JPH02298841A - 表面欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被検材料の表面欠陥を検出する装置に関し、
例えば、圧延後の鋼材の表面の疵等を検出する装置に関
する。

〔従来技術〕

例えば、圧延後の鋼材の表面には、″ヘゲ″と呼ばれる
、薄鋼片が付着したような疵を生じることがある。従来
においては、このような疵は、生産ライン上に待機する
検査係の目視検査により検出されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような目視による検査は、生産ライ
ンに乗って搬送される鋼材を対象とするために熟練を要
し、また、検査係に大きな負担を強いることになる。

そこで、ＴＶ左カメラを用いて鋼材表面を撮像し１画像
処理により自動的に表面欠陥を検出しようとする試みが
なされるようになった。つまり、高温の鋼材は自己発光
しているが、飾部においては冷却後の復熱が他の部位よ
り遅くなることに注目して欠陥検出を行なおうとするも
のである。

この種の欠陥検品装置の実用化に凸っては様々な問題を
生じたが、本出願人等が出願し、すでに公告となった特
公昭６１−１８６９４号、同５７−５２９８３号。

同５７−４８７３５号および係属中の特願昭６３−２６
１５４８号等に開示した技術によりそれらの問題を逐次
解決したため、現在では欠陥の検出精度をより向上する
ことに努力が傾注されている。

そこで本発明においては、被検材料の表面の欠陥を高い
精度で検出する表面欠陥検出装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の表面欠陥検出装置は
、 所定の方向に所定の処理が加えられる被検材料の表面を
撮像し、その光学的特徴を電気信号に変換した原画像信
号を生成する撮像手段；撮像手段が生成した原画像信号
を、処理を加える方向に対応する方向に平滑化し、平滑
画像信号を生成する平滑手段；撮像手段が生成した原画
像信号と平滑手段が生成した平滑画像信号との差分を求
め、差分画像信号を生成する処理手段；および、処理手
段が生成した差分画像信号に基づいて被検材料の表面の
欠陥を検出する検出手段；を備える。

〔作用〕

これおいて、被検材料は所定の方向に所定の処理が加え
られるので、その処理が予定している被検材料の表面状
態の変化はほぼ連続しているが、該表面に欠陥を生じる
とその変化が不連続になる。

例えば、圧延および冷却が行なわれた鋼材を被検材料と
する場合、その鋼材の温度は長さ方向に緩やかに変化し
ているが、欠陥部では冷却後の復熱が遅れるため表面温
度の変化が急峻になる。

つまり、本発明によれば、［画像信号を処理を加える方
向に平滑化して、被検材料に加える処理が予定している
表面状態の変化を予測する平滑画像信号を生成し、それ
と原画像信号との差分がら差分画像信号を生成している
ので、この差分画像信号には該処理が予定しなかった被
検材料の表面状態の変化が現われる。したがって、この
差分画像信号に基づいて被検材料に加えた処理の影響等
を受ける゛ことなく、高い精度で表面欠陥を検出するこ
とができる。

本発明の他の目的および特徴は、以下の図面を参照した
実施例説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に、本発明を一例で実施する鋼材の欠陥検出装置
を模式的に示した。この装置は、システムコントローラ
１．入出力装置２９画像処理ユニット３−１〜３−４（
それぞれを個別に指す必要がないときは“３“で代表さ
せる。他について同じ。）、カメラコントローラ４−１
〜４−４．モータコントローラ５−１〜５−４．撮像ユ
ニット６−１〜６−４．切換ユニット７、モニタＴＶ　
　８．および鋼材検知センサＢＳＥＮならびに搬送速度
センサ５ＳＥＮ等でなる。

撮像ユニット６−１〜６−４は、図示していない加熱炉
および圧延機等を出て、散水機やデスケーリング装置等
の水で冷却さ九た後、同じく図示してぃない鋼材搬送装
置により矢印方向にライン速度Ｖで搬送される鋼材（こ
こではＨ形鋼）ＢＭの左右各フランジ面および上下各ウ
ェブ面をそれぞれ撮像する。各撮像ユニットは、それぞ
れＩＴＶカメラ６１．スリット６２．ＩＴＶカメラ６１
およびスリット６２を収容するケース６３．ＩＴＶカメ
ラ６１およびスリット６２を移動自在に支持するレール
６４．および、ＩＴＶカメラ６１およびスリット６２を
それぞれ独立に位置変更する駆動装置等でなる。

