JP5257179B2 - 表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属帯の表面の欠陥を検出する表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法に関する。

様々な分野の製品に対して、様々な金属材料が使用されている。この金属材料のうち、比較的厚みが薄く帯状に形成された金属帯も広く出回っているが、製品の技術向上や科学技術の発展等に伴い、金属帯の品質管理の重要度が増している。

このような金属帯の表面には、様々な原因により、介在物や凹凸などの様々な種類の表面欠陥（以下単に「疵」ともいう。）が発生する可能性があり、品質管理を行う上で、このような疵を的確に検査することが非常に重要である。

金属帯に形成された疵を検出するために、例えば特許文献１に記載の疵検査装置などのように、光を使用する疵検査装置が使用されることが多い。

特許第３６６９２５６号公報

表面の疵が発生しうる金属帯の一例として、鉄鋼業で製造される冷延鋼板のような薄板が上げられる。薄板の疵の中でも、両面に現れるものは重大欠陥であるため、片面だけに現れるものとは区別して判定することが望まれる。特に、ブリキ材などの薄い材料において、搬送用ロールに付着した異物により、板が塑性変形して起こる押し疵は、両面に現れる。これに対して、ロールに捲き付けた部分に検査装置を設けた場合、捲き付けロールに付着した微小な異物に押されてあたかも押し疵であるかのような画像が得られることがある。しかしながら、このような微小な異物では弾性変形の範囲に留まり、疵として残らない場合が多く、誤検出の要因となっている。

そこで、上記特許文献１の検査装置では、両面の検査結果から、幅方向位置と長手方向位置の偏差が設定値以下の疵同士を同一疵と判定する。そして、同一疵に対しては、抽出された特徴量が大きい方（輝度変化が大きい方など）を使用して、その疵種を判定する。

一方、例えば、ヘゲ疵などのような鋼中の異物による疵は、片面では線状疵であるが、反対面にその一部が点状に現れることがある。この場合には、加工によって穴となる可能性が高く、有害であるため区別して検出したい。

しかしながら、上記特許文献１の検査装置のように、表裏同一疵の認識を、疵の種類によらず一定サイズの矩形に入るかどうかで認識させた場合、ヘゲのような比較的大きな疵に対しては、矩形が小さすぎて反対面の点状部が同一とみなされない可能性がある。また、比較的小さな疵に対しては、矩形が大きすぎて同一でない近傍の疵を同一とみなす可能性もなる。

また、上記特許文献１の検査装置では、同一疵について特徴量を統合したり、両面の判定結果からルールに基づいて再判定を行う。しかしながら、このような方法では、特徴量の一部が失われたり、連続値である特徴量ではなく両面の判定結果という離散的な情報から判定を行うので、判定の精度が低下する。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、金属帯の表面に発生する疵を、金属帯の両面からの情報に基づいて、高い検査精度で検査することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、搬送される金属帯の表面に形成された疵を検査する表面欠陥検査装置であって、
上記金属帯の両側表面のいずれか一面である第１面側に配置され、該第１面を撮像する第１撮像部と、
上記第１撮像部が撮像した第１画像に基づいて、上記第１面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第１抽出部と、
上記金属帯の両側表面の他面である第２面側に配置され、該第２面を撮像する第２撮像部と、
上記第２撮像部が撮像した第２画像に基づいて、上記第２面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第２抽出部と、
上記第１面側及び上記第２面側の疵候補の位置情報に基づいて、上記第１面側及び上記第２面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として互いに対応付ける最近接特定部と、
上記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定部と、
を有し、
上記一側判定部は、上記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの上記特徴情報として、少なくとも該疵候補同士の長手方向位置のずれ量と幅方向位置のずれ量とに基づいて、上記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、表面欠陥検査装置が提供される。

また、上記疵候補の特徴情報には、上記第１画像又は上記第２画像から抽出可能な上記疵候補の特徴量を表す特徴量情報が含まれ、
上記一側判定部は、上記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの上記特徴情報として、少なくとも該疵候補それぞれの特徴量情報に基づいて、上記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。

また、上記金属帯は、長手方向に搬送され、
上記最近接特定部は、上記一側の疵候補と複数の上記他側の疵候補との間の距離を、上記長手方向の単位距離が幅方向の単位距離よりも長くなる空間上で算出し、当該距離が最も短い他側の疵候補を特定して、該疵候補同士を上記最近接疵候補として互いに対応付けてもよい。

また、上記他側の疵候補の特徴情報に基づいて、該他側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する他側判定部を更に有してもよい。

また、上記一側判定部は、上記他側判定部による上記他側の疵候補に対する判定結果を更に使用して、該他側の疵候補に上記最近接疵候補として対応付けられた一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。

また、上記他側判定部は、上記他側の疵候補の特徴情報に加えて、更に、該他側の疵候補に上記最近接疵候補として対応付けられた一側の疵候補の特徴情報に基づいて、上記他側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定してもよい。

また、上記第２撮像部は、上記第１撮像部の撮像位置よりも搬送方向下流側において上記第２面を撮像し、
上記表面欠陥検査装置は、少なくとも、上記金属帯が上記第１撮像部の撮像範囲から上記第２撮像部の撮像範囲へ搬送される際に要する時間間隔である遅延期間の間、上記第１抽出部が抽出した上記第１面側の疵候補の特徴情報を記録可能な遅延メモリを更に有してもよい。

また、上記表面欠陥検査装置は、少なくとも、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度、上記金属帯が搬送される際に要する時間間隔である受信バッファ期間の間、上記一側の疵候補の特徴情報を、上記最近接特定部が上記他側の疵候補と対応付ける上記最近接疵候補の検索対象として記録可能な受信バッファメモリを更に有してもよい。

また、上記最近接特定部は、上記第２面側の疵候補に対して、最も近接した上記第１面側の疵候補を特定して、該疵候補同士を上記最近接疵候補として互いに対応付け、
上記遅延メモリは、上記受信バッファメモリを兼ねて、上記遅延期間の間だけでなく、少なくとも、上記受信バッファ期間の間、上記第１面側の疵候補の特徴情報を、上記最近接特定部が上記第２面側の疵候補と対応付ける上記最近接疵候補の検索対象として記録可能であってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、搬送される金属帯の表面に形成された疵を検査する表面欠陥検査方法であって、
上記金属帯の両側表面のいずれか一面である第１面側に配置された第１撮像部が、該第１面を撮像する第１撮像ステップと、
上記第１撮像ステップで撮像した第１画像に基づいて、上記第１面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第１抽出ステップと、
上記金属帯の両側表面の他面である第２面側に配置された第２撮像部が、該第２面を撮像する第２撮像ステップと、
上記第２撮像ステップで撮像した第２画像に基づいて、上記第２面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第２抽出ステップと、
上記第１面側及び上記第２面側の疵候補の位置情報に基づいて、上記第１面側及び上記第２面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として対応付ける最近接特定ステップと、
上記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定ステップと、
を有し、
上記一側判定ステップでは、上記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの上記特徴情報として、少なくとも該疵候補同士の長手方向位置のずれ量と幅方向位置のずれ量とに基づいて、上記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、表面欠陥検査方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、金属帯の両側面のいずれか一面である第１面側の疵候補と、他面である第２面側の疵候補とを、両者が最も近接しているもの同士で最近接疵候補として互いに対応付けることができる。そして、その対応付けられた両者の特徴情報に基づいて、疵候補の種類や程度等を判定することができる。従って、金属帯の表面に発生する疵を、金属帯の両面からの情報に基づいて、高い検査精度で検査することができる。

本発明の第１実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置の配置例について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置の検査例について説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。 本発明の第３実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。 従来技術に係る表面欠陥検査装置について説明するための説明図である。 従来技術に係る表面欠陥検査装置について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。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構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明の各実施形態に係る表面欠陥検査装置は、例えば、鉄鋼業で製造される冷延鋼板のような薄板や、その他非鉄金属材料の薄板などの金属帯の表面に形成された疵を検出することができる。この際、この表面欠陥検査装置は、高い検出精度により疵を検出することが可能である。そこで、本発明の各実施形態に係る表面欠陥検査装置の効果等の理解が容易になるように、まず、これまでに使用されていたような従来技術に係る表面欠陥検査装置について説明し、その後、第１実施形態に係る表面欠陥検査装置について説明する。なお、この第１実施形態では、やはり効果等の理解が容易になるように検出が難しかった疵を例に挙げて、この表面欠陥検査装置による検出例についても説明する。その後、第１実施形態に係る表面欠陥検査装置に対する変更例として、第２実施形態及び第３実施形態について説明する。ただし、この際、第２実施形態及び第３実施形態では、第１実施形態で説明した内容については詳しい説明を省略し、第１実施形態に対する相違点を中心に説明する。つまり、以下では、次の順序で説明する。

