JPH02263108A - Defect detecting method - Google Patents
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は精密鋳造品の外観検査方法に係り、特に表面に
段差がある段差部或はエツジ部に発生ずる凹凸状を呈す
る欠陥を、画像処理にて自動的に検査する方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for inspecting the appearance of precision castings, and in particular, detects irregularities that occur at stepped portions or edge portions on the surface using images. This relates to a method of automatically inspecting during processing.
物体の表面に製造工程で発生する凹状或は凸状の欠陥を
画像処理にて自動的に検査するには、まず撮像する。In order to automatically use image processing to inspect concave or convex defects that occur on the surface of an object during the manufacturing process, an image is first captured.
即ち、まず被検査表面に対し照明装置によって光線を照
射する。その光線の種類としては平行光線、散乱光線等
があり、また照射する向きも被検査表面に垂直としたり
、ある角度を持たせたりする。そしてこの照射した光線
の被検査面での反射光を、ラインセンサ等の線状の受光
素子、撮像管等の面状の受光素子を用いて撮像する。That is, first, a light beam is irradiated onto the surface to be inspected using an illumination device. The types of light rays include parallel rays, scattered rays, etc., and the direction of irradiation may be perpendicular to the surface to be inspected or at a certain angle. Then, the reflected light of the irradiated light beam on the surface to be inspected is imaged using a linear light receiving element such as a line sensor or a planar light receiving element such as an image pickup tube.
一方、上記方法で撮像した凹状或は凸状の欠陥を検出す
る方法としては、例えば特開昭53−72679号公報
に開示がある。これは欠陥の形状によって受光される散
乱光の強度が変わることを利用し、映像信号に対して設
定したスライスレベルで2値化し、この2値化された信
号から欠陥の特徴量を計算して検査をするものである。On the other hand, a method for detecting a concave or convex defect imaged by the above method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 72679/1983. This takes advantage of the fact that the intensity of the scattered light received changes depending on the shape of the defect, binarizes the video signal at a set slice level, and calculates the feature amount of the defect from this binarized signal. It is for inspection.
更に、上記撮像方法で撮像した画面には反射光が一様に
反射する平坦部の他に、被検査表面に段差があれば該段
差部で欠陥部と同様に反射光が変化するため段差部のパ
ターンが現われる。又被検査面物のエツジ部のパターン
も画像には含まれている。しかし、このエツジ部のパタ
ーンは欠陥ではない。ところが、精密鋳造品では、打コ
ン、パリ等の欠陥がこの段差部とかエツジ部に発生し易
い。Furthermore, in addition to flat areas where the reflected light is uniformly reflected on the screen captured by the above-mentioned imaging method, if there is a step on the surface to be inspected, the reflected light changes at the step as well as at a defective area. A pattern appears. The image also includes the pattern of the edges of the object to be inspected. However, this edge pattern is not a defect. However, in precision casting products, defects such as condensation and cracks are likely to occur at the stepped portions and edge portions.
このような段差部の欠陥を検出する方法としては、欠陥
のない正常晶の画像と被検体の画像を比較するパターン
マツチング法がある。この方法は例えばLSIウェハな
どの半導体素子の検査にて実用化されている。最近の例
では、特開昭61258106号が提案されていて、検
査画像パターンには位置合せ誤差、歪みによる誤差が含
まれており、該誤差による誤検出を防止するために以下
に示す位置合せ方法′を見出したものである。即ち、検
査画像パターン内に部分領域を設定する一方、基準画像
パターン内には該部分領域を含み、かつ該部分領域より
も広い拡大領域を設定する。そして該拡大領域内で、前
記部分領域と同じ大きさの参照領域を設け、該参照領域
を一画素ずつシフトしながら参照領域と部分領域を画素
毎に比較して、その不一致数が最小となる参照領域を、
前記部分領域の比較位置とするである。このように比較
位置の検出を検査画像パターンの全領域にわたり部分領
域を設けて行ない、それぞれの比較位置において比較を
行なう。As a method for detecting defects in such step portions, there is a pattern matching method in which an image of a normal crystal without defects is compared with an image of the object. This method has been put to practical use, for example, in testing semiconductor devices such as LSI wafers. As a recent example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61258106 proposes that the inspection image pattern includes alignment errors and errors due to distortion, and in order to prevent false detection due to these errors, the following alignment method is proposed. ′ was found. That is, while a partial area is set within the inspection image pattern, an enlarged area that includes the partial area and is wider than the partial area is set within the reference image pattern. Then, within the enlarged area, a reference area of the same size as the partial area is provided, and the reference area and the partial area are compared pixel by pixel while shifting the reference area pixel by pixel, and the number of mismatches is minimized. reference area,
This is the comparison position of the partial area. In this way, the comparison position is detected by providing partial areas over the entire area of the inspection image pattern, and comparison is performed at each comparison position.