ケース６３は、耐熱性の暗箱であり、透明ガラス付の窓
６３１および反射ミラー６３２を有している６窓６３１
は、ユニット６−１であればＨ形！ＢＭの右側（搬送方
向に向って）のフランジ面に、ユニット６−２であれば
その左側のフランジ面に、ユニット６−３であればその
上側のウェブ面に、ユニット６−４であればその下側の
ウェブ面に、それぞれ平行に開口しており、反射ミラー
６３２は、窓６３１を介して入射する光をねじれなくＩ
ＴＶカメラ６１の方向に変向する。

ＩＴＶカメラ６１は、フォーカルプレーンシャッタおよ
び受光素子列でなり、各受光素子は受光エネルギに応じ
た電気信号（以下濃度信号という。

″濃度高“は″エネルギ高“に対応する。）を、６４０
Ｘ４８０画素区分で出力する（これにおいて、水平方向
に主走査し、垂直方向に副走査するラスクスキャンが行
なわれ、副走査方向は鋼材の搬送方向と平行になるもの
とする。）。

スリット６２は、鋼材ＢＭの各面の基本的なエネルギ分
布の偏りを補正する。例えば、Ｈ形鋼においては、ウェ
ブとフランジの境界部の積蓄エネルギが高いため、その
部位では冷却後の復熱が他よりも早くなる。したがって
、ウェブ面は第２ａ図および第２ｂ図の左端に示したよ
うな温度分布を有し、フランジ面は第２ｃ図および第２
ｄ図の左端に示したような温度分布を有する。そこで、
ウェブ面を撮像するユニット６−３，６−４では、スリ
ット６２−３．６２−４によりウェブの両端部からの放
射エネルギを減衰させてＩＴＶカメラ６１−３．６１−
４の受光素子列の受光エネルギを平均化し、フランジ面
を撮像するユニット６−１．６−２では、スリット６２
−１゜６２−２によりフランジの中央部からの放射エネ
ルギを減衰させてＩＴＶカメラ６１−１．６１−２の受
光素子列の受光エネルギを平均化している。これらのス
リットは、図示していない駆動装置により駆動され、効
果的に受光素子列の受光エネルギを平均化するように充
分にＩＴＶカメラに近い位置に位置決めされる。

なお、本実施例においては、ウェブ面を撮像するユニッ
トに使用するスリットを第３ａ図に示したような形状の
２枚のスリット板で構成し、フランジ面を撮像するユニ
ットに使用するスリットを第３ｂ図に示したような形状
の１枚のスリット板で構成した（被測定鋼材が異なると
きには必要に応じて交換し、例えば、鋼矢板の疵検出に
おいてはフランジ面を撮像するユニットに使用するスリ
ットに２枚のスリット板を使用することもある。）。

これらのスリット板は図示していない駆動装置により上
下に位置変更される。

モータコントローラ５は、システムコントローラ１の指
令を受けてＩＴＶカメラ６１の位置変更用のモータ、ス
リット６２の位置変更用のモータおよびにスリット６２
のスリット板の位置変更用のモータを制御し、それぞれ
を指示された位置に位置決めする。

カメラコントローラ４は、システムコントローラ１の指
令を受けてＩＴＶカメラ６１のシャッタを制御し、指示
されたタイミングに指示されたスピードでシャッタを駆
動する。

ＩＴＶカメラ６１が出力した濃度信号は、切換ユニット
７において２方°に分岐され、一方は画像処理ユニット
３に入力され、他方は選択的にモニタＴＶ　８　　に与
えられる。

画像処理ユニット３は、第４図に示したように専用のマ
イクロコンピュータ３０１および各種の演算回路を備え
てなる。ここでは、例えば、ＩＴＶカメラ６１が第５ａ
図に示したような疵を有する鋼材表面を撮像したものと
すると、それと第６ａ図に示したようなその平滑画像と
を用いて第７ａ図に示したような差分画像を作成し、さ
らに２値化して第８ａ図に示したような２値画像を得る
。

