JP4403036B2 - 疵検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、疵検出方法及び装置に関し、特に鋼板の表面の疵を検出する疵検出方法及び装置に関する。

従来から、鋼板製造工程において通板する鋼板の表面をＣＣＤカメラのような撮像装置により撮影して得られる画像信号に基づいて、鋼板表面の疵を検出することが行われている。しかしながら、鋼板のエッジ部およびコイルの先端、尻端部は、エッジ汚れがあったり、エッジ部が擦れることにより輝度が高くなったりして、疵と誤って検出されてしまうことがあった。これらの疵は鋼板の通板方向に長く発生することが多く、画像上ではエッジと区別がつきにくいものである。また、鋼板先端部および尻端部には曲線状の疵が発生することが多く、これも画像上ではエッジと区別がつきにくいものである。このように、いわゆるエッジ誤検出により、良品を不良品と判断してしまう問題があった。

これを解消するためには、エッジの位置情報をエッジ検出器などにより得て、画像データに反映することが考えられるが、ロール上を通板している鋼板はいわゆるウォークと呼ばれる蛇行をおこし、撮像装置であるＣＣＤは通常ラインセンサを用いており、エッジ検出器の位置と撮像位置との間には通板のタイムラグがあるから、エッジ検出器により得られるエッジ位置に追従させても、画像上のエッジ位置と完全に一致させることは困難であった。また、画像を取り込んだ後周辺部すなわちエッジ近傍の輝度レベルを上げて中央部と一致させるシェーディング補正を行うが、鋼板の蛇行により補正後のエッジ近傍の輝度が大きく変化して、シェーディングの補正も困難であった。

このような問題を解決するために、従来は、エッジ近傍の一定領域にマスクをかけて不感帯とし、疵検出を行わないことで誤検出を抑えていた。たとえば、エッジ検出手段から得られた鋼板の左右エッジから所定幅のエッジ部分と、その外側の領域に鋼板の地合レベルの輝度情報を埋め込んで、エッジ近傍の汚れ等による影響を除くようにしたものがある（特許文献１参照）。また、鋼板先端部および尻端部に関しても、一定領域にマスクをかけて不感帯とし、疵検出を行わないことで誤検出を抑えていた。しかしながら、エッジ近傍の疵、鋼板の破断の原因となりやすく、エッジ近傍の疵検出ができないと、これらの疵を検出できないという問題があった。

特開２００２−１７４６００号

本発明の目的は、疵候補画像からエッジを検出し、これに基づいてエッジ近傍の疵を正確に検出可能にする疵検出方法及び装置を提供することである。

本発明の疵検出方法は、上記課題を解決するために、検査対象の疵候補画像から、１行ごとに、エッジ条件として、該疵候補が鋼板端部に発生しているという条件を満足する画素を抽出し、該画素を前記検査対象のエッジ候補とし、このエッジ候補を含む画像に対して２値化処理を行った後、該エッジ候補のエッジ位置に対して、該画像の前記各行ごとに次の行のエッジ位置との差を取った値を２乗した値を該画像のすべての行に対して加えた値を求め、該加えた値を該画像の行数で割った値を求め、該割った値の平方根を分散値として求めて、該分散値を予め設定した閾値と比較して、前記検査対象のエッジか否かを判定するようにした。

エッジと判定された画素を除いた疵候補に対して疵判定を行うようにできる。
抽出されたエッジ候補に対して、所定のエッジ補正処理を行うようにしてもよい。
このエッジ補正処理は、通板方向および斜め方向に補正処理を行うようにしてもよい。
エッジ補正処理を行って得られたエッジ候補を含む画像に対して孤立点除去及び平均化処理を行うようにしてもよい。

エッジか否かの判定は、エッジ候補を挟む両側の所定領域の画像の平均輝度を求めて行うことができる。

本発明の疵検出装置は、検査対象の表面を撮像する撮像部と、撮像画像から疵候補を抽出する疵候補抽出部と、疵候補の画像からエッジ条件として、該疵候補が鋼板端部に発生しているという条件を満足するを満足する画素を１行ごとに抽出し、該画素をエッジ候補とするエッジ候補検出部と、エッジ候補を含む画像に対して２値化処理を行った後、該エッジ候補のエッジ位置に対して、該画像の前記各行ごとに次の行のエッジ位置との差を取った値を２乗した値を該画像のすべての行に対して加えた値を求め、該加えた値を該画像の行数で割った値を求め、該割った値の平方根を分散値として求めて、該分散値を予め設定した閾値と比較して、前記検査対象のエッジと判定するエッジ判定部とを備える。

