JP4516884B2 - Periodic defect inspection method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は,被検査体の表面の周期性欠陥を検査するための周期性欠陥検査方法及び装置に関する。 The present invention relates to a periodic defect inspection method and apparatus for inspecting periodic defects on the surface of an object to be inspected.
従来から,被検査体の表面の周期性欠陥を検査するための技術は種々のものが知られている。例えば,特許文献1には,鋼板の帯状体を製造する圧延ラインにおいて鋼板の全長に渡って発生する連続欠陥を検出するための技術が開示されている。それによれば,鋼板の幅方向において同一の位置に存在する欠陥の個数を長手方向に向かって積算し,その個数が所定の閾値を超えている幅方向の位置を検出し,複数の鋼板について同じ幅方向の位置の欠陥に対する検討を行うことで連続欠陥の判定を行っている。
Conventionally, various techniques for inspecting periodic defects on the surface of an object to be inspected are known. For example,
また,特許文献2では,鋼板の長手方向において同一の位置に存在する欠陥の特徴量を評価し,周期性を有する種類の欠陥の場合にその幅方向位置も記録しておく。そして次に長手方向の別の位置で同一種類の周期性欠陥が検出された際にその幅方向位置と記録しておいた幅方向位置とを比較し,ずれが許容値以内であれば同一要因による周期性欠陥であると認めて両者の長手方向位置から欠陥間隔を求める。最初に得られた周期性欠陥間隔をこの種類の周期性欠陥の基準として記録しておき,次に同一種類の周期性欠陥から欠陥間隔が得られた際に,この基準との比較で周期性欠陥間隔であるか否かを判定する。周期性欠陥間隔が検出される度に,種別毎に定められた評価値を加算していき,累積評価値が閾値を越えると警報を出力すると共に全ての記録をリセットする。
In
さらに,特許文献3では,同じ幅方向位置に検出された欠陥の欠陥間隔を集計して,欠陥間隔の標準偏差が小さいときに周期性欠陥と判定している。
Further, in
特許文献4には,被検査体の表面の画像データを直接解析することで周期性欠陥を抽出する技術が開示されている。
しかるに,従来技術による周期性欠陥検査では,被検査体が進行方向と垂直な幅方向に変位してしまう場合に周期性欠陥を低負荷の計算で検出することが容易でなかった。即ち,特許文献1及び3による周期性欠陥検査では,鋼板がロール間を進行する際に進行方向と垂直な幅方向に変位してしまう可能性を考慮していない。例えば,特許文献1の実施例によれば,長手方向の各位置で幅方向の欠陥分布状態のヒストグラムを作成してから,各ヒストグラムを幅方向について50〜60mm程度の画素単位に分割して,その分割単位毎に欠陥データを長手方向に積算して得られた値を閾値と比較することで連続欠陥であるかどうかを判定している(段落0023及び0024参照)。そのため,鋼板が幅方向に変位して連続欠陥が複数の分割単位に分布して広範囲に渡る場合には検出が困難になる。また,特許文献3でも,周期性欠陥を検出する際に鋼板の欠陥の幅方向の位置を画素単位で固定して判定しており,鋼板が幅方向に変位した場合にはカメラで撮像される周期性欠陥の幅方向の画素位置がずれて周期性が検出されなくなってしまう。
However, in the periodic defect inspection according to the conventional technique, it is not easy to detect the periodic defect by low load calculation when the object to be inspected is displaced in the width direction perpendicular to the traveling direction. That is, in the periodic defect inspection according to
特許文献2による周期性欠陥検査は,被検査体の幅方向の変位には対応しているが,周期性欠陥の判定の際に周期性欠陥間隔を個別に評価している。即ち,同一種類の周期性欠陥について最初に検出された欠陥間隔を基準として記録し,それ以降に周期性欠陥間隔が検出される都度,この基準と比較して判定を行うので,周期性欠陥及びその周期性の判定が不正確になる。例えば,(1)欠陥と誤認識されるノイズが多く含まれる場合に,ノイズ−欠陥の間隔又はノイズ−ノイズの間隔でほぼ等しいものが存在すると周期性欠陥として過検出してしまう。(2)被検査体の周期性欠陥の一部が欠落して歯抜け状態である場合も,記録した欠陥間隔同士を除算比較して検出が可能である旨の記載がされている(段落0020参照)が,除算比較の場合,誤差が存在するとうまく計算ができないことがある。(3)また,周期性欠陥の検出の際に,1個抜け又は2個抜けが連続する場合,周期を2倍又は3倍の値で検出してしまう。(4)周期性欠陥の警報が出力されるとメモリがリセットされるので,その後に同種類の周期性欠陥が検出されてもすぐに周期性欠陥と判定されない。
The periodic defect inspection according to
さらに,特許文献4に記載されているような従来技術も存在するが,このような周期性欠陥検査では得られた画像データの信号を直接的に処理しているために計算の負荷が大きく,通常の欠陥検査装置の処理の一部として追加することは難しい。
Furthermore, there is a conventional technique as described in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり,被検査体が進行方向と垂直な幅方向に変位してしまう場合に周期性欠陥を低負荷の計算で検出でき,また,周期性欠陥及びその周期性をより正確に検出することが可能な周期性欠陥検査方法及び装置を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when the object to be inspected is displaced in the width direction perpendicular to the traveling direction, the periodic defect can be detected by low load calculation. It is an object of the present invention to provide a periodic defect inspection method and apparatus capable of detecting the periodicity more accurately.