つまり１画像中の疵を通る鋼材の搬送方向に平行な副走
査ラインＱｖに注目してその方向の濃度変化を調べると
、第５ａ図に示した画像から第５ｂ図に示したように低
周波で変化する温度ムラに対応する波形と高周波で変化
する疵に対応する波形とを合成したデータが得られ、第
６ａ図に示した画像から第６ｂ図に示したように低周波
で変化する温度ムラに対応するデータが得られる。した
がって、第７ａ図に示したこれらの差分画像から高周波
で変化する疵のみに対応するデータが得られ、これを２
値化することにより第８ｂ図に示したような副走査方向
の疵の位置を特定するデータが得られる。

平滑データは、副走査ライン上の画素の濃度データ（Ｉ
ＴＶカメラ６１の濃度信号をＡ／Ｄコンバータ３１１で
デジタル変換したデータ）を逐次取込みながら１次遅れ
要素と２次遅れ要素により、下側に隣接する画素の濃度
データを予測した、予測データである。つまり、差分デ
ータは、上側に連続する濃度データから予測されなかっ
たデータということになる。具体的には、副走査ライン
上に並ぶ画素の濃度データの取込みに主走査画素数（６
４０画素）分のラインバッファ３２７および３２８を用
いて、定数（Ｘα）乗算回路３２２と加算回路３２３に
より１次遅れ要素を演算し、加算回路３２４により２次
遅れ要素を演算しく本来微分演算が含まれるが、ここで
はサンプリング周期を単位としてその演算を省略してい
る。）、定数（Ｘβ）乗算回路３２５と加算回路３２６
により予測データを演算している。この予測データを、
そのとき注目している画素（注目画素）の濃度データか
ら減じたものが差分データであり、その演算は減算回路
３２１においてなされる。

なお、注目画素の濃度データをＯ（ｚ）とし、そのとき
の予測データ（平滑データ）をＰ　（ｚ）とすると（２
は副走査アドレスを示す。）、１次遅れ要素Ｓ　（ｚ）
は、 ５（ｚ）＝Ｐ（ｚ）＋ａ（０（ｚ）−Ｐ（ｚ））　　　
”（１）２次遅れ要素Ｓ　’　（ｚ）は、 Ｓ’（ｚ）＝　Ｓ’（ｚ−１）＋（○（ｚ）−Ｐ（ｚ）
）　　”＝（２）下側に隣接する次の画素の予測データ
Ｐ　（ｚ）は、Ｐ　（ｚ）　＝　Ｓ　（ｚ）＋β・Ｓ’
（ｚ）　　　　　　−４３）でそれぞれ与えられる。

差分データは、比較回路３３１においてマイクロコンピ
ュータ３０１より与えられる２値化閾値ｓｔｈと比較さ
れ、それより濃度が高い（明るい）ときには１１１７１
．低い（暗い）ときにはＩＩ　Ｏ′ｇとして２値化され
る。この２値化データは、カウンタ３３２に入力される
。

カウンタ３３２は、副走査同期信号でリセットされ２値
データのＩＩ　Ｏ７１の立下りでカウントアツプする。

このカウントデータは、各主走査の終了時にシフトレジ
スタ３３３に入力される。したがって、■フレームの処
理を終了したとき、シフトレジスタ３３３には２値画像
の“Ｏ″画素１本の副走査ライン上に投影したデータが
得られる。つまり、例えば、第１０ａ図に示したような
“０″で与えられた疵１．疵２を含む２値画像が得られ
たものとすると、シフトレジスタ３３３には、第１０ｂ
図に示したように、副走査方向の“０”画素の出現度を
示したヒストグラムに対応する縦射影データＦ　（ｚ）
が得られる（ただし、各々の縦射影データは副走査アド
レス２により特定される。）。マイクロコンピュータ３
０１では、この縦射影データＦ　（ｚ）と所定の閾値ｗ
ｔｈとを比較し、副走査方向に連続して該閾値ｗｔｈを
超えるデータ群（第１０ｂ図のヒストグラムを２値化し
て得られる第１０ｃ図の２値データに対応）のそれぞれ
に関して主走査方向の最大画素数を′幅”、副走査方向
の画素数を′高さ″。