さらに、エッジと判定されたエッジ候補を除く疵候補に対して疵判定を行うようにもできる。
エッジ候補検出部は、抽出されたエッジ候補に対して、所定のエッジ補正処理を行うエッジ補正部を備えるようにしてもよい。このエッジ補正処理は、通板方向および斜め方向に補正処理を行うようにしてもよい。

また、エッジ候補検出部は、エッジ補正処理を行って得られたエッジ候補を含む画像に対して孤立点除去及び縮小処理を行う孤立点除去・縮小処理部を備えることもできる。

エッジ判定部は、エッジ候補を挟む両側の所定領域の画像の平均輝度を求めてエッジ判定を行う平均輝度判定部を備えてもよい。

本発明によると、画像から疵判定を行う前に検査対象のエッジを正確に検出・判定を行うことができ、エッジやエッジ近傍の汚れを誤検出することがなくなる。さらにはエッジ近傍に不感帯を設けて疵検出機能を制限するようなことはないので、連続、非連続ラインを問わず、鋼板先端、鋼板尻端、エッジ近傍の疵を正確に検出できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態の疵検査装置の概略を示す図である。
本例では、検査対象は製造工程を流れる鋼板１である。ロール２により移送される鋼板１は、照明装置３（通常蛍光灯あるいはファイバー照明を使用）により照明し、ラインセンサであるＣＣＤカメラ４で撮像する。ラインごとに撮像された画像が蓄積され、一枚の画像として構成される。鋼板１は各種あり、幅が１ｍ〜４ｍ程度であり、これに合わせてＣＣＤカメラも通常３，４台並列に並ぶ。ＣＣＤカメラ４により撮像され構成された鋼板表面の画像（例えば２０４８×５１２画素）から、疵候補抽出部５により疵候補を例えば１２８×１２８画素程度の大きさで抽出する。疵候補を抽出する手段としては公知の手段を使用すればよい。

本例では、これらの疵候補を対象に、エッジ候補の検出及びエッジ補正処理を行った後、エッジ判定を行う。その後エッジと判定された部分を疵候補から除いて、疵種と有害度判定を行う。すなわち、エッジ候補検出部７で疵候補からエッジ候補を検出・補正し、エッジ判定部でエッジ候補からエッジを判定する。そして疵判定部７では疵候補からエッジと判定された部分を除いて疵種と有害度を判定する。その後表示部に疵特に有害疵を表示する。

図２（ａ）及び（ｂ）に、鋼板画像の概略図を示す。図２（ａ）に示す画像では、ほぼ中央部に鋼板１があり、鋼板１のエッジ１１の外側にはロール２の地肌が見える。エッジ１１及び疵１２が、画像解析により疵候補画像１３，１４として抽出される。通常、鋼板１のエッジ１１は撮像された鋼板画像周辺部にあるから、疵候補画像１３,１４の位置情報（従来と同様エッジ検出装置からの情報を使用することができる。）を利用して中央部に存在する疵候補画像１４に対しては、エッジ検出処理を行わないようにすると、処理負担を軽減できる。本例でも、エッジ検出処理の対象となる疵候補は、左右の周辺部に存在するものに限定している。図２（ｂ）に示す画像では、ほぼ中央部に鋼板先端１-aがあり、鋼板先端１-aのエッジ１１-aの外側には背景２-aが見える。エッジ１１-a及び疵１２-aが、画像解析により疵候補画像１３-a，１４-aとして抽出される。通常、鋼板先端１-aのエッジ１１-aは撮像された鋼板画像周辺部にあるから、疵候補画像１３-a,１４-aの位置情報（従来と同様エッジ検出装置からの情報あるいは上位情報を使用することができる。）を利用して中央部に存在する疵候補画像１４-aに対しては、エッジ検出処理を行わないようにすると、処理負担を軽減できる。本例でも、エッジ検出処理の対象となる疵候補は、左右および先端、尻端の周辺部に存在するものに限定している。