＜１．従来技術に係る表面欠陥検査装置＞
＜２．第１実施形態＞
（２−１．表面欠陥検査装置の構成）
（２−２．表面欠陥検査装置の動作）
（２−３．表面欠陥検査装置の配置例）
（２−４．表面欠陥検査装置の検査例）
（２−５．第１実施形態による効果の例）
＜３．第２実施形態＞
（３−１．表面欠陥検査装置の構成）
（３−２．表面欠陥検査装置の動作）
（３−３．第２実施形態による効果の例）
＜４．第３実施形態＞
（４−１．表面欠陥検査装置の構成）
（４−２．表面欠陥検査装置の動作）
（４−３．第３実施形態による効果の例）

＜１．従来技術に係る表面欠陥検査装置＞
図１２及び図１３は、従来技術に係る表面欠陥検査装置について説明するための説明図である。

従来技術に係る表面欠陥検査装置では、金属帯の両面を撮像装置で撮像し、その撮像画像を解析して輝度値の変化などから、疵候補が抽出される。そして、この両面の疵候補同士が同一疵であるか否かが、幅方向座標ｘの両者の偏差及び長手方向座標ｙの両者の偏差が所定の閾値以内であるか否かにより判断される。この際、同一疵判定の様子を概念的に、図１２及び図１３に示す。図１２は、点状の汚れ欠陥に対する判定過程を示し、図１３は、ヘゲ疵に対する判定過程を示している。

図１２（Ａ）に示すように、上面から抽出された疵候補Ｄｕを中心（位置Ｏ）として、幅方向座標ｘの偏差範囲２Ｗｓと、長手方向座標ｙの偏差範囲２Ｌｓとが決定される。すると、下面から抽出され、この偏差範囲に含まれた同一範囲Ａｒ内の疵候補Ｄｄが、疵候補Ｄｕと同一疵であると判定される。しかしながら、図１２に示すように、同一範囲Ａｒが、疵候補の大きさよりも大きすぎる場合、上面の疵候補Ｄｕと下面の疵候補Ｄｄとが離れていて異なる疵であるにもかかわらず、同一疵と認識されることがある。つまり、同一疵と見なす幅方向座標ｘと長手方向座標ｙとの同一範囲Ａｒに応じて、検出可能な疵の大きさが限られてしまう。しかしながら、疵の大きさは、予想が難しいのが実情で、予めこのような同一範囲Ａｒを設定することは、かえって、同一疵でないものを同一疵と判定する可能性があり、疵検出を難しくしてしまう場合がある。

一方、逆に同一範囲Ａｒが狭すぎる場合にも同様なことが言える。
つまり、図１３に示すように、例えばヘゲ疵のような一面と他面での大きさが異なる疵の場合、上面から抽出された疵候補Ｄｕの中心（位置Ｏ）から、幅方向座標ｘの偏差範囲２Ｗｓと、長手方向座標ｙの偏差範囲２Ｌｓとが決定されると、下面から抽出される同一疵の疵候補Ｄｄが、この同一範囲Ａｒ内に入らない可能性がある。この場合、両疵候補Ｄｕ，Ｄｄは、同一と判定されず、異なる疵であると判定されてしまう。したがって、上記とは逆に、同一疵であるものを同一疵でないと判定する可能性があり、疵検出を難しくしてしまう場合がある。

また、この従来技術に係る表面欠陥検査装置では、同一疵と判定した上下両面の疵候補Ｄｕ，Ｄｄについて、疵候補の種類や程度を自動的に特定する。しかしながら、仮に上記のような不具合が発生せずに正しい同一疵が特定されたとしても、この従来技術に係る表面欠陥検査装置では、疵種等の判定について、例えば、疵候補Ｄｕ，Ｄｄのうちで、正常な部位に対する輝度値などの特徴量の変化量が大きい方の疵候補の特徴量のみに基づいて行われたり（特徴量の統合）、各面毎についての疵種等の判定結果を使用して行われる。

図１３に示すヘゲ疵のような表と裏で長さが大きく異なる疵の特徴量として長さの大きいほうを取るなどというルールで特徴量を統合した場合、ヘゲ疵があることは判定できるが、裏に貫通しているかという情報は失われてしまい、疵の有害度を正しく判定するという点で精度が低下する。また、サポートベクターマシンなどの統計的パターン認識の手法を用いて判定ルールを生成する場合には、離散値よりも連続値を使用した方が、判定精度の良いルールが使用できるが、両面の判定結果から判定ルールに基づいて再判定を行う場合には、入力データとして疵種のような離散値を用いることになり、連続値である特徴量をそのまま用いる場合に比べて、判定精度を低下してしまう。

本発明の発明者らは、金属帯の疵検査等について鋭意研究を行った結果、検出精度を向上させることが可能な本発明を完成させた。この本発明の各実施形態に係る表面欠陥検査装置では、適切に両面の疵候補を対応付けることが可能であり、かつ、リアルタイムに精度良く疵種や程度を判定することが可能である。この表面欠陥検査装置の各実施形態について、以下詳しく説明することにする。

＜２．第１実施形態＞
（２−１．表面欠陥検査装置の構成）
まず、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成等について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置１０は、大きく分けて、上流検査装置１００と、下流検査装置２００と、判定結果記憶装置３００と、表示装置４００とを有する。

上流検査装置１００は、第１検出装置の一例であり、下流検査装置２００は、第２検出装置の一例である。そして、上流検査装置１００は、長手方向を搬送方向として搬送される金属帯Ｆから疵を、下流検査装置２００よりも上流にて検出する。なお、この上流検査装置１００と下流検査装置２００とは、互いに異なる面を検出するように配置される。つまり、上流検査装置１００は、図１に示す例では、上流側にて金属帯Ｆの上面から疵を検出し、下流検査装置２００は、図１に示す例では、下流側にて金属帯Ｆの下面から疵を検出する。

なお、上流検査装置１００が金属帯Ｆの下面を検出し、下流検査装置２００が金属帯Ｆの上面を検出することも可能である。更に言えば、上流検査装置１００と下流検査装置２００とは、搬送方向でずらして配置される必要は必ずしもなく、金属帯Ｆの同一位置を挟んで互いに対向して配置されてもよい。しかしながら、本実施形態では、説明の便宜上、上流検査装置１００が、下流検査装置２００よりも搬送方向で上流において疵を検出する場合について説明する。

上流検査装置１００は、撮像部１０１と、画像処理部１０２と、特徴抽出部１０３と、遅延メモリ１１０と、受信バッファメモリ１２０と、最近接特定部１３１と、判定部１３２とを有する。一方、下流検査装置２００は、撮像部２０１と、画像処理部２０２と、特徴抽出部２０３と、判定部２３２とを有する。

上流検査装置１００が有する撮像部１０１は、第１撮像部の一例であり、下流検査装置２００が有する撮像部２０１は、第２撮像部の一例である。この撮像部１０１，２０１としては、例えば、ラインセンサカメラやエリアセンサカメラなどを使用することができるが、金属帯Ｆの上面又は下面を撮像可能であれば特に限定されるものではない。

撮像部１０１は、金属帯Ｆの上面（金属帯の両側表面のいずれか一面である第１面の一例）側に配置され、その上面を撮像する一方、撮像部２０１は、金属帯Ｆの下面（金属帯の両側表面の他面である第２面の一例）側に配置され、その下面を撮像する。この際、撮像部１０１及び撮像部２０１は、搬送ロール（図示せず）に取り付けられたパルスジェネレータ等の距離測定装置により金属帯Ｆが一定距離搬送される毎に撮像を行うように制御される。更に、この撮像部１０１及び撮像部２０１は、金属帯Ｆの同一位置の表裏を撮像するように制御される。