中央の副走査アドレスを″位置パとする特徴量を抽出し
た後、さらにこの特徴量をシステムコンピュータ１より
与えられた疵判定基準に基づいて吟味し、各班を検出す
る。

また、画像処理ユニット３では、上記縦射影データＦ　
（ｚ）の検出を行う間に、平均濃度データＭを生成する
。この平均濃度データＭは、第９ａ図に示したようにＩ
ＴＶカメラ６１の撮像画面の中心から上下にそれぞれ指
定値Ｐ／２離れた主走査ラインＱ１およびＱ２上の画素
のうち、濃度データが所定値δを超えるものについて濃
度データを平均したものであり、ＩＴＶカメラ６１のシ
ャッタスピードの調整に用いられる。ここでδは、シャ
ッタスピードが適切に設定されているとき、第９ｂ図に
示すようにラインＱ１またはＱ２上の濃度分布を背景部
と鋼材部に分割する値である。

平均濃度データＭは、第４図に示したゲート回路３４１
．加減算回路３４２．バッファ３４３．比較回路３４４
、カウンタ３４５およびマイクロコンピュータ３０１で
演算される。比較回路３４４は、濃度データと所定値δ
との比較により濃度データがδを超えるときに“ゲート
開”を許可するゲート信号を生成してゲート回路３４１
に与える。ゲート回路３４１では、このゲート信号によ
り゛′ゲート開″が許可されたときにのみゲートを開い
て濃度データを加減算回路３４２側に送る。加減算回路
３４２およびバッファ３４３では、送られた濃度データ
と仮平均濃度データＤｏとの差を累算し、差分累算デー
タＤを生成する。この間、カウンタ３４５では″′ゲー
ト開″を許可した画素数をカウントし、カウントデータ
Ｎを生成する。なお、仮平均濃度データＤｏは加減算回
路３４２のビット数削減のために用いたものであり、バ
ッファ３４３およびカウンタ３４５は副走査同期信号に
よりリセットされる。

マイクロコンピュータ３０１では、Ｑ１ラインおよびＱ
２ラインの主走査終了時に差分累算データＤおよびカウ
ントデータＮを読み取り、差分累算データＤの平均Ｄ／
Ｎを求めてこれに仮平均濃度Ｄｏを加え、平均濃度デー
タＭを生成する。

次に、本実施例装置の全体的な動作を説明する。

第１１図を参照されたい。

システムコントローラ１は、入出力装置２を介してオペ
レータにより被測定鋼材の品種コードおよび圧延Ｎｏ、
等が入力されると、予め記憶しているデータを参照して
ＩＴＶカメラ６１の位置やシャッタスピード（初期値）
およびスリット６２の位置やスリット板の位置等に関す
る撮像条件ならびに２値化閾値ｓｔｈや疵判定基準（Ｗ
Ｉ　Ｌ、ｔ　Ｗ２　Ｌ。

ＨＩＬ、Ｈ２Ｌ）等に関する画像処理条件を設定し、そ
れぞれモータコントローラ５．カメラコントローラ４あ
るいは画像処理ユニット３に転送して待機モードを設定
する。これによりモータコントローラ５は、ＩＴＶカメ
ラ６１およびスリット６２ならびにスリット板を指定さ
れた位置に位置決めし、カメラコントローラ４は指定さ
れたシャッタスピードをセットする。また画像処理ユニ
ット３のマイクロコンピュータ３０１は入出力ポートや
内部レジスタ等を初期化した後、画像処理条件を登録し
、比較回路３３１に２値化閾値ｓｔｈを与えて待機モー
ドを設定する。