上記課題を解決するために,本発明によれば,被検査体を撮像して得た画像データにおいて検出された欠陥を,周期性欠陥の候補と非周期性欠陥とに分類する欠陥分類工程と,前記画像データ全体を網羅するように前記被検査体の幅方向に分割配置された,前記被検査体の長手方向に長辺方向が一致する複数の矩形状の各周期性判定領域に含まれる前記周期性欠陥の候補をそれぞれ計数する欠陥候補計数工程と,前記周期性欠陥の候補の個数が第1の閾値を上回る場合に,当該周期性判定領域について,隣接する前記周期性欠陥の候補同士の前記長手方向の欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸とするヒストグラムを作成するヒストグラム作成工程と,前記ヒストグラムの前記横軸の所定範囲内にある各頻度に,当該頻度に対応する前記横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値の頻度を重みを付けて加算して,得た加工ヒストグラムにおいて,第2の閾値を上回る頻度が存在する場合に,その横軸の値を周期とする周期性欠陥を含むと判定する周期性欠陥判定工程とを有することを特徴とする周期性欠陥検査方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, a defect classification step of classifying defects detected in image data obtained by imaging an object to be inspected into periodic defect candidates and aperiodic defects; , And included in each of the plurality of rectangular periodicity determination areas that are arranged in the width direction of the object to be inspected so as to cover the entire image data, and whose long side direction coincides with the longitudinal direction of the object to be inspected. A defect candidate counting step for counting each of the periodic defect candidates, and when the number of the periodic defect candidates exceeds a first threshold, adjacent periodic defect candidates for the periodicity determination region A histogram creation step of creating a histogram having the horizontal defect interval in the longitudinal direction and the frequency in the vertical axis, and each frequency within the predetermined range of the horizontal axis of the histogram corresponding to the frequency Axis value There is a frequency that exceeds the second threshold in the processed histogram obtained by adding weighted values of K times (K = 2, 3,..., N (N is a predetermined natural number)). In this case, there is provided a periodic defect inspection method characterized by including a periodic defect determination step for determining that a periodic defect having a period on the horizontal axis is included.
また,上記周期性欠陥検査方法において,前記周期性判定領域は,前記画像データ全体を網羅するように長辺同士を密接させて配置された第1の層と,前記画像データ全体を網羅するように長辺同士を密接させて配置された第2の層にそれぞれ配置され,且つ前記第1の層の前記周期性判定領域の長辺が,前記第2の層の前記周期性判定領域の長手方向の中心線に一致するように配置してもよい。 Further, in the periodic defect inspection method, the periodicity determination region covers the first layer arranged in close contact with each other so as to cover the entire image data, and the entire image data. The long sides of the periodicity determination region of the first layer are arranged in the second layer, the long sides of which are arranged close to each other, and the long side of the periodicity determination region of the second layer is the length of the periodicity determination region of the second layer. You may arrange | position so that it may correspond to the centerline of a direction.
また,上記課題を解決するために,本発明によれば,複数のロール間を進行する被検査体の表面を撮像する撮像手段と,前記撮像手段により得られる前記被検査体の表面の画像データを記憶する記憶手段と,前記画像データに含まれる欠陥を検出して,検出された欠陥を周期性欠陥の候補と非周期性欠陥とに分類して,前記画像データ全体を網羅するように前記被検査体の幅方向に分割配置された,前記被検査体の長手方向に長辺方向が一致する複数の矩形状の各周期性判定領域に含まれる前記周期性欠陥の候補をそれぞれ計数して,前記周期性欠陥の候補の個数が第1の閾値を上回る場合に,当該周期性判定領域について,隣接する前記周期性欠陥の候補同士の前記長手方向の欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸とするヒストグラムを作成して,当該ヒストグラムの前記横軸の所定範囲内にある各頻度に,当該頻度に対応する前記横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値の頻度を重みを付けて加算して,得た加工ヒストグラムにおいて,第2の閾値を上回る頻度が存在する場合に,その横軸の値を周期とする周期性欠陥を含むと判定する周期性判定手段とを有することを特徴とする周期性欠陥検査装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to the present invention, an imaging unit that images the surface of an object to be inspected traveling between a plurality of rolls, and image data of the surface of the object to be inspected obtained by the imaging unit. And a storage means for storing a defect included in the image data, classifying the detected defect into a periodic defect candidate and an aperiodic defect, and covering the entire image data The periodic defect candidates included in each of the plurality of rectangular periodicity determination areas that are arranged in the width direction of the object to be inspected and whose long side direction coincides with the longitudinal direction of the object to be inspected are counted. When the number of periodic defect candidates exceeds the first threshold, the longitudinal defect interval between adjacent periodic defect candidates is plotted on the horizontal axis and the frequency is plotted on the vertical axis. Create a histogram with axes , Each frequency within the predetermined range of the horizontal axis of the histogram is multiplied by K times the horizontal axis corresponding to the frequency (K = 2, 3,..., N (N is a predetermined natural number)) A period for determining that a periodic defect having a value on the horizontal axis as a period is included when there is a frequency that exceeds the second threshold in the obtained processing histogram by adding the weights of the obtained values with weights. There is provided a periodic defect inspection apparatus characterized by having a sex determination means.
また,上記周期性欠陥検査装置において,前記周期性判定領域は,前記画像データ全体を網羅するように長辺同士を密接させて配置された第1の層と,前記画像データ全体を網羅するように長辺同士を密接させて配置された第2の層にそれぞれ配置され,且つ前記第1の層の前記周期性判定領域の長辺が,前記第2の層の前記周期性判定領域の長手方向の中心線に一致するように配置してもよい。 Further, in the periodic defect inspection apparatus, the periodicity determination region covers the first layer arranged in close contact with each other so as to cover the entire image data, and the entire image data. The long sides of the periodicity determination region of the first layer are arranged in the second layer, the long sides of which are arranged close to each other, and the long side of the periodicity determination region of the second layer is the length of the periodicity determination region of the second layer. You may arrange | position so that it may correspond to the centerline of a direction.