しかしながら、精密鋳造品においては、その面性状は粗
面でありしかも段差部の性状も均一ではない。しかも、
微視的にどこかに微小欠陥が存在しているのである。However, precision cast products have a rough surface and the properties of the stepped portions are not uniform. Moreover,
There are microscopic defects somewhere.
以上のことから、まず上記従来例の打ち2値化信号を用
いた方法では、被検査物の面性状が比較的良好でかつ平
坦面の場合に限り精度良く検出できるものの、精密鋳造
品で段差部をもつ場合には粗面かつ段差部の性状が不均
一であることから、段差部も2値画像として現れ、しか
も−様な画像とはならない。From the above, first of all, with the conventional method using the hammered binary signal described above, it is possible to accurately detect only when the surface quality of the object to be inspected is relatively good and flat. In the case where the surface has a rough surface and the properties of the stepped portion are non-uniform, the stepped portion also appears as a binary image, and does not become a --like image.
また、パターンマツチングを用いた方法では、全領域に
渡って良好な基準パターンを作成しなければならないが
前記精密鋳造品特有の面性状により、これが非常に困難
である。しかも、基準画像パターンを記憶しておくため
に、被検査体の表面の全てに渡ってパターンを記憶して
おくメモリが必要である。従って、メモリ容量が増大す
ると、周辺回路が複雑で装置が大がかりとなり、経済的
には高価となる。Further, in the method using pattern matching, it is necessary to create a good reference pattern over the entire area, but this is extremely difficult due to the surface properties peculiar to the precision casting product. Furthermore, in order to store the reference image pattern, a memory is required to store the pattern over the entire surface of the object to be inspected. Therefore, as the memory capacity increases, the peripheral circuitry becomes complicated, the device becomes bulky, and it becomes economically expensive.
本発明は従来技術に存在する問題点を解消し、粗面でか
つ段差を有する精密鋳造品、とりわけ段差部に発生する
欠陥を確実に検出し、信転性が高く安価な装置に構成で
きる検査方法を提供することを目的とする。The present invention solves the problems existing in the prior art, reliably detects defects that occur in precision castings with rough surfaces and steps, especially in the step portion, and can be configured into a highly reliable and inexpensive inspection device. The purpose is to provide a method.
本発明は検査画像パターンを基準画像パターンと比較し
て欠陥を検出するパターンマツチング法を利用した画像
欠陥検出であり、基準画像パターンは、被検体の撮像画
像の平坦部から予め定めた小範囲の平坦部パターンを切
り出したものと、段差部から予め定めた小範囲の段差部
パターンを切り出したものを基準画像パターンとし、パ
ターンマツチングにおいては、これら切り出した基準画
像パターンを繰り返し用いて行なうものである。The present invention is an image defect detection method that uses a pattern matching method to detect defects by comparing an inspection image pattern with a reference image pattern. The flat part pattern cut out and the stepped part pattern cut out in a predetermined small range from the stepped part are used as reference image patterns, and these cut out standard image patterns are repeatedly used in pattern matching. It is.