この後、鋼材検知センサＢＳＥＮが被測定鋼材の先端を
検知すると、システムコントローラ１および画像処理ユ
ニット３のマイクロコンピュータ３０１が立上り、シス
テムコントローラ１は速度センサ５ＳＢＮが検知した鋼
材の搬送速度に応じて撮像間隔（画像処理を行う間隔）
を設定する。この撮像間隔は、鋼材の搬送速度４　ｍ　
／　ｓを超えるときには１５Ｈｚに、４　ｍ　／　ｓ以
下のときには１０Ｈｚに設定される。つまり、ＩＴＶカ
メラ６１は１／３０秒で１画面を撮像するので１５Ｈｚ
の撮像間隔を設定した場合には第１２ａ図に示すように
１画面置きに、１０Ｈｚの撮像間隔を設定した場合には
第１２ｂ図に示すように２画面置きに画像処理を行うこ
とになる。

さらに、システムコントローラ１では、鋼材の搬送速度
に応じて有効エリアを算出する。この有効エリアは疵判
定の範囲を限定するものであり、その副走査方向の長さ
Ｖａは、検出した鋼材の搬送速度をＶ、フォーカルプレ
ーンシャッタのシャッタスピードをｖ′、撮像周期をｆ
ｓ、一画素の長さをＣｐ■、オーバラップ率をε０とす
るとき、Ｖａ＝　ｖ　０　ｆ　ｓ−”　　°Ｃａｐ−”
ｖ’／（ｖ＋ｖ’）０　ｓ　　Ｏ（４）で与えられる。

有効エリアは第１２ａ図および第１２ｂ図に示すように
各採取画面（画像処理を行う画面）毎に設定され、前後
の有効エリアはオーバラップ率ε０でオーバラップする
ので鋼材の被撮像面の疵はいずれかの有効エリア内に含
まれる。

システムコントローラ１は、上記第（４）式に基づいて
有効エリアを設定するとフレームＮｏ、（採取した画面
の番号）に対応付けて長さＶａを登録するとともに、そ
の領域上端の副走査アドレスＶｓおよび下端の副走査ア
ドレスＶｅを画像処理ユニット３のマイクロコンピュー
タ３０１に転送し、画像処理の開始を指示する。

マイクロコンピュータ３０１は、画像処理開始の指示が
あると、そのときＩＴＶカメラ６１が撮像した画面に対
する画像処理を行う。第１３図は画像処理の最初に行う
平均濃度データの検出サブルーチンを示したフローチャ
ートである。このサブルーチンはラインＱ１またはＱ２
の主走査終了時に起動される。

前述したように、各主走査の終了時にバッファ３４３の
出力端から差分累算データＤが、カウンタ３４５の出力
端からカウントデータＮがそれぞれ与えられる。そこで
マイクロコンピュータ３０１は、ラインＱ１およびΩ２
の主走査終了時にそれぞれ差分累算データＤおよびカウ
ントデータＮを読み取り、Ｄ　／　Ｎ　＋　Ｄ　ｏを演
算して、それぞれのラインの平均濃度データを求め、さ
らに各ラインの平均濃度データを平均してその画面の平
均濃度データＭを求めると、それをシステムコントロー
ラ１に転送する。

システムコントローラ１では、この平均濃度データＭが
所定値以下の場合には鋼材が撮像位置に到達していない
（鋼材検知センサＢＳＥＮは撮像位置より上流に設置さ
れている。）ものと判定して次の画面の撮像を待機する
が、それが所定値を超えるとシャッタスピードの適否を
判定する。シャッタスピードの適否の判定においては、
平均濃度データＭと予め設定した参照レベルＤ　１　ｙ
　Ｄ２　ｙＵｌ　＋　Ｕ２　　（ただしＤ　２　＜　Ｄ
　１＜　Ｕ　１＜　Ｕ　２　）とを比較して、平均濃度
データＭが参照レベルＤ２以下のときは“−２ｔｐ、Ｄ
２を超えＤ１以下のときは−１″、Ｄ１を超えＵ１以下
のときは１１　Ｑ　？ｌ。

Ｕｌを超えＵ２以下のときはＩｔ　＋ｌ　１１　、　Ｕ
２を超えるときは“＋２″なる評価値を設定する。ここ
で、評価値の符号は露光の過不足（マイナスは不足。

プラスは過多に対応する。）を示し、数字は過不足の程
度を示す。したがって、例えば、評価値″−２”を設定
したときは、露光が大きく不足しているので、カメラコ
ントローラ４にシャッタスピードの２段階ダウン（遅く
する）を指示し、また、評価値′ｒ　＋　１　ｕを設定
したときは、露光が多少過大であるので、カメラコント
ローラ４にシャッタスピードの１段階アップ（速くする
）を指示する。