本発明によれば,被検査体が進行方向と垂直な幅方向に変位してしまう場合に周期性欠陥を低負荷の計算で検出することが可能になる。また,周期性欠陥及びその周期性をより正確に検出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to detect a periodic defect by low load calculation when the object to be inspected is displaced in the width direction perpendicular to the traveling direction. In addition, the periodic defect and its periodicity can be detected more accurately.
以下で,図面を参照しながら,本発明の好適な実施形態について詳細に説明をしていく。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は,典型的な鉄鋼圧延ラインに本発明の実施の形態に係る周期性欠陥検査を適用した周期性欠陥検査装置1の構成図である。鉄鋼圧延ラインは,ラインの始点である巻出しリール10,終点である巻取りリール14,それらのリール間で被検査体である鋼板11を進行させる搬送ロール12,及び圧延処理を行う圧延ロール13で構成される。圧延ロール13と巻取りリール14の間には照明15及び撮像手段であるCCDラインカメラ16が配置されており,この照明15から出た光が鋼板で反射してCCDラインカメラ16に入るようにされている。CCDラインカメラ16には,画像データ処理装置18に接続された画像メモリ17が接続されており,画像データ処理装置18はさらにディスプレイ19に接続されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a periodic
次に,本発明の実施の形態に係る周期性欠陥検査方法を,上記周期性欠陥検査装置を用いて具体的に説明する。巻出しリール10から送出された帯状の鋼板11は,搬送ロール12によって矢印方向に進められて圧延ロール13で圧延処理された後に巻取りリール14で巻取られる。鋼板表面の周期性欠陥検査は,圧延処理された鋼板11に照明15の光をあてて,その表面をCCDラインカメラ16で撮像して行われる。
Next, a periodic defect inspection method according to an embodiment of the present invention will be specifically described using the periodic defect inspection apparatus. The strip-
図2に示すように,固定位置にあるCCDラインカメラ16は,長手方向Yに進行する鋼板11を所定の時間間隔で連続撮像し,鋼板11の幅方向Xのライン画像20を取込んで,記憶手段である画像メモリ17に記憶する。周期性判定装置18は,連続して撮像されたこれらのライン画像20を鋼板11の長手方向Yに所定の結合数だけ結合して,図3に示すような方向Xの長さが鋼板11の幅に等しく,長手方向Yの長さがaの画像データ21を得る。ここで,同一の画像データ21内に,鋼板11の長手方向Yに周期的に連続する周期性欠陥が所定最低数n個(nは2以上の自然数)以上含まれ得るように,画像データ21の長手方向Yの長さaを,鉄鋼圧延ライン上に種々ある圧延ロール13の外周長のうちの最大の値(最大外周長)のn倍よりも大きくするように設定する必要がある。これは,周期性欠陥が圧延ロール13によって発生し,その周期は圧延ロールの外周長になることに起因する。例えば,図2に示すように,外周長Lの圧延ロール13が疵発生原因22を有する場合,この疵発生原因22が鋼板11と接触して周期性欠陥23を生じさせた後,圧延ロール13が一回転して,再度,鋼板11と接触して次の周期性欠陥24を生じさせる。これらの周期性欠陥23,24の欠陥間隔,即ち,周期は,圧延ロール13の外周長Lに等しい。従って,周期Lの周期性欠陥を画像データ21内に最低n個以上含むためには,画像データ21の長手方向Yの長さaを,外周長Lのn倍よりも大きく設定する必要がある。例えば,図1に示すように,外周長Lの圧延ロール13と外周長Mの圧延ロール13が鉄鋼圧延ライン上に配置されていて,L<Mの場合,nを10程度に設定し,画像データ21の長手方向aの長さを最大外周長Mの10倍程度の長さにすれば,外周長Lの圧延ロール13による疵発生と,外周長Mの圧延ロール13による疵発生との両方を漏れなく検出できるようになる。
As shown in FIG. 2, the
次に,図4を用いて周期性判定装置18に画像データ21が取込まれた後の周期性欠陥検査処理の手順を説明する。被検査体表面の画像データ21が取込まれた(SP0)後,取込まれたこの画像データ21は,二値化等によって欠陥及びその特徴が検出される(SP1)。例えば,鋼板11を撮像して取得した画像データ21に対して二値化等の欠陥検出処理を行うことで,図5に示す特徴検出された画像データ25を得る。特徴検出された画像データ25には,例えば,周期性欠陥α,面積の大きい非周期性欠陥β,面積の小さい非周期性欠陥γ及び面積の小さい集団性非周期性欠陥δが含まれる。周期性欠陥αは圧延ロール13が原因で発生した,圧延ロール13の外周長Lを周期とする欠陥であり,その面積は,欠陥γ又はδと同程度若しくはそれよりも小さい。なお,欠陥α,β,γ及びδが検出される際に,欠陥α,β,γ及びδの面積,長さ,形状及び画像データ21上における位置等の特徴の情報も一緒に取得される。
Next, the procedure of the periodic defect inspection process after the
そして,検出された欠陥は,その特徴によって周期性欠陥の候補と非周期性欠陥とに分類される(SP2)。例えば,面積の大きさが所定値を上回る欠陥を,非周期性欠陥として分類することができる。図5に示す特徴検出された画像データ25の場合には,面積の大きい欠陥βが非周期性欠陥として分類され,面積の小さいα,γ及びδは周期性欠陥の候補として分類される。この分類によって,非周期性欠陥βが除去され,図6に示す分類された画像データ26を得る。なお,分類の際には,欠陥の面積以外にも長さ,形状及び画像データ25上における位置等の種々の特徴を用いてよい。
The detected defects are classified into periodic defect candidates and aperiodic defects according to their characteristics (SP2). For example, a defect whose area size exceeds a predetermined value can be classified as an aperiodic defect. In the case of the feature-detected
また,上述のようにして得られる所定サイズの画像データ26に対して,次のように複数の矩形状の周期性判定領域27が定められる。図7に示すように,複数の周期性判定領域27が,分類された画像データ26全体を網羅するように,鋼板11の幅方向Xに分割配置される。各周期性判定領域27の長辺は,その方向が鋼板11の長手方向Yと一致しており,その長さは,分類された画像データ26の長さaと同じか,わずかに大きく設定されている。また,図7に示すように,鋼板11が圧延ロール13を通過する際に幅方向Xに変位しても周期性欠陥を含むことが可能なように,各周期性判定領域27の幅方向の長さlは,鋼板11の幅方向Xの変位量xよりも大きく設定されている。
In addition, a plurality of rectangular