即ち、検査画像パターンと平坦部切り出しパターンの比
較処理を該切り出しパターンを繰り返し用いて全画面に
ついて行なった後、段差部の大まかな位置は被検体の設
計から予めわかっているので該位置を中心とする予め定
めた範囲で、段差部切り出しパターンと検査画像との不
一致量の算出と該切り出しパターンの移動を繰り返し行
ない、不一致量が最小の位置で検査画像パターンと該切
り出しパターンを比較する処理を段差部がある範囲くり
返し行なうのである。In other words, after comparing the inspection image pattern and the flat area cutout pattern over the entire screen by repeatedly using the cutout pattern, the rough position of the stepped part is known in advance from the design of the subject, so this position is used as the center. The process of repeatedly calculating the amount of mismatch between the step cutout pattern and the inspection image and moving the cutout pattern within a predetermined range, and comparing the inspection image pattern and the cutout pattern at the position where the amount of mismatch is the smallest is performed. This is done repeatedly within a certain range.
第3図は本実施例における被検体11であり、表面には
平坦部12と段差部13の両者がある。FIG. 3 shows the object 11 in this example, which has both a flat portion 12 and a stepped portion 13 on its surface.
第4図は本発明の実施例における装置のブロック図であ
る。まず照明装置14を用いて被検体11の斜め上方向
から照射する。一方TVカメラ等の撮像装置16はレン
ズ15を介して結像するようにする。そして、撮像装置
16からの撮像信号はAD変換装置17により濃淡画像
データに変換し、メモリ18に記憶する。19はメモリ
18の内容を処理する処理回路である。FIG. 4 is a block diagram of an apparatus in an embodiment of the present invention. First, the illumination device 14 is used to irradiate the subject 11 from diagonally above. On the other hand, an imaging device 16 such as a TV camera forms an image through a lens 15. The imaging signal from the imaging device 16 is converted into grayscale image data by the AD converter 17 and stored in the memory 18. A processing circuit 19 processes the contents of the memory 18.
なお、被検体11は精密鋳造品であるため、照明装置1
4の入射角を適当に定めると、正常部は明る(、欠陥部
は暗くなる。Note that since the test object 11 is a precision cast product, the illumination device 1
If the incident angle of 4 is set appropriately, the normal area will be bright (and the defective area will be dark).
次に第1図は上記構成で撮像した検査画像パターン1を
示している。被検体11の段差部13による段着部像2
と段差部13に発生した欠陥9が同じく段着部像2に隣
接して画像として現われている。また基準画像パターン
としては、平坦部切り出しパターン3の他に段差部13
の形状から、その特徴を代表する4つの切り出しパター
ン、即ち段差部切り出しパターン(イ)同じ<(0)、
(ハ)(ニ)を本実施例では作成している。Next, FIG. 1 shows an inspection image pattern 1 taken with the above configuration. Stepped part image 2 due to stepped part 13 of subject 11
The defect 9 generated in the stepped portion 13 also appears as an image adjacent to the stepped portion image 2. In addition to the flat part cutting pattern 3, the standard image pattern includes the stepped part 13.
From the shape of
(C) and (D) are created in this embodiment.
第1図の段差部切り出しパターン(イ)を使った位置合
せ、比較処理の要部を第1図の拡大領域8を用いて第2
図(a) (b) (c)で説明する。第2図(a)の
上方図は段差部切り出しパターン(イ)の段差部が検査
画像パターン1の段差部より図中では左側にある場合を
示しており、以下同様に、(b)では段差部が丁度型な
った場合を、(c)では逆に段差部切り出しパターン(
イ)のそれが図中では右側にある場合を示している。こ
のような場合の明るさ分布を第2図(a) (b) (
c)各々下方に示しているが、(a) 、 (c)の場
合はその差が大きく、(b)の場合にはその差が最も小
さい。即ち、その差が最小となる位置が段差が合った所
である。なお、第2図では段差部長子方向が一方向であ
るので、段差部切り出しパターン(イ)を移動する方向
はその方向に垂直にだけにすれば良い。The main parts of the alignment and comparison processing using the step cutout pattern (a) in Fig. 1 are shown in the second section using the enlarged area 8 in Fig.