この後、システムコントローラ１は、画像処理ユニット
３のマイクロコンピュータ３０１に対して疵検出処理の
実行を指示する。

第１４ａ図および第１４ｂ図は、疵検出処理のサブルー
チンを示したフローチャートである。このサブルーチン
は、システムコントローラ１より疵検出処理実行の指令
があり、画面採取の終了時に起動される。以下、順を追
ってこの処理を説明する。

前述したように、画面採取の終了時には、カウンタ３３
３の出力端から縦射影データＦ　（ｚ）が出力されるの
で、まずステップ２においてこのデータを読取り、ステ
ップ３においてレジスタＨ，Ｗ、Ｇ。

Ｚ、ｉおよび２をクリア（０）する。

レジスタＧは、副走査方向に連続して閾値ｗｔｈを超え
る縦射影データＦ　（ｚ）のグループを検出するための
フラグであり、この値が０であれば、レジスタＺ　（副
走査アドレスに対応）を逐次イクリメントしながら閾値
ｗｔ、ｈを超える縦射影データＦ　（ｚ）を探索する（
ステップ４，５，１３．１４）。

この間に、閾値ｗｔｈを超える縦射影データＦ　（ｚ）
が見付かると、ステップ６においてレジスタＧの値を１
にセットしてレジスタｉを１インクリメントし、ステッ
プ７においてレジスタｉの値で特定されるレジスタＷ（
ｉ）　（以下、レジスタＷ（ｉ）という。他について同
じ。）の値（当初は０）とデータＦ　（ｚ）とを比較す
る。このとき、レジスタＷ（ｉ）の値がデータＦ　（ｚ
）より小さければ、ステップ８においてレジスタＷ（ｉ
）にデータＦ　（ｚ）を格納し、ステップ９においてレ
ジスタＨ（ｉ）の値を１インクリメントし、ステップ１
３においてレジスタ２の値を１インクリメントしてステ
ップ４に戻る。

今度は、レジスタＧの値が１であるので、ステップ１０
において縦射影データＦ　（ｚ）と閾値ｗｔｈとの比較
を行ない、縦射影データＦ　（ｚ）が閾値ｗｔ、ｈ以下
になるまでステップ１０，７〜９，１３．１４および４
を繰り返す、この後、縦射影データＦ　（ｚ）が閾値ｗ
ｔｈ以下になると、ステップ１１においてレジスタＧを
クリアし、ステップ１２においてレジスタＺの値からレ
ジスタＨ（ｉ）の値の１／２を減じた値をレジスタＺ　
（ｉ）に格納する。つまり、この時点で、閾値ｗｔｈを
超える縦射影データＦ　（ｚ）のグループのうち、上か
らｉ番目のグループの“幅（グループ内の最大画素数）
″がレジスタＷ（ｉ）に、″高さくグループの副走査方
向の画素数）″がレジスタＨ（ｉ）に、″位置（グルー
プの中心画素の副走査アドレス）”がレジスタＺ　（ｉ
）に、それぞれ格納される。

縦射影データＦ　（ｚ）のすべてについて以上の処理を
行ない、閾値ｗｔｈを超える縦射影データＦ　（ｚ）の
グループの特微量をレジスタＷ　（ｉ）　、　Ｈ（ｉ）
およびＺ　（ｉ）に整理すると１次に特微量と疵判定基
準との比較により各グループの吟味を行なう。

このとき検出したグループの数はレジスタｉの値で示さ
れるので、ステップ１５においてレジスタｉの値をレジ
スタＩに退避し、ステップ１６においてレジスタＡ讐、
Ａｈ、ＢｗおよびＢｈをクリア（０）し、レジスタｉ＋
３およびｋに１を格納する。