本実施形態に係る撮像部２０１は、上面側の撮像部１０１の撮像位置よりも搬送方向下流側において下面を撮像するように、間隔ΔＬだけ下流側に配置される。従って、本実施形態では、撮像部１０１が金属帯Ｆのある長手方向位置の上面を撮像した後、撮像部２０１は、金属帯Ｆが間隔ΔＬだけ搬送された後に金属帯Ｆの当該長手方向位置の下面を撮像することになる。

画像処理部１０２は、撮像部１０１により撮像された上面側の撮像画像（以下「第１画像」という。）に対して、疵候補の抽出が容易になるような所定の画像処理を行う。一方、画像処理部２０２は、撮像部２０１により撮像された下面側の撮像画像（以下「第２画像」という。）に対して、疵候補の抽出が容易になるような所定の画像処理を行う。なお、この画像処理部１０２，２０２が行う画像処理の例としては、例えば、輝度ムラを補正するシェーディング補正、特定方向の輝度変化を検出する空間フィルタリング処理などが挙げられる。

そして、画像処理部１０２，２０２は、画像処理後、更に、他の画像処理として疵候補を検出する検出処理を行う。検出処理としては、例えば、画像輝度の二値化が挙げられる。二値化処理では、画像処理部１０２，２０２は、疵が形成されていない領域の輝度値（例えば平均値などであってもよい。）に対する高低両者の閾値を予め設けておき、この閾値に基づいて、それぞれ対応した第１画像又は第２画像を二値化する。より具体的には、高低両閾値の間の輝度値については「正常」として「０」とし、高閾値を超えたり、低閾値未満の輝度値については「異常」として「１」とする。その結果、画像処理部１０２，２０２は、疵候補を抽出することができる。なお、ここで「疵候補」とは、金属帯Ｆに形成された疵であることが予想される輝度値を取る領域を意味し、必ずしも疵だけでなく、汚れなど撮像され得るものが含まれることになる。

特徴抽出部１０３は、第１抽出部の一例であり、画像処理部１０２で処理された第１画像を取得する。一方、特徴抽出部２０３は、第２抽出部の一例であり、画像処理部２０２で処理された第２画像を取得する。この際、特徴抽出部１０３，２０３は、それぞれ疵候補を検出する検出処理（例えば二値化など）が行われる前後の第１画像及び第２画像を取得することが望ましい。

そして、特徴抽出部１０３，２０３は、画像処理部１０２，２０２により疵候補であるとされた領域の各画像における情報（ここでは「特徴情報」とも言う。）を抽出する。特徴情報としては、例えば、金属帯Ｆの各面における疵候補の位置（疵候補の外接長方形の中心又は二値画像の重心など。）を表す位置情報（幅方向座標ｘ及び長手方向座標ｙ）と、各画像から抽出可能な疵候補の特徴量を表す特徴量情報とが含まれる。また、特徴量情報としては、例えば、疵候補の幅方向座標ｘにおける幅・疵候補の長手方向座標ｙにおける長さ・疵候補の面内における形状・疵候補位置の最高輝度・最低輝度・疵候補の輝度の分布のヒストグラムなどが挙げられる。

本実施形態に係る表面欠陥検査装置１０は、このように抽出した上下両面の疵候補の特徴情報を使用して、同一疵を精度良く判定し、かつ、その同一疵の両面の特徴情報に基づいて、疵の種類や程度を判定することができる。そのために、上面に対する疵候補の特徴情報と下面に対する疵候補の特徴情報とで、特徴情報抽出後の処理が異なる。従って、以下では、まず、下面の特徴情報について説明する。

（下面の特徴情報）
下流検査装置２００の特徴抽出部２０３により抽出された特徴情報は、上流検査装置１００に送られ、その上流検査装置１００の受信バッファメモリ１２０内に記録される。この受信バッファメモリ１２０は、両面の疵候補から同一の疵候補を特定するために必要な下面側特徴情報を最近接特定部１３１が使用する時点まで保持しておくバッファとして機能する。一方、下流検査装置２００内では、特徴抽出部２０３により抽出された特徴情報は、判定部２３２に送られる。

判定部２３２は、他側判定部の一例であり、下面側（他側の一例）の特徴情報に基づいて、その下面側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。つまり、判定部２３２は、下面側の特徴情報のみに基づいて、その下面側の疵候補を判定することになる。なお、「疵候補の種類」とは、疵の発生原因や形状等に応じて分類される種類、疵種のことを意味し、例えば、押し疵・穴・凹凸疵・スリ疵・ヘゲ疵・点状疵・線状疵などのような疵種や、付着物であるドロスや異物なども含まれる。また、「疵の程度」とは、その疵が品質に与える影響などの有害度合を数値やグレードで表したものを意味する。

この判定部２３２による判定は、様々な分類アルゴリズムによる方法により実現することが可能である。例えば、判定処理としては、ｉｆ ｔｈｅｎルール・ニューラルネット・決定木・サポートベクターマシンなどが挙げられるが、これら以外の分類アルゴリズムを使用することももちろん可能である。これらの分類アルゴリズムでは、特徴情報を入力値として、所定のアルゴリズムで疵候補種類及び程度を出力することができる。この分類アルゴリズムを確立するために、判定部２３２は、種類及び程度の少なくとも一方が既知の疵候補に対する特徴情報と、その特徴情報に対する正しい判定結果とを含む教師情報が、複数入力されてその分類アルゴリズムを確立する。

なお、分類アルゴリズムの確立方法や、各アルゴリズムの特性等は、アルゴリズム毎で異なるため、ここでの詳しい説明は省略する。ただし、いずれの分類アルゴリズムを使用するにしろ、判定部２３２では、下面側の特徴情報を入力として、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方（以下単に「判定結果」ともいう。）を出力可能な分類アルゴリズムを使用することになる。

この判定部２３２による判定結果は、受信バッファメモリ１２０に、該当する疵候補の特徴情報と関連付けられて記録される。受信バッファメモリ１２０は、最近接特定部１３１による最近傍疵検索の対象（＝下流検査装置２００の検出結果）となるデータを格納しておくメモリである。この受信バッファメモリ１２０に下流側疵候補の特徴情報が格納される受信バッファ期間等については、最近接特定部１３１による最近傍疵検索についての説明において、詳しく説明する。また、同様に、疵候補の特徴情報と関連付けられて、判定結果記憶装置３００にも記録されることになる。

（上面の特徴情報）
次に、上流検査装置１００側における上面の特徴情報について説明する。
上流検査装置１００の特徴抽出部１０３により抽出された特徴情報は、その上流検査装置１００の遅延メモリ１１０内に記録される。

遅延メモリ１１０は、上流側の疵候補の特徴情報が記録され、下流検査装置２００の検査結果が受信バッファメモリ１２０に格納されるまで待ち合わせるためのメモリである。遅延メモリ１１０は上面と下面を対応付けるために、最低限、図２に示すΔＬ分の遅延期間を必要とするが、本実施形態ではそれ以上の遅延期間を持つことが望ましい。この遅延メモリ１１０が特徴情報を遅延させる望ましい遅延期間については、最近接特定部１３１による最近接疵の特定過程の説明において、詳しく説明する。

最近接特定部１３１は、遅延メモリ１１０に格納された上流側の疵候補の特徴情報と、受信バッファメモリ１２０に格納された下流側の疵候補の特徴情報とを取得する。そして、最近接特定部１３１は、両特徴情報に基づいて、最近傍探索を行い、一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定する。その結果、最近接特定部１３１は、一側の疵候補とそれに最も近接した疵候補とを、最近接疵候補として互いに対応付ける。このように最も近接した表裏の疵候補同士は、同一疵である可能性が高い。そこで、最近接特定部１３１は、最も近接した疵候補同士を最近接疵候補として互いに対応付ける。

なお、本実施形態において、最近接特定部１３１は、上流側の疵候補つまり上面側の疵候補を基準として、その疵候補に対して最も近接した下流側の疵候補つまり下面側の疵候補を特定する。

また、上述の通り、金属帯Ｆは、長手方向に搬送され、表裏に形成される疵は、その金属帯Ｆの幅方向よりも長手方向に長く形成されることがある。そして、このような場合、表裏の疵候補の位置は、同一の疵であっても、長手方向座標ｙが大きく異なる場合がある。

