JP6079948B1 - 表面欠陥検出装置および表面欠陥検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出装置1は、円筒形状の鋼管10の表面に存在する表面欠陥を検出する装置であり、照射部2a,2bと、撮像部3a,3bと、ファンクションジェネレータ4と、画像処理装置5と、モニター6とを主な構成要素として備えている。なお、鋼管10は、表面欠陥検出装置1によって表面欠陥の有無を検査される鋼材の一例であり、図1中の矢印によって示される搬送方向に搬送される。
つぎに、本発明の実施の形態において表面欠陥の検査対象である鋼管10の検査対象部位11の差分画像について説明する。図2は、検査対象部位を撮像した2つの2次元画像間での差分処理によって生成される検査対象部位の差分画像の一例を示す図である。図2において、2次元画像Iaは、照射部2aが鋼管10の表面に対して傾斜する方向から検査対象部位11を照明した際に撮像部3aが撮像した検査対象部位11の2次元画像である。2次元画像Ibは、照射部2bが鋼管10の表面に対して照射部2aとは反対側に傾斜する方向から検査対象部位11を照明した際に撮像部3bが撮像した検査対象部位11の2次元画像である。これら2つの2次元画像Ia,Ibには、検査対象部位11の同じ凹形状部15が、深さのある疵等の表面欠陥として描画され、且つ、表面欠陥ではない無害模様が、健全部の一部分として描画されている。
Id(x,y)=Ia(x,y)−Ib(x,y) ・・・(1)
つぎに、鋼管10の検査対象部位11の差分画像Idに含まれる凹形状部画像の明暗パターンについて説明する。図3は、本発明の実施の形態における差分画像に含まれる凹形状部画像の明暗パターンを説明するための図である。本発明の実施の形態では、図3に示すように、鋼管10の検査対象部位11に凹形状部15が存在する場合、この検査対象部位11の差分画像Idには、この凹形状部15を表す差分画像である凹形状部画像16が含まれる。
つぎに、鋼管10の検査対象部位11の差分画像Idに含まれる凸形状部画像の明暗パターンについて説明する。図4は、本発明の実施の形態における差分画像に含まれる凸形状部画像の明暗パターンを説明するための図である。本発明の実施の形態では、図4に示すように、鋼管10の検査対象部位11に凸形状部17が存在する場合、この検査対象部位11の差分画像Idには、この凸形状部17を表す差分画像である凸形状部画像18が含まれる。
つぎに、本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出方法について説明する。図5は、本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出方法の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る表面欠陥検出方法では、上述した表面欠陥検出装置1(図1参照)を用いて、図5に示すステップS101〜S106の各処理が行われる。
つぎに、上述したステップS104(図5参照)において検査対象部位11の差分画像Idから凸形状部17の画像を除去する処理、すなわち、凸形状部画像の除去処理を具体的に説明する。図6は、本発明の実施の形態における凸形状画像の除去処理を具体的に説明するための図である。図6に示す具体例では、検査対象部位11の差分画像Idから抽出された明暗の各画像、すなわち、明部31〜37および暗部21〜27に対して、ステップS104による凸形状部画像の除去処理が行われる場合を説明する。
つぎに、本発明の実施の形態における表面欠陥の形状特徴量、すなわち、表面欠陥として検出される凹形状部15の形状特徴量について具体的に説明する。図7は、本発明の実施の形態における表面欠陥の形状特徴量の一例を説明するための図である。図8は、本発明の実施の形態における表面欠陥の形状特徴量の別例を説明するための図である。図9は、本発明の実施の形態における表面欠陥の形状特徴量の更なる別例としての円形度を説明するための図である。図10は、本発明の実施の形態における表面欠陥の形状特徴量の更なる別例としての凸多角形充填率を説明するための図である。
2a,2b 照射部
3a,3b 撮像部
4 ファンクションジェネレータ
5 画像処理装置
5a 差分器
6 モニター
10 鋼管
11 検査対象部位
12a,12b 照明光
15 凹形状部