This will be explained using Figures (a), (b), and (c). The upper view of FIG. 2 (a) shows the case where the step part of the step cutout pattern (a) is on the left side of the step part of the inspection image pattern 1, and similarly, in (b) In contrast to the case where the part is exactly shaped, in (c) the step part cutting pattern (
The figure shows the case where b) is on the right side. The brightness distribution in such a case is shown in Figure 2 (a) (b) (
c) Each is shown below, but the difference is large in cases (a) and (c), and the difference is the smallest in case (b). That is, the position where the difference is the minimum is where the steps meet. In FIG. 2, since the molecule direction of the step portion is in one direction, the step cutout pattern (A) only needs to be moved in a direction perpendicular to that direction.
以上の処理によって最も位置の合った場所が定まり、こ
の位置で比較を行なうと、第2図(d)のように欠陥部
9だげを残し、段着部像2と切り離すことができる。By the above processing, the most aligned position is determined, and when a comparison is made at this position, the defective part 9 can be left behind and separated from the stacked part image 2, as shown in FIG. 2(d).
上記説明は、段差部切り出しパターン(イ)の場合につ
いてであるが全体のフローは第5図のようになる。即ち
、まず、平坦部切り出しパターン3を繰り返し用いて検
査画像との比較を行なう。次に、段差部切り出しパター
ン(イ)を用いて上記位置合わせ、検査画像パターン1
との比較を該当する段差部領域全部について繰り返し行
なう。次に段差部切り出しパターン(ロ)を用いて位置
合わせをして比較を行なう。この場合には段差部は一方
向だけではないのでχ、Y軸方向に該切り出しパターン
を移動させている。次に段差部切り出しパターン(ハ)
を用いて位置合わせ、比較を行なう。The above explanation concerns the case of the step cutout pattern (a), but the overall flow is as shown in FIG. 5. That is, first, the flat portion cutting pattern 3 is repeatedly used and compared with the inspection image. Next, use the step cutout pattern (A) to align the above position, and inspect the inspection image pattern 1.
The comparison is repeated for all the corresponding step areas. Next, positioning is performed using the step cutout pattern (b) and comparison is made. In this case, since the stepped portion is not only in one direction, the cutout pattern is moved in the χ and Y-axis directions. Next, the cutout pattern for the step part (c)
Use to align and compare.
最後に段差部切り出しパターン(ニ)を用いて位置合わ
せ比較を行なう。Finally, alignment comparison is performed using the step cutout pattern (d).
[発明の効果〕
上記の構成より、粗面かつ不均一な段差からなる被検体
の検査画像における欠陥検出において、それと同程度の
面粗度並びに不均一度を有する基′f$画像パターンを
繰り返し用いることで、基準パターン作成にあたっては
例えば欠陥のある被検体からでも良好な部分を用いて基
準パターンを作成することができる。又、複数個の被検
体の中から最も良好な部分をそれぞれ切り出して基準パ
ターンとすることも可能である。更には、基準パターン
を用いて位置決め処理を行なっているため本来、検査画
像に含まれている歪み、位置決め誤差によって本来欠陥
でない部分を欠陥とする誤認を防止する。[Effects of the Invention] With the above configuration, in detecting defects in an inspection image of an object having a rough surface and uneven steps, a base image pattern having the same degree of surface roughness and unevenness as the object is repeatedly used. By using this, it is possible to create a reference pattern using a good part even from a defective object, for example. It is also possible to cut out the best parts from among a plurality of objects and use them as reference patterns. Furthermore, since the positioning process is performed using the reference pattern, it is possible to prevent a portion that is not originally defective from being mistakenly recognized as a defect due to distortion or positioning error contained in the inspection image.
(1)撮像画像の中から良好な部分を使って基準検査パ
ターンを作成できるので、例えば欠陥品からでも基準画
像パターンを作成することができる。(1) Since a reference inspection pattern can be created using a good portion of a captured image, a reference image pattern can be created even from a defective product, for example.