次に、図３を参照して、本発明の一実施形態である疵検査フローを説明する。
本例では、疵候補からエッジ候補を抽出し、エッジ候補画像を補正したものに対して、エッジ判定を行ってエッジを確定して、その後エッジ部分を除いて疵種の判定を行うものである。

まず、ステップＳ１では、鋼板表面を撮像した画像から疵候補を抽出する。ステップＳ２では、抽出した疵候補が鋼板端部に発生しているか否かを、疵候補の位置情報により判断する。当該疵候補が鋼板端部に存在しない場合には、エッジ候補の対象外として、ステップＳ８に進み、通常の疵判定処理を行う。なお、エッジ候補を検出するための鋼板端部の幅は、検査前に適宜設定することができる。

ステップＳ２で鋼板端部に発生していると認められた疵候補に対しては、ステップＳ３で、エッジ候補検出処理を行う。エッジ候補検出処理は、疵個補画像の１ラインで、エッジ検査輝度Ｉ_E（例えば鋼板以外のロールの輝度）、その輝度誤差ｅとして、輝度Ｉ_E±ｅの画素が、横に連続してＬ１画素以上、縦には、±Ｈ１画素以上連続し、輝度Ｉ_E±ｅの画素がなくなって後輝度Ｉ_Eとは異なる輝度Ｉ（例えば鋼板の輝度）以下が横にｋ画素存在する場合に、エッジ候補とする。これをラインごとに判定してゆくものである。

以下、図４を参照して、エッジ候補の検出を説明する。
エッジ候補の条件は、
（ａ）検査画素の輝度値がＩ_E±ｅの範囲にある。本例では、Ｉ_E±ｅ＝１２８±２である。輝度値は０〜２５５の２５６段階である。

（ｂ）条件（ａ）を満足する画素が横方向にＬ１画素連続している。本例では、Ｌ１＝７である。

（ｃ）条件（ａ）を満足する画素が縦方向に±Ｈ１画素以上連続している。ここで、符号±は、縦方向の上下いずれでもよいことを示す。本例では、Ｈ１＝１である。

（ｄ）条件（ｂ）を満たす画素がなくなった後横方向に輝度値Ｉ以下の画素がｋ画素以上連続している。本例では、Ｉ＝１００以下でｋ＝１０である。

図４は、エッジ抽出を説明するための図である。斜線を施した画素は、輝度値１２８±２の範囲に入っており、その他の画素は輝度値１００以下とする。本例では画面左に現れるエッジを検出する場合を考えているので、左からスキャンしながら１画素ごとに上記条件を満足するかを検査してゆく。第０行は、画素（０，６）まで、輝度値１２８±２が７画素連続していて、条件（ａ）（ｂ）を満足し、次の第１行を参照すると、同様に画素（１，６）まで条件（ａ）（ｂ）を満足しているから、条件（ｃ）も満足する。その後、画素（０，７）から（０，１６）まで、１０が素連続して輝度値１００以下を満足するから、条件（ｄ）も満足し、画素（０，６）がエッジ候補として抽出される。

第１行では、第０行と同様にして画素（１，６）がエッジ候補として抽出されるが、条件（ｃ）は２行目を参照することなく、第０行を参照して満足していることが分る。

このように行すなわちラインごとにエッジ候補の画素を抽出するわけであるが、第２行では、図に示したように、画素（２，０）〜（２，８）の７画素がエッジ検査輝度値の連続条件（条件（ａ）（ｂ））を満足している。しかし、１行目との関係では、連続した７画素が縦に並んではいない、すなわち画素（２，７）及び（２，８）が条件（Ｃ）を満足していない。条件（ｃ）が満足していないとすると、画素（２，８）は、条件（ｄ）を満足していたとしても、エッジ候補として抽出されないことになる。しかしながら、本例の場合では、第３行の画素（３，２）〜（３，８）が条件（ａ）（ｂ）を満足しているので、第３行を参照して、第２行の画素（２，２）〜（３、８）は、条件（Ｃ）を満足することになり、画素（２，８）は、エッジ候補となる。