そのような疵の疵候補についても、対応付けが正確に行われるように、本実施形態に係る最近接特定部１３１は、上流側の疵候補（一側の疵候補の一例）と、下流側の疵候補（他側の疵候補の一例）との間の距離（金属帯Ｆの面内における偏差）ｄを、幅方向と長手方向とが非等価な状態で算出する。そして、最近接特定部１３１は、このような距離ｄが最も短い下流側の疵候補を特定して、その疵候補同士を対応付ける。この距離ｄについて換言すれば、長手方向の単位距離が幅方向（短手方向ともいう。）の単位距離よりも、実空間上では長くなるような空間上における、２点間（表裏の疵候補間）の距離と言うこともできる。

より具体的に、この最近傍疵探索過程について説明する。
幅方向座標ｘ及び長手方向座標ｙを用いて、上流側の疵候補の位置情報を（ｘｕ，ｙｕ）とし、下流側の疵候補の位置情報を（ｘｄ，ｙｄ）とする。この場合、２点間距離ｄは、例えば、下記式１のように算出することができる。

式１

なお、この式１の代りに下記式２を使用して、距離ｄの計算を簡略化することも可能である。

式２

ここで、αは、適宜設定可能な、長手方向の縮小度合を決定する変数であり、１以下の値が設定される。例えば、ヘゲ疵などのように、一側面の疵の位置と他側面の疵の位置とが長手方向座標ｙで大きく異なる疵があり、その他の疵候補の密度も高い場合、α＝１では、長手方向にバイアスがかかっていないため、最近接の疵候補を特定しても、幅方向で隣り合った疵候補同士が対応付けられてしまうことがある。この場合、αを１以下で小さく設定すれば長手方向座標ｙの偏差が許容されるようになるため、正しい同一疵を対応付けることが可能となる。具体的なαの値としては、例えば金属帯Ｆが薄鋼板であり、鋳造時の板厚２５０ｍｍに対して製品板厚が１ｍｍの薄鋼板である場合、α＝１／２５０前後に設定することが望ましいが、αの値は、この例に限定されるものでなく、金属帯Ｆの特性や疵の発生度合等に応じて適宜設定可能である。また、距離の計算として、式１、式２以外の距離ｄを使用することも可能である。例えば、長手方向座標ｙにバイアス（α＜１）をかけるのではなく、幅方向座標ｘに逆のバイアス（α＞１）をかけることも可能である。

そして、最近接特定部１３１は、遅延メモリに格納された上流側疵候補それぞれに対して、受信バッファメモリ１２０に格納された下流側疵候補との間の距離ｄを、上述のように算出し、その結果に基づいて、上流側疵候補に最も近接した下流側疵候補を特定することになる。

なお、ここで、図２及び図３を参照しつつ、長手方向にバイアスがかかった距離ｄを含めて、最近接特定部１３１による最近傍探索過程を概念的に説明する。図２及び図３は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。

上流検査装置１００の特徴抽出部１０３から抽出された疵候補の特徴情報（位置情報）は、遅延メモリ１１０に格納される。この格納された上流側の疵候補Ｄｕの概念を図２に示している。一方、下流検査装置２００の撮像部２０１は、撮像部１０１に対して搬送方向で間隔ΔＬだけオフセットして配置されている。従って、疵候補Ｄｕが格納される時点を「上流検出時点Ｔｕ」とすると、それに対応する下流側の疵候補Ｄｄが格納される時点「下流検出時点Ｔｄ」は、間隔ΔＬの分だけ遅延する。そこで、遅延メモリ１１０は、上流側の疵候補Ｄｕを、少なくとも間隔ΔＬに応じた遅延期間保持する。この遅延期間について換言すれば、遅延期間は、金属帯Ｆが撮像部１０１の撮像範囲から撮像部２０１の撮像範囲に搬送される際に要する時間間隔であるとも言え、上流側の疵候補Ｄｕの特徴情報は、遅延メモリ１１０に少なくとも上記遅延期間（他のデータが遅延する時間を含んでもよい。）だけ格納されることになる。一方、最近傍探索を行うためには、その基準となる１つの上流側の疵候補Ｄｕに対して、その疵候補Ｄｕと対応する位置Ｏを含む搬送方向前後の所定の探索範囲Ｌ内の下流側の疵候補Ｄｄが、受信バッファメモリ１２０に格納される。従って、時間軸で言うと、受信バッファメモリ１２０には、探索の基準となる位置Ｏを含む探索範囲Ｌに対応する受信バッファ期間の間、下流側の疵候補Ｄｄが格納される。なお、この受信バッファ期間、つまり探索範囲Ｌだけ金属帯Ｆが搬送される時間間隔は、少なくとも、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度金属帯Ｆが搬送される時間間隔に設定されることが望ましい。つまり、探索範囲Ｌは、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度に設定されることになる。

これに対応して、遅延メモリ１１０には、上記遅延期間だけでなく、下流検出時点Ｔｄから探索が行われるまでの期間（例えば受信バッファ期間の半分）、上流側の疵候補Ｄｕが格納される。なお、以上のことから、受信バッファメモリ１２０が疵候補Ｄｄを格納する論理的な長さ（探索範囲Ｌ）は、想定される最大の疵の長さ程度に設定され、遅延メモリ１１０が疵候補Ｄｕを格納する論理的な長さは、撮像部１０１，１０２間の距離ｄと受信バッファメモリ長の２分の１との和程度に設定されることが望ましい。

そして、最近接特定部１３１は、図３のように最近傍探索を行う。
つまり、最近接特定部１３１は、図３（Ａ）に示す上流側（上面側）の疵候補Ｄｕの位置Ｏを基準として、その位置Ｏと図３（Ｂ）に示す下流側（下面側）の疵候補Ｄｄ１，Ｄｄ２…との距離ｄを算出する。この際、距離ｄは、上述の通り、長手方向にバイアスがかけられているため、図３に破線で示すように等距離線は、略楕円などのように長手方向に引き伸ばされる。従って、図３に示す例の場合、最近接特定部１３１は、上流側疵候補Ｄｕに対して、幅方向で隣接した下流側疵候補Ｄｄ２ではなく、長手方向で隣接した上流側疵候補Ｄｄ１を、最も近接した疵候補であると特定して両者を対応付けることが可能である。

このように表裏の疵候補同士を対応付けた最近接特定部１３１は、更に、今度はバイアスをかけずに両疵候補間の幅方向座標ｘの偏差と、長手方向座標ｙの偏差とを算出する。そして、最近接特定部１３１は、対応付けた表裏両疵候補の特徴情報と、幅方向座標ｘ及び長手方向座標ｙの偏差とを、判定部１３２に出力する。ただし、最近接特定部１３１は、上流側疵候補Ｄｕに対応する下流側疵候補Ｄｄが存在しない場合、上流側疵候補Ｄｕの特徴情報と、対応する下流側疵候補Ｄｄが存在しない旨を表す情報とを、判定部１３２に出力することになる。

判定部１３２は、一側判定部の一例であり、上流側の疵候補の特徴情報だけでなく、その疵候補に対応付けられた下流側の疵候補の特徴情報にも基づいて、上流側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。

この際、判定部１３２による判定は、上記判定部２３２の判定で使用された分類アルゴリズムと同様のアルゴリズムによる方向により実現することが可能である。つまり、例えば、判定処理としては、ｉｆ ｔｈｅｎルール・ニューラルネット・決定木・サポートベクターマシンなどが挙げられるが、これら以外の分類アルゴリズムを使用することももちろん可能である。これらの分類アルゴリズムでは、上流側の疵候補だけでなく下流側の疵候補の特徴情報を入力値として、所定のアルゴリズムで疵候補の種類及び程度を出力することができる。この分類アルゴリズムを確立するために、判定部１３２は、種類及び程度の少なくとも一方が既知の疵候補に対する特徴情報と、その特徴情報に対する正しい判定結果とを含む教師情報が、複数入力されてその分類アルゴリズムを確立する。なお、この教師情報として、判定部２３２とは異なり、正しい判定結果には、疵候補の種類及び程度だけでなく、対応付けられた両面の疵候補同士が同一疵であるか否かという結果もが含まれることが望ましい。そして、このような教師情報で構築された分類アルゴリズムによれば、両面の疵候補の特徴情報（片面の判定結果を含んでもよい。）から、両面の疵候補が同一疵であるか否かと、その疵候補の種類及び程度とを出力することができる。