また,この実施の形態では,分類された画像データ26全体を網羅するように長辺同士を密接させて周期性判定領域27が配置された第1の層28と,分類された画像データ26全体を網羅するように長辺同士を密接させて周期性判定領域27が配置された第2の層29とが,上下に重ね合わせて構成されている。例えば,分類された画像データ26全体を網羅する第1の層28と,分類された画像データ26全体を網羅する第2の層29とが図7に示されている。この第1の層28には,長辺同士を密接させるようにして周期性判定領域27が配置されており,同様にして,第2の層29にも,長辺同士を密接させるようにして周期性判定領域27が配置されている。また,ここで,第1の層28を構成する周期性判定領域ABCDの長辺AB及びCDは,各々,第2の層29を構成する周期性判定領域EFGH及びHGJIの長手方向の中心線に一致している。即ち,第1の層28の周期性判定領域26は,その長辺が,第2の層29の周期性判定領域27の長手方向の中心線に一致するように配置されている。
Further, in this embodiment, the
このように,周期性判定領域27は,中心線をずらした2層構成にされているので,いずれかの層の周期性判定領域27の中に,同一の疵発生要因から発生した周期性欠陥をすべて含むことができるようになる。例えば,図7の場合,第1の層28の周期性判定領域ABCDは,周期性欠陥30,31及び32のうち32のみしか含むことができないが,第2の層HGJIは,30,31及び32の全部を含むことができる。
As described above, since the
続いて,SP2で周期性欠陥の候補に分類された欠陥の中から,分類された画像データ26全体を網羅するように定めた複数の周期性判定領域27の各々に含まれる周期性欠陥の候補を計数する(SP3)。ここで,図7に示すように分類された画像データ26について定めた複数の周期性判定領域27のうち,図8に示す任意の3つの周期性判定領域27a,27b及び27cを用いて具体的に説明する。周期性判定領域27aには,圧延ロール13の疵発生原因22から生じた周期性欠陥α1〜α14及び非周期性欠陥γが含まれる。周期性判定領域27bには,非周期性欠陥δ1〜δ9が含まれる。周期性判定領域27cには,非周期性欠陥ε1〜ε3が含まれる。即ち,周期性判定領域27a,27b及び27cに含まれる周期性欠陥の候補を計数すると,周期性判定領域27aは15個,周期性判定領域27bは9個,周期性判定領域27cは3個になっている。
Subsequently, periodic defect candidates included in each of a plurality of
次に,周期性判定領域の各々に対して,SP3で計数された周期性欠陥の候補の個数を第1の閾値と比較し,この個数が第1の閾値を上回る場合に,その周期性判定領域について,隣接する周期性欠陥の候補同士の長手方向の欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸とするヒストグラムを作成する(SP4)。例えば,図8に示す周期性判定領域27a,27b,及び27cは,各々15個,9個及び3個の周期性欠陥の候補を含んでいる。図8において,判定用の第1の閾値を8とすると,周期性判定領域27a及び27bの各々に含まれる欠陥の個数はこの閾値を上回る。従って,これらの周期性判定領域27a及び27bに含まれる周期性欠陥の候補α1〜α14,γ及びδ1〜δ9は,周期性欠陥の可能性があると判定されて,後述のようにヒストグラムが作成される。それに対して,周期性判定領域27cに含まれる周期性欠陥の候補の数は,この閾値を下回る。従って,周期性判定領域27cは,非周期性欠陥のみを含むと判定され,ヒストグラムは作成されない。
Next, for each of the periodicity determination areas, the number of periodic defect candidates counted in SP3 is compared with a first threshold value, and if this number exceeds the first threshold value, the periodicity determination is performed. For a region, a histogram is created with the horizontal axis representing the defect interval in the longitudinal direction between adjacent periodic defect candidates and the vertical axis representing the frequency (SP4). For example, the
図8に示す周期性判定領域27aの内部に含まれる周期性欠陥の候補に基づいて実際に作成したヒストグラムを図9に示す。また,図8に示す周期性判定領域27bの内部に含まれる周期性欠陥の候補に基づいて実際に作成したヒストグラムを図11に示す。図9に示すヒストグラムは,図8に示す周期性判定領域27a内の欠陥α1〜α14及びγの位置関係(図10参照)から得られる。これらの欠陥の隣接する欠陥同士の長手方向Yの欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸にしてヒストグラムを作成する。このヒストグラムでは,周期性欠陥α1〜α14の周期Lを欠陥間隔とするデータの頻度が12となり,著しいピークを形成する。一方,図11に示すヒストグラムは,図8に示す周期性判定領域27b内の欠陥δ1〜δ9の位置関係(図12参照)から得られる。これらの欠陥の隣接する欠陥同士の長手方向Yの欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸にしてヒストグラムを作成する。これらの欠陥は非周期欠陥であるので,このヒストグラムは,各データの欠陥間隔は頻度がほぼ均等に分布する。
FIG. 9 shows a histogram actually created based on the periodic defect candidates included in the
上記図9,10で説明した場合は,漏れなく欠陥が生じたが,歯抜けの場合も考えられる。例えば,図13は,図10に示す周期性欠陥間隔のうち,α2,α3,α5及びα9が歯抜けしている場合を想定した図である。α2,α3が抜けているのでα1とα4との欠陥間隔が周期Lの3倍になっており,α5,α9が抜けているのでα4とα6の欠陥間隔及びα8とα10の欠陥間隔が周期Lの2倍になっている。図10に示す位置関係から得られる図9のヒストグラムと同様に,図13に示すヒストグラムは,周期性欠陥α1〜α14の周期Lを欠陥間隔とするデータがピークを形成する。しかしながら,歯抜けにより周期2L及び3Lにも分布が広がり,図9に示すヒストグラムの場合よりもピークが低くなっている。
In the case described with reference to FIGS. 9 and 10, the defect occurred without omission, but the case of missing teeth is also conceivable. For example, FIG. 13 is a diagram assuming a case where α 2 , α 3 , α 5, and α 9 are missing from the periodic defect interval shown in FIG. Since α 2 and α 3 are missing, the defect interval between α 1 and α 4 is three times the period L, and since α 5 and α 9 are missing, the defect interval between α 4 and α 6 and α defect spacing 8 and alpha 10 is twice the period L. Similar to the histogram of FIG. 9 obtained from the positional relationship shown in FIG. 10, in the histogram shown in FIG. 13, data having a defect interval of the period L of the periodic defects α 1 to α 14 forms a peak. However, the distribution also spreads in the