３行目の画素（３，８）も、同様にエッジ候補となる。
次に４行目では、輝度値Ｉ_E±ｅの条件が（４，０）〜（４，４）までしか続かなかいから、ここには、エッジ候補がないということになる。

なお、右側のエッジを抽出する場合には、逆に右からスキャンして画素ごとに検査してゆけばよい。

このようにして各行ごとにエッジ候補の抽出が終れば、次のステップに進む。
ステップＳ４（図３）では、ステップＳ３で行ごとに抽出されたエッジ候補に対して、その位置を通板方向（縦方向）および斜め方向に揃えるエッジ補正を行う。エッジ補正は、行ごとにエッジ候補の画素に補正処理を行うもので、ある行の基準となるエッジ候補位置に対して、次の行のエッジ候補が基準画素位置から左右±ｍ画素まで（検査範囲）に入っているか否かを検査する。検査範囲に入っていればそのままエッジ候補として抽出する。次に検査範囲の隣の画素、すなわち基準位置からｍ±１の画素にエッジ候補が存在した場合には、検査範囲に入るように±１だけ画素位置の調整を行って、これをエッジ候補とする。さらに、次の行を検査し、順次ｎ行下のラインまでを検査行として検査を行う。

以下、具体例によりエッジ補正を説明する。
図５（ａ）〜（ｇ）は、エッジ補正を説明するための説明図である。ここで図５の行及び列を示す数字は、エッジ補正の説明のためのものであり、エッジ候補の抽出の図４の行及び列と対応するものではない。

図５には、ｍ＝１、ｎ＝１とした例を示す。まず、最初にエッジ候補が現れた行のエッジ候補の画素を基準エッジ位置として、左右１画素まで検査範囲とし、検査範囲に隣接する左右の１画素を補正対象とする。検査行は次の１行である。

図５（ａ）の、斜線を施した画素は、エッジ候補の条件に合致して抽出されたエッジ候補画素である。そのエッジ候補画素の列番号を上から並べると、（１，３，３，３，２，２）である。最初の第０行のエッジ候補画素（０，１）をまずエッジ基準位置とし、左右１画素、すなわち第０列の画素と第２列にあるエッジ候補は、そのままエッジ候補として許容できるものである。これで第１行を検査すると、検査範囲の（１，０）〜（１，２）にはエッジ候補はなく、エッジ候補は、（１，３）にある。これは、検査範囲±１にあるエッジ候補であるから補正対象であり、これを−１移動させて、（１，２）をエッジ候補とする補正を行う。この結果は、図５（ｂ）の１行に示す。

すなわち、本例のエッジ補正は、各検査行にあるエッジ候補が検査範囲に入っていると、そのままエッジ候補とし、検査範囲の両側の１画素にエッジ候補があれば補正対象とし、その画素の位置を±１して検査範囲に入れるもので、エッジ候補が縦に並ぶように、すなわちエッジの縦の直線性を確保するように補正するものである。なお、仮にエッジ候補が検査範囲の両側の１画素を超えた場所にある場合には、補正処理の対象とはならないが、通常はそのような孤立したエッジ候補があれば、通常以下に説明する孤立点除去等の処理により除去されることになる。

本例では、ｎ＝１であるので、検査対象行は第１行のみであり、第２行を検査する場合は、今補正した第１行が基準となる。したがって、基準エッジ位置は（１，２）となり、第１列〜第３列に入るエッジ候補はそのままエッジ候補とされる。今、第２行のエッジ候補位置は（２，３）であるから、（２，３）は検査範囲に入っていることになり、このまま補正することなく、（２，３）をエッジ候補と確定する。以下、同様に補正処理を実行することになる。図５（ｂ）がこのように補正した例である。

なお、最初の検査行である第１行に検査範囲に入るエッジ候補もなく、また、その隣の補正位置にもエッジ候補がない場合は、その他の画素に見出されるエッジ候補があると、これを基準位置とセットし直して、以下検査することになる。第１行にまったくエッジ候補がない場合には、第２行のエッジ候補を基準位置とする。