なお、分類アルゴリズムの確立方法や、各アルゴリズムの特性等は、アルゴリズム毎で異なるため、ここでの詳しい説明は省略する。ただし、いずれの分類アルゴリズムを使用するにしろ、判定部１３２では、下面側の特徴情報を入力として、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方（以下単に「判定結果」ともいう。）を出力可能な分類アルゴリズムを使用することになる。

上述の通り、判定部１３２は、判定部２３２とは異なり、対応する表裏の疵候補の特徴情報に基づいて、上流側疵候補の判定を行う。つまり、判定部２３２では、下流側の疵候補の特徴情報だけに基づいて、その疵候補の判定を行うのに対して、判定部１３２は、同一疵である可能性が高い表裏両面の疵候補それぞれの特徴情報を両方共に使用して、上流側疵候補の判定を行う。従って、分類アルゴリズムに対する入力変数が、片面だけの特徴情報を対象とした場合に比べて多くなり、分類アルゴリズムによる分類結果の精度を向上させることが可能である。その意味で、判定部１３２は、両面の特徴情報に基づく判定を行い、判定部２３２は、片面の特徴情報に基づく判定を行う、と言うことも出来る。

なお、判定部１３２は、入力変数である上流側及び下流側の疵候補の特徴情報として、少なくとも両疵候補それぞれの位置間におけるずれ量（幅方向座標ｘ及び長手方向座標ｙの偏差Δｘ，Δｙ）を使用して判定を行うことが望ましい。更に、特徴情報として、上流側及び下流側の疵候補それぞれの特徴量情報をも判定に使用してもよい。更に言えば、判定には、判定部２３２による下流側疵候補単体での判定結果をも入力情報として使用することが可能である。この分類アルゴリズムに使用される表裏両面の特徴情報のセットの一例を、表１に示す。なお、単位はｍｍである。

なお、上記＜１．従来技術に係る表面欠陥検査装置＞で説明したような従来技術に係る表面欠陥検査装置のように、仮にただ単に表裏の疵候補それぞれを独立的に判定し、その判定結果により、更に判定を行う場合、最終的な判定に使用される判定結果は、疵候補の種類や程度であるため、離散的な値を取ることになり分類ロジックの正確性を低下させてしまう恐れがある。これに対して、本実施形態で判定部１３２で使用されるずれ量などは、連続的な値をとる。従って、分類アルゴリズムによる判定結果の正確性を向上させることができる。

この判定部１３２による判定結果は、判定部２３２による判定結果と同様に、上流側及び下流側の少なくとも一方の疵候補の特徴情報と対応付けられて、判定結果記憶装置３００に記録される。なお、この判定結果記憶装置３００には、必要に応じて、画像処理部１０２，２０２がそれぞれ処理する前の第１画像及び第２画像が上記判定結果などと共に記録されてもよい。そして、表示装置４００は、この判定結果記憶装置３００に記録されている判定結果を表示画面に表示して、検査員などのユーザに提供することができる。

（２−２．表面欠陥検査装置の動作）
以上、本発明の第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０の構成等について説明した。次に、図４を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０の動作について説明する。

図４は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。被検査対象である金属帯Ｆが長手方向に搬送されている状態で、上流検査装置１００がまず、ステップＳ１０１（第１撮像ステップの一例）を処理し、金属帯Ｆの上面を撮像する。そして、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、上流検査装置１００の画像処理部１０２が所定の画像処理を行い疵候補を抽出する。そして、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５（第１抽出ステップの一例）では、上流検査装置１００の特徴抽出部１０３が、ステップＳ１０３で抽出された疵候補それぞれについて、特徴情報を抽出する。そして、この特徴情報は、ステップＳ１０７で、遅延メモリ１１０に格納される。

一方、下流検査装置２００は、これと並行して、金属帯Ｆの、ステップＳ１０１で撮像された部位が撮像部２０１に撮像範囲内に到達した際、ステップＳ１１１（第２撮像ステップの一例）を処理し、下流検査装置２００の撮像部２０１が、金属帯Ｆの下面を撮像する。そして、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、下流検査装置２００の画像処理部２０２が所定の画像処理を行い疵候補を抽出する。そして、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１５（第２抽出ステップの一例）では、下流検査装置２００の特徴抽出部２０３が、ステップＳ１１３で抽出された疵候補それぞれについて、特徴情報を抽出する。そして、この特徴情報は、ステップＳ１２１で、受信バッファメモリ１２０に格納される。そして、ステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１７では、下流検査装置２００の判定部２３２が、下流側疵候補の特徴情報に基づいて、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。そして、この判定結果は、ステップＳ１２１で、受信バッファメモリ１２０に、ステップＳ１４１で、判定結果記憶装置３００に、それぞれ疵候補の特徴情報と対応付けられて記録される。

一方、上流検査装置１００では、ステップＳ１２３の処理後（受信バッファ期間の経過後）に、ステップＳ１３１（最近接特定ステップの一例）が処理され、最近接特定部１３１が、上流側疵候補それぞれに対して最も近接した下流側疵候補を特定し、両者を対応付ける。そして、ステップＳ１３３に進む。

ステップＳ１３３（一側判定ステップの一例）では、上流検査装置１００の判定部１３２が、上流側疵候補及び下流側疵候補の特徴情報と、下流側疵候補の判定結果とに基づいて、上流側疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。そして、この判定結果は、ステップＳ１４３で、判定結果記憶装置３００に記録される。このステップＳ１４３の処理後は、ステップＳ１４５が処理され、表示装置４００により、ステップＳ１１７，ステップＳ１３３における判定結果が、表示画面に表示される。

（２−３．表面欠陥検査装置の配置例）
なお、この本実施形態に係る表面欠陥検査装置１０は、図１に示すように直線状に搬送される位置において、金属帯Ｆを挟み、かつ、搬送方向でオフセットして配置されても良いが、図５に示すように配置されることが望ましい。

図５は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の配置例について説明するための説明図である。金属帯Ｆは、通常、常に直線状に搬送される訳ではなく、ロールＲ等によりその搬送方向が変更される場合がある。このような場合、本実施形態に係る表面欠陥検査装置１０は、ロールＲに巻き付いた位置の金属帯Ｆを撮像するように配置されることが望ましい。金属帯Ｆは、搬送過程で上下左右に振動している場合が多い。そこで、このようにロールＲに巻き付いた位置で金属帯Ｆを撮像部１０１，２０１で撮像することにより、このような金属帯Ｆのばたつきや振動を低減して、疵候補の検出精度を向上させることができる。

（２−４．表面欠陥検査装置の検査例）
このように構成された本実施形態に係る表面欠陥検査装置１０による検査例について、図６等を参照しつつ説明する。図６は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の検査例について説明するための説明図である。なお、ヘゲ疵や凹凸疵などが適切に検出可能であることは、上述の通りであるため、ここではその他の検査例として疵が押し疵及び穴である場合について説明する。

（２−４−１．押し疵）
押し疵は、搬送用のロールＲなどに付着した硬質の異物により金属帯Ｆが塑性変形して発生する。この場合、図６に示すように、金属帯Ｆに対して当てる光の向きと撮像部１０１，２０１が撮像する方向とに応じて、疵候補が撮像される領域の半分が周囲より白く（輝度値が高く）、もう半分が黒く（輝度値が低く）なるように撮影される。

このような場合、仮に片面ごとに判定したのでは、通常黒と白が搬送方向に隣接して存在し、外接長方形が正方形に近いという条件で押し疵か否かの判定を行うことになる。そして、撮像部１０１，２０１としてラインカメラを使用して図５に示したようなロールＲへの捲き付け部位で金属帯Ｆを撮像する場合、ブリキのような薄鋼板では捲き付けロールＲに軟質の異物があっても、押し疵のような画像が撮影されることがある。

この際、軟質の異物の場合、金属帯Ｆは、弾性変形の範囲で変形することが多く、捲き付けロールＲを通過後は元の平坦な形状に戻る。このような場合、片面だけの判定では誤検出となる。これに対して、本実施形態に係る上流検査装置１００は、判定部１３２により両面の判定を行うため、弾性変形による疵候補を、押し疵であると誤検出する可能性を低減することができる。