そこで,SP4で得られたヒストグラムに対して,横軸の所定範囲内にある各データの頻度に,それら各頻度の横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値のデータの頻度を重みを付けて加算することで,周期性欠陥の一部が歯抜けしている場合に対応するための補正加工を行い,加工ヒストグラムを得る。そしてこの加工ヒストグラムにおいて,第2の閾値を上回る頻度が存在する場合に,その横軸の値を周期とする周期性欠陥を含むと判定する(SP5)。ここで,所定範囲の最小値及び最大値は,実際に周期の値が取り得る最小値及び最大値を定める。 Therefore, with respect to the histogram obtained at SP4, the horizontal axis value of each frequency is multiplied by K times (K = 2, 3,..., N ( N is a predetermined natural number)). By adding the frequency of the value data with weighting, correction processing is performed to cope with a case where a part of the periodic defect is missing, and a processing histogram is obtained. . Then, in this processed histogram, when there is a frequency exceeding the second threshold, it is determined that a periodic defect whose period is the value on the horizontal axis is included (SP5). Here, the minimum value and the maximum value of the predetermined range determine the minimum value and the maximum value that can be actually taken by the period value.
図13を用いて具体的に説明する。周期性欠陥の発生原因になる複数の圧延ロール13の外周長の最小値及び最大値が,各々(1/2)L及び(3/2)Lだとすると,所定最小値は(1/2)L,所定最大値は(3/2)Lと定められる。ここでは,圧延ロール13の外周長を所定範囲の最小値及び最大値に定めたが,その他の値に基づいて所定最小値及び所定最大値を定めてもよい。
This will be specifically described with reference to FIG. Assuming that the minimum value and the maximum value of the outer peripheral length of the plurality of rolling rolls 13 that cause periodic defects are (1/2) L and (3/2) L, respectively, the predetermined minimum value is (1/2) L The predetermined maximum value is defined as (3/2) L. Here, the outer peripheral length of the rolling
図13に示すヒストグラムにおいて,横軸が(1/2)L〜(3/2)Lの範囲をK倍(K=2,3,・・・N(Nは所定の自然数))した範囲は,各々,L〜3L,(3/2)L〜(9/2)L,・・・,(N/2)L〜(3N/2)Lである。図13の場合,N=4としているので,L〜3L,(3/2)L〜(9/2)L,2L〜6Lの3つの範囲を考える。次に,これらの範囲のデータの頻度に0.8(K−1)の重みを付けてから,横軸が(1/2)L〜(3/2)Lの範囲内のデータの頻度に加算する。即ち,横軸がL〜3Lの範囲内のデータの頻度を0.8倍して,(1/2)L〜(3/2)Lの範囲内のデータの頻度に加算する。また,横軸が(3/2)L〜(9/2)Lの範囲内のデータの頻度を0.82倍して,(1/2)L〜(3/2)Lの範囲内のデータの頻度に加算する。同様に,横軸が2L〜6Lの範囲内のデータの頻度を0.83倍して,(1/2)L〜(3/2)Lの範囲内のデータの頻度に加算する。このようにして得られた加工ヒストグラムを図15に示す。 In the histogram shown in FIG. 13, the range in which the horizontal axis is (1/2) L to (3/2) L times K (K = 2, 3,... N (N is a predetermined natural number)) is , L to 3L, (3/2) L to (9/2) L, ..., (N / 2) L to (3N / 2) L, respectively. In the case of FIG. 13, since N = 4, three ranges of L to 3L, (3/2) L to (9/2) L, and 2L to 6L are considered. Next, after assigning a weight of 0.8 (K-1) to the frequency of data in these ranges, the horizontal axis represents the frequency of data in the range of (1/2) L to (3/2) L. to add. In other words, the frequency of data in the range of L to 3L on the horizontal axis is multiplied by 0.8 and added to the frequency of data in the range of (1/2) L to (3/2) L. The horizontal axis is (3/2) L~ (9/2) and 0.8 twice the frequency of the data in the range L, (1/2) L~ (3/2 ) in the range of L Is added to the data frequency. Similarly, the horizontal axis is 0.8 3 times the frequency of the data in the range of 2L~6L, it is added to the frequency of the data within the range of (1/2) L~ (3/2) L . The processing histogram thus obtained is shown in FIG.