図５（ｃ）は、図５（ａ）の画像に対して、ｍ＝１，ｎ＝２として２行下まで検査行とした場合を示す。この場合第０行を基準に第２行まで補正することになるから、第０行の基準位置（０，１）は、第２行目を検査する場合も適用され、第２行は、図５（ｂ）の場合と異なって、第１行目と同様に補正されることになる。この結果を図５（ｃ）に示す。ｎ＝２の場合は、第０行を基準に第１，２行を検査すると、次は、第２行を基準に第３，４行を検査する。以下、同様に検査を繰り返して、エッジ補正を行う。
図５（ｄ）〜（ｇ）は、斜め方向のエッジ補正の例である。
図５（ｄ）の、斜線を施した画素は、エッジ候補の条件に合致して抽出されたエッジ候補画素である。そのエッジ候補画素の列番号を上から並べると、（２，なし、０）である。最初の第０行のエッジ候補画素（０，２）をまずエッジ基準位置とし、左右１画素、すなわち第１列の画素と第３列にあるエッジ候補は、そのままエッジ候補として許容できるものである。これで第１行を検査すると、検査範囲の（１，１）〜（１，３）にはエッジ候補はない。次に第２行を検査すると、エッジ候補は、（２，０）にある。したがって、第１列の（１，１）は検査範囲±１にあるエッジ候補であるから補正対象であり、（１，１）をエッジ候補とする補正を行う。この結果は、図５（ｆ）の１行に示す。
同様に図５（e）の、斜線を施した画素は、エッジ候補の条件に合致して抽出されたエッジ候補画素である。そのエッジ候補画素の列番号を上から並べると、（０，なし、２）である。最初の第０行のエッジ候補画素（０，０）をまずエッジ基準位置とし、左右１画素、すなわち第１列の画素と第３列にあるエッジ候補は、そのままエッジ候補として許容できるものである。これで第１行を検査すると、検査範囲の（１，１）〜（１，３）にはエッジ候補はない。次に第２行を検査すると、エッジ候補は、（２，２）にある。したがって、第１列の（１，１）は検査範囲±１にあるエッジ候補であるから補正対象であり、（１，１）をエッジ候補とする補正を行う。この結果は、図５（g）の１行に示す。

なお、ｎはｍと同様に適宜選択できるが、あまり大きくとると、撮像された鋼板表面を反映しなくなるおそれがある。実際の場合も、ｎは、１又は２が適当である。

図３のフローに戻って、ステップＳ５では、孤立点除去を実行するか否かを判断する。孤立点は、エッジ補正を行って位置の調整をした後にも、孤立したエッジ候補が残る場合にこれをエッジ候補から除く処理である。この処理は、点状ノイズの多い画像に適用して有効であるが、本発明に必須のステップではなく、必要がない場合には、ステップＳ７に進んで、すぐにエッジ判定をおこなってよい。

孤立点除去が必要と判断されると、ステップＳ６で、縮小処理とセットで孤立点除去を行う。孤立点除去では、検査の対象となる行のエッジ候補に対して、その上下の行のエッジ位置を比較し、両者が±１画素よりさらに大きくずれている場合、孤立点と判断して、エッジ候補としては除くものである。

図６に示すように、第１行を検査行として、そのエッジ候補の画素（１，２）に対して、その上の第０行及び第２行を参照すると、画素（１，２）の周囲の第０行の画素（０，１）〜（０，３）及び第２行の画素（２，１）〜（２，３）にはエッジ候補がない。このような場合検査行のエッジ候補である画素（１，２）は孤立点であるから、エッジ候補から除外する。エッジ候補から除かれた画素は、疵候補としては残り、後の疵種判定の対象となる。

その後、二値化画像に対して縮小処理を行う。
図７（ａ）（ｂ）に一例を示す。図７（ａ）は、孤立点除去が行われた後のエッジ画像の一例であり、２値化されている。説明のために、エッジ部分を２５５、それ以外を０として示す。エッジはほぼ２、３列にそろっているものの、孤立点除去の結果２行にエッジ候補が存在しない。この画像に対して、設定パラメータを２として縮小処理を行った結果を図７（ｂ）に示す。