前述したように、システムコントローラ１により副走査
アドレスＶｓから副走査アドレスＶｅまでの範囲が有効
エリアに設定されているので、まず。

レジスタｉの値を更新しながらレジスタＺ　（ｉ）に格
納している位置データがこの範囲となる縦射影データＦ
　（ｚ）のグループを探索する（ステップ１７．２６．
２７）　。

位置データが有効エリア内に含まれる縦射影データＦ　
（ｚ）のグループが見付かると、ステップ１８において
レジスタＷ（ｉ）に格納しているそのグループの幅デー
タと第１幅判定基準ＶＪ　Ｉ　Ｌとを比較し、ステップ
１９においてレジスタＨ（ｉ）に格納しているそのグル
ープの高さデータと第１高さ判定基準ＨＩＬとを比較す
る。これらの比較において、幅データが第１幅判定基準
ＷＩＬを超え、または、高さデータが第１高さ判定基準
ＨＩ　Ｌを超えるときには、その縦射影データＦ　（ｚ
）のグループはクラスＡの疵に対応するものと判定し、
ステップ２０においてレジスタＡｗ（ｊ）にレジスタＷ
（ｉ）の値を、レジスタＡｈ（ｊ）にレジスタＨ（ｉ）
の値をそれぞれ格納し、ステップ２１においてレジスタ
ｊの値を１インクメントする。

また、このとき吟味しているグループの幅データが第１
幅判定基準ＷＩＬ以下であり、かつ、高さデータが第１
高さ判定基準ＨＩ　Ｌである場合には、さらにステップ
２２および２３においてそのグループの幅データと第２
幅判定基準Ｗ２Ｌとの比較および高さデータと第２高さ
判定基準Ｈ２Ｌとの比較（ただしＷＩ　Ｌ　＞Ｗ２　Ｌ
　、　ＨＩ　Ｌ　＞　ＨＩ　Ｌ　）を行なう。こ九にお
いて、幅データが第２幅判定基準Ｗ２Ｌを超え、かつ、
高さデータが第２高さ判定基準Ｈ２Ｌを超えるときには
、その縦射影データＦ　（ｚ）のグループはクラスＢの
疵に対応するものと判定し、ステップ２４においてレジ
スタＢｗ（ｋ）にレジスタＷ（ｉ）の値を、レジスタＢ
ｈ（ｋ）にレジスタＨ（ｉ）の値をそれぞれ格納し、ス
テップ２５においてレジスタにの値を１インクメントす
る。

上記の吟味をすべての縦射影データＦ　（ｚ）のグルー
プについて行ない、検出したクラスＡの疵の特徴量（幅
および高さ）をレジスタＡｙおよびＡｈに、クラスＢの
疵の特徴量（幅および高さ）をレジスタＢｗおよびＢｈ
にそれぞれ整理すると、ステップ２８においてそれらの
データをフレームＮｏ、に対応付けて記憶（登録）する
。

以上の処理を、鋼材検知センサＢＳＥＮが鋼材なしを検
出し、かつ、平均濃度データＭが所定値以下（撮像位置
に鋼材なし）になるまで、設定した撮像周期毎に繰り返
す。

システムコントローラ１は、鋼材検知センサＢＳＥＮの
鋼材なし検出に続いて平均濃度データＭが所定値以下に
なると、画像処理ユニット３のマイクロコンピュータ３
０１に処理終了を報知する。これによりマイクロコンピ
ュータ３０１からフレームＮｏ、に対応付けて登録され
た疵に関するデータが転送されるので、システムコント
ローラ１では、フレームＮｏ、に対応付けして記憶して
いる有効エリアの長さＶａを用いてそのデータを整理し
、鋼材先端からの距離および後端からの距離に対応付け
て各班およびそのクラス分ならびに特徴量を入出力装置
２のＣＲＴディスプレイに表示し、併せてプリンタを介
してプリントアウトする。

なお、以上の実施例においては、鋼材の撮像面の基本的
なエネルギ分布の偏りをスリットにより補正しているが
、ＩＴＶカメラ６１の出力信号をマスキングすることに
よりこれを行なっても良い。

ただし、撮像面のエネルギの全レンジに対して法部に生
じる温度差が小さいため、信号処理によりエネルギ分布
の偏りを補正する場合にはＩＴＶカメラの選定に注意を
要する。