図15に示す加工ヒストグラムから明らかなように,周期性欠陥の一部が歯抜けしている場合にも,上記の歯抜け補正によって対応可能になる。歯抜けにより生じた真の周期の自然数倍の周期性欠陥の頻度が,真の周期の頻度に重み付け加算されるので,周期性欠陥の周期性判定精度が向上する。この際の重み付けは,真の周期が最終的に最も大きな値になるように行う。ここでは,加算するデータを0.8(K−1)倍することで重み付けを行ったが,この重み付けは,加算するデータをa(K−1)倍して行ってもよい(aは0<a<1の実数)し,その他の方法を用いてもよい。なお,図16に示す加工ヒストグラムは,上記と同じ歯抜け補正を,図11に示すヒストグラムに対して行って得られたものである。 As apparent from the processing histogram shown in FIG. 15, even when a part of the periodic defect is missing, it is possible to cope with the missing tooth correction described above. Since the frequency of the periodic defect that is a natural number multiple of the true period caused by the missing tooth is weighted and added to the frequency of the true period, the periodicity determination accuracy of the periodic defect is improved. The weighting at this time is performed so that the true period finally becomes the largest value. Here, weighting is performed by multiplying the data to be added by 0.8 (K-1) , but this weighting may be performed by multiplying the data to be added by a (K-1) (a is 0). <A <1 real number) and other methods may be used. The processed histogram shown in FIG. 16 is obtained by performing the same missing tooth correction as described above on the histogram shown in FIG.
次に,得られた加工ヒストグラムのデータのうちで,第2の閾値を上回る頻度が存在する場合に,その周期性判定領域は,その頻度の横軸の値,即ち,欠陥間隔を周期とする周期性欠陥を含むと判定する。具体的に説明すると,図15に示す加工ヒストグラムでは,第2の閾値6を上回る頻度7.24が存在するので,周期性判定領域27aは,この頻度の横軸の値,即ち,欠陥間隔Lを周期とする周期性欠陥を含むと判定する。これに対して,図16に示す加工ヒストグラムでは,加工ヒストグラム内の最高頻度が1.44であり,第2の閾値4.8を上回る頻度は存在していないので,周期性判定領域27bは,周期性欠陥を含んでいないと判定される。なお,第2の閾値は,0.6×(SP4のヒストグラムの全頻度の総和)として計算した。
Next, in the obtained processed histogram data, when there is a frequency exceeding the second threshold, the periodicity determination region has the frequency on the horizontal axis, that is, the defect interval as a cycle. It is determined that a periodic defect is included. More specifically, in the processed histogram shown in FIG. 15, there is a frequency 7.24 exceeding the
SP1〜SP5で得られた情報がまとめられて,各欠陥に対する周期性欠陥又は非周期性欠陥のいずれかであるかという情報がディスプレイ19に表示される(SP6)。さらに,SP2で得られた各欠陥の情報も一緒に表示される。また,検出された欠陥が周期性欠陥である場合には,SP5で得られた周期も一緒に表示する。具体的に説明すると,欠陥α1〜α14が検出されて表示される場合,周期Lを有する周期性欠陥であるという情報が,その他の特徴の情報と共に表示される。一方,欠陥β,γ及びδ1〜δ9が検出されて表示される場合,周期性欠陥でないという情報及びその他の特徴の情報が表示される。 The information obtained in SP1 to SP5 is collected, and information indicating whether the defect is a periodic defect or a non-periodic defect is displayed on the display 19 (SP6). Furthermore, information on each defect obtained in SP2 is also displayed. In addition, when the detected defect is a periodic defect, the period obtained in SP5 is also displayed. More specifically, when the defects α 1 to α 14 are detected and displayed, information indicating that the defect is a periodic defect having a period L is displayed together with other characteristic information. On the other hand, when the defects β, γ, and δ 1 to δ 9 are detected and displayed, information indicating that the defect is not a periodic defect and other characteristic information are displayed.
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において,各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to the example which concerns. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば,上述した実施形態においては,被検査体として鋼板の場合について説明したが,被検査体は紙,フィルム,不織物等であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where a steel plate is used as the object to be inspected has been described. However, the object to be inspected may be paper, a film, a non-woven fabric, or the like.
また,上述した実施形態においては,被検査体がシート状の場合について説明したが,被検査体は棒状あるいはH型鋼のようなものでもよい。 In the above-described embodiment, the case where the object to be inspected is a sheet shape has been described.