図７（ｂ）は、４画素の平均をとって１画素に縮小したもので、平均計算の結果０より大きな値をとると２５５にセットし、値が０であると、０にセットする。図７（ａ）ではエッジ候補がない行が現れているが、平均圧縮を行えば、図７（ａ）の（２，２）（２，３）（３，２）（３，３）の画素は、図７（ｂ）の（１，１）の画素に縮小され、図示のとおり、輝度値２５５のエッジ部分とされる。これは、４つの画素（２，２）（２，３）（３，２）（３，３）の平均が２５５／４となり、０より大きな値であるから、２５５にセットされるためである。このようにして、細かなずれをなくし、また孤立点除去でエッジ候補がなくなった行ができるだけ残らないようにする。

ステップＳ７では、補正処理され、必要に応じて孤立点除去・縮小処理されたエッジ候補画像に対して、真にエッジと判断可能か否かを判定する。判定手段としては、平均輝度判定と分散値判定とを用いる。そしていずれかの判定手段によってエッジと判定されると、この部分を真のエッジとして疵候補から除いて疵判定処理に進む。

図８に、ステップＳ７のエッジ判定処理の詳細を示す。
まず、ステップＳ７１で、エッジを含む２値化画像に対して、以下の処理を行い、判定対象であるエッジ位置を確定する。これを図９に示す。縮小処理が行われた場合は、縮小処理された画像に対して適用される。

図９（ｂ）は、処理の対象となる２値化されたエッジ画像である。エッジ候補の画素は２５５で示し、それ以外は０で示してある。図示のように、１行に複数のエッジ候補が存在する場合があるから、ここでエッジ候補を１行に１つ選択してエッジ判定の対象を確定する。なお、説明のために、１行に近接して複数のエッジ候補があるように図示したが、実際には１ライン上では少なくともエッジ候補検出条件で予め設定される間隔だけは離れている。

このエッジ選択は、次の方法により行う。
（１）行の左から検査を行う場合は、最も右側に存在するエッジ候補をその行のエッジとする。
（２）行の右から検査を行う場合は、最も左側に存在するエッジ候補をその行のエッジとする。

すなわち、画像の左側のエッジの場合は、（１）を採用し、右側のエッジの場合は、（２）を採用することになる。これは、一般的に鋼板表面は均一に処理されている場合が多く、鋼板以外の場所にノイズが乗ることが多いことによる。例えば、（１）の左から検査を行うと、０行では、（０，２）にエッジ候補が現れ、次に（０，４）にエッジ候補が現れる。このときには、最も右側に存在するエッジ候補をエッジとするものであるから、画素（０，４）をこの行のエッジとする。以下、行ごとに決定してゆく。この結果を図９（ａ）に示した。図９（ａ）の表の数字は、エッジ候補画素の列番号である。

また、右から走査して検査する場合は、上記（２）に従い、例えば第０行では（０，４）にエッジ候補が検出され、次いで（０，２）にエッジ候補が検出される。この場合は、最も左側に存在するエッジ候補をその行のエッジとすると規定されているから、画素（０，２）をエッジとして採用する。以下同様に、１行ごとにエッジ画素を決定する。その結果を図９（ｃ）の表に示した。左の表と同様に、表中の数は、エッジ画素の列番号である。

ここで、１行全体を検査してもエッジ候補が検出されない場合がある。例えば、図９（ｂ）の３行で画素（３，３）がエッジ候補でなく、その他にエッジ候補の画素がない、すなわち画素すべてが値０をとる場合は、エッジとして採用される画素はなく、エッジ位置を取得できない。このような場合には、例えばエッジ位置を示す数字として−１を立てる。

このようにして、判定すべきエッジを確定すると、ステップＳ７２で、エッジが存在しない行が存在するか否かをみる。これは、各行のエッジ位置を示す数字に−１があるかないかをみればよい。このように１行にエッジ候補画素が存在しないときは、この画像全体がエッジを示すものではないとして、以下のエッジ判定に進むことなく、疵判定処理（ステップＳ９（図３））に進む。すべての行にエッジ位置を示す画素が定まっている場合には、ステップＳ７３に進む。

