狭のグループＡ１については、個数比Ｒが０．６であって閾値Ｒｏ＝０．２よりも高かったため、ノルム判定には進まなかった。その結果、１次判定で有害なスリキズと判定された異常部（図４（ｂ）でグループＡ１の中に含まれる▲印のもの）は、２次判定でも有害のまま維持された。中幅のグループＢ２についても同様、有害なヘゲと判定された異常部（図４（ｂ）でグループＢ２の中に含まれる◆印のもの）は、２次判定でも有害のまま維持された。

２次判定結果を図４（ｃ）に示す。図中、白抜きの印は無害と判定された異常部であり、黒塗りの印は有害と判定された異常部である。１次判定で有害と判定された異常部（Ｙ１〜Ｙ９）が、２次判定で無害とされて黒塗りから白抜きの印に変わっていることがわかる。

鋼板の長手方向のうち、図４（ｃ）でＺ２と示されている領域については、１次判定では有害疵が存在するために不合格という判定であったが、２次判定によって正しく合格領域と判定することができ、合格歩留りを向上することができた。

これに対し、従来法１において、１次判定のみで合否を判定する場合には、Ｚ２領域には有害と判定された異常部（Ｙ５〜Ｙ７）が存在するために不合格とされていた。一方、Ｚ１と示されている領域については、グループＰ１とグループ化されたスリキズおよびグループＢ１とグループ化されたヘゲが２次判定で正しく有害疵と判定され、不合格とすることができた。

図４に示すのと同じ異常部分布を有する鋼板について、従来法２を用いた場合の判定結果を、図５に示す。前述のとおり、本発明法はグループ化の種類を２以上有している点が特徴であるのに対し、従来法２では、グループ化を行う点では本発明法と同様であるが、グループ化の種類分けを行っていない点で本発明法と相違している。

図５（ａ）は１次判定の結果を示す図であり、図４（ａ）と全く同じ図面である。次に図５（ｂ）においてグループ化の結果を示す。Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の４つのグループが抽出された。

次に、２次判定を行った。２次判定における個数比Ｒの閾値Ｒｏはグループによらず一律（Ｒｏ＝０．３）としている。グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３についてはノルム判定が行われ、その結果、Ｙ１〜Ｙ７の異常部が有害から無害に修正されたのに加え、グループＧ１に属する異常部Ｓ１〜Ｓ３についても有害から無害に修正された。Ｓ１〜Ｓ３については、本来はスリキズ系の有害疵であるが、たまたまグループＧ１の中で多数を占める汚れと特徴量が似ていたため、２次判定において無害と判定されたものである。

従来法２を用いた結果として、本来不合格とすべき領域Ｚ１の中で、Ｚ３の領域については合格と判定され、即ちスリキズ系の有害疵Ｓ１〜Ｓ３を見逃す結果となった。

本発明の表面疵検査を実施する表面疵検査装置の概略図である。 表面疵検査装置の主要部を構成する画像処理装置のブロック図である。 本発明により、鋼板表面の異常部を２種類のグループにグループ化した状況を示す図である。 本発明により疵検査を行う状況を示す図であり、（ａ）は１次判定結果、（ｂ）はグルーピングの結果、（ｃ）は２次判定結果を示す図である。 従来法により疵検査を行う状況を示す図であり、（ａ）は１次判定結果、（ｂ）はグルーピングの結果、（ｃ）は２次判定結果を示す図である。

符号の説明

１ 鋼板（帯状体）
２ 異常部
３ 鋼板の通板方向
１０ ビデオカメラ
１６ パルスジェネレータ
２０ 画像処理装置
２２ コンピュータ
Ｍ 検査員
Ｕ 撮像点
Ｖ 撮像点から検査員までの距離
Ｗ グループ化最大処理長さ

Claims (6)

1. 移動する帯状体又は柱状体の表面を撮像し、撮像画像を画像処理して表面疵を検査する帯状体又は柱状体の表面疵検査方法において、撮像画像から抽出した各異常部について疵種および有害／無害の１次判定を行ない、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化し、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておき、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、帯状体又は柱状体表面の同一箇所に種類の異なる２以上のグループが重複して存在することができ、一つの異常部が複数のグループに属する場合には前記予め定めた優先順位に従って所属するグループを定め、前記異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を２次判定することを特徴とする帯状体又は柱状体の表面疵検査方法。
2. 前記グループの条件は、疵の存在する領域の最大幅、最大長さ、長さ方向の連続条件のうちの１又は２以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査方法。
3. グループ毎に行う前記２次判定が、１次判定で有害と判定された異常部の個数、および無害と判定された異常部の個数に基づいて有害／無害を判定し、ついで前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の特徴量により有害／無害を判定することからなる請求項１又は２に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査方法。
4. 移動する帯状体又は柱状体の表面を撮像する撮像装置と、撮像画像を処理して疵種および有害／無害を判定する画像処理装置とを備えた帯状体又は柱状体の表面疵検査装置において、撮像画像から抽出した各異常部について疵種および有害／無害を判定する１次判定手段と、帯状体又は柱状体の一定の幅範囲内において移動方向に連続して発生する異常部をひとまとめのグループとしてグループ化するグループ化手段と、前記異常部のグループごとに前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の情報に基づいて有害／無害を判定する２次判定手段とを有し、前記グループ化手段においては、グループの種類として２以上の種類について予めそれぞれの条件を定めておき、グループの種類毎に予め優先順位を定めておき、帯状体又は柱状体表面の同一箇所に種類の異なる２以上のグループが重複して存在することができ、一つの異常部が複数のグループに属する場合には前記予め定めた優先順位に従って所属するグループを定めることを特徴とする帯状体又は柱状体の表面疵検査装置。
5. 前記グループの条件は、疵の存在する領域の最大幅、最大長さ、長さ方向の連続条件のうちの１又は２以上を含むことを特徴とする請求項４に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査装置。
6. グループ毎に行う前記２次判定が、１次判定で有害と判定された異常部の個数、および無害と判定された異常部の個数に基づいて有害／無害を判定し、ついで前記１次判定で有害と判定された異常部および無害と判定された異常部の特徴量により有害／無害を判定することからなる請求項４又は５に記載の帯状体又は柱状体の表面疵検査装置。

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