また,上述した実施形態においては,検査の判定結果をディスプレイ19に出力する場合について説明したが,出力先は,印刷装置やディスク記録装置等のように何らかの媒体への出力装置であってもよいし,解析装置や送信装置等のようにさらに別処理を行うための装置であってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the inspection determination result is output to the
また,上述した実施形態においては,SP1〜SP6の処理手順で説明したが,実質的な処理内容が変わらない範囲で順序を変更しても,本発明を逸脱するものではない。 In the above-described embodiment, the processing procedure of SP1 to SP6 has been described. However, even if the order is changed within a range where the substantial processing content does not change, it does not depart from the present invention.
また,上述した実施形態においては,SP1〜SP6を通して周期性欠陥検査を行っているが,周期性欠陥検査は,工程の一部のみで行われてもよい。 In the above-described embodiment, the periodic defect inspection is performed through SP1 to SP6. However, the periodic defect inspection may be performed only in a part of the process.
鋼板の表面を撮像して得られた画像データから以下の諸条件でヒストグラムを作成した。
1)SP5における所定範囲の最小値:500mm
2)SP5における所定範囲の最大値:2500mm
3)周期性判定領域の幅方向の辺の長さ:20mm
4)ヒストグラム作成ピッチ:50mm
5)ヒストグラムの横軸最大値:20000mm
A histogram was created from the image data obtained by imaging the surface of the steel sheet under the following conditions.
1) Minimum value of the predetermined range in SP5: 500 mm
2) Maximum value of the predetermined range in SP5: 2500 mm
3) Length of side in width direction of periodicity determination region: 20 mm
4) Histogram creation pitch: 50 mm
5) Histogram horizontal axis maximum value: 20000 mm
得られたヒストグラムを図17に示す。この場合,周期性欠陥の歯抜けはほとんどなく,周期性判定領域内の欠陥個数は46個である。従って,欠陥間隔の頻度の総和は45になる。 The obtained histogram is shown in FIG. In this case, there is almost no loss of periodic defects, and the number of defects in the periodicity determination area is 46. Therefore, the sum of the frequency of defect intervals is 45.
図17のヒストグラムを,欠陥間隔の頻度の総和45で正規化したものが図18である。周期性欠陥の歯抜けがほとんどないので,著しいピークが形成されており,この時点で,周期性欠陥の周期が約1800mmであることが判明する。 FIG. 18 shows the histogram of FIG. 17 normalized by the sum 45 of the frequency of defect intervals. Since there is almost no missing tooth of the periodic defect, a remarkable peak is formed. At this time, it is found that the period of the periodic defect is about 1800 mm.
図18のヒストグラムにおいて500mm〜2500mmの範囲内にある各頻度に,それらの頻度の横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値の頻度を0.8(K−1)倍して加算したものが図19である。この歯抜け補正によって,周期の1/2及び1/3の位置にもピークが形成されるが,実際の周期を越えるものではない。 In the histogram of FIG. 18, each frequency within the range of 500 mm to 2500 mm is a value obtained by multiplying the value of the horizontal axis by K times (K = 2, 3,..., N (N is a predetermined natural number)). FIG. 19 shows the result of adding the frequency of .times.0.8 (K-1) times. This tooth loss correction forms peaks at 1/2 and 1/3 of the period, but does not exceed the actual period.
鋼板の表面を撮像して得られた画像データから以下の諸条件でヒストグラムを作成した。
1)SP5における所定範囲の最小値:500mm
2)SP5における所定範囲の最大値:2500mm
3)周期性判定領域の幅方向の辺の長さ:20mm
4)ヒストグラム作成ピッチ:50mm
5)ヒストグラムの横軸最大値:20000mm
A histogram was created from the image data obtained by imaging the surface of the steel sheet under the following conditions.
1) Minimum value of the predetermined range in SP5: 500 mm
2) Maximum value of the predetermined range in SP5: 2500 mm
3) Length of side in width direction of periodicity determination region: 20 mm
4) Histogram creation pitch: 50 mm
5) Histogram horizontal axis maximum value: 20000 mm
得られたヒストグラムを図20に示す。この場合,周期性欠陥の歯抜けが存在しており,周期性判定領域内の欠陥個数は36個である。従って,欠陥間隔の頻度の総和は35になる。 The obtained histogram is shown in FIG. In this case, there are missing teeth of periodic defects, and the number of defects in the periodicity determination region is 36. Accordingly, the sum of the frequency of defect intervals is 35.
図20のヒストグラムを,欠陥間隔の頻度の総和35で正規化したものが図21である。周期性欠陥の歯抜けによって,複数のピークが形成されており,真の周期が判明しなかった。
FIG. 21 shows the histogram of FIG. 20 normalized by the
図21のヒストグラムにおいて500mm〜2500mmの範囲内にある各頻度に,それらの頻度の横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値のデータの頻度を0.8(K−1)倍して加算したものが図22である。この歯抜け補正によって,真の周期である約1800mmに最大頻度のピークがあらわれた。最大頻度の値は,第2の閾値0.5を越えており,周期性欠陥と判定された。 In the histogram of FIG. 21, each frequency in the range of 500 mm to 2500 mm is a value obtained by multiplying the value of the horizontal axis by K times (K = 2, 3,..., N (N is a predetermined natural number)). FIG. 22 shows the result of adding the frequency of data multiplied by 0.8 (K−1) . By this tooth loss correction, a peak of the maximum frequency appeared at a true period of about 1800 mm. The value of the maximum frequency exceeded the second threshold value 0.5, and was determined to be a periodic defect.