一方、実際に塑性変形した押し疵について言えば、押し疵が撮像部１０１，２０１から見て凹であるか凸であるかは、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、疵の上下のどちらが白いかで判定することができる。そこで、特徴抽出部１０３，２０３は、特徴量として（疵の上流側半分の輝度平均値）−（疵の下流側半分の輝度平均値）を計算する。すると、この特徴量が正のときは凸の押し疵であり、負のときは凹の押し疵であることが、判定部２３２で判定できる。従って、本実施形態に係る判定部１３２では、この判定部２３２による判定結果又は上記算出した特徴量を、上流側疵候補の特徴情報と共に判定に使用することにより、上流側で正・下流側で負、あるいはその逆となった場合は、上下面ともに同一の押し疵があると判定することができる。

更にまた、押し疵の程度が比較的軽い場合は、濃淡が薄くなるため、隣接した白・黒のうち、どちらか片方だけしか疵候補として認識されない場合がある。この場合、片面だけの判定では汚れなどと判定されてしまう恐れがある。そこで、上流側・下流側での位置の偏差を判定に加えることで、本実施形態に係る判定部１３２は、位置の偏差が疵と同程度の大きさならば、軽度押し疵と判定することができ、判定精度を向上することができる。

（２−４−１．穴）
例えば鋼などのように、金属帯Ｆの中の異物が圧延された後に脱落した場合、金属帯Ｆに穴があくことがある。これは、きわめて有害な欠陥であるため精度良く検出することが望まれる。

この場合、図５に示したような捲き付け部位においては、穴を通してロールＲが撮像される。しかし、捲き付けロールＲが金属の場合には、金属帯Ｆの表面と似たような外観となり、判別が難しい場合がある。詳しく言えば、穴のふちの部分のみが黒く又は白く見え、穴の中は板表面と同じような画像（輝度値）になる。

穴は不定形であるため、片面だけの特徴量では汚れ等の不定形な欠陥との区別が難しい。このような場合、特徴抽出部１０３，２０３は、穴の形をあらわすいくつかの特徴量（例えば、外接長方形の縦横比、疵候補の丸み度合（＝４×π×面積／（周囲長）^２）など）を抽出する。そして、判定部１３２は、両面の位置情報が近似していることに加えて、上記特徴量もが近似しているという条件を、分類アルゴリズムに付加することにより、両面で同一の形をした欠陥があると判定することができ、穴を確実に判定することができる。なお、上記疵候補の丸み度合は、疵候補が円に近ければ近いほど１以下で１に近づき、円と異なれば異なるほど１以下で小さくなる。
（２−５．第１実施形態による効果の例）
以上、本発明の第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０について説明した。
この表面欠陥検査装置１０によれば、最近接特定部１３１により疵候補間の距離ｄに基づいて、同一疵である可能性が高い表裏の疵候補を対応付けることができる。従って、対応付けられる表裏の疵候補同士が同一の疵である可能性を高めることができる。なお、この際、最近接特定部１３１は、最近傍探索を行う際に、疵候補同士の距離ｄとして、長手方向座標ｙにバイアスがかけられた距離を使用する。従って、例えば、同一の疵が表裏で、金属帯Ｆの幅方向よりも長手方向に大きくずれ、偏差Δｙが偏差Δｘ等に比べて大きい場合であっても、両疵候補を正確に対応付けることが可能である。

そして、判定部１３２により、精度が高く対応付けられた両面の疵候補の特徴情報に基づいて、その疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することができる。従って、どちらか一面の疵候補の特徴情報を用いて判定を行う場合に比べて、疵種等をより正確に判定することが可能である。特に有害度の高い疵は、両面に疵候補として表れることが多く、そのような有害度の高い疵の検出精度を飛躍的に向上させることができる。また、判定部１３２は、点状の押し疵の場合には「偏差Δｘ，Δｙが疵の幅・長さと同程度の場合に限り同一疵とする」という条件など、両面の疵候補の特徴情報に基づいた疵候補の種類又は程度に対する条件を、分類アルゴリズムに加えることができ、有害度の高い疵だけでなく、有害度の低い疵をも精度良く検出することが可能である。

＜３．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０について説明する。
上記第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０では、両面の疵候補の特徴情報に基づいて判定を行う判定部１３２が、上流検査装置１００側に配置されている場合について説明した。しかしながら、このような両面の判定を行う判定部１３２は、下流検査装置２００側に配置されてもよい。これに伴い、最近接特定部１３１も、下流検査装置２００側に配置され、逆に、片面の判定を行う判定部２３２は、上流検査装置１００側に配置されてもよい。このように下流検査装置２００側で両面の判定を行う場合の例として、第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０について説明する。ただし、基本的な構成等については、第１実施形態と重複する部分が多いため、以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

（３−１．表面欠陥検査装置の構成）
図７は、本発明の第２実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。

図７に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置２０は、基本的には第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０と同様に形成される。ただし、上流検査装置１００に配置されていた最近接特定部１３１と、判定部１３２とは、下流検査装置２００に配置される一方、下流検査装置２００に配置されていた判定部２３２は、上流検査装置１００に配置される。更に、第１実施形態では上流検査装置１００に配置されていた２つのメモリ、遅延メモリ１１０及び受信バッファメモリ１２０の代りに、本実施形態では下流検査装置２００に、１つのメモリ、遅延メモリ３１０が配置される。

本実施形態において、配置位置が変更された判定部２３２，最近接特定部１３１及び判定部１３２は、基本的には第１実施形態と同様の動作を行う。

つまり、判定部２３２は、他側判定部の一例であり、上面側（本実施形態における他面の一例）の特徴情報に基づいて、その上面側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。そして、この判定結果は、判定結果記憶装置３００及び遅延メモリ３１０に格納される。

また、最近接特定部１３１は、遅延メモリ３１０に格納された上流側の疵候補の特徴情報と、特徴抽出部２０３が抽出した下流側の疵候補の特徴情報とを取得する。そして、最近接特定部１３１は、両特徴情報に基づいて、最近傍探索を行い、一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定する。この際、最近接特定部１３１は、第１実施形態とは異なり、下流側の疵候補つまり下面側の疵候補（第２面側の疵候補の一例であり、かつ、一側の疵候補の一例。）を基準として、その疵候補に対して最も近接した上流側の疵候補つまり上面側の疵候補（他側の疵候補の一例）を特定する。

そして、判定部１３２は、一側判定部の一例であり、下流側の疵候補の特徴情報だけでなく、その疵候補に対応付けられた上流側の疵候補の特徴情報にも基づいて、下流側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。つまり、第１実施形態に係る判定部１３２は、表裏両面の疵候補の特徴情報に基づいて上流側の疵候補の判定を行ったが、本実施形態に係る判定部１３２は、同様に表裏両面の疵候補の特徴情報に基づいて、今度は下流側の疵候補の判定を行うことになる。

一方、このような構成において、本実施形態に係る表面欠陥検査装置２０は、遅延メモリ１１０及び受信バッファメモリ１２０の代りに、遅延メモリ３１０を下流検査装置２００に有する。

この遅延メモリ３１０は、上記第１実施形態の遅延メモリ１１０の役割だけでなく、受信バッファメモリ１２０の役割も担うことになる。つまり、遅延メモリ３１０は、上流側の疵候補の特徴情報を、その上流側の疵候補が最近接特定部１３１により下流側の疵候補と対応付けられるまでの受信バッファ期間の間も、保持することになる。

この遅延メモリ３１０による受信バッファメモリとしての動作等について、図８を参照しつつ、概念的に説明する。図８は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置による最近傍探索過程について説明するための説明図である。