また、本発明が上記実施例において示したＨ形鋼以外の
各種の材料の疵検出にも適用可能なことは自明であろう
。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり１本発明の表面欠陥検出装置は。

所定の方向に所定の処理が加えられる被検材料の表面を
撮像し、その光学的特徴を電気信号に変換した原画像信
号を生成する撮像手段；撮像手段が生成した原画像信号
を、処理を加える方向に対応する方向に平滑化し、平滑
画像信号を生成する平滑手段；撮像手段が生成した原画
像信号と平滑手段が生成した平滑画像信号との差分を求
め、差分画像信号を生成する処理手段；および、処理手
段が生成した差分画像信号に基づいて被検材料の表面の
欠陥を検出する検出手段：を備える。

つまり、原画像信号を処理を加える方向に平滑化して、
被検材料に加える処理が予定している表面状態の変化を
予測する平滑画像信号を生成し。

それと原画像信号との差分を求め、該処理が予定しなか
った被検材料の表面状態の変化を抽出した差分画像信号
を生成しているので、この差分画像信号に基づいて被検
材料に加えた処理の影響等を受けることなく、高い精度
で表面欠陥を検出することができる。

なお、実施例で示した装置では、実際の疵検出において
見逃しＯ１過検出１％以下（製品本数比）という非常に
高い信頼性を得ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を一例で実施する鋼材の欠陥検出装置
の構成を示す模式図である。 第２ａ図〜第２ｄ図は、Ｈ形鋼のエネルギ分布の偏りの
補正を説明するための説明図である。 第３ａ図および第３ｂ図は、実施例装置で用いたスリッ
ト６２の具体的な形状を示す平面図である。 第４図は、実施例装置に備わる画像処理ユニット３の詳
細な構成を示すブロック図である。 第５ａ図、第５ｂ図、第６ａ図、第６ｂ図、第７ａ図、
第７ｂ＠、第８ａ図および第８ｂ図は、画像処理ユニッ
ト３で行わ九る疵検出処理の概要を説明するための説明
図である。 第９ａ図および第９ｂ＠は、画像処理ユニット３で行わ
れる平均濃度データの検出処理を説明するための説明図
である。 第１０ａ図〜第１０ｃ図は、画像処理ユニット３で行な
われる疵の特徴データの抽出を説明するための説明図で
ある。 第１１図は、実施例装置の全体動作を示したフローチャ
ートである。 第１２ａ図および第１２ｂ図は、撮像間隔の設定を具体
的に説明するための説明図である。 第１３図は、画像処理ユニット３で行なわれる平均濃度
データの検出処理を示したブローチヤードである。 第１４ａ図および第１４ｂ図は、画像処理ユニ２ト３で
行なわれる疵検出処理を示したフローチャートである、 １ニジステムコントローラ ２：入出力装置 ３：画像処理ユニット （平滑手段、処理手段、検出手段） ４：カメラコントローラ ５：モータコントローラ ６：撮像ユニット（撮像手段） ７：切換ユニット ８：モニタＴＶ 夏３８図 ↓ 東３ｂ図 声９ａ図 差、＃２４線　　世暖　　２棹彫 月６ａ図　　第６ｂ図 声８８囚　　第８ｂ図 ｙ！４１１図 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の方向に所定の処理が加えられる被検材料の
   表面を撮像し、その光学的特徴を電気信号に変換した原
   画像信号を生成する撮像手段； 前記撮像手段が生成した原画像信号を、前記処理を加え
   る方向に対応する方向に平滑化し、平滑画像信号を生成
   する平滑手段； 前記撮像手段が生成した原画像信号と前記平滑手段が生
   成した平滑画像信号との差分を求め、差分画像信号を生
   成する処理手段；および、前記処理手段が生成した差分
   画像信号に基づいて被検材料の表面の欠陥を検出する検
   出手段；を備える表面欠陥検出装置。
2. （２）前記被検材料は、加圧を含む処理が長さ方向に順
   次加えられる、加熱により自己発光している鋼材である
   、前記特許請求の範囲第（１）項記載の表面欠陥検出装
   置。