図21のヒストグラムに歯抜け補正をする際に,0.8(K−1)倍ではなく1.0(K−1)倍の重み付けを行ったものが図23である。この場合には,真の周期を越えるピークが出現してしまう。従って,重み付けの際には0.8程度の値が適切であることが分かる。 FIG. 23 shows weighting of 1.0 (K-1) times instead of 0.8 (K-1) times when correcting missing teeth on the histogram of FIG. In this case, a peak exceeding the true period appears. Therefore, it can be seen that a value of about 0.8 is appropriate for weighting.
本発明によれば,鋼板等の被検査体の表面の周期性欠陥を検査することが可能である。 According to the present invention, it is possible to inspect periodic defects on the surface of an object to be inspected such as a steel plate.
1 周期性欠陥検査装置
10 巻出しリール
11 プレート状の鋼板
12 搬送ロール
13 圧延ロール
14 巻取りリール
15 照明
16 CCDラインカメラ
17 画像メモリ
18 画像データ処理装置
19 ディスプレイ
20 ライン画像
21,25,26 画像データ
22 疵発生原因
23,24 周期性欠陥
27,27a,27b,27c 周期性判定領域
28,29 周期性判定領域の層
L,M ロール外周長
X 鋼板の幅方向
Y 鋼板の進行方向
A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L 周期性判定領域の頂点
a 画像データの長手方向長さ
l 周期性判定領域の幅方向の長さ
α,α1〜α14 周期性欠陥
β 面積の大きい非周期性欠陥
γ,δ1〜δ9,ε1〜ε3 非周期性欠陥
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記画像データ全体を網羅するように前記被検査体の幅方向に分割配置された,前記被検査体の長手方向に長辺方向が一致する複数の矩形状の各周期性判定領域に含まれる前記周期性欠陥の候補をそれぞれ計数する欠陥候補計数工程と,
前記周期性欠陥の候補の個数が第1の閾値を上回る場合に,当該周期性判定領域について,隣接する前記周期性欠陥の候補同士の前記長手方向の欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸とするヒストグラムを作成するヒストグラム作成工程と,
前記ヒストグラムの前記横軸の所定範囲内にある各頻度に,当該頻度に対応する前記横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値の頻度を重みを付けて加算して得た加工ヒストグラムにおいて,第2の閾値を上回る頻度が存在する場合に,その横軸の値を周期とする周期性欠陥を含むと判定する周期性欠陥判定工程とを有することを特徴とする周期性欠陥検査方法。 A defect classification step for classifying defects detected in image data obtained by imaging the object to be inspected into periodic defect candidates and non-periodic defects;
The plurality of rectangular periodicity determination regions that are divided and arranged in the width direction of the object to be inspected so as to cover the entire image data and that have a long side direction that coincides with the longitudinal direction of the object to be inspected A defect candidate counting step for counting the number of candidates for periodic defects,
When the number of the periodic defect candidates exceeds a first threshold, the longitudinal defect interval between adjacent periodic defect candidates is plotted on the horizontal axis and the frequency is plotted on the vertical axis. A histogram creation process for creating a histogram
Each frequency within the predetermined range on the horizontal axis of the histogram is multiplied by K times (K = 2, 3,..., N (N is a predetermined natural number)) corresponding to the frequency. In the processing histogram obtained by adding the frequency of values with weights, when there is a frequency that exceeds the second threshold, the periodic defect that is determined to include a periodic defect with the value on the horizontal axis as the period A periodic defect inspection method comprising: a determination step.
前記撮像手段により得られる前記被検査体の表面の画像データを記憶する記憶手段と,
前記画像データに含まれる欠陥を検出して,検出された欠陥を周期性欠陥の候補と非周期性欠陥とに分類して,前記画像データ全体を網羅するように前記被検査体の幅方向に分割配置された,前記被検査体の長手方向に長辺方向が一致する複数の矩形状の各周期性判定領域に含まれる前記周期性欠陥の候補をそれぞれ計数し,前記周期性欠陥の候補の個数が第1の閾値を上回る場合に,当該周期性判定領域について,隣接する前記周期性欠陥の候補同士の前記長手方向の欠陥間隔を横軸,その頻度を縦軸とするヒストグラムを作成して,当該ヒストグラムの前記横軸の所定範囲内にある各頻度に,当該頻度に対応する前記横軸の値をK倍(K=2,3,・・・,N(Nは所定の自然数))した値の頻度を重みを付けて加算して得た加工ヒストグラムにおいて,第2の閾値を上回る頻度が存在する場合に,その横軸の値を周期とする周期性欠陥を含むと判定する周期性判定手段とを有することを特徴とする周期性欠陥検査装置。 An imaging means for imaging the surface of the object to be inspected traveling between a plurality of rolls;
Storage means for storing image data of the surface of the object to be inspected obtained by the imaging means;
Detecting defects included in the image data, classifying the detected defects into periodic defect candidates and aperiodic defects, and in the width direction of the inspection object so as to cover the entire image data The periodic defect candidates included in each of the plurality of rectangular periodicity determination areas that are arranged in a plurality of rectangular shapes whose long side directions coincide with the longitudinal direction of the inspected object are divided, and the periodic defect candidates are counted. When the number exceeds the first threshold, a histogram is created for the periodicity determination region, with the horizontal defect interval between adjacent periodic defect candidates and the vertical axis indicating the frequency. , Each frequency within the predetermined range of the horizontal axis of the histogram is multiplied by K times the horizontal axis corresponding to the frequency (K = 2, 3,..., N (N is a predetermined natural number)) Processing histogram obtained by weighting and adding frequency A periodic defect inspection device characterized by comprising periodicity determining means for determining that a periodic defect having a value on the horizontal axis is included when a frequency exceeding a second threshold is present in the ram. .
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