16 凹形状部画像
16a,18a,31〜37 明部
16b,18b,21〜27 暗部
17 凸形状部
18 凸形状部画像
F 検出方向
Ia,Ib 2次元画像
Id 差分画像
R 楕円
Sa,Sb,S1,S2 画像信号
Claims (6)
- 鋼材の表面のうち検査対象部位に対して傾斜する方向から、照明光を前記検査対象部位に照射する第1の照射手段と、
前記第1の照射手段の照明光によって照明された前記検査対象部位の第1の画像を撮像する第1の撮像手段と、
前記第1の照射手段と弁別可能であり、前記検査対象部位に対して前記第1の照射手段とは反対側に傾斜する方向から、前記第1の照射手段と略同一の入射角度で照明光を前記検査対象部位に照射する第2の照射手段と、
前記第2の照射手段の照明光によって照明された前記検査対象部位の第2の画像を撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の画像と前記第2の画像との差分画像を生成し、前記差分画像の明部および暗部の中から、前記第1または第2の照射手段の照明光の照射方向に対応する前記差分画像の所定方向に沿った明部および暗部の配列に基づいて、前記検査対象部位における凸形状部の明部および暗部の組み合わせを除去し、残りの前記明部および前記暗部の細長さの指標となる形状特徴量または前記所定方向に沿った配列に基づいて、前記検査対象部位における凹形状部の有無を判定し、前記凹形状部を前記鋼材の表面欠陥として検出する画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする表面欠陥検出装置。 - 前記画像処理手段は、前記差分画像の明部および暗部の離間距離と形状の類似度と面積の類似度とに基づいて、前記差分画像の所定方向に沿った明部および暗部の配列が前記凸形状部の明部および暗部の特定配列であるか否かを判定し、前記特定配列であると判定した前記差分画像の明部および暗部の組み合わせを、前記凸形状部の明部および暗部の組み合わせとして除去することを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検出装置。
- 前記画像処理手段は、前記差分画像の所定方向順に前記凸形状部の明部および暗部の組み合わせを除去することを特徴とする請求項1または2に記載の表面欠陥検出装置。
- 鋼材の表面のうち検査対象部位に対して傾斜する方向から、第1の照射手段によって照明光を前記検査対象部位に照射し、前記第1の照射手段の照明光によって照明された前記検査対象部位の第1の画像を撮像する第1の撮像ステップと、
前記第1の照射手段と弁別可能な第2の照射手段により、前記検査対象部位に対して前記第1の照射手段とは反対側に傾斜する方向から、前記第1の照射手段と略同一の入射角度で照明光を前記検査対象部位に照射し、前記第2の照射手段の照明光によって照明された前記検査対象部位の第2の画像を撮像する第2の撮像ステップと、
前記第1の画像と前記第2の画像との差分画像を生成する差分画像生成ステップと、
前記差分画像の明部および暗部の中から、前記第1または第2の照射手段の照明光の照射方向に対応する前記差分画像の所定方向に沿った明部および暗部の配列に基づいて、前記検査対象部位における凸形状部の明部および暗部の組み合わせを除去する除去ステップと、
前記除去ステップ後の残りの前記明部および前記暗部の細長さの指標となる形状特徴量または前記所定方向に沿った配列に基づいて、前記検査対象部位における凹形状部の有無を判定し、前記凹形状部を前記鋼材の表面欠陥として検出する表面欠陥検出ステップと、
を含むことを特徴とする表面欠陥検出方法。 - 前記除去ステップは、前記差分画像の明部および暗部の離間距離と形状の類似度と面積の類似度とに基づいて、前記差分画像の所定方向に沿った明部および暗部の配列が前記凸形状部の明部および暗部の特定配列であるか否かを判定し、前記特定配列であると判定した前記差分画像の明部および暗部の組み合わせを、前記凸形状部の明部および暗部の組み合わせとして除去することを特徴とする請求項4に記載の表面欠陥検出方法。
- 前記除去ステップは、前記差分画像の所定方向順に前記凸形状部の明部および暗部の組み合わせを除去することを特徴とする請求項4または5に記載の表面欠陥検出方法。
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