上流検査装置１００の特徴抽出部１０３から抽出された疵候補の特徴情報（位置情報）は、上記第１実施形態と同様に遅延メモリ３１０に格納される。この格納された上流側の疵候補Ｄｕの概念を図８に示している。一方、下流検査装置２００の撮像部２０１は、撮像部１０１に対して搬送方向で間隔ΔＬだけオフセットして配置されている。従って、疵候補Ｄｕが格納される時点を「上流検出時点Ｔｕ」とすると、それに対応する下流側の疵候補Ｄｄの特徴情報が抽出される時点「下流検出時点Ｔｄ」は、間隔ΔＬの分だけ遅延する。そこで、遅延メモリ３１０は、上流側の疵候補Ｄｕを、少なくとも間隔ΔＬに応じた遅延期間保持する。この遅延期間に対応する遅延メモリ３１０の領域を、図８では、遅延領域として示している。一方、本実施形態では、第１実施形態と異なり、最近傍探索を行うための基準として、下流側の疵候補Ｄｄを使用する。従って、この下流側の疵候補Ｄｄに対して、その疵候補Ｄｄと対応する位置Ｏを含む搬送方向前後の所定の探索範囲Ｌ内の上流側の疵候補Ｄｕをも、遅延メモリ３１０が保持する。従って、遅延メモリ３１０には、上記の遅延領域以外に受信バッファ領域が確保される。この受信バッファ領域は、時間軸で言うと、探索の基準となる位置Ｏを含む探索範囲Ｌに対応する受信バッファ期間に相当する。従って、遅延メモリ３１０は、間隔ΔＬに対応した遅延期間だけでなく、探索範囲Ｌに対応した受信バッファ期間も、上流側の疵候補Ｄｕの特徴情報を保持することになる。

そして、最近接探索部１３１は、下流検出時点Ｔｄにおいて特徴抽出部２０３が下流側疵候補Ｄｄの特徴情報を抽出すると、その特徴情報（位置情報）と遅延メモリ３１０の探索範囲Ｌ内に格納されている上面側の疵候補Ｄｕの特徴情報とを基に、下流側の疵候補Ｄｄに最も近接した上流側の疵候補Ｄｕを特定する。

（３−２．表面欠陥検査装置の動作）
以上、本発明の第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０の構成等について説明した。次に、図９を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０の動作について説明する。図９は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。

図９に示すように、被検査対象である金属帯Ｆが長手方向に搬送されている状態で、上流検査装置１００がまず、ステップＳ１０１を処理し、金属帯Ｆの上面を撮像する。そして、ステップＳ１０３で、画像処理部１０２が所定の画像処理を行って疵候補を抽出し、ステップＳ１０５で、特徴抽出部１０３が特徴情報を抽出する。そして、ステップＳ１０７で、その特徴情報が、第１実施形態とは異なり下流検査装置２００内の遅延メモリ３１０に記録される。また、更に第１実施形態とは異なり、ステップＳ１１７の片面判定が、上流検査装置１００側で処理されることになり、その判定結果は、ステップＳ２２３で遅延メモリ３１０に格納され、ステップＳ１４１で判定結果記憶装置３００に格納される。

一方、下流検査装置２００側では、第１実施形態と同様に、金属帯Ｆの、ステップＳ１０１で撮像された部位が撮像部２０１に撮像範囲内に到達すると、ステップＳ１１１で、撮像部２０１が金属帯Ｆの下面を撮像し、ステップＳ１１３で画像処理部２０２が所定の画像処理を行って疵候補を抽出し、ステップＳ１１５で特徴抽出部２０３が特徴情報を抽出する。ここで第１実施形態で処理されていたステップＳ１２１（受信バッファメモリへの記録）は処理されず、ステップＳ１３１，Ｓ１３３が、下流検査装置２００側で処理される。このステップＳ１３１では、下流検査装置２００の最近接特定部１３１が、下流側疵候補に対して最も近接した上流側疵候補を特定し、両者を対応付け、ステップＳ１３３では、下流検査装置２００の判定部１３２が、下流側疵候補及び上流側疵候補の特徴情報と、上流側疵候補の判定結果とに基づいて、下流側疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する。以下、第１実施形態と同様に、ステップＳ１４３で、判定結果が判定結果記憶装置３００に記録され、ステップＳ１４５で、表示装置４００により、ステップＳ１１７，ステップＳ１３３における判定結果が、表示画面に表示される。

（３−３．第２実施形態による効果の例）
以上、本発明の第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０について説明した。
この表面欠陥検査装置２０によれば、上記第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０が奏する作用効果等を同様に奏することが可能であるだけでなく、更に、受信バッファメモリ１２０を省略することができる。従って、装置構成を容易にして製造コストを低減させることができる。

＜４．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る表面欠陥検査装置３０について説明する。
上記第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０では、両面の特徴情報から上流側（つまり上面側）の疵候補の判定を行う場合について説明し、上記第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０では、両面の特徴情報から下流側（つまり下面側）の疵候補の判定を行う場合について説明した。なお、両実施形態共に、両面判定が行われない面の疵候補については、片面の特徴情報のみによる判定を行った。しかしながら、両面共に両面の特徴情報で判定を行うことも可能である。そこで、この場合の例として、第３実施形態に係る表面欠陥検査装置３０について説明する。ただし、基本的な構成等については、第１実施形態及び第２実施形態と重複する部分が多いため、以下では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

（４−１．表面欠陥検査装置の構成）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る表面欠陥検査装置の構成について説明するための説明図である。

図１０に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置３０は、基本的に第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０の構成と、第２実施形態に係る表面欠陥検査装置２０の構成とを足し会わせたような構成を有する。ただし、両面共に両面の特徴情報による判定を行うため、片面の判定を行う判定部２３２は省略される。また、両面の特徴情報による判定が並行して行われるため、各判定には、上流検査装置１００と下流検査装置２００との間で判定結果の授受は、省略される。ただし、上流検査装置１００側の判定と下流検査装置２００側の判定とに時差を設ける場合には、先行する判定の判定結果を遅れて処理される側へと受け渡すことももちろん可能である。

本実施形態では判定結果の授受が省略されるため、判定部１３２Ａ，１３２Ｂによる各判定では、両面の特徴情報による判定が行われることになり、この判定では他面側の判定結果が使用されない。従って、両面の特徴情報により、判定部１３２Ａ，１３２Ｂの分類アルゴリズムが構築されることになる。なお、判定部１３２Ａ，１３２Ｂは、それぞれ第１実施形態の判定部１３２，第２実施形態の判定部１３２に対応しており、他面側の判定結果を使用しないこと以外は、同様の動作を行う。そして、本実施形態では、判定部１３２Ａ，１３２Ｂは、それぞれ一側判定部又は他側判定部の一例となる。また、同様に、最近接特定部１３１Ａ，１３１Ｂは、それぞれ第１実施形態の最近接特定部１３１，第２実施形態の最近接特定部１３１に対応しており、同様の動作を行う。

（４−２．表面欠陥検査装置の動作）
以上、本発明の第３実施形態に係る表面欠陥検査装置３０の構成等について説明した。次に、図１１を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る表面欠陥検査装置３０の動作について説明する。図１１は、本実施形態に係る表面欠陥検査装置の動作について説明するための説明図である。

図１１に示すように、本実施形態に係る表面欠陥検査装置３０では、図４に示した第１実施形態における動作と、図９に示した第２実施形態における動作とが合わさったような動作を行う。ただし、この際、片面判定を行うステップＳ１１７，片面判定による判定結果を他面側に記録するステップＳ１２３，Ｓ２２３は省略される。また、最近傍探索処理を行うステップＳ１３１，両面判定を行うステップＳ１３３，その判定結果を記録するステップＳ１４３は、それぞれ上流検査装置１００及び下流検査装置２００の両方に対応して行われるため、各処理をステップＳ１３１Ａ，Ｓ１３１Ｂ，ステップＳ１３２Ａ，Ｓ１３２Ｂ，ステップＳ１４３Ａ，Ｓ１４３Ｂと区別して記載してる。なお、各処理の具体的な内容等については、第１実施形態及び第２実施形態で詳しく説明したため省略する。

（４−３．第３実施形態による効果の例）
以上、本発明の第３実施形態に係る表面欠陥検査装置３０について説明した。
この表面欠陥検査装置３０によれば、上記第１実施形態に係る表面欠陥検査装置１０が奏する作用効果等を同様に奏することが可能であることに加えて、上流及び下流のどちらか一方側の疵候補について両面の特徴情報による判定が行えるだけでなく、他方側の疵候補についても両面の特徴情報による判定を行うことが可能である。

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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、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、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、こ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。