ステップＳ７３では、エッジ判定の１つである平均輝度判定を行う。平均輝度判定においては、ステップＳ７１で得られたエッジ候補を原画像に適用して、エッジ候補を挟む左右領域のそれぞれの平均輝度を計算する。そして、その計算結果を評価して、エッジか否かを判定する。なお、エッジ画素は、平均輝度計算に含まない。また、縮小処理を行っている場合は、原画像を縮小処理した画像に対して計算される。

図１０は、エッジ部を挟む両側の画像領域を示す説明図である。対象画像は、例えば１２８×１２８画素からなる。各行の１画素が縦に並んで形成されるエッジ部Ｅを挟んで、エッジ左部Ｌとエッジ右部Ｒに分かれている。それぞれの領域で平均輝度を計算する。計算の結果、（ｉ）エッジ左側平均輝度計算結果が所定値以下の場合、又は（ii）エッジ右側平均輝度計算結果が所定値以下の場合のどちらかを満たす場合、エッジありと判定する。ここで、所定値はエッジ判定輝度として、予め定められている輝度パラメータであり、例えば鋼板の輝度に対応する値である。エッジありと判定されると、ステップＳ９（図３）に進み、エッジ周辺に残る疵候補に対する疵種と有害度の判定を行う。

次に、平均輝度判定でエッジと判定されなかったエッジ画像に対して、ステップＳ７４で、分散値判定を行う。

ステップＳ７４では、まず分散値を計算する。分散値は、ステップＳ７１で得られたエッジ位置に対して、行ごとに次のエッジ位置との差を取った値を２乗した値をすべて加え、その結果を画像高さ（画像の行数）で割り、平方根を取って求める。行ごとに得られた分散値に対して、次に予め設定した閾値Ｂと比較して、エッジか否かを判定する。

このような分散値判定の一般式は、抽出画像をＮ行からなる画像として、ｉ行目（ｉ≦Ｎ）のエッジ位置のＸ座標の値（列番号）をＸiとすると、

である。

例えば、図９（ｂ）に記載したようなエッジ位置が選択されたとする。すなわち、第０〜６行までのエッジ位置（列番号）２，２，３，３，２，２，２とすると、行ごとのエッジ位置の差（Ｘ_i+1−Ｘ_i）は、０,１，０，−１，０，０となる。各差の２乗の総和は、２であり、これを高さ７（行数）で割ると、０．２８５７となり、平方根を取ると０．５３４１となる。これが求める分散値である。この分散値と予め設定しておく数Ｂとを比較して、Ｂより大きいとエッジなしと判断し、Ｂより小さいとエッジありと判断する。一般式からも明らかなように、行ごとのエッジ位置のばらつきの割合が大きいと分散値は大きくなり、エッジと判定されないことになる。

以上のように、エッジ判定は、平均輝度判定と分散値判定とで行うが、エッジ近傍に汚れがない場合は、平均輝度判定が正確であるが、エッジ付近が汚れていて光っているような場合には正確な判定ができない。これに対し分散値判定は、エッジ候補画素の直線性をみるので、エッジが汚れているような場合でも有効である。

このように、エッジと判定されると、次のステップＳ８（図３）で、エッジを構成する各画素にエッジであることを示すフラグを立てて、次の疵種の判定に進む。
ステップＳ９では、エッジのフラグが立っている部分を除き、エッジ内側の鋼板の疵候補について疵種の判定を行う。
ステップＳ１０では、疵判定の結果、有害疵があればそれを表示装置に表示する。

このようにして、エッジ近傍の疵候補の中からエッジを確実に検出することができ、エッジ誤検出の問題に煩わされることがない。

本発明の一実施形態の疵検査装置の概略を示す図である。 エッジ及び疵を示す鋼板画像を説明する図である。 本発明の一実施形態全体の動作フローを示す図である。 エッジ候補の抽出を説明するための図である。 エッジ候補の補正を説明するための図である。 エッジ候補の孤立点除去を説明するための図である。 （ａ）は、平均圧縮前の２値化画像を示す図であり、（ｂ）は平均圧縮を行った後の２値化画像を示す図である。 本発明の一実施形態のエッジ判定処理ステップのフローを示す図である。 エッジ判定処理ステップのエッジ確定処理を説明するための図である。 エッジ判定処理ステップの平均輝度判定を説明するための図である。