更には複数個の被検体からそれぞれ良好な部分を取り出
し基準画像パターンとすることもできるので、基準画像
パターンの作成が容易であるばかりか、欠陥検出におけ
る誤差を小さくでき、信頬性を高めることができる。Furthermore, since it is possible to extract good parts from each of multiple objects and use them as reference image patterns, it is not only easy to create reference image patterns, but also to reduce errors in defect detection and improve reliability. I can do it.
(2)基準画像パターンを使って位置合わせを行なった
後、比較を行なっているので、鋳造品のように歪みが本
来台まれているものでも誤差を極めて小さくでき、信頼
性が高い。(2) Since comparison is performed after alignment is performed using the reference image pattern, errors can be minimized even in products that are naturally distorted, such as cast products, and reliability is high.
(3)基準画像パターンは被検査物全体を記憶しておく
必要がないので、メモリ容量が小さくなり、経済的には
装置を安価に提供できる。(3) Since the reference image pattern does not require storing the entire object to be inspected, the memory capacity is reduced, and economically, the apparatus can be provided at low cost.
第1図は本発明におりる基準画像パターンの作成例を示
した図、第2図(a) (b) (c) (d)は本発
明における切り出しパターンを用いた位置合せ、比較の
処理手順を示す図、第3図は実施例で用いた被検査物外
観図、第4図は装置のブロック図、第5図は処理フロー
。
2:段差部像、(イ)二段差部切り出しパターン、8:
拡大領域、9:欠陥、11:被検体。
5IO慢
第
図Figure 1 is a diagram showing an example of creating a reference image pattern according to the present invention, and Figures 2 (a), (b), (c), and (d) are alignment and comparison processes using cutout patterns according to the present invention. 3 is an external view of the object to be inspected used in the example, FIG. 4 is a block diagram of the apparatus, and FIG. 5 is a processing flow. 2: Step image, (a) Two-step cutout pattern, 8:
Enlarged area, 9: Defect, 11: Object. 5IO arrogant chart
Claims (1)
検出する欠陥検出方法において、 前記基準画像パターンは、被検体の撮像画像の平坦部か
ら予め定めた小範囲の平坦部パターンを切り出したもの
と、被検体表面の段差部から段差部の変化する毎に予め
定めた小範囲の段差部パターンを複数個作成して、それ
ぞれの切り出したパターンをメモリに記憶することで作
成し、検査画像パターンと前記平坦部切り出しパターン
の比較処理を繰り返し行って被検体撮像面全体の比較を
行なった後、段差部の設計から求まる位置を中心とする
予め定めた範囲で、検査画像パターンと該当する段差部
パターンとの一致量の算出を、該段差部パターンを移動
させながら行い、一致量が最小となる位置で比較する処
理を段差部全領域について繰り返し行なうことを特徴と
する欠陥検出方法。[Claims] In a defect detection method for detecting defects by comparing an inspection image pattern with a reference image pattern, the reference image pattern is a flat area pattern in a predetermined small range from a flat area of a captured image of a subject. It is created by cutting out a pattern and creating multiple step patterns in a predetermined small range each time the step changes from step to step on the surface of the subject, and storing each cut pattern in memory. After repeatedly comparing the inspection image pattern and the flat section cutting pattern to compare the entire object imaging surface, the inspection image pattern and the flat section cutting pattern are compared in a predetermined range centered on the position determined from the design of the stepped section. A defect detection method characterized in that the amount of coincidence with a corresponding step pattern is calculated while the step pattern is moved, and the process of comparing at the position where the amount of coincidence is the smallest is repeated for the entire area of the step. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8495489A JPH02263108A (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Defect detecting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8495489A JPH02263108A (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Defect detecting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02263108A true JPH02263108A (en) | 1990-10-25 |
Family
ID=13845028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8495489A Pending JPH02263108A (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Defect detecting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02263108A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06138005A (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Yamaha Corp | Standard sample of particle inspecting machine |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP8495489A patent/JPH02263108A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06138005A (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Yamaha Corp | Standard sample of particle inspecting machine |
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