例えば、上記各実施形態では、下流検査装置２００の撮像部２０１が、上流検査装置１００の撮像部１０１よりも間隔ΔＬだけ下流に配置される場合について説明した。しかしながら、両撮像部１０１，２０１を搬送方向で同一位置に配置して同時に撮像することも可能である。この場合、遅延メモリや受信バッファメモリを適宜増減して、第１実施形態〜第３実施形態と同様な作用効果等を奏することが可能である。しかしながら、図５で示したように金属帯Ｆのばたつきや振動等を低減して検出精度を高めるためには、金属帯ＦがロールＲなどに接している位置で撮像することが望ましく、この場合には、第１実施形態〜第３実施形態に記載のように、搬送方向でオフセットした両面の撮像が行われることが望ましい。

また、上記各実施形態では、判定部１３２等による判定に所定の分類アルゴリズムを使用する場合について説明した。この分類アルゴリズムは、教師情報による学習機能を有し、その学習結果として分類アルゴリズムが自動的に構築されることになる。しかしながら、もちろん、検査員等のユーザが経験や実験結果等に基づいて人為的に取り決めたルールに従った分類アルゴリズムを使用したり、この人為的アルゴリズムと、上記学習結果のアルゴリズムとを組み合わせることも可能である。

また、上記各実施形態では、説明の便宜上、上流検査装置１００と下流検査装置２００に分けて各構成を説明したが、この区分けは必ずしも必要ではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態で説明した一連の処理は、専用のハードウエアにより実行させてもよいが、ソフトウエアにより実行させてもよい。一連の処理をソフトウエアにより行う場合、汎用又は専用のコンピュータにプログラムを実行させることにより、上記の一連の処理を実現することができる。コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録装置と、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）・インターネット等のネットワークに接続された通信装置と、撮像装置・マウス・キーボード等の入力装置と、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、各種のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）・ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク・ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体等を読み書きするドライブと、モニタなどの表示装置・スピーカやヘッドホンなどの音声出力装置などの出力装置等と、を有してもよい。そして、このコンピュータは、記録装置・リムーバブル記憶媒体に記録されたプログラム、又はネットワークを介して取得したプログラム等を実行することにより、上記一連の処理を実行してもよい。

尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。

１０，２０，３０ 表面欠陥検査装置
１００ 上流検査装置
２００ 下流検査装置
３００ 判定結果記憶装置
４００ 表示装置
１０１ 撮像部
１０２ 画像処理部
１０３ 特徴抽出部
１１０，３１０ 遅延メモリ
１２０ 受信バッファメモリ
１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ 最近接特定部
１３２，１３２Ａ，１３２Ｂ 判定部
２０１ 撮像部
２０２ 画像処理部
２０３ 特徴抽出部
２３２ 判定部
Ａｒ 同一範囲
Ｄｕ，Ｄｄ，Ｄｄ１，Ｄｄ２ 疵候補
Ｆ 金属帯
ｘ 幅方向座標
ｙ 長手方向座標
Δｘ，Δｙ 偏差
ｄ 距離
ΔＬ 間隔

Claims (10)

1. 搬送される金属帯の表面に形成された疵を検査する表面欠陥検査装置であって、
   前記金属帯の両側表面のいずれか一面である第１面側に配置され、該第１面を撮像する第１撮像部と、
   前記第１撮像部が撮像した第１画像に基づいて、前記第１面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第１抽出部と、
   前記金属帯の両側表面の他面である第２面側に配置され、該第２面を撮像する第２撮像部と、
   前記第２撮像部が撮像した第２画像に基づいて、前記第２面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第２抽出部と、
   前記第１面側及び前記第２面側の疵候補の位置情報に基づいて、前記第１面側及び前記第２面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として互いに対応付ける最近接特定部と、
   前記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定部と、
   を有し、
   前記一側判定部は、前記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの前記特徴情報として、少なくとも該疵候補同士の長手方向位置のずれ量と幅方向位置のずれ量とに基づいて、前記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、表面欠陥検査装置。
2. 前記疵候補の特徴情報には、前記第１画像又は前記第２画像から抽出可能な前記疵候補の特徴量を表す特徴量情報が含まれ、
   前記一側判定部は、前記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの前記特徴情報として、少なくとも該疵候補それぞれの特徴量情報に基づいて、前記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
3. 前記金属帯は、長手方向に搬送され、
   前記最近接特定部は、前記一側の疵候補と複数の前記他側の疵候補との間の距離を、前記長手方向の単位距離が幅方向の単位距離よりも長くなる空間上で算出し、当該距離が最も短い他側の疵候補を特定して、該疵候補同士を前記最近接疵候補として互いに対応付けることを特徴とする、請求項１又は２に記載の表面欠陥検査装置。
4. 前記他側の疵候補の特徴情報に基づいて、該他側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する他側判定部を更に有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。
5. 前記一側判定部は、前記他側判定部による前記他側の疵候補に対する判定結果を更に使用して、該他側の疵候補に前記最近接疵候補として対応付けられた一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、請求項４に記載の表面欠陥検査装置。
6. 前記他側判定部は、前記他側の疵候補の特徴情報に加えて、更に、該他側の疵候補に前記最近接疵候補として対応付けられた一側の疵候補の特徴情報に基づいて、前記他側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、請求項４に記載の表面欠陥検査装置。
7. 前記第２撮像部は、前記第１撮像部の撮像位置よりも搬送方向下流側において前記第２面を撮像し、
   前記表面欠陥検査装置は、少なくとも、前記金属帯が前記第１撮像部の撮像範囲から前記第２撮像部の撮像範囲へ搬送される際に要する時間間隔である遅延期間の間、前記第１抽出部が抽出した前記第１面側の疵候補の特徴情報を記録可能な遅延メモリを更に有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。
8. 前記表面欠陥検査装置は、少なくとも、検査対象として想定される最大の疵の長さ程度、前記金属帯が搬送される際に要する時間間隔である受信バッファ期間の間、前記一側の疵候補の特徴情報を、前記最近接特定部が前記他側の疵候補と対応付ける前記最近接疵候補の検索対象として記録可能な受信バッファメモリを更に有することを特徴とする、請求項７に記載の表面欠陥検査装置。
9. 前記最近接特定部は、前記第２面側の疵候補に対して、最も近接した前記第１面側の疵候補を特定して、該疵候補同士を前記最近接疵候補として互いに対応付け、
   前記遅延メモリは、前記受信バッファメモリを兼ねて、前記遅延期間の間だけでなく、少なくとも、前記受信バッファ期間の間、前記第１面側の疵候補の特徴情報を、前記最近接特定部が前記第２面側の疵候補と対応付ける前記最近接疵候補の検索対象として記録可能であることを特徴とする、請求項８に記載の表面欠陥検査装置。
10. 搬送される金属帯の表面に形成された疵を検査する表面欠陥検査方法であって、
    前記金属帯の両側表面のいずれか一面である第１面側に配置された第１撮像部が、該第１面を撮像する第１撮像ステップと、
    前記第１撮像ステップで撮像した第１画像に基づいて、前記第１面側の疵候補の長手方向位置及び幅方向位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第１抽出ステップと、
    前記金属帯の両側表面の他面である第２面側に配置された第２撮像部が、該第２面を撮像する第２撮像ステップと、
    前記第２撮像ステップで撮像した第２画像に基づいて、前記第２面側の疵候補の位置を表す位置情報を少なくとも含む特徴情報を抽出する第２抽出ステップと、
    前記第１面側及び前記第２面側の疵候補の位置情報に基づいて、前記第１面側及び前記第２面側いずれか一側の疵候補に対して、最も近接した他側の疵候補を特定し、該疵候補同士を最近接疵候補として対応付ける最近接特定ステップと、
    前記一側の疵候補の特徴情報と、該一側の疵候補に対応付けられた他側の疵候補の特徴情報とに基づいて、該一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定する一側判定ステップと、
    を有し、
    前記一側判定ステップでは、前記最近接疵候補として互いに対応付けられた一側及び他側の疵候補それぞれの前記特徴情報として、少なくとも該疵候補同士の長手方向位置のずれ量と幅方向位置のずれ量とに基づいて、前記一側の疵候補の種類及び程度の少なくとも一方を判定することを特徴とする、表面欠陥検査方法。
    

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