符号の説明

１ 鋼板
２ ロール
３ 照明装置
４ ＣＣＤカメラ

Claims (12)

1. 検査対象の表面を撮像した、それぞれが検査対象の幅方向に連なる複数の画素から成る複数の行から構成される画像の疵候補画像から、エッジ条件として、該疵候補が鋼板端部に発生しているという条件を満足する画素を抽出し、該画素を前記検査対象のエッジ候補とするエッジ候補検出ステップと、
   前記エッジ候補を含む画像に対して２値化処理を行った後、該エッジ候補のエッジ位置に対して、該画像の前記各行ごとに次の行のエッジ位置との差を取った値を２乗した値を該画像のすべての行に対して加えた値を求め、該加えた値を該画像の行数で割った値を求め、該割った値の平方根を分散値として求めて、該分散値を予め設定した閾値と比較して、前記検査対象のエッジか否かを判定するエッジ判定ステップと
   を有する疵検査方法。
2. さらに、前記エッジ判定ステップによりエッジと判定された画素を除く前記疵候補に対して疵判定を行う疵判定ステップと
   を有する請求項１に記載の疵検査方法。
3. 前記エッジ候補検出ステップは、抽出されたエッジ候補に対して、所定のエッジ補正処理を行う請求項１又は２に記載の疵検査方法。
4. 前記エッジ補正処理は、通板方向および斜め方向に所定のエッジの補正処理を行う請求項３に記載の疵検査方法。
5. 前記エッジ候補検出ステップは、前記エッジ補正処理を行って得られたエッジ候補を含む画像に対して孤立点除去及び縮小処理を行う請求項３または請求項４に記載の疵検査方法。
6. 前記エッジ判定ステップは、前記エッジ候補を挟む両側の所定領域の画像の平均輝度を求めて、該所定領域のいずれか一方の平均輝度計算結果が所定値以下の場合にエッジであると判定を行う平均輝度判定ステップを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の疵検査方法。
7. 検査対象の表面を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された、それぞれが検査対象の幅方向に連なる複数の画素から成る複数の行から構成される画像から疵候補を抽出する疵候補抽出部と、
   前記疵候補の画像から、エッジ条件として、該疵候補が鋼板端部に発生しているという条件を満足する画素を抽出し、該画素を前記検査対象のエッジ候補とするエッジ候補検出部と、
   前記エッジ候補を含む画像に対して２値化処理を行った後、該エッジ候補のエッジ位置に対して、該画像の前記各行ごとに次の行のエッジ位置との差を取った値を２乗した値を該画像のすべての行に対して加えた値を求め、該加えた値を該画像の行数で割った値を求め、該割った値の平方根を分散値として求めて、該分散値を予め設定した閾値と比較して、前記検査対象のエッジと判定するエッジ判定部と
   を備える疵検査装置。
8. さらに、前記エッジ判定部によりエッジと判定された前記エッジ候補を除く前記疵候補に対して疵判定を行う疵判定部を有する請求項７に記載の疵検査装置。
9. 前記エッジ候補検出部は、抽出されたエッジ候補に対して、所定のエッジ補正処理を行うエッジ補正手段を備える請求項７又は８に記載の疵検査装置。
10. 前記エッジ補正処理は、通板方向および斜め方向に所定のエッジの補正処理を行うエッジ補正手段を備える請求項９に記載の疵検査装置。
11. 前記エッジ候補検出部は、前記エッジ補正処理を行って得られたエッジ候補を含む画像に対して孤立点除去及び縮小処理を行う孤立点除去・縮小処理手段を備える請求項９または請求項１０に記載の疵検査装置。
12. 前記エッジ判定部は、前記エッジ候補を挟む両側の所定領域の画像の平均輝度を求めて、該所定領域のいずれか一方の平均輝度計算結果が所定値以下の場合にエッジであると判定を行う平均輝度判定手段を備える請求項７〜１１のいずれか１項に記載の疵検査装置。

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